衡水湖藻類葉綠素a 動態變化分析及建議

吳孟璇 趙笑怡 王程怡 安 瑩 關紅強 蘆站根

（衡水學院生命科學系 河北 衡水 053000）

淡水藻類是反映水體環境質量的重要指標，有些藻類還是重要的指示生物。根據水體中藻類數量，可以了解水質現狀和變動趨勢，因此開展水質監測和水環境評價時都應開展藻類監測。藻類數量常用藻類生物密度(簡稱藻密度)來表示，也用葉綠素a 的含量來代替，所以可通過監測水體中的藻類葉綠素a 含量來間接地反映水體中的藻類數量(生物量)。

衡水湖是國家級自然保護區，屬于城市湖泊水體，流動性較差，水域面積較小，容易污染，水環境容量小，水體自凈能力較低[1]。但由于季節性氣候變化的影響，衡水湖的水質也隨之變化，因而要密切監測。湖泊中的浮游藻類是重要的初級生產者，通過研究其水體浮游藻類葉綠素a 含量的季節性動態變化，可了解衡水湖水質狀況、富營養化程度，從而及時預警，防止藍藻水華的發生。

1 研究方法

1.1 研究區域特征。衡水湖是華北平原第二大淡水湖，位于河北省衡水市內，占地120 km2，蓄水面積為75 km2，位于東經115°30'~115°40'，北緯37°33'~37°40'[2]。河北衡水湖國家級自然保護區屬暖溫帶大陸季風氣候區，四季分明，年平均氣溫13 ℃，年降雨量518.9 mm。

1.2 監測手段及方法

1.2.1 采樣時間及地點。本研究于2018 年7 月24日、8 月6 日、8 月15 日、8 月24 日、9 月7 日、9月17 日、9 月28 日、10 月9 日、10 月19 日、10 月29 日對衡水湖水樣進行樣品采集，共計采樣10 次。根據衡水湖的形態，結合采樣的實際情況，共設置了10 個位點，基本覆蓋了衡水湖的不同生境。其中1~9 號位點位于大湖，10 號位點位于小湖。北部湖區(1號位點、2 號位點、5 號位點、6 號位點)、中部湖區(3 號位點、4 號位點)、南部湖區(7 號位點、8 號位點、9 號位點)和小湖區(10 號位點)。

1.2.2 采樣方法。水樣為各采樣點50 cm 左右的上層水，用有機玻璃采水器采集后，分別倒入2 個1 L 廣口瓶中，其中一個立即加入9 ml 魯哥氏液，倒入水樣后輕輕晃動，對水樣中的藻類進行固定染色，另一個則不加魯哥氏液，迅速帶回實驗室進行測定。

1.2.3 測定方法。藻類葉綠素a 測定方法[3]：分光光度法；藻密度：顯微鏡觀察法。

2 結果與分析

2.1 衡水湖藻類不同空間位點葉綠素a 含量及藻密度的變化。由圖1 可知，不同位點葉綠素a 變化較大，其中位點10 葉綠素a 含量最高，與其他位點差異顯著；位點1、2 含量較低，其他位點變化范圍在34.547~40.821 μg/L，差異不顯著。藻密度變化也有較大的差異，浮游植物數量較多，數量多在106~108/L，甚至有個別位點達到109/L，平均數量為2.239×108/L。位點5、6 藻密度最高，位點4、7、8 葉綠素a 和藻密度變化規律表現基本一致。

圖1 不同空間位點葉綠素a 及藻密度的變化

2.2 衡水湖藻類不同時間葉綠素a 含量及藻密度的變化。由圖2 可知，不同月份葉綠素a 含量變化很大，變化規律呈波浪形，但總體趨勢是逐漸上升，9 月17日最高，并且與其他月份差異顯著，9 月28 日降低了很多，但10 月9 日又出現回升，10 月份后隨著溫度的降低而逐漸下降，10 月29 日達到最低。藻密度變化趨勢也為波浪形，基本一致于葉綠素a，在同一時間8 月24 日二者均急劇上升，數值范圍107~108/L，9 月28 日達到最高，6.9×108/L，比葉綠素a 最高點推遲了10 d，10 月9 日時急劇下降，而后緩慢降低，10 月29 日達到最低。

圖2 不同時間藻類葉綠素a 含量及藻密度動態變化

3 結論與討論

從時間變化上看，隨著時間推移，葉綠素a 含量逐漸增大，這與總磷的變化趨勢是一致的，藍藻生長的制約因素主要是磷元素，當磷濃度合適時，加上合適的水溫(大于19 ℃)及高的pH 值，利于藍藻生長，而不利于其他藻類生長，9 月17 日10 個位點的葉綠素a 均遠遠超過其他時間，說明葉綠素a 含量基本達到了峰值。 《太湖水環境綜合治理總體方案》 認為，葉綠素a 含量超過40 μg/L 時藍藻即爆發，10 次測量數據基本接近甚至超過了40 μg/L，因此需要高度警惕藍藻暴發。

4 建議

夏季處于藍藻爆發高峰期，水體極易富營養化，為了降低富營養化水平給出以下建議：

4.1 嚴禁生活及工業污水排入衡水湖中，防止水中氮、磷等無機物含量增加，使藻類爆發式增長；對衡水湖加強監測及入湖河道管理[4]。

4.2 在湖中種植一些維管植物，這些植物可以與藻類形成競爭關系，抑制藻類的生長；或者將陸生植物栽于生物浮床上，凈化水質。

4.3 藻類爆發式增長時，必要時使用藻類抑制劑，如夜間間歇性投氯或者用物理辦法過濾藻類。

4.4 發現水中有成片的植物死亡時，需要將其打撈出來，以免腐爛在水里，為藻類提供營養。

4.5 定期蓄水，將湖水稀釋，保持湖水清潔，及時檢測與防治。?