南太湖藍藻生物量與總磷、總氮濃度的相關(guān)性

朱渝芬，趙曉錦，王志高

(1.長興縣環(huán)境保護監(jiān)測站，浙江長興 313100;2.長興縣市場監(jiān)督管理局，浙江長興 313100)

太湖位于長江中下游地區(qū)，是中國的第三大淡水湖，面積約2 428 km2，平均水深1.9 m，湖泊總蓄水量為4.43×10-9m3，是典型的淺碟形湖泊［1］。南太湖一般是指位于浙江省內(nèi)沿岸部分湖面，西北至長興與宜興交界處，東南方至吳興縣與吳江縣交界處，管轄水域面積約300 km2，湖岸線長64 km［2］。

按照舒金華等［3-4］對湖泊富營養(yǎng)化的評判標準，研究的4個南太湖交接斷面的水質(zhì)經(jīng)常處于富營養(yǎng)化狀態(tài)。近年由于旅游業(yè)和周邊工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，太湖流域水質(zhì)不斷惡化，某些水域已面臨水質(zhì)型缺水［5-7］。藍藻水華暴發(fā)頻繁，2006年藍藻水華約覆蓋太湖總面積的2/5［8］。本研究選擇南太湖沿岸的4個交接斷面作為采樣點，固定時間、地點采樣檢測，匯集2011-2014年的測定數(shù)據(jù)，分析藍藻顆粒數(shù)與總磷、總氮濃度的相關(guān)性，旨在為南太湖生態(tài)治理和進一步研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣點概況

選取位于長興境內(nèi)南太湖交接斷面的4個采樣點，從北至南依次為夾浦 (119°56'11″E，31°6'14″N)、合溪 (119°58'54″E，31°3'26″N)、新塘(119°58'16″E，31°1'10″N)、楊家浦 (120°0'57″E，31°1'1″N)，均為多功能區(qū)，所在河流分別為夾浦港、合溪新港、長興港和楊家浦港。

1.2 樣品采集與測定方法

長興縣環(huán)境保護監(jiān)測站自2008年開始便對南太湖交接斷面及包漾河周邊水質(zhì)進行連續(xù)監(jiān)測，每月上、中、下旬均對轄區(qū)內(nèi)的采樣點進行取水分析，在藍藻暴發(fā)的月份加大取水頻次。水樣均取自上層水，即水面下0.5 m位置。水深不到0.5 m時，則取水深1/2處，并于24 h內(nèi)完成總磷、總氮濃度和藍藻顆粒數(shù)的測定?？偟獫舛葴y定采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法，總磷濃度測定采用鉬酸銨分光光度法，藍藻生物量以浮游生物測定(B)方法，采用血球數(shù)板對藍藻細胞進行數(shù)量計數(shù)。所有試驗結(jié)果均為3次重復(fù)測定的平均值，采用的數(shù)據(jù)標注誤差S≤1%，每組測定數(shù)據(jù)在ˉx±S范圍內(nèi)。

1.3 數(shù)據(jù)收集與處理方法

選取位于南太湖入湖口的4個交接斷面，以每月中旬的分析結(jié)果為樣本，每年數(shù)據(jù)為52組。并對歷年的總磷、總氮濃度和藍藻顆粒數(shù)進行相關(guān)性分析，相關(guān)性分析在SPSS 13.0軟件包中進行［9］。其中相關(guān)系數(shù)|r|＜0.3為不相關(guān)，0.3≤|r|＜0.5為低度相關(guān)，0.5≤|r|＜0.8為中度相關(guān)，|r|≥0.8為高度相關(guān)。

