滇池藻膽蛋白時(shí)空分布特征及其影響因素分析

劉平，魏薇，楊俊暉，李建文，左李美，孟睿，段平洲*，焦立新

1.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國環(huán)境科學(xué)研究院

2.昆明市城市排水監(jiān)測(cè)站

藻膽蛋白是一類具有生物活性的天然色素，眾多研究表明，藻膽蛋白不僅可以作為食品和化妝品工業(yè)的光敏劑或色素添加劑，還具有抗癌、抗氧化、降血壓血脂等諸多藥用價(jià)值，因此受到了廣泛的關(guān)注[1-3]。藻膽蛋白主要存在于藍(lán)藻、紅藻、隱藻和少數(shù)甲藻中，起到吸收光照、促進(jìn)光合作用的效果[4-5]。已知的藻膽蛋白主要分為4 類[6-7]：藻紅蛋白（phycoerythrin，PE）、藻紅藍(lán)蛋白（phcoerycyanin，PEC）、藻藍(lán)蛋白（phycocyanin，PC）和別藻藍(lán)蛋白（allophycocyanin，AP）。

滇池是云南省面積最大的高原淡水湖泊，由于地處昆明市城區(qū)，承接了大量生活污水和工農(nóng)業(yè)廢水，導(dǎo)致其富營養(yǎng)化問題突出[8-10]。文獻(xiàn)報(bào)道滇池北部區(qū)域藻密度為1 909.00×104~51 009.66×104個(gè)/L，南部區(qū)域?yàn)? 342.67×104~25 130.97×104個(gè)/L，以藍(lán)藻和綠藻為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種群[11-12]。2010—2018 年，平均每年從滇池打撈藍(lán)藻藻泥約6 萬t（鮮質(zhì)量）。有研究表明滇池藍(lán)藻的藻膽蛋白含量豐富，其含量比養(yǎng)殖的螺旋藻高出近1 倍[13-14]。因此通過回收利用藍(lán)藻藻泥提取藻膽蛋白，既能達(dá)到治理環(huán)境污染目的，又可以減輕固廢處理負(fù)擔(dān)，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益[15-16]。

然而現(xiàn)階段對(duì)滇池藻膽蛋白的分布特征尚沒有全面的研究，這影響了對(duì)藍(lán)藻的治理和綜合利用。目前工業(yè)界提取分離藻膽蛋白的主要原材料是藻紅蛋白和藻藍(lán)蛋白，因此筆者基于2022 年4 次藻類采樣和藻膽蛋白的檢測(cè)結(jié)果，探究了滇池藻紅蛋白和藻藍(lán)蛋白的時(shí)空分布規(guī)律，以及其與水體理化和生物因子的相關(guān)性，闡述藻膽蛋白積累的環(huán)境驅(qū)動(dòng)因子，以期為滇池微藻的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

滇 池 流 域 位 于 云 貴 高 原 中 部（102°29′E~103°01′E，24°29′N~25°28′N），地處云南省昆明市南部。滇池流域面積為2 920 km2，湖體面積為309.5 km2，湖體平均水深為5.3 m，湖體庫容為15.6 億m3。滇池分為草海和外海，二者相互連接卻又幾乎不可互換，其中外海為滇池的主體。滇池多年平均入湖水資源量為9.7 億m3，2013 年實(shí)施了牛欄江—滇池補(bǔ)水工程，年均補(bǔ)水量為5.6 億m3。常年匯入滇池的河流有35 條，其中，面積大于100 km2的有盤龍江、洛龍河、寶象河（新寶象河）等10 條；面積介于50~100 km2的有新運(yùn)糧河、東白沙河（海河）、馬料河、南沖河、淤泥河5 條；面積介于10~50 km2的有老運(yùn)糧河、采蓮河、大清河、枧槽河、廣普大溝、金汁河、中河（護(hù)城河）、古城河8 條；面積小于10 km2的河流有烏龍河、大觀河、西壩河等12 條。

