匡武名，張 萌，張金美，何宗鍵，彭希瓏，徐 軍，劉足根

（1：江西省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，南昌330029）（2：南昌大學(xué)資源環(huán)境和化工學(xué)院，南昌330031）（3：江西省環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)研究中心，南昌330029）（4：中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所，武漢430072）

鄱陽(yáng)湖外圍湖泊水體營(yíng)養(yǎng)波動(dòng)周年特征的比較湖沼學(xué)研究?

匡武名1，2，3，張 萌1，3??，張金美1，2，3，何宗鍵2，彭希瓏2，徐 軍4，劉足根1，3

（1：江西省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，南昌330029）（2：南昌大學(xué)資源環(huán)境和化工學(xué)院，南昌330031）（3：江西省環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)研究中心，南昌330029）（4：中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所，武漢430072）

近年來(lái)，我國(guó)最大淡水湖泊濕地鄱陽(yáng)湖的水體富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)明顯且日益受到各方關(guān)注，而對(duì)鄱陽(yáng)湖湖體外圍各類淺水湖泊富營(yíng)養(yǎng)化情況及其動(dòng)態(tài)卻了解頗少.為深入了解鄱陽(yáng)湖外圍不同湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀、季節(jié)動(dòng)態(tài)及驅(qū)動(dòng)機(jī)制，于2014-2015年對(duì)毗鄰鄱陽(yáng)湖南岸的南昌市大小不同的3個(gè)城市或城郊淺水湖泊（青山湖、瑤湖、軍山湖）水質(zhì)參數(shù)和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行周年觀測(cè).結(jié)果表明，青山湖、瑤湖和軍山湖的高錳酸鹽指數(shù)范圍分別在2.6～4.5、2.1～4.6和1.6～1.9 mg／L之間，僅軍山湖目前未受到有機(jī)物污染影響，3個(gè)湖泊兩兩之間均呈極顯著差異.青山湖和瑤湖水體總氮（TN）、總磷（TP）濃度遠(yuǎn)高于湖泊富營(yíng)養(yǎng)化轉(zhuǎn)換的閾值（TN：0.20 mg／L，TP：0.02 mg／L），且TP污染最為嚴(yán)重，僅達(dá)到地表水Ⅳ～劣Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn).在3個(gè)湖泊中，水體氮主要以可溶性態(tài)氮的形態(tài)占優(yōu)勢(shì)，水體磷形態(tài)除了軍山湖外，另外2個(gè)湖泊主要以顆粒態(tài)磷占優(yōu)勢(shì).青山湖、瑤湖和軍山湖的葉綠素a（Chl.a）濃度范圍分別為34.65～184.48、7.66～120.67和2.42～17.41 μg／L，各湖泊的Chl.a濃度均在冬季達(dá)到最低值，且軍山湖與其他2個(gè)湖泊的Chl.a濃度均呈極顯著性差異，青山湖與瑤湖無(wú)顯著差異.基于綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)3個(gè)湖泊的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，青山湖富營(yíng)養(yǎng)化程度最高，已達(dá)到輕-中度富營(yíng)養(yǎng)的穩(wěn)定富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；其次為瑤湖，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)不穩(wěn)定，在中營(yíng)養(yǎng)-輕度富營(yíng)養(yǎng)-中度富營(yíng)養(yǎng)水平之間巨幅波動(dòng)；軍山湖相對(duì)最低，全年整體處于貧營(yíng)養(yǎng)-中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)之間，處于波動(dòng)上升的趨中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài).同時(shí)發(fā)現(xiàn)3個(gè)湖泊的水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的年內(nèi)波動(dòng)依賴于不同的水溫環(huán)境，水溫是以上3個(gè)亞熱帶淺水湖泊富營(yíng)養(yǎng)化程度年內(nèi)季度波動(dòng)的重要影響因子之一. Pearson相關(guān)分析還發(fā)現(xiàn)，3個(gè)湖泊的Chl.a濃度均與水柱TN和TP濃度呈顯著正相關(guān)，其中青山湖和軍山湖的水柱Chl.a濃度與總?cè)芙庑缘涂側(cè)芙庑粤诐舛染蕵O顯著正相關(guān)關(guān)系.整體來(lái)說(shuō)，水柱氮是影響3個(gè)湖泊水環(huán)境特征的主導(dǎo)因子之一，磷是2個(gè)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的主導(dǎo)影響因子，在富營(yíng)養(yǎng)化湖泊控制和削減磷營(yíng)養(yǎng)鹽輸入的同時(shí)，應(yīng)考慮如何有效降低氮的輸入，并著力控制中溫季節(jié)（水溫為15～25℃）的營(yíng)養(yǎng)輸入和快速富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)防控；中營(yíng)養(yǎng)湖泊（軍山湖）應(yīng)在控制磷的輸入和消減水柱氮上進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)控，尤其重視高溫季節(jié)（水溫＞25℃）的防控與預(yù)警，這將對(duì)鄱陽(yáng)湖外圍淺水湖泊的水環(huán)境保護(hù)和治理提供重點(diǎn)方向與新型管理思路.

外圍淺水湖泊；鄱陽(yáng)湖水系；富營(yíng)養(yǎng)化；綜合評(píng)估；周年動(dòng)態(tài)；比較湖沼學(xué)

當(dāng)前，湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化是全球性的生態(tài)學(xué)問(wèn)題［1］.近30年來(lái)，我國(guó)湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)峻［2-3］，我國(guó)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊比例從1980s后期的44%上升至1990s后期的77%，直至2003年的85%，水體富營(yíng)養(yǎng)化的程度和范圍呈明顯擴(kuò)大發(fā)展趨勢(shì)［4］.長(zhǎng)江中下游地區(qū)是我國(guó)八大內(nèi)陸天然湖泊分布區(qū)之一，集中了我國(guó)約2／3的淡水湖泊，與西南高原深水湖泊不同的是，該地區(qū)湖泊以丘陵—平原淺水型為主，區(qū)域內(nèi)城市、城郊湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題突出，多處于中營(yíng)養(yǎng)—富營(yíng)養(yǎng)—超富營(yíng)養(yǎng)化階段，因此控制和減緩湖庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化是當(dāng)前關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題.

江西是長(zhǎng)江中下游地區(qū)湖泊數(shù)量多、容量大的省份，常年水面面積1 km2以上的天然湖泊達(dá)86個(gè)，水面總面積為3802 km2.然而，有關(guān)資源豐沛的江西水系的富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)估和研究報(bào)告相對(duì)較少，只對(duì)鄱陽(yáng)湖、五大河流和袁河等大型流域進(jìn)行過(guò)部分研究［5-8］.然而，近年來(lái)以鄱陽(yáng)湖為代表的湖體水質(zhì)呈明顯下降趨勢(shì)，富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)加大［9-10］，而鄱陽(yáng)湖外圍的城市和城郊湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日益突出，鄱陽(yáng)湖前置庫(kù)的污染和干擾程度加劇勢(shì)必阻礙鄱陽(yáng)湖“清水通道”的構(gòu)建，降低鄱陽(yáng)湖入湖來(lái)水的水質(zhì).目前有關(guān)鄱陽(yáng)湖外圍湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的相關(guān)研究報(bào)道極少，本研究以長(zhǎng)江中下游流域江西境內(nèi)鄱陽(yáng)湖湖體外圍3個(gè)面積大小和富營(yíng)養(yǎng)化程度梯度明顯的典型亞熱帶天然淺水湖泊（青山湖、瑤湖和軍山湖）為研究對(duì)象，通過(guò)連續(xù)野外湖泊調(diào)查、室內(nèi)對(duì)比分析等手段，進(jìn)行3個(gè)典型湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀評(píng)估、污染特征及驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究，以期為理解南方生活源污染型主導(dǎo)的城市毗鄰湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展、驅(qū)動(dòng)與時(shí)空變化特征提供新的研究視角，為欠發(fā)達(dá)的南方省份城鎮(zhèn)湖泊保護(hù)和治理提供參考依據(jù).

