岱海冰封期與非冰封期氮磷分布及影響因素差異分析

摘要：為揭示岱海不同時(shí)期營(yíng)養(yǎng)鹽分布特征及與環(huán)境因子的響應(yīng)機(jī)制差異，基于2021年1月（冰封期）和5、7、10月（非冰封期）岱海水樣及冰樣的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用克里金插值、相關(guān)性分析、差異顯著性分析方法，分析岱海氮、磷時(shí)空分布特征，探討其與環(huán)境因子在冰封期與非冰封期的響應(yīng)機(jī)制。結(jié)果表明：岱海水體中總氮（TN）變化趨勢(shì)為春季，秋季，夏季，冬季；總磷（TP）變化趨勢(shì)為夏季，秋季，春季，冬季。從冬季到次年秋季，水體中氨氮（NH+4-N）和硝態(tài)氮（NO-3-N）的平均濃度呈先減少后增加的變化趨勢(shì)，而TN、溶解性總磷（DTP）和顆粒態(tài)磷（PP）濃度呈先增加后減少的變化趨勢(shì)，且夏季濃度最高，以溶解態(tài)磷為主。冬季TN濃度呈湖心處高四周低的分布，TP濃度整體分布均勻。除NO-3-N在底層冰中濃度最大外，冰體中TN、TP和NH+4-N均表現(xiàn)為表層冰，底層冰，中層冰。在湖體凍結(jié)排鹽作用下，不同形態(tài)氮、磷平均分離系數(shù)大小依次為NH+4-N＞TP＞TN＞NO-3-N。DTP與水溫全年呈顯著正相關(guān)，入冬后溫度降低且外源磷供給減少，而結(jié)冰過(guò)程中TN濃縮程度高于TP，導(dǎo)致冰下水體的氮磷比增大。不同時(shí)期水體中營(yíng)養(yǎng)鹽與鹽度、葉綠素。的響應(yīng)存在明顯差異，這一結(jié)果受冰蓋阻隔、凍結(jié)排鹽、內(nèi)外源污染以及微生物代謝等多個(gè)過(guò)程的共同控制。

關(guān)鍵詞：岱海；營(yíng)養(yǎng)鹽；冰封期；非冰封期；水環(huán)境因子；凍結(jié)排鹽

中圖分類(lèi)號(hào)：X524 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-2043（2024）07-1590-09 doi：10.11654/jaes.2023-0633

岱海處于蒙新高原湖區(qū)，是我國(guó)北方生態(tài)安全屏障的重要組成部分。近20年來(lái)，岱海生態(tài)環(huán)境發(fā)生了顯著變化，氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽長(zhǎng)期在湖內(nèi)積累，湖水濃縮和內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)鹽釋放是岱海水體高氮、磷的主要原因，年檢測(cè)結(jié)果顯示全湖水質(zhì)持續(xù)為劣Ⅴ類(lèi)水平，岱海湖泊濕地面臨著嚴(yán)峻的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

蒙新高原湖區(qū)具有明顯的季節(jié)特征，其在非冰封期與冰封期間交替轉(zhuǎn)變。非冰封期湖泊表層水體受太陽(yáng)直射，環(huán)境因子與菌藻生長(zhǎng)代謝聯(lián)系密切。與非冰封期相比，冰封期湖區(qū)處于覆冰環(huán)境下，冰蓋阻隔大氣和水體間的物質(zhì)和能量交換，湖泊冰下水體的熱分層顛倒，進(jìn)而影響湖泊營(yíng)養(yǎng)鹽、溶解氧通量及新陳代謝等動(dòng)態(tài)平衡。冰封期溶解氧濃度的補(bǔ)充和消耗與非冰封期不同，對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)植物種群和水質(zhì)變化都有直接或間接的影響。張亮等發(fā)現(xiàn)秋冬季日照近岸海域無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽的質(zhì)量濃度均高于春夏季。許冬雪等發(fā)現(xiàn)冰封期烏梁素海中營(yíng)養(yǎng)鹽和葉綠素。集中分布在冰下水體中，且營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)葉綠素。的響應(yīng)存在不同程度的差異。另外，鹽分的存在亦對(duì)水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的賦存特征產(chǎn)生影響。結(jié)冰過(guò)程中發(fā)生濃縮效應(yīng)會(huì)使得冰下水體中營(yíng)養(yǎng)鹽和鹽的濃度升高。也有研究表明，冰封期鹽分與營(yíng)養(yǎng)鹽濃度及交換通量呈顯著相關(guān)。