1.2 采樣與分析方法

1.2.1 藻體采樣

在滇池湖體設(shè)置32 個(gè)點(diǎn)位〔圖1〕，其中滇池南、斷橋、白魚口、?？谖?、羅家營、灰灣中、草海中心、觀音山西、觀音山中、觀音山東為國控點(diǎn)位，將滇池分為草海、外海北部、外海中部和外海南部4 個(gè)湖區(qū)。分別于2022 年2 月（冬季）、5 月（春季）、8 月（夏季）和11 月（秋季）進(jìn)行藻體采樣。采樣時(shí)使用GPS 系統(tǒng)定位，用2.5 m 長的PVC 管采集整個(gè)水柱，混合均勻，每個(gè)采樣點(diǎn)設(shè)3 個(gè)平行。每個(gè)樣品采集至少1.2 L，所有樣品于4 ℃狀態(tài)下及時(shí)送至實(shí)驗(yàn)室。每個(gè)水樣使用低速大容量多管離心機(jī)在6 000 r/min 下離心20 min，收集鮮藻。取1 L 水樣過0.45μm 的GF/C 玻璃纖維濾膜，將過濾出的藻體和GF/C 濾膜冷凍干燥。

1.2.2 藻膽蛋白濃度測(cè)定

1.2.2 .1 藻膽蛋白的提取

藻體用磷酸鹽緩沖液（PBS）溶液，于-20 ℃反復(fù)凍融3 次，然后放入離心管置冰浴中，使用細(xì)胞破碎機(jī)分別以120 W 的功率破碎藻體，以超聲10 s、間歇10 s 的方式進(jìn)行處理，進(jìn)行40 次。離心后取上清液，向得到的藻膽素提取液中加入適量甲醇和濃鹽酸（體積比為95∶5），記錄稀釋倍數(shù)，待測(cè)[17]。

1.2.2 .2 吸收光譜和標(biāo)準(zhǔn)曲線

配制0.5 mg/mL 的藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白標(biāo)準(zhǔn)溶液，在250~700 nm 波長內(nèi)掃描測(cè)定溶液的吸光度（A），得到藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白溶液的吸收光譜。準(zhǔn)確配制0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、 0.10、0.15、0.20 mg/mL 的藻紅蛋白和藻藍(lán)蛋白標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，每個(gè)濃度作3 個(gè)平行樣，分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品在560 和620 nm 的吸光度。以測(cè)定的A為縱坐標(biāo)，以濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[18]。

1.2.2 .3 藻膽蛋白定量

藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白濃度計(jì)算參考Beer 等[19]的方法測(cè)定。藻膽蛋白的吸光度均使用紫外可見分光光度計(jì)（島津UV-2501）測(cè)定。提取的藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白在陽光下可顯現(xiàn)出熒光特性，但光照可促使其分解，因此試驗(yàn)過程應(yīng)在避光、低溫條件下進(jìn)行。同時(shí)，藻膽蛋白作為一種營養(yǎng)物質(zhì)，細(xì)菌可使其快速降解，因此本試驗(yàn)在無菌條件下進(jìn)行。

1.2.2 .4 穩(wěn)定性和重現(xiàn)性試驗(yàn)

準(zhǔn)確配制0.1 mg/mL 藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白樣品溶液10 份，按上述藻膽蛋白定量方法，分別測(cè)定樣品溶液在560 和620 nm 的吸光度[20]。

1.2.2 .5 回收率試驗(yàn)