1 材料與方法

1.1 湖泊概況

青山湖（28°41′～28°43′N(xiāo)，115°55′～115°56′E）是南昌市城區(qū)最大內(nèi)湖，距離鄱陽(yáng)湖岸最小距離30 km，

水面面積為4.00 km2，平均水深為1.75 m，最大水深為3.2 m，北寬南窄，現(xiàn)為南昌市著名的水上娛樂(lè)風(fēng)景游覽區(qū).

瑤湖（28°38′～28°44′N(xiāo)，116°02′～116°05′E）是南昌市最大的內(nèi)陸天然湖泊，距離鄱陽(yáng)湖岸最小距離20 km，湖面呈流線型，自南向北分為上瑤湖、中瑤湖、下瑤湖，水面面積為15.25 km2，水產(chǎn)養(yǎng)殖年產(chǎn)量約為1000～1500 t.上瑤湖周邊分布有昌東高校園區(qū)、江西氨廠、漁業(yè)養(yǎng)殖基地以及2010年初為籌備“七城會(huì)”在此段動(dòng)工建造并于2011年7月通過(guò)驗(yàn)收的江西瑤湖國(guó)際水上運(yùn)動(dòng)中心；而中上瑤湖段周邊以水稻田分布為主［11］.

軍山湖（28°24′～28°38′N(xiāo)，116°15′～116°28′E）坐落于江西省進(jìn)賢縣，是中國(guó)境內(nèi)最大的淡水湖泊鄱陽(yáng)湖的封閉性子湖，與鄱陽(yáng)湖湖體阻隔近60年，與鄱陽(yáng)湖岸僅一壩（≈20 m）之隔，水位高于湖體1～2 m，是鄱陽(yáng)湖典型的前置庫(kù)，水面面積為213.3 km2，最大水深為7.0 m，平均水深為3.82 m，其原屬鄱陽(yáng)湖南部一大湖汊，與金溪湖、青嵐湖相連，，它既有悠久的文化歷史背景又有豐富的農(nóng)產(chǎn)養(yǎng)殖品（如名揚(yáng)海內(nèi)外的軍山湖大閘蟹），軍山湖水質(zhì)純凈，是國(guó)家水質(zhì)良好大型湖泊之一［12-13］.3個(gè)湖泊的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)概況見(jiàn)表1.

表1 南昌典型3個(gè)淺水湖泊湖沼學(xué)基礎(chǔ)信息特征Tab.1 The limnological characteristics for the three shallow urban lakes of Nanchang City in south Lake Poyang

1.2 數(shù)據(jù)采集

采樣時(shí)間為2014年10月—2015年7月，野外采樣工作均安排于每月的下旬完成.采樣點(diǎn)位按照均勻布點(diǎn)法進(jìn)行布設(shè)，青山湖共布設(shè)4個(gè)點(diǎn)位；考慮到瑤湖體呈流線型，共布設(shè)7個(gè)點(diǎn)位；軍山湖共布設(shè)5個(gè)點(diǎn)位（具體分布情況見(jiàn)圖1）.

1.3 測(cè)定與評(píng)價(jià)方法

水質(zhì)理化測(cè)定指標(biāo)包括水溫（T）、溶解氧（DO）、pH值、濁度（TURB）、電導(dǎo)率（COND）、透明度（SD）、氧化還原電位（ORP）、礦化度（TDS）、總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、硝態(tài)氮、正磷酸鹽、可溶性總氮（TDN）、可溶性總磷（TDP）、葉綠素a（Chl.a）以及高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）等.采集現(xiàn)場(chǎng)利用塞氏黑白盤(pán)測(cè)定SD和水深，其中T、DO、pH、COND、ORP和TDS等采用便捷式水質(zhì)分析儀YSI（Yellow Spring，OH 45387 USA）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè).過(guò)濾水是通過(guò)0.45 μm GF／C膜（Waterman）抽濾所得.過(guò)濾水中TDN、TDP及和原水中TN、TP、NH3-N、CODMn、Chl.a等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均根據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》［14］進(jìn)行.湖泊富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)采用《湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定》中的TLI（∑）（綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)）評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定［15］，其計(jì)算公式為：

式中，Wj為第j種因子的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重，TLI（j）為第j種因子的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，m為評(píng)價(jià)因子個(gè)數(shù).采用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對(duì)湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行分級(jí)：TLI（∑）＜30為貧營(yíng)養(yǎng)；30≤TLI（∑）≤50為中營(yíng)養(yǎng)；TLI（∑）＞50為富營(yíng)養(yǎng)，其中50＜TLI（∑）≤60為輕度富營(yíng)養(yǎng)，60＜TLI（∑）≤70為中度富營(yíng)養(yǎng)，TLI（∑）＞70為重度富營(yíng)養(yǎng).

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，相關(guān)性分析采用Pearson或Spearman相關(guān)性分析，差異性比較用單因素方差分析.各水質(zhì)指標(biāo)的季節(jié)變化以季度算術(shù)平均值進(jìn)行比較，2014年10-11月為秋季，2014年12月-2015年1月為冬季，2015年3-4月為春季，2015年6-7月為夏季；水溫分為低、中、高3

級(jí)，其中水溫T＜15℃為低溫，15℃≤T≤25℃為中溫，T＞25℃為高溫.采用ArcGIS、Excel 2003軟件作圖.

圖1 鄱陽(yáng)湖附近青山湖、瑤湖和軍山湖采樣點(diǎn)位分布Fig.1 The sketch of sampling points of Lake Qingshan，Lake Yaohu and Lake Junshan adjacent to the Lake Poyang

2 結(jié)果

2.1 3個(gè)湖泊基本理化指標(biāo)現(xiàn)狀與對(duì)比

3個(gè)湖泊在水文過(guò)程、人為干擾及湖泊利用類型等方面各不相同，在一些理化指標(biāo)上存在明顯的差異（表2）.3個(gè)湖泊pH值范圍為7.5～8.7，青山湖和瑤湖的pH高于軍山湖，這是由于期間為凈化湖水消殺藍(lán)藻而投入大量生石灰和生物再生殺菌劑，從而導(dǎo)致湖水pH值升高；SD范圍為0.33～1.20 m，不同湖泊存在顯著差異，其中軍山湖地處農(nóng)村偏僻地區(qū)，受人為影響較小、植被覆蓋率高，SD顯著高于其他湖泊；電導(dǎo)率80～201 μS／cm，3個(gè)湖泊之間差異較大；濁度范圍為10.7～50.4 NTU，與3個(gè)湖泊SD的變化一致；ORP范圍為96.0～131.5 mV，青山湖最低，軍山湖最高；消光系數(shù)Kd表現(xiàn)為青山湖＞瑤湖＞軍山湖.

2.2 3個(gè)湖泊水體環(huán)境特征參數(shù)的變化與對(duì)比

高錳酸鹽指數(shù)作為有機(jī)污染物指標(biāo)，當(dāng)其超過(guò)4 mg／L時(shí)，表示水體已受到有機(jī)污染［16］，除了青山湖秋季和瑤湖夏季受到有機(jī)污染外（圖2），其他季節(jié)CODMn濃度均低于4 mg／L，優(yōu)于地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn).青山湖和瑤湖CODMn濃度范圍分別為2.6～4.5和2.1～4.6 mg／L，青山湖和瑤湖變化情況表現(xiàn)類似，在冬季降低，其他季節(jié)有所升高.軍山湖CODMn濃度范圍為1.6～1.9 mg／L，均值為1.7 mg／L，在調(diào)查的月份當(dāng)中均優(yōu)于Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，各季節(jié)之間無(wú)明顯變化趨勢(shì).3個(gè)湖泊兩兩之間CODMn濃度呈極顯著差異（P＜0.01）.

