杞麓湖水质参数及水体稳定同位素特征研究
近代以来杞麓湖流域气候变化与人类活动的湖泊沉积记录研究
近代以来杞麓湖流域气候变化与人类活动的湖泊沉积记录研究作者：杨磊常凤琴来源：《城市地理》2015年第09期摘要：本文通过杞麓湖湖心积物的粒度、磁化率、碳酸盐等多项环境代用指标的综合分析，探讨了近代以来杞麓湖地区气候环境变化特征，结果表明：①第一阶段降雨量大于蒸发量，湖泊水位高，人类活动干扰较小；②第二阶段湖泊流域气候变干，湖泊水位逐渐下降，人类活动影响开始加剧；③第三阶段人类活动对湖泊沉积环境的影响大幅度增加，湖泊水量减少，水位低气候变干旱。
总体来看，近代以来，杞麓湖湖区气候变得越来越干旱，湖泊环境恶化，富营养化严重。
关键词：近代以来；杞麓湖；粒度；磁化率；碳酸盐；气候环境1.研究区域概况杞麓湖位于云南省玉溪市通海县境内，海拔 1797m，积水面积水359km2，湖面东西长10.4km，南北平均宽3.5km，水域面积37.3km2，湖水容量 1.68亿m3，是云南省九大高淡湖泊之一。
杞麓湖流域属亚热带季风气候，年平均气15.6℃，年平均降水 881.0mm。
主要入湖河流为红旗河、里山大沟及大新河，出湖口无明河，为封闭型高原湖泊。
近年来，随着流域工农业发展及人口增加，通海县生活废污水和农业生产废污水大量排入杞麓湖，水体PH、高锰酸盐指数、总磷、总氮严重超标，属劣V类水质。
[1]2.样品的采集与实验方法在杞麓湖湖心（水深5.2m）上用重力采样器采得连续的柱状岩芯，长度53.5cm，在云南师范大学高原湖泊重点实验室按0.5cm间隔分样，样品装入塑料样品袋后密封待测。
本文选用了粒度、磁化率和碳酸盐作为气候的代用指标，对杞麓湖沉积物进行相关研究。
将在野外采集的1根岩芯 107个样品在室内自然风干，在高原湖泊生态与全球变化重点实验室对样品进行了各项实验分析。
3.实验结果（1）阶段A：52～30cm部分，碳酸盐含量是一个相对低值区，从整个剖面来看也是如此，平均含量为7.8%，而磁化率则为整个曲线的最高值，高频磁化率为150～300*10-8m3kg-1。
杞麓湖生态安全综合评估
面对人与自然矛盾冲突 的 日益加剧 ，“生态安 全 （ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｃｕｒｉｔｙ）” 逐渐 成为 生 态 学 和 可持 续 发展等领域研究的热点 。湖泊、水库是我 国最重要 的淡水 资 源之 一 ，对社会 经 济 的发展 起到 了不 可估 量 的作 用 。 目前 我 国已有 多个 大 中型 湖库 的生 态系 统发生退化 ，部分湖库不仅丧失了其作为饮用水源 的功 能 ，而且其 他 生态 服务 功能处 于 已经丧 失 或正 在丧失 的过程中，这不仅危及湖库生态系统 的安全 运行 ，同时威胁到流域民众的健康生存及经济的可 持 续发 展 。运用 科 ！学、可行 的定量 评估 方法 开展 实 证研究 ，对 于保 障我 国湖库 的生态安全 和促 进 区 （流 ） 域乃 至全 国 的可持 续 发 展 至关 重 要 … 。杞 麓 湖 生态 安全 综合 评估 是对 生态 系统 结构 和功 能变 化 引起的生态环境质量优劣程度及其变化进行 的定量 评估和预测 ，是实现可持续发展的重要手段 。其 内 涵包 括 两个 方 面 ：一是杞 麓湖 生态 系统 状况 与水 生 态结构 ，系统按照湖库演化规律 自然区域 可持续发展起到支撑作用 。本研究基于水生态健康 评估 、人类 活动 影 响评 估 、湖 库生 态 系统服 务功 能 评估 和 灾变评 估 的研究 成 果 ，筛 选 关键 指标 ，回答 杞麓 湖 生态 系统 是否 安全 的 问题 ，并甄别 关键 因素 和识别杞麓湖生态安全问题 的根源所在 ，为杞麓湖 流域 综合 治理 方案 提供 科学 依据 。 １ 杞 麓 湖生态 安 全综 合评估 模型 与 方法 １．１ 生态安全综合评估模型与评价方法
云南省杞麓湖保护条例