綜上所述，不同時(shí)期下環(huán)境因子會(huì)呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)，因此將兩個(gè)時(shí)期相結(jié)合分析十分必要。相較同緯度的藻型湖泊南海和草型湖泊烏梁素海，岱海屬于深層咸水湖，鹽度已達(dá)到12.82‰，水環(huán)境問(wèn)題具有其特殊性。現(xiàn)有研究多集中于各介質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)鹽分布特征、水質(zhì)或營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)、污染源解析等，而關(guān)于蒙新高原湖泊尤其是岱海冰體及冰下水體引發(fā)的污染物遷移的研究有限，冰封期與非冰封期下?tīng)I(yíng)養(yǎng)鹽分布特征及其與環(huán)境因子的響應(yīng)機(jī)制差異尚不清晰。為此，本研究于1月（冰封期）和5、7、10月（非冰封期）逐季對(duì)岱海采樣，對(duì)比氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)空分布的差異性，闡明營(yíng)養(yǎng)鹽與環(huán)境因子在冰封期與非冰封期的響應(yīng)機(jī)制差異，為寒區(qū)鹽化湖泊環(huán)境污染控制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

岱海（40°29＇40°37＇N，112°33＇-112°46＇E）位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市涼城縣東部岱海盆地中央（圖1），是內(nèi)蒙古第三大內(nèi)陸湖，屬咸水湖，呈不規(guī)則長(zhǎng)橢圓形，坡度呈中間低四周高的分布，湖面水位平均海拔1 224.1 m，湖泊面積約48 km2，平均水深為4m。岱海流域常年盛行西南風(fēng)，冬季嚴(yán)寒漫長(zhǎng)，夏季炎熱短促，多年平均年降水量為413.7 mm，多年平均水面蒸發(fā)量為953.3 mm，日照時(shí)數(shù)最高可達(dá)2 936.9h，多年平均氣溫為5℃。每年11月初進(jìn)入冰封期，冰封期長(zhǎng)達(dá)100-130 d，累積負(fù)積溫為610-800℃·d，冰體厚度可達(dá)30-60 cm。冰封期水體平均鹽度為14.21‰，凍結(jié)前平均鹽度為12.76‰。