取10 mL 具塞試管7 支，分別準(zhǔn)確加入樣品溶液1.0 mL，其中1 號(hào)試管不加標(biāo)準(zhǔn)溶液，2~4 號(hào)試管中各加0.1 mg/mL 藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL，5~7 號(hào)試管中各加入0.1 mg/mL 藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白標(biāo)準(zhǔn)溶液2 mL，加空白液補(bǔ)充至4 mL，按上述藻膽蛋白定量方法，分別測(cè)定藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白溶液在560 和620nm 的吸光度，計(jì)算回收率[21]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn/）2015 年中國土地利用遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提取滇池水體邊界，分辨率為30 m×30 m。借助ENVI5.1、ArcGIS10.2 軟件進(jìn)行空間裁剪、掩模、重分類，將采集監(jiān)測(cè)的藻膽蛋白數(shù)據(jù)導(dǎo)入影像，建立藻膽蛋白濃度時(shí)間和空間序列柵格數(shù)據(jù)集，揭示滇池藻膽蛋白的時(shí)空分布規(guī)律。

測(cè)定各采樣點(diǎn)平行樣，取平均值。使用SPSS22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，使用Origin2018軟件繪圖。采用方差（ANOVA）分析和最小顯著性差異（LSD）法測(cè)驗(yàn)環(huán)境因子與藻膽蛋白濃度的時(shí)空差異，并通過Pearson 相關(guān)性分析研究藻膽蛋白濃度與環(huán)境因子的關(guān)系（P>0.05 時(shí)相關(guān)性不顯著，P<0.05 時(shí)相關(guān)性顯著，P<0.01 時(shí)相關(guān)性極顯著）。

2 結(jié)果與分析

2.1 藻膽蛋白的檢測(cè)方法

由藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白標(biāo)準(zhǔn)溶液在250~700 nm 波長的吸光光譜〔圖2（a）〕可知，藻紅蛋白在可見光范圍內(nèi)有3 個(gè)主要的吸收峰，分別在460、520 和560 nm 處，其中在560 nm 處的吸收峰最強(qiáng)，因此采用該波長作為藻紅蛋白的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)[22]。藻藍(lán)蛋白只有1 個(gè)明顯的吸收峰，位于620 nm，因此選定此峰為藻藍(lán)蛋白的定量標(biāo)準(zhǔn)。以不同濃度的藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白標(biāo)準(zhǔn)溶液分別在560 和620 nm 下測(cè)定吸光度，均得到了良好的線性規(guī)律〔圖2（b）〕。經(jīng)過多個(gè)樣品重復(fù)測(cè)試，得到藻紅蛋白質(zhì)量濃度為93.17%±2.34%，藻藍(lán)蛋白質(zhì)量濃度為91.48%±1.77%，說明該方法的重現(xiàn)性良好。同時(shí)，藻藍(lán)蛋白和藻紅蛋白的回收率分別達(dá)到97.63%和95.47%，說明方法的回收率較高，可用于藻膽蛋白的定量測(cè)試和分析。

圖2 藻膽蛋白的吸光波譜和標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Absorption spectrum and standard curve of phycobiliprotein

2.2 滇池藻膽蛋白時(shí)空分布規(guī)律

2.2.1 滇池藻紅蛋白時(shí)空分布規(guī)律

滇池湖體32 個(gè)點(diǎn)位的4 次藻紅蛋白分析結(jié)果如圖3 所示。在時(shí)間尺度上，整體上夏季和秋季的藻紅蛋白濃度明顯高于春季和冬季；從平均值來看，表現(xiàn)為夏季〔（6.89±2.99）μg/L〕>秋季〔（5.24±3.61）μg/L〕>春季〔（3.85±1.93）μg/L〕>冬季〔（3.83±2.43）μg/L〕。雖然冬季的藻紅蛋白平均濃度最低，但是在局部區(qū)域卻依然出現(xiàn)較高的藻紅蛋白濃度，導(dǎo)致其標(biāo)準(zhǔn)偏差較大，原因可能是滇池在11 月氣溫升高，藻類在適宜條件下恢復(fù)生長和生物活性。

圖3 滇池藻紅蛋白濃度時(shí)空分布Fig.3 Spatial and temporal distribution of phycoerythrin concentration in Dianchi Lake

