异龙湖近20年来营养盐与水生生态系统变化

收稿日期:2014－02－13异龙湖近20年来营养盐与水生生态系统变化魏翔，唐光明(云南省环境科学研究院，云南昆明650034)摘要:根据历史资料和观测数据对异龙湖近20年来的营养盐和水生生态系统变化进行了分析。近20年来异龙湖营养盐含量始终处于较高的水平，营养盐含量波动较大并可明显分为三个时期，导致异龙湖营养盐波动的主要原因是水生生态系统的结构变化。异龙湖的水生生态系统呈现明显的退化趋势，自1950年代以来，藻类的优势种由硅藻转变为蓝藻，浮游动物种类由近170种减少为4种，底栖动物由13种减少为2种，水生植物由种类繁多转变为基本消失殆尽。关键词:营养盐;水生生态系统;变化;分析;异龙湖中图分类号:X52文献标识码:A文章编号:1673－9655(2014)02－0009－061前言随着社会经济发展和不适当的开发活动，国内外大量湖泊受到外源性污染和人为胁迫，湖泊水质恶化和生态系统健康下降，极大地改变了湖泊的自然物质循环和能量流动过程，以至于许多湖泊都面临着不同程度的富营养化问题［1］。尤其是对于浅水湖泊，因其特殊的水文和自然特征，在流域外来干扰下更易发生生态退化。过量氮磷营养盐输入和累积是引起湖泊富营养化的最主要诱因，分析长时间序列观测数据，是研究湖泊营养盐和生态系统变化的重要方法［2］，不仅能够推断出湖泊富营养化进程中生态系统结构、功能的变化，同时有利于判断富营养化评价的参照标准，从而确定水体水质和生态管理目标。异龙湖是云南九大高原湖泊之一，根据2009年的水质监测，异龙湖的水质类别为劣V类，平均透明度为0.22m，营养状态指数为78.13，主要污染指标为高锰酸盐指数、BOD5、TN和TP。追溯异龙湖近30年来的营养盐和生态系统变迁将能够使我们看到其生态环境的转变过程，有利于我们更科学地确定异龙湖的水环境管理目标。2湖泊概况与数据2.1湖泊概况异龙湖是云南省九大高原湖泊之一，位于云南省红河哈尼族彝族自治州的石屏县境内，在县城异龙镇东南3km处。异龙湖地理坐标为东经102°28'～102°38'，北纬23°28'～23°42'。现湖泊湖面面积约31km2，流域面积360.4km2，最大水深5.7m、平均水深3.9m，属典型的高原浅水湖泊。2010年，异龙湖水质类别为劣V类，超Ⅴ类水质标准的指标有总氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量等4项，平均值分别为5.95mg/L、27.5mg/L、140.8mg/L和14.9mg/L;水体透明度的平均值仅为0.25m，叶绿素a的平均值为179.5μg/L，综合营养状态指数为79.7，为重度富营养。2.2数据源H.HandenMazzete于1914—1916年开展过异龙湖水生生态系统的调查，其后黎尚豪于1957年、王忠泽于1992年、云南省环境科学研究院在1997年分别开展过相关工作，李恒于1980年开展了水生植被调查［3，4，5，6］。相比于滇池等大型湖泊，异龙湖有关水生生态系统的调查研究较为薄弱，但通过梳理以上调查资料，我们可对异龙湖水生生态系统的演变过程作出评估分析。收集了红河州监测站的异龙湖1992—2012年3个常规监测站点的监测数据，水质指标包括:总氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总磷、叶绿素a、高锰酸盐指数、透明度。3结果与分析3.1湖盆形态演变过程据记载，1918年湖面高程1418m，容积为3.0×108m3。1952年初，湖面水位为1416.87m，湖容积为2.14×108m3，湖面积为52.6km2。1952年年底挖深海尾河，放水发电、造田，使水位下降2.55m。1971年3月，湖面水位为1414.32m，湖容积为1.2×108m3，湖面积4.36km2，同年3月之后，打通了青鱼湾隧洞，洞长700m，洞底高程1407.07m，改珠江水系为红河水系，又一次大规模放水造田，使水位又下降了—9—环境科学导刊http://hjkxdk.yies.org.cn2014，33(2)CN53－1205/XISSN1673－9655DOI:10.13623/j.cnki.hkdk.2014.02.0022.45m。1982年12月，湖面水位1411.87m。由于剧烈的人为干扰，以上30年是异龙湖湖盆形态发生急剧变化的时期，湖泊水位下降了5m，造田2453.3hm2，形成了异龙湖目前的湖泊及湖滨带格局。湖盆形态的改变，彻底打破了湖泊生态平衡，可能致使一些洞穴、泉水生活及砾石、沙底产卵的珍贵土著鱼类趋于灭绝，鱼种多样性和物种多样性受到威胁，湖滨带遭到完全破坏。3.2湖泊水生生态系统演变过程3.2.1浮游植物1957年，异龙湖藻类植物种类和数量较多的门依次是:硅藻＞蓝藻＞绿藻＞甲藻。在湖泊西部水域中铜绿微囊藻形成水华。藻类植物个体数量为84.13×155cell/L，是当时云南高原