冬季巢湖SPOM来源、空间变化及营养盐效应

第 35 卷　第 1 期环　境　科　学　研　究Vol.35，No.1 2022 年 1 月Research of Environmental Sciences Jan.，2022
冬季巢湖SPOM来源、空间变化及营养盐效应
王欣瑶1,2，钱沪玲1,2，宁成武1，黄　涛1,2*
1. 安徽大学资源与环境工程学院, 安徽合肥　230601
2. 安徽大学，湿地生态保护与修复安徽省重点实验室, 安徽合肥　230601
摘要：为研究枯水期巢湖水体悬浮颗粒物（SPM）营养元素组成及其潜在环境效应，分析了2020年1月巢湖18个采样点表层水体SPM含量、颗粒有机质（SPOM）含量及氮磷组成，并利用颗粒有机碳、氮同位素组成及C/N研究了冬季巢湖SPOM的来源及其空间变化. 结果表明，悬浮颗粒物总磷(PP)浓度为0.032~0.065 mg/L，平均值为0.049 mg/L；悬浮颗粒物无机磷(PIP)浓度为0.018~0.046 mg/L，平均值为0.032 mg/L，是PP的主要组分，二者浓度均呈西湖区>东湖区>中湖区的空间分布特征. 悬浮颗粒物总氮(PN)浓度为0.254~0.424 mg/L，平均值为0.342 mg/L，其中悬浮颗粒物有机氮(PON)占比较高，表明颗粒态氮以湖泊内源性有机来源为主. 巢湖表层水体SPOM的δ13C范围在−28.72‰~−26.68‰之间，δ15N为3.34‰~9.97‰，C/N为2.51±0.95，指示冬季枯水期水体SPOM主要来自内源水生生物碎屑，而陆源径流输入对湖泊颗粒物影响较小. 研究显示：冬季巢湖悬浮颗粒有机质主要来自湖泊内源，具有潜在的营养盐效应，污染控制需要相应的策略.
关键词：悬浮颗粒物(SPM)；有机质；稳定同位素分析；氮磷；巢湖
中图分类号：X524文章编号：1001-6929（2022）01-0089-09
文献标志码：A DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2021.10.03
Sources, Spatial Variation and the Nutrient Effects of Winter Suspended Particulate Organic Matter from a Shallow Eutrophic Lake Chaohu, China
WANG Xinyao1,2，QIAN Huling1,2，NING Chengwu1，HUANG Tao1,2*
1. School of Resources and Environmental Engineering, Anhui University, Hefei 230601, China
2. Anhui Province Key Laboratory of Wetland Ecosystem Protection and Restoration, Anhui University, Hefei 230601, China Abstract：In order to study the nutrient compositions and potential environmental effects of suspended particulate matter in Chaohu lake during low water period, sources and spatial variation of suspended particulate organic matter (SPOM) in January, 2020 were analyzed by measuring the mass of suspended particulate matter, nitrogen and phosphorus content, carbon and nitrogen isotope compositions of SPOM in this study. The results showed that the content of total particulate phosphorus (PP) and inorganic particulate phosphorus (PIP) were 0.032 - 0.065 and 0.018 - 0.046 mg/L, respectively. PIP was the main fraction of PP; they showed similar spatial distributions with highest in western lake, moderate in eastern and lowest in central. The content of total particulate nitrogen (PN) in suspended particulate matter ranged from 0.254 to 0.424 mg/L, with a large variation in spatial distributions. The δ13C and δ15N of suspended particulate matter ranged from −28.72‰ to −26.68‰ and
3.34‰ to 9.97‰, respectively, with the mean C/N ratio of 2.51±0.95. The stable carbon and nitrogen isotope compositions and C/N ratios indicated dominant autochthonous sources of algae and other aquatic organisms for suspended particulate organic matter in January, 2020, likely due to less water flow and runoff into the lake in winter time. This study indicated that the autochthonous organic matter was the main source for winter SPOM in Chaohu lake, and the SPOM contributed potentially to lake nutrients, and a corresponding strategy for pollution control should be considered.
Keywords：suspended particulate matter (SPM)；organic matter；stable isotope analysis；nitrogen and phosphorus；Chaohu Lake
收稿日期：2021-07-30 修订日期：2021-10-13
作者简介：王欣瑶(2000-)，女，安徽黄山人，3080009696@.
