2014-2018年太湖梅梁湖和東太湖水質變化特征分析

代倩子，張 坤，徐 彬

(太湖流域水文水資源監測中心，江蘇 無錫 214024)

太湖是流域內最大的湖泊，也是流域洪水和水資源調蓄中心，西部山丘區來水匯入太湖后，經太湖調蓄，從東部流出。太湖平均水深1.9 m，是典型的淺水湖泊，湖泊水面面積2 338 km2，分為9個湖灣，各湖區水生態環境狀況差異較大，其中東太湖、西部沿岸區等湖區為典型的草型湖區，其他湖區基本為藻型湖區[1]。

2007年無錫供水危機發生后，流域各省市人民政府加強了流域環境綜合治理。監測結果表明，近幾年太湖水質狀況總體呈改善趨勢[2,3]。一直以來，關于太湖水質變化特征相關研究更多的是關注整個太湖[4]，或者太湖的部分湖區[5,6]，針對不同生態類型湖區的變化比較研究較少。本文選取水生態環境類型差異較大的藻型湖區和草型湖區，對比分析其主要水質指標濃度變化特征及影響因子，期望為湖泊管理提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

梅梁湖是太湖北部的一個湖灣，南北長16 km，東西寬7～10 km，水面面積124 km2。梅梁湖是典型的藻型湖，2007年5月，太湖梅梁湖灣、貢湖灣藍藻大規模暴發，導致貢湖灣的南泉水廠原水惡臭，致使無錫市市區80%的居民無法正常飲用自來水，引發了城市供水危機，造成了較大的社會影響[1]。

東太湖是太湖東部的一個湖灣，水面面積172 km2，具有防洪、供水、水產養殖、生態保護等多種功能。東太湖是典型的草型湖，也是下游淀泖區、杭嘉湖東片以及上海市的主要水源[1]。

1.2 樣品采集與分析

2014年1月-2018年12月，每月10號左右對梅梁湖和東太湖的8個站點開展水質樣品采集工作，其中梅梁湖5個站點，東太湖3個站點。現場測定水溫、透明度、酸堿度和溶解氧，總磷的測定采用鉬酸銨分光光度法，總氮經過堿性過硫酸鉀消解后用紫外分光光度法測定，氨氮的測定采用納氏試劑比色法，高錳酸鹽指數測定采用酸性高錳酸鉀法[7]。

2 結果與分析

2.1 梅梁湖水質變化特征

2018年，梅梁湖的高錳酸鹽指數、氨氮、總磷和總氮濃度分別為5.34、0.10、0.085和1.52 mg/L。與2014年相比，4項主要水質指標濃度均有不同程度的降低。從圖1中可以看出，2014-2018年梅梁湖各主要水質指標的變化特征存在較為明顯的差異。高錳酸鹽指數和總磷濃度呈現先上升后下降趨勢，總氮濃度呈現下降趨勢，氨氮濃度呈現低位波動。

圖1 2014-2018年梅梁湖主要水質指標濃度變化

2.2 東太湖水質變化特征

2018年，東太湖的高錳酸鹽指數、氨氮、總磷和總氮濃度分別為3.73、0.05、0.052和1.14 mg/L。與2014年相比，除氨氮指標外，其他3項指標濃度均有不同程度的上升。從圖2中可以看出，各主要水質指標的變化特征也存在較為明顯的差異。高錳酸鹽指數、總磷和總氮濃度變化總體呈現上升趨勢，氨氮濃度呈現穩定的下降趨勢。

圖2 2014-2018年東太湖主要水質指標濃度變化

2.3 梅梁湖和東太湖水質變化特征對比

對比圖1(梅梁湖)和圖2(東太湖)可以看出，2014-2018年，東太湖的主要水質指標濃度均優于梅梁湖，反映出東太湖較好的水質狀況。但與2014年相比，梅梁湖的水質狀況明顯好轉，東太湖則有所變差。

現場調查結果表明，2018年梅梁湖的透明度為43.3 cm，高于2014年的38.8 cm，2014-2018年梅梁湖水體透明度總體呈上升趨勢。2018年東太湖的透明度為30.4 cm，明顯低于2014年的38.2 cm，2014-2018年東太湖水體透明度總體呈較為明顯的下降趨勢。相關性分析結果表明，東太湖總磷與水體透明度之間極顯著負相關(r=-0.86,p<0.01)。

圖3 2014-2018年梅梁湖和東太湖水體透明度變化對比

3 討 論

遙感解析結果顯示，2018年東太湖的沉水植物分布面積為34 km2，占水面面積的20%；而梅梁作為典型藻型湖區，無沉水植物分布。2014-2018年，東太湖的主要水質指標濃度均優于梅梁湖，反映出太湖草型湖區較好的水生態狀況。但通過對比也發現，東太湖和梅梁湖的水質差異在縮小。2014年東太湖的總磷濃度為0.037 mg/L，梅梁湖為0.086 mg/L；2018年東太湖的總磷濃度上升至0.052 mg/L，而梅梁湖總磷濃度基本保持不變。結合其他3項水質指標變化特征可以看出，東太湖水體質量呈惡化趨勢，梅梁湖水體質量呈改善趨勢，反映出近年來太湖藻型湖區和草型湖區水生態環境變化的差異性。

針對太湖沉水植物的調查結果表明，2007-2017年太湖沉水植物面積變化可分為兩個階段[8,9]。第一階段為2007-2014年，該階段沉水植物分布面積變化總體呈上升趨勢，最大值達到277 km2；第二階段為2015-2017年，該階段太湖沉水植物分布面積顯著降低，低于50 km2。2015年東太湖總磷濃度較2014年上升了22%。沉水植物在抑制淺水湖泊底泥再懸浮方面具有極其重要的作用[10,11]，一直以來，太湖沉水植物主要分布在東太湖和胥湖等太湖東部水域，2015年太湖沉水植物分布面積明顯降低，較2014年降低了約5倍，這可能是導致該水域總磷濃度明顯上升的一個重要原因。由于沉水植物減少后，短期內很難恢復至原有水平，從而導致2015年至今東太湖的總磷濃度均處于高位波動。另外，2016年太湖流域發生特大洪水，大量的污染負荷進入太湖，同時近幾年太湖的藍藻水華強度處于較高水平，一定程度上也促進了底泥中磷的釋放[12,13]，也會導致東太湖總磷濃度上升。

一般認為，總磷是指示湖泊富營養化的關鍵指標[14,15]。東太湖的總磷濃度與水體透明度顯著負相關，結合太湖沉水植物分布面積變化特征，認為現階段加強太湖沉水植物保護，盡快恢復太湖沉水植物分布面積至2014年水平，是改善東太湖水質狀況的重要途徑。