滇池草海大泊口水域水體自凈能力分析

杜勁松+何鋒+潘珉+李楊

摘 要：通過多年的研究，分析了大泊口水域的自凈能力。大泊口水域對水體總氮的削減率為40%，對總磷的削減率為39.1%，對水體葉綠素a的削減率約為18%.總磷是決定湖泊清水態轉換的限制因子，湖泊總磷自凈能力與植被蓋度之間呈現顯著正相關關系。通過回歸分析，當前大泊口水域要想實現清水態轉換，自凈能力必須達到50%以上，則對應的植被蓋度應大于53%.

關鍵詞：沉水植物；自凈能力；湖泊；監測指標

中圖分類號：X524 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.078

文章編號：2095-6835（2016）20-0078-02

滇池草海大泊口水域位于滇池草海南部，是20世紀70年代圍湖造塘而形成的與草海相對分隔、封閉的水域，總面積約0.53 km2。由于水污染嚴重，從20世紀80年代末以來，水體異常富營養化，水質一直為劣Ⅴ類，在夏秋季節，以藍藻門和綠藻門的浮游藻類迅速增殖，水體呈現綠色，透明度低下。由于大泊口水體透明度低，且相對封閉，沉水植物的種子庫難以萌發，導致沉水植物群落的退化。

自然界中，湖泊和水系自身都具有一定的自凈能力。自凈能力取決于自身的水生生態系統的結構狀況和穩定狀況。對近幾年大泊口和草海水質狀況進行分析，可評估大泊口水域的水體自凈能力。通過分析近幾年大泊口水生植被狀況與自凈能力的關系，提出了富營養化淺水湖泊自凈能力增強的措施。

1 研究方法

1.1 研究區域

研究區域位于草海南部水域，地理坐標為N 24.96°～24.97°，E 102.64°～102.65°，總面積約0.53 km2。該水域與草海通過土石堤埂分隔，水體相互滲透。在堤埂的最西端，有2個較大的開口，可以迅速和草海水體進行交換。

1.2 水質監測方法

2011年至今，持續對大泊口水域和草海水域水質進行了監測，監測指標有TN、TP和Chl.a等，監測方法參照水質監測國家標準和方法。

1.3 數據統計分析

采用Excel、SPSS等軟件進行相關性分析和回歸分析。

2 結果與分析

2.1 大泊口水域水體自凈能力分析

湖泊生態系統對水體有自凈能力，而自凈能力取決于健康水生生態系統的結構。而水體中水生植物在各種養分元素的生物地化循環過程中扮演著重要的角色。草海水域面積約8.0 km2，水生植被蓋度不足5%；大泊口水生植被蓋度較草海水域高許多。通過多年水質比較分析，大泊口水域水質總體要優于草海水質，表明大泊口水域自身具有一定的自凈能力。將草海水質作為本底值，比較其與大泊口水域水質指標的差值，可得到大泊口水域的自凈能力。經對監測數據分析統計，大泊口水域對水體總氮的削減率為40%，對總磷的削減率為39.1%，對水體葉綠素a的削減率約為18%，具體如表1所示。

2.2 大泊口水域水生植被分布狀況

2.2.1 水生植被的種類

“大泊口”及其周邊現存水生植物的種類在近幾年內變化不大，有20科33屬36種，具體如表2所示，包含濕生植物、挺水植物、浮葉植物、漂浮植物和沉水植物。沉水植物主要包含篦齒眼子菜和穗狀狐尾藻，主要分布于水底高程1885.0 m以上的水域。變化大的方面僅在于各類水生植物的分布面積和蓋度等方面。

2.2.2 水生植被覆蓋率

2011—2014年，大泊口水域水生植被分布范圍和覆蓋率均變化較大。挺水植物變化不大，變化最大的是漂浮植物和沉水植物。2011年，在該水域種植了700多畝的水葫蘆，漂浮植物的分布范圍較大，整個區域植被覆蓋率達到了約76.03%；2012年，對漂浮植物進行了打撈，漂浮植物絕大部分被打撈，僅剩近岸部分角落內零散有分布。由于水體透明度得到了改善，沉水植物在2012和2013年大幅增多，2014年有所回落。

2011—2014年，該水域水生植被覆蓋率分別為76.03%、3.18%、12.6%和10.05%，具體如表3所示。

2.3 水體自凈能力與水生植被相關性分析

由于近幾年滇池大泊口水域高等水生植物的種類變化不大，所以，未對自凈能力與植物種類之間進行相關性分析。鑒于影響水體中藻類的限制因子為總磷，且各類水生植物蓋度變化比較大，因此，對植被蓋度與總磷去除率之間進行了相關性分析。通過分析，相關系數為0.796，為明顯的正相關關系。水生植被蓋度與總磷削減率之間的回歸方程為：

y=0.397 2x+28.935，R2=0.634 1. （1）

式（1）中：y為總磷削減率，%；x為植被覆蓋率，%.

很多研究認為，總磷質量濃度在0.05～0.08 mg/L這個區域內，是藻型和草型湖泊轉換的一個閾值區間。當前，大泊口水域水體總磷質量濃度約為0.16 mg/L，如果在這個基礎上，要達到上限區間，即0.08 mg/L，需要削減50%的總磷。利用回歸方程，該自凈能力對應的植被覆蓋率為53%.因此，在后續生態恢復中，需要將大泊口水域高等水生植物的蓋度恢復到53%，則可以實現這個治理的目標。具體如圖2所示。

3 結論

通過對草海和大泊口水域總氮、總磷、葉綠素a的分析，發現大泊口水域水生植被蓋度較高，水體具有明顯的自凈能力，其對水體總氮的削減率為40%，對總磷的削減率為39.1%，對水體葉綠素a的削減率約為18%.

大泊口及其周邊現存水生植物的種類在近幾年內變化不大，有20科33屬36種，包含濕生植物、挺水植物、浮葉植物、漂浮植物和沉水植物。但大泊口水域水生植被分布范圍和覆蓋率均變化較大，挺水植物變化不大，變化最大的是漂浮植物和沉水植物。2011—2014年，該水域水生植被覆蓋率分別為76.03%、3.18%、12.6%和10.05%.

植被蓋度與總磷去除率之間為明顯正相關關系，相關系數為0.796.很多研究認為，總磷質量濃度在0.05～0.08 mg/L這個區域內，是藻型向清水態轉換的一個閾值區間。如果要將水體總磷質量濃度降低到0.08 mg/L的上限以內，湖泊自凈能力的要求必須達到50%以上。利用回歸方程，該自凈能力對應的植被覆蓋率為53%.因此，在后續生態恢復中，需要把大泊口水域高等水生植物的蓋度恢復到53%.

參考文獻

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