摘要選取長潭水庫為研究對象，進行水環(huán)境因子和浮游植物群落特征分析，探討水體氮、磷營養(yǎng)鹽時空分布特征，闡明流域土地利用類型變化對水質影響以及驅動浮游植物群落季節(jié)性變化的主要環(huán)境因子，并根據(jù)主要環(huán)境問題提出針對性建議。結果表明：耕地和林地面源污染是水體總磷(TP)的主要來源，在水庫蓄水區(qū)總氮(TN)、TP滯留率分別為41.72%和51.19%，由此形成庫區(qū)氮磷比(N/P)為34.5的磷限制型水體，導致藍藻生長更具優(yōu)勢;藍藻各季節(jié)豐度占比為33.72%~82.47%，優(yōu)勢度大于0.02的浮游植物物種以藍藻為主，其中產毒藻拉氏擬柱胞藻優(yōu)勢度最大(Y=0.078);冗余(RDA)分析結果顯示，環(huán)境因子解釋了群落結構演替的61.1%，其中水溫和氮、磷營養(yǎng)鹽濃度是驅動演替的主要環(huán)境因子;水體氨氮(NH4+-N)濃度與拉氏擬柱孢藻豐度呈極顯著相關(R2=0.999，P<0.02)，通過將流域生活污水處理率提高至95%，且NH4+-N排放濃度不大于1.5mg/L時，預期可減少51%拉氏擬柱胞藻豐度。提出建設面源污染隔離帶、調節(jié)縮短庫區(qū)水力停留時間以降低藍藻生長優(yōu)勢、改善長潭水庫水生態(tài)狀況的主要措施對策。

　　關鍵詞水庫;土地利用;浮游植物;營養(yǎng)鹽削減;生態(tài)問題

　　水庫水環(huán)境質量對流域生態(tài)安全和經(jīng)濟社會發(fā)展至關重要，但隨著經(jīng)濟發(fā)展和人類活動廣度、深度的增加，營養(yǎng)鹽大量輸入水體導致水質下降，從而引起浮游植物過量繁殖，群落結構異常演替，并在部分湖庫、庫灣出現(xiàn)藍藻水華問題，對飲用水和生態(tài)環(huán)境安全造成極大威脅。水華暴發(fā)是浮游植物群落受到環(huán)境變化影響的結果，工農業(yè)生產、建設等人類活動影響下的土地利用格局與水體氮、磷輸入程度息息相關[1]。土地利用不僅影響非點源污染規(guī)模、模式，還會影響流域物質循環(huán)和能量流動過程[2]。

　　生態(tài)論文范例：中小型水庫除險加固施工技術研究

　　Fanelli等[3]研究表明，切薩皮克入灣河流50%以上的水體總磷(TP)負荷與農業(yè)面源污染有關;Chanat等[4]認為，該區(qū)域河流80%的總氮(TN)輸入由城市和市郊非點源污染提供。同時由于水庫效應的影響，天然河流的氮、磷濃度以及形態(tài)[5]和比例[6]等都會產生顯著改變。Maavara[7]總結分析全球水庫氮、磷遷移過程，表明在水庫水動力影響下，流域氮、磷分別滯留19%和44%，形成低氮磷比(N/P)的水體環(huán)境。氮、磷營養(yǎng)鹽與浮游植物生長關系密切，氮、磷分布及遷移特征和其他環(huán)境因素的變化深刻影響著浮游植物的結構組成[8]、優(yōu)勢種和豐度等群落特征[9]。

　　例如，水體N/P的降低會提高微囊藻屬(Microcystis)和浮絲藻屬(Planktothrix)等非固氮藍藻種群的比例和優(yōu)勢[10]，從而增加水華暴發(fā)風險。長潭水庫位于浙江省臺州市黃巖區(qū)，是臺州市重要的飲用水源地，近年來部分庫灣區(qū)呈現(xiàn)因水質變化造成浮游植物增多的趨勢。筆者通過對2016—2017年庫區(qū)和入庫河口水質及浮游植物調查分析，結合歷年土地利用和水質數(shù)據(jù)，探討土地利用類型對水質變化的影響，揭示浮游植物群落與環(huán)境因子的關系，以期為水庫流域生態(tài)環(huán)境問題的診斷及對策實施提供科學依據(jù)。

