2002—2015年撫仙湖總磷濃度變化分析

肖 蕾，金寶軒，李石華，彭雙云

(1.昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093； 2.云南師范大學 旅游與地理科學學院，云南 昆明 650500;3.云南省基礎地理信息中心，云南 昆明 650034)

2002—2015年撫仙湖總磷濃度變化分析

肖 蕾1，金寶軒2,3*，李石華2,3，彭雙云2

(1.昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093； 2.云南師范大學 旅游與地理科學學院，云南 昆明 650500;3.云南省基礎地理信息中心，云南 昆明 650034)

內陸湖泊是支撐人類生產及生活的重要水資源，是維系區域生態系統的重要支柱。以滇中地區典型內陸湖泊——撫仙湖為研究對象，通過在湖區以及入湖河流設立監測點，對湖水總磷(TP)濃度進行分析評價。研究結果表明，1)撫仙湖主要入湖河流——馬料河、隔河以及路居河，其TP濃度變化均呈下降趨勢；2)撫仙湖TP濃度較為穩定，基本保持在0.005 mg·L-1，從2013年起基本未檢出；3)撫仙湖營養狀況指數最大值為20.55 mg·L-1，最小值為16.73 mg·L-1，多年平均值為18.42 mg·L-1，呈不明顯的上升趨勢；4)撫仙湖綜合污染指數最大值為2.60，最小值為1.10，多年平均值為1.90，呈緩慢上升趨勢。通過對撫仙湖的水質變化趨勢進行科學的判別與評估，旨在為撫仙湖水環境治理提供科學借鑒與參考。

內陸湖泊； 水質參數； 環境質量

內陸湖泊是氣候變化最敏感的指示器，是支撐人類生產及生活的重要水資源，是維系區域生態系統的重要支柱[1-3]。近年來，內陸湖泊水體污染問題日益突出，尤其是湖泊水體富營養化發展趨勢十分明顯，越來越多的國內外專家學者開始聚焦內陸湖泊水體主要營養鹽的時空變化情況[3-4]。

在湖泊生態系統中，磷是影響初級生產力的主要因素之一，湖泊水體中磷的含量直接決定水體浮游藻類的生長狀態。磷含量過高時，會造成藻類過量繁殖，湖泊水體透明度下降，從而導致湖泊水體出現富營養化現象。撫仙湖是云南省磷化工企業及磷礦開采區的主要聚集地，對撫仙湖水體水質開展定期監測、控制以及治理已成為相關研究的熱點之一，如馮慕華等[5]對云南撫仙湖流域廢棄磷礦區水污染現狀進行研究分析；金星等[6]對撫仙湖和星云湖周邊磷化工對湖面大氣干、濕沉降總磷入湖量影響進行調查研究。本研究以撫仙湖為研究對象，通過在湖區以及入湖河流設立監測點，對湖水總磷(TP)濃度進行分析評價，以期為撫仙湖水環境治理提供科學借鑒與參考。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

撫仙湖是我國第二深高原淡水湖，是云南省著名的風景旅游勝地和寶貴的水資源，也是國內目前屈指可數的優質水資源，被譽為“高原明珠”。撫仙湖流域地處云南省中部，地理坐標為102°49′～102°57′E，24°21′～24°38′N，距昆明市約60 km，跨玉溪市澄江、江川和華寧三縣，湖泊面積212 km2，最大水深157 m，平均水深87 m，容水量1.893×1010m3，海拔約1 722 m。湖區屬南亞熱帶西部型季風氣候類型，常年平均氣溫15.6 ℃，年降雨量951.4 mm，降雨集中在5—10月，每年的2—5月為枯水期，6—9月為豐水期，10—1月為平水期，年日照時數可達2 153 h，日照率為50%，年蒸發量1 752 mm，年無霜期273 d。撫仙湖是珠江流域南盤江水系的源頭型湖泊，是我國主要大江大河上游水源的保護范圍。撫仙湖的主斷裂帶沿東北至西南方向，在湖的南北兩端各形成沖積平原，呈南北向倒葫蘆型，北部寬而深，南部窄而淺。

1.2 數據來源

本研究的時間尺度為2002—2015年，所用數據資料來源于云南省環境監測中心站，其中湖泊水質指標數據包括歷年總磷平均濃度、藻類變化、營養狀態指數、綜合污染指數等。

1.3 研究方法

采用鉬酸銨分光光度法測定水中總磷(TP)濃度，結合《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)中關于水質的規定指標來評估分析。共在撫仙湖流域設4個測點，分別為哨嘴、路居、湖心、尖山；在入湖河流中選擇3條進行監測，分別為馬料河、隔河、路居河，監測頻次均為每月1次。

2 結果與分析

2.1 撫仙湖主要入湖河流TP濃度變化

由圖1可看出，2010—2015年，3大入湖河流中TP濃度由高到低依次為馬料河>路居河>隔河。馬料河TP濃度最大值為0.560 mg·L-1，出現在2013年；路居河TP濃度最大值為0.515 mg·L-1，出現在2011年；隔河TP濃度最大值為0.360 mg·L-1，出現在2013年。在這6年間，馬料河TP濃度忽升忽降，并出現2個峰值；路居河TP濃度先升后降，自2014年起又出現上升趨勢，先后出現1個峰值和1個谷值；隔河TP濃度先升后降并出現1個峰值。對3條主要入湖河流TP濃度進行趨勢性分析，選擇出最佳擬合方程，馬料河和隔河采用多項式擬合，路居河采用線性擬合。馬料河y=0.007 3x3-0.115x2+0.486 6x-0.072 7(R2=0.886 4)，隔河y=-0.007 8x3+0.060 9x2-0.108 3x+0.258 7(R2=0.775 2)，路居河y=-0.040 1x+0.486 1(R2=0.512 3)。從變化趨勢可知，3大入湖河流TP濃度自2013年起總體呈下降趨勢。

