洞庭湖不同形態(tài)氮、磷和葉綠素a濃度的時(shí)空分布特征

黃代中，李芬芳，歐陽(yáng)美鳳，張屹，龔正，符哲

湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，湖南 岳陽(yáng) 414000

洞庭湖位于長(zhǎng)江中游荊江河段南岸，是中國(guó)第二大淡水湖、亞洲最大的內(nèi)陸濕地保護(hù)區(qū)，也是國(guó)家重點(diǎn)生物多樣性保護(hù)和世界淡水魚類優(yōu)質(zhì)種資源基因庫(kù)。洞庭湖作為湖南省第一大湖，是承納湘、資、沅、澧四水和吞吐長(zhǎng)江的過水性洪道型湖泊，有溝通航運(yùn)、繁衍水產(chǎn)、調(diào)蓄長(zhǎng)江和改善生態(tài)環(huán)境等多種功能。洞庭湖多年平均入湖水量2916億立方米，其中來自長(zhǎng)江三口為951億立方米，來自四水為1689億立方米，來自區(qū)間為276億立方米（吳文暉等，2019），多年平均深度為6.39 m，三峽水庫(kù)建設(shè)前換水周期約18 d，建設(shè)后大于18 d（黃代中等，2013）。近幾十年來，隨著湖區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的急劇增長(zhǎng)，人類對(duì)其自然資源的開發(fā)不斷加劇，使其生態(tài)環(huán)境逐漸下降，富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程日益加?。ɡ罾麖?qiáng)等，2014；熊劍等，2016）。TN、TP是影響洞庭湖水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，兩者一直維持較高的水平，20世紀(jì)90年代中期后全湖TN、TP超標(biāo)，成為洞庭湖水質(zhì)惡化和水體營(yíng)養(yǎng)化程度加劇的重要因子。

TN和TP作為洞庭湖水體的主要污染物，已引起廣泛的關(guān)注。對(duì)洞庭湖水體營(yíng)養(yǎng)鹽的研究主要集中在TN和TP時(shí)空分布特征方面（張光貴等，2016；林日彭等，2018；王艷分等，2018），通過長(zhǎng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)分析（三峽工程運(yùn)行前后）TN和TP質(zhì)量濃度變化規(guī)律、影響因素，Tian et al.（2017a）亦研究了洞庭湖氮的時(shí)空變化（1997-2014），分析了TN的來源及控氮措施。然而在水體氮磷形態(tài)組成和時(shí)空分布特征方面，相關(guān)研究相對(duì)較少。雖然田琪等（2016）和王巖等（2014）研究了洞庭湖氮磷形態(tài)組成特征，但研究時(shí)間較短（2個(gè)月），前者旨在說明懸浮物對(duì)氮磷濃度的影響，后者重點(diǎn)研究沉積物和水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的時(shí)間分布特征。李瑩杰等（2019）研究了不同水期洞庭湖水體中磷分布特征，但未涉及對(duì)湖區(qū)水質(zhì)影響較大的三口和區(qū)間河流華容河，以及對(duì)洞庭湖水體Chl-a質(zhì)量濃度影響的研究?jī)?nèi)容。本研究于2017年在洞庭湖湖體、出湖口及8條入湖河流設(shè)置20個(gè)斷面，對(duì)水體中不同形態(tài)的氮、磷和Chl-a質(zhì)量濃度進(jìn)行采樣檢測(cè)，研究不同形態(tài)氮、磷及Chl-a的時(shí)空分布特征，探索氮磷分布變化原因及其對(duì)Chl-a的影響，為洞庭湖水污染治理及富營(yíng)養(yǎng)化防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 水樣采集與測(cè)定方法