云南省杞麓湖保护条例【法规类别】环保综合规定【发文字号】云南省人民代表大会常务委员会公告第68号【发布部门】云南省人大(含常委会)【发布日期】2007.11.29【实施日期】2008.03.01【时效性】现行有效【效力级别】省级地方性法规【失效依据】云南省杞麓湖保护条例(2018修订)云南省杞麓湖保护条例（2007年11月29日云南省第十届人民代表大会常务委员会第三十二次会议通过2007年11月29日云南省人民代表大会常务委员会公告第68号公布自2008年3月1日起施行）第一条为了加强杞麓湖的保护和管理，防治水污染，根据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国水污染防治法》等有关法律、法规，结合杞麓湖实际，制定本条例。
第二条在杞麓湖保护范围内从事活动的单位和个人，应当遵守本条例。
第三条杞麓湖保护坚持科学规划、统一管理、综合防治、合理利用和可持续发展的原则。
第四条杞麓湖最高蓄水位为1797.65米（黄海高程，下同），最低蓄水位为1794.95米。
杞麓湖水质按照国家《地表水环境质量标准》（GB3838－2002）规定的Ⅲ类水标准保护。
第五条杞麓湖保护区分为一级保护区和二级保护区。
一级保护区为杞麓湖水体和最高蓄水位沿地表外延100米以内的范围。
二级保护区为除一级保护区以外的径流区。
一级保护区界线由通海县人民政府划定并设置标志。
第六条玉溪市人民政府对杞麓湖保护工作实施领导和监督管理。
通海县人民政府负责杞麓湖的保护和管理工作。
玉溪市、通海县人民政府有关部门，应当按照各自职责，做好杞麓湖的保护和污染防治工作。
沿湖各乡镇人民政府，负责本行政区域内杞麓湖保护工作，并应当指定专职人员维护入湖河道。
第七条玉溪市、通海县人民政府应当将杞麓湖保护纳入国民经济和社会发展规划，制定杞麓湖保护和利用规划，建立保护投入机制和生态保护补偿机制；将杞麓湖保护管理经费纳入财政预算。
第八条通海县人民政府及其有关部门应当加强对杞麓湖周边的秀山、落水洞、泄洪口、九龙池、龙泉寺、贝丘遗迹、二街湖水记实石等风景名胜地的环境保护工作。
杞麓湖——360百科
杞麓湖——360百科杞麓湖，在唐代时称为"海河"，后又称"通湖"。
位于云南省通海县境内。
以位于杞麓山(又名秀山)畔而得名。
因南距通海县成1.5公里，又名通海。
属南盘江水系。
杞麓湖属断层陷落湖，湖泊长轴呈东西向，湖水位1796.62米，湖面积36.73平方公里，湖岸线长度45公里，湖泊长度13.5公里，宽度平均2.72，最宽5.2公里，容积1.45亿立方米，汇水面积340.8平方公里。
杞麓湖是通海县较重要的水资源，杞麓湖流域是通海县社会经济发展的主体，是通海县生存发展的基础，通海人民把杞麓湖称为"母亲湖"。
位置境域杞麓湖，在唐代时称为"海河"，后又称"通湖"。
位于云南省通海县境内。
以位于杞麓山(又名秀山)畔而得名。
因南距通海县城1.5公里，又名通海。
属南盘江水系。
杞麓湖属断层陷落湖，湖泊长轴呈东西向，古杞麓湖占据了整个通海盆地，湖面高程达海拔2000米，经过漫长的历史演变，水位下降，湖面缩小，东南部罗家冲明出水口已变为陆地。
20世纪80年代开始，为防洪排涝和扩大耕地面积，几经放水，至1983年水位降到最低，为海拔1792.07米，湖内蓄水仅0.176亿立方米，湖泊面临干涸。
1985年以来，加强了管理和保护，湖水位开始回升。
湖水位1796.62米，湖面积36.73平方公里，湖岸线长度45公里，湖泊长度13.5公里，宽度平均2.72，最宽5.2公里，容积1.45亿立方米，汇水面积340.8平方公里。
水系构成杞麓湖周围有大小河溪8条，西岸长沙河最大，长24公里，其次为南岸的大新河，长11公里，其余均为10公里以下的季节性沟溪。
以坡面漫流汇入杞麓湖。
沿湖还有兴义岩子、兴龙潭、石毕大龙潭、甲宝井龙潭等36处泉水补给，水量不大，但较稳定。
杞麓湖没有明河出口，镇海岳家营的落水洞是杞麓湖唯一的排洪口，仅有伏流通过外泄。
云南九大高原湖泊环境现状
杞麓湖景观
（七）异龙湖
位于石屏县城以东两公里处，是云南省八 大高原淡水湖泊之一。异龙湖及湖畔，风 景名胜极多。岛上遍植花木，环境清幽，， 湖四周良田绵延，荷池飘香。大水城上的 海潮寺，小水城上的后乐亭以及来鹤亭、 白浪水月寺、龙港广胤寺、五爪山罗色庙， 湖北边的乾阳山等都是佳景，其中以来鹤 亭为最。一年四季，异龙湖上游人不绝， 全凭小船飞渡。这里有"第二西湖"之称，为 滇南的游览胜地之一。
龙河、捞渔河、梁王河...
