洪澤湖葉綠素a濃度的時空變化特征*

齊凌艷，黃佳聰，高俊峰**，黃　琪，周　毅，田　威

(1:中國科學院南京地理與湖泊研究所，南京 210008)(2:中國科學院大學，北京 100049)(3:江蘇省水文水資源勘測局，南京 210029)

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洪澤湖葉綠素a濃度的時空變化特征*

齊凌艷1,2，黃佳聰1，高俊峰1**，黃琪1,2，周毅3，田威3

(1:中國科學院南京地理與湖泊研究所，南京 210008)(2:中國科學院大學，北京 100049)(3:江蘇省水文水資源勘測局，南京 210029)

葉綠素a濃度是衡量藻類生物量及評價水體營養(yǎng)狀態(tài)的重要指標. 基于洪澤湖2012年12月至2013年11月的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計手段分析湖區(qū)葉綠素a濃度的時空變化規(guī)律，并進一步探究葉綠素a濃度與各項水質(zhì)理化因子的響應(yīng)關(guān)系. 從時間維度上看，洪澤湖葉綠素a濃度季節(jié)變化規(guī)律在不同湖區(qū)有所差異，東部湖區(qū)葉綠素a濃度隨季節(jié)變化曲線呈“雙峰型”，分別在3月和8月達到峰值. 北、西部湖區(qū)葉綠素a濃度在春季變化平緩，并在秋季達到峰值. 從空間維度上看，3個湖區(qū)之間葉綠素a濃度在春、冬兩季存在顯著差異，其余季節(jié)差異不顯著. 典范對應(yīng)分析表明洪澤湖不同月份、不同湖區(qū)葉綠素a濃度與水質(zhì)理化因子之間存在不同的響應(yīng)關(guān)系. 本研究為探究洪澤湖藻類時空異質(zhì)性原因、宏觀掌控其營養(yǎng)狀態(tài)以及制定相應(yīng)水質(zhì)改善措施提供參考依據(jù).

葉綠素a；洪澤湖；時空變化；典范對應(yīng)分析

隨著經(jīng)濟發(fā)展與人類活動加劇，水體富營養(yǎng)化已成為世界性的水環(huán)境問題. 近年來，世界各大淡水湖和我國滇池、太湖、巢湖等內(nèi)陸淡水湖多次發(fā)生大規(guī)模藍藻集聚現(xiàn)象，嚴重破壞水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，威脅當?shù)厣钌a(chǎn)用水安全. 葉綠素a(Chl.a)是藻類進行光合作用的重要色素，其在水中的濃度通常用于表征水中藻類總體含量以及評判水體的營養(yǎng)狀態(tài)[1].