所有水質(zhì)數(shù)據(jù)來源于湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心。洞庭湖共設(shè)有20個(gè)常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面，即8個(gè)入湖口斷面、11個(gè)湖體斷面、1個(gè)出湖口斷面。入湖口斷面具體如下：湘江入湖口S1-樟樹港、資江入湖口S2-萬家嘴、沅江入湖口S3-坡頭、澧水入湖口S4-沙河口、松滋河?xùn)|支入湖口S5-馬坡湖、汨羅江入湖口S6-南渡、新墻河入湖口S7-八仙橋、華容河入湖口S8-六門閘。S1-S4為四水入湖口斷面，S5為松滋口入湖口斷面，S6-S8為區(qū)間入湖口斷面。湖體11個(gè)斷面包括：西洞庭湖湖區(qū)3個(gè)斷面（S9-南嘴、S10-蔣家嘴、S11-小河嘴）；南洞庭湖湖區(qū)3個(gè)斷面（S12-萬子湖、S13-橫嶺湖、S14-虞公廟）；東洞庭湖湖區(qū)5個(gè)斷面（S15-鹿角、S16-扁山、S17-東洞庭湖、S18-岳陽(yáng)樓、S19-大小西湖）。出湖口斷面為S20-洞庭湖出口。洞庭湖常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面分布見圖1。每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面設(shè)左、中、右3條垂線，分別采表層（0.5 m）水樣。水質(zhì)采樣于月初進(jìn)行。

1.2 測(cè)定方法

TN、溶解態(tài)總氮（DTN）、NH4+-N、NO3--N、TP、溶解態(tài)總磷（DTP）、磷酸鹽（DPO）、Chl-a、CODMn和透明度（SD）等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均根據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，2002）推薦的方法進(jìn)行分析。DTN、DTP使用過0.45 μm濾膜后的水樣進(jìn)行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)步驟分別與TN、TP一致。顆粒態(tài)磷（PP）為TP與DTP的差值。湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)為TN、TP、CODMn、Chl-a和透明度5項(xiàng)指標(biāo)，采用《湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定》中的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（ΣTLI）評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用SigmaPlot 10.0軟件作圖，運(yùn)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。相關(guān)性用Pearson相關(guān)系數(shù)表示，差異性比較用單因素方差分析。以何征等（2015）的方法進(jìn)行水期劃分，枯水期為1-3月、12月，平水期為4-5月和10-11月，豐水期為6-9月。時(shí)間變化以水期內(nèi)該指標(biāo)月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值進(jìn)行比較?？臻g變化比較中，四水為S1-S4 4個(gè)斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，松滋口為S5的年均值，區(qū)間為S6-S8 3個(gè)斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，湖體為S9-S19的11個(gè)斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，出湖口為S20的年均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮的時(shí)空變化

2017年洞庭湖20個(gè)斷面環(huán)境因子的年均值見表1，水體中不同形態(tài)氮質(zhì)量濃度的時(shí)空分布見圖2。洞庭湖水體中ρ(TN)、ρ(DTN)、ρ(NH4+-N)和ρ(NO3--N)范圍分別為1.26-2.48、0.98-2.13、0.10-0.75和0.41-1.56 mg·L-1，全湖年平均值分別為1.83、1.69、0.26和1.27 mg·L-1。

圖1 洞庭湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面分布 Fig. 1 Sampling sections of water quality monitoring in Dongting Lake

表1 2017年洞庭湖20個(gè)斷面環(huán)境因子的年均值 Table 1 Annual average concentration of environmental factors of 20 sections in Dongting Lake in 2017

圖2 2017年洞庭湖不同形態(tài)氮質(zhì)量濃度的時(shí)空分布 Fig. 2 Temporal and spatial distribution of various forms of nitrogen concentrations in Dongting Lake in 2017

