廣東省7大流域地表水溶解氧分布特征及影響因素

摘要：溶解氧是衡量水環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)健康的關(guān)鍵參數(shù)，研究廣東省7大流域地表水溶解氧的分布特征及其調(diào)控因素對(duì)于流域水環(huán)境管理具有重要意義。基于2022年廣東省地表水監(jiān)測(cè)斷面數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析了7大流域溶解氧濃度在月度、季節(jié)、水期3個(gè)時(shí)間尺度上的分布特征，采用Pearson相關(guān)性系數(shù)和lindeman-merenda-gold（LMG）模型分析方法，研究了各流域全年和汛期溶解氧影響因素及相對(duì)貢獻(xiàn)。結(jié)果表明廣東省溶解氧濃度分布存在時(shí)空異質(zhì)性，空間上，整體呈現(xiàn)從西北內(nèi)陸向東南沿海逐漸降低的趨勢(shì)；時(shí)間上，呈現(xiàn)冬季高、夏季低，非汛期高、汛期低的特征。北江、西江、韓江流域水資源充沛，人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用程度相對(duì)較小，在全年尺度上溶解氧濃度變化以水溫為主導(dǎo)，對(duì)溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)率占比超50%。東江流域河源段開(kāi)發(fā)利用程度較小，流經(jīng)惠州后人類(lèi)活動(dòng)增強(qiáng)，但總體來(lái)看，溶解氧在全年尺度上仍以水溫為主導(dǎo)?；洊|諸河、粵西諸河、珠三角等沿海流域一方面受上游污染輸入影響，另一方面區(qū)域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)發(fā)達(dá)，污染排放壓力大，在全年尺度上，污染要素（高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷）和水溫共同影響溶解氧濃度。在汛期，各流域溶解氧的調(diào)控因子從水溫向污染要素轉(zhuǎn)變，水溫對(duì)溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)率下降19%～54%，污染要素的相對(duì)貢獻(xiàn)率上升18%～41%，全省溶解氧濃度受汛期面源污染制約明顯，汛期面源污染治理工作仍有待深入推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：溶解氧；時(shí)空特征；lindeman-merenda-gold（LMG）模型；廣東省7大流域

中圖分類(lèi)號(hào)：X824" " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " 文章編號(hào)：1674-3075（2025）02-0052-10

溶解氧（dissolved oxygen，DO）影響水體生物地球化學(xué)過(guò)程，調(diào)控水體氮、磷、碳等元素的轉(zhuǎn)化，是衡量水環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)，對(duì)維持水生態(tài)系統(tǒng)健康有重要意義（Kannel et al，2007；Jane et al，2021）。水中的氧氣主要來(lái)源于大氣復(fù)氧及藻類(lèi)和水生植物的光合作用，消耗途徑包括水生生物的呼吸作用、水體或底泥中的有機(jī)物分解，以及其他還原性物質(zhì)的耗氧等（夏威等，2023）。水溫、氣壓、鹽度等因素通過(guò)限制溶解氧飽和度影響溶解氧濃度（楊艾琳等，2022）。人為營(yíng)養(yǎng)鹽氮和磷等大量輸入引發(fā)藻類(lèi)異常增殖，累積形成大量有機(jī)質(zhì)，通過(guò)微生物分解耗氧是低氧發(fā)生的重要機(jī)制（Chi et al，2017；Li et al，2020）。水動(dòng)力條件的改變，如筑壩攔截、潮汐影響等過(guò)程使得水力停留時(shí)間延長(zhǎng)，進(jìn)一步加大水體耗氧過(guò)程（Zhang et al，2010）。除了水體耗氧，沉積物-水界面的有機(jī)質(zhì)分解也是造成水體低氧的重要原因（劉笑天等，2022）。受自然要素和人為活動(dòng)的綜合影響，溶解氧在時(shí)間尺度上存在顯著的季節(jié)、水期、日內(nèi)波動(dòng)特征，在空間尺度上不同區(qū)域溶解氧存在較大差異（黃煒惠等，2021；鄭永林等，2021；田盼等，2022）。隨著自然氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)加劇，許多河流均面臨著溶解氧濃度偏低的問(wèn)題，對(duì)水生動(dòng)植物的生長(zhǎng)繁殖、微生物的群落組成分布等造成不同程度的影響，不利于水生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展（Li et al，2020；李文攀等，2023；汪佳佳等，2024）。

廣東省作為我國(guó)改革開(kāi)放的前沿，社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化快速增長(zhǎng)，資源環(huán)境壓力持續(xù)升級(jí)，水環(huán)境治理任務(wù)艱巨。隨著水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的深入推進(jìn)，地表水環(huán)境質(zhì)量總體向好，但溶解氧偏低問(wèn)題仍然突出，已經(jīng)成為制約廣東省地表水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善的瓶頸（徐闖等，2022；溫婧等，2023）。近年來(lái)，東江、潭江、深圳河等河流溶解氧分布特征和調(diào)控機(jī)制已有初步探討（陳仲晗等，2022；徐闖等，2022；溫婧等，2023；薛弘濤等，2023），但仍缺乏對(duì)全省溶解氧時(shí)空分布規(guī)律及調(diào)控機(jī)制的系統(tǒng)性研究。本文基于2022年廣東省地表水監(jiān)測(cè)斷面逐月水質(zhì)數(shù)據(jù)，結(jié)合氣象水文資料，系統(tǒng)分析溶解氧的時(shí)空分布特征，探究不同流域溶解氧的主要影響因素，為流域水環(huán)境管理和面源污染治理提供科學(xué)基礎(chǔ)。