國內(nèi)外已開展大量淡水湖泊Chl.a濃度時空動態(tài)變化相關(guān)研究. Ghadouani等研究伊利湖的藻類和營養(yǎng)鹽分布，表明Chl.a高濃度區(qū)主要集中于西部湖灣及北部沿岸地區(qū)，且與營養(yǎng)鹽分布密切相關(guān)[2]. Jindal等對Prashar湖藻類隨時間動態(tài)變化過程進行連續(xù)觀測，發(fā)現(xiàn)Chl.a濃度曲線呈雙峰型特征，分別在5月和9月達到峰值[3]. Wu等針對鄱陽湖藻類時空變化進行分析，得出結(jié)論：水下光照強度和透明度是限制藻類生長的關(guān)鍵因子，同時南部湖區(qū)Chl.a濃度高于北部湖區(qū)主要受水溫和營養(yǎng)鹽影響[4]. Yang等對巢湖Chl.a濃度和總氮(TN)、總磷(TP)等營養(yǎng)鹽濃度進行空間分布和季節(jié)性變化特征研究，總結(jié)出巢湖藻類生物量存在明顯先下降后上升的季節(jié)變化特點，同時東、西部湖區(qū)存在明顯空間差異，西部湖區(qū)營養(yǎng)鹽及Chl.a濃度高于東部主要受上游匯水影響[5-6]. Wu等通過對太湖短期連續(xù)觀測表明，Chl.a濃度水平分布模式與風生流關(guān)系緊密[7]. 錢昊鐘等分析太湖湖心、東南湖區(qū)與其他湖區(qū)Chl.a濃度差異，得出TP、水溫和溶解氧是主要限制性因子[8]. 朱晶晶等發(fā)現(xiàn)滇池Chl.a濃度總體呈周期性波動緩慢上升趨勢，4-11月上升達到峰值；空間分布上，滇池Chl.a濃度高值區(qū)多出現(xiàn)在靠近城鎮(zhèn)的人口密集區(qū)域[9-10]. Huang等通過分析滇池水體富營養(yǎng)化與人類活動的響應(yīng)關(guān)系，得出含高濃度營養(yǎng)鹽的污水排放對滇池富營養(yǎng)化起到關(guān)鍵性作用[11]. 郭勁松等研究三峽小江回水區(qū)Chl.a濃度季節(jié)變化特征為夏、秋季高，春、冬季低[1,12]. Zhang等研究三峽水庫蓄水后大寧河的藻類季節(jié)變化特征，得出水溫和TN/TP是藻類暴發(fā)的關(guān)鍵因素[13]. 分析水體Chl.a濃度時空變化特征有助于深化對藻類水華發(fā)生過程機理的認識，從而為有效開展藻類水華防控治理工作提供科學依據(jù).

洪澤湖是蘇北地區(qū)居民生活、農(nóng)業(yè)用水、發(fā)電以及維護當?shù)厣车闹匾吹? 同時作為南水北調(diào)東線工程重要輸水線路和調(diào)蓄湖泊，其水質(zhì)不僅關(guān)系到南水北調(diào)水質(zhì)安全，也關(guān)系到沿河、沿湖乃至整個淮河流域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展[14]. 因此全面認識洪澤湖富營養(yǎng)化水平和藻類時空分布特征十分重要. 但是目前研究較多圍繞洪澤湖富營養(yǎng)化水平定性分析和水質(zhì)理化因子時空特征分析[15-16]，Chl.a濃度時空變化特征研究相對較少. 本文基于洪澤湖全年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用方差分析和典范對應(yīng)分析等統(tǒng)計手段研究洪澤湖藻類時空變化特征，進一步探究其藻類時空異質(zhì)性原因，為宏觀掌控洪澤湖營養(yǎng)水平、制定水質(zhì)改善措施提供科學依據(jù)[16].

1　研究區(qū)域與方法

1.1研究區(qū)域

洪澤湖地處淮河中游末端(33°06′～33°40′N，118°10′～118°52′E)，為中國第四大淡水湖泊. 湖區(qū)跨洪澤、淮陰、泗陽、泗洪和盱眙五縣. 東岸平直，其余岸線曲折多灣. 湖區(qū)集水面積為 15.6×104km2，補給系數(shù)為99. 常年平均水位12.37 m，長65.0 km，最大寬55.0 km，平均寬為24.26 km，最大水深4.37 m，平均水深1.77 m. 湖區(qū)屬北亞熱帶與南溫帶的過渡氣候，多年平均氣溫16.3℃，7月平均氣溫最高為28.8℃. 多年平均降水量925.5mm，年內(nèi)7-9月降水量約占年降水量的65.5%. 湖水來源除大氣降水外，主要依靠地表徑流，入湖河流主要有8條(淮河、新汴河、老汴河、新濉河、老濉河、徐洪河、懷洪新河和安東河)，其中淮河流量最大[17]. 洪澤湖為吞吐型湖泊，換水周期約為35 d[18]. 湖流以吞吐流和風生流形式并存，在淮河入湖口水流以扇形擴散.