1.2 樣品采集與測(cè)定方法

岱海采樣點(diǎn)按照《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL 219-2013）規(guī)定的湖泊監(jiān)測(cè)斷面原則布設(shè)，以6 km2為控制單元將岱海湖區(qū)劃分為9個(gè)網(wǎng)格分區(qū)，結(jié)合岱海入湖河流的位置，在每個(gè)分區(qū)中心設(shè)置采樣點(diǎn)，共布設(shè)9個(gè)采樣點(diǎn)（圖1）。本研究分別于2021年1月3日（冬季）、5月16日（春季）、7月15日（夏季）和10月15日（秋季）進(jìn)行取樣。非冰封期（春季、夏季和秋季）使用有機(jī)玻璃采水器采集表層0.5 m以下水樣，取樣前所有容器用蒸餾水沖洗，取樣時(shí)再用湖水反復(fù)潤(rùn)洗3次，水樣置于1L聚乙烯廣口采樣瓶?jī)?nèi)。冰封期（冬季）采樣時(shí)利用油鋸對(duì)冰體進(jìn)行切割，沿40 cm×40 cm的正方形邊框垂直將冰蓋四周鋸斷，將冰體取出并測(cè)定冰厚。以平均冰厚為依據(jù)將冰層分為3層：冰層表面10 cm為表層冰；10-20 cm為中層冰；20-40 cm為底層冰。各層冰樣分割切碎后分別置人2L聚乙烯廣口采樣瓶中保存，待水體穩(wěn)定后繼續(xù)采集冰體下0.5 m水體。水體pH、溶解氧（DO）、水溫（T）和鹽度（Sal）等指標(biāo)在取樣現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)多參數(shù)水質(zhì)儀（HAN-NA-HI98194）測(cè)定并記錄。之后將所有樣品放人0-4℃保溫箱中避光保存，在48 h內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)?？偟═N）、氨氮（NH+4-N）、硝態(tài)氮（NO-3-N）、亞硝態(tài)氮（NO-3-N）、總磷（TP）、溶解性總磷（DTP）、葉綠素。（Chl.a）、化學(xué)需氧量（CODCr）的測(cè)定參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（第四版）。顆粒態(tài)磷（PP）濃度為T(mén)P濃度與DTP濃度的差值。其中NO--N全年濃度較低（小于0.05 mg·L-1）且不穩(wěn)定，因此不予考慮。冰樣采用重力融冰裝置融化后對(duì)其TN、NH+4-N、NO-3-N和TP進(jìn)行測(cè)定，測(cè)試方法同上。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2021對(duì)數(shù)據(jù)初步整理；采用ArcGIS10.8軟件Geostatistical Analyst模塊及克里金二次插值法（Kriging）繪制氮、磷空間分布圖；使用SPSS 26.0經(jīng)方差齊性檢驗(yàn)后作Duncan差異顯著性分析（P＜0．05）；相關(guān)系數(shù)熱圖和其他圖表的繪制通過(guò)Origin2022實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同季節(jié)岱海水體中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽分布特征

岱海水體中TN和TP濃度時(shí)空分布特征如圖2所示。冬季湖心深水區(qū)TN濃度顯著高于湖岸四周淺水區(qū)，DH4點(diǎn)TN濃度達(dá)到最高值，為4.84 mg·L-1；春季TN空間濃度差異縮小，呈自西向東遞減的趨勢(shì)；隨時(shí)間推移夏季TN濃度下降，時(shí)空分布整體相對(duì)均勻；秋季南北岸TN濃度略低，呈現(xiàn)向湖中遞增的趨勢(shì)。與TN時(shí)空分布不同，冬季和秋季TP在區(qū)域內(nèi)整體呈均勻分布，其中冬季TP濃度明顯低于其他季節(jié)，最低達(dá)到0．10 mg·L-1。春季湖泊東西方向上的DHI和DH6點(diǎn)的TP濃度升高，呈現(xiàn)向湖中心擴(kuò)散的趨勢(shì)，夏季該變化趨勢(shì)加強(qiáng)，DH7點(diǎn)TP濃度達(dá)到最高值，為0.36mg·L-1。

從時(shí)間變化來(lái)看，岱海TN平均濃度的季節(jié)變化趨勢(shì)表現(xiàn)為春季＞秋季＞夏季＞冬季，平均濃度依次分別為（4.36±0.26）、（4.13±0.16）、（3.87±0.07）mg·L-1和（3.64±0.84）mg·L-1（圖3a）?？傮w來(lái)看，冬季至秋季NO-3-N和NH+4-N的平均濃度均呈先減小后增加的變化趨勢(shì)，其中：秋季NO-3-N平均濃度顯著高于其他季節(jié)（P＜0.05），而春季和夏季無(wú)顯著差異（P＞0.05）；冬季NH+4-N平均濃度顯著高于其他季節(jié)（P＜0．05），較春、夏和秋季分別增加96.5%、259. 1%和101.7%。TP季節(jié)變化趨勢(shì)表現(xiàn)為夏季＞秋季＞春季＞冬季，平均濃度依次分別為（0.22±0.07）、（0.15±0.02）、（0.14±0.04）mg·L-1和（0.11±0.02）mg·L-1（圖3b），且秋、冬季和春季間無(wú)顯著差異（P＞0．05）。DTP和PP的總體變化趨勢(shì)與TP相近，隨時(shí)間推移呈先增加后減小變化，其中夏季DTP濃度顯著高于其他季節(jié)（P＜0．05），而其他季節(jié)間DTP無(wú)顯著差異（P＞0．05）；PP在全年均無(wú)顯著變化（P＞0.05），平均濃度為0.06 mg·L-1。不同形態(tài)磷中DTP占水體TP的50%以上，表明磷在水體中以溶解態(tài)為主。