1" "材料與方法

1.1" "研究區(qū)概況

廣東省地處南海之濱，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，光照充足，降雨充沛，但年內(nèi)分布不均，夏秋易洪澇，冬春常干旱，多年平均降水量1 771 mm，年內(nèi)降水主要集中在4—9月，占全年降水量的75%～95%。根據(jù)廣東省水利廳劃分結(jié)果（廣東省水利廳，2023），廣東省地表水主要?jiǎng)澐譃闁|江、西江、北江、珠江三角洲（以下簡(jiǎn)稱(chēng)珠三角）、韓江、粵東諸河和粵西諸河等7大流域[圖1，審圖號(hào)粵S（2022）297號(hào)]。其中，北江、西江、東江等3個(gè)流域分別對(duì)應(yīng)北江、西江、東江等珠江3大水系，是廣東境內(nèi)珠江水系的上游，經(jīng)佛山市思賢滘、東莞市石龍鎮(zhèn)注入珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)，和注入三角洲的其他河流共同組成珠三角流域。韓江、粵東諸河和粵西諸河等3個(gè)流域?yàn)楠?dú)流入海流域。

1.2" "數(shù)據(jù)來(lái)源與統(tǒng)計(jì)分析

本研究選取2022年廣東省地表水監(jiān)測(cè)斷面的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，數(shù)據(jù)頻率為逐月，分析指標(biāo)包括溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮、濁度、電導(dǎo)率和水溫，監(jiān)測(cè)斷面分布見(jiàn)圖1。降雨量數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（http：//data.cma.cn/）。

本研究的統(tǒng)計(jì)分析借助Excel2019完成，圖表借助Arcgis10.2和Origin2021軟件制作，采用折線(xiàn)圖、箱型圖展示溶解氧的時(shí)空分布特征，揭示7大流域溶解氧的時(shí)空分布格局。在此基礎(chǔ)上，借助IBM SPSS Statistics21.0完成顯著性檢驗(yàn)和Pearson相關(guān)性系數(shù)計(jì)算。本文檢驗(yàn)取顯著性水平0.05和0.01，當(dāng)P＜0.05或0.01時(shí)，說(shuō)明通過(guò)了置信度為95%或99%的顯著性檢驗(yàn)。相關(guān)性系數(shù)R用于度量2個(gè)變量間相關(guān)程度的強(qiáng)弱，變化范圍為[-1，1]，R＜0代表溶解氧和影響因素之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，反之則為正相關(guān)關(guān)系（薛弘濤等，2023）。采用R語(yǔ)言（4.3.2版本）構(gòu)建lindeman-merenda-gold（LMG）模型（Gromping，2006；Shi et al，2021；薛鑫等，2023），對(duì)影響因素的相對(duì)重要性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，明晰各流域、不同時(shí)段影響溶解氧濃度的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。LMG模型的計(jì)算公式如下：

[L（xi）=1i！r（i）sR2[xi|si（r）]]" " " " " " " " " " " " " " ①

式中：L（xi）為自變量xi進(jìn)入模型后，所引起的R2增加量的平均值；r為序列，r=1，2，...i??；r（i）為自變量xi進(jìn)入模型的順序；si（r）為在r種排列中xi進(jìn)入模型前的自變量組合；sR2[xi|si（r）]為加入xi后所引起的R2增量平均值。該評(píng)價(jià)方法能較好地避免回歸變量的階次效應(yīng)，從而準(zhǔn)確給出各個(gè)因子的相對(duì)重要性度量。本文以水溫、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮、濁度、電導(dǎo)率、降雨量為自變量，以溶解氧為因變量，定量化評(píng)價(jià)各因子對(duì)溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)。

2" "結(jié)果與分析

2.1" "溶解氧分布特征

為探究廣東省地表水溶解氧濃度年內(nèi)變化規(guī)律，從月度、季節(jié)、水期[參考廣東省水利廳（2023）對(duì)水期的劃分標(biāo)準(zhǔn)，本研究中汛期為4—9月，非汛期為1—3月/10—12月]等3個(gè)時(shí)間尺度對(duì)7大流域的溶解氧進(jìn)行分析。由圖2可知，各流域逐月溶解氧濃度呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢(shì)，5—9月溶解氧濃度較低，1—2月和12月溶解氧濃度較高。季節(jié)分布上溶解氧濃度整體呈現(xiàn)春冬高、夏秋低的特點(diǎn)，夏、秋季溶解氧濃度差異不明顯，其他季節(jié)間溶解氧濃度差異顯著（圖3，Plt;0.01）。具體來(lái)看，各流域冬季溶解氧濃度最高，均值為7.71～8.67 mg/L。北江、西江、韓江流域秋季溶解氧濃度最低，均值為6.72～7.27 mg/L。珠三角、粵東諸河、粵西諸河流域夏季溶解氧濃度最低，均值為5.66～6.25 mg/L。東江流域夏季、秋季最低且較接近，均值為6.66～6.72 mg/L。水期分布上，各流域非汛期、汛期溶解氧濃度均呈顯著差異（Plt;0.01），且非汛期溶解氧濃度均高于汛期（圖4）。

從空間分布上看（圖3，圖4），廣東省地表水溶解氧濃度整體呈現(xiàn)北江（7.87±1.45）mg/Lgt;西江（7.8±1.06）mg/Lgt;韓江（7.34±1.17）mg/Lgt;東江（7.28±1.72）mg/Lgt;全省均值（7.14±1.68）mg/Lgt;粵西諸河（6.42±1.93）mg/Lgt;珠三角（6.82±1.79）mg/Lgt;粵東諸河（6.42±1.93）mg/L的規(guī)律。流域間兩兩顯著性分析（共21組）顯示，全年、汛期尺度有17組呈顯著性差異（Plt;0.05），非汛期有12組呈顯著性差異（Plt;0.05），說(shuō)明流域間溶解氧差異較顯著，且在汛期流域間溶解氧差異增大。

