高原深水湖泊水温日成层对溶解氧__省略_藻类密度的影响_以云南阳宗海为例

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高原深水湖泊抚仙湖溶解氧分层特征及驱动因素

高原深水湖泊抚仙湖溶解氧分层特征及驱动因素张秀锦;牛远;吴亚丽;王平;段友爱;余辉【期刊名称】《环境科学研究》【年(卷),期】2024(37)5【摘要】深水湖泊特有的“表水层-温跃层-深水层”的热力学分层结构,决定了湖内溶解氧(DO)的垂直分布和混合交换,影响着湖内生态系统的健康.然而,目前对于深水湖泊耗氧与复氧过程及其驱动因素的研究还不够深入,尤其对高原深水湖泊的研究更为缺乏.为此,本研究于2021年1月-2022年2月进行了分层采样和逐月监测,探究了典型高原深水湖泊抚仙湖的溶解氧分层特征及驱动因素.结果表明:①抚仙湖热力学分层周期分为两期,即分层期和非分层期.分层期为3月下旬至11月上旬,混合期为11月下旬至3月上旬.②在湖泊热力学分层的驱动下,湖内DO垂直分层明显.表水层DO浓度年内变化范围为6.67~8.64 mg/L,而温跃层和深水层DO最低浓度分别可降至3.15和1.26 mg/L.③抚仙湖不同水层DO浓度变化的驱动因素及效应占比不同.表水层DO受到水温、光合作用、大气复氧和气象条件的综合影响;温跃层DO主要受分层强度和浮游植物生命活动的影响;深水层DO主要受分层强度、有机质沉降分解、沉积物有机质分解的影响.研究显示,抚仙湖底层水体长期处于厌氧状态,由此带来的湖泊生境的改变以及底部营养盐释放的风险值得关注.【总页数】9页(P1006-1014)【作者】张秀锦;牛远;吴亚丽;王平;段友爱;余辉【作者单位】中国环境科学研究院湖泊生态环境研究所;云南省生态环境监测中心【正文语种】中文【中图分类】X524【相关文献】1.两个相连湖泊的微生态系统——云南高原湖泊中浅水的星云湖和深水的抚仙湖研究2.高原山区深水湖泊生态水位研究及保障对策——以云南抚仙湖为例3.1953—2021年抚仙湖水位变化特征及驱动因素分析4.高原深水湖泊抚仙湖大型底栖动物群落结构及多样性因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

海拔对水温的影响趋势

海拔对水温的影响趋势海拔对水温的影响是一个复杂的问题，受到多种因素的交互作用影响。

一般来说，海拔越高，水温越低。

但这种趋势并不是绝对的，而是存在一定的差异性。

首先要理解的是，海拔高度对气温的影响。

随着海拔的增加，由于大气压力的降低，空气密度变小，所以温度逐渐降低。

这一现象被称为垂直温度梯度。

具体来说，平均每上升100米，温度下降约0.65摄氏度。

因此，从海平面到高海拔地区，气温下降是一个常见的现象。

既然海拔高度会影响气温，那海拔也会对水温产生影响。

首先，以高山湖泊为例。

由于高山湖泊位于高海拔地区，其水温往往较低。

在高山地区，湖泊水温受到气温的限制，夏季气温较低，湖水受到热量的输入较少，因此水温较低。

另外，高山湖泊通常位于寒冷的气候带，并且常年被冰雪覆盖，这也是导致水温较低的原因。

另一方面，海洋水域的海拔对水温的影响也是显著的。

在一般情况下，海洋的水温会随着纬度的变化而改变。

但是，海拔高度也会对水温产生较为明显的影响。

一般来说，随着海拔的升高，水温会呈现下降趋势。

主要原因是海拔高度的增加导致气候变冷，进而影响海洋的温度。

此外，海拔高度的增加也会影响海洋水体的混合程度。

由于海洋的深层水体富含氧气且较冷，而海洋表层水体更暖并且氧气含量较低。

而海拔高度的增加会导致深层水体与表层水体的热交换减少，从而使整体水温偏低。

但需要注意的是，不同海域、纬度、季节等因素也会对海拔对水温的影响趋势产生一定的改变。

例如，热带海洋地区的水温通常较高，并且受到季风等因素的影响较大，海拔的影响因素相对较弱。

而北极、南极等地区，海洋水温即使处于相对较低的海拔也很难形成冰层。

这是因为极地地区的水温主要受到行驶洋流、海冰、气候变化等复杂因素的影响，而不完全取决于海拔高度。

另外，还需要考虑到局部地形对水温的影响。

例如，在河流中，水温的变化可能受到上游融雪的影响，而与海拔高度相关性较小。

相比之下，高山溪流由于海拔较高，因此通常表现出较低的水温。

大气温度变化对湖泊水温和富营养化的影响分析

大气温度变化对湖泊水温和富营养化的影响分析湖泊是地球上重要的水体，对全球气候和生态系统具有重要影响。

然而，近年来，随着全球气候变化加剧，湖泊的水温和富营养化问题日益严重。

本文将探讨大气温度变化对湖泊水温和富营养化的影响。

首先，大气温度变化对湖泊水温产生直接影响。

气候变暖导致大气温度升高，进而影响湖泊的水温。

研究表明，全球气候变暖已导致许多湖泊的水温上升。

水温的上升会改变湖泊的生态环境，影响物种分布和生态系统功能。

高温会加速湖泊水体中的物质代谢速率，影响藻类的生长和寿命。

此外，水温的升高还会导致湖泊水体中的氧气含量下降，从而对鱼类和其他水生生物的生存产生不利影响。

其次，大气温度变化也对湖泊富营养化产生重要影响。

湖泊富营养化是指湖泊水体中营养物质过度富集，导致藻类大量繁殖和水体生态系统失衡。

气候变暖引起的湖泊水温上升，加剧了湖泊富营养化问题。

高温使湖泊水体中有机物和无机物的分解速率增加，释放出更多营养盐。

此外，高温也改变了湖泊中的水体循环和混合方式，使得湖泊底层中的营养物质上升至水表层，为藻类生长提供更多的营养物质。

湖泊富营养化对水生生物和湖泊生态系统产生多重影响。

过度富营养化会导致湖泊中的藻类暴发性繁殖，形成水华。

水华不仅使湖泊水质变差，还会导致其他水生生物的生存环境受到破坏。

此外，水华还会消耗湖泊水体中的氧气，导致湖泊富氧化和鱼类死亡。

湖泊富营养化的问题也给人类带来困扰，如水源污染、饮用水安全和旅游业发展受到影响等。

针对大气温度变化对湖泊水温和富营养化的影响，保护湖泊生态系统显得尤为重要。

首先，减缓气候变化是解决湖泊问题的根本途径。

全球各国应联合采取行动，减少温室气体排放，降低温室效应，从而减缓气候变化速度。

此外，需要注重湖泊水质管理，加强富营养化防治。

通过科学合理的农业、工业和城市污水处理等措施，减少营养物质进入湖泊，有效控制湖泊富营养化问题。

此外，提高社会对湖泊保护的意识也至关重要。

通过教育和宣传，提高公众对湖泊生态系统的认识和重视，推动人们爱护湖泊、减少对湖泊的破坏行为。

西藏巴松措暖季水温与水质变化特征

第3卷第4期2021年4月Vol.3No.4Apr.2021环境生态学Environmental Ecology西藏巴松措暖季水温与水质变化特征罗珍，仁增拉姆，陈虎林，黄香*（西藏大学理学院，西藏拉萨850000）摘要：巴松措是藏东南面积最大的冰川堰塞湖，是温带半湿润高原深水型湖泊。

2019年7月，对巴松措暖季垂直剖面水温分层的基本特征、水体理化性质与水温分层的响应关系进行了分析。

结果表明，巴松措暖季垂直剖面水温分布具有明显的深水湖泊分层特征。

其表层0.5m至水深20m处为变温层,水温在9.4〜13.9t；水深20~40m为温跃层,水温在6.9〜9.4平均强度为0.12t/m；水深40m以下为等温层，水温变幅在6.4〜6.8t,平均水温为6.5t。

巴松措湖底水温在6t左右，与湖泊表层最大温差为7.5t。

水体的pH、溶解氧和浊度呈现与水温近似相同的层次结构与分层现象，而总溶解盐、电导率和矿化度这三者在垂向变化上具有相同的变化趋势，且在温跃层下随水深的增加而升高。

巴松措暖季水体的分层，特别是温跃层的存在导致了湖水各层次水体理化性质的差异。

关键词:深水湖泊;水温分层;理化参数;巴松措中图分类号:X524文献标识码：A文章编号：2096-6830（2021）04-0037-06Warm season water temperature and water quality characteristics of Basong Lake,Tibet.LUO Zhen,REN ZENG La-mu,CHEN Hu-lin,HUANG Xiang*(School of Sciences,Tibet University,Lhasa850000,China).Environmental Ecology,2021,3(4),37~42. Abstract:Basong Lakeis a largest glacier barrier lake in the southeastern Tibet.Characteristics of water temperature stratification in the vertical profile of the lake in warm season was studied in July2019.Corresponding relationship between water temperature and the water physio-chemical properties was also evaluated.The results showed that in the warm season the vertical profile water temperature distribution in the Basong Lake has obvious stratification characteristics as a deep-water lake.Under the lake surface layer,from0.5m to20m depth was a thermophere and, the water temperature was between9.4〜13.9t.From20~40m depth was thermocline and the temperature ranged from6.9t to9.4t,with an average strength of0.12t/m.Under the depth of40m,the water temperature slightly varied between6.4t to6.8t(average:6.5t).It was so called constant temperature layer.The bottom water temperature of the lake was about6t and the maximum temperature difference between the lake surface and the bottom was7.5t.The lake water pH,DO and turbidity presented a similar hierarchical structure and stratification as the water temperature.In addition,TDS,EC and salinity of the lake water showed a same variation trend in vertical ly,the value of these three water quality parameters increased with a increasing water depth under the thermocline.The present of the themocline in the Basong Lake in warm season was the major controlling factor effecting the variations of studied physio-chemical parameters along the vertical profile of the lake.Key words:Deep lake;water temperature stratification;physical and chemical parameters;Basong Lake受季节变化的影响，深水湖泊（水深大于10m 的湖泊）易产生水温分层［T。

云南九大高原湖泊藻类研究进展

云南九大高原湖泊藻类研究进展董云仙【摘要】The research results of algae in the Nine Plateau lakes in Yunnan were reviewed.The questions and sug-gestions were pointed out in respect of environmental protection.%回顾了云南九大高原湖泊藻类研究成果，从环境保护角度提出了藻类研究的问题与建议。

【期刊名称】《环境科学导刊》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】8页(P1-8)【关键词】藻类;研究进展;问题;建议;九大高原湖泊;云南【作者】董云仙【作者单位】云南省环境科学研究院，云南昆明650034; 云南省高原湖泊流域污染过程与管理重点实验室，云南昆明650034【正文语种】中文【中图分类】X52藻类是地球上最早出现的绿色自养生物，在35亿年前的前寒武纪就已经出现，在以后长达 10亿年的时间里，它们几乎统治了整个地球表面。

虽然历经了 35亿多年的沧桑巨变，但到目前为止，藻类仍然是地球上分布最广，生存最成功的生物类群之一。

藻类形态多种多样，大小悬殊，一般肉眼不能看到，但微囊藻大量繁殖时，其群体可达1500μm，悬浮于水柱中肉眼可见。

藻类没有真正的根、茎、叶的分化，具有叶绿素，能够进行光合作用，把水中的无机物合成蛋白质、脂类、糖类及其他化合物，是水生生态系统食物链的基础。

藻类种类繁多，数量庞大，生长繁殖速度快，在湖泊生态系统中，不仅决定着湖泊生态系统结构的基本概貌，也决定着湖泊生态系统中物质循环和能量流动的速率，还对湖泊理化环境和水质状况有重要的影响，因此，深入研究藻类种群结构及其变化规律，对于了解湖泊生态系统的结构和功能，保护和改善水环境质量具有重要的理论意义和实际指导作用。