表2 青山湖、瑤湖和軍山湖基本理化指標(biāo)數(shù)據(jù)Tab.2 The basic physical and chemical indicators data of Lake Qingshan，Lake Yaohu and Lake Junshan

圖2 青山湖、瑤湖和軍山湖水柱CODMn濃度變化Fig.2 Changes of CODMnin water column of Lake Qingshan，Lake Yaohu and Lake Junshan

青山湖、瑤湖和軍山湖TN濃度范圍分別為0.099～1.964、0.131～0.435和0.042～0.359 mg／L（圖3a），除青山湖和瑤湖分別在2014年10月和2015年1月達(dá)到最大值，僅達(dá)到地表水Ⅴ類和Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)外（GB 3838-2002），其他月份均達(dá)到了地表水Ⅰ～Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，軍山湖在調(diào)查的月份中TN濃度達(dá)到地表水Ⅰ～Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，軍山湖與青山湖呈顯著差異（P＜0.05），與瑤湖呈極顯著差異（P＜0.01），青山湖與瑤湖無(wú)顯著性差異（P＞0.05）；TP濃度范圍分別為0.071～0.299、0.073～0.234和0.01～0.071 mg／L（圖3c，其中青山湖和瑤湖TP濃度超標(biāo)僅達(dá)到地表水Ⅳ～劣Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，且都表現(xiàn)為冬季降低，其他季節(jié)有所升高，2個(gè)湖泊之間無(wú)顯著差異（P＞0.05）.軍山湖TP濃度在2015年6月達(dá)到最大值（0.071 mg／L），僅達(dá)到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，其他月份達(dá)到Ⅰ～Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，春季和夏季TP濃度高于秋季和冬季，軍山湖與其他2個(gè)湖泊之間均呈極顯著差異（P＜0.01）. TDN、TDP分別是TN、TP的重要組成部分，可被浮游植物直接吸收并加以利用，是藻類生長(zhǎng)最直接的營(yíng)養(yǎng)鹽來(lái)源.3個(gè)湖泊TDN濃度均在秋季達(dá)到最大值（圖3b），與該季節(jié)魚(yú)類捕撈活動(dòng)增加導(dǎo)致水體中TDN濃度升高有關(guān)，氮的形態(tài)主要是可溶性態(tài)氮，僅軍山湖與瑤湖呈極顯著差異（P＜0.01），其他湖泊之間無(wú)顯著差異（P＞0.05）；青山湖和瑤湖的TDP濃度范圍為0.004～0.059和0.003～0.110 mg／L（圖3d），總體波動(dòng)較大，軍山湖表現(xiàn)平穩(wěn)，磷形態(tài)除了軍山湖外另外2個(gè)湖泊主要為顆粒態(tài)磷，3個(gè)湖泊兩兩之間均呈極顯著差異（P＜0.01）.

Chl.a濃度可以在一定程度上表征水體浮游植物的現(xiàn)存量.青山湖、瑤湖和軍山湖的Chl.a濃度范圍分別為34.65～184.48、7.66～120.67和2.42～17.41 μg／L，平均值分別為94.65、60.13和8.31 μg／L，水體Chl.a濃度梯度明顯.各湖泊的Chl.a濃度均在冬季達(dá)到最低值，其他季節(jié)浮游藻類的生長(zhǎng)逐漸復(fù)蘇.3個(gè)湖泊的Chl.a濃度變化較大（圖4），但青山湖與瑤湖之間無(wú)顯著差異（P＞0.05），軍山湖與其他2個(gè)湖泊均呈極顯著差異（P＜0.01）.

N／P比值對(duì)藻類的暴發(fā)性生長(zhǎng)具有重要作用，當(dāng)水體中N／P比值＜7，N將限制藻類的生長(zhǎng)，N／P比值在8～30為適應(yīng)藻類生長(zhǎng)范圍，N／P比值＞30，P將成為藻類生長(zhǎng)的限制因子［17］.本研究中青山湖、瑤湖和軍山

湖N／P比值范圍分別在1.0～6.7、1.8～5.8和3.2～56.6，青山湖、瑤湖全湖N／P比值＜7，表明青山湖和瑤湖藻類生長(zhǎng)可能主要受N限制.軍山湖在10月份N／P比值＞30，表明藻類生長(zhǎng)可能主要受P限制，在2015年11月份和2015年1月N／P比處于適應(yīng)藻類生長(zhǎng)范圍內(nèi)，其他月份藻類生長(zhǎng)可能受N限制.

圖3 青山湖、瑤湖和軍山湖水柱N、P營(yíng)養(yǎng)鹽濃度變化Fig.3 Changes of N，P nutrients in water column of Lake Qingshan，Lake Yaohu and Lake Junshan

圖4 青山湖、瑤湖和軍山湖水柱Chl.a濃度變化Fig.4 Changes of Chl.a concentration in water column of Lake Qingshan，Lake Yaohu and Lake Junshan

2.3 3個(gè)湖泊水環(huán)境營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)

青山湖、瑤湖和軍山湖的TLI（∑）范圍分別為49.46～68.40、40.41～61.44和23.94～41.66，青山湖除在2014年12月僅處于中營(yíng)養(yǎng)外，其他月份均達(dá)到輕度—中度富營(yíng)養(yǎng)水平，瑤湖TLI（∑）值變化范圍較大，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)在中營(yíng)養(yǎng)-輕度富營(yíng)養(yǎng)-中度富營(yíng)養(yǎng)之間波動(dòng)變化，軍山湖營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)處于較低水平，介于貧-中營(yíng)養(yǎng)水平之間，且呈波動(dòng)上升的趨中營(yíng)養(yǎng)態(tài)（圖5）.總體上，3個(gè)湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)水平表現(xiàn)為青山湖＞瑤湖＞軍山湖，且在冬季都有所降低.這可能是因?yàn)槭艿蕉舅疁氐?、光照?qiáng)度底、光照時(shí)間短和營(yíng)養(yǎng)鹽輸入較少等環(huán)境因素的影響.

圖5 青山湖、瑤湖和軍山湖綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化Fig.5 Comprehensive evaluation dynamics of nutritional state in Lake Qingshan，Lake Yaohu and Lake Junshan

2.4 3個(gè)湖泊Chl.a濃度與各營(yíng)養(yǎng)因子之間的相關(guān)關(guān)系

在3個(gè)湖泊中，Chl.a濃度與TN、TP、TDN、TDP濃度都呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），其中青山湖和瑤湖Chl.a濃度與TN、TP濃度呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），青山湖和軍山湖水體中Chl.a濃度與TDN、TDP濃度呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；Chl.a濃度與CODMn濃度呈正相關(guān)，僅在瑤湖中呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），另外2個(gè)湖泊中相關(guān)關(guān)系均不顯著；Chl.a濃度與SD呈負(fù)相關(guān)，除青山湖Chl.a濃度與SD相關(guān)性不顯著外，另外2個(gè)湖泊Chl.a濃度與SD呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），Chl.a濃度與SD的相關(guān)關(guān)系表明，青山湖水體透明度可能主要受懸浮顆粒物的影響，與湖區(qū)復(fù)雜的水環(huán)境條件有關(guān)，而浮游藻類可能是導(dǎo)致瑤湖和軍山湖水體透明度降低的主要影響因素；青山湖和瑤湖中，TP濃度與CODMn、TN濃度呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），表明水體中營(yíng)養(yǎng)鹽可能來(lái)自相同的源.

2.5 3個(gè)湖泊TLI（∑）和N／P比值（TDN／TDP比）在不同水溫中的變化情況

根據(jù)水溫高低將3個(gè)湖泊周年時(shí)段分為低、中、高3個(gè)溫度梯度，分析3個(gè)溫度區(qū)間之間湖泊綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI（∑）及N／P比值（TDN／TDP比）的變化情況（圖6）.在青山湖，中溫時(shí)期的TLI（∑）達(dá)到最大值，低溫時(shí)期的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)優(yōu)于高溫，中溫時(shí)期的TLI（∑）分別與低溫和高溫時(shí)期均存在顯著差異，表明中溫有利于水體的富營(yíng)養(yǎng)化；在瑤湖，中溫和高溫時(shí)期的TLI（∑）變化不大，但在低溫環(huán)境中，湖泊水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)變化明顯；在軍山湖，隨著溫度的升高，TLI（∑）逐漸增大，且3個(gè)溫度梯度兩兩之間均存在顯著差異，表明軍山湖水體的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)在一定程度上依賴于高溫環(huán)境.青山湖、瑤湖和軍山湖的N／P比值范圍分別為4.26～15.74、1.91～32.97和8.80～50.02，平均值分別為10.4、19.4和24.4.3個(gè)湖泊均在中溫時(shí)期N／P比值達(dá)到最大值，且隨著溫度的升高比值逐漸降低，在高溫時(shí)期達(dá)到最低值（圖6）.青山湖和瑤湖N／P比值不同的溫度梯度兩兩之間均存在顯著差異，而軍山湖的低溫和高溫之間差異性不明顯，但都與中溫時(shí)期的比值存在顯著差異.