*责任作者，黄涛(1982-)，男，安徽长丰人，副教授，博士，主要从事环境生物地球化学与生态修复技术研究，huangt@
基金项目：安徽省高校自然科学研究重点项目(No.2019KJ0042)；安徽省重点研发计划项目(No.201904a07020071)；湿地生态保护与修复安徽省重点实验室开放基金(No.AKLWEPR-K-X-2019-02)
Supported by Science Research Project of Anhui Education Department，China (No.2019KJ0042)；Key Research and Development Program of Anhui Province，China (No.201904a07020071)；Open Project of Anhui Province Key Laboratory of Wetland Ecosystem Protection and Restoration，China (No. AKLWEPR-K-X-2019-02)
水体悬浮颗粒物(suspended particulate matter，SPM)具有易沉降、生物成分比重大的特点，是水体营养盐和污染物的重要载体，在很大程度上决定着污染物的迁移、转化及其归宿[1-2]，成为水环境研究中的重要介质. 不同季节、不同区域湖泊水体SPM的分布、形态、结构组成也不同，直接影响着对营养盐和污染物的吸附解吸和迁移输送过程.
悬浮颗粒有机质(suspended particulate organic matter, SPOM)是水体有机质的重要存在形式[3]，其主要包括外部输入的陆源有机质和内部自生源有机质，其中陆源有机质主要来自土壤、植物碎屑及人类活动，而自生源有机质主要来自水生藻类和细菌等的分泌物、排泄物及其残体分解产物[4-5]. SPOM可以通过被高营养级的生物摄取、矿化分解等途径进入再循环，影响水体碳氮迁移、转化过程[6]. 外源输入的碳、氮、磷等生源元素是颗粒态营养盐的主要来源之一[7]. 已有研究[8]发现，冬季水体悬浮颗粒态氮磷含量与叶绿素a含量呈正相关，表明内源水生植物对颗粒态氮磷具有重要贡献. 颗粒态氮被降解为NH4+-N 后，通过硝化作用最终转化为NO3−-N，颗粒态磷主要降解为PO43−-P，颗粒有机质可转化为溶解态有机质并重新被生物利用，为春夏季浮游生物的生长提供了充足的营养[9]. 因此，SPOM是溶解性营养盐的潜在重要来源，对湖泊富营养化的贡献不容忽视[10]. 开展SPOM来源和营养元素组成研究有助于理解湖泊营养盐的生物地球化学过程及其环境效应.
碳氮稳定同位素已成为解析水体SPOM来源的有效工具之一[11-12]. 基于同化方式和碳源的差异[13]，光合作用过程中碳具有显著的分馏效应，导致不同类型的植被碳同位素组成不尽相同；而氮同位素在食物链迁移过程中具有明显的分馏，并对不同来源的有机质具有指示作用[14]. 此外，陆生植物含有较多木质纤维，C/N通常大于20，而水生藻类的C/N在4~10之间，对天然水体颗粒有机质来源具有区分指示意义[14]. 但是，SPM吸附NH4+影响其C/N，因此，需要联合有机碳氮同位素组成和C/N，对SPOM的物源进行有效解析. 倪兆奎等[15]运用碳氮同位素技术揭示了洱海不同季节主要河流SPM中有机碳、氮的来源差异. Gu等[16]研究全球多个湖泊不同类型碳氮同位素分布模式的差异，发现陆源营养盐负荷显著. 王毛兰等[17]研究鄱阳湖及其入湖河流有机质碳氮同位素分布特征，揭示了不同时期入湖河流水体有机质组成的差异. 尽管已有较多相关研究，由于SPOM组成复杂、来源广泛、采样分析难度大，目前对湖泊水体SPOM 的来源与转化过程的整体认识仍有限[18].
巢湖是我国典型的富营养化浅水湖泊，对其水环境有机质的研究多集中在沉积物介质[19-20]，有关其SPOM的研究较少，张金流等[21]利用C/N单一指标讨论了巢湖悬浮颗粒碳的来源，而C/N很可能受到物理吸附的干扰. 相对于夏季陆源径流量大和蓝藻生产力高的特点，枯水期巢湖水体悬浮颗粒可能主要受内部自生源和沉积物再悬浮过程影响. 该研究采集了2020年1月冬季巢湖表层水体悬浮颗粒样品，分析了颗粒物含量、颗粒态氮磷浓度、有机质含量及空间分布，利用有机质碳氮同位素组成及C/N解析了SPOM来源，以期为了解巢湖内源营养物质分布乃至富营养化治理提供参考.
1 材料与方法
1.1研究区域概况
巢湖位于安徽省中部(117°16′54″E~117°51′46″E，31°25′28″N~31°43′28″N)，属长江下游左岸水系，东西长54.5 km，南北宽15.1 km，最大宽度21 km，湖岸线总长184.66 km，面积约780 km2，是我国典型的浅水型富营养化湖泊[22]. 巢湖地处北亚热带季风气候区，全年气候温和湿润，夏季盛行东南风，冬季盛行东北风. 巢湖流域河网密布，水系发达，共有七大水系33条河流，其中裕溪河为巢湖联通长江的唯一出湖通道，其余6条水系的河流分别从西、北、南方向汇入巢湖，年平均流量为59.2×108 m3[21]. 近年来，随着流域周边社会经济的快速发展，工农业及生活污水的排放，导致巢湖水体富营养化问题严重，已直接影响到人们正常的生产与生活.