2.2" "其他要素分布特征

高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷濃度在粵東諸河、粵西諸河流域最高，總氮濃度在東江流域最高，濁度在珠三角流域最高，電導(dǎo)率在粵東諸河、粵西諸河、珠三角流域最高，水溫、降雨量在各流域的分布較為接近（圖5）。與全年相比，汛期水溫、濁度、降雨量、高錳酸鹽指數(shù)、總磷濃度上升，氨氮、總氮基本與全年均值持平，部分流域下降，電導(dǎo)率呈下降趨勢(shì)。

2.3" "溶解氧影響因素

2.3.1" "相關(guān)性分析" "溶解氧年均值與其他參數(shù)的相關(guān)分析結(jié)果見(jiàn)表1。各流域的溶解氧濃度與水溫均呈顯著負(fù)相關(guān)。除北江流域高錳酸鹽指數(shù)、總磷、濁度、降雨量，韓江流域總氮、濁度、降雨量，西江流域氨氮、總氮、濁度與溶解氧濃度沒(méi)有相關(guān)性外，其他流域溶解氧濃度與高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮、濁度、降雨量均呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)，表明不同類(lèi)型水體污染輸入差異是影響各流域溶解氧的關(guān)鍵因素。東江、韓江、西江流域溶解氧濃度與電導(dǎo)率呈顯著負(fù)相關(guān)，其他流域沒(méi)有相關(guān)性。

各流域汛期溶解氧濃度和其他參數(shù)的相關(guān)分析結(jié)果見(jiàn)表2。與全年相比，汛期各流域溶解氧濃度與水溫的相關(guān)性系數(shù)下降，與高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮、濁度、電導(dǎo)率、降雨量等指標(biāo)的相關(guān)性系數(shù)上升?？傮w來(lái)看，溶解氧濃度與8項(xiàng)參數(shù)均有一定相關(guān)性，且在不同時(shí)段相關(guān)性系數(shù)呈現(xiàn)差異化特征。

2.3.2" "LMG分析" "河流溶解氧的時(shí)空變化受到自然要素和人為活動(dòng)的綜合影響，但主要熱點(diǎn)地區(qū)低氧的發(fā)生幾乎都與人為引起的富營(yíng)養(yǎng)化有著密切聯(lián)系。因此，本研究主要聚焦污染輸入對(duì)溶解氧的影響，選擇直接影響溶解氧且相關(guān)性較強(qiáng)的8個(gè)參數(shù)進(jìn)行LMG分析（圖6）。從計(jì)算結(jié)果看，全年尺度上，北江、東江、韓江、西江流域水溫對(duì)溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)率超50%，是影響溶解氧濃度的主控因素。粵東諸河、粵西諸河、珠三角流域水溫及氮磷對(duì)溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)率較高。與全年相比，在汛期，水溫對(duì)各流域溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)率下降19%～54%，高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮等污染指標(biāo)對(duì)溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)率上升18%～41%，其中氮磷對(duì)各流域溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)率上升11%～33%。

3" "討論

3.1" "溶解氧空間差異影響因素

廣東省地表水溶解氧濃度整體呈現(xiàn)從西北內(nèi)陸向東南沿海逐漸降低的趨勢(shì)。北江、西江、韓江、東江流域溶解氧濃度變化在全年尺度上以水溫為主導(dǎo)，相對(duì)貢獻(xiàn)率大于50%（圖6）?；洊|諸河、粵西諸河、珠三角等東南沿海流域溶解氧受到水溫和污染要素的雙重調(diào)控影響，與水溫、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、氨氮和總氮呈負(fù)相關(guān)，降水量、濁度等參數(shù)對(duì)溶解氧也有一定的貢獻(xiàn)（表2）。水溫一方面調(diào)控著飽和溶解氧濃度，提高冬季溶解氧背景值，降低春夏季溶解氧背景值（溫婧等，2023），另一方面影響浮游生物的新陳代謝和生長(zhǎng)繁殖，從而耗氧速率增高（殷燕等，2014）。高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總氮反映了水體中各種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的耗氧降解過(guò)程（徐闖等，2022）。在本研究中，粵東諸河、粵西諸河及珠三角流域氮對(duì)溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)率較高，且在粵西諸河及珠三角流域，總氮相對(duì)貢獻(xiàn)率均高于氨氮（圖6）。下游河網(wǎng)區(qū)往往是氮濃度累積與轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵區(qū)（溫婧等，2023），受潮水頂托作用和閘壩密集分布影響，河口區(qū)污染物滯留在河口（含感潮段）和海灣內(nèi)，難以向外海排出，氨氮在局地滯留降解，耗氧過(guò)程更為顯著。粵西諸河、粵東諸河、珠三角流域總磷對(duì)溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)率均較大，這和福建河口區(qū)的研究結(jié)果類(lèi)似（楊艾琳等，2022）。磷是氧化-還原敏感參數(shù)，在不同溶解氧水平下沉積物中的磷呈現(xiàn)出不同的源匯特征（Kang et al，2018）。劉笑天等（2022）對(duì)近岸海域不同溶解氧條件下沉積物-水體系磷循環(huán)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在低氧狀態(tài)下（DO濃度lt;2 mg/L），沉積物對(duì)磷的保存能力降低。張恒等（2010）研究發(fā)現(xiàn)珠江口底層水體出現(xiàn)季節(jié)性缺氧，部分區(qū)域底層溶解氧低于2 mg/L，薛弘濤等（2023）研究發(fā)現(xiàn)深圳河流域深圳河口斷面夏季部分月份表層溶解氧均值低至2.35 mg/L，本研究中粵西諸河、粵東諸河、珠三角等3個(gè)流域溶解氧濃度處于全省較低水平，流域內(nèi)部分?jǐn)嗝嫒芙庋踉戮档陀? mg/L，可見(jiàn)在夏季、汛期等低氧易發(fā)時(shí)段，沿海流域溶解氧可降至較低水平，從而可能促進(jìn)沉積物中磷的釋放。另一方面，磷屬于顆?；钚晕镔|(zhì)，易與金屬顆粒結(jié)合，如陳婷等（2023）研究發(fā)現(xiàn)沉積物中羥基氧化鐵可以吸附磷酸鹽，在缺氧時(shí)逐漸轉(zhuǎn)換成硫化亞鐵并使磷酸鹽解吸，在水體擾動(dòng)下釋放至水體中從而參與耗氧。本研究中，3個(gè)流域總磷與濁度均呈顯著正相關(guān)（Plt;0.01），暗示在水體擾動(dòng)過(guò)程中，可能存在未監(jiān)測(cè)的還原性物質(zhì)隨磷酸鹽釋放至水體中，從而參與了耗氧過(guò)程，未來(lái)需要進(jìn)一步開(kāi)展研究。

