滇池草海大泊口水域水体自净能力分析

1、    滇池草海大泊口水域水体自净能力分析    杜劲松+何锋+潘珉+李杨摘 要：通过多年的研究，分析了大泊口水域的自净能力。大泊口水域对水体总氮的削减率为40%，对总磷的削减率为39.1%，对水体叶绿素a的削减率约为18%.总磷是决定湖泊清水态转换的限制因子，湖泊总磷自净能力与植被盖度之间呈现显著正相关关系。通过回归分析，当前大泊口水域要想实现清水态转换，自净能力必须达到50%以上，则对应的植被盖度应大于53%.关键词：沉水植物；自净能力；湖泊；监测指标：x524 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2016.20.078：2095-68

2、35（2016）20-0078-02滇池草海大泊口水域位于滇池草海南部，是20世纪70年代围湖造塘而形成的与草海相对分隔、封闭的水域，总面积约0.53 km2。由于水污染严重，从20世纪80年代末以来，水体异常富营养化，水质一直为劣类，在夏秋季节，以蓝藻门和绿藻门的浮游藻类迅速增殖，水体呈现绿色，透明度低下。由于大泊口水体透明度低，且相对封闭，沉水植物的种子库难以萌发，导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净能力。自净能力取决于自身的水生生态系统的结构状况和稳定状况。对近几年大泊口和草海水质状况进行分析，可评估大泊口水域的水体自净能力。通过分析近几年大泊口水生植被状况与

3、自净能力的关系，提出了富营养化浅水湖泊自净能力增强的措施。1 研究方法1.1 研究区域研究区域位于草海南部水域，地理坐标为n 24.96°24.97°，e 102.64°102.65°，总面积约0.53 km2。该水域与草海通过土石堤埂分隔，水体相互渗透。在堤埂的最西端，有2个较大的开口，可以迅速和草海水体进行交换。1.2 水质监测方法2011年至今，持续对大泊口水域和草海水域水质进行了监测，监测指标有tn、tp和chl.a等，监测方法参照水质监测国家标准和方法。1.3 数据统计分析采用excel、spss等软件进行相关性分析和回归分析。2 结果与分析2

4、.1 大泊口水域水体自净能力分析湖泊生态系统对水体有自净能力，而自净能力取决于健康水生生态系统的结构。而水体中水生植物在各种养分元素的生物地化循环过程中扮演着重要的角色。草海水域面积约8.0 km2，水生植被盖度不足5%；大泊口水生植被盖度较草海水域高许多。通过多年水质比较分析，大泊口水域水质总体要优于草海水质，表明大泊口水域自身具有一定的自净能力。将草海水质作为本底值，比较其与大泊口水域水质指标的差值，可得到大泊口水域的自净能力。经对监测数据分析统计，大泊口水域对水体总氮的削减率为40%，对总磷的削减率为39.1%，对水体叶绿素a的削减率约为18%，具体如表1所示。2.2 大泊口水域水生植被

5、分布状况2.2.1 水生植被的种类“大泊口”及其周边现存水生植物的种类在近几年内变化不大，有20科33属36种，具体如表2所示，包含湿生植物、挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物。沉水植物主要包含篦齿眼子菜和穗状狐尾藻，主要分布于水底高程1885.0 m以上的水域。变化大的方面仅在于各类水生植物的分布面积和盖度等方面。2.2.2 水生植被覆盖率20112014年，大泊口水域水生植被分布范围和覆盖率均变化较大。挺水植物变化不大，变化最大的是漂浮植物和沉水植物。2011年，在该水域种植了700多亩的水葫芦，漂浮植物的分布范围较大，整个区域植被覆盖率达到了约76.03%；2012年，对漂浮植物进行

6、了打捞，漂浮植物绝大部分被打捞，仅剩近岸部分角落内零散有分布。由于水体透明度得到了改善，沉水植物在2012和2013年大幅增多，2014年有所回落。20112014年，该水域水生植被覆盖率分别为76.03%、3.18%、12.6%和10.05%，具体如表3所示。2.3 水体自净能力与水生植被相关性分析由于近几年滇池大泊口水域高等水生植物的种类变化不大，所以，未对自净能力与植物种类之间进行相关性分析。鉴于影响水体中藻类的限制因子为总磷，且各类水生植物盖度变化比较大，因此，对植被盖度与总磷去除率之间进行了相关性分析。通过分析，相关系数为0.796，为明显的正相关关系。水生植被盖度与总磷削减率之间的

7、回归方程为：y=0.397 2x+28.935，r2=0.634 1. （1）式（1）中：y为总磷削减率，%；x为植被覆盖率，%.很多研究认为，总磷质量浓度在0.050.08 mg/l这个区域内，是藻型和草型湖泊转换的一个阈值区间。当前，大泊口水域水体总磷质量浓度约为0.16 mg/l，如果在这个基础上，要达到上限区间，即0.08 mg/l，需要削减50%的总磷。利用回归方程，该自净能力对应的植被覆盖率为53%.因此，在后续生态恢复中，需要将大泊口水域高等水生植物的盖度恢复到53%，则可以实现这个治理的目标。具体如图2所示。3 结论通过对草海和大泊口水域总氮、总磷、叶绿素a的分析，发现大泊口水

8、域水生植被盖度较高，水体具有明显的自净能力，其对水体总氮的削减率为40%，对总磷的削减率为39.1%，对水体叶绿素a的削减率约为18%.大泊口及其周边现存水生植物的种类在近几年内变化不大，有20科33属36种，包含湿生植物、挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物。但大泊口水域水生植被分布范围和覆盖率均变化较大，挺水植物变化不大，变化最大的是漂浮植物和沉水植物。20112014年，该水域水生植被覆盖率分别为76.03%、3.18%、12.6%和10.05%.植被盖度与总磷去除率之间为明显正相关关系，相关系数为0.796.很多研究认为，总磷质量浓度在0.050.08 mg/l这个区域内，是藻型向清水态转换的一个阈值区间。如果要将水体总磷质量浓度降低到0.08 mg/l的上限以内，湖泊自净能力的要求必须达到50%以上。利用回归方程，该自净能力对应的植被覆盖率为53%.因此，在后续生态恢复中，需要把大泊口水域高等水生植物的盖度恢复到53%.参考文献1何锋，段昌群.滇池北部重点水域蓝绿藻季节性变动下水体np比值变化研究j.中国工程科学，2010，12（06）.2年跃刚，宋英伟，李英杰.富营养化浅水湖泊稳态转换理论与生态恢复探讨j.环境科学研究，2006，19（01）.3国家环境保护总局.水和废水监测分析方法m.北京：中国环境科学出版社，2009.4张力.sp