我国地貌以山地和高原为主体，形成巨大的地形阶梯，这种地貌特征及其诱导的东亚季风和南亚季风气候，决定了我国湖泊在空间分布上，显示出具有区域特色的成层格局。

高原湖泊水文与水资源研究

高原湖泊水文与水资源研究高原湖泊是以湖泊为主体的地貌形态，在中国有着广泛的分布。

由于高原湖泊的特殊地理环境，其水文和水资源的研究具有重要的意义。

一、高原湖泊的水文特征1. 湖泊水位变化：高原湖泊的水位变化主要受降雨和溶解水的影响。

季节性的降雨会使湖泊水位上升，而蒸发和流出量大于降雨时，则湖泊水位下降。

2.水温和混合状态：高原湖泊的水温受到太阳辐射和气温的影响较大。

在夏季，高原湖泊的表层水温较高，而深层水温较低。

冬季则相反，表层水温较低，深层水温较高。

这种温度差异会导致湖泊的混合状态发生变化。

3.湖泊湖岸和湖泊湖底的水文特征：高原湖泊的湖岸带和湖底带有着不同的水文特征。

湖岸带常常有湖流入、湖流出和洪水等河流活动，而湖底带则主要受湖泊中的沉积物和湖泊地质条件的影响。

二、高原湖泊水资源的利用与保护1.水资源开发：高原湖泊是重要的水资源来源，可以为附近地区提供生活用水、灌溉用水和工业用水。

但在开发利用过程中，需要合理规划，防止过度开发对湖泊生态系统造成破坏。

2.水资源保护：高原湖泊的水资源保护具有重要的现实意义。

保护湖泊的生态环境，控制污染物的排放以及加强对湖泊的监测和管理，可以有效减少对水资源的破坏，保持湖泊水质的稳定和湖泊生态系统的健康发展。

三、高原湖泊水文与气候变化的关系1. 气候变化对降水的影响：高原湖泊的水文特征与气候变化密切相关。

气候变化可以影响到高原湖泊的降水量，从而进一步影响到湖泊的水位变化和水质状况。

2.气候变化对水温的影响：气候变化也会导致高原湖泊的水温发生变化。

随着全球气温升高，高原湖泊的水温也会随之升高，这可能对湖泊的生态系统产生重要的影响。

综上所述，高原湖泊的水文和水资源研究对于我们深入了解高原湖泊的生态环境和水资源利用具有重要的意义。

在未来的研究中，我们应该进一步探究高原湖泊的水文特征、水资源开发与保护以及与气候变化之间的关系，为科学合理利用高原湖泊水资源提供合理的理论依据和技术支撑。

云南省阳宗海湖心浮游藻类分布与环境因子的变化

云南省阳宗海湖心浮游藻类分布与环境因子的变化
云南省阳宗海湖心浮游藻类分布与环境因子的变化
摘要：在对阳宗海湖心浮游藻类进行19次定性、定量采样的基础上,分析了藻类组成及优势种,共观察到藻类8门67属;研究了藻细胞密度的'变化及其与总磷、总氮、叶绿素a的关系,探索了阳宗海湖心全年的优势种--蓝藻细胞密度与TN/TP的变化.作者：贺克雕HE Ke-diao 作者单位：云南省水文水资源局,云南,昆明,650106 期刊：环境科学导刊 Journal：ENVIRONMENTAL SCIENCE SURVEY 年，卷(期)：2010, 29(3) 分类号：X52 关键词：藻类分布藻细胞密度环境因子阳宗海湖心。