1.2样品采集及预处理
于2020年1月3日在巢湖湖面布设18个采样点采集表层水样(见图1)，其中S1~S6定义为东湖区采样点，S7~S10定义为中湖区采样点，S11~S18定义为西湖区采样点. 采样当日天气阴转小雨，气温5~8 ℃，北风2级. 样品采集后立即运回实验室，用经450 ℃灼烧4 h并准确称量的GF/F (0.7 μm)玻璃纤维滤膜过滤100 mL水样；过滤后的玻璃纤维滤膜用锡纸包好置于冰箱中冷冻保存，试验前经冷冻干燥机(−55 ℃)冻干48 h，取出放在干燥器中备用.
1.3样品分析
1.3.1悬浮颗粒物浓度测定
将干燥器中的滤膜取出，在万分之一分析天平上称取质量，进行3次称量并取平均值，减去滤膜质量即为SPM浓度.
1.3.2悬浮颗粒氮磷浓度测定
90环　境　科　学　研　究第 35 卷
取定量滤膜于离心管中，加入20 mL 盐酸(0.1 mol/L)，振荡提取2 h ，离心后取上清液进行颗粒无机磷(PIP)浓度测定[23]
；颗粒态总氮(PN)、颗粒态总磷(PP)则分别用碱性过硫酸钾溶液、过硫酸钾溶液消解，使用双光束紫外可见分光光度计(TU-1901，北京普析通用仪器有限责任公司)比色测定PN 浓度，采用钼蓝比色法通过可见分光光度计(JH-08-10，上海菁华科技有限公司)测定PP 浓度. 颗粒态有机磷(POP)浓度为PP 与PIP 浓度之差.
1.3.3 悬浮颗粒有机碳、氮及其同位素比值测定
用于测定悬浮颗粒有机碳、氮同位素的滤膜先经0.1 mol/L 盐酸浸泡去除无机碳，去离子水反复清洗至中性，此过程中无机氮也被洗去，再放入干燥箱中50 ℃烘干. 利用元素分析仪-同位素质谱仪(Flash 2000HT-Mat 253, Thermo Fisher ，美国)测定样品的碳、氮同位素比值和颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)浓度；有机碳、氮同位素仪器分析精度分别为± 0.10‰、 ± 0.20‰；碳、氮含量仪器分析精度为± 0.10%.悬浮颗粒无机氮(PIN)浓度为PN 与PON 浓度之差.同位素组成采用国际通用的δ(‰)表示，并分别以PDB 和大气氮气为标准计算得出δ13
C 、δ15
N ，计算公式：
式中：δ为所测定样品的同位素组成，‰；R sample 为样品中的目标同位素比值；R standard 为PDB 和大气氮气中碳氮同位素比值.
1.3.4 数据分析
使用Excel 2010和Origin 10软件进行数据处理与图表绘制；使用SPSS 25.0软件进行Person 相关分析；在ArcMap 10.7.1软件中绘制采样图并利用反距离权重(IDW)插值法绘制SPM 、PP 、PN 浓度及PN/PP 的空间分布图.
2 结果与分析
2.1 悬浮颗粒物及其氮磷组分空间分布
2020年1月巢湖水体中SPM 浓度范围为22.00~47.57 mg/L ，平均值为30.52 mg/L ；其中采样点S12（孤山）、S18（湖滨）的SPM 浓度较高，分别为47.75和41.80 mg/L ，而靠近烔炀、花塘的S3、S9采样点的SPM 浓度较低，分别为22.80和22.00 mg/L. 从空间分布看，冬季巢湖SPM 浓度整体上呈西湖区>中湖区>东湖区的特征〔见图2(a)〕. PP 浓度变化范围为0.032~0.065 mg/L ，平均值为0.049 mg/L. 如图2(b)所
示，PP 浓度的空间分布差异较大，靠近合肥市的西北湖区与巢湖市的东北湖区水体PP 浓度较高，中湖区样点浓度最低. PN 浓度的变化范围为0.254~0.424mg/L ，平均值为0.342 mg/L ；西北湖区和东南湖区点位PN 浓度较高〔见图2(c)〕.