空間分布上，ρ(TN)總體呈現(xiàn)區(qū)間（2.04 mg·L-1）、四水（1.98 mg·L-1）、松滋口（1.94 mg·L-1）＞出湖口（1.78 mg·L-1）、湖體（1.72 mg·L-1）。入湖口斷面中，沅江入湖口ρ(TN)最低（1.55 mg·L-1），湘江、資江、澧水及華容河的入湖口斷面ρ(TN)較高，均超過2 mg·L-1。湖體斷面中，南洞庭湖的虞公廟斷面（S14）ρ(TN)最高，年均值為2.07 mg·L-1；東洞庭湖的大小西湖斷面（S19）ρ(TN)最低，為1.26 mg·L-1。ρ(DTN)的空間分布與ρ(TN)基本一致。ρ(NH4+-N)呈 現(xiàn) 出 區(qū) 間(0.51 mg·L-1)＞四 水(0.30 mg·L-1)＞湖體(0.19 mg·L-1)、出湖口（0.19 mg·L-1）＞松滋口(0.11 mg·L-1)。區(qū)間3條河流入湖口斷面的ρ(NH4+-N)均較高，松滋口和沅江入湖口的ρ(NH4+-N)較低，年均值僅0.11 mg·L-1。ρ(NO3--N)的空間分布與ρ(NH4+-N)差異較大，ρ(NO3--N)在松滋口入湖口（馬坡湖-S5）最高，年均值為1.56 mg·L-1，在區(qū)間最低，年均值為1.04 mg·L-1。ρ(NO3--N)呈現(xiàn)出松滋口＞四水＞出湖口＞湖體＞區(qū)間的分布特征。

2017年不同水期各形態(tài)氮的質(zhì)量濃度分布見表2。時(shí)間分布上，各形態(tài)氮質(zhì)量濃度具有明顯的季節(jié)變化特征，總體上均表現(xiàn)為枯水期＞平水期＞豐水期。四水、區(qū)間、湖體及出湖口的各形態(tài)氮質(zhì)量濃度均呈現(xiàn)逐漸降低再上升的趨勢(shì)，且均在7-9月較低；松滋口入湖口ρ(TN)、ρ(DTN)和ρ(NO3--N)的月變化趨勢(shì)與其他水域相反，呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，而ρ(NH4+-N)的月變化趨勢(shì)與其他水域類似。

不同氮形態(tài)組成中，溶解態(tài)氮占比[ρ(DTN)/ρ(TN)]范圍在78.2%-95.3%之間，平均為92.1%。溶解態(tài)無機(jī)氮占比[(ρ(NO3--N)+ρ(NH4+-N))/ρ(TN)]為59.6%-88.7%，平均為83.3%?？梢娝w氮營(yíng)養(yǎng)鹽主要以溶解態(tài)無機(jī)氮形式存在，其中ρ(NO3--N)占比高于ρ(NH4+-N)。

2.2 磷的時(shí)空變化

2017年洞庭湖水體中不同形態(tài)磷質(zhì)量濃度的時(shí)空分布見圖3。洞庭湖水體中ρ(TP)、ρ(DTP)、ρ(DPO)、ρ(PP)范圍分別為0.059-0.119、0.046-0.097、0.032-0.084、0.011-0.050 mg·L-1，全湖平均值分別為0.081、0.059、0.049、0.022 mg·L-1?？臻g分布上，ρ(TP)呈現(xiàn)出區(qū)間、松滋口＞出湖口＞湖體＞四水，區(qū)間3個(gè)入湖口斷面及松滋口ρ(TP)高于其他斷面，均超過0.1 mg·L-1，四水4個(gè)入湖口斷面的ρ(TP)相對(duì)較低。就湖體ρ(TP)而言，西、南洞庭湖顯著低于東洞庭湖（P＜0.05）。ρ(DTP)和ρ(DPO)的空間分布與ρ(TP)基本一致。ρ(PP)在區(qū)間最高，其次是湖體和出湖口，四水和松滋口較低。時(shí)間分布上，各形態(tài)磷質(zhì)量濃度總體上均呈現(xiàn)枯水期＞平水期＞豐水期的趨勢(shì)，詳見表2。與其他水域相比，四水入湖口和湖體的磷質(zhì)量濃度變化幅度較小。不同磷形態(tài)組成中，洞庭湖水 體 中 溶 解 態(tài) 磷 占 比[ρ(DTP)/ρ(TP)]為48.5%-86.8%，平均為73.2%；磷酸鹽占比[ρ(DPO)/ρ(TP)]為33.4%-75.3%，平均為60.5%；可見洞庭湖水體中磷以溶解態(tài)無機(jī)磷為主。