從空間分布上，外海北部的藻紅蛋白濃度顯著高于其他區(qū)域，具體表現(xiàn)為外海北部〔（6.25±2.81）μg/L〕>外 海 中 部〔（4.99±2.16）μg/L〕>外 海 南 部〔（4.66±2.09）μg/L〕>草?！玻?.94±2.67）μg/L〕。可以看出藻紅蛋白的分布呈現(xiàn)明顯的南北低、中間高特征：春季時(shí)雖然整體濃度較低，但在外海中東部區(qū)域（觀音山東、撈魚河濕地、古滇國西）呈現(xiàn)出了較高的濃度分布；夏季滇池藻紅蛋白的濃度較高，局部點(diǎn)位達(dá)到了14.13 和15.76 μg/L，濃度最高的區(qū)域依然集中在外海北部和中部，其中東部沿岸區(qū)域濃度高、分布廣，而西部區(qū)域集中在觀音山西、白魚口等點(diǎn)位檢測(cè)出了較高濃度的藻紅蛋白；秋季多個(gè)區(qū)域由于藻類死亡和活性抑制，藻紅蛋白濃度快速降低，但在西南部（古滇國西）和中西部（觀音山西）還具有較高的濃度；冬季時(shí)，外海北部和南部區(qū)域已經(jīng)呈現(xiàn)極低的藻紅蛋白濃度，但在外海中部區(qū)域濃度依然較高。

2.2.2 滇池藻藍(lán)蛋白時(shí)空分布規(guī)律

滇池湖體藻藍(lán)蛋白的濃度分析結(jié)果如圖4 所示?？梢钥闯鲈逅{(lán)蛋白和藻紅蛋白的時(shí)空分布規(guī)律類似，但藻藍(lán)蛋白的濃度明顯更高，這歸因于滇池湖體較高的藍(lán)藻種群密度[23-24]。與藻紅蛋白相比，夏秋季藻藍(lán)蛋白的濃度與春冬季的差距更大。從時(shí)間上分析，表現(xiàn)為夏季〔（55.10±22.37）μg/L〕>秋季〔（38.83±25.72）μg/L〕>春季〔（30.37±13.66）μg/L〕>冬季〔（16.54±11.30）μg/L〕，其中夏季最高濃度可以達(dá)到106.42μg/L（觀音山東）和107.67 μg/L（撈魚河濕地），而春冬季的濃度均在50 μg/L 以下，說明藻藍(lán)蛋白濃度主要依靠藍(lán)藻的生物量和生物活性，在夏秋季達(dá)到高峰[25]。藻膽蛋白是藻類的捕光色素蛋白，其濃度高低與其光合作用密切相關(guān)，滇池在夏秋季光照強(qiáng)度較高，這也是藻膽蛋白濃度集中升高的重要原因。從空間上分析，藻藍(lán)蛋白的產(chǎn)出依然以外海中部為主，其四季平均濃度為外海中部〔（44.38±28.65）μg/L〕>外海北部〔（34.66±21.75）μg/L〕>外海南部〔（33.64±19.30）μg/L〕>草?！玻?7.87±15.85）μg/L〕，同樣呈現(xiàn)南北低、中間高的規(guī)律，因此外海中部區(qū)域可以作為藻膽蛋白提取和回收的重點(diǎn)區(qū)域。

圖4 滇池藻藍(lán)蛋白濃度時(shí)空分布Fig.4 Spatial and temporal distribution of phycocyanin concentration in Dianchi Lake

