邵伯湖各生態(tài)功能分區(qū)水質(zhì)及浮游藻類變化趨勢探討

劉 平 吳小偉 王永東

邵伯湖各生態(tài)功能分區(qū)水質(zhì)及浮游藻類變化趨勢探討

劉 平 吳小偉 王永東

邵伯湖不僅是入江水道的重要調(diào)蓄湖泊，也是揚州市重要的備用水源，更是揚州市水生態(tài)文明建設(shè)關(guān)注的重要水域。根據(jù)《江蘇省地表水（環(huán)境）功能區(qū)劃》，邵伯湖整個水域?qū)儆谌虢郎鄄{(diào)水保護區(qū)，起于高郵湖控制線，止于揚州市萬福閘，2020年水質(zhì)目標(biāo)為Ⅱ類。本文通過分析2011～2015年邵伯湖水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)以及2013～2015年間邵伯湖浮游藻類狀況，探討邵伯湖各生態(tài)功能分區(qū)水生態(tài)狀況及變化趨勢，為保護湖泊水環(huán)境和飲水安全提供科學(xué)依據(jù)。

一、分析評價范圍

依據(jù)邵伯湖生態(tài)服務(wù)功能的保護對象、保護方式和利用途徑等，將邵伯湖劃分為3個生態(tài)功能分區(qū)，分別為核心區(qū)、緩沖區(qū)和開發(fā)利用區(qū)。

二、材料與方法

1.監(jiān)測站點及頻次

理化指標(biāo)監(jiān)測斷面共4個，其中核心區(qū)站點1個，緩沖區(qū)站點2個，開發(fā)控制利用區(qū)1個。公道、送橋、陶莊為省管湖庫監(jiān)測站點，監(jiān)測頻次為每季度監(jiān)測1次，全年共計監(jiān)測12個站次；六閘站點監(jiān)測頻次各為16次/年。浮游藻類監(jiān)測斷面與理化指標(biāo)監(jiān)測斷面一致，并同步進行取樣，各監(jiān)測站點均為每季度監(jiān)測1次。邵伯湖監(jiān)測站點見表1。

2.評價項目

水質(zhì)類別評價項目：pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、揮發(fā)酚、氰化物、砷、銅、鉛、鋅、鎘、汞、六價鉻、氟化物、總磷、總氮共18項。

營養(yǎng)化狀態(tài)評價項目：高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、透明度、葉綠素a共5項。

水生態(tài)項目：浮游藻類。

3.評價標(biāo)準(zhǔn)及分析方法

評價標(biāo)準(zhǔn)：《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）。

評價方法：《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》（SL395-2007）。

浮游藻類多樣性分析用香農(nóng)—威納（Shannon-Wiener index）多樣性指數(shù)H'和Pielou均勻度指數(shù)J。

Shannon-Wiener index指數(shù)：

其中：Pi=Ni/N

Pielou均勻度指數(shù)：

J=H'/log2S

式中：Ni為站位中第i種的個數(shù)；N為站位中浮游植物總個數(shù)；S為站位中浮游植物總種數(shù)；Pi為站位中第i種的比例。

三、結(jié)果與討論

1.水質(zhì)理化指標(biāo)分析

（1）水質(zhì)變化趨勢

根據(jù)邵伯湖2011～2015年水質(zhì)監(jiān)測資料，選取總磷、總氮等主要超標(biāo)項目，分析全湖區(qū)和各生態(tài)功能分區(qū)水質(zhì)濃度年際變化趨勢。具體如下：

1）全湖區(qū)

2011～2015年，總磷濃度總體呈先升后降的變化趨勢，2012年濃度達到最高，其水質(zhì)類別2012年為Ⅴ類，2013年為Ⅳ類，2011年、2014年、2015年均為Ⅲ類；總氮濃度總體呈下降趨勢，2011年濃度較高，水質(zhì)類別為Ⅴ類，其余各年較為穩(wěn)定，水質(zhì)類別2012年、2013年為Ⅳ類，2014年、2015年為Ⅲ類。全湖區(qū)主要超標(biāo)項目濃度變化見圖1。

2）核心區(qū)

2011～2015年，總磷濃度總體呈先升后降的變化趨勢，2012年濃度達到最高，2012年水質(zhì)類別為Ⅴ類，2013年為Ⅳ類，2011年、2014年、2015年均為Ⅲ類；總氮濃度總體呈下降趨勢，2011年濃度較高，水質(zhì)類別為Ⅴ類，其余各年較為穩(wěn)定，除2013年為Ⅳ類，其余年份都達到Ⅲ類。核心區(qū)主要超標(biāo)項目濃度變化見圖2。

3）緩沖區(qū)