廣東省地表水溶解氧濃度的空間分布特征與流域區(qū)位特點(diǎn)及污染排放格局有關(guān)。北江、西江、韓江位于廣東省上游區(qū)位，水資源充沛，人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用程度相對(duì)較小，高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷等指標(biāo)濃度處于全省較低水平，在全年尺度上溶解氧濃度變化以水溫為主導(dǎo)。東江流域河源段開(kāi)發(fā)利用程度較小，流經(jīng)惠州后人類(lèi)活動(dòng)增加，但總體來(lái)看，溶解氧在全年尺度上仍以水溫為主導(dǎo)?；洊|諸河、粵西諸河、珠三角等東南沿海流域位于廣東省下游區(qū)位，大量陸源顆粒物（含有機(jī)物與礦物顆粒）通過(guò)河流或沿岸排污口進(jìn)入該區(qū)域，同時(shí)區(qū)域內(nèi)人口密度高，社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)發(fā)達(dá)，污染排放壓力大，污染要素和水溫共同影響溶解氧濃度。樊艷翔等（2023）研究表明廣東省水體富營(yíng)養(yǎng)化整體呈現(xiàn)由東南沿海向西北內(nèi)陸水體富營(yíng)養(yǎng)化程度減輕的空間演變態(tài)勢(shì)，珠三角和粵東水體富營(yíng)養(yǎng)化較為嚴(yán)重，其次是粵西地區(qū)，與本研究中溶解氧濃度的空間分布特征有一定協(xié)同性。居民生活和農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖是東南沿海流域主要的污染來(lái)源，一方面，該區(qū)域人口密集，社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)發(fā)達(dá)，但污水收集處理效能不高，污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還有較大的提升空間（劉田原，2020；薛弘濤等，2023），粵東諸河流域治理短板更為突出，粵東相關(guān)地市生活污水集中收集率低于全省平均水平。另一方面，粵西諸河流域陽(yáng)江、湛江、茂名，粵東諸河流域汕尾、珠三角流域江門(mén)等區(qū)域畜禽養(yǎng)殖量大，養(yǎng)殖方式仍較為粗放，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)排查情況，糞污處理設(shè)施配備普遍不完善，養(yǎng)殖糞污無(wú)法得到有效處置，大部分散養(yǎng)、專(zhuān)業(yè)戶(hù)糞污直接排入魚(yú)塘，導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，進(jìn)而影響周邊水體水質(zhì)。曹佳霖等（2023）在對(duì)廣東省農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀及變化的多尺度評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)，粵西地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染程度最高，珠三角、粵東地區(qū)次之，粵北地區(qū)污染程度最低，與本研究結(jié)果一致。

3.2" "溶解氧年內(nèi)變化影響因素

廣東省地表水溶解氧濃度在年內(nèi)大體呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，5—9月溶解氧濃度較低，1—2月和12月溶解氧濃度較高，整體呈現(xiàn)冬春高、夏秋低，非汛期高、汛期低的特征，與珠江口、東江、深圳河等區(qū)域變化規(guī)律相近（徐闖等，2022；薛弘濤等，2023）。廣東省位于亞熱帶季風(fēng)區(qū)，雨熱同期特征明顯，春末夏初進(jìn)入汛期后，在降水沖刷作用下，流域地表污染物大量入河，水體耗氧物質(zhì)增加，同時(shí)水溫升高促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解，進(jìn)而影響河流水質(zhì)（薛弘濤等，2023）。本研究中，在汛期，水溫對(duì)溶解氧濃度的相對(duì)貢獻(xiàn)率下降，污染相關(guān)要素對(duì)溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)率上升，各流域溶解氧濃度均低于非汛期，與上述研究結(jié)論一致。