2.3 滇池藻膽蛋白的影響因素分析

2.3.1 藻膽蛋白與水環(huán)境因子的相關(guān)性

基于藻膽蛋白時(shí)空差異性分析結(jié)果, 對(duì)滇池10 個(gè)國控點(diǎn)位的藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白濃度分布和環(huán)境因素進(jìn)行了Pearson 相關(guān)性分析，結(jié)果見圖5。全湖的藻密度和葉綠素與總磷（TP）濃度、pH 及五日生化需氧量（BOD5）存在很強(qiáng)的線性相關(guān)性（P<0.01），與溶解氧（DO）濃度和透明度存在較強(qiáng)的線性相關(guān)性（P<0.05），說明滇池藻類繁殖增長主要受到TP 濃度和BOD5限制[26-27]，藻密度的增加反過來影響水體的pH、DO 濃度和透明度[28]。藻藍(lán)蛋白濃度與TP濃度（相關(guān)系數(shù)為0.731 8，P<0.01）、BOD5（相關(guān)系數(shù)為0.594 1，P<0.05）存在很強(qiáng)的線性相關(guān)性，而藻紅蛋白濃度與湖水理化指標(biāo)（營養(yǎng)鹽濃度、DO 濃度、pH、透明度）的相關(guān)性都較弱，說明滇池藻體主要以產(chǎn)藻藍(lán)蛋白的藍(lán)藻為主，紅藻、硅藻等藻紅蛋白生產(chǎn)者的種群密度很低[11-12]。同時(shí)，藻藍(lán)蛋白、藻紅蛋白的濃度比（藻藍(lán)/藻紅）與湖水的理化指標(biāo)相關(guān)性也很低，說明二者的波動(dòng)趨勢(shì)存在較大差別，不同藻體的種群密度間沒有顯著的相關(guān)性。

圖5 滇池藻類組分與環(huán)境因子相關(guān)性分析Fig.5 Correlation analysis of algae components and environmental factors in Dianchi Lake

2.3.2 不同湖區(qū)藻膽蛋白的相關(guān)性

針對(duì)滇池藻藍(lán)蛋白、藻紅蛋白波動(dòng)趨勢(shì)的差異，分別分析滇池TN、TP 濃度的時(shí)空變化與藻膽蛋白時(shí)空分布關(guān)系。由2022 年滇池水體TN、TP 濃度和N/P 月度變化（圖6）可知，草海的TN 濃度均高于3.5 mg/L，且TP 濃度在8 月達(dá)到0.10 mg/L 以上，TN、TP 濃度高于滇池其他湖區(qū)，且存在與其他湖區(qū)不一致的波動(dòng)規(guī)律。這是由于草海上游區(qū)域的昆明主城區(qū)排放的污染負(fù)荷約占流域污染負(fù)荷總量的80%[11,29]，對(duì)草海水體污染貢獻(xiàn)顯著，導(dǎo)致其氮、磷濃度高于外海且富營養(yǎng)化程度較高[30]。外海的TN、TP 濃度低于草海，TN 濃度在夏季最低，冬季較高；TP 濃度趨勢(shì)相反，為春夏季較高，冬季較低[27]。外海TN 的主要來源為昆明主城區(qū)的污水和面源排放，夏季由于生態(tài)流量增加而稀釋了TN 濃度[31]。TP 濃度在不同區(qū)域的變化規(guī)律差別較大，在外海北部是春季較高（5—6 月），外海中部的最高值出現(xiàn)在夏季（7—8 月），外海南部的最高值出現(xiàn)在秋季（9 月）?？梢姡岢夭煌瑓^(qū)域的水體N/P 差異顯著，而每種藻類成為優(yōu)勢(shì)藻種都有其特定合適的營養(yǎng)鹽濃度范圍和所需的N/P，因此藻膽蛋白在滇池不同區(qū)域的濃度變化趨勢(shì)也會(huì)有所差別[32-33]。

圖6 2022 年滇池水體TN、TP 濃度和N/P 月度變化Fig.6 Monthly variation of TN, TP concentrations and N/P in Dianchi Lake in 2022