巢湖PIP 浓度为0.018~0.046 mg/L ，平均值为0.032mg/L ，变化程度略小于总磷. PIP/PP (浓度比，下同)可以反映水体SPM 中总磷的组分情况，PIP/PP 范围为40.68%~93.13%，平均值为66.90%，且PIP 浓度与PP 浓度呈显著正相关(R =0.607，P <0.01)(见表1)，表明无机磷是悬浮颗粒态总磷的主要成分. 如图3(a)所示，采样点S5(高林)与S14(塘西)PIP 的占比极高，均在90%左右. 不同采样点SPM 的PN 组分差异较大〔见图3(b)〕，PON 浓度范围在0.29~0.38 mg/L 之间，平均值为0.21 mg/L. PON/PN(浓度比，下同)的变化范围为28.40%~90.49%，西湖区采样点的PON 占比大于中、东部湖区. 冬季巢湖水体SPM 的PON/PN 值偏高，且PN 浓度与C/N 呈显著正相关(R =0.475，P <0.05)，表明PN 以有机氮组分为主，且与颗粒有机质联系紧密.
氮磷营养盐的比例对藻类的生长、生物量以及种群结构具有一定影响，PN/PP (浓度比，下同)被广泛用于指示营养盐组成结构[24]
. PN/PP 在空间上的分布差异较大〔见图2(d)〕，巢湖东部采样点S3的PN/PP 最低，而西部采样点S14的PN/PP 最高. 东西湖区PN/PP 平均值为7.30，中部湖区采样点SPM 的PN/PP 平均值为8.14，整体稍高于东西湖区.
2.2 悬浮颗粒有机质及其碳、氮同位素组成
巢湖水体POC 浓度在0.21~1.15 mg/L 之间，平均值为0.55 mg/L ；西湖区、东湖区及中部湖区POC 浓度平均值分别为0.63、0.56和0.45 mg/L ，整体呈西湖区>东湖区>中湖区的分布特征. 巢湖
SPOM 的C/N (POC/PON)为2.51±0.95，其空间变化与POC 浓度较为一致，POC 浓度与C/N 呈显著正相关(R =0.695，
图 1 研究区域及采样点分布
Fig.1 Study area and distribution of sampling sites
第 1 期王欣瑶等：冬季巢湖SPOM 来源、空间变化及营养盐效应91
P<0.01)，指示POM主要来自某个特定的源.
巢湖SPOM的δ13C范围为−28.72‰~−26.68‰，平均值为−27.64‰. 不同采样点SPOM的δ13C值相差较小，可能是由于冬季巢湖湖区的外源性输入较少，POC主要为内部来源. δ15N变化范围为3.34‰~9.97‰，平均值为6.91‰. 氮在水体中存在较为复杂的生物化学过程，包括固氮、同化、矿化、硝化、反硝化、物理化学作用(氨挥发)等，这些转化过程可引起不同程度的氮同位素分馏，因此研究区域水体SPM 的δ15N值跨度较大.
图 2 巢湖水体SPM及碳氮磷浓度的空间变化
Fig.2 Spatial variation of suspended particulate matter and its carbon, nitrogen and phosphorus content in Chaohu Lake
表 1 悬浮颗粒物碳氮磷组分间的相关系数
Table 1 Correlation coefficients among fractions of carbon, nitrogen and phosphorus in suspended particulate matter 项目PIP浓度PP浓度PN浓度PON浓度SPM浓度POC浓度C/N PIP浓度1
PP浓度0.607**
PN浓度0.1420.0871
PON浓度0.0790.2270.2821
SPM浓度0.1450.087−0.141−0.2701
POC浓度−0.051−0.1150.540*0.489*−0.2581 C/N−0.112−0.2720.475*−0.253−0.0420.695**1注：**表示在0.01级别（双尾）相关性显著；*表示在0.05级别（双尾）相关性显著.
92环　境　科　学　研　究第 35 卷
3 讨论
3.1 悬浮颗粒有机质来源
湖泊有机质主要包括2类来源：一是湖泊生态系统内部的水生生物和细菌等内源组分，二是通过河流输入的外部径流来源. 利用δ15
N 、δ13
C 及C/N 综合分析SPOM 来源，能提高有机质来源识别的准确性[25]
.通常水生植物含有较少的木质纤维素，其C/N 在4~10之间，浮游动物与浮游植物为6~13，藻类为3~8，而陆地高等植物C/N 一般大于20[14]
，陆源径流输入的有机质C/N 一般在10~12之间
[7,26]. 巢湖水体
SPOM 的C/N 为2.51±0.95，表明POC 主要为自生内源. 巢湖SPM 与表层沉积物碳氮磷组成均呈现“东西湖区高、中部湖区低”的特征(见图4)，指示该研究中SPM 也可能与沉积物再悬浮有关，在风浪扰动等外界条件变化的情况下，湖泊沉积物再次悬浮于水体中[28]
，导致水体POC 浓度增加，但这还需进一步研究证实.