表3 3個(gè)湖泊水體各營(yíng)養(yǎng)因子間相關(guān)關(guān)系Tab.3 Pearson correlation coefficients among trophic factors of Lake Qingshan，Lake Yaohu and Lake Junshan

圖6 3個(gè)湖泊TLI、N／P比值隨溫度的變化情況（水溫T＜15℃為低溫，15℃～25℃為中溫，T＞25℃為高溫，不同字母表示差異性顯著，各湖泊之間無(wú)差異性比較）Fig.6 TLI and the ratio of N／P variations with temperature in Lake Qingshan，Lake Yaohu and Lake Junshan

3 討論

3.1 3個(gè)湖泊水體環(huán)境特征參數(shù)的周年動(dòng)態(tài)規(guī)律分析

水體透明度主要取決于湖泊水文條件和含沙量，同時(shí)也受到水體藻類的影響［18-19］，在所調(diào)查的3個(gè)湖泊中，軍山湖地處農(nóng)村偏僻地區(qū)，受人為影響較小、植被覆蓋率高，SD顯著高于其他湖泊.濁度代表水體懸浮顆粒物含量的高低，青山湖和瑤湖的濁度分別達(dá)到了50.4和39.7 NTU，2個(gè)湖泊都屬于省級(jí)風(fēng)景游覽區(qū)，湖區(qū)岸線發(fā)育程度底，湖濱帶人為活動(dòng)頻繁從而導(dǎo)致湖泊水體中懸浮物含量高.同時(shí)，Chl.a濃度可以在一定程度上表征水體浮游植物的現(xiàn)存量，青山湖和瑤湖的Chl.a濃度分別達(dá)到94.65和60.13 μg／L，因此湖泊

浮游藻類的大量繁殖可能是致使透明度下降的又一重要原因.

氮、磷是浮游植物生長(zhǎng)所需的生源要素，當(dāng)水體中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽濃度達(dá)到一定程度時(shí)，在合適的溫度和光照等環(huán)境條件下會(huì)導(dǎo)致水體中的浮游植物迅速增長(zhǎng)，甚至?xí)?dǎo)致藍(lán)藻水華暴發(fā).一般認(rèn)為，當(dāng)水體中TN、TP濃度分別達(dá)到0.20和0.02 mg／L以上時(shí)，水體存在發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)［20］，在所調(diào)查的3個(gè)湖泊中，青山湖（TN：0.516 mg／L，TP：0.138mg／L）和瑤湖（TN：0.362 mg／L，TP：0.131 mg／L）的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽濃度均遠(yuǎn)高于水體富營(yíng)養(yǎng)化的氮、磷閾值，表明青山湖和瑤湖水體為浮游藻類的生長(zhǎng)提供了充足營(yíng)養(yǎng)鹽，且在一定的環(huán)境條件驅(qū)動(dòng)下（合適的溫度和光照）藻類水華風(fēng)險(xiǎn)將加大.青山湖和瑤湖水體中TP濃度較高，僅達(dá)到地表水Ⅳ～劣Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，相比其他營(yíng)養(yǎng)鹽，2個(gè)湖泊的TP污染最嚴(yán)重.根據(jù)N／P比值可知，青山湖和瑤湖全湖N／P比＜7，低于長(zhǎng)江中下游的大部分湖泊［21］，表明相比于TN而言，水體中TP濃度充足.軍山湖全年TN濃度為0.197 mg／L，處于Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)明顯季節(jié)變化趨勢(shì)；TP濃度為0.03 mg／L，處于Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，春季和夏季TP濃度高于秋季和冬季，這可能是由于環(huán)湖周邊農(nóng)業(yè)活動(dòng)增加導(dǎo)致水體營(yíng)養(yǎng)鹽升高有關(guān).

水體環(huán)境中適宜于藻類生長(zhǎng)的水溫條件一般為15～25℃，冬季Chl.a濃度較低可能與水溫低于適宜藻類生長(zhǎng)溫度有關(guān)［22］.青山湖中，豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽給水體浮游植物生長(zhǎng)提供了充足的氮磷營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，在溫度適宜且光照充足的秋季環(huán)境條件下必然導(dǎo)致浮游藻類大量繁殖，藻類的生長(zhǎng)速度勢(shì)必要大于其他季節(jié).在瑤湖中，Chl.a濃度與TP、CODMn濃度之間都呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）；青山湖中，Chl.a濃度與TP、TDP濃度之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，即隨著營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的增加，水體浮游藻類數(shù)量隨即逐漸增多.瑤湖水環(huán)境中TP、CODMn濃度和軍山湖水環(huán)境中TP、TDP濃度在夏季達(dá)到最大值，因而瑤湖和軍山湖在夏季時(shí)期Chl.a濃度要高于其他季節(jié)，這可能與營(yíng)養(yǎng)鹽濃度升高有關(guān).3個(gè)湖泊的Chl.a濃度均在冬季達(dá)到最低值，其他季節(jié)有所復(fù)蘇，這可能與冬季特殊環(huán)境條件有關(guān).冬季為枯水期，具有水溫低、光照強(qiáng)度低、日照短、營(yíng)養(yǎng)鹽輸入較少等特點(diǎn)，不能滿足絕大多數(shù)浮游植物的生長(zhǎng)所需，僅能滿足少數(shù)耐寒植物的生長(zhǎng)，導(dǎo)致水體中浮游植物數(shù)量減少.

3.2 3個(gè)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化成因及驅(qū)動(dòng)因子分析

對(duì)于不同的水域，由于區(qū)域地理特性、自然氣候條件、水生生態(tài)系統(tǒng)和污染特征等諸多差異，會(huì)出現(xiàn)不同的富營(yíng)養(yǎng)化狀況［23］.本研究3個(gè)湖泊中，由于區(qū)域位置、人為干擾、利用類型上存在不同之處，富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)呈現(xiàn)出明顯的梯度差異.整體上，青山湖富營(yíng)養(yǎng)化程度最嚴(yán)重，已是一個(gè)穩(wěn)定的中度富營(yíng)養(yǎng)化湖泊；其次為瑤湖，已處于輕度富營(yíng)養(yǎng)化的邊緣；軍山湖則相對(duì)較輕，呈波動(dòng)上升趨中營(yíng)養(yǎng)態(tài).從湖泊的水文條件來(lái)看，3個(gè)湖泊的源水主要來(lái)自于天然降水，且只到豐水期時(shí)才放水泄洪，水循環(huán)周期長(zhǎng)，容易造成水體的營(yíng)養(yǎng)鹽累積，尤其青山湖和瑤湖，湖泊面積小且水深小于2 m，水體環(huán)境承載能力差，導(dǎo)致湖泊水體水質(zhì)惡化.近年來(lái)洞庭湖水體TN、TP污染嚴(yán)重，但長(zhǎng)期穩(wěn)定在中營(yíng)養(yǎng)水平，這與其特定的水文情況（換水周期18.2 d）有很大關(guān)系［18］，因此，對(duì)于青山湖和瑤湖具有特殊水文條件且自凈能力弱的淺水湖泊而言，水體中營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的升高，極易導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生.從污染源分析來(lái)看，青山湖和瑤湖富營(yíng)養(yǎng)化主要來(lái)自于外源污染.其中青山湖屬于城市內(nèi)陸景觀湖泊，湖岸線城市建筑多，人口密集，城市活動(dòng)所產(chǎn)生的污染物隨地表徑流直接進(jìn)入青山湖水體，同時(shí)，污染嚴(yán)重的玉帶河不斷向湖泊中輸入營(yíng)養(yǎng)鹽，是導(dǎo)致青山湖富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因.瑤湖污染源眾多，點(diǎn)源污染是水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要來(lái)源，其中以周邊高校生活污水污染最為嚴(yán)重，占整個(gè)點(diǎn)源污染的57%.瑤湖流域內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)如農(nóng)村生活污水、水廠養(yǎng)殖、畜禽養(yǎng)殖等所產(chǎn)生的面源污染也是導(dǎo)致瑤湖富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因.軍山湖相比于其他湖泊具有優(yōu)越的地位位置，地處農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)，湖濱帶岸線發(fā)育程度高，受人為影響小，入湖污染物量少，再加上湖泊自身水文條件，整體水質(zhì)較好.然而軍山湖的污染物主要來(lái)自于水產(chǎn)養(yǎng)殖所產(chǎn)生的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽，隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模擴(kuò)大，圍網(wǎng)／圍欄養(yǎng)殖面積的擴(kuò)張，勢(shì)必增加水體中營(yíng)養(yǎng)鹽濃度，且湖區(qū)周邊日趨嚴(yán)重的面源污染也將加快軍山湖的富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程.如夏季軍山湖水體的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)要高于其他季節(jié)，這可能是由于湖區(qū)周邊農(nóng)田施肥導(dǎo)致水體中營(yíng)養(yǎng)鹽升高所致.