2.2 冰體中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)空分布特征

如圖4所示，冰封期冰體中TN、NH+4-N和TP的平均濃度在垂直方向上總體表現(xiàn)為表層冰＞底層冰＞中層冰，其中56%的采樣點(diǎn)中NH4-N和TP的最高濃度出現(xiàn)在表層冰，而中層冰和底層冰之和僅占44%。冰體中NO-3-N表現(xiàn)為底層冰（0.52 mg·L-1）表層冰（0.50 mg·L-1）＞中層冰（0.46 mg·L-1）。高濃度NO-3-N點(diǎn)在中層冰和底層冰的占比達(dá)到22%和44%。冰體中TN和TP的平均濃度分別為1.64 mg·L-1和0.08mg·L-1，冰下水體中TN和TP的濃度是冰體內(nèi)的2.2倍和1.5倍。

為表示湖體凍結(jié)時(shí)冰—水界面營(yíng)養(yǎng)鹽的遷移效率，將冰體中營(yíng)養(yǎng)鹽濃度與正凍水體中營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的比值定義為分離系數(shù)。岱海各采樣點(diǎn)氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽的分離系數(shù)如表1所示，大小依次為NH+4-N（0.51）＞TP（0.48）＞TN（0.43）＞NO-3-N（0.37）。不同形態(tài)氮中，NH+4-N分離系數(shù)在0．33-0.86之間，西南湖域（DH8）分離系數(shù)達(dá)到最高值；TN和NO-3-N分離系數(shù)的范圍分別為0.34-0.61和0.25-0.71，其中DH7點(diǎn)的TN分離系數(shù)和DH3點(diǎn)的NO-3-N分離系數(shù)最高。TP分離系數(shù)在0.26-0.86之間。各營(yíng)養(yǎng)鹽的偏態(tài)系數(shù)平均為1.45，呈正偏分布。NO-3-N變異性最高，TP次之，TN最低，表明NO-3-N在冰—水界面的遷移效率差異較大。

2.3 冰封期與非冰封期氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽與環(huán)境因子的響應(yīng)關(guān)系

岱海冰封期與非冰封期氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽與水環(huán)境因子（DO、鹽度、水溫、葉綠素a、pH、CODCr）的相關(guān)性分析如圖5所示。冰封期水體中葉綠素。與NH+4-N、TP、DTP、溫度和CODCr呈顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）負(fù)相關(guān)，但與TN、鹽度和DO呈正相關(guān)，其中葉綠素a與鹽度（P＜0．05）和DO（P＜0.01）相關(guān)性顯著。CODCr和溫度與NH+4-N呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。TP與鹽度呈極顯著負(fù)相關(guān)，但與CODc，呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。DO與NH+4-N （P＜0.05）和溫度（P＜0.01）呈顯著負(fù)相關(guān)，但與N03-N呈顯著正相關(guān)（P＜0．05）。除CODCr外，非冰封期葉綠素。與其他水質(zhì)因子的相關(guān)關(guān)系均與冰封期相反，且相關(guān)性減弱。TN與DO、CODCr、pH和鹽度均呈顯著（P＜0．05）或極顯著（P＜0.01）正相關(guān)；鹽度與NO-3-N和TP呈正相關(guān)，其中與NO-3-N相關(guān)性顯著（P＜0．05）。綜上，冰封期氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽受水環(huán)境因子影響顯著。