2.3 葉綠素a和綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

洞庭湖水體中ρ(Chl-a)和TLI的時(shí)空分布見圖4。洞庭湖水體中ρ(Chl-a)范圍為1.09-21.54 μg·L-1，全湖平均值為4.84 μg·L-1。空間分布上，ρ(Chl-a)呈 現(xiàn) 為 區(qū) 間(11.81 μg·L-1)＞湖 體(4.38 μg·L-1)＞出湖口(3.79 μg·L-1)＞松滋口(2.75 μg·L-1)＞四水(1.68 μg·L-1)。就具體斷面而言，東洞庭湖的大小西湖斷面（S19）和華容河入湖口斷面（S8）的ρ(Chl-a)較高，均超過20 μg·L-1。時(shí)間分布上，ρ(Chl-a)波動(dòng)幅度較大，總體上呈現(xiàn)豐水期＞平水期＞枯水期，詳見表2。2017年洞庭湖全湖TLI為50.7，屬輕度富營(yíng)養(yǎng)。20個(gè)斷面TLI范圍為43.4-60.1，其中區(qū)間的六門閘斷面TLI最高，屬中度富營(yíng)養(yǎng)；7個(gè)斷面屬輕度富營(yíng)養(yǎng)，包括區(qū)間的南渡和八仙橋，東洞庭湖的四個(gè)斷面（除鹿角外）及出湖口斷面；其他12個(gè)斷面TLI不超過50，屬中營(yíng)養(yǎng)水平。Chl-a與水環(huán)境因子的相關(guān)性分析見表3。Chl-a與PP、CODMn極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與NH4+-N顯著正相關(guān)（P＜0.05），與NO3--N極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。

（1）采用焦慮自評(píng)表（SAS）對(duì)兩組進(jìn)行評(píng)分[4]。評(píng)分表包含20個(gè)條目，4級(jí)評(píng)分，中國(guó)常模的結(jié)果為：SAS標(biāo)準(zhǔn)分的分界值是50分，50～59分為輕度焦慮，60～69分為中度焦慮，70分以上為重度焦慮，評(píng)定時(shí)間分別為3個(gè)月和6個(gè)月。

