东北地区富营养化水体藻类分布规律

摘要：在非冻期，水体中藻类在6月和8～9月出现峰值，属双峰型；结冻期，部分藻类悬浮在水体上层，随着结冰过程进入冰体，部分藻类在悬浮物的吸附沉降作用下沉淀到水体底层，导致了结冰初期冰层中和底泥－水界面水中藻类的浓度较高。底泥－水界面中藻类被底泥吸附，导致了结冻后期，底泥－水界面中藻类浓度较低；融冻期，随着温度增高，底泥释放作用逐渐增强，以及外源随冰雪融化进入湖水中，营养物质充沛，水体中藻类增长呈上升趋势。在天气最寒冷，湖中冰层最厚的1月份，上层冰中的藻类与叶绿素a的浓度较高，而在冰层厚度约有20cm的11月中旬，下层冰中的藻类和叶绿素a的浓度较高。此外，水体融化过程中，存在藻类首先被释放的现象。

关键词：藻类叶绿素a 冰封期分布特征

中图分类号：Q949.2 文献标识码： A 文章编号：

在我国东北地区湖泊分布较多，其湖水贮量占全国湖泊淡水总贮量的7.4%。在人类生活、娱乐以及美化环境等方面湖泊都发挥了巨大的作用。但是随着经济的快速发展和人口的不断增加，使大量的污染物质不断地流入湖泊，致使湖泊富营养化现象日趋严重。近几年来，东北地区湖泊污染严重，水华现象时有发生，已成为一种生态灾难，严重影响当地社会、经济的可持续发展[1]。

长春市地处中国松辽平原腹地，属大陆性半湿润气候，四季分明，

冬季寒冷降水少，一年之中有五个月水体温度低于6-7℃，在结冰期，冰层下水温在0-4℃之间。在我国东北方地区长春市是具有代表性的城市。南湖位于长春市区南部，是一个半封闭湖泊。湖水面积约0.85km2，最大水深6.6m，平均水深2.8m，平均水力学滞留时间280 天左右[1]。长春南湖原本湖水清澈，水质良好。自20世纪60年代末起，随着南湖周围城市的发展，大量的氮、磷营养盐排入南湖，南湖生态系统的结构和功能发生明显变化，如藻类异常增长，水质变差，多次出现水华及死鱼现象，湖底沉积速率增大，老化进程加快。长春市南湖是东北地区典型的富营养化水体[2]。

南湖水属于低矿化度HCO3·Cl-Ca（Ca·Mg）型水，水质基本稳定。全年磷分别在2-4月份和9-11月份出现两个峰值，在7月初出现全年最低值，浮游植物分别在6月初和8-9月份形成两个峰值。由于浮游植物的增长繁殖同时受到营养物质、水体温度和光照辐射的影响，其分布规律虽与营养物质一致，但其峰相对滞后[3]。凭着冬天的积蓄，水体中营养物质在2-4月份出现峰值，但是由于此时全天接受的平均辐射低于浮游植物生长所要达到的光补偿点，水体温度低，导致了水体中浮游植物的增长十分缓慢。进入5月份，平均辐射超出光补偿点，水体温度增高，因此浮游植物在春季形成第一个高峰[4]。之后由于营养限制，浮游植物生长下降，接着矿化作用增强，营养物质含量增高，又导致了藻类在秋季形成第二次高峰。随后进入10月份，在光照辐射和温度的限制下，浮游植物浓度呈下降趋势[5]。

为了更透切的了解冰封期污染物质在湖水中的变化过程，将冰封期划分为结冻期和融冻期。从湖面开始结冰到冰层达到最大厚度，这期间认为是结冻期；冰体从最厚到全部融化，这期间认为是融冻期[6]。

结冻期，水体中的藻类和叶绿素a浓度呈下降趋势，在1月份出现最低值。湖体在垂直方向上可分为冰体、冰-水界面、水体、水-泥界面四个层面，藻类在冰-水界面处出现最高值，在底泥-水界面水处出现最低值；而叶绿素a在垂向上呈下降趋势，可见结冻期藻类和叶绿素a在垂向分布上存在一定差异性。此外，由于漂浮在水体表面的浮游植物随着结冰过程进入冰体，导致了结冰初期冰体中浮游植物浓度远高于其在水体中的浓度，并且漂浮在水体表面的浮游植物的多少也决定着整个冰封期其在冰层中浓度的高低。与此同时，水体中有一部分浮游植物在悬浮物的吸附沉淀作用下沉淀到湖底，因此在结冰后期底泥－水界面水中的浮游植物浓度较高。

融冻期，藻类和叶绿素a的浓度开始增长，分布在南湖大桥区域的含量较高，分布在荷花池区域的含量较低。在湖体的垂直方向上，藻类与叶绿素a均呈上升趋势[7]。

通过对冰层的研究，了解到在天气最寒冷，湖中冰层最厚的1月份，上层冰中的藻类与叶绿素a的浓度要大于其在下层冰中的浓度。这是由于漂浮在上层水体中的藻类随着结冻过程进入了冰体，导致此时上层冰中藻类的浓度较高[8]。在冰层厚度约有20cm的11月份中旬，下层冰中的藻类和叶绿素a的浓度要高于其在上层冰中的浓度。这是由于在水面刚开始结冰时，表层水水质较好，藻类含量较少，而在表层水下部的湖水水质却较差，水中藻类的含量较高，所以11月份下层冰中藻类浓度较高。另外通过研究分析冰体的初融水和全融水，了解到，叶绿素a和藻类在初融水中的含量要大于其在全融水中的含量。初融水中，浮游植物首先释放到水体中[9]。

通过南方湖泊与北方湖泊的比较，了解到：全年南方湖泊中藻类

数量的均值较高；藻类变化多属于单峰性，或是拱桥型，而北方湖泊藻类变化属为双峰型；冬季，由于温度成为藻类生长的限制因子，湖泊中藻类含量普遍成下降趋势，但是相对北方湖泊，南方湖泊中藻类数量的均值较高[10]。

参考文献

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[2]卢文喜. 长春南湖水质成分的因子分析[J]. 世界地质,1999,18(3):61-65.

[3]李军,刘从强等. 太湖水体溶解营养盐(N、P、Si)的冬、夏二季变化特征

及其与富营养化的关系[J]. 地球与环境,2005.33(1):63-67.

[4]李文霞,冯海艳.水体富营养化与水体沉积物释放营养盐[J].地质通报,2006，

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[5]陈永川，汤利.沉积物-水体界面氮磷的迁移转化规律研究进展[J].云南

农业大学学报，2005，20（4）：527-533.

[6]高红杰，康春莉，张歌珊，等.间甲酚在冰相中分布和释放规律的室内模拟

研究[J].科学技术与工程，2008，8（10）：2731-2735.

[7]黄继国,彭祥捷,俞双,孟玉丽,傅鑫廷,刘大为.水体结冰期营养盐和叶绿素a

的分布特征[J].吉林大学学报,2008,46（6）：1231-1236.

[8]金相灿等.中国湖泊环境（第一册）[M]. 海洋出版社，1995.

[9]金相灿等.中国湖泊环境（第二册）[M]. 海洋出版社，1995.

[10]金相灿等.中国湖泊环境（第三册）[M]. 海洋出版社，1995.