圖1 2010—2015年撫仙湖主要入湖河流TP濃度的變化

2.2 撫仙湖TP濃度變化

由圖2可以看出：2003—2012年，撫仙湖TP濃度最大值為0.009 mg·L-1，出現在2003年；多年平均值為0.005 6 mg·L-1。在這10年間，撫仙湖TP濃度除了在2004年出現短暫的上升趨勢外，其余年份逐年下降，自2009年開始其TP濃度維持在0.005 mg·L-1附近。對撫仙湖TP濃度進行趨勢性分析可知，撫仙湖TP濃度雖呈下降趨勢，但從數值變化幅度上看幅度較小，經Daniel趨勢檢驗，撫仙湖TP濃度波動較為穩定,y=-0.001lnx+0.008(R2=0.606 2)。據有關部門統計，2013—2015年，撫仙湖TP濃度均未檢出。

圖2 2003—2012年撫仙湖年均TP濃度的變化

2.3 營養狀態指數對比分析

由圖3可以看出，2002—2015年，撫仙湖營養狀況指數最大值為20.55 mg·L-1，出現在2015年，最小值為16.73 mg·L-1，出現在2012年，多年平均值為18.42 mg·L-1。對撫仙湖營養狀態指數進行趨勢性分析，最佳擬合方程為多項式擬合y=0.001 8x4-0.044 1x3+0.327 7x2-0.670 9x+18.024(R2=0.577 6)。從變化趨勢可知，撫仙湖營養狀況指數變化不明顯，經Daniel趨勢檢驗證實，2002—2015年撫仙湖營養狀況指數變化較為穩定，呈不明顯的上升趨勢。

圖3 2002—2015年撫仙湖年均營養狀態指數的變化

2.4 綜合污染指數對比分析

由圖4可以看出：2002—2015年，撫仙湖綜合污染指數呈緩慢上升趨勢，最大值為2.60，出現在2008年，最小值為1.10，出現在2003年，多年平均值為1.90。對撫仙湖綜合污染指數進行趨勢性分析，最佳擬合方程為線性擬合，y=0.095 3x+1.180 7(R2=0.586 3)，2002—2008年綜合污染指數上升下降交替出現，最終在2008年達到峰值，自2008年開始逐年下降直到2012年達到谷值，之后呈上升趨勢。

圖4 2002—2015年撫仙湖年均綜合污染指數的變化

3 小結

本研究基于云南省環境監測中心站2002—2015年撫仙湖及入湖河流總磷含量的監測數據，

對撫仙湖總磷濃度變化進行分析。結果表明，撫仙湖主要入湖河流馬料河、隔河及路居河，其TP濃度變化總體呈下降趨勢。撫仙湖TP濃度除了在2004年出現短暫的上升趨勢外，其余年份逐年下降，自2009年開始其TP濃度維持在0.005 mg·L-1附近，整體較為穩定。2013—2015年，撫仙湖TP濃度均未檢出，與之相應的，2002—2015年撫仙湖營養狀況指數變化亦較為穩定；但2002—2015年，撫仙湖綜合污染指數呈緩慢上升趨勢，可能是受到其他污染物增加的影響。

[1] 郭鈮, 張杰, 梁蕓. 西北地區近年來內陸湖泊變化反映的氣候問題[J]. 冰川凍土, 2003, 25(2):211-214.

[2] 白潔, 陳曦, 李均力,等. 1975—2007年中亞干旱區內陸湖泊面積變化遙感分析[J]. 湖泊科學, 2011, 23(1):80-88.

[3] 諶沁祎. 基于GF-1 WFV影像的官廳水庫懸浮物濃度反演及時空變化研究[D]. 南昌：東華理工大學, 2015.

[4] 呂恒, 江南, 李新國. 內陸湖泊的水質遙感監測研究[J]. 地球科學進展, 2005, 20(2):185-192.

[5] 馮慕華, 潘繼征, 柯凡,等. 云南撫仙湖流域廢棄磷礦區水污染現狀[J]. 湖泊科學, 2008, 20(6):766-772.

[6] 金星, 陸婭, 靳澍清,等. 撫仙湖、星云湖周邊磷化工對湖面大氣干、濕沉降總磷入湖量影響的調查研究[J]. 環境科學導刊, 2010, 29(6):39-42.

(責任編輯：高 峻)

2016-10-20

國家自然科學基金項目(41561086)；國家測繪地理信息局地理國情監測示范項目(測國土函【2014】35號)

肖 蕾(1990—)，女，河北張家口人，碩士研究生，從事地信遙感分析研究工作，E-mail:745479357@qq.com。

金寶軒(1970—)，男，江西永新人，博士，教授級高級工程師，從事地理信息系統理論與開發應用研究工作，E-mail: 18669007555@163.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170245

X524

A

0528-9017(2017)02-0335-03

文獻著錄格式：肖蕾，金寶軒，李石華，等. 2002—2015年撫仙湖總磷濃度變化分析[J].浙江農業科學，2017，58(2)：335-337.