2011～2015年，總磷濃度總體呈先升后降的變化趨勢，2012年濃度達到最高，2011～2013年、2015年水質(zhì)類別均為Ⅳ類，2014年為Ⅲ類；總氮濃度總體呈下降趨勢，2011年濃度較高，水質(zhì)類別由Ⅴ類逐步改善為Ⅳ類。緩沖區(qū)主要超標(biāo)項目濃度變化見圖3。

4）開發(fā)控制利用區(qū)

2011～2015年，總磷濃度在波動中漸趨平穩(wěn)，水質(zhì)類別2011年、2014年、2015年均為Ⅲ類，2012年、2013年均為Ⅳ類；總氮濃度除2011年較高，水質(zhì)類別為Ⅴ類，其余各年較為穩(wěn)定，水質(zhì)均達到Ⅲ類。開發(fā)控制利用區(qū)主要超標(biāo)項目濃度變化見圖4。

圖1 2011～2015年全湖區(qū)主要超標(biāo)項目濃度變化圖

圖2 2011～2015年核心區(qū)主要超標(biāo)項目濃度變化圖

圖3 2011～2015年緩沖區(qū)主要超標(biāo)項目濃度變化圖

圖4 2011～2015年開發(fā)控制利用區(qū)主要超標(biāo)項目濃度變化圖

（2）富營養(yǎng)化趨勢

分析全湖區(qū)和各生態(tài)功能分區(qū)營養(yǎng)化指數(shù)年際變化趨勢，全湖及各生態(tài)功能分區(qū)營養(yǎng)化指數(shù)介于51.9～58.6之間，總體呈下降趨勢，但2015年略有上升。營養(yǎng)狀態(tài)2011～2015年均為輕度富營養(yǎng)。全湖及各生態(tài)功能分區(qū)營養(yǎng)化指數(shù)變化趨勢見圖5。

2.水生態(tài)指標(biāo)分析

（1）浮游藻類評價

2013～2015年邵伯湖浮游藻類的種屬構(gòu)成年際變化不大，均為8門61屬，2013年為 136種，2014年為133種，2015年為136種。浮游藻類藻細胞密度在8月最多，2月、5月和11月變化趨勢平穩(wěn)。浮游藻類群落不僅總體數(shù)量有季節(jié)差異，而且各個門類的數(shù)量也隨季節(jié)變動。邵伯湖浮游植物數(shù)量2015年年度變化情況見圖6。

2015年邵伯湖總藻細胞密度在5.00×106cells/L～6.03×106cells/L之間，8月份最高，5月份最低。2月綠藻密度最高，為2.05×106cells/L，占總藻密度的44.5%；硅藻次之，為1.31× 106cells/L，占總藻密度的28.5%；其余為隱藻、裸藻、金藻、藍藻和甲藻。5月綠藻密度最高，為2.50×106cells/L，占總藻密度的50.0%；硅藻次之，為1.62× 106cells/L，占總藻密度的32.5%；其余為藍藻、裸藻和隱藻。8月綠藻密度最高，為2.35×106cells/L，占總藻密度的39.0%；藍藻次之，為1.66× 106cells/L，占總藻密度的27.5%；硅藻為1.15×106cells/L，占總藻密度的20.0%；其余為裸藻、隱藻、甲藻、黃藻和金藻。11月綠藻密度最高，為2.03× 106cells/L，占總藻密度的39.0%；硅藻次之，為1.66×106cells/L，占總藻密度的 32.0%；隱藻為 1.09× 106cells/L，占總藻密度的21.0%；其余為藍藻和裸藻。

（2）浮游藻類多樣性分析

2013～2015年期間邵伯湖浮游藻類的香農(nóng)—威納多樣性指數(shù)（H'）和Pielou均勻度指數(shù)（J）變化趨勢平緩，多樣性指數(shù)均大于3.0，均勻度指數(shù)均大于0.7，表明群落種類組成的穩(wěn)定程度及其數(shù)量分布均勻程度較高。

四、結(jié)論

綜上，2011～2015年期間邵伯湖水質(zhì)主要超標(biāo)項目為總磷和總氮，各生態(tài)功能分區(qū)的總磷濃度在2012年均有所上升，2012年之后總體呈逐年下降趨勢，2015年漸趨平穩(wěn)；總氮濃度總體呈下降趨勢，2014～2015年間較為穩(wěn)定；全湖及各生態(tài)功能分區(qū)營養(yǎng)化指數(shù)總體呈下降趨勢，但2015年略有上升；浮游植物的種屬構(gòu)成年際變化不大，浮游藻類群落總體數(shù)量有季節(jié)差異，而且各個門類的數(shù)量也隨季節(jié)變動；浮游藻類群落種類組成的穩(wěn)定程度及其數(shù)量分布均勻程度較高■

圖5 2011～2015年全湖及各生態(tài)功能分區(qū)營養(yǎng)化指數(shù)變化圖

圖6 2015年邵伯湖浮游植物年度變化情況圖

（作者單位：江蘇省水文水資源勘測局揚州分局 225002）