滇池景观
（二）洱海
洱海位于云南省大理白族自治州的中部，湖体主要 在大理市，古称叶榆泽，又名昆明池，白语称 “耳稿”，意为下边的海子，因湖形似人洱海耳， 汉语遂称为洱海。海拔1966米，湖身北起洱源江 尾村，南到下关团山，古城大理如一只巨型蝴蝶 匍匐在海边至山脚的平坝上。湖水面积250多平 方公里，为云南第二大高原淡水湖，洱海虽没有 滇池大，但洱海平均水深11米，最大深度达21米， 蓄水量约30亿立方，相当于滇池的两倍，且湖水 透明度约4米，湖水呈绿色，也胜于遭受污染之苦 的滇池。
成了１３３公顷的沼泽地。
被称为“公共厕所”的滇池
一阵西南风扑来，几 百米以外就能闻到 臭味。滇池水呈墨 绿色，水面散发着 一股恶臭。大量暴 发的蓝藻随着湖水 翻滚着，水葫芦在 阳光下随湖水上下 跳荡，绿油油的一 大片——这就是现 在的滇池——一个 举世闻名却又被称 作“公共厕所”的 高原湖泊。
在一家省级印刷单位工作的孙师傅，1964年参加工作。 他告诉记者说，那时的滇池水非常清澈，可以直接饮用，当 时在通往滇池的大观河上有许多打鱼的渔民，煮饭时就用水 桶直接取水用。孙师傅那时酷爱到滇池钓鱼，他常用铝制饭 盒带上一盒冷饭，饿了就着滇池水吃饭，也不会闹肚子。对 滇池有着深厚感情的孙师傅说：“我们这代人可能看不到滇
杞麓湖水体藻量和透明度变化分析
表 ２ １９ ９７年 一２０ ０ １年杞 麓湖 ４项监测指标
根据多个学者的研究 ， 水体 中缺铁和镁会减弱藻 类的光合作用，降低藻类生长率，导致叶绿素含量减 少。近两年， 杞麓湖中叶绿素 ａ 呈下降趋势 ， 如下图
ｍ／ ３ ｇｍ
１ ９ 年 ９７
１９ 年 １ ９ 年 ９８ ９９
的藻类 ，各有最适宜的光照强度范围 ， 在此范围内 若光照强度过高或过低 ，藻类 的光合作用及细胞分 裂速度都会受到影响。光照强度增加光合作用及细 胞分裂速度加速 ，反之则受 到抑制。若光照强度超 出最高适宜范围 ，光合作用也会降低 ，以至受到抑 制 ，细 胞颜 色 变淡 ，生长 速度 转 慢 ，最 后 变为 白色 并死亡 。光强度过大 ，藻 体内叶绿素光解 而褪色 。 强光 对 藻 的伤 害作用 不全 由于光 强本 身 ，还 受 到 温 度 的影 响 ，在 低温 时 ，更 易受 到强 光 的伤 害 。例 如 在水 温 ７ ℃时 ，２０ 勒 克 司 光 强 ，藻 类 即褪 色 ，而 ００ 水 温在 ２ ℃时 ，要 在 ５０ 克 司下 ，藻类 才 褪 色 。 ５ ００勒 藻类 光 强 适 应 范 围 分 别 为 ：蓝 藻 ：７ ０ ０ ０～ １０ ０勒 克 司 ，硅 藻 ： １０ ８０ ００～７０ ０ ０勒 克 司 ，绿 藻 ： ３０ ０ ０～４ ０ 勒 克 司 。 ００ 最 适应 的 温 度 范 围 为 ：蓝 藻 ２ Ｏ～３ ℃ 、硅 藻 ５ ｌ Ｏ～２ ℃ 、绿 藻 ２ ～３ ℃ 。 ０ ５ ｏ ｐ Ｈ值 高 时藻 体吸 收量 增 加 ，低 时则 相 反 。 水体中氮 、磷 、钾含量 的变化 ，能直接影响藻 量 的变 化 。 有 机 物增 加 时藻类 对 自身 所 需 营养 物 质 的吸 收 也会 受 到抑 制 。
杞麓湖近年来水环境质量现状、成因及对策分析
收稿日期：２０１９－０３－２７杞麓湖近年来水环境质量现状、成因及对策分析李 雪（通海县环境监测站，云南玉溪６５２７００）摘 要：近年来，杞麓湖水质综合评价多为劣Ｖ类，水质状况多为中度污染，不能达到水体环境功能Ⅲ类要求，湖泊营养状态为中度富营养。
分析了水质现状成因，提出了治理对策。