水體富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生所必需的條件主要有3個(gè)方面的影響因素［24-25］：總氮、總磷等營(yíng)養(yǎng)鹽相對(duì)比較充足；緩慢的水流流態(tài)（流速、水深等）；適宜的環(huán)境條件（水溫、光照等）.當(dāng)水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸入輸出失調(diào)，將導(dǎo)致某種優(yōu)勢(shì)藻類大量繁殖，最終破壞系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，使整個(gè)水體環(huán)境系統(tǒng)出現(xiàn)失衡［26］.根據(jù)單因子營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)分析，3個(gè)湖泊中Chl.a濃度的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均高于其他指標(biāo)，表明Chl.a濃度是3

個(gè)湖泊中影響水體富營(yíng)養(yǎng)化程度最重要的指標(biāo).根據(jù)相關(guān)性分析可知，Chl.a濃度與TN、TP濃度均呈顯著正相關(guān)（P＜0.01），因此隨著湖泊中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的升高，水體中浮游藻類生物量則相應(yīng)增加，使整個(gè)水環(huán)境系統(tǒng)遭受破壞，加劇了湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化.同時(shí)，水溫也是影響3個(gè)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的重要環(huán)境因素.在營(yíng)養(yǎng)鹽充足的情況下，水體富營(yíng)養(yǎng)化依賴于環(huán)境條件水溫的變化.在青山湖中，中溫水體環(huán)境有利于湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化；瑤湖在低溫時(shí)期營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)最低，中溫和高溫環(huán)境都適宜水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化；而軍山湖的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)則依賴于高溫環(huán)境，3個(gè)湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化程度分別取決于不同的水溫環(huán)境，可能與各湖泊的地理位置、水深、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度等因素有關(guān).

3.3 N／P比值（TDN／TDP比）的新發(fā)現(xiàn)

諸多研究中常以氮磷比（TN／TP）為指標(biāo)來(lái)判別浮游植物營(yíng)養(yǎng)限制類型，但是不同學(xué)者提出的氮磷比閾值差異很大，如10～17、10～30和7～15［27-29］，也因此收到諸多質(zhì)疑.王海軍等通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江中下游流域45個(gè)淺水湖泊的TN、TP與Chl.a濃度之間進(jìn)行分析，結(jié)合國(guó)外最新研究進(jìn)展，指出淺水湖泊中氮磷比并不能直接反映浮游植物的營(yíng)養(yǎng)限制類型［30-31］.TDN、TDP是湖泊水體中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在浮游藻類的生長(zhǎng)過(guò)程中可被直接吸收并加以利用，因此，TDN與TDP對(duì)藻類的生長(zhǎng)影響比其他形式的營(yíng)養(yǎng)鹽更為敏感.在本研究中，探討富營(yíng)養(yǎng)化程度梯度明顯的3個(gè)湖泊的N／P比值，以新的研究視角分析湖泊中氮磷比對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化機(jī)理提供參考.對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化湖泊，水體中N／P比值對(duì)應(yīng)參考值為10左右；對(duì)于中營(yíng)養(yǎng)-輕度富營(yíng)養(yǎng)化湖泊，N／P比值比參考值可能為20左右；而對(duì)于中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)湖泊而言，水體中的N／P比值參考值可能為25左右.當(dāng)湖泊水體中的N／P比值變化，根據(jù)參考值可判斷湖泊水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的變化趨勢(shì)，提前預(yù)警湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生.盡管這一推論還待進(jìn)一步驗(yàn)證，但這也為認(rèn)識(shí)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化轉(zhuǎn)變及機(jī)理提供新的研究視角，為湖泊管理提供優(yōu)化指標(biāo).

3.4 對(duì)“三湖”富營(yíng)養(yǎng)化治理與保護(hù)的啟示

湖庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化的最直接原因是營(yíng)養(yǎng)鹽輸入的增加和積蓄，其中氮、磷影響最突出，因此控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵在于流域污染防治［32］.青山湖為城市內(nèi)陸湖泊，受到周邊人類活動(dòng)以及南昌市污染嚴(yán)重的玉帶河的影響，現(xiàn)已處于穩(wěn)定的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài).目前，相關(guān)主管部門(mén)正對(duì)玉帶河環(huán)境綜合整治（如截污、清淤和水體凈化），有效攔截流入青山湖的污染物的量，這將對(duì)會(huì)對(duì)青山湖不斷提高的富營(yíng)養(yǎng)水平有所緩解.瑤湖的水質(zhì)則處于劇烈波動(dòng)的變化狀態(tài)，這主要是由于受到以周邊高校生活污水為主的點(diǎn)源污染及以分散式畜禽養(yǎng)殖為主的面源污染的雙重影響.因此，著重瑤湖流域范圍內(nèi)排污溝渠的治理及加強(qiáng)整治規(guī)范畜禽養(yǎng)殖業(yè)將有利于改善湖泊水質(zhì)，減緩瑤湖水體富營(yíng)養(yǎng)化.同時(shí)，瑤湖處于城市城鄉(xiāng)結(jié)合部，湖濱高大建筑極少，水體普遍不深于4 m，現(xiàn)受風(fēng)浪的影響較大.尤本勝等［33］對(duì)風(fēng)浪作用下太湖草型湖區(qū)沉積物的再懸浮與沉降的模擬實(shí)驗(yàn)表明，中（5.1 m／s）、小（3.2 m／s）風(fēng)速下，水體N、P濃度都呈顯著增大趨勢(shì)；朱廣偉等［34］在強(qiáng)（12 m／s）、弱（3 m／s以下）風(fēng)浪下對(duì)太湖梅梁灣一淺水區(qū)（水深≤2 m）的營(yíng)養(yǎng)鹽、懸浮物等動(dòng)態(tài)研究發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)風(fēng)浪期間與弱風(fēng)浪期間相比，湖水中懸浮物濃度提高了10倍，TP濃度提高了3.6倍，因此風(fēng)浪的作用可能引起水柱氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽濃度呈不穩(wěn)定變化，從而導(dǎo)致瑤湖富營(yíng)養(yǎng)化水平呈明顯的時(shí)空波動(dòng).軍山湖水質(zhì)整體較好，湖泊沿岸基本為荒山或雜草甸對(duì)湖泊營(yíng)養(yǎng)輸入的貢獻(xiàn)較小.但是軍山湖魚(yú)類和螃蟹養(yǎng)殖對(duì)湖泊水質(zhì)帶來(lái)一定影響，控制軍山湖的養(yǎng)殖規(guī)模和范圍有利于軍山湖的水環(huán)境保護(hù).在富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中，控制和削減磷營(yíng)養(yǎng)鹽輸入的同時(shí)，應(yīng)考慮如何有效降低氮的輸入，并需著重控制中溫季節(jié)（水溫15～25℃）的營(yíng)養(yǎng)輸入和富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)防控；在中營(yíng)養(yǎng)湖泊則應(yīng)在控制磷的輸入和消減水柱氮上進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)控，尤其重視高溫季節(jié)（水溫＞25℃）的防控與預(yù)警.以上措施可為保護(hù)和治理鄱陽(yáng)湖外圍代表性亞熱帶淺水湖泊的水環(huán)境提供重點(diǎn)方向與新型管理思路.