根據(jù)湖盆形態(tài)，生境差異，水文、水力特征以及出入湖河流特性等因素，本研究將洪澤湖湖區(qū)分為3個子區(qū)：北部湖區(qū)、東部湖區(qū)和西部湖區(qū). 北部湖區(qū)即成子湖區(qū)域，水體流動性差，并且受宿遷市城市尾水的影響，水質(zhì)總體略差；西部湖區(qū)包括溧河洼區(qū)域，地勢較高且水深較淺，水生植物分布面積相對較廣，生長茂盛[19]，水質(zhì)整體較好；東部湖區(qū)包括淮河入湖口、過水通道及蔣壩閘灣，湖區(qū)水體流動性好，湖流運動較為劇烈. 根據(jù)上述湖區(qū)形態(tài)特征，本研究在全湖共布設(shè)8個水質(zhì)監(jiān)測站點. 北部湖區(qū)設(shè)有顏圩、高湖2個監(jiān)測點；西部湖區(qū)有臨淮、洪澤湖區(qū)(宿遷南)2個監(jiān)測點；東部湖區(qū)布設(shè)洪澤湖區(qū)(淮安北)、洪澤湖區(qū)(淮安西)、洪澤湖區(qū)(淮安東)和洪澤湖區(qū)(淮安南)4個監(jiān)測點(圖1).

圖1 洪澤湖地理位置及水質(zhì)監(jiān)測點分布Fig.1　Location of Lake Hongze and its water sampling sites

1.2監(jiān)測與調(diào)查方法

本研究選取2012年12月-2013年11月采集的洪澤湖月水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)樣本，運用統(tǒng)計軟件IBM SPSS Statictis 19和Canoco for Windows 4.5對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析. 數(shù)據(jù)是由江蘇省水文水資源勘測局提供的常規(guī)監(jiān)測資料. 監(jiān)測項目包括5項：化學需氧量(COD)、溶解氧(DO)、TP、TN和葉綠素a(Chl.a)濃度. 其中COD濃度用高錳酸鹽指數(shù)法測定，DO濃度用電化學探頭法測定，TP和TN濃度分別用鉬酸銨分光光度法和堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定，Chl.a濃度用分光光度法測定. 此外，日平均氣溫(T)數(shù)據(jù)來自國家氣象中心的盱眙站(站點編號：58138). 根據(jù)研究區(qū)全年氣溫變化規(guī)律和地處四季分明的溫帶地區(qū)，綜合參考傳統(tǒng)氣候統(tǒng)計法，將研究區(qū)季節(jié)劃分為：春季為3-5月，夏季為6-8月，秋季為9-11月，冬季為12至次年2月.

2　結(jié)果與分析

2.1Chl.a濃度的季節(jié)變化

洪澤湖Chl.a濃度的季節(jié)變化規(guī)律在不同湖區(qū)有所差異(圖2). 北、西部湖區(qū)Chl.a濃度在冬末(1月)出現(xiàn)明顯的上升趨勢，平均濃度達22.73±2.58 μg/L. 進入春季(3-5月)，Chl.a濃度稍有波動(13.45±4.91 μg/L)后，變化趨于平緩(17.95±4.94 μg/L). 春季湖區(qū)平均氣溫達到15.54℃，日光照時長為6.45 h，光照氣溫條件適宜. 同時春耕施肥等面源污染帶來營養(yǎng)鹽匯入，營養(yǎng)鹽水平較高，水體中TN平均濃度為1.35 mg/L，TP平均濃度為0.045 mg/L. 藻類生理、生化活性恢復(fù)，生長速率加快，種群生物量快速增加后趨于穩(wěn)定. 夏季(6-8月)洪澤湖區(qū)平均氣溫達到26.99℃，光照時長為5.72 h. 雖然光照充足、溫度適宜，但大規(guī)模藻類生長為浮游動物及其他大型魚類牧食提供便利，同時營養(yǎng)鹽也被快速消耗，遏制藻類數(shù)目的進一步增加. 造成不同站點Chl.a濃度先后回落至低濃度(3.38±1.59 μg/L)后才逐步上升. 進入秋季，藻類種間競爭得到緩解，優(yōu)勢種得以快速增殖，使Chl.a濃度在9月左右達到峰值(36.28±45.92 μg/L)，其中顏圩站點濃度高達104.9μg/L. 隨后10-11月Chl.a濃度受氣溫下降、光照減弱影響，呈波動下降狀態(tài). 冬季湖區(qū)氣溫降至2.78℃，藻類代謝基本停止，進入衰亡、休眠期[20]，因此Chl.a濃度逐步下降至最低濃度(1.55±1.98 μg/L).