　　1材料與方法

　　1.1研究區(qū)域概況長潭水庫(121°00′E~121°04′E，28°30′N~28°40′N)是以城市供水為主，集防洪、灌溉、發(fā)電等綜合利用于一體的水庫。建于1964年，水面面積為35.5km2，正常蓄水水位為33m，庫容為3.3億m3。流域屬典型的亞熱帶季風氣候，年平均氣溫為17℃，年平均降水量為1874.8mm。自建庫以來，水庫水質一直受到人口增長、農業(yè)發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程加快的影響，近年來出現(xiàn)藻類增多，水環(huán)境質量下降的情況。長潭水庫主要入庫河流包括瑞巖溪、柔極溪、永寧溪、日溪、上垟溪、象岙溪、桐外岙溪。

　　2016年6月—2017年6月，在長灘水庫共設置10個庫區(qū)采樣點(0#~9#)和7個河流入庫口采樣點(10#~16#)，逐月共進行12次水質監(jiān)測，并于2016年7月(夏季)、10月(秋季)、12月(冬季)和2017年3月(春季)對庫區(qū)的10個采樣點進行4期浮游植物群落鑒定。

　　1.2樣品采集和測定

　　4現(xiàn)場指標測定包括水溫(WT)、pH、溶解氧(DO)、透明度(SD)，使用5L不銹鋼采樣器分別采集表、中、下3層水樣混合，取水樣1L，24h內帶回實驗室，測定指標包括氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)、TN、TP、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)和氮磷比(N/P)等。另取1L混合水樣，注入魯哥試劑15mL混勻，靜置24~48h，虹吸棄去上清液，濃縮振蕩后，使用光學顯微鏡對藻類定計數(shù)，每個樣本藻類至少鑒定600粒以上。

　　2結果與討論

　　2.1.TN、TP分布和滯留特征

　　2017年2月庫區(qū)、河口TN濃度均值最大，分別為0.848、1.658mg/L，該季地表植被稀疏、腐葉堆積，受到春季降雨徑流的影響，入庫TN負荷較高[14]。庫區(qū)和河口TP濃度最大值分別出現(xiàn)在7月和8月，分別為0.052和0.094mg/L，夏季農業(yè)生產化肥使用量增加可能是水體TP濃度增加的直接原因。永寧溪流域面積大，人口密度高，受人類活動影響河流TN負荷較大，該河流入庫河口具有較高的年均TN濃度，為1.181mg/L;瑞巖溪流域地勢低，徑流量小，在水庫高水位月份易形成死水環(huán)境，該河流入庫河口TP濃度年均值最高，為0.103mg/L。庫區(qū)月均N/P為14.6~83.9，年均值為34.5，根據(jù)Redfield比值(N/P=16)，長灘水庫營養(yǎng)狀況總體屬于磷限制型(N/P>16)[15]。

　　3結論

　　(1)2016—2017年，長潭水庫TN、TP濃度均值分別為0.583、0.023mg/L，水庫對入庫TN和TP的滯留率分別為41.72%和51.19%，庫區(qū)N/P年均值為34.5，屬于磷限制型水體，不同月份N/P差異較大，藍藻水華爆發(fā)風險較高。(2)流域耕地和林地面積與庫區(qū)TP濃度呈顯著正相關，相關性分別為0.594和0.683。濕地面積與TP濃度呈顯著負相關，相關性為-0.585。說明耕地和林地是庫區(qū)TP的主要來源。

　　(3)長潭水庫庫區(qū)浮游植物豐度為3.35×106～8.26×106個/L，藍藻門是水庫主要優(yōu)勢藻，夏季豐度占比達82.47%。TP、NH4+-N營養(yǎng)鹽是影響水庫藍藻生長的重要環(huán)境因子。(4)為降低水庫NH4+-N濃度和毒藻水華發(fā)生風險，通過提高流域生活污水處理效率和NH4+-N排放標準，可降低拉氏擬柱胞藻豐度51%。

　　參考文獻：

　　[1]LINX,XUJF,YINW,etal.Effectoflocalwatershedlandscapesonthenitrogenandphosphorusconcentrationsinthewaterbodiesofreservoirbays[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2020,716:135318.

　　[2]GIRIS,QIUZ.UnderstandingtherelationshipoflandusesandwaterqualityinTwentyFirstCentury:areview[J].JournalofEnvironmentalManagement,2016,173(15):41-48.

　　[3]FANELLIRM,BLOMQUISTJD,HIRSCHRM.Pointsourcesandagriculturalpracticescontrolspatial-temporalpatternsoforthophosphateintributariestoChesapeakeBay[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2019,652(20):422-433.

　　作者：肖喆1,2，李文攀3，張靖天2，何卓識2，馬春子1,2，席北斗2，霍守亮2*