不同流域溶解氧低值時(shí)段有明顯差異，且在夏季及汛期，流域間的溶解氧濃度差距增大，這與各流域污染格局的年內(nèi)變化有關(guān)。在北江、西江、韓江等上游流域，隨著秋季汛期結(jié)束，流量開(kāi)始下降，水力停留時(shí)間延長(zhǎng)，水中營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)富集效應(yīng)，持續(xù)耗氧，造成秋季溶解氧濃度最低。在珠三角、粵東諸河、粵西諸河等下游流域，夏季溶解氧濃度最低，這種差異在福建省河流—河口溶解氧分布中也有發(fā)現(xiàn)（楊艾琳，2022），暗示下游流域的低氧問(wèn)題和本地污染輸入關(guān)系更為密切。廣東省沿海地區(qū)是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口最密集的區(qū)域，涉及珠三角、粵東諸河等流域的粵港澳大灣區(qū)已躋身世界第4大灣區(qū)（黃報(bào)遠(yuǎn)等，2020），總氮排放量顯著高于其他周邊城市，主要來(lái)源于居民生活、農(nóng)業(yè)種植和畜禽養(yǎng)殖污染，分散的污染水系在河口或海岸匯聚后，對(duì)下游河口區(qū)造成很大的污染排放壓力（董斯齊等，2021），在汛期面源沖刷污染進(jìn)一步加劇，加上夏季水溫升高促進(jìn)微生物耗氧過(guò)程，導(dǎo)致下游流域夏季溶解氧濃度普遍偏低。

隨著水污染防治攻堅(jiān)工作不斷深入，點(diǎn)源污染正逐步得到有效控制，由降雨徑流帶來(lái)的管網(wǎng)溢流型城鎮(zhèn)面源、農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題逐漸凸顯。祝明月等（2023）在珠三角深圳河流域發(fā)現(xiàn)降雨期間流域受污水溢流沖擊影響嚴(yán)重。余香英等（2023）在粵西潭水河流域發(fā)現(xiàn)降雨期間呈現(xiàn)出“指標(biāo)組團(tuán)式”污染特征，河流水質(zhì)明顯惡化。傅博（2020）在對(duì)珠三角四堡水庫(kù)非點(diǎn)源污染與健康評(píng)價(jià)研究中亦發(fā)現(xiàn)氮磷流失主要集中在汛期的4—9月，特別是集中在降水較大的月份，6—8月基本是流失高峰。從現(xiàn)場(chǎng)排查情況來(lái)看，廣東省污水系統(tǒng)以合流制為主，暗渠暗涵治理、片區(qū)雨污分流改造工程仍在起步階段，部分區(qū)域現(xiàn)有管網(wǎng)運(yùn)維不到位，雨季截污工程無(wú)法充分發(fā)揮減排效益，大量雨污直排入河，導(dǎo)致干流水質(zhì)快速惡化。農(nóng)業(yè)面源方面，糞污治理水平低，存在旱季“藏污納垢”，汛期“零存整取”情況，強(qiáng)降雨時(shí)高氮磷污水容易溢流進(jìn)入周邊水體，導(dǎo)致汛期降雨面源污染增加?？傮w來(lái)看，汛期面源污染已成為制約全省溶解氧進(jìn)一步改善的重要因素，需要以城市面源和農(nóng)業(yè)面源為抓手，深入推進(jìn)面源污染治理工作。

從總體上看，廣東省地表水溶解氧濃度整體呈現(xiàn)從西北內(nèi)陸向東南沿海逐漸降低的趨勢(shì)。全年尺度上，水溫是影響溶解氧時(shí)空變化的首要影響因子，汛期水溫對(duì)溶解氧的相對(duì)貢獻(xiàn)率下降，氨氮、總氮等污染要素的相對(duì)貢獻(xiàn)提升。廣東省地表水溶解氧濃度的年內(nèi)變化特征與我國(guó)地表水溶解氧濃度的變化趨勢(shì)較為一致，整體呈現(xiàn)冬季高、夏季低，非汛期高、汛期低的特征，但地表水溶解氧濃度總體低于遼河、淮河、松花江、黃河等北方流域，與西南諸河、浙閩片區(qū)等南方流域較為接近（李文攀等，2023），氣溫的區(qū)域性差異是導(dǎo)致廣東省地表水溶解氧濃度整體偏低的重要因素，在黃煒惠等（2021）研究中也有體現(xiàn)。從7大流域空間分布上看，珠三角、粵西諸河、粵東諸河等下游入海流域的溶解氧濃度普遍較低。與長(zhǎng)江口（孫毅等，2021）、遼河入河口（王繼龍等，2004）等典型沿海流域相比，人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、工業(yè)化、水動(dòng)力條件復(fù)雜是低氧發(fā)生的共性原因，低緯度、高溫度導(dǎo)致廣東沿海流域溶解氧濃度進(jìn)一步低于上述流域。我國(guó)現(xiàn)行的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002）溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值相對(duì)單一，除I類(lèi)水可采用溶解氧飽和率進(jìn)行評(píng)價(jià)外，主要采用溶解氧濃度對(duì)地表水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，未充分考慮地表水溶解氧濃度的區(qū)域性和季節(jié)性差異，有必要綜合考慮氣候、地理?xiàng)l件等因素對(duì)溶解氧的影響，制定差異化的溶解氧評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)水生態(tài)環(huán)境管理進(jìn)一步精細(xì)化、科學(xué)化。

參考文獻(xiàn)

曹佳霖， 胡茂川， 賀凱， 等， 2023. 廣東省農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀及變化的多尺度評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)， 39 （7）：924-933.

CAO J L， HU M C， HE K， et al， 2023. Multi-scale assessment of agricultural non-point source pollution loadings and its changing characteristics in Guangdong province[J]. Journal of Ecology and Rural Environment， 39（7）：924-933.

陳婷， 梁?jiǎn)⒈螅?王艷霞， 等， 2023. 沉積物—上覆水界面有效鐵濃度對(duì)內(nèi)源磷再移動(dòng)的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)研究， 36（10）：1937-1945.

