几个主要生态过程对千岛湖氮、磷循环的影响

【摘要】：千岛湖原名新安江水库，是1959年新安江水库大坝建成后形成的巨大人工湖，位于浙江省淳安县境内（29°22′~29°50′N，118°34′~119°15′E），正常水位108m时，库区面积567.4km2，水深平均值30.44m，多年平均入库水量94.5×108m3，出库水量为91.07×108m3。水质达国家I级标准的千岛湖在1998、1999连续两年爆发大面积的蓝藻水华，引起社会的广泛关注，自2000年以来，在千岛湖实施保水渔业，大面积地放养鲢鳙鱼。本文主要利用生态化学计量学的方法研究几个主要生态过程中千岛湖氮、磷变化的规律，借以说明鲢鳙鱼在千岛湖氮磷循环的格局中的作用。主要生态过程包括：地表径流（主要是新安江），大气干湿沉降（降尘和降水）、底泥氮磷的释放、水体沉降物、鱼类等。主要的结果如下： 1.2007-2012年六年间千岛湖透明度(SD)的年均值为：（5.784±0.813）m，总体呈下降趋势；叶绿素值（Chl.a）的年均值为（3.24±1.77）mg/m3总体呈上升趋势；高锰酸盐指数（CODMn）年均值为（0.843±0.192）mg/L，总体呈上升趋势；总磷（TP）年均值为（0.016±0.002）mg/L，总体呈上升趋势；总氮（TN）年均值为（1.001±0.085）mg/L，总体呈缓慢下降的趋势；氮磷比年均值为（148.26±26.51），总体呈下降趋势。 2.2007-2012年六年综合TLI平均值为27.8±3.96，TLI最小值出现在2007年为23.0，最大值出现在2012年为33.9。千岛湖综合TLI值呈缓慢上升的趋势，从贫营养湖泊逐渐变为中营养湖泊，2007-2010年为贫营养湖泊，2011-2012为中营养湖泊。综合TLI增长速度为：2011年（13.27%）2008年（10.25%）2012年（9.64%）2009（4.08%）2010年（3.47%）。 3.2007-2012年千岛湖入湖口（1#点）和出湖口（9#点）氮含量均值分别为：1.215mg/L和0.895mg/L，两者平均差值：0.320mg/L，最大差值0.418mg/L（2007年），最小差值0.163mg/L（2010年）；1#点和9#点磷含量均值为：0.028mg/L和0.011mg/L，两者平均差值0.418mg/L，最大差值0.029mg/L（2012年），最小差值0.011mg/L（2007年）。2012年地表径流（新安江）氮输入量为：2382.16t，磷输入量为：166.4t。湖水中所含氮的量为：344.5t，磷的量为：4.966t。 4.大气干湿沉降（降雨和降尘）向湖中输入一定量的氮磷，2010年、2011年、2012年千岛湖降雨量分别为：1848.9mm、1407.5mm、1800.1；2010-2012年千岛湖月降雨量与总氮（TN）的相关性不大，且相关性逐年降低；2010-2011年千岛湖月降雨量与总磷（TP）的相关性超过0.7，2012年却只有0.234；2012年降雨氮的输入量为：819.100t，磷的输入量为：96.319t。2012年降尘的氮输入量为：7.636t，磷输入量为：1.99t。 5.氮磷在湖泊底泥与水界面的溶解析出也是湖泊氮磷输入的一种方式，春季实验室常温状态下氮24h的释放量为：0.026mg/L，磷的24h释放量为：0.276mg/L；氮磷的释放量在第二天都会有所下降，第三天回升。实验室控温（30℃、20℃、12℃）状态下，1#点、4#点、9#点的氮磷释放量在20℃是均达到最大值：氮的释放量分别为0.528mg/L、0.874mg/L、0.790mg/L，磷的释放量分别为：2.689mg/L、3.168mg/L、2.861mg/L，1#点氮磷释放量的最小值均在12℃，4#点和9#点氮磷释放量的最小值却在30℃，这可能与底泥中有机质的含量有关。底泥的原位释放实验表明自然状态下，氮的24h释放量为：0.033mg/L，磷的24h释放量为：0.276mg/L。2012年千岛湖底泥释放的氮输入量为：5.870t，磷输入量为：4.566t。2012年千岛湖水体沉降的氮总量为：1094.402t，磷总量为：355.104t。 6.自2001年千岛湖实行保水渔业，鲢鳙鱼成为千岛湖的主要鱼类，且捕捞量占总捕捞量的90%以上，2002年以后更是达到了98%以上，其带走了大量的氮磷。2012年鲢鱼排泄氮的输入量为2.572t，磷输入量为：0.623t；2012年鳙鱼排泄氮的输入量为：24.09t。磷的输入量为：5.004t。2012年鲢鱼捕捞带走的氮的量为：28.19t，带走的磷的量为：10.70t；2012年鳙鱼捕捞带走的氮的量为：150.6t，带走的磷的量为：55.76t。2012年浮游动物氮的排泄量为：0.905t，磷的排泄量为：0.023t；2012年浮游动物体内储存的氮的量为：344.477t，储存的磷的量为：84.502t。 7.2012年几个生态过程向千岛湖输入的氮的量为：2423.333t，输入磷的量为：179.728t；几个生态过程输出磷的量为：1617.635t，输出磷的量为：506.066t。鲢鳙鱼通过捕捞带走的氮的量占输入氮的百分比为：5.513%，磷为：24.160%。