3.2 云贵高原湖区氮磷营养盐基准

更新于 2026年10月10日 版权声明
3.2 云贵高原湖区氮磷营养盐基准

云贵高原湖区大多数湖泊分布在断裂带或各大水系的分水岭地带。湖泊水深岸陡,入湖支流较多,出流仅有一条河道,换水周期长,污染物质容易累积,处于富营养化边缘,一旦营养物质超标将会加快湖区富营养化进程。湖区生态系统较脆弱,草型、草-藻共生型和藻型湖区的富营养化特征各异,氮、磷浓度的高低与水生生物生长存在正反馈机制,营养盐基准有一定变化范围有别于中东部湖区。地处低纬高原区,属印度洋季风气候区,年内干湿季节转换明显,降水主要受夏季风即西南季风控制,5~10月的降水量占全年降水量的80%以上,湖泊水位随降水量的季节变化而变化,外界环境要素对湖区富营养化影响很大

(1)营养盐基准指标体系建立

1988—2008年的云南省水质监测数据及课题组2008—2010年云贵湖区的实地调查数据,共计54个湖泊和水库。由于本湖区深水湖泊和浅水湖泊生态系统特征差异较大,按深水、浅水湖分类进行分析。

该湖区浅水湖泊的Chla与SD、TP、TN等具有显著的相关性,相关性系数分别为-0.544(p值均小于0.001)、0.325、0.241(p值均小于0.005)。该湖区深水湖泊的Chla与SD具有显著的相关性,相关性系数为-0.315(p值小于0.005),chla与TP、TN具有显著的相关性,相关性系数分别为0.325、0.241(p值均小于0.001和0.005)。

(2)云贵高原湖泊参照状态确定

采用参照湖泊法、湖泊群体分布法(总体和分水期)、三分法和回归分析法建立云贵湖区TP、TN、Chla和SD的参照状态。

①参照湖泊法

按照参照湖泊的综合评估方法和标准,共筛选出13个湖泊为参照湖泊,其中9个参照湖泊有历史监测数据。经Mann-Whitney U检验,参照湖泊和非参照湖泊在水生形态和物理化学参数方面总体上无明显差别(p>0.05),说明参照湖泊代表性良好;而参照湖泊与非参照湖泊的营养盐浓度具有显著差异(p<0.05)。满足营养盐基准制定要求。

根据OECD(1982)将湖泊TP浓度高于0.035mg/L的视为富营养状态,在参照湖泊数据库中剔除。选择频数分布的上25%点位对应的值为参照状态,即TP浓度为0.010 mg/L,TN浓度为0.175mg/L,Chla浓度为2.20mg/ m3,SD为5.5m(下25%点位)。

②群体分布法

云贵湖区数据库中全体湖泊和水库纳入统计,选择频数分布的下25%点位对应的值为参照状态,即TP浓度为0.010mg/L,TN浓度为0.37mg/L,Chla浓度为2.00mg/m3,SD为2.2m(上25%点位)。

③三分法

对TP、TN、Chla三项指标的所有监测数据分别进行排序,其中最好的三分之一数据的统计分析。选择频数分布的50%点位对应的值为参照状态,即TP浓度为0.010mg/L,TN浓度为0.21mg/L,Chla浓度为1.59 mg/m3。

④回归分析法

利用所有数据建立了利用TP、TN预测Chla浓度的3个经验模型:

lg(Chla)=0.789lg(TP)-0.205(https://www.daowen.com)

lg(Chla)=0.914lg(TN)-1.659

lg(Chla)=0.395lg(TP)+0.53lg(TN)-1.145

并将群体分布法得出的营养盐参照状态浓度(TP=0.010 mg/L,TN=0.20~0.37mg/L)代入计算,得到Chla浓度的参照状态值,三个模型的到叶绿素a的推断值分别为3.84mg/m3、2.78~4.88mg/m3、2.95~4.08 mg/m3。

利用各湖泊年均值数据建立了利用TP、TN预测Chla浓度的3个经验模型:

lg(Chla)=1.026lg(TP)-0.61

lg(Chla)=1.012lg(TN)-2.007

lg(Chla)=0.632lg(TP)+0.493lg(TN)-1.449

并将参照湖泊方法得出的营养盐参照状态浓度(TP=0.010 mg/L,TN=0.20~0.37mg/L)代入计算,得到Chla浓度参照状态值,2.6mg/m3、1.9mg/m3和2.0 mg/ m3。对比可知,根据各湖泊各年所有数据建立的经验模型推断出的Chla值高于根据年均值数据推断的值,后者与频数分布法得到的范围更为接近。

利用所有湖泊SD与Chla数据,分别建立了利用Chla浓度推测SD的经验模型:

lg(SD)=-0.558lg(Chla)+2.699(深水)

lg(SD)=-0.519lg(Chla)+2.626(浅水)

并将参照湖泊方法得出的Chla参照状态浓度(2.2 mg/ m3)和以上模型推断出的Chla浓度(2~4 mg/m3)代入计算,得到SD的参照状态值2.31~3.40m和2.06~2.95m。

当Chla为2mg/m3时,对应的SD为3.40m和2.95m;当Chla为4mg/ m3时,对应的SD为2.31 m和2.06 m。根据各湖泊各年所有数据建立的经验模型推断出的SD值略高于根据年均值数据推断的值,但是二者与群体分布法和三分法得到的范围是统一的。

(3)云贵高原湖泊营养盐基准确定

参照湖泊法、湖泊群体分布法、三分法及回归分析法等统计学方法,总磷具有较好的一致性,云贵湖区参照状态结果范围为:TP浓度0.010~0.13 mg/L,TN浓度0.17~0.37 mg/L,中值为2.1 mg/L;叶绿素a浓度1.59~4mg/m3,主要集中在2.2mg/m3左右;透明度2.1~5.5m,中值约为3.5 m。

综上,云贵湖区的营养盐基准的推荐值(范围)为:TP浓度0.010~0.013 mg/L,TN浓度0.17~0.20mg/L(有研究表明对于封闭型的湖泊、水库,当水体中的氮含量超过0.2mg/L,磷含量超过0.015mg/L时就会引起藻类暴发。[邓莎,环境因素对滇池外海中心沉积物磷释放的影响[D].昆明:昆明理工大学,2013.]),Chla浓度1.59~2.2mg/m3,SD=5.5m(深水湖泊)和2.2 m(浅水湖泊)。

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