CHEN T， LIANG Q B， WANG Y X， et al， 2023. Effect of DGT-labile Fe on endogenous phosphorus remobilization at the sediment-water interface[J]. Research of Environmental Sciences， 36（10）：1937-1945.

陳仲晗， 徐娟， 劉帥帥， 等， 2022. 城市感潮河流溶解氧收支及調(diào)控的模擬研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 42 （4）：204-213.

CHEN Z H， XU J， LIU S S， et al， 2022. Numerical analysis of dissolved oxygen budgets and hypoxia mitigation strategies for an urban tidal river[J]. Acta Scientiae Circumstantiae， 42 （4）：204-213.

董斯齊， 黃翀， 2021. 粵港澳大灣區(qū)陸源氮污染來(lái)源結(jié)構(gòu)與空間分布[J]. 環(huán)境科學(xué)， 42 （11）： 5384-5393.

DONG S Q， HUANG C， 2021. Land-based nitrogen pollution source structure and spatial distribution in Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area[J]. Environmental Science， 42 （11）： 5384-5393.

樊思琦， 劉子洲， 翟方國(guó)， 等， 2023. 煙臺(tái)—威海北部海洋牧場(chǎng)底層溶解氧濃度的季節(jié)變化研究[J]. 海洋與湖沼， 54（4）：1000-1014.

FAN S Q， LIU Z Z， ZHAI F G， et al， 2023. Seasonal variation of dissolved oxygen concentration in bottom water of marine ranches north of Yantai-Weihai[J]. Oceanologia et limnologia sinica， 54（4）：1000-1014.

樊艷翔， 雷社平， 解建倉(cāng)， 2023. 廣東省河流水體富營(yíng)養(yǎng)化綜合評(píng)價(jià)及分異特征：基于博弈論組合賦權(quán)法與VIKOR模型[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)， 32（10）：1811-1821.

FAN Y X， LEI S P， Xie J C， 2023. Comprehensive evaluation and differentiation characteristics of eutrophication in river waters of Guangdong Province： based on game theory combined empowerment method and VIKOR model[J]. Ecology and Environmental Sciences， 32（10）：1811-1821.

傅博， 2020. 江門(mén)市四堡水庫(kù)非點(diǎn)源污染與健康評(píng)價(jià)研究[D]. 廣州：華南理工大學(xué).

廣東省水利廳， 2023. 2022年廣東省水資源公報(bào)[N]. 南方日?qǐng)?bào)， 2023-05-31（A08）.

黃報(bào)遠(yuǎn)， 盧顯妍， 陳桐生， 等， 2020. 粵港澳大灣區(qū)協(xié)同推進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境高水平保護(hù)的對(duì)策研究[J]. 環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展， 45（3）：86-89.

HUANG B Y， LU X Y， CHEN T S， et al， 2020. Study on the Countermeasures of promoting the high-quality development of economy and high level protection of ecological environment in Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area[J]. Environment and Sustainable Development， 45（3）：86-89.

黃煒惠， 馬春子， 李文攀， 等， 2021. 我國(guó)地表水溶解氧時(shí)空變化及其對(duì)全球變暖的響應(yīng)[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 41（5）：1970-1980.

HUANG W H， MA C Z， LI W P， et al， 2021. Spatial-temporal variations of dissolved oxygen and their response to global warming in China[J]. Acta Scientiae Circumstantiae， 41（5）：1970-1980.

李文攀， 張亞捷， 譚偉， 等， 2023. 我國(guó)地表水溶解氧現(xiàn)狀及其標(biāo)準(zhǔn)研究[J]. 環(huán)境保護(hù)， 51（15）：46-51.

LI W P， ZHANG Y J， TAN W， et al， 2023. Status of dissolved oxygen in surface water in China and related standard research[J]. Environmental Protection， 51（15）：46-51.

劉田原， 2020. 粵港澳大灣區(qū)水污染治理研究：現(xiàn)實(shí)困境、域外經(jīng)驗(yàn)及修補(bǔ)路徑[J]. 治理現(xiàn)代化研究， 36（5）：87-96.

LIU T Y， 2020. Research on water pollution control in Guangdong-Hong Kong-Macau Greater Bay Area：Realistic dilemma，extraterritorial experience and repair path[J]. Governance Modernization Studies， 36（5）：87-96.

劉笑天， 劉軍， 王以斌， 等， 2022. 不同溶解氧條件下沉積物-水體系磷循環(huán)[J]. 環(huán)境科學(xué)， 43（12）：5571-5584.

LIU X T， LIU J， WANG Y B， et al， 2022. Phosphorus cycling in a sediment-water system controlled by different dissolved oxygen levels of overlying water[J]. Environmental Science， 43（12）：5571-5584.

羅仿， 葉豐， 黃超， 等， 2022. 珠江口季節(jié)性低氧區(qū)柱狀沉積物中氧化還原敏感元素的分布及其環(huán)境指示意義[J].地球化學(xué)， 51（4）：377-388.

LUO F， YE F， HUANG C， et al， 2022. Distribution of redox sensitive elements in a sediment core from the seasonal low-oxygen zone of the Pearl River Estuary and its paleo-environmental implications[J]. Geochimica， 51（4）：377-388.

孫毅， 呂方輝， 陳釗， 等， 2021. 長(zhǎng)江口鄰近海域溶解氧的時(shí)空分布及影響因素研究[J]. 海洋科學(xué)， 45（12）：86-96.

SUN Y， LYU F H， CHEN Z， et al， 2021. Spatial-temporal distribution and dynamics of dissolved oxygen in an adjacent area of the Changjiang Estuary[J]. Marine Sciences， 45（12）：86-96.