3 討論

3.1 氮磷時(shí)空分布的影響因素

入湖污染河流是湖泊污染物的重要來源，大部分點(diǎn)源與面源污染物通過入湖河流進(jìn)入湖泊（金相燦等，2007）。洞庭湖入湖河流眾多，南有湘、資、沅、澧“四水”入湖，北有長(zhǎng)江水自松滋、太平、藕池“三口”入湖，來水經(jīng)湖泊調(diào)蓄由城陵磯注入長(zhǎng)江，形成復(fù)雜的江湖水系格局。研究顯示（田澤斌等，2014），2010年洞庭湖經(jīng)由四水和三口輸入的NH4+-N和TP分別為67490 t和15030 t。入湖河流污染物通量作為湖泊污染負(fù)荷的重要來源，在一定程度上對(duì)湖泊水質(zhì)起決定性作用（許朋柱等，2005）。西洞庭湖南嘴斷面（S9）處于松滋河和澧水合流下游，松滋河和澧水對(duì)南嘴水質(zhì)影響較為明顯，松滋河入湖口（S5）TN（1.94 mg·L-1）和TP（0.112 mg·L-1）質(zhì)量濃度較高，相應(yīng)地南嘴斷面水體中營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度較高（TN為1.86 mg·L-1，TP為0.087 mg·L-1），西洞庭湖3個(gè)斷面中南嘴斷面水質(zhì)最差，2014-2016年水質(zhì)均為Ⅴ類。西洞庭湖的蔣家嘴斷面（S10）位于沅江入湖口下游，沅江入湖口TN（1.55 mg·L-1）和TP（0.062 mg·L-1）質(zhì)量濃度較低，蔣家嘴斷面ρ(TN)（1.61 mg·L-1）和ρ(TP)（0.061 mg·L-1）的年均值低于南嘴。李瑩杰等（2019）研究亦發(fā)現(xiàn)洞庭湖入湖河流來水水質(zhì)背景值的貢獻(xiàn)對(duì)東、西洞庭湖湖區(qū)水體中磷質(zhì)量濃度的變化影響較明顯。南洞庭湖的虞公廟斷面（S14）處于湘資合流下游，湘江和資江的背景值對(duì)虞公廟斷面的水質(zhì)貢獻(xiàn)值較大。湘江和資江的ρ(TN)年均值分別為2.11 mg·L-1和2.14 mg·L-1，ρ(TP)年均值分別為0.076 mg·L-1和0.065 mg·L-1，湘江和資江水體中高濃度TN和低濃度TP導(dǎo)致虞公廟斷面的ρ(TN)顯著高于南洞庭湖的萬子湖（S12）和橫嶺湖（S13）斷面（P＜0.05），ρ(TP)年均值與南洞庭湖其他兩個(gè)斷面差異不顯著。區(qū)間河流污染物匯入對(duì)東洞庭湖局部水質(zhì)起了一定的作用，新墻河、汨羅江及華容河的污染物含量一直處于較高水平，尤其是ρ(TP)年均值都超過0.1 mg·L-1，這可能是東洞庭湖ρ(TP)年均值顯著高于西、南洞庭湖（P＜0.05）的一個(gè)重要原因。

表2 2017年洞庭湖不同水期各形態(tài)氮、磷及Chl-a的質(zhì)量濃度分布情況 Table 2 Distributions of N and P in various forms and Chl-a concentrations in different water period in Dongting Lake in 2017

圖3 2017年洞庭湖不同形態(tài)磷質(zhì)量濃度的時(shí)空分布 Fig. 3 Temporal and spatial distribution of various forms of phosphorus concentrations in Dongting Lake in 2017

圖4 洞庭湖水體中ρ(Chl-a)和TLI的時(shí)空分布 Fig. 4 Temporal and spatial distribution of Chl-a concentration and TLI in Dongting Lake in 2017

表3 Chl-a與水環(huán)境因子的相關(guān)性分析 Table 3 Pearson correlation coefficients between Chl-a and water environmental factors

除入湖污染負(fù)荷外，洞庭湖水體氮磷質(zhì)量濃度空間分布的影響因素還包括：（1）洞庭湖沉積物中氮磷含量總體呈由東向西逐漸遞減的趨勢(shì)，東洞庭湖沉積物氮磷含量高于其他湖區(qū)（王巖等，2014），且東洞庭湖區(qū)鹿角（15）至出湖口（S20）段挖沙船舶較多（平均1.5 km約1艘）（田琪等，2016），采沙頻繁導(dǎo)致沉積物再懸浮，致使東洞庭湖區(qū)水體泥沙含量較高，再懸浮的沉積物釋放營(yíng)養(yǎng)物使水體氮磷質(zhì)量濃度增加（Tian et al.，2017b）；（2）作為湖南北部政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心的岳陽(yáng)市坐落于東洞庭湖區(qū)，該湖區(qū)城鎮(zhèn)集聚多，人類活動(dòng)頻繁，生產(chǎn)生活導(dǎo)致大量污染物匯入。

時(shí)間分布上，各形態(tài)氮磷質(zhì)量濃度總體上均呈現(xiàn)枯水期＞平水期＞豐水期的趨勢(shì)，這一季節(jié)分布規(guī)律與鄱陽(yáng)湖相同（陳波等，2016）。枯水期徑流量小，水環(huán)境容量較小，水體自凈能力弱，氮、磷等污染物不能及時(shí)被稀釋。豐水期（6-9月）洞庭湖上游來水較多，且夏季雨水充沛，這些水體雖攜帶有氮磷污染物，但入湖水量大幅增加所起到的稀釋效應(yīng)，可能是導(dǎo)致豐水期洞庭湖氮磷質(zhì)量濃度降低的主要原因（奚姍姍等，2016）。此外，豐水期濕地植物生產(chǎn)力增加，光合作用增強(qiáng)，植物生長(zhǎng)也消耗了部分氮磷，洞庭湖淺水區(qū)的蘆葦（Phragmites australis）根區(qū)總磷最高去除率可達(dá)55%（楊麗瓊，2014），這也是豐水期氮磷質(zhì)量濃度較低的原因之一。