東部湖區(qū)Chl.a濃度季節(jié)變化曲線呈“雙峰型”(圖2)，分別在3月和8月達到濃度峰值. 冬末春初(1-3月)洪澤湖的適宜光照和溫度以及較高營養(yǎng)鹽水平(TN濃度為4.30 mg/L，TP濃度為0.079 mg/L)使得藻類快速從底泥中復(fù)蘇，進行大量增殖. Chl.a濃度持續(xù)上升直至第1個峰值濃度(13.45±4.89 μg/L). 隨后Chl.a濃度表現(xiàn)為迅速下降狀態(tài)，且至峰谷低濃度(1.68±0.67 μg/L). 研究表明在大型淺水湖泊中，水動力對浮游生物的數(shù)量、分布影響十分明顯. 如果水體滯留時間變長、流速變緩，浮游植物擁有更長時間生長，在適宜的營養(yǎng)條件下數(shù)量往往會顯著增長[21]. 但由于東區(qū)包含過水通道，水體流動性大且流速快. 藻類受水流沖刷，不容易集聚，造成Chl.a濃度曲線的下降. 夏季(6-8月)藻類在充足光照下達到最大光合效率，藻類生物量成倍增加，使得Chl.a濃度再次上升并于8月達到第2個濃度峰值(25.18±13.45 μg/L). 秋季(9-11月)光照減弱且溫度持續(xù)下降使Chl.a濃度上下波動且總體呈下降趨勢. 冬季(12月)伴隨著藻類大量休眠死亡、群落解體，Chl.a濃度下降為最低值(1.15±0.69 μg/L).

圖2 洪澤湖湖區(qū)Chl.a濃度的季節(jié)變化曲線Fig.2　Seasonal variation of Chl.a concentrations in northern, western and eastern zones in Lake Hongze

2.2Chl.a濃度的空間變化

洪澤湖全年Chl.a濃度均值表現(xiàn)為北部湖區(qū)(18.50±21.26 μg/L)>西部湖區(qū)(9.8±5.94 μg/L)>東部湖區(qū)(7.68±7.96 μg/L). 單因素方差分析(ANOVA，表1)結(jié)果顯示3個湖區(qū)的Chl.a濃度之間在春季存在顯著差異(P<0.05)，其余季節(jié)差異不顯著.

春季和冬季東部湖區(qū)Chl.a濃度顯著低于北、西部湖區(qū)(圖3)，春季濃度均值為北部湖區(qū)(19.95±3.13 μg/L)>西部湖區(qū)(12.95±3.85 μg/L)>東部湖區(qū)(6.06±6.00 μg/L). 冬季濃度均值為北部湖區(qū)(14.66±9.39 μg/L)>西部湖區(qū)(10.32±8.40 μg/L)>東部湖區(qū)(4.02±3.41 μg/L). 3個湖區(qū)的溫度和光照等氣象條件相近，但是營養(yǎng)鹽水平有所不同. 東部湖區(qū)的TN和TP濃度均高于北、西部湖區(qū)(圖4)，表明營養(yǎng)鹽不是春季和冬季東部湖區(qū)Chl.a濃度的限制因子. 東部湖區(qū)Chl.a在春、冬季濃度較低很有可能是由于其過水通道特性，流動性較好. 研究表明流速可能對著生藻類生物量具有顯著影響，較大流速環(huán)境不適合著生藻類的生長[22]. 當流速過大時，水流的沖刷作用使藻類的生長、繁殖環(huán)境受到破壞，藻類的增長和聚集受到有效抑制[23-24]. 北、西部湖區(qū)相對封閉，湖流運動相對較弱，藻類較容易進行快速繁殖. 同時西、北部湖區(qū)周圍農(nóng)耕漁業(yè)比東部湖區(qū)發(fā)達，雖然營養(yǎng)鹽濃度低于東區(qū)，但是足夠為藻類提供生長物質(zhì)基礎(chǔ)，加之適宜的光照溫度，藻類生物量可以穩(wěn)定上升.