另一方面，湖泊的水生態(tài)修復(fù)工程也可作為鄱陽(yáng)湖前置庫(kù)的治理研究試點(diǎn)，Scheffer等［35-36］提出的“淺水湖泊穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換”理論闡明了在適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)條件下（TP＝0.05～0.15 mg／L）淺水湖泊可處于2個(gè)不同的狀態(tài)，浮游植物占優(yōu)勢(shì)的“濁水態(tài)”和水生植物占優(yōu)勢(shì)的“清水態(tài)”.另有學(xué)者從實(shí)踐分析上給出了具體的賦值，如羊向東［37］等提出湖泊由草型階段轉(zhuǎn)變?yōu)樵逍碗A段TP濃度變化范圍在0.07～0.11 mg／L之間，Wang等［38］的研究也指出，淺水湖泊由“清水態(tài)”轉(zhuǎn)換為“濁水態(tài)”的TP濃度閾值為0.08～0.12 mg／L，而逆向轉(zhuǎn)換的濃度范圍為0.04～0.06 mg／L.本研究青山湖和瑤湖現(xiàn)處于以浮游藻類為主的“濁水態(tài)”系統(tǒng)環(huán)境，面臨著

水體中沉水植物嚴(yán)重缺乏、物種多樣性下降、群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化等一系列湖泊生態(tài)問(wèn)題.Lazzaro［39］認(rèn)為水體中磷濃度應(yīng)控制在0.100 mg／L以下，有利于沉水植物發(fā)展與湖泊恢復(fù)，而青山湖和瑤湖水體TP濃度分別為0.138和0.131 mg／L，不利于水生植物的生態(tài)修復(fù).因此，對(duì)于磷污染嚴(yán)重的淺水湖泊而言，應(yīng)把工作重點(diǎn)放在污染控制和環(huán)境改善上，引導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)向草型生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展，為湖泊的生態(tài)修復(fù)提供有利條件.而對(duì)于TP濃度低且沉水植被極度匱乏的淺水湖泊而言，可通過(guò)開(kāi)展生態(tài)修復(fù)技術(shù)來(lái)改善水質(zhì)，并逐步建立以沉水植被占優(yōu)勢(shì)的清水穩(wěn)態(tài)，以增強(qiáng)淺水湖泊系統(tǒng)穩(wěn)定性和優(yōu)質(zhì)狀態(tài)的回復(fù)力.

4 結(jié)論

1）青山湖和瑤湖水體TN、TP均來(lái)自相同的污染源，且都高于水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的限制值，存在發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn).相比于其他營(yíng)養(yǎng)鹽，青山湖和瑤湖TP污染最為嚴(yán)重，僅達(dá)到地表水Ⅳ～劣Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn).軍山湖TN濃度無(wú)明顯季節(jié)變化趨勢(shì)，TP濃度春季和夏季高于秋季和冬季.

2）3個(gè)湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化程度表現(xiàn)為青山湖＞瑤湖＞軍山湖，其中青山湖由于外源性污染嚴(yán)重已成為一個(gè)穩(wěn)定的富營(yíng)養(yǎng)化湖泊，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)達(dá)到輕度富營(yíng)養(yǎng)～中度富營(yíng)養(yǎng)之間；瑤湖由于周邊污染物間隙式的排入且受風(fēng)浪的影響導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)呈波動(dòng)變化狀態(tài)，處在中營(yíng)養(yǎng)～中度富營(yíng)養(yǎng)之間波動(dòng)變化，是一個(gè)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)不穩(wěn)定的湖泊；軍山湖地處農(nóng)村偏僻地區(qū)，湖泊沿岸基本為荒山或雜草甸，對(duì)湖泊營(yíng)養(yǎng)輸入的貢獻(xiàn)較小，是一個(gè)穩(wěn)定的低營(yíng)養(yǎng)湖泊，介于貧營(yíng)養(yǎng)～中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)之間.3個(gè)湖泊的浮游藻類生長(zhǎng)均與TN、TP濃度關(guān)系密切.

3）水溫是3個(gè)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的重要影響因子，各湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化程度分別取決于不同的水溫環(huán)境，可能與各湖泊地理位置、水深、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度等因素有關(guān).

4）整體來(lái)說(shuō)，水柱氮是影響3個(gè)湖泊水環(huán)境特征的主導(dǎo)因子之一，磷是2個(gè)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊主導(dǎo)影響因子，對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化湖泊控制和削減磷營(yíng)養(yǎng)鹽輸入的同時(shí)，應(yīng)考慮如何有效降低氮的輸入，對(duì)于中營(yíng)養(yǎng)湖泊應(yīng)在控制磷的輸入和削減水柱氮上進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)控，將是保護(hù)和治理3個(gè)湖泊水環(huán)境的重點(diǎn)方向.對(duì)于磷污染嚴(yán)重的淺水湖泊（青山湖和瑤湖），應(yīng)先把工作重點(diǎn)放在污染控制和環(huán)境改善上，并著重控制中溫季節(jié)（水溫15～25℃）的營(yíng)養(yǎng)輸入和富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)防控，而對(duì)于TP濃度低且沉水植物匱乏的淺水湖泊而言，可通過(guò)開(kāi)展生態(tài)修復(fù)技術(shù)來(lái)改善水質(zhì)，并逐步建立以沉水植被占優(yōu)勢(shì)的清水穩(wěn)態(tài)，以增強(qiáng)淺水湖泊系統(tǒng)穩(wěn)定性和優(yōu)質(zhì)狀態(tài)的回復(fù)力.

致謝：感謝江西省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院分析實(shí)驗(yàn)室的周曼琳和周東華化學(xué)分析師在水化分析上提供的幫助、院水環(huán)境研究所的吳俊偉助理工程師在ArcGIS作圖上提供的幫助、鄒斌春和陸友偉師兄在實(shí)驗(yàn)分析和野外采樣上提供的幫助；對(duì)葉鑫、楊旭煥、楊文生等在贛高校同學(xué)在野外采樣中的協(xié)作、南昌大學(xué)鄱陽(yáng)湖環(huán)境與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室何亮助理研究員提供的寶貴意見(jiàn)一并表示感謝.

［1］ ILEC／Lake Biwa Research Institute.Survery of the State of the World's Lake.Volumes I-IV.International Lake Environment Committee，Ostu and United Nations Environment Programme，Nairobi，1988-1993.

［2］ Xu Qigong，Cao Jinling，Gao Rutai et al.Trend of water quality deterioration and eutrophication control phases partition in China.Environmental Science＆Technology，2011，34（11）：147-151（in Chinese with English abstract）.［許其功，曹金玲，高如泰等.我國(guó)湖泊水質(zhì)惡化趨勢(shì)及富營(yíng)養(yǎng)化控制階段劃分.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，34（11）：147-151.］

［3］ Jin Xiangcan.The key scientific problems in lake eutrophication studies.Acta Scientiae Circumstantiae，28（1）：21-23（in Chinese with English abstract）.［金相燦.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化研究中的主要科學(xué)問(wèn)題——代“湖泊富營(yíng)養(yǎng)化研究”專欄序言.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，28（1）：21-23.］

［4］ Ma Jing'an，Li Hongqing.Preliminary discussion on eutrophication status of lakes，reservoirs and rivers in China and overseas.Resources and Environment in the Yangtze Basin，2002，11（6）：575-578（in Chinese with English abstract）.［馬經(jīng)安，李紅清.淺談國(guó)內(nèi)外江河湖庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化狀況.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2002，11（6）：575-578.］

［5］ Hu Chunhua，Zhou Wenbin，Wang Maolan et al.Inorganic nitrogen and phosphate and potential eutrophication assessment in Lake Poyang.J Lake Sci，2010，22（5）：723-728（in Chinese with English abstract）.DOI：10.18307／2010.0514.［胡春華，周文斌，王毛蘭等.鄱陽(yáng)湖氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽變化特征及潛在性富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià).湖泊科學(xué)，2010，22（5）：723-728.］

［6］ Ding Jianhua，Yang Wei，Jin Xianwen et al.Community structure of macrozoobenthos and biological evaluation of water

quality in lower reaches of Ganjiang River.J Lake Sci，2012，24（4）：593-599（in Chinese with English abstract）.DOI：10. 18307／2012.0413.［丁建華，楊威，金顯文等.贛江下游流域大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià).湖泊科學(xué)，2012，24（4）：593-599.］

［7］ Wang ML，Luo B，Zhou WB.Calculation and analysis of the water environment capacity for the Yuanhe River in Jiangxi Province，China.Advanced Materials Research，2011，281（137）：137-140.