3 討論

3.1 水體及冰體中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)空分布的差異性

從空間分布來(lái)看，岱海冬季湖心深水區(qū)TN濃度到湖岸四周淺水區(qū)呈遞減趨勢(shì)。岱海湖底呈中間低四周高的分布，湖心區(qū)水較深，冰層覆蓋下受擾動(dòng)影響小且易形成厭氧環(huán)境，進(jìn)而湖心區(qū)內(nèi)源釋放強(qiáng)度大于淺水區(qū)。春季TN呈自西向東遞減的趨勢(shì)，這可能是受點(diǎn)源污染和氣候的共同影響。湖西高值區(qū)DH3臨近岱海旅游區(qū)碼頭，旅游業(yè)發(fā)展增加了營(yíng)養(yǎng)鹽的排放，而岱海流域常年盛行西風(fēng)，冰蓋消融后水體更易受風(fēng)浪擾動(dòng)，引起上下水體強(qiáng)烈摻混，促進(jìn)沉積物顆粒懸浮及營(yíng)養(yǎng)鹽釋放，并使高值區(qū)向其余水域均勻擴(kuò)散。從時(shí)間變化來(lái)看，岱海秋冬季水體中NO-3-N和NH+4-N濃度較春夏季更高，秋冬季水生植物殘?bào)w在沉積物表面被微生物礦化分解，在氨化和硝化細(xì)菌作用下水體中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為NH+4-N和NO-3-N。岱海冬季DO居全年最高，平均濃度為14 mg·L-1，不易對(duì)硝化作用產(chǎn)生限制，Soued等在研究加拿大Saguenay地區(qū)N2O的匯和排放中發(fā)現(xiàn)，由于硝化作用，冰下產(chǎn)生并積累了一定的N2O，從而導(dǎo)致冬季水體中NH+4-N和NO-3-N的濃度在全年最高。此外，冰封期冰蓋形成過(guò)程中會(huì)發(fā)生凍結(jié)排鹽效應(yīng)，冰中的鹽分遷移至冰下水體而促使水體中鹽度升高。異化硝酸鹽還原在高鹽環(huán)境中更受青睞，從而加快沉積物中NH+4-N的釋放。而氨氧化和亞硝酸鹽氧化速率會(huì)受到鹽度的抑制，隨鹽度升高抑制程度增強(qiáng)，進(jìn)而使NH+4-N濃度保持較高水平，這也是冬季水體中NH+4-N濃度顯著高于其他季節(jié)的重要原因之-（P＜0．05）。

岱海冰體中TN、NH+4-N和TP在垂直方向上的分布規(guī)律為表層冰＞底層冰＞中層冰，冰封初期，冰體與大氣熱交換作用顯著，冰生長(zhǎng)速率較快，析出的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽未及時(shí)向冰下遷移便被俘獲在冰體內(nèi)，底層冰結(jié)構(gòu)松散，空隙較大，水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽可以再次遷移回冰體底層，使冰體內(nèi)輪廓線(xiàn)呈“C”字型，這與于玲紅等對(duì)烏梁素海的研究結(jié)果相似。然而，本研究中NO-3-N在底層冰中占比最大，這一結(jié)果受多種因素共同影響。封凍初期光照能穿透冰層，冰下依然可以進(jìn)行光合作用。岱海DO接近飽和甚至過(guò)飽和狀態(tài)，NO-2-N易被氧化為NO-3-N而使底層冰中NO-3-N濃度偏高。另外，張程等通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NO-3-N較NH+4-N和PO3-4-P分離系數(shù)更小，證明NO-3-N受自身遷移性影響而更易富集于底層冰中。岱海TN和TP的分離系數(shù)分別為0.43和0.48，高于呼倫湖的0.32和0.45，這可能是由于岱海湖水鹽度遠(yuǎn)高于呼倫湖（2.5‰），冰內(nèi)產(chǎn)生更多的鹵水通道，增大了營(yíng)養(yǎng)鹽從水體到冰體的通量，表現(xiàn)為分離系數(shù)更大。對(duì)岱海前期檢測(cè)得出冰封前（2020年10月）氮磷比為20.7，冰封期（2021年1月）氮磷比升高至31.9，相較于岱海冰生長(zhǎng)期，冰封期冰下水體鹽度增大，凍結(jié)比例上升致使氮磷比增加占主要地位。因此，在凍結(jié)排鹽效應(yīng)下冰下水體中氮、磷濃度增大，而氮磷比同時(shí)增加也將加劇磷營(yíng)養(yǎng)鹽限制，這一過(guò)程可能促使冰封期岱海浮游生物豐度及含量較低。