夏季和秋季3個湖區(qū)之間Chl.a濃度無顯著差異(圖3)，夏季濃度均值表現(xiàn)為東部湖區(qū)(13.64±11.84 μg/L)>北部湖區(qū)(7.45±6.86 μg/L)>西部湖區(qū)(5.93±2.37 μg/L). 根據(jù)Chl.a濃度季節(jié)變化規(guī)律可知，東部湖區(qū)由于春季藻類生物量下降，種內(nèi)競爭大大減弱，造成在夏季藻類快速增長，而北、西部湖區(qū)在夏季則是由于種內(nèi)、種間競爭加劇造成生物量下降. 兩者比較，東部湖區(qū)Chl.a濃度高于其他2個湖區(qū). 秋季洪澤湖Chl.a濃度均值表現(xiàn)為北部湖區(qū)(29.75±40.85 μg/L)>西部湖區(qū)(10.04±4.72 μg/L)>東部湖區(qū)(7.84±3.60 μg/L). 北部湖區(qū)Chl.a濃度遠高于其他兩個湖區(qū)，其中顏圩站點在9月和11月分別出現(xiàn)Chl.a濃度極大值(104.9和48 μg/L). 北部湖區(qū)由于引水條件較好以及水草豐富，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，沿岸多為人工開挖魚塘和圍網(wǎng)養(yǎng)蟹池[14,25]，造成該區(qū)水污染嚴重，同時雨水沖刷引發(fā)農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)面源污染，造成水質(zhì)富營養(yǎng)化水平較高(圖4). TN和TP濃度分別達到1.76±1.66和0.14±0.12 mg/L. 豐富的營養(yǎng)鹽條件促使藻類大規(guī)模生長暴發(fā)，造成北部湖區(qū)局部Chl.a濃度較高.

圖3 洪澤湖不同湖區(qū)水體Chl.a濃度的季節(jié)變化Fig.3　Seasonal variation of Chl.a concentrations of waters in different zones of Lake Hongze

圖4 洪澤湖不同湖區(qū)TN、TP及Chl.a濃度的變化Fig.4　Changes of TN, TP and Chl.a concentrations in different zones of Lake Hongze

2.3Chl.a濃度與水質(zhì)理化因子的CCA分析

典范對應(yīng)分析(canonical correspondence analysis, CCA)提供了分析浮游植物群落與環(huán)境因子之間對應(yīng)關(guān)系的工具[26]. 本研究進行全年月份和湖區(qū)站點Chl.a濃度與水質(zhì)理化因子(化學需氧量、溶解氧、TP、TN、溫度)之間的CCA分析，結(jié)果表明，兩種CCA分析的軸1特征值均大于其余軸. 從浮游植物與環(huán)境因子之間的相關(guān)系數(shù)中，可以看到與軸1和軸2的相關(guān)性都較高(表2).