有机碳同位素组成(δ13
C)能反映光合作用过程中碳的同化作用及其来源[29]
，同时还可以鉴别来自不
同植物类型的有机质源[14]. 一般认为，有机质δ13
C 含量较低的样品主要来自C3植物(δ13
C 范围为−30‰~−23‰，端元值为−27‰)、藻类(δ13C 范围为−30‰~−20‰，端元值为−25‰)、水生维管束植物(δ13
C 范围为−30‰~−16‰，端元值为−28.6‰)、浮游生物(δ13
C 范围为−42‰~−24‰，端元值为−30‰)等，而含量较高的样品来源于C4植物(δ13
C 范围为−17‰~−9‰)和生活污水(δ13
C 范围为−25.1‰~−23.6‰)[30]
. 氮同位素组成能指示水体POC 来源，如藻类的δ15
N 约为8‰[31]
，水生植物的δ15
N 值为6‰~11‰[32]
，陆源性土壤有机质δ15
N 为0‰~5‰[25]
，农业化肥δ15
N 为−7‰~5‰，工业废水和生活污水δ15
N 为7‰~25‰[33]
. 该研究中巢湖SPOM 的δ13
C 范围为−28.72‰~−26.68‰，与一般湖泊有机质的δ13
C 值接近(小于−25‰)[34]
，δ15
N 范围在3.34‰~9.97‰之间. 如图5所示，大部分采样点δ13
C 值、δ13
N 值及C/N 与藻类及水生植物相近，表明冬季POC 受到降水量减少和水生生物死亡
残体的影响，而水生藻类通常富含蛋白质、脂类和碳水化合物等有机化合物[35]
，这些有机物可通过分解而
图 3 巢湖悬浮颗粒物氮磷组分
Fig.3 Nitrogen and phosphorus fractions of suspended particulate matter in Chaohu Lake
注：TN 、TP 含量数据来自文献[19,27].
图 4 巢湖水体SPM 与表层沉积物碳氮磷组成的空间分布
Fig.4 Spatial distribution of carbon, nitrogen and phosphorus compositions in suspended particulate matter and surface
sediment in Chaohu Lake
第 1 期王欣瑶等：冬季巢湖SPOM 来源、空间变化及营养盐效应93
释放到水中，部分以POM 形式存在，成为巢湖冬季SPOM 的主要来源. 其次， 2020年1月巢湖藻密度
[36]
与POC 浓度具有相似的空间分布规律(见图6)，二者呈显著正相关(R =0.721，P <0.05)，进一步印证了冬季巢湖水体SPOM 主要来自藻类. 部分样点由于C/N 较低而落在区间外，可能与SPOM 的分解有关，因为SPOM 在分解的过程中脱碳富氮[37]
，C/N 随着有机质的逐步分解而降低；且细菌自身也是水体POC 的来源之一[31]
，如叶琳琳等[38]
研究显示，源于细菌的颗粒有机质的C/N 偏低. 综上，内源性藻类及水生植物对巢湖冬季POM 的贡献率较大，外源性输入对POM 的影响较小，主要原因为巢湖冬季降水量小，2020年1月降水量仅为35.9 mm ，通过雨水径流进入湖泊的陆源POM 很少.
注：藻密度数据来自文献[36].
图 6 巢湖POC 浓度与藻密度分布Fig.6 Distribution of suspended particulate organic
matter and the algae density in Chaohu Lake
3.2 悬浮颗粒有机质的氮磷营养盐效应
研究[7]
表明，颗粒有机碳(POC)、颗粒氮(PN)及颗粒磷(PP)是河流输送营养盐的主要形式之一. 同时，颗粒态与溶解态之间有较高关联性，有研究
[39]
表
明，颗粒态营养盐在降解过程中以溶解态形式大量释放，维持蓝藻的暴发性增长. 因此，SPM 具有潜在的营养盐效应，对湖泊的富营养化贡献不容忽视[22]
. 巢湖水体SPM 呈现西高东低的特征，这主要与藻类生物量空间分布相关. 巢湖西湖区富营养化水平高于东湖区，较高水平的营养盐为蓝藻生长提供了更适宜的条件. 阳振等
[40]
研究显示，巢湖1月西湖区蓝藻增长
率仍为正值，而中、东湖区藻类呈现负增长；史小丽等
[41]
对巢湖西湖底泥蓝藻生物量的研究发现，冬季底泥蓝藻生物量达到峰值，在风浪的频繁扰动下，底泥颗粒的再悬浮对蓝藻的垂直迁移有重要影响. 因此，巢湖西湖区更高的藻类生物量导致了较高的SPM 含量，这是藻类生长和底泥蓝藻再悬浮二者共同作用的结果. POC 浓度与SPM 浓度的空间分布较为一致，其中西湖区采样点S14、S15的POC 浓度稍高，这是因为西湖区水体营养盐浓度和藻类生物量更高[26]
，水体中较多的藻类残体导致该区域的POC 浓度偏高. 但冬季巢湖水体POC 的浓度整体偏低，一方面由于冬季温度较低，内源性藻类等水生生物受到抑制；另一方面，与巢湖冬季陆源性输入的减少有关.