3.2 Chl-a質(zhì)量濃度變化的影響因素

Chl-a是所有浮游植物門類都含有的葉綠素類型，不僅是水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)劃分的重要指標(biāo)，還可表征浮游植物的現(xiàn)存量。研究表明（Noiri et al.，2005；Bowes et al.，2016；嚴(yán)廣寒等，2018），光照、溫度、營(yíng)養(yǎng)鹽、水文條件都是浮游植物生長(zhǎng)的重要影響因素。Wu et al.（2013）在鄱陽(yáng)湖的研究表明，光照和營(yíng)養(yǎng)鹽是浮游植物生長(zhǎng)的限制因子。洞庭湖和鄱陽(yáng)湖都是長(zhǎng)江中下游的通江湖泊，洞庭湖多年平均入湖總沙量為1.3115億噸（王琦等，2015），受湖水中泥沙的影響，洞庭湖水體透明度較低，2017年平均值僅為0.35 m。浮游植物生長(zhǎng)需要適當(dāng)?shù)墓鈴?qiáng)，水體中懸浮物（如泥沙）的存在削弱了光照，從而抑制浮游植物生長(zhǎng)（侯秀富等，2013）。時(shí)間分布上，ρ(Chl-a)呈現(xiàn)豐水期＞平水期＞枯水期的趨勢(shì)，這與王丑明等（2018）的研究結(jié)果一致。溫度對(duì)洞庭湖浮游植物生長(zhǎng)有一定的影響，豐水期和枯水期洞庭湖平均水溫分別為26 ℃和11 ℃，豐水期水溫更適宜各種浮游植物生長(zhǎng)繁殖（Butterwick et al.，2005）。

相關(guān)性分析結(jié)果顯示，TN和TP質(zhì)量濃度與Chl-a相關(guān)性不顯著，TN和TP對(duì)浮游植物生長(zhǎng)限制作用不明顯，這與田琪等（2016）的研究結(jié)果一致。Chl-a與PP、CODMn極顯著正相關(guān)（P＜0.01），ρ(PP)和ρ(Chl-a)的空間分布也呈現(xiàn)出相似的趨勢(shì)，均在區(qū)間入湖口和東洞庭湖較高，這一結(jié)果表明入湖口和東洞庭湖的PP可能以藻源性為主，浮游植物對(duì)磷有吸收和儲(chǔ)存功能（張毅敏等，2016）。各形態(tài)氮與Chl-a相關(guān)性結(jié)果顯示，Chl-a與NH4+-N顯著正相關(guān)（P＜0.05），與NO3--N極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。洞庭湖水體中TN以溶解態(tài)無機(jī)氮為主，溶解態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽更易被浮游植物吸收利用，浮游植物對(duì)NH4+-N的利用優(yōu)于NO3--N（張國(guó)維等，2015）。楊柳等（2011）在太湖的研究發(fā)現(xiàn)，浮游植物對(duì)NH4+-N的吸收速率最大，其次為尿素態(tài)氮，而對(duì)NO3--N的吸收速率最小，且浮游植物對(duì)NO3--N的吸收速率與ρ(NO3--N)呈顯著負(fù)相關(guān)。雖然洞庭湖各斷面ρ(NH4+-N)遠(yuǎn)小于ρ(NO3--N)，但與其他形態(tài)氮相比，浮游植物吸收NH4+-N所消耗的能量最少，NH4+-N是浮游植物最喜好的氮形態(tài)，與浮游植物生長(zhǎng)關(guān)系更為密切。

