滇池叶绿素a的时空变化及水体磷对藻类生长的影响

１ 材料与方法
１．１ 研究位点及采样方法 滇池位于季风和日照强烈的云南省昆明地区， 是
国家重点治理的三大湖泊之 一 ， 湖 泊 面 积 大 约 ２９４ ｋｍ２， 平均水深 ５￣７ ｍ。属于半封闭的浅水湖泊， 营养 盐来源复杂。在滇池采用 ＧＰＳ 定位， 选择具有代表性 的 ５ 个位点， 分别是海埂（Ｎ２４°５４．８５７′，Ｅ１０２°３９．８３７′）， 斗南（Ｎ２４°５２．６６２′，Ｅ１０２°４５．２３７′），罗家村（Ｎ２４°４８．７９９′， Ｅ１０２°４１．７８９′），新 街（Ｎ２４°４６．１５７′，Ｅ１０２°４１．８６８′），昆 阳 （Ｎ２４°４３．５９９′，Ｅ１０２°３７．３６２′）， 进行定位采样。其中海 埂是城市污水的排放区， 人为活动强烈， 并且是藻类
因此， 在系统研究了滇池水体和沉积物磷时空变 化特征的基础上 ， ［１４、１５］ 本文通过对滇池 ５ 个位点水体 藻类生长的动态研究， 探讨了滇池水体不同区域、不 同时期、不同层次藻类生长的分布特征和时空变化规 律及其与滇池水体磷的关系， 进一步阐明滇池藻类爆 发机制， 为提高滇池富营养化治理成效提供依据。
农业环境科学学报 ２００８，２７（４）：１５５５－ １５６０ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｏ－Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ
滇池叶绿素 ａ 的时空变化及水体磷对藻类生长的影响
陈永川， 汤 利， 张德刚， 周 军， 李 杰
（ 云南农业大学资源与环境学院， 云南 昆明 ６５０２０１）
摘 要： 水体藻类生长的时空变化及其与磷的关系对研究水体富营养化十分重要。本研究采用 ＧＰＳ 定位， 对滇池海埂、斗南、罗家 村、新街、昆阳等 ５ 个代表性样点水体叶绿素 ａ 的含量进行了为期 １ 年的动态监测， 全面分析了不同区域、不同层次、不同时期滇池 水体中叶绿素 ａ 含量的时空动态变化特征及水体磷对藻类生长的影响。结果表明， 全湖水体叶绿素 ａ 含 量 的 平 均 浓 度 在 １２．３３～ ３９．２８ ｍｇ·Ｌ－１ 之间， 总体趋势以夏季和秋季较高， 冬季较低； 以表层、底层较高，中层较低。但不同位点变化高峰和趋势不同。滇池水 体不同层次叶绿素 ａ 的浓度变化范围是 ６．０４～７２．７０ ｍｇ·Ｌ－１， 不同区域水体叶绿素 ａ 平均含量 １ 年的变化范围是： 表层为 ７．００～７２．７０ ｍｇ·Ｌ－１， 中层为 ９．２０～６３．８９ ｍｇ·Ｌ－１， 底层为 ６．０４～５８．０６ ｍｇ·Ｌ－１。各区域水体叶绿素 ａ 的含量 以 海 埂 最 高 ， 全 年 在 １１．３４～７２．７０ ｍｇ·Ｌ－１ 间变化， 其次是昆阳， 罗家村、斗南较低。新街水体中叶绿素 ａ 的含量最低， 全年变化范围为 ６．０４～２８．０６ ｍｇ·Ｌ－１。滇池全湖水体总磷 与叶绿素 ａ 周年变化呈显著正相关； 滇池水体中藻类的生长与总磷、可溶性磷在空间变化上呈显著正相关。 关键词： 滇池； 水体； 叶绿素 ａ； 磷； 藻类生长； 时空变化 中图分类号： Ｘ５２４ 文献标识码： Ａ 文章编号： １６７２－ ２０４３（２００８）０４－ １５５５－ ０６
Ｔｈｅ Ｓｐａｔｉａｌ ａｎｄ Ｔｅｍｐｏｒ ａｌ Ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ Ｃｈｌｏｒ ｏｐｈｙｌｌ ａ Ｃｏｎｃｅｎｔｒ ａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ Ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｕｓ ｉｎ Ｌａｋｅ Ｄｉａｎｃｈｉ
ＣＨＥＮ Ｙｏｎｇ－ ｃｈｕａｎ ， ＴＡＮＧ Ｌｉ ， ＺＨＡＮＧ Ｄｅ－ ｇａｎｇ， ＺＨＯＵ Ｊｕｎ， ＬＩ Ｊｉｅ （ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｙｕｎｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０２０１， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ （Ｐ） ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ａｌｇａｅ ｇｒｏｗｔｈ， ｃａｕｓｉｎｇ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌａｋｅ Ｄｉａｎｃｈｉ． Ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｐ ｏｎ ａｌｇａｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ａｎｄ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｇａｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ Ｐ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌａｋｅ Ｄｉａｎｃｈｉ， ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｃｈｌｏｒｏ－ ｐｈｙｌｌ ａ （Ｃｈｌ ａ） ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ， ｔｏｔａｌ Ｐ ａｎｄ ｓｏｌｕｂｌｅ Ｐ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｄｅｐｔｈｓ ｉｎ ｆｉｖｅ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｓｉｔｅｓ ｏｆ Ｌａｋｅ Ｄｉａｎｃｈｉ， Ｈａｉｇｅｎｇ， Ｄｏｕｎａｎ， Ｌｕｏｊｉａｃｕｎ， Ｘｉｎｊｉｅ， ａｎｄ Ｋｕｎｙａｎｇ ｆｒｏｍ Ｍａｙ ２００３ ｔｏ Ｍａｙ ２００４ ｗｅｒｅ ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ， ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｃｏｎｃｅｎ－ ｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｌ ａ ｉｎ Ｌａｋｅ Ｄｉａｎｃｈｉ ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ １２．３３ ｔｏ ３９．２８ ｍｇ·Ｌ－１ ｗｉｔｈ ａ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｈｉｇｈｅｒ ｉｎ ｓｕｍｍｅｒ ａｎｄ ａｕｔｕｍｎ， ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ｉｎ ｗｉｎｔｅｒ． Ｂｕｔ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｆｉｖｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅｓ． Ｔｈｅ Ｃｈｌ ａ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌｓ ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ ６．