巢湖冬季水体颗粒氮的主要成分PON 浓度呈西
高东低的空间分布特点，根据SPM 的δ15
N 、C/N 值，PON 主要来源于藻类等水生生物残体的分解，吕伟伟等[8]
在对太湖水体SPM 的研究中也发现冬季颗粒氮主要受到蓝藻分解的影响.
冬季巢湖悬浮颗粒磷
图 5 悬浮颗粒有机碳、氮同位素组成、C/N 及其来源指示
Fig.5 Carbon and nitrogen isotopic compositions, C/N and indication of sources of suspended
particulate matter
94环　境　科　学　研　究第 35 卷
PP 的浓度在东部出湖湖口处及西湖区域较高、中部较低(见图2)，并且PP 以PIP 为主要组分. 相关研究
[42]
表明，PP 主要来自于沉积物的再悬浮，并占到水体总磷的80%以上. 悬浮颗粒PP 浓度与表层沉积物在空间分布及组成上类似(见图4)，均以无机磷为主，指示沉积物再悬浮所释放的磷主要为PP. 由于西部入湖河流中南淝河、十五里河和塘西河等流经合肥市城区，大量氮磷营养盐经地表径流随河流汇入巢湖并沉积下来
[43-44]
，在风浪、生物干扰等作用下大量内源
磷以PP 的形式释放[45-46]
，导致西部湖区的PP 浓度偏
高. Yang 等
[22]
也指出，频繁的沉积物再悬浮显著增
加了巢湖水体PP 浓度，而水体中的生物、化学过程将SPM 中不稳定的无机磷转化为生物可利用性磷，促使水华的发生.
4 结论
a) 2020年1月巢湖SPOM 的C/N 为2.51±0.95，δ13C 和δ15
N 范围分别为−28.72‰~−26.68‰、3.34‰~9.97‰，指示湖泊内生藻类对冬季水体SPOM 的贡献较大，而陆源径流输入对湖泊颗粒物影响较小，不同季节巢湖污染控制需要相应的策略.
b)冬季巢湖悬浮颗粒碳、氮、磷浓度均呈西湖区>东湖区>中湖区的空间分布特征，与不同湖区富营养化水平相关.
c)冬季巢湖悬浮颗粒态氮以有机氮为主、颗粒态磷则以无机磷为主，主要来源于内生藻类以及可能的沉积物再悬浮，具有潜在的氮磷营养盐效应.
参考文献(References )：
POULIER G, LAUNAY M, BESCOND C, et bining flux
monitoring and data reconstruction to establish annual budgets of suspended particulate matter, mercury and PCB in the Rhone River from Lake Geneva to the Mediterranean Sea [J ].Science of the Total Environment ，2019，658：457-473.
［ 1 ］
张莉，史玲珑，王圣瑞，等. 洱海悬浮颗粒物时空分布特征及其
环境学意义[J ]. 环境科学研究，2019，32(5)：787-794.
ZHANG L ，SHI L L ，WANG S R ，et al. Spatial and temporal distribution of suspended particulate matter in Lake Erhai and its environmental significance [J ]. Research of Environmental Sciences ，2019，32(5)：787-794.
［ 2 ］
WINOGRADOW A, MACKIEWICZ A, PEMPKOWIAK J.Seasonal changes in particulate organic matter (POM)concentrations and properties measured from deep areas of the Baltic Sea [J ].Oceanologia ，2019，61（4）：505-521.
［ 3 ］
WANG J, HILTON R G, JIN Z D, et al.The isotopic composition and fluxes of particulate organic carbon exported from the eastern margin of the Tibetan Plateau [J ].Geochimica et Cosmochimica Acta ，2019，252：1-15.
［ 4 ］
SMITH J C, GALY A, HOVIUS N, et al.Runoff-driven export of
particulate organic carbon from soil in temperate forested uplands [J ].Earth and Planetary Science Letters ，2013，365：198-208.
［ 5 ］
DAUWE B, MIDDELBURG J J.Amino acids and hexosamines as
indicators of organic matter degradation state in North Sea sediments [J ].Limnology and Oceanography ，1998，43（5）：782-798.
［ 6 ］
MEYBECK M.Carbon, nitrogen, and phosphorus transport by
world rivers [J ].American Journal of Science ，1982，282（4）：401-450.
［ 7 ］
吕伟伟，姚昕，张保华，等. 基于地统计学分析的太湖颗粒态和
溶解态氮、磷营养盐时空分布特征及来源分析[J ]. 环境科学，2019，40(2)：590-602.