表2　洪澤湖Chl.a濃度與理化因子CCA分析的統(tǒng)計信息

洪澤湖12個月的Chl.a濃度都分布在主軸1和主軸2構(gòu)成的4個象限內(nèi)，這4個象限基本把研究區(qū)4個季節(jié)的Chl.a濃度分隔開. 第1象限內(nèi)分布春初(3月)和秋季中旬(10月)的Chl.a濃度，與TN濃度表現(xiàn)為正相關(guān)；第2象限分布冬季(1、2月)和春季(4、5月)的Chl.a濃度，與TN/TP表現(xiàn)出正相關(guān)；第3象限分布秋季(9、11月)的Chl.a濃度，與COD表現(xiàn)出負相關(guān)；第4象限分布夏季(6、7、8月)的Chl.a濃度與TN、TP濃度表現(xiàn)出不同程度的正相關(guān)(圖5). 以上結(jié)果證明，除秋季外，其余季節(jié)Chl.a濃度均受不同程度的營養(yǎng)鹽濃度影響. 氮、磷營養(yǎng)鹽是藻類生長不可或缺的元素，同時在一定程度上，溫度升高能顯著促進藻類對營養(yǎng)鹽的吸收利用[27]，因此夏季Chl.a濃度表現(xiàn)為與TN濃度呈正相關(guān). 春、冬兩季大多數(shù)月份Chl.a濃度與TN/TP呈正相關(guān)，研究表明TN/TP對藻類的暴發(fā)性生長具有重要意義，是水中浮游植物營養(yǎng)結(jié)構(gòu)特點的重要反映[28].

圖5 洪澤湖水質(zhì)理化因子與月際Chl.a濃度的CCA分析結(jié)果(Chl1～Chl12分別代表1-12月的Chl.a濃度)Fig.5　Results of canonical correspondence analysis between water quality parameters and monthly chlorophyll-a concentration in Lake Hongze

洪澤湖3個湖區(qū)的站點可以較好地根據(jù)象限區(qū)分開，東部湖區(qū)站點(洪澤湖區(qū)(淮安北)、洪澤湖區(qū)(淮安西)、洪澤湖區(qū)(淮安東)、洪澤湖區(qū)(淮安南))位于軸1右側(cè)，與溫度、DO分別呈正、負相關(guān)關(guān)系(圖6). 通常情況下溫度上升可以促進藻類生長繁殖. 但溫度是影響水體DO的關(guān)鍵因素，非夏季月份，溫度的升高導(dǎo)致DO濃度降低[29]，因此兩者呈負相關(guān). 此外東區(qū)是過水通道，湖流運動相對劇烈，一定程度上影響DO濃度，因而東部湖區(qū)Chl.a濃度受溫度和DO影響. 北部湖區(qū)(顏圩)Chl.a濃度主要受營養(yǎng)鹽濃度影響，受DO濃度等因子影響較弱，主要是由于北部湖區(qū)相對封閉，且周圍養(yǎng)殖、農(nóng)耕業(yè)相對發(fā)達，外源營養(yǎng)鹽的排入對北區(qū)Chl.a濃度產(chǎn)生重大影響. 西部湖區(qū)同時受TN和DO濃度的影響，西部湖區(qū)周邊也進行了一定程度開發(fā)，人工投餌與施肥等均會對該區(qū)營養(yǎng)鹽狀況產(chǎn)生影響. 同時，淮河從西區(qū)老子山附近入湖，湖流運動也會對該區(qū)藻類生長造成影響.

圖6 洪澤湖水質(zhì)理化因子與各站點Chl.a濃度的CCA分析結(jié)果(yw：顏圩；gh：高湖；lh：臨淮；sqn：洪澤湖區(qū)(宿遷南)；hab：洪澤湖區(qū)(淮安北)；hax：洪澤湖區(qū)(淮安西)；had：洪澤湖區(qū)(淮安東)；han：洪澤湖區(qū)(淮安南))Fig.6　Results of canonical correspondence analysis between water quality parameters and chlorophyll-a concentration in each water sampling site of Lake Hongze

3　結(jié)論與討論

選取洪澤湖2012年12月至2013年11月水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過方差分析和CCA統(tǒng)計分析歸納總結(jié)洪澤湖Chl.a濃度時空變化規(guī)律，并進一步探究其原因. 從時間維度上看，洪澤湖Chl.a濃度季節(jié)變化規(guī)律在不同湖區(qū)有所差異. 東部湖區(qū)Chl.a濃度隨季節(jié)變化曲線呈“雙峰型”，北、西部湖區(qū)Chl.a濃度在春季保持平緩，夏季有所回落后上升，在秋季達到峰值. 從空間維度上看，3個湖區(qū)的Chl.a濃度變化在春、冬季均存在顯著差異(P<0.05)，其余季節(jié)差異不顯著. 全年月份和湖區(qū)站點Chl.a濃度與水質(zhì)理化因子(COD、DO、TP、TN、溫度)之間的CCA分析(圖6)顯示，不同月份和不同湖區(qū)Chl.a濃度與水質(zhì)理化因子之間存在不同的響應(yīng)關(guān)系. 從以上結(jié)論可以看出：