关键词：水环境质量状况；成因分析；对策措施；杞麓湖；通海县中图分类号：Ｘ８２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３－９６５５（２０２０）０４－０００５－０６ 杞麓湖是通海县赖以生存的母亲湖。
蓄水量１ ６７６亿ｍ３，占通海县水资源总量的一半，湖周边聚集着全县９２ ９％的人口，灌溉着１４ ５万亩耕地，具有调节气候、生活用水、工业用水、农业灌溉、调蓄、防洪、航运、旅游、水产养殖等多种综合功能。
目前杞麓湖总耗水量中，农业用水约占４５ ８％，湖面蒸发约占４５ ０％，主要发挥了调节气候和农业灌溉的作用［６］。
调蓄、防洪、航运、旅游、水产养殖功能均受到不同程度的损害，生态服务功能退化。
１ 杞麓湖概况１ １ 湖泊形态与概况杞麓湖流域位于云南省中部，隶属玉溪市通海县。
流域为新月形断陷盆地，位于东经１０２°３３′４８″～１０２°５２′３６″，北纬２４°４′３６″～２４°１４′２″，北枕江川星云湖，南望曲江干流，西依玉溪大河（曲江上游段），东邻华宁龙洞河，属于珠江流域西江水系。
当湖面海拔为１７９６ｍ时，湖面面积为３７ ２６ｋｍ２，湖容积为１ ６７６亿ｍ３［２］。
１ ２ 杞麓湖流域主要河流情况杞麓湖流域内共有红旗河、中河、者湾河、大新河等１４条入湖河流，其中红旗河、中河、者湾河、大新河为入湖河流中最主要的４条河流，年均径流量为５９８５万ｍ３，占到流域年均径流量的７１％。
２ 数据来源与研究方法２ １ 数据来源多年来，为全面掌握杞麓湖水质状况及污染物主要来源，市县两级监测站分别在杞麓湖的湖管站、湖心、马家湾及沿湖７条主要入湖河道布设监测点位，开展水质监测。
杞麓湖水生态系统健康评估
仅危 及湖库 生态 系 统 的安全 运 行 ，同时 威胁 到 流 域
民众 的健康生存 及 经济 的可 持续 发展 Ｊ 。２ ０ ０ ７年 由
近２ ０多年 来杞 麓 湖水 质 Ｔ Ｎ、Ｔ Ｐ 、Ｃ Ｏ Ｄ 均 呈 波 动性 上升 趋 势 。其 中 ，Ｔ Ｎ在 ２ ０世 纪 ８ ０年代 末 期 处于 Ｖ类 水平 ，从 ２ ０世 纪 ９ ０年代初 至今 均 为 劣 Ｖ类 ；Ｔ Ｐ浓度 值 虽 有 一 定 的波 动 ，但 基 本 处 于 Ⅳ
１ ０ ０为 ８ ０～１ ０ ０ ） 、好 （ Ｅ Ｈ Ｃ Ｉ Ｘ １ ０ ０为 ６ ０～８ ０ ） 、中
社会经济的发展有着不可估量 的作用。 目前我 国已 有 多个大 中型湖 库 的生 态 系统 发生 退 化 ，部 分 湖 库 不仅 丧失 了其作 为 饮用 水源 的功能 ，而 且其 他 生 态
１ 杞 麓湖 水 生态健 康评 估方 法 在 对 湖 泊水 生 态 状 况 深入 调 查 研究 的基 础 上 ， 建 立湖 泊 生 态 系统 层 次 结 构 模 型 ，即评 价 指 标 体
类水平 ；Ｃ Ｏ Ｄ 基本处于Ⅳ类水平 ，但仍有少数 年 份处 于 Ｖ类 水 平 ，２ ０ １ ３年 Ｃ Ｏ Ｄ 已接 近 劣 Ｖ类 水
系 。在认 真 分 析杞麓 湖 水生 态环 境健 康 因素 的基础 上 ，选 取有 关 的 理化 指 标 、生态 指 标 共 ９项 指 标 ， 运用 熵权 法 对 １ ９ ９ ４ －２ ０ １ ３年 杞 麓 湖 水 生 态 系 统
杞麓湖 藻类 的群 落结 构 以蓝 、绿 藻 门中 的耐 污
期 已受到 明显 污染 ；２ ０ ０ １ －２ ０ １ ０年 ，水生 态 系统健 康综合 指数有所提 高 ，处 于 中等和好 之 间 ，水环 境状 态平 稳 ；２ ０ １ ０年 以后 ，由于 多年持 续干旱等原 因，水 生态 系统健康 综合指数 明显下 降，变为较差水 平。