高原湖泊水环境变化的监测与评估

高原湖泊水环境变化的监测与评估近年来，随着全球气候变暖的进一步发展，高原湖泊的水环境变化成为一个备受关注的问题。

高原湖泊作为重要的淡水资源，不仅对当地生态系统的稳定运行具有重要意义，也关系到人类的生存和发展。

因此，对高原湖泊水环境变化进行监测和评估显得尤为重要。

首先，我们需要了解什么是高原湖泊的水环境变化。

高原湖泊的水环境变化主要体现在水位、水温、水质和水生物等方面。

气候变暖导致了冰川消融加剧，从而引起了高原湖泊水位的上升。

水位的变化不仅影响了湖泊周边地区的水资源利用，也改变了湖泊生态系统的功能和结构。

同时，气候变暖也导致了高原湖泊水温的升高，这对湖泊中的生物多样性和水生态系统的稳定性产生了不可忽视的影响。

水质的变化包括溶解氧、富营养化程度、水中重金属含量等指标的变化，这些变化不仅对湖泊生物群落的结构和功能产生影响，也直接关系到湖泊水资源的利用效果与生态安全。

高原湖泊中的水生物多样性也受到了气候变化的影响，不同物种的生态位发生了改变，导致湖泊生态系统的平衡受到威胁。

针对高原湖泊水环境变化的监测与评估，科学家采用了多种方法和手段。

首先，使用卫星遥感技术对高原湖泊的水位和表面温度进行监测。

卫星遥感可以提供大范围和高时空分辨率的数据，能够较为准确地反映湖泊的水位和温度变化。

其次，利用传感器和自动监测设备对高原湖泊的水质进行实时监测，可以获取到湖泊中各种物理和化学参数的数据，从而评估湖泊水质的变化趋势。

此外，通过进行潜水和船载调查，科学家还能够对高原湖泊的水生态系统进行综合评估，以了解不同物种的生态位变化和湖泊生态系统功能的变化。

基于对高原湖泊水环境变化的监测数据，科学家们还开展了相关评估研究。

评估研究旨在分析水环境变化对湖泊生态系统稳定性和水资源利用的影响，为制定应对措施提供科学依据。

研究人员通过建立数学模型和生态模型，对湖泊水环境变化前后的变化趋势进行预测，并评估可能的风险和影响。

同时，还可以对不同调控策略的有效性进行测试和评估。

高原湖泊水位变化及其对水资源的影响研究

高原湖泊水位变化及其对水资源的影响研究高原湖泊是地球上一类特殊的水体，具有丰富的生态资源和重要的水资源功能。

它们对于周边地区的气候调节和生态平衡起着重要作用。

然而，随着气候变化的加剧以及人类活动的干扰，高原湖泊水位的变化日益显著，对水资源的影响也越来越受到关注。

首先，高原湖泊水位的变化在一定程度上受到气候变化的影响。

气候变化会引起降水量和蒸发量的变化，进而影响湖泊的水量。

研究表明，许多高原湖泊的水位随着气候变化而波动。

例如，亚喀巴湖是阿拉伯半岛最大的湖泊之一，最近几十年来一直处于下降趋势。

这主要是因为该地区气温上升、降水减少和蒸发增加所致。

相反，一些高原湖泊的水位会随着气候变暖而上升，如贝加尔湖。

因此，深入研究高原湖泊水位变化与气候变化的关系，有助于预测未来水资源的变化趋势。

其次，人类活动对高原湖泊水位的变化也起到了一定的影响。

随着经济的发展和人口的增长，对水资源的需求也越来越大。

许多地区为了满足人类的生活用水、灌溉和工业生产等需求，不得不通过引水工程从湖泊中调取水量。

这往往导致湖泊水位的下降和水量的减少。

例如，我国西北地区的青海湖就受到了周边地区农业用水的影响，水位一度下降严重。

高原湖泊水位的变化还可能导致湖泊生态系统的破坏，对湖泊周边地区的生态环境产生负面影响。

高原湖泊水位变化对水资源的影响主要体现在以下几个方面。

首先，水位变化会影响湖泊周边地区的水资源利用。

当水位下降时，湖边的灌溉用水和人类生活用水都会受到限制，给周边农业和人口带来困扰。

其次，水位变化还会改变湖泊生态环境，并可能导致湖泊富营养化等问题。

水位下降后，湖底的泥沙暴露在空气中，遭受风蚀和水蚀，易形成沙尘暴。

此外，湖泊的水位变化还会对水体温度、氧气含量和生物多样性等方面产生影响，从而影响湖泊的生态平衡。

针对高原湖泊水位变化对水资源的影响，应采取一系列的措施进行研究和管理。

首先，需要建立完善的监测体系，实时监测高原湖泊的水位和水质变化。

青藏高原湖泊水质变化与环境监测

青藏高原湖泊水质变化与环境监测青藏高原是世界上海拔最高的高原，也是亚洲最大的高原，拥有众多湖泊。

这些湖泊不仅是青藏高原生态系统的重要组成部分，还对中国和亚洲的生态安全和经济发展具有重要影响。

然而，近年来，青藏高原湖泊的水质发生了一些变化，引起了人们的关注。

首先，青藏高原湖泊的水质变化主要是由人类活动引起的。

近年来，随着青藏高原经济的快速发展，许多工业和农业活动对湖泊水质造成了一定的影响。

工业废水和农田农药的排放导致了湖泊水体中有害物质的积累和富集，严重影响了水质的稳定性和健康性。

其次，气候变化也是导致青藏高原湖泊水质变化的一个重要原因。

随着全球气候变暖的加剧，青藏高原地区的温度升高，降水量和融雪水量也发生了变化。

这导致了湖泊水位和水温的波动，进而影响了湖泊生态系统的稳定性。

湖泊水位的波动可能引起湖泊生态系统的湿地退化和生物多样性的减少，而水温的波动则可能对湖泊生物的生长和繁殖产生影响。

为了有效监测和评估青藏高原湖泊水质的变化，需要建立完善的环境监测体系。

监测水质的关键指标包括水温、溶解氧、氨氮、总磷和总氮等。

这些指标可以反映湖泊水体中的营养盐含量、有机物质分解程度和水体富营养化程度。

通过定期监测这些指标，可以及时发现湖泊水质变化的趋势和危险信号，为制定有效的保护和管理措施提供科学依据。

另外，为了更全面地了解青藏高原湖泊水质的变化，还需要开展“多尺度、多指标”的综合监测。

除了定期监测湖泊水体的水质指标之外，还应该考虑到湖泊周边土地利用、水沙输移以及人类活动等因素对湖泊水质的影响。

通过综合分析这些因素，可以揭示湖泊水质变化的驱动机制，为制定具体的保护和管理措施提供更加详细和准确的参考。

最后，针对青藏高原湖泊水质变化的监测结果，需要采取一系列的保护和管理措施。

首先，应加强对工业和农业废水的治理，减少有害物质的排放。

其次，要加强对湖泊周边土地的保护，减少土地利用对湖泊水质的影响。

此外，还应加强湖泊周边生态环境的保护，维护湖泊生态系统的稳定性。

高原深水湖泊程海中氮元素时空分布特征

高原深水湖泊程海中氮元素时空分布特征引言部分的内容：1.1 概述在自然界中，氮素是生物体正常生长和代谢所必需的重要元素之一。

然而，在人类活动的影响下，氮元素的循环与分布发生了很大变化。

特别是高原深水湖泊作为高寒生态系统的重要组成部分，在现代农业、农村生活废水排放和大气沉降等因素的综合影响下，其水质受到严重破坏。

因此，对高原深水湖泊程海中氮元素时空分布特征进行详细研究具有重要意义。

1.2 研究背景近年来，随着全球气候变暖的问题日益突出，高原地区正在经历着一系列显著的环境变化。

其中，冰川消融和降雨量增加导致了高原地区湿地面积扩大和湖泊水位上升。

这种环境变化对于程海等高原深水湖泊的氮元素时空分布产生了重要影响。

同时，高原深水湖泊程海是一个封闭系统，在外部输入源相对有限的条件下，内部循环过程对于氮元素的分布和转化起着重要作用。

了解程海中氮元素的来源和循环过程，有助于全面认识氮元素在高原深水湖泊生态系统中的行为特征。

1.3 研究意义高原深水湖泊程海中氮元素时空分布特征研究对于维护高原生态环境的稳定性具有重要意义。

首先，通过探究程海中氮元素的外部输入来源，可以为减少人类活动对湖泊水质造成的影响提供科学依据。

其次，通过研究湖泊内部循环过程，可以了解氮元素在高原深水湖泊生态系统中的迁移规律及其对生物区系的影响。

最后，通过建立预测模型，可以为高原深水湖泊的管理和保护提供有效建议。

基于以上背景和目标，本文将就高原深水湖泊程海中氮元素时空分布特征展开详细研究，并从实证角度出发对梭布麦尔湖进行实地调查和数据分析。

通过这一研究，我们希望能够更好地认识高原深水湖泊的生态环境，为保护和管理提供科学依据，并为类似地区的研究提供参考。

2. 高原深水湖泊程海中氮元素来源分析2.1 外部输入来源在高原深水湖泊程海中，氮元素的外部输入主要来自于周围环境的影响。

其中，大气降水是一个重要的外部输入源。

通过大气沉降作用，大气中的氮化合物可以被带入湖泊中。

云南程海和阳宗海季节性分层及其消退对冬季水华的潜在影响

Ｊ．ＬａｋｅＳｃｉ．（湖泊科学），２０２０，３２（３）：７０１⁃７１２ＤＯＩ１０１８３０７／２０２００３１０©２０２０ｂｙＪｏｕｒｎａｌｏｆＬａｋｅＳｃｉｅｎｃｅｓ云南程海和阳宗海季节性分层及其消退对冬季水华的潜在影响∗周起超１，２∗∗，杨㊀炫１，王玮璐２，董㊀静３，黄立成２，秦㊀江２（１：云南大学生态与环境学院高原湖泊生态与治理研究院，昆明６５０５００）（２：云南省生态环境科学研究院云南省高原湖泊流域污染过程与管理重点实验室，昆明６５００３４）（３：河南师范大学水产学院，新乡４５３００７）摘㊀要：基于２０１４年１０月２０１６年７月在云南程海和阳宗海开展了４个季度（秋季，１０月；冬季，１月；春季，４月；夏季，７月）的调查，研究了两个湖泊的水体分层特征，探讨了热力分层及其变化与其他环境因子对浮游植物生物量的潜在影响，结果显示：程海和阳宗海水体分层的特征均为冬季混合㊁春季形成分层㊁夏秋季分层稳定，两湖均属暖单次混合型湖泊；程海分层期温跃层的平均深度（顶界）㊁厚度和强度分别为１７．７０ʃ３．８９ｍ㊁５．５４ʃ４．４４ｍ和０．６７ʃ０．４３ħ／ｍ，阳宗海的分别为１２．５３ʃ３．３５ｍ㊁８．２５ʃ４．８５ｍ和０．５３ʃ０．４３ħ／ｍ．在热力分层稳定期，两湖底层达到缺氧甚至厌氧状态，底层的电导率总体较表层高．调查期间，两个湖泊水柱表层浮游植物生物量（以叶绿素ａ浓度表征）均在冬季出现峰值，程海和阳宗海的分别为１９．２２ʃ１１．０８和４５．８２ʃ９．４１μｇ／Ｌ；进一步分析发现，热力分层的消退可能是导致水体表层无机营养盐升高（底层供给）的重要原因，加之适宜的光热条件可诱导两湖冬季水华的发生；在其他季节转化期间，浮游植物生物量变化的主要影响因子亦具有一定的共性及湖泊与季节异质性．关键词：温跃层；溶解氧；营养盐；浮游植物；冬季水华；云南高原；程海；阳宗海Ｓｅａｓｏｎａｌｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｍｐａｃｔｓｏｆｉｔｓｆａｄｉｎｇｏｎａｌｇａｌｂｌｏｏｍｓｉｎｗｉｎｔｅｒ：ＣａｓｅｓｏｆＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉａｎｄＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ，ＹｕｎｎａｎＰｌａｔｅａｕ∗ＺＨＯＵＱｉｃｈａｏ１，２∗∗，ＹＡＮＧＸｕａｎ１，ＷＡＮＧＷｅｉｌｕ２，ＤＯＮＧＪｉｎｇ３，ＨＵＡＮＧＬｉｃｈｅｎｇ２＆ＱＩＮＪｉａｎｇ２（１：ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｏｆＰｌａｔｅａｕＬａｋｅｓ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＹｕｎｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０５００，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）（２：ＹｕｎｎａｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｌｌｕｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆＰｌａｔｅａｕＬａｋｅ⁃Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ，ＹｕｎｎａｎＲｅｓｅａｒｃｈＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｃｏ⁃ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００３４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）（３：ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｉｓｈｅｒｉｅｓ，ＨｅｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ４５３００７，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｍｐａｃｔｓｏｎｔｈｅｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎｂｉｏｍａｓｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｏｕｒｓｅａｓｏｎａｌｆｉｅｌｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ（Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１４⁃Ｊｕｌｙ２０１６）ｉｎＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉａｎｄＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ，ｔｗｏｍｅｓｏｔｒｏｐｈｉｃｄｅｅｐｌａｋｅｓｏｎｔｈｅＹｕｎ⁃ｎａｎＰｌａｔｅａｕ，ｓｏｕｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｅｔｗｏｌａｋｅｓａｒｅｂｏｔｈｗａｒｍｍｏｎｏｍｉｃｔｉｃｌａｋｅｓ，ｗｈｅｒｅｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒａｔｉｆｉ⁃ｃａｔｉｏｎｗａｓｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｓｐｒｉｎｇ，ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｉｎｓｕｍｍｅｒａｎｄａｕｔｕｍｎ，ａｎｄｄｉｓａｐｐｅａｒｅｄｉｎｗｉｎｔｅｒ．Ｔｈｅｍｅａｎｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｒｍｏｃｌｉｎｅｄｅｐｔｈ（ｔｈｅｕｐｐｅｒｂｏｕｎｄａｒｙ），ｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｓ（ｓｐｒｉｎｇ，ｓｕｍｍｅｒａｎｄａｕｔｕｍｎ）ｗｅｒｅ１７．７０ʃ３．８９ｍ，５．５４ʃ４．４４ｍａｎｄ０．６７ʃ０．４３ħ／ｍｉｎＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉａｎｄｗｅｒｅ１２．５３ʃ３．３５ｍ，８．２５ʃ４．８５ｍａｎｄ０．５３ʃ０．４３ħ／ｍｉｎＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｔｈｅｒｍａｌｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｓ，ｔｈｅｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎｉｎｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｌ⁃ｕｍｎｒｅａｃｈｅｄｌｅｓｓｔｈａｎ３ｍｇ／Ｌｅｖｅｎ１ｍｇ／Ｌ，ａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅｉｎｔｈｅｂｏｔｔｏｍｗａｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｔｈｅｓｕｒ⁃ｆａｃｅｗａｔｅｒｃｏｌｕｍｎ．Ｉｎｔｈｅｓｅｔｗｏｌａｋｅｓ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｓｅａｓｏｎａｌ⁃ａｖｅｒａｇｅａｌｇａｌｂｉｏｍａｓｓ（ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂｙｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ⁃ａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）ｗｅｒｅｂｏｔｈｉｎｗｉｎｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｗａｓ１９．２２ʃ１１．０８μｇ／ＬｉｎＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉａｎｄ４５．８２ʃ９．４１μｇ／ＬｉｎＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｆａｄｉｎｇｏｆｔｈｅｒｍａｌｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍａｙｂｅａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｔｈａｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｕｔｒｉｅｎｔｓｉｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｗａｔｅｒ∗∗∗２０１９－１０－０７收稿；２０１９－１１－０４收修改稿．国家重点研发计划项目（２０１７ＹＦＡ０６０５２０２）㊁国家自然科学基金项目（４１６０１２０８，５１６０９２２９）和云南省高原湖泊流域污染过程与管理重点实验室项目联合资助．通信作者；Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｑｃｈｚｈｏｕ＠ｙｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．７０２㊀Ｊ．ＬａｋｅＳｃｉ．（湖泊科学），２０２０，３２（３）ｃｏｌｕｍｎ（ｆｒｏｍｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｗａｔｅｒｃｏｌｕｍｎ）．Ｔｈｅｒｅａｆｔｅｒ，ｈｉｇｈｅｒｎｕｔｒｉｅｎｔｓｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｓｕｉｔａｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｒａ⁃ｔｕｒｅｃｏｕｌｄｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆａｌｇａｌｂｌｏｏｍｓｉｎｗｉｎｔｅｒ．Ｂｅｓｉｄｅｓａｃｅｒｔａｉｎｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ，ｔｈｅｍａｊｏｒｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｓｅａｓｏｎａｌｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎｂｉｏｍａｓｓａｌｓｏｈａｄｉｎｔｅｒ⁃ｌａｋｅａｎｄｓｅａｓｏｎａｌｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｏｔｈｅｒｐｅｒｉｏｄｓｏｆｓｅａｓｏｎｃｈａｎｇｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｈｅｒｍｏｃｌｉｎｅ；ｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎ；ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ；ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ；ａｌｇａｌｂｌｏｏｍｓｉｎｗｉｎｔｅｒ；ＹｕｎｎａｎＰｌａｔｅａｕ；ＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉ；ＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ热力分层及其季节性变化是深水湖泊（水库）的一个重要特征，湖泊热力分层及其循环周期与稳定性对水体溶解氧（ＤＯ）［１］㊁沉积物微生物过程［２］㊁营养盐分布及其可利用性［３⁃４］，以及浮游植物垂直分布与群落结构［３，５⁃６］等有着重要的影响，进而影响湖泊水质㊁初级生产力㊁食物网结构等，故对热力分层特征的深入了解是实现对深水湖泊生态环境保护的重要前提．目前，国内外关于湖库热力分层的研究已有诸多报道，如针对ＬａｋｅＭüｇｇｅｌｓｅｅ［７］㊁ＬａｋｅＣａｌｄｏｎａｚｚｏ［８］㊁千岛湖［９⁃１０］㊁天山天池［１１］㊁纳木错［１２］㊁天目湖［１３］及空间大尺度的研究［１４⁃１５］等．云南高原是我国云贵高原湖区的重要组成部分，由于缺乏相关基础性工作和基础数据的积累，目前关于其湖泊热力分层的研究仅局限于对抚仙湖［１６⁃１７］㊁泸沽湖［１８⁃１９］㊁洱海［２０］㊁程海［２１］和阳宗海［２２］等的零星报道．藻类（浮游植物）水华是诸多水体面临的严峻环境问题，表层水温常是浮游植物生物量季节变化（夏秋季高㊁冬春季低）的主控因素之一［２３］；稳定的热力分层被认为阻碍了水体上下层的物质交换，有助于藻类水华的暴发和维持［２４⁃２５］，如气候变暖导致的更强烈的热力分层被认为利于夏季温跃层附近粉红浮丝藻（Ｐｌａｎｋ⁃ｔｏｔｈｒｉｘｒｕｂｅｓｃｅｎｓ）水华的发生［２６］，人工加深温跃层深度亦有利于湖上层的Ｐ．ｒｕｂｅｓｃｅｎｓ占优［３］，针对天目湖的研究显示，稳定的热力分层利于蓝藻门的繁殖［１３］．然而，浮游植物生物量的季节变化并不一定呈现夏秋季高㊁冬春季低的趋势，如云南程海浮游植物细胞密度㊁叶绿素ａ（Ｃｈｌ．ａ）浓度和初级生产力均会在冬季出现另一次波峰［２７⁃２８］，根据文献记载［２９］及笔者２０１５年１月１９日的现场观测均显示程海在冬季发生过藻类水华（冬季水华，本研究以浮游植物生物量Ｃｈｌ．ａ浓度间接表征），针对云南阳宗海的调查亦发现其冬季的Ｃｈｌ．ａ浓度明显高于夏季［３０］，但关于其发生机制仍不清楚．因此，本研究基于２０１４年１０月２０１６年７月对程海和阳宗海开展４个季度的调查，在识别两个湖泊热力分层㊁垂直剖面ＤＯ与电导率（ＳｐＣｏｎｄ）分布及水柱表层营养盐㊁浮游植物生物量季节变化及其影响因子的基础上，重点探讨了两湖水体分层消退对冬季水华发生的潜在影响．１材料与方法１．１研究区域概况程海（２６ʎ２７ᶄ ２６ʎ３８ᶄＮ，１００ʎ３８ᶄ １００ʎ４１ᶄＥ；图１ａ）地处云南省丽江市永胜县中部㊁金沙江河谷地带，约１６９０年前后开始演变为内陆封闭型深水湖泊，水位１５０３．０ｍ，面积７７．２２ｋｍ２，平均水深２５．７ｍ，最大水深３５．１ｍ，蓄水量１９．８７ˑ１０８ｍ３，流域面积２２８．９ｋｍ２．阳宗海（２４ʎ５１ᶄ ２４ʎ５８ᶄＮ，１０２ʎ５８ᶄ １０３ʎ０１ᶄＥ；图１ｂ）地处云南省昆明市东南，水位１７７０．７５ｍ，面积３１．６８ｋｍ２，平均水深１９．５ｍ，最大水深３０．０ｍ，蓄水量６．１７ˑ１０８ｍ３，流域面积１９２．０ｋｍ２．程海和阳宗海均为云南九大高原湖泊之一㊁属构造断陷型中营养深水湖泊，为亚热带季风气候．１．２样品采集与指标测定在程海布设９个点位（图１ａ），于２０１４年１０月２２日（秋季）和２０１５年１月１９日（冬季）㊁４月１０日（春季）㊁７月２日（夏季）开展调查工作；在阳宗海布设６个点位（图１ｂ），于２０１４年１０月２７日２８日（秋季）和２０１５年１月８日（冬季）㊁４月１７日（春季）及２０１６年７月２１日（夏季）开展调查工作．用多参数水质监测仪ＹＳＩ⁃６６００（ＸｙｌｅｍＩｎｃ．，ＵＳＡ）测定各点位水温（ＷＴ）㊁ＤＯ㊁ＳｐＣｏｎｄ的垂直剖面变化；将温度垂直梯度大于０．２ħ／ｍ的水层界定为温跃层，根据文献［１０］计算温跃层的顶界深度（代表温跃层深度）㊁底界深度㊁厚度和强度．利用ＰＵＶ⁃２５００水下剖面辐射仪（ＢｉｏｓｐｈｅｒｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＩｎｃ．，ＵＳＡ）测定０３．５ｍ处光合有效辐射强度的剖面变化，据此计算真光层深度［３１］．同时，采集各点位水柱表层（水下０．５ｍ）的水样，用以测定其他参数总氮（ＴＮ）㊁总磷（ＴＰ）㊁氨氮（ＮＨ３⁃Ｎ）㊁硝酸盐氮（ＮＯ－３⁃Ｎ）㊁溶解性活性磷（ＳＲＰ）和Ｃｈｌ．ａ浓度（表征浮游植物生物量），其测定方法参照文献［３２］．周起超等：云南程海和阳宗海季节性分层及其消退对冬季水华的潜在影响７０３㊀１．３统计分析本研究所示的均值为平均值ʃ标准差；两独立样本（Ｍａｎｎ⁃ＷｈｉｔｎｅｙＵ）㊁多独立样本（Ｋｒｕｓｋａｌ⁃ＷａｌｌｉｓＨ）非参数检验与Ｓｐｅａｒｍａｎ相关性分析均由ＳＰＳＳＳｔａｔｉｓｔｉｃｓ２４．０软件完成，Ｐ＜０．０５表示显著，Ｐ＜０．０１表示极显著．图１程海（ａ）和阳宗海（ｂ）采样点位Ｆｉｇ．１ＳａｍｐｌｉｎｇｓｉｔｅｓｏｆＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉ（ａ）ａｎｄＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ（ｂ）２结果２．１两湖气温与降水量的季节变化根据国家气象信息中心（ｈｔｔｐ：／／ｄａｔａ．ｃｍａ．ｃｎ／）资料（１９８１年１月２０１０年１２月），程海附近永胜县（台站编号：５６６５２；经纬度：２６．４１ʎＮ，１００．４５ʎＥ；海拔：２１３０．５ｍ）１月㊁４月㊁７月㊁１０月的月平均气温分别为６．４㊁１４．９㊁１９．１和１４．５ħ，月平均降水量分别为５．