1)洪澤湖是典型的過水性湖泊，東區(qū)包含過水通道，湖流運動較為劇烈，對藻類生長起到一定的抑制作用.

2)洪澤湖北區(qū)營養(yǎng)鹽水平和Chl.a濃度較高，多是由于上游城市匯水以及周圍水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)耕施肥帶來的過剩營養(yǎng)鹽. 豐富的營養(yǎng)鹽為藻類大量繁殖提供物質(zhì)基礎(chǔ)，因而造成北部湖區(qū)較為嚴重的水質(zhì)污染.

3)在洪澤湖藻類防控治理方面，應(yīng)該充分考慮上游污水的截留減排以及控制周圍農(nóng)業(yè)、漁業(yè)的投餌施肥量，以降低湖區(qū)營養(yǎng)鹽濃度，有效控制藻類生物量.

致謝：感謝國家氣象中心提供建模氣象數(shù)據(jù).

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Spatial-temporal variation characteristics of chlorophyll-a concentration in Lake Hongze

QI Lingyan1,2, HUANG Jiacong1, GAO Junfeng1**, HUANG Qi1,2, ZHOU Yi3& TIAN Wei3

(1:NanjingInstituteofGeographyandLimnology,ChineseAcademyofSciences,Nanjing210008,P.R.China)(2:UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,P.R.China)(3:JiangsuProvinceHydrologyandWaterResourcesInvestigationBureau,Nanjing210029,P.R.China)

Chlorophyll-a concentration is usually measured to indicate algae biomass and to evaluate eutrophication level of freshwater lakes. Based on the water quality monitoring data from December 2012 to November 2013, this paper is aimed to analyze the spatial-temporal variation characteristic of chlorophyll-a concentration in Lake Hongze and further to explore the relationship of chlorophyll-a concentration and other water quality factors. Firstly, from the statistical charts of series chlorophyll-a concentration from eight water sampling sites, the seasonal variation curve of eastern zone showed a bimodal in about March and August. However, the seasonal variation curve of chlorophyll-a concentration in the northern zone and western zone were different. The tendency of chlorophyll-a concentration in above two zones kept steady in spring, decreased in middle of summer and then increased to the summit in about September. There were significant differences among three zones in spring and winter, meanwhile, the difference of chlorophyll-a concentration in other two seasons was not significant. In spring and winter, the chlorophyll-a concentration in eastern zone was apparently lower than that of the other two zones, which was mainly due to its high liquidity and the frequent movement of lake currents. Moreover, because of a large amount of nutrients from the surrounding farmland and fish pond injecting into the southern zone, the chlorophyll-a concentration in this zone was much higher than that of other zones. Finally, the canonical correspondence analysis between chlorophyll-a concentration and aquatic factors, including chemical oxygen demand, dissolved oxygen, total phosphorus, total nitrogen and temperature, was applied in the present research. The results revealed different response relationship existed in different months and locations. Therefore, reducing the polluted inflow from upstream, farm and fish pond was probably effective way to control algae biomass in Lake Hongze.

Chlorophyll-a; Lake Hongze; spatial-temporal variation; canonical correspondence analysis

J.LakeSci.(湖泊科學)， 2016， 28(3)： 583-591

10.18307/2016.0314

?2016 byJournalofLakeSciences

*國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃“973”項目(2012CB417006)資助. 2015-03-05收稿；2015-09-01收修改稿. 齊凌艷(1988～)，女，博士研究生；E-mail：qly1107@126.com.

**通信作者；E-mail: gaojunf@niglas.ac.cn.