3.2 冰封期與非冰封期氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽與環(huán)境因子的響應(yīng)差異分析

本研究中，非冰封期水體中鹽度與TN、NO-3-N、TP、DTP均呈正相關(guān)性。然而，冰封期冰下水體中鹽度與NH+4-N、NO-3-N、TP呈負(fù)相關(guān)性。非冰封期營(yíng)養(yǎng)鹽濃度一般考慮受內(nèi)源釋放的影響，而在冰封期營(yíng)養(yǎng)鹽濃度同時(shí)受冰體凍結(jié)排鹽效應(yīng)的疊加影響。查干湖冰封期NH+4-N的交換通量隨鹽度增大而增大，而在冰—水界面，鹽度升高反而減少了營(yíng)養(yǎng)鹽在冰下水體中的富集。冰封期鹽度與NO-3-N相關(guān)性不顯著，其可能與沉積物中鹽分升高有關(guān)。硝化菌在中等鹽度（10‰-20‰）下代謝最佳，鹽度超過(guò)20‰表現(xiàn)為抑制作用。岱海沉積物中鹽度在豐水期可達(dá)到21.54‰，1月岱海同時(shí)處于枯水期和冰封期，在凍結(jié)排鹽作用下水體進(jìn)一步咸化，鹽分繼而遷移至沉積物中，使硝化作用受到抑制。此外，冰封期氮代謝相關(guān)細(xì)菌活性降低，釋放到水體中的氮、磷含量降低，春季融冰期的凍結(jié)濃縮作用逐漸解除，且隨著溫度升高硝化菌開(kāi)始恢復(fù)活性，因此，在非冰封期NO-3-N與鹽度呈顯著正相關(guān)關(guān)系，同時(shí)NH+4-N濃度呈減少趨勢(shì)。岱海湖面蒸發(fā)量可占到總排泄量的85.26%，這使得水體鹽度和總?cè)芙夤腆w升高，從而增大了非冰封期鹽化作用對(duì)水體化學(xué)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。