８㊁１４．３㊁２５４和７３．７ｍｍ；宾川县（台站编号：５６７５２；经纬度：２５．５ʎＮ，１００．３４ʎＥ；海拔：１４３８．７ｍ）１月㊁４月㊁７月㊁１０月的月平均气温分别为１０．５㊁２０．２㊁２３．９和１９．３ħ，月平均降水量分别为３．４㊁９．４㊁１３９．８和５０．１ｍｍ．阳宗海附近宜良县（台站编号：５６８８０；经纬度：２４．５５ʎＮ，１０３．１ʎＥ；海拔：１５３２．５ｍ）１月㊁４月㊁７月㊁１０月的月平均气温分别为９．１㊁１９．２㊁２１．６和１７．２ħ，月平均降水量分别为１６．７㊁２４．３㊁１６６．８和７６ｍｍ；澄江县（台站编号：５６８７３；经纬度：２４．４１ʎＮ，１０２．５５ʎＥ；海拔：１７９６．３ｍ）１月㊁４月㊁７月㊁１０月的月平均气温分别为９．４㊁１７．８㊁２０．８和１６．６ħ，月平均降水量分别为１４．２㊁２７．６㊁２１０．５和８０．６ｍｍ．２．２两湖水温剖面与温跃层参数的季节变化程海秋㊁冬㊁春㊁夏四季的表层水温分别为２２．９６ʃ０．２５㊁１４．３３ʃ０．１２㊁１６．７０ʃ０．２３和２４．６７ʃ０．３８ħ（图２ａｄ），阳宗海秋㊁冬㊁春㊁夏四季的表层水温分别为１９．９８ʃ０．１７㊁１３．６３ʃ０．１６㊁１８．０１ʃ０．６９和２３．４３ʃ０．３３ħ（图２ｅｈ），两湖间四季或分层季节的表层水温均无显著性差异（Ｐ＞０．０５）；除冬季外，两个湖泊秋㊁春㊁夏三季均有一定的热力分层，同一季节各点位的温跃层分布状况具有一定的异质性（图２，表１）．就温跃层的深度㊁厚度和强度而言（表１），程海春季温跃层深度显著大于夏季（Ｐ＜０．０１）和秋季（Ｐ＜０．０５），夏㊁秋季温跃层的深度㊁厚度和强度均无显著性差异（Ｐ＞０．０５），秋季的厚度和强度显著大于春季（Ｐ＜０．０１），夏季的厚度略大于春季（Ｐ＝０．０７）㊁强度显著大于春季（Ｐ＜０．０１）；阳宗海夏季温跃层深度显著小于春季（Ｐ＜０．０１）和秋季７０４㊀Ｊ．ＬａｋｅＳｃｉ．（湖泊科学），２０２０，３２（３）（Ｐ＜０．０５）㊁春秋季间无显著性差异（Ｐ＞０．０５），秋季和春季的温跃层厚度和强度均无显著性差异（Ｐ＞０．０５），夏季的厚度显著大于秋季（Ｐ＜０．０５）和春季（Ｐ＜０．０１），夏季的强度与春季㊁秋季均无显著性差异（Ｐ＞０．０５）．就程海和阳宗海间温跃层参数比较而言（表１），程海的温跃层深度（Ｐ＜０．０１）㊁底界深度（Ｐ＜０．０５）均显著大于阳宗海，两湖温跃层厚度和强度则无显著差异（Ｐ＞０．０５）．图２程海（ａｄ）和阳宗海（ｅｈ）水温剖面的季节变化Ｆｉｇ．２ＳｅａｓｏｎａｌｉｔｙｉｎｖｅｒｔｉｃａｌｐｒｏｆｉｌｅｏｆｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉ（ａ－ｄ）ａｎｄＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ（ｅ－ｈ）表１程海和阳宗海温跃层参数的季节变化Ｔａｂ．１ＳｅａｓｏｎａｌｉｔｙｉｎｓｏｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｒｍｏｃｌｉｎｅｉｎＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉａｎｄＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ湖泊季节温跃层参数（均值ʃ标准差）顶界／ｍ底界／ｍ厚度／ｍ强度／（ħ／ｍ）程海秋ａ１７．３８ʃ１．３９２４．４３ʃ１．３１７．０５ʃ２．４９０．８６ʃ０．２９冬春ｂ２１．５２ʃ３．８１２３．４４ʃ３．６７１．９２ʃ１．５４０．２３ʃ０．０８夏ｃ１５．０３ʃ２．５８２２．３３ʃ３．４９７．３０ʃ５．３９０．８７ʃ０．４３总ｄ１７．７０ʃ３．８９２３．２３ʃ３．１０５．５４ʃ４．４４０．６７ʃ０．４３阳宗海秋ｅ１６．１１ʃ１．１６２０．１２ʃ１．２７４．０１ʃ２．２３０．５６ʃ０．３９冬春ｂ１４．２５ʃ１．９６１９．４１ʃ１．８７５．１６ʃ２．１５０．５８ʃ０．６３夏ｂ９．０１ʃ０．９５２２．４８ʃ１．８０１３．４６ʃ２．０６０．４７ʃ０．２４总ｆ１２．５３ʃ３．３５２０．７８ʃ２．１８８．２５ʃ４．８５０．５３ʃ０．４３ａＮ＝５，ｂＮ＝６，ｃＮ＝８，ｄＮ＝１９，ｅＮ＝３，ｆＮ＝１５．㊀㊀进一步分析发现，程海表层水温与温跃层深度呈显著负相关（ｒ＝－０．６５４，Ｐ＜０．０１，Ｎ＝１９），与厚度（ｒ＝０．４９３，Ｐ＜０．０５，Ｎ＝１９）㊁强度（ｒ＝０．６０２，Ｐ＜０．０１，Ｎ＝１９）呈显著正相关；阳宗海表层水温与温跃层深度呈显著负相关（ｒ＝－０．５３６，Ｐ＜０．０５，Ｎ＝１５），与厚度呈显著正相关（ｒ＝０．５６８，Ｐ＜０．０５，Ｎ＝１５），与温跃层强度无周起超等：云南程海和阳宗海季节性分层及其消退对冬季水华的潜在影响７０５㊀显著相关性（ｒ＝０．２４６，Ｐ＝０．３７６，Ｎ＝１５）．真光层深度与温跃层参数的关系方面，程海（Ｎ＝１９）或阳宗海（Ｎ＝１５）的真光层深度与温跃层深度㊁厚度和强度之间均未检出显著的相关性．此外，程海和阳宗海的平均真光层深度分别为６．１６ʃ１．１２ｍ（Ｎ＝３６）和６．４４ʃ１．２１ｍ（Ｎ＝２４），两湖间四季或分层季节的真光层深度均无显著性差异（Ｐ＞０．０５）．２．３两湖溶解氧浓度和电导率垂直分布的季节变化程海ＤＯ浓度垂直分布的季节变化如图３ａｄ所示：在秋㊁夏季形成氧跃层，深水区达到缺氧状态（＜３ｍｇ／Ｌ），秋季深层水ＤＯ浓度甚至低于１ｍｇ／Ｌ；春季，形成氧跃层雏形，深水区暂未出现缺氧；冬季，ＤＯ浓度的垂直分布变化不明显．阳宗海在秋㊁夏季形成氧跃层，深水区达到缺氧状态（图３ｅ㊁ｈ）；冬季，ＤＯ浓度的垂直分布变化不明显（图３ｆ）；春季，形成氧跃层雏形，但深水区暂未出现缺氧现象（图３ｇ）．程海和阳宗海Ｓｐ⁃Ｃｏｎｄ垂直分布的季节变化如图４ａｈ所示：程海的ＳｐＣｏｎｄ明显高于阳宗海，冬季两湖ＳｐＣｏｎｄ的垂直分布相对均一，春季两湖ＳｐＣｏｎｄ随水深增加有微弱的上升趋势；秋㊁夏季，两湖ＳｐＣｏｎｄ的垂直分布变化与ＷＴ剖面基本呈反向趋势，但夏季程海的ＳｐＣｏｎｄ在温跃层升高后随着水深增加而降低直至稳定．图３程海（ａｄ）和阳宗海（ｅｈ）溶解氧浓度垂直剖面的季节变化Ｆｉｇ．３ＳｅａｓｏｎａｌｉｔｙｉｎｖｅｒｔｉｃａｌｐｒｏｆｉｌｅｏｆｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎｉｎＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉ（ａ－ｄ）ａｎｄＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ（ｅ－ｈ）２．４两湖表层水体叶绿素ａ和营养盐浓度的季节变化程海秋㊁冬㊁春㊁夏季的表层水体Ｃｈｌ．ａ浓度分别为５．６２ʃ０．９２㊁１９．２２ʃ１１．０８㊁８．０６ʃ０．７４和１２．５２ʃ４．７０μｇ／Ｌ（图５ａ），冬季显著大于秋季（Ｐ＜０．０１）和春季（Ｐ＜０．０５），夏季显著大于春季和秋季（Ｐ＜０．０１），冬季与夏季无显著差异（Ｐ＞０．０５）；阳宗海秋㊁冬㊁春㊁夏季的表层水体Ｃｈｌ．ａ浓度分别为１７．６４ʃ０．７８㊁４５．８２ʃ９．４１㊁１５．１９ʃ０．９５和１８．２７ʃ１．３２μｇ／Ｌ（图５ｂ），冬季显著大于其他３个季节（Ｐ＜０．０１），夏季显著大于春季（Ｐ＜０．０１），夏季与秋季无显著性差异（Ｐ＞０．０５）．程海秋㊁冬㊁春㊁夏季的表层水体Ｃｈｌ．ａ浓度的中位数分别为５．２８㊁１４．３９㊁８．０７和１２．５７μｇ／Ｌ，阳宗海的分别为１７．５５㊁４３．３５㊁１５．１４和１８．２６μｇ／Ｌ，两湖冬季的值均最高（图５）；两湖冬季表层水体Ｃｈｌ．ａ浓度的变化范围较其他季节更大（图５）．营养盐的季节差异方面，若以无热力分层的冬季为参照，程海冬季的ＴＮ㊁ＮＨ３⁃Ｎ和ＮＯ－３⁃Ｎ浓度显著高于秋季，ＴＰ和ＳＲＰ浓度显著高于春季，ＴＰ㊁ＮＨ３⁃Ｎ和ＳＲＰ浓度显著高于夏季，ＮＯ－３⁃Ｎ浓度显著低于夏季；阳７０６㊀Ｊ．ＬａｋｅＳｃｉ．（湖泊科学），２０２０，３２（３）图４程海（ａｄ）和阳宗海（ｅｈ）电导率垂直剖面的季节变化Ｆｉｇ．４ＳｅａｓｏｎａｌｉｔｙｉｎｖｅｒｔｉｃａｌｐｒｏｆｉｌｅｏｆＳｐＣｏｎｄｉｎＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉ（ａ－ｄ）ａｎｄＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ（ｅ－ｈ）图５程海（ａ）和阳宗海（ｂ）表层㊀Ｃｈｌ．ａ浓度的季节变化㊀Ｆｉｇ．５Ｓｅａｓｏｎａｌｉｔｙｉｎｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ⁃ａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆ㊀ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｗａｔｅｒｃｏｌｕｍｎｉｎＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉ（ａ）㊀ａｎｄＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ（ｂ）㊀宗海冬季的ＴＮ和ＮＯ－３⁃Ｎ浓度显著高于秋季㊁ＳＲＰ浓度显著低于秋季，ＴＮ㊁ＴＰ和ＮＯ－３⁃Ｎ浓度显著高于春季，ＮＨ３⁃Ｎ浓度显著低于春季，ＴＮ㊁ＮＨ３⁃Ｎ和ＮＯ－３⁃Ｎ浓度显著高于夏季，ＴＰ浓度显著低于夏季（表２）．春季和夏季比较，程海除ＴＮ浓度（Ｐ＞０．０５）外的其他参数均有显著性差异（ＮＯ－３⁃Ｎ，Ｐ＜０．０５；其他，Ｐ＜０．０１），阳宗海各参数均有显著性差异（Ｐ＜０．０１）．夏季和秋季比较，程海除ＮＨ３⁃Ｎ浓度（Ｐ＞０．０５）外的其他参数均有显著性差异（Ｐ＜０．０１），阳宗海的各参数均有显著性差异（Ｐ＜０．０１）．将四季的表层水体Ｃｈｌ．ａ浓度分别与ＷＴ㊁ＳｐＣｏｎｄ㊁ＴＮ㊁ＴＰ㊁ＮＨ３⁃Ｎ㊁ＮＯ３⁃Ｎ和ＳＲＰ浓度进行Ｓｐｅａｒｍａｎ相关性检验，结果（表３）显示：程海的表层水体Ｃｈｌ．ａ浓度与ＳｐＣｏｎｄ㊁ＴＮ㊁ＮＯ－３⁃Ｎ浓度呈显著正相关；阳宗海的表层水体Ｃｈｌ．ａ浓度与ＳｐＣｏｎｄ㊁ＴＰ浓度呈显著正相关，与ＮＨ３⁃Ｎ浓度呈显著负相关．将相邻季节转化间的表层Ｃｈｌ．ａ浓度分别与ＷＴ㊁ＳｐＣｏｎｄ㊁ＴＮ㊁ＴＰ㊁ＮＨ３⁃Ｎ㊁ＮＯ－３⁃Ｎ和ＳＲＰ浓度进行Ｓｐｅａｒｍａｎ相关性检验，结果显示（以秋冬季为例，表３）：程海的表层水体Ｃｈｌ．ａ浓度与ＳｐＣｏｎｄ㊁ＴＮ㊁ＮＨ３⁃Ｎ和ＮＯ－３⁃Ｎ浓度呈显著正相关，与ＷＴ呈显著负相关；阳宗海的表层水体Ｃｈｌ．ａ浓度与ＳｐＣｏｎｄ㊁ＴＮ和ＮＯ－３⁃Ｎ浓度呈显著正相关，与ＷＴ㊁ＳＲＰ浓度呈显著负相关．周起超等：云南程海和阳宗海季节性分层及其消退对冬季水华的潜在影响７０７㊀表２程海和阳宗海表层营养盐浓度的季节变化Ｔａｂ．２ＳｅａｓｏｎａｌｉｔｙｉｎｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｗａｔｅｒｃｏｌｕｍｎｉｎＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉａｎｄＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ湖泊季节参数（均值ʃ标准差）ＴＮ／（ｍｇ／Ｌ）ＴＰ／（ˑ１０－１ｍｇ／Ｌ）ＮＨ３⁃Ｎ／（ｍｇ／Ｌ）ＮＯ－３⁃Ｎ／（ｍｇ／Ｌ）ＳＲＰ／（ˑ１０－１ｍｇ／Ｌ）程海秋季ａ０．５２ʃ０．０３∗∗０．５８ʃ０．０２０．０３ʃ０．０２∗∗０．４６ʃ０．０１∗∗０．０６ʃ０．０１冬季ａ０．７７ʃ０．０７０．６２ʃ０．０６０．２１ʃ０．０６０．５１ʃ０．０１０．０６ʃ０．０２春季ａ０．７７ʃ０．０７０．５６ʃ０．０３∗０．２４ʃ０．１１０．５１ʃ０．０１０．０４ʃ０．０２∗夏季ａ０．７４ʃ０．０４０．１５ʃ０．０３∗∗０．０３ʃ０．０１∗∗０．７０ʃ０．０３∗∗０．０３ʃ０．０１∗∗阳宗海秋季ｂ０．４３ʃ０．０４∗∗０．７０ʃ０．０６０．１３ʃ０．０２０．２６ʃ０．００∗∗０．２０ʃ０．０３∗∗冬季ｂ０．６５ʃ０．０９０．９３ʃ０．６００．１３ʃ０．０４０．４７ʃ０．０３０．０６ʃ０．０２春季ｂ０．４９ʃ０．１６∗０．４７ʃ０．０３∗∗０．２８ʃ０．０５∗∗０．３０ʃ０．０２∗∗０．０７ʃ０．０１夏季ｂ０．２１ʃ０．０４∗∗１．５７ʃ０．０９∗∗０．０５ʃ０．０３∗∗０．１３ʃ０．０１∗∗０．０４ʃ０．０１ａＮ＝９，ｂＮ＝６；以冬季为参照，∗Ｐ＜０．０５，∗∗Ｐ＜０．０１．表３四季及季节转化期程海和阳宗海表层Ｃｈｌ．ａ浓度与有关参数的Ｓｐｅａｒｍａｎ相关性Ｔａｂ．３Ｓｐｅａｒｍａｎｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ⁃ａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌ⁃ｃｈｅｍｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｆｏｕｒｓｅａｓｏｎｓａｎｄｔｗｏａｄｊａｃｅｎｔｓｅａｓｏｎｓ（ｓｅａｓｏｎｃｈａｎｇｅｓ）ｉｎＬａｋｅＣｈｅｎｇｈａｉａｎｄＬａｋｅＹａｎｇｚｏｎｇｈａｉ湖泊季节相关系数ＷＴＳｐＣｏｎｄＴＮＴＰＮＨ３⁃ＮＮＯ－３⁃ＮＳＲＰ程海四季－０．