０４ ｔｏ ７２．７０ ｍｇ·Ｌ－１ ｗｉｔｈ ａ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｈｉｇｈｅｒ ｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｂｏｔｔｏｍ ｌａｙｅｒｓ， ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｌａｙｅｒ． Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ａｎｎｕａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃｈｌ ａ ｃｏｎ－ ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｖｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅｓ ｗｅｒｅ ７．００￣７２．７０， ９．２０￣６３．８９ ａｎｄ ６．０４￣５８．０６ ｍｇ·Ｌ－１， ｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ， ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ ｂｏｔｔｏｍ ｌａｙｅｒｓ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ－ ｌｙ． Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｔｉｍｅ ｏｆ ａｌｇａｅ ｇｒｏｗｔｈ， ｔｈｅ Ｃｈｌ ａ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｌａｙｅｒ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈａｔ ｉｎ ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ ｂｏｔｔｏｍ ｌａｙｅｒｓ， ｂｕｔ ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃｈｌ ａ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｄｅｐｔｈｓ ｈａｄ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ． Ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅｓ， ｔｈｅ Ｃｈｌ ａ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｉｎ Ｈａｉｇｅｎｇ， ａｖｅｒａｇｉｎｇ ３１．８１ ｍｇ·Ｌ－１ （ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ １１．３４ ｔｏ ７２．７０ ｍｇ·Ｌ－１）， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ Ｌｕｏｊｉａｃｕｎ， Ｋｕｎｙａｎｇ， Ｄｏｕｎａｎ， ａｎｄ Ｘｉｎｊｉｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ Ｃｈｌ ａ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ２０．９０， ２０．８５， １９．４５ ａｎｄ １７．１５ ｍｇ·Ｌ－１， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ Ｃｈｌ ａ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ｘｉｎｊｉｅ ｗａｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｗｉｔｈ ａｎ ａｖｅｒａｇｅ ｏｆ ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ６．０４ ｔｏ ２８．０６ ｍｇ·Ｌ－１． Ｔｈｅ Ｃｈｌ ａ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｏｔａｌ Ｐ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｌａｋｅ Ｄｉｎａｃｈｉ， ａｎｄ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｏｔａｌ Ｐ ａｎｄ ｓｏｌｕｂｌｅ Ｐ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｓｐａｔｉａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： Ｌａｋｅ Ｄｉａｎｃｈｉ； ｗａｔｅｒ； ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ａ； ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ； ａｌｇａｅ ｇｒｏｗｔｈ； ｓｐａｔｉａｌ ａｎｄ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｄｙｎａｍｉｃｓ
目前有关湖泊藻类的分布、季节性变化及水体磷 对藻类生长的影响国外已有研究报道 。 ［２、３］ 我国在西 湖、太湖、北海湾等湖泊对叶绿素 ａ 的动态变化， 藻类 的状况及初级生产力也有较多的试验研究［４￣６］， 但有关 滇池叶绿素 ａ 的时空变化的研究却很少。 目前虽有 李原对滇池微囊藻、束丝藻属两种蓝藻数量的时空变 化调查报道， 但没有涉及滇池营养来源对藻类生长的 影响， 且滇池蓝藻的种类就有 ２０ 种， 绿藻的种类就有 ３８ 种， 还有 硅 藻 、甲 藻 等 ， ［７￣９］ 不 同 的 藻 受 季 节 的 影 响 不同， 而且滇池的营养盐来源环境条件复杂， 因此仅 通过微囊藻等少数藻类的变化很难反映滇池的富营
发生的重灾区； 斗南是花卉蔬菜主产区； 罗家村为滇 池中部，平均水深 ７ ｍ，人为活动较少， 远离污染源； 昆 阳是磷矿生产区 ， 研究位点分布如图 １。
从 ２００３ 年 ５ 月至 ２００４ 年 ５ 月进行 １ 年的定位 采样， 每月采样 １ 次。采用有机玻璃采水器采取水样， 为了了解不同水体层次磷的迁移转化特征及不同层 次藻类生长的分布特征规律，每个位点按水深分表层 （ 距离水表面 ５ ｃｍ） 、中 层（ 水 深 的 一 半） 、底 层（ 距 离 沉 积 物－ 水 界 面） ３ 层 水 样 采 集， 每 样 品 ３ 次 重 复 。 １．２ 分析方法 １．２．１ 叶绿素 ａ 的测定
１．２．２ 水体总磷、水溶性磷的测定 总磷：采用过硫酸钾氧化－ 钼酸铵分光光度法； 水
溶性磷： 水样过 ０．４５ μｍ 的微孔滤膜， 氯化亚锡还原－ 钼酸铵分光光度法［１］ 。