水溫是影響沉積物中有機(jī)物代謝的重要因素之一，適宜溫度下微生物活性增強(qiáng)，從而促進(jìn)草源有機(jī)質(zhì)分解。冰封期與非冰封期水溫和DTP均呈顯著正相關(guān)，預(yù)示岱海磷濃度受溫度影響較大，岱海四季氣溫變化顯著，1月份氣溫最低，平均氣溫- 12.2℃。這也使得冬季TP濃度在全年處于較低水平。非冰封期水溫升高，DO飽和度及濃度降低，生物活動(dòng)增強(qiáng)導(dǎo)致界面間耗氧增強(qiáng)，厭氧條件加速了Fe3+還原成Fe2+、Mn4+還原成Mn2+，促使磷載荷增加，沉積物呈磷源狀態(tài)。磷對(duì)浮游植物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，而Chl．a(chǎn)是反映水中藻類(lèi)現(xiàn)存量的重要指標(biāo)。本研究中冰封期Chl.a和TP表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)，非冰封期時(shí)則表現(xiàn)為正相關(guān)，這可能是因岱海冰封期TP濃度均低于非冰封期。另外，岱海周邊農(nóng)田中的化肥可通過(guò)淋溶、滲透等途徑以地表徑流的形式進(jìn)入水體，岱海以季節(jié)性河流為主，入冬后逐漸斷流，陸地徑流輸入的磷供給減少，增強(qiáng)了冰封期磷限制作用，進(jìn)而使Chl.a與磷呈負(fù)相關(guān)。水體中營(yíng)養(yǎng)鹽濃度并不總是與藻類(lèi)的增殖呈正比，而是表現(xiàn)出非常復(fù)雜的關(guān)系。岱海冰封期Chl.a和NH+4-N呈顯著負(fù)相關(guān)，非冰封期Chl．a(chǎn)和NH+4-N呈正相關(guān)，原因之一是浮游植物的生長(zhǎng)狀況導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)鹽濃度變動(dòng)，藻類(lèi)生長(zhǎng)對(duì)氮的吸收利用不同步。從能量消耗角度看，浮游生物優(yōu)先利用以NH+4-N為主的營(yíng)養(yǎng)形態(tài)，合成自身細(xì)胞所需的氨基酸等物質(zhì)，并抑制對(duì)NO-3-N和NO2-N的吸收。

4 結(jié)論

（1）岱海表層水體中TN濃度的變化趨勢(shì)為春季＞秋季＞夏季＞冬季，平均濃度在3.64-4.36 mg·L-1之間；TP濃度變化趨勢(shì)為夏季＞秋季＞春季＞冬季，平均濃度在0．11-0.22 mg·L-1之間，且秋、冬季和春季無(wú)顯著差異。秋、冬季NO-3-N和NH+4-N濃度顯著高于春、夏季。不同季節(jié)中磷以溶解態(tài)為主，TP和DTP濃度變化趨勢(shì)相似，在夏季達(dá)到最高值。從水平分布上看，TN和TP差異明顯，冬季TN湖心處濃度較周邊淺水區(qū)更高，其他季節(jié)TN總體呈均勻分布；TP在春季和夏季表現(xiàn)為向湖心擴(kuò)散趨勢(shì)，而冬季和秋季基本呈均勻分布。

（2）冰體中TN、TP和NH+4-N在垂直方向上的濃度變化為表層冰＞底層冰＞中層冰，而NO-3-N富集于底層冰中。在湖體凍結(jié)排鹽作用下，岱海不同形態(tài)氮磷分離系數(shù)大小依次為NH+4-N＞TP＞TN＞NO-3-N，其中TN和TP的分離系數(shù)平均分別為0.43和0.48，表明結(jié)冰過(guò)程中TN濃縮程度高于TP，進(jìn)而提高了冰下水體的氮磷比。

（3）營(yíng)養(yǎng)鹽和其他環(huán)境因子在不同時(shí)期有著相反的相關(guān)性。冰封期水體中Chl．a(chǎn)和NH+4-N、TP呈顯著負(fù)相關(guān)，非冰封期Chl．a(chǎn)和NH+4-N、TP呈正相關(guān)。冰封期水體中鹽度與NH+4-N、NO-3-N、TP呈負(fù)相關(guān)性，非冰封期鹽度與TN、NO-3-N、TP、DTP呈正相關(guān)性，這一結(jié)果受冰蓋阻隔、凍結(jié)排鹽、內(nèi)外源污染以及微生物代謝的共同作用。DTP與水溫呈顯著正相關(guān)，季節(jié)性溫度及入湖河流流量變化，共同影響了冰封期和非冰封期的TP濃度。

（責(zé)任編輯：李丹）

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古科技大學(xué)科研啟動(dòng)專(zhuān)項(xiàng)；黃河流域內(nèi)蒙古段復(fù)雜河湖環(huán)境治理技術(shù)應(yīng)用與示范（2021GG0410）；內(nèi)蒙古自治區(qū)高等 學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（NJZY23087）