進(jìn)一步分析滇池4 個(gè)湖區(qū)TN、TP 濃度與藻膽蛋白濃度的相關(guān)性，結(jié)果如表1 所示。由表1 可知，草海TN、TP 濃度之間不存在相關(guān)性，而外海中部和南部的TN、TP 濃度則表現(xiàn)為較顯著的負(fù)線性關(guān)系。草海的藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白濃度與TN、TP濃度間的線性相關(guān)性較弱；外海北部和外海中部，藻藍(lán)蛋白濃度與TP 濃度存在極顯著的正線性相關(guān)關(guān)系（P<0.01），外海南部二者也存在顯著的線性關(guān)系（P<0.05）；外海北部和外海中部，藻藍(lán)蛋白和藻紅蛋白濃度與TP 濃度和N/P 均存在顯著的負(fù)線性相關(guān)關(guān)系，尤其是藻藍(lán)蛋白濃度與N/P 的線性相關(guān)性非常顯著（P<0.01），外海南部藻膽蛋白濃度與N/P 的線性相關(guān)性降低。藻藍(lán)蛋白與藻紅蛋白的相關(guān)性方面，二者存在較為顯著的線性相關(guān)性，說明產(chǎn)藻藍(lán)蛋白的藍(lán)藻種群和產(chǎn)藻紅蛋白的紅藻、硅藻種群具有正線性關(guān)系。除水體的營養(yǎng)鹽因素外，藻密度的變化趨勢(shì)還與氣象、水文因素有關(guān)[34]，下面結(jié)合已有文獻(xiàn)對(duì)藻膽蛋白的控制因子進(jìn)行討論。

表1 滇池不同湖區(qū)水體TN、TP 濃度與藻膽蛋白濃度皮爾遜相關(guān)系數(shù)Table 1 Pearson correlation coefficient between TN, TP and phycobiliprotein concentrations in different lakes of Dianchi Lake

3 討論

通過分析可以得出，藻膽蛋白主要集中在滇池湖體的中部區(qū)域，南北區(qū)域濃度均較低。滇池水華在草海和外海北部尤其是東北部較為嚴(yán)重，在外海南部較輕[35]，這與藻膽蛋白的變化趨勢(shì)有所不同。研究發(fā)現(xiàn)，藻膽蛋白的產(chǎn)生量與藻密度和種群類別相關(guān)[36]，而滇池的水動(dòng)力條件和營養(yǎng)鹽濃度共同驅(qū)使了藻密度和藻種群的時(shí)空分布[37]。因此，藻膽蛋白的時(shí)空差異性可以從以下3 個(gè)方面解釋：1）水動(dòng)力條件。研究表明，水力停留時(shí)間越長，即流速越慢，越有利于水中藻類的繁殖[38]。滇池水力停留時(shí)間呈現(xiàn)草海<外海北部<外海南部<外海中部的規(guī)律，因此外海中部地區(qū)的水力條件最有利于藻類繁殖[39]。但調(diào)研顯示，草海又是水華高發(fā)區(qū)，具有最高的藻密度，其原因可能是滇池的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，使草海成為藻類漂移的聚集區(qū)域[40]。2013 年之后，牛欄江—滇池引水工程使外海北部15 條入湖河流水量占總?cè)牒康?5%以上，外海南部湖區(qū)的寬度變窄與出水河流的匯聚，導(dǎo)致南北水體的流動(dòng)性強(qiáng)，東西水體的流動(dòng)性差[41]。2）營養(yǎng)鹽條件。滇池的藻類優(yōu)勢(shì)種為銅綠微囊藻（屬于藍(lán)藻門），當(dāng)湖體的TN 和TP 濃 度 低 于2 和0.2 mg/L 的 閾 值 時(shí)[42]，TN 和TP 濃度的增加可以促進(jìn)藻類的繁殖，但當(dāng)濃度超過該閾值時(shí)對(duì)其生長幾乎無促進(jìn)作用[43]。在研究階段滇池大多數(shù)時(shí)間的TN 和TP 濃度均未超過閾值，因此營養(yǎng)鹽是滇池水體水華暴發(fā)的重要限制因子。滇池不同區(qū)域的水體均呈現(xiàn)TP 濃度春夏季較高、秋冬季較低，TN 濃度春冬季較高、夏秋季較低的變化規(guī)律，N/P 呈現(xiàn)出冬季高、秋季低的趨勢(shì)，且草海N/P 顯著高于外海。相關(guān)研究表明，在高N/P 環(huán)境下，綠藻比藍(lán)藻具有更強(qiáng)的利用優(yōu)勢(shì)，因此草海的藻類群落結(jié)構(gòu)以綠藻為主，且春季由于N/P 較高，綠藻占比高，藻膽蛋白濃度低于秋季[44-45]。水體的鹽類和金屬離子含量在較高水平下，均會(huì)顯著抑制藻膽蛋白，外海北部湖區(qū)承接了城區(qū)來水，污染成分復(fù)雜，這可能是造成藻膽蛋白產(chǎn)率低的又一重要原因[46-47]。3）藻種群。相關(guān)研究表明，滇池主要以藍(lán)藻和綠藻為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種群，其中綠藻在南北部區(qū)域?yàn)榻^對(duì)優(yōu)勢(shì)種，而藍(lán)藻雖然相對(duì)紅藻產(chǎn)量較低，但依然是藻紅蛋白主要生產(chǎn)者[11-12]。從全湖均值來看，藍(lán)藻在所有藻類中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，綠藻僅次于藍(lán)藻，其他藻類種群占比較小，對(duì)藻膽蛋白的貢獻(xiàn)有限。已有研究表明，富營養(yǎng)化較高的水環(huán)境中，綠藻比藍(lán)藻更具有生長優(yōu)勢(shì)[13]，綠藻在春季的藻密度和種群占比較高，而藍(lán)藻在春季的藻密度和種群占比較低，在冬季則較高。綜上所述，水動(dòng)力條件、營養(yǎng)鹽濃度和藻種群密度三者共同影響了藻膽蛋白的產(chǎn)量分布，造成了其南北低、中部高，夏秋高、春冬低的時(shí)空分布特征。