２２１㊀０．６０７∗∗㊀０．５３５∗∗－０．２６６㊀０．２７６㊀０．５０２∗∗－０．１９１秋冬－０．７５５∗∗０．８３２∗∗０．６１２∗∗０．０８５０．７６７∗∗０．６３８∗∗０．１８６冬春－０．５１３∗０．７０７∗∗０．０８５０．１９１０．０１０－０．３４５０．１４４春夏０．５０３∗０．７３０∗∗０．１３４－０．５７４∗－０．５３５∗０．５１２∗－０．３３５阳宗海四季－０．３０７０．５２５∗０．２７００．５４８∗∗－０．４８５∗０．２５５－０．１７４秋冬－０．６７３∗０．８８３∗∗０．６４９∗０．０５４－０．２７００．７０８∗∗－０．６７６∗冬春－０．６１５∗０．７４３∗∗０．３５８０．７６０∗∗－０．６９２∗０．５７３－０．０７１春夏０．８０４∗∗－０．７７７∗∗－０．６９８∗０．８１６∗－０．５９４∗－０．７９７∗∗－０．６８０∗∗Ｐ＜０．０５，∗∗Ｐ＜０．０１．３讨论在大尺度空间或长序列时间视野下，湖泊热力分层常受地理位置㊁湖泊形态㊁风区长度㊁辐射㊁水色及气候变化等因子的影响．如，虽然高山和亚高山湖泊的平均混合层深度可能相近，但二者的热力结构仍然有差异［３３］；针对全球２６个湖泊（１９７０２０１０年）的研究表明热力分层对气候变化的响应与湖泊形态和平均温度有关［３４］；针对ＬａｋｅＰääｊäｒｖｉ和ＬａｋｅＶａｌｋｅａ⁃Ｍｕｓｔａｊäｒｖｉ的模拟结果表明，大湖的热力分层更易受风速影响，而小湖更易受辐射或漫射衰减系数的影响［３５］；Ｗｏｏｌｗａｙ和Ｍｅｒｃｈａｎｔ认为在未来气候变化背景下诸多湖泊的混合作用会频繁降低［１４］．就温跃层深度而言，本文基于文献［３５］中３１个湖泊数据的进一步分析表明温跃层深度与湖泊最大水深具有较好的正向线性关系（Ｒ２＝０．５５９）；针对北温带６个小湖泊的研究表明，水色是影响湖泊热力分层的重要因子，清澈型湖泊的湖上层较深［３６］；基于千岛湖历史监测数据的研究表明，气候变暖（分层稳定期表层水温升高）和透明度降低使温跃层变浅变厚［１０］．横向比较方面，程海和阳宗海的温跃层深度均较本区域海拔和气象条件相近的抚仙湖浅［１６］，或与两湖的最大风区长度（或湖区面积）均小于抚仙湖［３７］㊁水深和真光层深度均浅于抚仙湖（最大水深为１５５．０ｍ，同期四季真光层深度为１４．８５ʃ４．５４ｍ）［３８］有关；类似地，虽然程海与阳宗海的表层水温㊁真光层深度并无显著性差异，但程海温跃层的总体位置较阳宗海更深，或与程海的湖区面积和水深均大于阳宗海有关．风场对湖泊分层尤其是混合层深度具有重要影响［３９］，不同湖泊的混合层深度随风力的增强而增加．本研究中，虽然程海和阳宗海的热力分层均存在一定７０８㊀Ｊ．ＬａｋｅＳｃｉ．（湖泊科学），２０２０，３２（３）的季节变化，但其四季的混合层深度（分层期以温跃层深度界定，程海最小值为１０．２５ｍ，阳宗海最小值为７．３３ｍ）普遍较深，与两湖的有关文献结果接近［２１⁃２２］，而针对抚仙湖和泸沽湖的研究表明其分层期温跃层深度的最小值大于１０ｍ［１６，１８］；这４个云南湖泊的最小值均大于长江中下游的千岛湖和天目湖［９，１０，１３］，而云南高原的风力强度总体大于长江中下游平原可能是其原因之一．以阳宗海和千岛湖为例，根据国家气象信息中心资料，１９８１２０１０年云南宜良站（代表阳宗海）１月㊁４月㊁７月和１０月的累年月平均风速分别为２．０㊁３．１㊁１．８和１．５ｍ／ｓ，累年月日最大风速ȡ５．０ｍ／ｓ日数分别为２５．６㊁２８．５㊁２１．１和１７．５ｄ；浙江淳安站（台站编号：５８５４３；代表千岛湖）１月㊁４月㊁７月和１０月的累年月平均风速分别为１．７㊁１．６㊁１．７和１．７ｍ／ｓ，累年月日最大风速ȡ５．０ｍ／ｓ日数分别为７．２㊁８．９㊁１２．８和５．４ｄ．同一湖库热力分层的季节性变化常与辐射㊁气温㊁水温㊁透明度（真光层深度）等涉及水体热量收支的因素有关．如，太阳辐射被认为是天目湖热力分层变化的主控因子［１３］，太阳辐射和气温变化对泸沽湖热力分层季节变化具有重要影响［１８］；针对千岛湖的研究表明透明度和表层水温是千岛湖温跃层深度变化的重要影响因子，其温跃层深度与透明度呈显著正相关㊁与表层水温呈显著负相关［９］．程海和阳宗海的表层水温与气温的季节变化趋势一致，与总辐射的变化趋势（两湖所在区域表现出春季最高㊁夏季次之㊁冬季最低的趋势）［４０］并不完全一致，而两湖热力分层的季节变化表现出了总体一致性与微弱异质性：秋季至冬季，随着太阳辐射减弱㊁气温降低，水体释放热量，两湖温跃层均消退；冬季至春季，随着太阳辐射与气温升高，表层水温升高，表底层温差增加，两湖均开始出现分层现象；春季至夏季，随着气温升至最高，表底层温差达到最大，使温跃层上移㊁变厚（程海的温跃层强度变强）；夏季至秋季，随着太阳辐射和气温降低，阳宗海的温跃层下移㊁变薄，但程海的温跃层深度㊁厚度和强度均未表现出明显变化（可能是因为程海夏秋季的表层水温接近）．由此可见，程海和阳宗海的热力分层均呈现出冬季混合㊁春季形成分层㊁夏秋季分层稳定的特征，且未观测到明显的逆温层，说明两湖均属暖单次混合型湖泊［３７］．透明度与真光层深度均可表征水体透光性，透明度（真光层深度）低，表层水体获取的太阳能多㊁水温高，表层与深层水的温差大，因而透明度降低会使温跃层深度变浅厚度变大［１０］㊁清澈型湖泊的湖上层较浑浊型湖泊更深［３６］．本研究中，两湖的分析结果暗示其真光层深度的单一变化总体上不足以对温跃层深度等参数产生显著影响；当然，这可能与本研究所获取的数据量较少有关，故而并不排除真光层深度或透明度及其与其他因子的联合作用对水体热力分层的影响．ＤＯ是反映水体新陈代谢状况的重要指标，其浓度常受制于大气溶解与（浮游）植物光合作用放氧㊁水生生物呼吸与有机物降解耗氧等过程的平衡［３７］．热力分层期间，温跃层阻碍了湖上层ＤＯ向下扩散，加之湖下层的呼吸分解作用，使湖下层ＤＯ浓度减小至缺氧甚至厌氧状态，这在程海和阳宗海热力分层期，尤其在稳定分层的夏秋季表现尤为明显．ＳｐＣｏｎｄ可间接表征水体中溶解盐的含量，其值越高表明溶解盐含量越高．稳定热力分层期（夏秋季），程海和阳宗海的ＳｐＣｏｎｄ在温跃层附近均呈现出沿水深升高的趋势，这与淡水贫营养的泸沽湖［１８］不同，而与贫中营养的龙滩水库［４１］㊁中营养的天山天池［１１］一致；换言之，作为中营养湖泊，程海和阳宗海夏秋季湖下层的溶解盐含量总体较湖上层高，可能与湖下层较强的分解（矿化）作用有关，而关于夏季程海温跃层的ＳｐＣｏｎｄ随水深先升高后下降的现象则有待进一步研究．当秋季转为冬季时，两湖真光层的ＳｐＣｏｎｄ均明显升高㊁底层的ＳｐＣｏｎｄ则明显下降，说明随着热力分层的消退，底层的溶解盐可随水体上下层的混合而向表层输送．加之期间的降水量较少且呈减少趋势，意味着大气沉降与河流输入的营养盐有限，暗示热力分层消退可能是导致表层无机营养盐（如氨氮及富氧条件下经硝化作用产生的硝酸盐氮，亦可能有磷）升高的重要原因（表２）．当冬季转春季时，降水量微弱的升高或不能带来流域营养物质的大量入湖，而可能对水体溶解盐起到一定的稀释作用，进而成为两湖表层及水柱ＳｐＣｏｎｄ呈降低趋势的原因之一；从春季的剖面来看，ＳｐＣｏｎｄ随水深的增加有微弱的上升趋势，意味着热力分层的初步形成已利于底层溶解盐含量的升高．浮游植物的生长和生物量常直接受制于藻类自身及光照㊁温度和营养盐的综合作用，且主控因子具有季节性或阶段性特征［４２］，如孔繁翔和高光［４３］针对长江中下游湖泊提出的蓝藻水华成因的四阶段理论假设正说明了这点．无论四季还是季节转化的分析均显示两湖的Ｃｈｌ．ａ浓度与ＳｐＣｏｎｄ基本呈显著的正相关（阳宗海非连续的春夏季除外，表３），说明溶解盐含量在两湖浮游植物生物量的变化方面总体上发挥了重要的正向作用，但不同类别和形态营养盐的影响作用同样具有湖泊和季节间异质性．本研究中的秋季转冬季周起超等：云南程海和阳宗海季节性分层及其消退对冬季水华的潜在影响７０９㊀时，虽然两湖的总辐射［４０］和表层水温均降至年度最低，但期间的光照（程海和阳宗海冬季的真光层深度分别为６．０９ʃ０．４７和６．２２ʃ０．７４ｍ）和温度（程海和阳宗海冬季的表层水温分别为１４．３３ʃ０．１２和１３．６３ʃ０．１６ħ）条件仍能满足浮游植物的生长，如Ｍａ等［４４］的研究显示当温度ȡ１２．５ħ时太湖冬季的微囊藻能继续生长；由于热力分层消退导致水体表层无机营养盐的显著升高，可能是支撑浮游植物生长和年度最高生物量的物质基础（表３）；而两湖冬季的表层水体Ｃｈｌ．ａ浓度变化幅度均较其他季节更大（图５），可能与不同点位的水深不同导致分层消退时间不同，进而引起表层营养盐组成与浓度不同有关．基于历史数据分析［４２］和围隔实验［４５］的结果推断，云南滇池的浮游植物在旱季（春季）存在光抑制作用．本研究中，冬季转春季时，虽然两湖的表层水温升高㊁总辐射由最低升至最高［４０］，但除了阳宗海的氨氮外并未检测到Ｃｈｌ．ａ浓度与其他溶解性营养盐间显著的相关关系，暗示两湖浮游植物在春季可能存在光抑制作用，进而成为两湖浮游植物生物量明显下降的原因之一；阳宗海浮游植物生物量的降低可能还与ＴＰ浓度显著降低，以及ＮＨ３⁃Ｎ浓度显著升高对藻类产生毒性［４６］有关（表２和表３）．春季转夏季时，程海和阳宗海浮游植物生物量的显著升高不仅与已被普遍接受的表层水温升高更利于浮游植物生长（表３）㊁形成稳定的热力分层阻碍上下层物质交换有关［２４⁃２５］，我们推测可能还与光抑制作用减弱甚至消失㊁ＮＨ３⁃Ｎ浓度降低导致其对藻类的毒性降低有关，此外阳宗海Ｃｈｌ．ａ浓度升高还与ＴＰ浓度的升高有关（表２和表３）；期间，两湖Ｃｈｌ．ａ浓度与ＮＯ－３⁃Ｎ浓度的相关性表现出了不同，程海的正向关系可能是因为水体的补充速率大于藻类的吸收速率（春季至夏季，水体ＮＯ－３⁃Ｎ浓度显著升高，Ｐ＜０．０１），阳宗海的负向关系可能是因为藻类的吸收速率大于水体的补充速率（春季至夏季，水体硝酸盐氮浓度显著降低，Ｐ＜０．０１），阳宗海在溶解性活性磷与Ｃｈｌ．ａ浓度的关系方面亦有所体现（秋季至冬季㊁春季至夏季）．根据临界层理论［４７］，程海和阳宗海的真光层深度均明显小于混合层深度而不易发生藻类水华；然而，当扰动混合速率低于临界扰动时亦可能发生藻类水华［４８］，两湖（冬季）藻类水华的发生或属于此种情况．需指出的是，本研究主要是基于程海和阳宗海水体分层和浮游植物生物量季节变化特征的初步分析与推断，而缺乏针对周年热力分层转化及其关键时期的水动力㊁剖面营养盐及浮游植物等数据的长期高频观测，故只是在初步认识两湖水体分层特征的基础上，提供了一种针对浮游植物生物量季节变化，尤其冬季水华发生的案例和可能解释．而在未来复杂的气候变化与人为干扰背景下，为了更加全面深入地认识程海和阳宗海及本区域其他类似湖泊的水体热力分层特征及其生态环境效应（如，揭示其对浮游植物群落结构变化乃至水华发生的驱动机制等），仍有大量的系统工作需要且值得开展．４结论程海和阳宗海水体分层的特征均为冬季混合㊁春季形成分层㊁夏秋季分层稳定，均属暖单次混合型湖泊，程海温跃层的总体位置较阳宗海更深．热力分层稳定期，两湖水柱底层形成缺氧甚至厌氧条件，底层电导率总体较表层高；秋季转冬季热力分层消退可能是导致水体表层无机营养盐升高的重要原因，加之适宜的光热条件可诱导两湖冬季水华的发生；冬季转春季总辐射升至年度最高可能对浮游植物产生光抑制作用，加之两湖电导率（溶解盐浓度）降低及（阳宗海）ＴＰ浓度的降低或ＮＨ３⁃Ｎ浓度的升高（或有毒性作用），进而使浮游植物生物量降低；春季转夏季，两湖浮游植物生物量的升高不仅与水温升高有关，可能还与辐射降低（光抑制作用减弱）及水柱表层营养盐组分的变化有关．关于云南乃至云贵高原深水湖泊热力分层特征及其生态环境效应，尤其是对浮游植物群落变化及水华发生影响等的研究，仍有大量的系统性甚至基础性的工作需要开展．致谢：感谢陈毅良㊁孔德平㊁聂菊芬等协助的现场调查或样品分析工作，感谢张运林研究员的帮助！５参考文献［１］㊀ＺｈａｎｇＹ，ＷｕＺ，ＬｉｕＭｅｔａｌ．Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｉｎａｌａｒｇｅａｎｄｄｅｅｐｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒ（ＬａｋｅＱｉａｎｄａｏｈｕ，Ｃｈｉｎａ）．ＷａｔｅｒＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１５，７５：２４９⁃２５８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｗａｔｒｅｓ．２０１５．０２．０５２．［２］㊀ＦｕｃｈｓＡ，ＫｌｉｅｒＪ，ＰｉｎｔｏＦｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｔｈｅｒｍｏｃｌｉｎｅｄｅｅｐｅｎｉｎｇｏｎｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎｒａｔｅｓａｎｄｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓ。