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杞麓湖水质参数及水体稳定同位素特征研究湖泊对区域气候调节及地区社会经济发展发挥着至关重要的作用。
杞麓湖作为通海县的“母亲湖”,近年来在自然与人类活动的双重影响下,生态环境面临着诸多威胁。
基于此,本文首先利用2016年11月至2017年10月时段内对杞麓湖水质参数水温(Temp)、溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl-a)、p H及总磷(TP)、总氮(TN)的逐月监测,对湖泊生态环境状况和水质月际变化作进一步探讨。
同时,结合已有气象数据,利用杞麓湖流域各水体稳定氢氧同位素组成特征对湖泊水动力、水汽来源及季节变化进行研究,探讨各水质参数对湖水同位素的影响,通过对各水体稳定氢氧同位素的组成及季节变化特征分析,深入讨论分析流域水循环过程,进一步分析探讨杞麓湖水更换过程及周期。
本文主要的研究结论如下:(1)杞麓湖对流域气候环境有着显著的调节作用,维持流域气温较为恒定,同时减少极端天气对区域气候带来的影响。
湖水在不同深度热量分布较为均衡。
水温受风力作用及湖泊动力影响较大。
同时,温度是影响湖泊水循环、水生生物活动强度的控制因素。
(2)杞麓湖受流域人类活动的强烈影响,外源输入的影响成为引起湖泊水体理化性质(溶解氧、叶绿素a浓度、p H)的主要因素。
营养盐的输入引起的藻类活动的增强,以及污染物的排放与分解,使不同湖区水体酸碱度出现较明显的差异。
有机污染物的分解同时消耗了水体中的溶解氧,因而在湖滨处及入湖河流较为集中的西南部出现较低的溶解氧浓度及p H值,这一现象在雨季尤为明显。
不
同湖区营养盐的差异引起藻类空间分布的不同,在工农业排放较集中的东部、西南部湖区,水体叶绿素a浓度远高于其他湖区。
夏季水温及光照的增强、外源输入的增加、以及生物活性的加强,加重了不同湖区水体理化性质的空间差异性。
进而引起湖泊底质释放增加、水生物种结构单一化、水体自净能力下降等诸多环境问题。
(3)杞麓湖富营养化程度较高,监测时期内处于中度—重度富营养化状态,水体氮磷浓度全年处于较高水平。
磷是湖泊藻类生长繁殖的限制因子。
湖泊总磷浓度季节波动较大,夏季相较冬季总磷浓度增加了近40%,总氮季
节变化相对较小,夏季高于冬季。
湖滨化工业排放使湖泊氮磷含量(特别是总磷)大幅上升,农业排放对水体总氮影响较大,对总磷影响则相对较小。
流域河水、地下水营养盐浓度也很高,当地的水资源及水安全问题较为突出。
(4)湖水同位素组成随深度变化不明显,蒸发和河水补给的作用决定了湖泊水同位素的空间分布特征。
水温对表层湖水同位素分馏有一定的影响,对其空间分布的作用也存在,但整体影响不大。
其他水质参数与湖泊水同位素组成之间没有必然的联系,在空间分布变化上也没有明显的规律。
(5)杞麓湖无论是全年还是各季节湖水蒸发线方程的斜率、截距相较全球大气水线有着明显的偏离,湖水受到了长时期蒸发分馏作用的影响。
杞麓湖流域内河水、地下水的同位素组成相对湖水偏负,蒸发水线的偏离程度也小于湖水,地下水受到的非平衡分馏作用更弱一些。
海洋水汽是当地降水主要来源,入湖河流补给是湖泊水主要补给方式。
(6)根据雨季前后湖水同位素组成的差异,利用降水数据我们模拟得出湖水换水周期
短,仅为1.32年。
水体更新速度较快有助于通过入湖水体净化湖泊水,从而改善湖泊水质,但由于流域内其他水体(主要是河水)水污染、富营养化状态更加严峻,湖泊水体的更新并没有起到水质净化作用。
因此调节产业结构、倡导绿色经济对改善湖泊水质,促进经济环境友好型发展具有重要意义。