［8］ Wang Tao，Zhang Meng，Zhang Zhu et al.Calculation of water environmental capacity based on control unit—A case study of the Jinjiang River.Resources and Environment in the Yangtze Basin，2012，21（3）：283-287（in Chinese with English abstract）.［王濤，張萌，張柱等.基于控制單元的水環(huán)境容量核算研究：以錦江流域?yàn)槔?長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2012，21（3）：283-287.］

［9］ Dai Guofei，Zhang Meng，F(xiàn)eng Minglei et al.Analysis of cyanobacteria bloom in Nanjishan Natural Reserve in Lake Poyang.Ecological Science，2015，34（4）：26-30（in Chinese with English abstract）.［戴國(guó)飛，張萌，馮明雷等.鄱陽(yáng)湖南磯濕地自然保護(hù)區(qū)藍(lán)藻水華狀況與成因分析.生態(tài)科學(xué)，2015，34（4）：26-30.］

［10］ Wang Shengrui，Ni Zhaokui，Chu Zhaosheng et al.Studies on the change of the river-lake relationship and its impact on water environment in Lake Poyang.Acta Scientiae Circumstantiae，2015，35（5）：1259-1264（in Chinese with English abstract）.DOI：10.13671／j.hjkxxb.2014.1050.［王圣瑞，倪兆奎，儲(chǔ)昭升等.江湖關(guān)系變化及其對(duì)鄱陽(yáng)湖水環(huán)境影響研究.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2015，35（5）：1259-1264.］

［11］ Chen Yang.Study on relationship between water eutrophication and environmental factors in Yao Lake［Dissertation］.Nanchang：East China Jiaotong University，2012（in Chinese with English abstract）.［陳楊.瑤湖水體營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀及其與環(huán)境因子關(guān)系的研究［學(xué)位論文］.南昌：華東交通大學(xué)，2012.］

［12］ Liu Xia，Qian Kuimei，Tan Guoliang et al.Phytoplankton community structure and its succession in isolated lakes of Poyang-Lake Junshan.Environmental Science，2014，35（7）：2557-2564（in Chinese with English abstract）.DOI：10.13227／j.hjkx.2014.07.017.［劉霞，錢(qián)奎梅，譚國(guó)良等.鄱陽(yáng)湖阻隔湖泊浮游植物群落結(jié)構(gòu)演化特征：以軍山湖為例.環(huán)境科學(xué)，2014，35（7）：2557-2564.］

［13］ Fan Hua，Ji Xiaoyan，F(xiàn)eng Minlei et al.An estimation on agriculture non-point source pollution input load of nitrogen and phosphorus in Lake Junshan basin.Environmental Pollution＆Control，2012，34（1）：91-96（in Chinese）.［樊華，吉曉燕，馮明雷等.軍山湖流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染氮、磷入湖負(fù)荷估算.環(huán)境污染與防治，2012，34（1）：91-96.］

［14］ State Environmental Protection Administration of China（SEPA）ed.Water and wastewater monitoring analysis method（Fourth Edition）.Beijing：China Environmental Science Press，2002（in Chinese）.［國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.］

［15］ Wang Mingcui，Liu Xueqin，Zhang Jianhui.Evaluate method and classification standard on lake eutrophication.Environmental Monitoring in China，2002，18（5）：47-49（in Chinese with English abstract）.［王明翠，劉雪芹，張建輝.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn).中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2002，18（5）：47-49.］

［16］ Liu Jiankang ed.Ecological research of east lake（II）.Beijing：Science Press，1995：63-226（in Chinese）.［劉建康.東湖生態(tài)學(xué)研究（二）.北京：科學(xué)出版社，1995：63-226.］

［17］ Peng Jinxin，Chen Huijun eds.Eutrophication and prevention.Beijing：China Environmental Science Press，1988：15-47（in Chinese）.［彭近新，陳慧君.水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化與防治.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1988：15-47.］

［18］ Huang Daizhong，Wang Qun，Li Liqiang et al.Change of water quality and eutrophic state in recent 20 years of Dongting Lake.Research of Environmental Sciences，2013，26（1）：27-33（in Chinese with English abstract）.DOI：10.13198／j.res. 2013.01.31.huangdzh.008.［黃代中，萬(wàn)群，李利強(qiáng)等.洞庭湖近20年水質(zhì)與富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)變化.環(huán)境科學(xué)研究，2013，26（1）：27-33.］

［19］ Cai Jinbang，Li Wenqi.Limiting factors of eutrophication in Yanghe Reservoir.Water Resources Protection，2007，23（3）：52-55（in Chinese with English abstract）.［蔡金傍，李文奇.洋河水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化限制性因子分析.水資源保護(hù)，2007，23（3）：52-55.］

［20］ Jin Xiangcan，Liu Hongliang，Tu Qingying et al eds.The investigation Chinese lake eutrophication.Beijing：China Environmental Science Press，1990：68-70（in Chinese）.［金相燦，劉鴻亮，屠清瑛等.中國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1990：68-70.］

［21］ Wu Shikai.Ecological studies on TN：TP ratio，phytoplankton and microcystins in 33 shallow lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River［Dissertation］.Wuhan：Institute of Hydrobiology，Chinese Academy of Sciences，2009（in Chinese with English abstract）.［吳世凱.長(zhǎng)江中下游地區(qū)33個(gè)淺水湖泊的氮磷比、浮游植物和微囊藻毒素的生態(tài)學(xué)研究［學(xué)位論文］.武漢：中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所，2009.］

［22］ Zhang Sheng，Song Dan，Zhang He et al.Trophic status analysis of the upper stream and backwater aera in typical tributa-

ries three Gorges Reservoir.J Lake Sci，2010，22（2）：201-207（in Chinese with English abstract）.DOI：10.18307／2010. 0208.［張晟，宋丹，張可等.三峽水庫(kù)典型支流上游區(qū)和回水區(qū)營(yíng)養(yǎng)鹽狀態(tài)分析.湖泊科學(xué)，2010，22（2）：201-207.］

［23］ Zhang Sheng，Li Chongming，Zheng Binghui et al.Trophic states and nutrient output of tributaries in Three Gorges Reservoir area.Environmental Science，2007，28（3）：500-505（in Chinese with English abstract）.［張晟，李崇明，鄭丙輝等.三峽庫(kù)區(qū)次級(jí)河流營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)及營(yíng)養(yǎng)鹽輸出影響.環(huán)境科學(xué)，2007，28（3）：500-505.］

［24］ Ye Min，Hong Yiping，Peng Shenghua.Study of the eutrophication trend in the three Gorges Reservoir.In：Huang Zhenli ed.China Environmental Hydraulics 2002.Beijing：China Water＆Power Press，2002：26-30（in Chinese）.［葉閩，洪一平，彭盛華.三峽水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化的潛勢(shì)研究.見(jiàn)：黃真理編.中國(guó)環(huán)境水力學(xué)2002.北京：中國(guó)水利水電出版社，2002：26-30.］

［25］ Li Jinxiu，Liao Wengen.On the prediction methods for eutrophication in the three Gorges Reservoir area.In：Huang Zhenli ed.China Environmental Hydraulics 2002.Beijing：China Water＆Power Press，2002：37-42（in Chinese）.［李錦秀，廖文根.三峽庫(kù)區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)方法探討.見(jiàn)：黃真理編.中國(guó)環(huán)境水力學(xué)2002.北京：中國(guó)水利水電出版社，2002：37-42.］

［26］ Wang Meng，Wu Hongjuan，Ma Jingan.Causes and characteristics of the eutrophication in large reservoirs in the Yangtze basin.Resources and Environment in the Yangtze Basin，2004，13（5）：477-481（in Chinese with English abstract）.［王孟，鄔紅娟，馬經(jīng)安.長(zhǎng)江流域大型水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化特征及成因分析.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2004，13（5）：477-481.］

［27］ Sakamoto M.Primary production by phytoplankton community in some Japanese lakes and its dependence on lake depth. Archiv für Hydrobiologie，1966，62：1-28.