LV W W ，YAO X ，ZHANG B H. Temporal-spatial Distribution of nitrogen and phosphorus nutrients in Lake Taihu based on geostatistical analysis [J ]. Environmental Science ，2019，40(2)：590-602.
［ 8 ］
HE W, CHEN M L, SCHLAUTMAN M A, et al.Dynamic
exchanges between DOM and POM pools in coastal and inland aquatic ecosystems: a review [J ].Science of the Total Environment ，2016，551/552：415-428.
［ 9 ］
周畅浩，张景平，黄小平，等. 大亚湾颗粒态氮磷的时空分布、关
键影响因素及潜在生态意义[J ]. 海洋环境科学，2019，38(5)：696-702.
ZHOU C H ，ZHANG J P ，HUANG X P ，et al. Distribution, key controlling factors and potential ecological role of particulate nitrogen and phosphorus in Daya bay [J ]. Marine Environmental Science ，2019，38(5)：696-702.
［10］
马文娟, 刘丹妮, 杨芳, 等.水环境中污染物同位素溯源的研究进
展[J ].环境工程技术学报，2020，10（2）：242-250.
MA W J, LIU D N, YANG F, et al.Research progress in isotope methods for tracing contaminants in water environment [J ].Journal of Environmental Engineering Technology ，2020，10（2）：242-250.
［11］
杨蓉, 李垒. 碳氮氧稳定同位素技术在水生态环境中的应用[J ].
环境科学研究, 2021. doi:10.13198/j.issn.1001-6929.2021.07.03.YANG R, LI L. Applications of stable carbon, nitrogen, and oxygen isotope techniques in aquatic environment and ecology [J ].Research of Environmental Sciences, 2021. doi:10.13198/j.issn.1001-6929.2021.07.03.
［12］
PEÑUELAS J, FILELLA I, TERRADAS J.Variability of plant
nitrogen and water use in a 100-m transect of a subdesertic depression of the Ebro valley (Spain) characterized by leaf δ13
C and δ15
N [J ].Acta Oecologica ，1999，20（2）：119-123.
［13］
MEYERS P anic geochemical proxies of paleoceanographic,
paleolimnologic,
and
paleoclimatic
processes [J ].Organic
Geochemistry ，1997，27（5/6）：213-250.
［14］
倪兆奎，王圣瑞，赵海超，等. 洱海入湖河流水体悬浮颗粒物有
机碳氮来源特征[J ]. 环境科学研究，2013， 26(3)：287-293.NI Z K ，WANG S R ，ZHAO H C ，et al. The sources of organic carbon and nitrogen of suspended particulate matter in inflow river of Erhai lake [J ]. Research of Environmental Sciences ，2013，26(3)：
［15］
第 1 期王欣瑶等：冬季巢湖SPOM 来源、空间变化及营养盐效应
95
287-293.
GU B. Variations and controls of nitrogen stable isotopes in particulate organic matter of lakes [J ]. Oecologia ，2009，160(3)：421-431.
［16］
王毛兰, 张丁苓, 赖建平, 等.鄱阳湖水体悬浮有机质碳氮同位素
分布特征及来源探讨[J ].中国环境科学，2014，34（9）：2342-2350.
WANG M L, ZHANG D L, LAI J P, et al.Distribution and sources of stable organic carbon and nitrogen isotopes in suspended particulate
organic
matter
of
Poyang
Lake [J ].China
Environmental Science ，2014，34（9）：2342-2350.
［17］
ZIGAH P K, MINOR E C, ABDULLA H A N, et al.An investigation of size-fractionated organic matter from Lake Superior and a tributary stream using radiocarbon, stable isotopes and NMR [J ].Geochimica et Cosmochimica Acta ，2014，127：264-284.
［18］
苗慧, 沈峥, 蒋豫, 等.巢湖表层沉积物氮、磷、有机质的分布及
污染评价[J ].生态环境学报，2017，26（12）：2120-2125.
MIAO H, SHEN Z, JIANG Y, et al.Distribution characteristics and pollution assessment of nitrogen, phosphorus and organic matter in surface sediments of Chaohu Lake [J ].Ecology and Environmental Sciences ，2017，26（12）：2120-2125.
［19］
房吉敦, 熊永强, 吴丰昌, 等.中国典型淡水湖泊沉积物中生物标志物组成特征及源解析[J ].环境污染与防治，2017，39（8）：822-828.
FANG J D, XIONG Y Q, WU F C, et position and source identification of biomarkers in surface sediments from typical freshwater lakes in China [J ].Environmental Pollution &Control ，2017，39（8）：822-828.
［20］
张金流, 鲍祥, 汪文强, 等.巢湖水体颗粒和溶解有机碳浓度的时
空动态变化及其来源初探[J ].世界科技研究与发展，2016，38（2）：306-311.