田盼， 宋林旭， 紀(jì)道斌， 等， 2022. 三峽庫(kù)區(qū)神農(nóng)溪不同時(shí)期溶解氧與葉綠素a垂向分布特征[J].水生態(tài)學(xué)雜志， 43（2）：1-8.

TIAN P， SONG L X， JI D B， et al， 2022. Vertical distributions of dissolved oxygen and chlorophyll-a in Shennong River above Three Gorges Reservoir at low and high Water Levels[J]. Journal of Hydroecology， 43（2）：1-8.

汪佳佳， 馬香娟， 鄭亨， 等， 2024. 地表水體溶解氧異常機(jī)理及修復(fù)調(diào)控研究進(jìn)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 35（2）：523-532.

WANG J J， MA X J， ZHENG H， et al， 2024. Review on mechanism and remediation strategies of dissolved oxygen abnormal in surface water[J]. Chinese Journal of Applied Ecology， 35（2）：523-532.

王繼龍， 2004. 遼河口水質(zhì)調(diào)查及低氧區(qū)形成機(jī)理研究[D]. 北京：北京化工大學(xué).

溫婧， 黃邦杰， 黃志偉， 等， 2023. 感潮河流氮行為對(duì)溶解氧虧損的限定影響[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)， 43（8）：4003-4012.

WEN J， HUANG B J， HUANG Z W， et al， 2023. Constraint of nitrogen behavior on dissolved oxygen deficit in the tidal river[J]. China Environmental Science， 43（8）：4003-4012.

夏威， 張萌， 周慜，等， 2023. 大型深水湖庫(kù)溶解氧時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)因素：以江西仙女湖為例[J]. 湖泊科學(xué)， 35（3）：874-885.

XIA W， ZHANG M， ZHOU M， et al， 2023. Spatio-temporal dynamics of dissolved oxygen and its influencing factors in Lake Xiannv Jiangxi， China[J]. Journal of Lake Sciences， 35（3）：874-885.

徐闖， 劉廣州， 陳曉宏， 2022. 珠江流域東江（東莞段）溶解氧時(shí)空變化及其影響因素[J]. 湖泊科學(xué)， 34（5）：1540-1549.

XU C， LIU G Z， CHEN X H， 2022. Spatiotemporal variations and influencing factors of river dissolved oxygen in Dongguan section of Dongjiang River， Pearl River Basin[J]. Journal of Lake Sciences， 34（5）：1540-1549.

薛弘濤， 余香英， 陳曉丹，等， 2023. 深圳河口溶解氧變化規(guī)律及其影響因素研究[J]. 環(huán)境生態(tài)學(xué)， 5（11）：88-94.

XUE H T， YU X Y， CHEN X D， et al， 2023. Research on the variation of dissolved oxygen and its influencing factors in Shenzhen River Estuary[J]. Environmental Ecology， 5（11）：88-94.

薛鑫， 陳鎮(zhèn)， 鄔雙雙， 等， 2024. 氣象條件對(duì)珠三角秋季地表臭氧年變化及趨勢(shì)的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)， 45（7）：3808-3814.

XUE X， CHEN Z， WU S S， et al， 2024. Meteorological influences on annual variation and trend of autumn surface ozone in the Pearl River Delta[J]. Environmental Science， 45（7）：3808-3814.

楊艾琳， 楊芳， 李少斌，等， 2022. 福建省流域-近海溶解氧時(shí)空格局與低氧調(diào)控機(jī)制[J]. 環(huán)境科學(xué)， 43（11）：4950-4960.

YANG A L， YANG F， LI S B， et al， 2022. Spatiotemporal characteristics of dissolved oxygen and control mechanism of hypoxia （low oxygen） in the watershed-coastal system in Fujian Province[J]. Environmental Science， 43（11）：4950-4960.

殷燕， 吳志旭， 劉明亮， 等， 2014. 千島湖溶解氧的動(dòng)態(tài)分布特征及其影響因素分析[J]. 環(huán)境科學(xué)， 35（7）：2539-2546.

YIN Y， WU Z X， LIU M L， et al， 2014. Dynamic distributions of dissolved oxygen in lake Qiandaohu and its environmental influence factors[J]. Environmental Science， 35（7）：2539-2546.

余香英， 王剛， 鄒富楨， 等， 2023. 基于逐4 h尺度的粵西典型流域降雨徑流污染特征分析[J]. 環(huán)境污染與防治， 45（7）：910-916，922.

YU X Y， WANG G， ZOU F Z， et al， 2023. Pollutant characteristics of rainfall runoff in a typical basin in Western Guangdong based on a 4h time step resolution[J]. Environmental Pollution and Control， 45（7）：910-916，922.

張恒， 李適宇， 2010. 夏季珠江口溶解氧垂向輸運(yùn)數(shù)值模擬研究[J]. 海洋學(xué)報(bào)， 32（1）：34-46.

ZHANG H， LI S Y， 2010. Numerical study on the vertical transport of dissolved oxygen in the Zhujiang （Pearl） River Estuary in summer[J]. Acta Oceanologica Sinica， 32（1）：34-46.

鄭永林， 王海燕， 秦倩倩， 等， 2021. 三峽庫(kù)區(qū)筍溪河流域水質(zhì)評(píng)價(jià)及其空間差異[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志， 42（4）：1-9.

ZHENG Y L， WANG H Y， QIN Q Q， et al， 2021. Assessment and spatial variation of water quality in the Sunxi River Basin in the Three Gorges Reservoir Area[J]. Journal of Hydroecology， 42（4）：1-9.