2 結(jié)果與分析

由表1可知，2011年藍藻顆粒數(shù)與總磷、總氮濃度的相關(guān)系數(shù)分別為0.158和0.117，呈不相關(guān);2012年藍藻顆粒數(shù)與總磷、總氮濃度的相關(guān)系數(shù)分別為0.335和-0.238，呈低度正相關(guān)和不相關(guān);2013年藍藻顆粒數(shù)與總磷、總氮濃度的相關(guān)系數(shù)分別為-0.339和-0.290，呈低度負相關(guān)和不相關(guān);2014年藍藻顆粒數(shù)與總磷、總氮濃度的相關(guān)系數(shù)分別為0.069和0.123，呈相關(guān)性。其中藍藻顆粒數(shù)與總氮濃度之間相關(guān)性結(jié)果和韓志萍等［2］的研究結(jié)果一致，即2008-2009年南太湖入湖口藍藻生物量與TN濃度間呈不相關(guān)，其r值在-0.010～0.210。

表1 藍藻顆粒數(shù)與總磷、總氮濃度的相關(guān)系數(shù)

雖然在統(tǒng)計學上本次研究藍藻顆粒數(shù)與總磷、總氮呈現(xiàn)不相關(guān)或低度相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)絕對值的變化規(guī)律呈現(xiàn)出同步性，其相關(guān)系數(shù)的最大絕對值都出現(xiàn)在2013年，2011和2014年均為相關(guān)系數(shù)低值。說明總磷和總氮濃度對藍藻生物量的作用是一致的，藍藻生物量的變化是兩者共同作用的結(jié)果，而本次研究的分析結(jié)果 (圖1)顯示，總磷濃度與藍藻生物量的相關(guān)性更為密切。

圖1 藍藻顆粒數(shù)與總磷、總氮相關(guān)系數(shù)絕對值變化情況

3 小結(jié)與討論

本研究中藍藻顆粒數(shù)與總氮濃度呈不相關(guān)。作為衡量水體富營養(yǎng)化的重要指標，總氮濃度應(yīng)對藍藻生物量的變化有直接影響，但在本研究統(tǒng)計中表現(xiàn)不明顯，可能與南太湖大環(huán)境的復(fù)雜性有關(guān)。同時，2011-2012年總氮濃度分別為2.42，2.71，2.06，1.32 mg·L-1，總氮濃度變化幅度較小，也可能是兩者相關(guān)性不顯著的原因。這與龍?zhí)煊宓龋?0］模擬試驗研究的藻類生長于氮營養(yǎng)關(guān)系的結(jié)果相符。當TN＜1.5 mg·L-1時，增加TN濃度可顯著促進藻類生長，當TN濃度達到3.5 mg·L-1時，對藻類生長影響甚微，高濃度氮甚至會抑制藻類生長。本文所取數(shù)據(jù)均取自自然環(huán)境，其總氮濃度主要集中在大于1.5 mg·L-1范圍內(nèi)，濃度的變化對藍藻顆粒數(shù)的影響不明顯。同時，研究數(shù)據(jù)中總氮濃度幾乎均未達到3.5 mg·L-1，其濃度對藍藻生長的抑制效果也未能體現(xiàn)。

本研究中藍藻顆粒數(shù)與總磷濃度的相關(guān)系數(shù)r在2011和2014年為不相關(guān)，2012年為低度相關(guān)，2013年為低度負相關(guān)，2011-2014年總磷濃度分別為0.14，0.15，0.13和0.32 mg·L-1，相關(guān)系數(shù)r值分別為 0.158，0.335， -0.339和 0.069，可見兩者正相關(guān)到一定值后便呈負相關(guān)，存在一定的此消彼長規(guī)律。2014年總磷濃度平均值為0.32，是4年中的最高值，而r為4年中最低值。總磷濃度與藍藻生物量之間應(yīng)存在拐點，當總磷濃度超過一定濃度時，其對藍藻的生物量促進或抑制作用將不明顯，具體數(shù)值需要在模擬試驗研究中進一步探索。

本次研究選取2011-2014年的數(shù)據(jù)為研究樣本，每年數(shù)據(jù)為52組，樣本偏小，統(tǒng)計結(jié)果存在一定的偶然性，且藍藻生物量、總磷、總氮濃度具體變化未能詳盡分析。為規(guī)避其他因素變化對的藍藻生物量的影響，樣本最好選擇在溫度、雨水等條件相對一致的月份，這在今后研究中還需進一步完善。

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