一般認(rèn)為，水體易出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化的條件為ρ(TN)大于0.20 mg·L-1、ρ(TP)大于0.02 mg·L-1。洞庭湖水體中ρ(TN)和ρ(TP)均高于富營(yíng)養(yǎng)化的閾值，但長(zhǎng)期以來，洞庭湖并未出現(xiàn)明顯的水華現(xiàn)象，全湖ρ(Chl-a)平均值為4.84 μg·L-1。其原因可能在于洞庭湖屬過水性湖泊，年徑流量大，湖水泥沙含量高，水循環(huán)周期短，這一獨(dú)特水文情勢(shì)使洞庭湖氮、磷等滯留系數(shù)小，對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展有一定的抑制作用。六門閘斷面（S8）和大小西湖斷面（S19）7-9月水華頻發(fā)，全年?duì)I養(yǎng)狀態(tài)在輕度富營(yíng)養(yǎng)以上（TLI＞50）。S8位于華容河入湖口，但此入湖口為電閘排口（其他入湖口無電閘），入湖水量較小，尤其是電閘不運(yùn)行期間受水體擾動(dòng)較小。S19位于君山西北側(cè)，湖區(qū)水流流速較小，基本不受入湖河流的水動(dòng)力影響。流速越低則水滯留時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)生水華的可能性越大，水力滯留時(shí)間較短時(shí)藍(lán)藻很難有效聚集形成水華（Jones et al.，2007）。流速較低的S8和S19的ρ(Chl-a)年均值均顯著高于其他斷面（P＜0.01），這兩個(gè)斷面的浮游植物組成亦與其他斷面不同。S8和S19兩個(gè)斷面浮游植物優(yōu)勢(shì)種群以藍(lán)藻和綠藻為主，而其他斷面以硅藻和綠藻為主。研究顯示（李飛鵬等，2015），水體流動(dòng)導(dǎo)致浮游植物種群的變化，藍(lán)藻密度迅速下降，硅藻和綠藻成為優(yōu)勢(shì)種。洞庭湖水量較豐富，且水體的擾動(dòng)比較大，藍(lán)藻生長(zhǎng)受到一定抑制，適應(yīng)流動(dòng)水體的硅藻成為主要優(yōu)勢(shì)種，但受水情擾動(dòng)相對(duì)較小的局部區(qū)域已出現(xiàn)輕度富營(yíng)養(yǎng)化。

4 結(jié)論

（1）2017年，洞庭湖水體中ρ(TN)和ρ(TP)的變化范圍分別為1.26-2.48 mg·L-1和0.059-0.119 mg·L-1，均值分別為1.83 mg·L-1和0.081 mg·L-1。形態(tài)組成中，洞庭湖水體的氮與磷均以溶解態(tài)為主。洞庭湖各形態(tài)氮和磷的質(zhì)量濃度均表現(xiàn)為入湖口＞出湖口＞湖體。洞庭湖入湖河流水質(zhì)背景值對(duì)湖體氮與磷質(zhì)量濃度的影響重大，而人類活動(dòng)（包括采沙和生產(chǎn)生活）對(duì)洞庭湖氮與磷的空間分布亦不可忽視。洞庭湖各形態(tài)氮與磷的質(zhì)量濃度表現(xiàn)出季節(jié)性變化特征，具體為枯水期＞平水期＞豐水期。

（2）光照、溫度、營(yíng)養(yǎng)鹽都在一定程度上影響了洞庭湖ρ(Chl-a)的時(shí)空分布，但它們并不是洞庭湖浮游植物生長(zhǎng)的限制因子。洞庭湖未出現(xiàn)明顯的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，但受水體擾動(dòng)較小的S8和S19斷面ρ(Chl-a)較高，7-9月水華頻發(fā)，全年?duì)I養(yǎng)狀態(tài)在輕度富營(yíng)養(yǎng)以上（TLI＞50），不得不引起重視。