ZHANG J L, BAO X, WANG W Q, et al.Spatial-temporal variations and sources of particulate and dissolved organic carbon in Chaohu Lake [J ].World Sci-Tech R & D ，2016，38（2）：306-311.
［21］
YANG P, YANG C H, YIN H B.Dynamics of phosphorus
composition in suspended particulate matter from a turbid eutrophic shallow lake (Lake Chaohu, China): implications for phosphorus cycling and management [J ].Science of the Total Environment ，2020，741：140203.
［22］
ASPILA K I, AGEMIAN H, CHAU A S.A semi-automated
method for the determination of inorganic, organic and total phosphate in sediments [J ].The Analyst ，1976，101（1200）：187-197.
［23］
COLLINS S M ，OLIVER S K ，LAPIERRE J F ，et al. Lake
nutrient stoichiometry is less predictable than nutrient concentrations at regional and sub-continental scales [J ].Ecological Applications ，2017，27(5)：1529-1540.
［24］
HAMILTON S K,LEWIS W M.Stable carbon and nitrogen
isotopes in algae and detritus from the Orinoco River flood plain,Venezuela [J ].Geochimica et Cosmochimica Acta, 1992, 56(12):
［25］
4237-4246.
SULLIVAN B E, PRAHL F G, SMALL L F, et al.Seasonality of
phytoplankton production in the Columbia River: a natural or anthropogenic pattern?[J ].Geochimica et Cosmochimica Acta ，2001，65（7）：1125-1139.
［26］
陈茜，宁成武，汪杰，等. 巢湖沉积物磷铁硫形态记录及其环境
变化指示[J ]. 中国环境科学, 2021, 41(6): 2853-2861.
CHEN X ，NING C W ，WANG J, et al. Fractions of phosphorus,iron and sulfur in lake sediments of Chaohu and its implication for environmental changes [J ]. China Environmental Science ，2021，41(6)：2853-2861.
［27］
张怡辉, 胡月敏, 彭兆亮, 等. 湖底陷阱捕获内污染技术在浅水
湖泊的应用研究[J ]. 中国环境科学, 2021. doi:10.19674/ki.issn1000-6923.20210608.003.
ZHANG Y H, HU Y M, PENG Z L, et al. Study on the application of bottom trap technology to capture internal pollution of shallow lakes [J ]. China Environmental Science, 2021. doi:10.19674/ki.issn1000-6923.20210608.003.
［28］
HAYES J M.Factors controlling 13
C contents of sedimentary
organic
compounds:
principles
and
evidence [J ].Marine
Geology ，1993，113（1/2）：111-125.
［29］
FREUDENTHAL T, NEUER S, MEGGERS H, et al.Influence of
lateral particle advection and organic matter degradation on sediment accumulation and stable nitrogen isotope ratios along a productivity gradient in the Canary Islands region [J ].Marine Geology ，2001，177（1/2）：93-109.
［30］
CHEN J G, YANG H Q, ZENG Y, et bined use of
radiocarbon and stable carbon isotope to constrain the sources and cycling of particulate organic carbon in a large freshwater lake,China [J ].Science of the Total Environment ，2018，625：27-38.
［31］
SIGLEO A C ，MACKO S A. Carbon and nitrogen isotopes in
suspended particles and colloids, Chesapeake and San francisco estuaries, USA [J ]. Estuarine, Coastal and Shelf Science ，2002，54(4)：701-711.
［32］
MACHIWA J F.Stable carbon and nitrogen isotopic signatures of
organic matter sources in near-shore areas of Lake Victoria, East Africa [J ].Journal of Great Lakes Research ，2010，36（1）：1-8.
［33］
唐艳凌, 章光新.基于稳定同位素示踪的流域颗粒有机物质来源
辨析[J ].中国环境科学，2010，30（9）：1257-1267.
TANG Y L, ZHANG G X.Identifying sources of particles organic matter in surface water based on stable isotope tracing on basin scale [J ].China Environmental Science ，2010，30（9）：1257-1267.
［34］
KENDALL C ，SILVA S R ，KELLY V J. Carbon and nitrogen
isotopic compositions of particulate organic matter in four large river systems across the United States [J ]. Hydrological Processes ，2001，15(7)：1301-1346.
［35］
张曼瑶. 巢湖蓝藻分布及其伪空胞含量变化特征的主要影响因素研究[D ]. 北京: 北京交通大学, 2020.
［36］XU J, LYU H, XU X G, et al.Dual stable isotope tracing the
source and composition of POM during algae blooms in a large and shallow eutrophic lake: all contributions from algae?[J ].
［37］
96
环　境　科　学　研　究
第 35 卷。