高原深水湖泊水温日成层对溶解氧、酸碱度、总磷浓度和藻类密度的影响:以云南阳宗海为例

高原深水湖泊水温日成层对溶解氧、酸碱度、总磷浓度和藻类密度的影响：以云南阳宗海为例袁琳娜;杨常亮;李晓铭;李世玉;申时立;李智圆;刘仍兵;刘楷【摘要】弄清深水湖泊夏季水温分层及其对水体各理化指标的影响对于湖泊的保护和治理有重要意义.以云南阳宗海为例,在夏季选择湖泊内有代表性的6个样点,以1 m为间隔对每个样点不同水深的水温、藻蓝蛋白、DO、pH和叶绿素a含量进行同步测定,同时在实验室测定TP.结果表明:(1)夏季晴天阳宗海上午没有明显的分层,中午开始慢慢形成4层,随后转化到3层,在14:00时达到分层相对稳定,稳定时温跃层出现在水深9～13 m处,湖表层与深水层的最大温差为7.8℃;(2)随着水温出现分层,DO和pH呈现出与水温分层相似的垂直分层结构,而这种分层过程基本上与水温成层过程同步;(3)藻类和浮游植物随水温分层而逐渐成层,但有迟滞性,迟滞时间约2 h;(4) TP对水温分层不敏感,只有接近湖底的水体总磷浓度才明显升高,9m 以上的水层总磷浓度分布均匀,水温的分层与消失过程不影响上层水的总磷浓度,全湖泊的总磷平均浓度为0.033±0.03 mg/L.【期刊名称】《湖泊科学》【年(卷),期】2014(026)001【总页数】8页(P161-168)【关键词】水体理化指标;阳宗海;水温分层;叶绿素a;垂向分布【作者】袁琳娜;杨常亮;李晓铭;李世玉;申时立;李智圆;刘仍兵;刘楷【作者单位】云南大学生命科学学院,昆明650091;云南大学工程技术研究院,昆明650091;昆明市环境监测中心,昆明650028;云南大学工程技术研究院,昆明650091;云南大学工程技术研究院,昆明650091;云南大学生命科学学院,昆明650091;云南大学生命科学学院,昆明650091;云南大学生命科学学院,昆明650091【正文语种】中文水温是湖泊水环境变化的重要驱动因子，水的所有物理化学特性几乎都与水温有关［1］.有研究表明［2］，大多数温带及亚热带的深水湖泊都会出现水温分层，湖泊水温分层使湖水上下层的交换受抑制，导致湖泊水质分层.湖泊中水温的情况及其分层现象将直接或间接的影响到湖水环境中的各种物理、化学和生物过程［3－5］.特别是在深水湖泊中，湖泊水体的垂向温度分布特点和变化规律对水体水质有较大影响，物质的交换能力和湖泊的许多生态动力学过程都受到水温的影响，加之水温本身就是深水湖泊水库水质的最重参数.因此，研究深水湖的水温分层对了解污染物浓度分布和维护湖泊生态系统平衡有重要的作用.水体理化指标是影响水质的重要因素，比如湖泊水华可通过叶绿素等进行反应和预警.叶绿素的水平反映了浮游植物生物量的多少［6］.水温高低及其分层情况会直接或间接的影响到湖泊水环境中的这些理化和生物过程［3，7］.张玉超等［8］对浅水湖泊太湖的研究表明其存在日成层现象，太湖DO及pH与水温分层相关.戴凌全等［9］探讨了水库水温预测的经验法和数学模型法，发现水温分层会导致DO、pH、COD等理化参数的分层.吴志旭等［10］研究了新安江水库湖泊区水体的垂向物理、化学参数以及浮游植物群落，结果表明夏季该水库湖泊区垂向pH值、溶解氧及浊度的变化同叶绿素a浓度呈现高度一致.赵巧华等［11］通过气象数据用模型对洱海水温垂直分布进行模拟，发现夏季洱海能维持持续的分层现象，秋季有明显的日分层现象.目前关于浅水湖泊的水温与水体理化参数关系的研究较多较系统［12－13］.然而，目前对深水湖泊分层的研究案例较少，大部分为数学模拟研究.对于昼夜温差很大的高原深水湖泊，从上午到下午，水温层次是否发生变化以及呈现什么样的变化规律?湖泊水体中浮游植物、藻类密度、总磷浓度、溶解氧和酸碱度这些理化及生物因子是否随水温的分层也呈现分层现象，这种分层现象是否也随水温层次的变化而呈现出同步的变化呢?在不同的水温层里，这些理化指标是否呈现出不同的变化规律?这是亟待回答的问题，这方面的实测研究案例仍然缺乏.云南九大湖泊之一阳宗海，为深水湖泊，地处云贵高原.该流域属北亚热带气候，受季风影响明显，气温日较差较大，干湿季节分明［14］.选择这样一个日温差大的高原深水湖泊正好满足了我们要研究的上述问题，符合研究需求.阳宗海承担着饮用水源、农业灌溉水源和工业用水水源三大功能，保护标准为《地表水环境质量标准GB/T 3838----2002》Ⅱ类标准.在1992年前阳宗海水质符合地面水质Ⅰ、Ⅱ类标准，但随着该流域人口的增加和工农业的发展，流域水环境逐渐被污染，湖泊变为中营养状态，水质恶化.在1997----1998年间出现“水华”现象，水质降为Ⅳ类，部分水域水质降低到Ⅴ类［15］.之后采取了诸如取缔大规模水产养殖等政策措施，取得一些效果，到2004年水质恢复到Ⅱ类水，但2005年以后，流域内逐年增加的散养家禽和家畜的粪便量超过了流域系统的自净能力，使湖泊再次富营养化［16］，2011年度，阳宗海湖体水质达Ⅲ类水标准;而阳宗海2012年1----9月水质状况与去年同期相比，水质类别由Ⅲ类下降为Ⅳ类.因此，选择这样一个正在富营养化的高原深水湖泊具有现实意义.1 材料与方法1.1 研究区概况阳宗海(24°51'～24°58'N，102°5'～103°2'E;图 1 )，地跨云南省澄江、呈贡、宜良三县交界，属天然断陷淡水湖泊.呈南北向伸展，南北平均长约12.7 km，东西平均宽约3 km，湖岸线长约34 km，正常运行高水位1769.9 m时，水面面积31.6 km2，相应蓄水量为6.17×108m3，最大水深30 m，平均水深20 m，多年平均水资源量7380×104m3.流域人口327万人，流域以农业和旅游业为经济主体［16－17］.1.2 样点设置根据阳宗海的基本形状特征，选择了有代表性的6个样点，A、B、C点分布在阳宗海的北、中、南部，A～F点深度分别为 2 2.5、22.5、18.5、14、15、13 m，样点布设如图 1 .1.3 采样及分析方法于2012年8月7日(晴天)进行第1次现场采样，11:00到16:00每隔1 h采集A～F点的样品，样品记为A1～F1;于2012年8月30日(晴天)进行第2次现场采样，13:00到16:00每隔1 h采集A～C点的样品(11:00 ---12:00和16:00由于现场偶然因素，未能正常测定)，样品记为A2～C2.采用YSI 6600V2－2型多参数水质监测仪现场测定各样点的水深及水温、藻蓝蛋白、叶绿素a(Chl.a)、溶解氧(DO)和pH等水质参数［18－19］.每个样点均以垂直1 m为间隔，测定从距水面0.5 m处开始，到距离底泥0.5 m结束，最深的采样点在距离底泥0.5 m以上.用抽水机抽取不同深度(即在距离水面0.5、1.5、2.5、3.5 m……处采取水样)的水作为对应深度的水样.不同深度的所有水样均根据GB/T 11893----1989完成总磷浓度的实验室测定.本研究采用SPSS 16.0进行统计分析，显著性水平α=0.05.2 结果2.1 阳宗海夏季各理化参数的水平结构从整体上看，阳宗海各样点的平均水温、pH、DO、藻蓝蛋白、Chl.a及总磷浓度在全湖的水平分布如图2(数据为8月7日和30日2次测定的平均值、标准差及其多重比较的结果)，从A～F点，即随时间从上午到下午，水温逐步上升，水质参数pH、DO以及藻蓝蛋白和叶绿素a浓度都逐步升高.pH在7.8～8.6之间，水体呈碱性，F点pH显著高于 A点(P＜0.05)，DO 在 D、E和 F点显著高于 A 点(P ＜0.05)，藻蓝蛋白和Chl.a浓度在F点显著高于A点(P＜0.05).湖泊总磷浓度虽然由A～C点有增加趋势，但差异不显著(P＞0.05)，水平分布较均匀，在0.028～0.034 mg/L之间.图1 阳宗海采样点分布Fig.1 Distribution of sampling sites in Lake Yangzonghai图2 阳宗海各样点平均水温、pH、溶解氧、藻蓝蛋白、叶绿素a和总磷的水平分布Fig.2 Vertical distributions of water temperature，pH，DO，phycocyanin，chlorophyll－a and TP distribution of sampling sites in Lake Yangzonghai2.2 水温分层及各理化因子的垂直结构2.2.1 水温的分层及其随时间的变化 8月7日阳宗海湖底到湖面水温在17.1～24.8℃之间.11:00时(A1)，大致可以分为4层，但水温层次不明显;12:00时(B1)，4层逐渐明显:0～4 m(相对恒温)，4～13 m(相对恒温)，13～16 m(温跃层)和大于16 m(滞温层);13:00时(C1)，水温逐渐形成3层，但不太明显:0～9 m内水温相对恒定，9～13 m水温降低变化较大，13 m以下缓慢降低;14:00时(D1)，水温逐渐形成很明显的3层:0～10 m为明显恒温层(24.5℃)，10～12 m为温跃层，12 m以下为滞温层;15:00时(E1)，水温分层与14:00相似(D1)，但是恒温层增加了1 m，而温跃层减少了1 m，即0～11 m为明显恒温层(24.5℃)，11～12 m为温跃层，12 m以下为滞温层;16:00时(F1)，水温分层与15:00一致(E1)，水温分层未显示变化.8月30日13:00到15:00各理化因子的测定结果见图4，表明水温分为3层:0～3 m为恒温层，3～18 m为变温层，18 m以下为滞温层.13:00到14:00，3～9m的水温也逐渐升高向恒温层靠拢，但是未能达到恒温层的温度，到15:00，分层开始变模糊.2.2.2 水体理化参数对水温分层的响应 pH和DO作为温度的函数，在分层过程中呈现出与水温分层近似相同的分层现象和层次结构.从湖底到湖泊表面，DO在2.4～6.8 mg/L之间，水温高的地方DO也高，响应速度很快，基本上达到同步;同理，pH也呈现出同样的规律，高温区pH也较高，响应速度也很快;叶绿素a对水温分层的响应有一定迟效性，在14:00前后，叶绿素a开始出现与水温层次一致的分层，高温层叶绿素a较高，滞温层最低(图3).8月30日的测定结果显示，DO和pH随水水温分层及其变化的响应与8月7日测定的结果一致(图4)，而叶绿素a从水面到湖底呈现出一个单峰曲线:3 m内随水深增加而升高，在水面下3m的地方出现峰值，然后随水深增加而下降，水深9 m以下则变化幅度很小.藻蓝蛋白对水温分层的响应类似叶绿素a，有迟滞性，在没有达到稳定的分层时，先在水面以下3～6 m的地方出现一个峰值，随水温分层稳定后，在高温区峰值两边的藻蓝蛋白密度渐渐升高，最后在高温层形成一个密度相对均匀的高藻蓝蛋白密度层(图5).TP对水温分层及其变化不敏感，在水面到9 m深的水体TP浓度没有变化，水深较深的地方，水面到水深15 m的水体TP浓度都没有变化，但在接近湖底的几米内，总磷浓度快速升高(图6).3 讨论3.1 阳宗海夏季各参数的水平结构分析湖泊水温的水平分布与水深有直接的关系［20］，因此，本文对相似水深的样点进行了比较.本研究中A、B、C点具有相似的水深，从A～F点，随测定时间的推移水温呈逐步升高的趋势:2012年8月7日，各点从南到北湖水均温分别为20.72、21.16和21.83℃，2012年8月30日，各点从北到南湖水均温分别为21.09、21.26和22.33℃;D、E、F 点具有相似的水深，第 1 次测定时 3 个点湖水均温分别为 23.21、23.32 和24.01℃.平均水温在D、E和F点较高，主要因为这几个样点的测定时间是午后，导致水温较高.白天受热水温升高，表层水温比更深层的水温升高快;酸碱度显示水体呈碱性，说明水体可能受到有机污染，呈一定程度的富营养化.本研究中阳宗海溶解氧平均值在4.3～6.2 mg/L之间，稍低于正常情况下地表水中溶解氧浓度(5～10 mg/L)，在水藻繁生的水体中，由于光合作用使放氧量增加，也可能使水中的氧达到过饱和状态，湖泊水中一般溶解氧浓度会随水深增加而减少，深层水中甚至完全无氧;藻蓝蛋白和Chl.a在F点显著高于A点(P＜0.05)，说明南部藻类和浮游生物密度较北部多，南部富营养化较北部严重.从pH(图2b)、藻蓝蛋白(图2d)和Chl.a(图2e)的分布可以推断出:富营养化的有机污染源主要来自阳宗海南部，通过地表水和地下水进入湖泊，是湖泊富营养化的主要贡献部位.3.2 阳宗海夏季各参数的垂直结构分析3.2.1 水温的分层及其随时间的变化规律阳宗海水温分层存在日变化，而不是简单地分为3层，上午随气温开始上升，水温分层由不明显变得明显，由最初的4层渐渐变成3层(图3)，随着气温的升高，湖上层即恒温层不断扩大，同时，温跃层逐渐减小，因为温跃层的上部接近恒温层的水层，水温逐渐升高变成恒温层.由于样点水深差异，A ～C 点水深较深(18.5～22.5 m)，D ～F点水深较浅(12.5～14.5 m)，这可能造成稳定后恒温层深度的差异.第1次测定时E、F点恒温层深度最大达到水面下11.5 m(图3);第1次和第2次测定时C点恒温层深度最大均达到水面下10 m深度(图3、图4).夏季阳宗海的湖泊区水温层相对稳定后，在9～13 m处形成温跃层，湖上层与深水层的温差最大为7.8℃，温跃层深度较新安江水库湖泊浅(在10～20 m处形成温跃层［10］)，表层和底层水温差也较小(新安江水库为20℃［10］).阳宗海8月初白天水温分层明显，但到8月末，白天水温分层已经不明显，水温层模糊，并在出现2 h后就基本消失.太阳辐射强度和湖面风速等气象条件是影响日成层产生和强弱的主要因素［3，13］，因此，恒温层和温跃层的大小受太阳辐射强度和湖面风速的控制，水温分层在每天15:00能够达到相对稳定状态.图3 2012年8月7日样点A～F的水温、DO、pH和Chl.a的垂直分布Fig.3 Vertical distributions of water temperature，DO，pH and Chl.a of the sitesA ～ F on August 7，20123.2.2 各参数对水温分层的响应规律阳宗海的水温分层能够引起DO、pH、浮游植物和蓝藻的分层.在本研究中，DO和pH呈现出与水温分层近似相同的分层现象和层次结构，响应速度很快，达到基本上同步.在淡水中，DO的溶解度主要取决于温度［21］，而浮游植物的光合作用会改变水体碳酸盐平衡，使pH升高，另一方面，浮游植物的光合作用深受季节的影响，即夏季温度的影响［22］，且温度和DO本身就是温度的函数，本研究中pH与DO的变化均与温度的变化一致，支持了前人的研究结论［23］.叶绿素和藻蓝蛋白对水温分层的响应有一定迟效性，滞后的时间约2 h(图3和图4).叶绿素被广泛认为是间接反映浮游植物生物量的参数，但在一定程度上与藻类的组成有关［24］，浮游植物细胞、藻蓝蛋白的数量在垂向分布上湖上层高于深水层，温跃层以下细胞数急剧减少，水温分层决定着浮游植物的垂向分布［5］.本研究显示，在没有达到稳定的分层时，先在水面下恒温层与变温层交界的地方出现一个峰值，随水温分层稳定后，在高温区峰值两边的叶绿素或藻蓝蛋白密度渐渐升高，最后在高温层形成一个密度相对均匀的高密度层(图3、图4和图5).从8月初到月末，叶绿素a浓度呈下降趋势(图3和图4).TP对水温分层及其变化不敏感，可能是夏季的水温分层会导致混合层与深水底质之间的联系受湖泊分层的影响而减弱，从而致使包括氮、磷和硅在内的营养盐进入真光层能力减弱［21］.但TP浓度在接近湖底的几米内显著升高(图6)，可能是因为夏季水温分层及消失的过程中，水动力会引起一些底泥里的磷释放到水体里，造成湖泊底部的水体TP浓度高［25］.8月末，水温分层不明显，并在16:00时分层渐渐消失(图4)，而此时，9 m以上的水层总磷浓度并没有增加，说明当前时间段磷内源的影响不大，仍然保持在湖底部附近.但不能排除在风强的天气，沉积物释放的磷可能由于风浪引起的湖水运动而把湖下层中的磷带入湖上层中，导致湖上层磷浓度升高［21］，另外，室内模拟的风浪扰动实验证明，大风浪扰动后水体TP浓度大幅增加，且恢复到扰动前水平至少需要10 d［26］.本研究通过分析发现阳宗海水体温度存在分层现象，DO、pH、藻蓝蛋白都存在与水温层对应的分层，蓝藻对水温分层变化的响应有迟滞性.藻类生长需要的最基本条件是温度［27］，温度不但决定细胞内酶促反应的速率，还是藻类进行光合作用的必要条件，且与植物的合成代谢及呼吸强度密切相关［28］.而湖上层藻蓝蛋白密度较大(图5)是因为4 m/s以下的小风浪有利于蓝藻生长或漂浮于表层水体［29］，且2次监测阳宗海风速均为5.4 m/s以下，对蓝藻在湖上层的漂浮有一定影响.因此，浮游植物蓝藻与湖泊水温分层有密切关系，它们对水温响应的迟效性也与诸多化学过程有关.图4 2012年8月30日各样点水温、DO、pH和Chl.a的垂直分布Fig.4 Vertical distributions of the water temperature，DO，pH and Chl.a of the sites on August 30，2012图5 藻蓝蛋白在不同水深的垂直分布Fig.5 Vertical distribution of phycocyanin in different water depths图6 2012年8月30日总磷在不同水深的垂直分布Fig.6 Vertical distribution of TP in different water depths on August 30，20124 结论阳宗海水温在夏季出现分层现象，从上午开始逐渐形成4层，午后形成3层，并在14:00时达到分层的相对稳定，稳定时温跃层出现在水深9～13 m处，湖水表层与湖底的温差最大为7.8℃，滞温层很难受到白天高温的影响;DO、pH、叶绿素a和藻类密度随水温的分层出现分层，其中，DO和pH响应迅速，而叶绿素和藻类密度的响应有迟效性，迟滞约2 h才能达到对应的分层;藻类和浮游植物的成层过程是先在高温层出现一个峰值:藻类在水深3～7 m，水温23.3～23.8℃之间的区域出现一个峰值，而浮游植物在水深1～4 m，水温24.1～24.9℃之间的区域出现一个峰值.然后在周边的区域藻蓝蛋白和浮游植物密度逐渐增加而最终形成一个与水温对应的层次;在晴朗风小的天气，水温分层基本上不影响总磷的分布，全湖泊的总磷平均浓度为0.033±0.03 mg/L，总磷浓度只有在接近湖底的地方迅速升高，在之上的垂直剖面上的分布较均匀，说明当前状态下水温分层及消失过程并不会造成上层水的磷浓度升高，磷内源对上层水没有影响.而在风强大浪的天气条件下的结果仍然具有不确定性，有待于进一步研究.5 参考文献【相关文献】［1]王雅慧，李兰，卞俊杰.水库水温模拟研究综述.三峡环境与生态，2012，34(3):29－36. ［2]Han B，Armengol J，Carlos GJ et al.The thermal structure of SauReservoir(NE:Spain):a simulation approach.Ecological Modeling，2000，125(2):109－122. 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高原深水湖泊程海中氮元素时空分布特征