對(duì)于藻膽蛋白的收集不能單純根據(jù)藻密度來判斷，例如草海雖然具有最高的藻密度，但其藻膽蛋白的產(chǎn)量卻最低。藻藍(lán)蛋白的產(chǎn)量遠(yuǎn)高于藻紅蛋白，但其季節(jié)性差異卻很強(qiáng)，主要集中在夏季和秋季；藻紅蛋白的產(chǎn)量雖然較低，但其在夏秋冬三季都存在高產(chǎn)區(qū)。因此對(duì)于藻膽蛋白的收集和利用，需要根據(jù)實(shí)際情況安排打撈時(shí)機(jī)和打撈位置[48]。

4 結(jié)論

（1）滇池藻膽蛋白的濃度具有明顯的季節(jié)變化，呈現(xiàn)夏季>秋季>春季>冬季的趨勢(shì)。滇池藻膽蛋白的空間分布總體上呈現(xiàn)外海北部>外海中部>外海南部>草海的規(guī)律，且以藻藍(lán)蛋白為主要成分，藻紅蛋白的濃度較低。

（2）滇池的藻藍(lán)蛋白濃度與TP 濃度和BOD5存在顯著的正線性相關(guān)性（P<0.01），且外海藻藍(lán)蛋白濃度與TP 濃度和BOD5的相關(guān)性強(qiáng)于草海，而藻紅蛋白與TN、TP 濃度和BOD5的線性相關(guān)性均較低，說明BOD5和TP 濃度是控制藻藍(lán)蛋白產(chǎn)生的重要因子，而藻紅蛋白則受營養(yǎng)鹽的影響較小。

（3）滇池藻膽蛋白的產(chǎn)生量受到水動(dòng)力條件、營養(yǎng)鹽濃度和藻種群密度三者共同影響，滇池外海北部和外海中部由于具有合適的N/P 和水力條件，因此在夏秋季表現(xiàn)出了較高的藻膽蛋白濃度。