洞庭湖水體葉綠素a的時空變化特征

張屹　李利強　歐伏平　易敏　陳翔　龔正　李虹

摘 要 水體藻類生長的時空變化對研究水體富營養化十分重要。對洞庭湖東、南、西3個區域的10個斷面水體葉綠素含理進行了為期1 a的動態監測，全面分析不同區域、不同時期洞庭湖水體中葉綠素a含量的時空動態變化特征。結果表明，全湖水體葉綠素a含量的平均濃度為2.0 mg/m3，總體趨勢以夏季>秋季>冬季>春季，不同區域水體葉綠素含量以東洞庭湖最高，其次為西洞庭湖和南洞庭湖。

關鍵詞 洞庭湖水體；葉綠素a；時空變化

中圖分類號：X502 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2016）01--02

葉綠素是藻類的重要組成成分之一，所有的藻類都含有葉綠素a，它的含量高低與水體藻類的種類、密度等有密切的關系[1]，也與水環境質量有關，是水體理化性質動態變化的反映指示之一，通過測定葉綠素a含量能夠在一定程度上反映水質的富營養狀況。

1 材料與方法

1.1 研究點位與采樣方法

洞庭湖是我國的第一大湖，湖泊面積2 625 km2，平均水深6.39 m，換水周期約20 d，營養鹽來源復雜，由于長期的湖泊演變和人類活動。目前分為東、南、西3個湖區，本次研究分別在3個湖區采用GPS定位，各選取有代表性的斷面共10個，其中東洞庭湖為鹿角、東洞庭湖湖心、岳陽樓、洞庭湖出口4個斷面；南洞庭湖為萬子湖、虞公廟、橫嶺湖3個斷面；西洞庭湖為南嘴、蔣家嘴、小河嘴3個斷面。

從2014年1-12月進行1 a的定位采樣，每月1次。采用有機玻璃采水器采取水樣。

1.2 分析方法

取1 L水樣，經0.45 μm乙酸纖維濾膜過濾，低溫干燥6～8 h后放入組織研磨器中，用90%的丙酮定容10 mL到離心管中，在3 000～4 000 r/min中離心10 min，反復二次取上清液10 mL到比色管中，用1 cm光程比色皿測定在750、663、645、630 nm波長吸光度，再用公式進行計算。

2 結果與分析

2.1 洞庭湖不同區域水體葉綠素a的動態變化特征

圖1為洞庭湖不同區域水體葉綠素a含量1 a的動態變化特征。結果表明，不同區域、不同時期洞庭湖水體葉綠素a含量呈明顯差差異，全年葉綠素含量以夏季和秋季最高，春季最低，但各區域因環境條件不同而呈現不同的動態變化特征。東洞庭湖區域水體葉綠素a的含量在0.2～28.8 mg/m3，以10月的東洞庭湖湖心斷面最高為12.6 mg/m3，3月的東洞庭湖出口斷面含量最低為0.5 mg/m3。南洞庭湖區域水體葉綠素a的含量在0.2～8.4 mg/m3，以8月的萬子湖斷面最高為6.8 mg/m3，2月的萬子湖斷面含量最低為0.4 mg/m3。西洞庭湖區域水體葉綠素a的含量在0.2～9.7 mg/m3，以8月的小河嘴斷面最高為7.3 mg/m3，2月的小河嘴斷面含量最低為0.3 mg/m3。

2.2 洞庭湖不同區域水體葉綠素a的空間變化特征

不同區域葉綠素a的含量以東洞庭湖最高，年平均含量為3.1 mg/m3，南洞庭湖最低為1.5 mg/m3，其次為西洞庭湖為1.6 mg/m3。各區域葉綠素a的含量東洞庭湖與西、南洞庭湖的差異較大，西、南洞庭湖水體中葉綠素a的年平均含量沒有顯著性差異。

3 結論與討論

3.1 洞庭湖葉綠素a的空間分布

研究表明，洞庭湖水體葉綠素a由于受不同的環境條件影響，不同區域的葉綠素a含量動態變化較大，在葉綠素a較高時期東洞庭湖>西洞庭湖>南洞庭湖，最高可達28.8 mg/m3，這主要是因為東洞庭湖靠近岳陽市，岳陽是一個工業城市，大量的城市污水及其所含的營養元素被排放到東洞庭湖水體中，有利于藻類的生長。因此，葉綠素a會較高，而西、南洞庭湖區域工業相對較少，主要以農業和養殖為主，雖然存在盲目過量施用氮磷肥問題[2]，但水體中含氮磷量相對較低，且水體擾動力大，所以葉綠素a較低。

3.2 洞庭湖葉綠素a的季節動態變化

夏秋二季葉綠素a較高，是因為夏秋二季溫度相對較高，藻類生長迅速，因此葉綠素a較高。另外，由于洞庭湖不同區域隨季節變化的沉積物-水體界面磷遷移變化不一樣，由于沉積物中磷形態分布特征不同，且不同斷面的生態位不同，因此不同區域沉積物磷釋放受季節的影響不一樣，導致磷對藻類生長隨季節的變化而不同[3]，這也是葉綠素a季節性變化的原因。

3.3 結論

本次研究表明，洞庭湖葉綠素a的高峰期在夏秋二季，春冬最低，洞庭湖水體葉綠素a全年動態變化較大，且以東洞庭湖最高，南洞庭湖最低。

參考文獻

[1]范成新，羊向東，史龍新，等.江蘇湖泊富營養化特征、成因及解決途徑[J].長江流域資源與環境，2005（2）：182-184.

[2]王洪鑄，王海軍.藍藻水華治理應放寬控氮、集中控磷，以大幅度降低污水處理成本[J].科技導報，2008（22）：95-99.

[3]吳慶龍，謝平，楊柳燕，等.湖泊藍藻水華生態災害形成機理及防治的基礎研究[J].地球科學進展，2008（11）：136-137.

（責任編輯：趙中正）