浅水湖泊富营养化机制探讨--以我国东南地区九龙江上游龙潭湖为例

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• 作者：曹文志李颖苏彩霞王飞飞
• 会议时间：2010-10-22
• 关键词：湖泊富营养化 ; 水华爆发 ; 沉积物悬浮 ; 污染物
• 作者单位：厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室,厦门,361005
• 母体文献：中国自然资源学会2010年学术年会论文集
• 会议名称：中国自然资源学会2010年学术年会
• 会议地点：重庆
• 主办单位：中国自然资源学会
• 语种：chi

摘要

基于2009 年12 月九龙江上游龙潭湖水华期间水体和沉积物现状的监测结果,深入探讨了流域上游浅水湖泊富营养化发生的原因及主导机制。水华爆发期间,龙潭湖水体白天藻类光合作用强烈,水体溶解氧(DO)浓度接近饱和。而藻类在水体CO2 供应不足情况下,利用水体中HCO3 -释放出OH -,使水体偏碱性(pH=7.9 ,算术平均值),与国内主要湖泊水库相比,龙潭湖水华期间水体总氮(TN)、总磷(TP)浓度(0.53 ,0.05mg/L)明显低于长江中下游富营养化湖泊(1.81 ,0.10mg/L ,2003 ~2008 年平均值),主要原因是龙潭湖地处九龙江上游,污染物来源较为单一(点源仅有生活污水),外源输入量较少(范成新和王春霞, 2007)。然而,龙潭湖水体TN:TP (质量比)却与长江中下游富营养化湖泊相当,个别采样点水质TN:TP ≤2 ,远低于Refield 提出的浮游植物生长最佳TN:TP (7.2)(范成新和王春霞, 2007)。这说明,相比于营养盐浓度升高而言,水体营养盐结构的变化才是水华的主导原因。而水体TN:TP 的升高加剧了水体富营养化。对龙潭湖沉积物营养盐的测定结果显示,沉积物TN 、TP 含量(1.29mg/g ,0.52mg/g)分别与长江中下游的洞庭湖和太湖相似,而TN:TP (2.7)也接近于长江中下游主要湖泊(4.2 ,算术平均值)。在外源输入较少的情况下,水体TN 、TP 浓度较低,而沉积物营养盐含量较高,说明内源释放可能为水体营养盐结构变化的直接原因。沉积物TN:TP 远低于水体TN:TP (20.0)的现象,暗示TP 的内源释放在此次水华爆发过程中起着关键作用。研究表明,浅水湖泊夏季生物大量繁殖后于冬季逐渐消亡,累积的大量有机质降解可促进沉积物中有机磷的降解释放。同时,有机质降解形成的厌氧环境也将导致Fe-P 的还原释放(Petticrew and Arocena, 2001).Jensen 等对丹麦116 个湖泊的统计指出,沉积物中的Fe:P 与湖水光合营养产生区的TP 浓度成反比.Fe:P 低于25 (pH=8)时,沉积物内源释放Fe:P 可能较显著(Jensen etal., 1992)。而龙潭湖沉积物Fe:P 较高(54),说明沉积物Fe-P 的释放贡献不大,由于龙潭湖地处喀斯特地貌区,Ca:P 应为沉积物结合态P 的主要存在形式,而水体较高的pH 正好为Ca:P 的释放提供了较好的外部条件(Andersen, 1975)。除化学因素外,风浪导致的沉积物悬浮也是沉积物释P 的因素之一。有研究指出,动力悬浮可使沉积物表层的数厘米至数十厘米底泥发生悬浮,促使底泥孔隙水中营养盐发生释放(Schallenberg and Burns, 2004)。流域上游浅水湖泊具有污染物外源输入较少的特点,同时相比深水湖泊更易受风浪及气候条件的影响,因此对流域上游浅水湖泊富营养化的控制必须重视内源释放,特别是结合态P 的内源释放问题。