祝明月， 許澤婷， 余香英， 2024. 深圳河口總磷變化規(guī)律及其影響因素研究[J]. 環(huán)境保護(hù)科學(xué)， 50（5）：93-100.

ZHU M Y， XU Z T， YU X Y， 2024. Study on the variation of total phosphorus and its influencing factors in Shenzhen Estuary[J]. Environmental Protection Science， 50（5）：93-100.

CHI L， SONG X， YUAN Y， et al， 2017. Distribution and key influential factors of dissolved oxygen off the Changjiang River Estuary （CRE） and its adjacent waters in China[J]. Marine Pollution Bulletin， 125（1/2）：440-450.

GR?MPING U， 2006. Relative importance for Linear Regression in R： the Package relaimpo[J]. Journal of Statistical Software， 17（1）：1-27.

JANE S， HANSEN G， KRAEMER B， et al， 2021. Wide spread deoxygenation of temperate lakes[J]. Nature， 594：66-70.

KANG M X， PENG S， TIAN Y M， et al. 2018. Effects of dissolved oxygen and nutrient loading on phosphorus fluxes at the sediment-water interface in the Hai River Estuary， China[J]. Marine Pollution Bulletin， 130：132-139．

KANNEL P R， LEE S， LEE Y S， et al， 2007. Application of water quality indices and dissolved oxygen as indicators for river water classification and urban impact assessment[J]. Environmental Monitoring amp; Assessment， 132（1/2/3）：93-110.

LI W， FANG H， QIN G， et al， 2020. Concentration estimation of dissolved oxygen in Pearl River Basin using input variable selection and machine learning techniques[J]. Science of the Total Environment， 731（2）：139099.

SHI P J， CHEN Y Q， ZHANG G F， et al， 2021. Factors contributing to spatial-temporal variations of observed oxygen concentration over the Qinghai-Tibetan Plateau [J]. Scientific Reports， 11：17338.

TOMASO D J， NAJJAR R G， 2015. Long-term variations in the dissolved oxygen budget of an urbanized tidal river： The upper Delaware Estuary[J]. Journal of Geophysical Research Biogeosciences， 120（6）：1027-1045.

ZHANG H， LI S， 2010. Effects of physical and biochemical processes on the dissolved oxygen budget for the Pearl River Estuary during summer[J]. Journal of Marine Systems， 79（1/2）：65-88.

ZHI W， KLINGLER C， LIU J， et al， 2023. Widespread deoxygenation in warming rivers[J]. Nature Climate Change， 13：1105-1113.

（責(zé)任編輯" "熊美華）

Distribution and Influencing Factors of Dissolved Oxygen in Surface Water of the Seven Major River Basins of Guangdong Province

XU Zeting1，2， YU Xiangying1，2， XU Chuang1，2， XIONG Jinjing1，2， ZHU Mingyue1，2

（1. Guangdong Provincial Academy of Environmental Science， Guangzhou" "510045， P.R. China;

2. Guangdong-Hongkong-Macau Joint Laboratory of Collaborative Innovation for Environmental Quality， Guangzhou 510045， P.R. China）

Abstract：Dissolved oxygen （DO） is a key parameter for assessing water environment quality and ecosystem health， so investigating the spatiotemporal patterns and influencing factors of DO levels is important for managing the water environment. Based on 2022 surface water monitoring data for Guangdong Province， we analyzed the spatiotemporal pattern of DO in the seven major river basins at different time scales （month， season， and water year）. Pearson correlation and the Lindeman-Merenda-Gold （LMG） model were used to clarify the relationships between exogenous influencing factors and DO， as well as their relative influence on the DO in each river basin， both annually and during flood season. The distribution of DO concentrations in Guangdong Province was spatially and temporally heterogeneous. Spatially， the DO concentration gradually decreased from the northwest inland rivers to southeast coastal rivers. Temporally， the DO concentration was generally high in winter and low in summer， and high in the dry season and low in flood season. Due to abundant water resources and relatively low exploitation and utilization intensities， water temperature was the primary influencing factor on DO concentrations in the Beijiang， Xijiang and Hanjiang river basins throughout the year， with a cumulative relative contribution above 50%. Human activity intensity in the upper Dongjiang River basin was small， but increased after Huizhou， but the overall annual DO concentration was affected by water temperature. Due to upstream pollution inputs and high pollution releases due to developed socio-economic activities， the DO concentrations in the river basins of eastern Guangdong， western Guangdong， and the Pearl River Delta are affected by both water temperature and pollutant inputs （permanganate index， ammonia nitrogen， total nitrogen， and total phosphorus）. During the flood season， the primary driving factor of DO concentration changed from water temperature to pollutant inputs. The relative contribution of water temperature decreased by 19%-54%， while the contribution of pollutants increased by 18%-41%. Overall， the DO concentration was clearly limited by non-point source pollution during the flood season， and the control of non-point source pollution during the flood season needs to be further strengthened.

Key words：dissolved oxygen （DO）; spatiotemporal patterns; Lindeman-Merenda-Gold model; seven major river basins in Guangdong Province

基金項(xiàng)目：廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2020B1111350001）；廣東省環(huán)保專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目（粵財(cái)預(yù)〔2024〕4號(hào)）；廣東省環(huán)境科學(xué)研究院科技創(chuàng)新項(xiàng)目（HKYKJ-202201）。

作者簡(jiǎn)介：許澤婷，1993年生，女，碩士，研究方向?yàn)樗h(huán)境、水生態(tài)。E-mail：aesxzting@126.com

通信作者：余香英，1984年生，女，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樗h(huán)境保護(hù)與管理。E-mail：tinyfishyxy@pku.org.cn