高原深水湖泊程海中氮元素时空分布特征英文版High altitude deep water lakes in the Tibetan Plateau are unique ecosystems that play a crucial role in the global nitrogen cycle. The spatial and temporal distribution of nitrogen elements in these lakes is of great importance for understanding their ecological functions and potential impacts on the environment.Nitrogen is an essential nutrient for all living organisms, and its availability in aquatic ecosystems can greatly influence the growth and development of aquatic plants and animals. In high altitude deep water lakes, nitrogen is mainly present in the form of nitrate, nitrite, and ammonium. The distribution of these nitrogen compounds in the water column can vary greatly depending on factors such as water temperature, nutrient inputs, and biological activity.Studies have shown that the nitrogen content in high altitude deep water lakes is generally higher in the surface waters compared to the deeper layers. This is because nitrogen compounds are often introduced into the lakes through atmospheric deposition, runoff from surrounding land, and biological processes such as decomposition of organic matter. In addition, the presence of phytoplankton and other aquatic organisms can also affect the distribution of nitrogen in the water column.The temporal distribution of nitrogen in high altitude deep water lakes is also influenced by seasonal changes. During the warmer months, when biological activity is higher, nitrogen concentrations in the lakes tend to be higher. In contrast, during the colder months, nitrogen concentrations may decrease as biological activity slows down.Overall, the spatial and temporal distribution of nitrogen elements in high altitude deep water lakes in the Tibetan Plateau is a complex and dynamic process that is influenced by a variety of factors. Understanding these distribution patterns is essential for assessing the ecological health of these unique ecosystems and developing effective management strategies to protect them.完整中文翻译西藏高原的高海拔深水湖泊是独特的生态系统，对全球氮循环起着至关重要的作用。

海洋中溶解氧水平分布特征

海洋中溶解氧水平分布特征溶解氧的重要性溶解氧是海洋中的重要指标之一，对于海洋生态系统的健康和稳定起着至关重要的作用。

海洋中的生物，尤其是水生动物，需要溶解氧来进行呼吸代谢。

同时，溶解氧也对海洋化学过程、环境变化等起着重要的调控作用。

海洋溶解氧分布的影响因素海洋溶解氧含量的分布受到多种因素的影响，主要包括： 1. 温度：温度是影响溶解氧含量的重要因素之一。

一般情况下，水温越低，溶解氧含量越高；反之，水温越高，溶解氧含量越低。

2. 盐度：盐度也会对溶解氧含量产生一定的影响。

较高的盐度可以增加水体的密度，从而降低溶解氧的含量。

3. 光照：光照是海洋中生物光合作用的重要能量来源，光照越强，海洋中的光合生物活动越活跃，从而产生更多的溶解氧。

4. 深度：水深对溶解氧的分布也有显著影响。

通常情况下，溶解氧含量在表层水体较高，随着深度的增加逐渐降低。

海洋中溶解氧的垂直分布根据不同的海洋区域和季节，海洋中溶解氧的垂直分布存在一定的差异。

以下是一些典型的溶解氧垂直分布特征：硝酸盐分层在一些沿海和海洋边缘地区，有明显的硝酸盐分层现象。

这是由于硝酸盐是海洋中的一种重要氮源，光照和温度等因素的综合作用下，导致硝酸盐在特定深度范围内分布较高。

硝酸盐分层也会对溶解氧的垂直分布产生一定影响，造成氧饱和层和缺氧层的形成。

深海溶解氧最低在深海环境中，由于深水域缺乏光照和光合作用的供氧，以及有机物降解的消耗，导致溶解氧含量较低。

特别是在深海底部，溶解氧含量非常低甚至接近缺氧状态，限制了深海生物的分布。

海洋中溶解氧的水平分布除了垂直分布，溶解氧在海洋不同区域的水平分布也受到多种因素影响。

热带海洋区域热带海洋区域通常具有较高的水温和充足的日照，这对溶解氧产生积极的影响。

此外，热带海洋中的植物浮游生物通常较为丰富，其光合作用也会增加溶解氧的含量。

因此，热带海洋区域一般具有较高的溶解氧水平。

极地海洋区域极地海洋区域具有较低的水温和较短的日照时间，这对溶解氧的分布产生负面影响。

高原湖泊水质变化与治理

高原湖泊水质变化与治理随着人口的增加和经济的发展，高原湖泊的水质变化成为一个备受关注的话题。

高原湖泊是生态系统的重要组成部分，其水质的变化对当地的生态环境和人民的生活都产生着重要的影响。

因此，加强高原湖泊的水质治理成为当务之急。

高原湖泊的水质变化主要受到两个因素的影响，一是人为因素，二是自然因素。

人为因素包括城市化、工业化、农业污染等，而自然因素则包括气候变化、地质特征等。

这两个因素相互作用，导致高原湖泊的水质发生变化。

首先，人为因素对高原湖泊水质的影响不可忽视。

随着城市人口的不断增加，城市化进程快速推进。

城市化带来了大量的工业和生活废水排放，以及大量的固体废弃物的排放。

这些废水和废弃物中含有大量的有害物质，直接排放到湖泊中，严重破坏了湖泊水质。

农业污染也是一个重要的因素，农业生产中使用的化肥和农药会渗入湖泊水体中，导致湖泊富营养化和水质恶化。

其次，自然因素对高原湖泊水质的影响也十分显著。

在高原湖泊地区，气候变化往往较为剧烈。

气候变化会导致水温变化、降水变化等，进而影响湖泊水体的温度和水位。

此外，高原地区的地质特征也影响着湖泊水质。

地质特征决定了湖泊水体的营养盐含量和溶解氧含量，从而影响了湖泊的富营养化程度。

针对高原湖泊水质变化的问题，我们可以采取一系列的治理措施。

首先，加强城市污水处理是重中之重。

政府和企业应该加大投资力度，建设更多的污水处理厂，对城市污水进行集中处理。

同时，加强对工业废水的监管，严格实施“三废”治理，防止有害物质进入湖泊水体。

其次，加强农业面源污染治理也是十分重要的。

农业生产中应减少化肥和农药的使用量，鼓励有机农业的发展。

政府可以制定相应的政策，对农民实行生态补贴，引导农民改变传统的农业生产方式，减少农业面源污染。

另外，加强高原湖泊水质监测也是必要的。

建立高原湖泊水质监测网，定期对湖泊水体进行采样和检测，及时掌握湖泊水质的变化情况，以便采取相应的治理措施。

同时，加强研究和科学监测，深入了解高原湖泊水质变化的机理和影响因素，为治理提供科学依据。

青藏高原湖泊变化及其对水资源的影响研究

青藏高原湖泊变化及其对水资源的影响研究青藏高原是世界上最年轻的高原之一，也是全球最大的高原，拥有丰富的水资源。

然而，近年来，青藏高原的湖泊变化引起了人们的关注。

湖泊的变化不仅影响了当地的生态系统，还对水资源的分配和利用产生了深远的影响。

青藏高原的湖泊分布广泛，其中最著名的是青海湖、纳木错和玛旁雍错等。

这些湖泊不仅是高原地区重要的水源，也是珍贵的自然资源。

然而，随着气候变化和人类活动的影响，这些湖泊的水位和面积都发生了明显的变化。

首先，气候变化是湖泊变化的主要驱动因素之一。

青藏高原的气候干燥，降水少，这使得湖泊的水位非常敏感。

近年来，由于全球气候变暖，高原地区的降水量逐渐减少，湖泊的水位也因此下降。

例如，青海湖的水位在过去几十年里持续下降，给当地的生态系统和经济带来了严重的影响。

其次，人类活动也对湖泊变化起到了一定的作用。

近年来，青藏高原的人口急剧增加，城市建设和农业发展对水资源的需求也越来越大。

为了满足人类的需求，人们对湖泊进行了大量的水利工程建设，包括水库、引水渠道等。

这些工程可能会改变湖泊的水位和水质，给湖泊生态系统带来压力。

湖泊变化对青藏高原的水资源分配和利用产生了严重影响。

一方面，湖泊的水位下降导致了水资源的减少，给当地居民和农业带来了困难。

另一方面，湖泊的变化也可能导致水资源的不均衡分配。

一些湖泊的水位上升可能会导致周边地区的洪水灾害，而其他湖泊的水位下降可能会导致干旱和水源的消失。

因此，研究青藏高原湖泊变化及其对水资源的影响变得尤为重要。

科学家们通过遥感技术和地面监测等手段，对湖泊水位、面积和水质进行了长期观测和分析。

他们发现，青藏高原湖泊的变化与气候变暖和人类活动密切相关，这为今后的水资源管理提供了重要的参考。

此外，研究人员还利用数学模型和气候预测方法，模拟湖泊变化的未来趋势。

这些模拟结果可以帮助决策者制定合理的水资源管理政策，以及采取必要的措施来保护高原地区的湖泊和生态系统。

例如，加强水资源保护，推广水资源的合理利用，减少湖泊水位下降的影响。

阳宗海水质参数季节性变化特征及趋势

Advances in Geosciences地球科学前沿, 2017, 7(4), 500-512Published Online August 2017 in Hans. /journal/aghttps:///10.12677/ag.2017.74052Seasonal Variation Characteristics andTrend of Water Quality Parameters inLake YangzongNa Cai, Hucai Zhang*, Fengqin Chang, Lizeng Duan, Huayong Li, Yunying Zhang,Xinyu Wen, Nan Li, Yang ZhangKey Laboratory of Plateau Lake Ecology & Global Change, Yunnan Provincial Key Laboratory of Geographical Process and Environmental Change on the Plateau, College of Tourism and Geography Science, Yunnan Normal University, Kunming YunnanReceived: Jul. 21st, 2017; accepted: Aug. 7th, 2017; published: Aug. 11th, 2017AbstractIn order to understand the seasonal variation characteristics and trend of water quality parame-ters in Lake Yangzong, water temperature, dissolved oxygen (DO), pH, conductivity, chlorophyll-a and phycocyanin were monitored from 2013 to 2106 in different seasons. In these parameters, the phycocyanin mainly exists in the cyanobacteria, while Chlorophyll-a is found in all algae. So, the ratio of phycocyanin and chlorophyll-a can be used to represent the relative amount of cyanobac-teria in water. Seasonal variation characteristics of water quality parameters and cyanophyte rel-ative quantity index (CRQI) showed that: Lake Yangzong belongs to warm monomictic lakes, the minimum water temperature is higher than 4˚C, thermal stratification phenomenon was observed in spring, summer and autumn, and the water mixed in winter; thermal stratification and mixture had influences on vertical distribution of other water quality parameters, variation trends of all parameters are basically consistent; Cyanophyte Relative Quantity Index (CRQI) in spring, sum-mer and autumn is higher than winter, and increased in April 2016, which was higher than that in April 2015. In particular, there is a sharp increase in the southern region of the lake, where rivers brought a lot of sewage. This indicates that human activities have contributed to the deterioration of water quality.KeywordsDeep Lake, Water Quality Parameter, Temporal and Spatial Variation, Phycocyanin, Cyanophyte Relative Quantity Index, Conductivity, Lake Yangzong阳宗海水质参数季节性变化特征及趋势蔡娜，张虎才*，常风琴，段立曾，李华勇，张云鹰，文新宇，李楠，张扬*通讯作者。

高原湖泊水资源利用问题研究

高原湖泊水资源利用问题研究高原湖泊是世界上一种特殊的水体，其独特的地理环境和气候条件使得其水资源的利用问题备受关注。

本文将从高原湖泊的特点、水资源利用现状以及解决方案等方面进行探讨。

一、高原湖泊的特点高原湖泊是指位于海拔2000米以上的湖泊，其特点主要体现在以下几个方面。

首先，高原湖泊水质纯净。

由于高原地区的气候条件和地质构成，高原湖泊的水质通常较为清澈，富含氧气，适宜生物生长。

其次，高原湖泊水量有限。

由于高原地区降水量有限，加之蒸发量较大，高原湖泊的水量相对较少，因此需要合理利用。

再次，高原湖泊生态脆弱。

高原湖泊的生态系统相对较为脆弱，一旦遭受到污染或过度开发，将对周边环境和生物多样性造成严重影响。

二、高原湖泊水资源利用现状目前，高原湖泊的水资源利用面临着一系列问题。

首先，水资源利用不均衡。

由于高原湖泊水量有限，加之人口增长和经济发展的需求，导致高原湖泊水资源的利用不均衡。

一些湖泊的水资源被过度开发，而另一些湖泊则面临着供水不足的问题。

其次，水污染问题突出。

由于高原湖泊周边的工业和农业活动，以及人类的生活污水排放，导致高原湖泊的水质遭受到严重污染。

这不仅对湖泊生态系统造成威胁，也对周边居民的生活和健康带来风险。

再次，水资源利用方式不合理。

目前，高原湖泊的水资源主要用于农业灌溉和城市供水。

然而，由于缺乏科学规划和管理，导致水资源的浪费现象普遍存在。

同时，缺乏多样化的水资源利用方式，也限制了高原湖泊水资源的可持续利用。

三、高原湖泊水资源利用的解决方案为了解决高原湖泊水资源利用问题，需要采取一系列的措施。

首先，加强水资源保护和管理。

通过建立水资源保护区、加强水质监测和治理，以及制定相关法律法规，可以有效保护高原湖泊的水资源。

其次，推广节水技术和水资源的循环利用。

通过推广节水灌溉技术、提高农业用水效率，以及发展水资源的循环利用，可以减少对高原湖泊水资源的依赖，实现可持续利用。

再次，加强科学规划和管理。