［28］ Huber WC，Brezonik PL，Heany JP et al.A classification of Florida lakes.Department of Environmental Engineering and Sciences，University of Florida，Gainesville，F(xiàn)l orida，USA，1982.

［29］ OECD.Eutrophication of Waters.Monitoring，Assessment and control，OECD，2006.

［30］ Wang HJ，Liang XM，Jiang PH et al.TN：TP ratio and plantivorous fish do not affect nutrient-chlorophyll relationships in shallow lakes.Freshwater Biology，2008，53：935-944.

［31］ Wang Haijun，Wang Hongzhu.Foucing on phosphorus control and relaxing nitrogen emission reduction should be more needed in eutrophication treatment.Progress in Natural Science，2009，19（6）：599-604（in Chinese）.［王海軍，王洪鑄.富營(yíng)養(yǎng)化治理應(yīng)放寬控氮、集中控磷.自然科學(xué)進(jìn)展，2009，19（6）：599-604.］

［32］ Zhang Meng，Zhu Guorong，Zhou Min et al.Eutrophication assessment and estimation of water environmental capacity in lake Xiannv of Jiangxi.Resources and Environment in the Yangtze Basin，2015，24（8）：1395-1403（in Chinese with English abstract）.DOI：10.11870／cjlyzyyhj201508019.［張萌，祝國(guó)榮，周慜等.仙女湖富營(yíng)養(yǎng)化特征與水環(huán)境容量核算.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2015，24（8）：1395-1403.］

［33］ You Bensheng，Wang Tongcheng，F(xiàn)an Chengxin et al.The simulation of ammonia nitrogen and phosphorus loading variations under the influence of wind-wave in aquatic macrophytes areas of Lake Taihu.China Environment Science，2008，28（1）：33-38（in Chinese with English abstract）.［尤本勝，王同成，范成新等.風(fēng)浪作用下太湖草型湖區(qū)水體N、P動(dòng)態(tài)負(fù)荷模擬.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2008，28（1）：33-38.］

［34］ Zhu Guangwei，Qin Boqiang，Gao Guang.Vertical distribution of the concentrations of phosphorus and suspended solid in Taihu lake affected by wind-induced wave.Advances in Water Science，2004，15（6）：775-779（in Chinese with English abstract）.［朱廣偉，秦伯強(qiáng)，高光.強(qiáng)弱風(fēng)浪擾動(dòng)下太湖的營(yíng)養(yǎng)鹽垂向分布特征.水科學(xué)進(jìn)展，2004，15（6）：775-779.］

［35］ Scheffer M，Hosper H，Meijer ML et al.Alternative equilibria in shallow lakes.Trends in Ecology＆Evolution，1993，8：275-279.

［36］ Scheffer M.Alternative attractors of shallow lakes.The Scientific World，2001，（1）：254-263.

［37］ Yang XD，Shen J，Dong XH et al.Historical trophic evolutions and their ecological responses from shallow lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River：Case studies on Longgan Lake and Taibai Lake.Science in China Series D，2006，49（suppl.1）：51-61.

［38］ Wang HJ，Wang HZ，Liang XM et al.Total phosphorus thresholds for regime shifts are nearly equal in subtropical and temperate shallow lakes with moderate depths and areas.Freshwater Biology，2014，59：1659-1671.

［39］ Lazzaro X.Do the trophic cascade hypothsis and classical biomanipulation approaches apply to trophical lakes and reservoirs？Verhandlungen des Internationalen Verein Limnologie，1997，26：719-730.

Comparative limnological study on annual dynamic pattern of nutrients in water column of three suburb lakes adjacent to Lake Poyang

KUANG Wuming1，2，3，ZHANG Meng1，3??，ZHANG Jinmei1，2，3，HE Zongjian2，PENG Xilong2，XU Jun4& LIU Zugen1，3
（1：Jiangxi Academy of Environmental Sciences，Nanchang 330029，P.R.China）（2：Department of Resources，Environmental＆Chemical Engineering，Nanchang University，Nanchang 330031，P.R.China）（3：Environmental Pollution Engineering Center of Jiangxi，Nanchang 330029，P.R.China）（4：Institute of Hydrobiology，Chinese Academy of Sciences，Wuhan 430072，P.R.China）

?國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)（2012ZX07501001-06）、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31200360，C030604，31400402）、江西省科技計(jì)劃項(xiàng)目（20112BBG70014，20122BBF60101，20133BBG70001）和江西省青年科學(xué)基金項(xiàng)目（20114BAB213004）聯(lián)合資助.2015-10-28收稿；2016-03-01收修改稿.匡武名（1991～），男，碩士研究生；E-mail：kuangWMin＠163.com.

??通信作者；E-mail：tomdeshiye＠126.com.

The increasing eutrophication of Lake Poyang，the largest freshwater Chinese lake，has taken more and more attention in recent years，but the eutrophication of shallow lakes around Lake Poyang are known rather little.An annual limnological investigation was conducted in the year of 2014-2015 in 3 typical shallow lakes，adjacent to the southwest bank of Lake Poyang at the suburb of Nanchang City，Jiangxi Province.Parameters of the water quality and eutrophic level in the three lakes were time-serially monitored to deeply understand the seasonally dynamics and the driving mechanism.Results showed that the variation of CODMnin Lake Qingshan，Lake Yaohu and Lake Junshan ranged from 2.6-4.5 mg／L，2.1-4.6 mg／L and 1.6-1.9 mg／L，respectively.Only Lake Junshan was still not affected by the organic pollution，and significant differences were found between each other among the three lakes.The contents of total nitrogen（TN）and total phosphorus（TP）in the water column of Lake Qingshan and Lake Yaohu largely exceeded the thresholds for eutrophic regime shifts（TN：0.20 mg／L，TP：0.02 mg／L），while the concentration of TP was only in Class IV-below V.The main form of nitrogen in the three lakes was soluble，and the main form of phosphorus in these lake were all particulate，except Lake Junshan.The contents of Chl.a in Lake Qingshan，Lake Yaohu and Lake Junshan were 34.65-184.48 μg／L，7.66-120.67 μg／L and 2.42-17.41 μg／L，respectively，and the contents were all lowest in winter.Lake Junshanwas significantly different from both Lake Qingshan or Lake Yaohu in the Chl.a contents，but no significant difference in the Chl.a contents between Lake Qingshan and Lake Yaohu.The trophic states of the three lakes has been assessed with a synthesized trophic state index（TLI）.It's found that Lake Qingshan was in the highest eutrophic level（from mild to moderate eutrophication），followed by Lake Yaohu（from mesotrophication to moderate eutrophication）and Lake Junshan（from oligotrophication to mesotrophication）during the studying period.Water temperature was found as one of the important environmental factors affecting the seasonal trophic fluatuation of these lakes.The significant positive relationships were calculated between Chl.a and TN or TP in water column of all lakes through Pearson correlation analysis，while Chl.a was tightly positively correlated with TDN and TDP only in Lake Qingshan and Lake Yaohu.Overall，nitrogen was one of the dominant factors affecting the environmental characteristics in these lakes，and phosphorus was the predominant factor affecting two eutrophic lakes.In the process of nutrient control，effective reduction of the nitrogen input should be considered in the eutrophic lakes while lowering the phosphorus discharge，especially，during the period of middle water temperature（15-25℃），and systematical regulation should be conducted in the mesotrophic lake（e.g.Lake Yaohu）through the combination of N reduction and P sources control，in particular，during the period of high water temperature at more than 25℃.It would provide a new way to protect and manage water environment of these shallow lakes around Lake Poyang.

Shallow lake；Poyang Basin；eutrophication；synthesized assessment；annual dynamics；comparative limnology

J.Lake Sci.（湖泊科學(xué)），2016，28（6）：1293-1305

DOI 10.18307／2016.0615

?2016 by Journal of Lake Sciences