余佑金，方向京，王圣瑞，張 蕊，焦立新，李 樂，汪學(xué)華

(1:西南林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，昆明 650224)(2:云南省林業(yè)科學(xué)院，昆明 650204)(3:中國環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012)(4:中國環(huán)境科學(xué)研究院國家環(huán)境保護(hù)湖泊污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖泊生態(tài)環(huán)境創(chuàng)新基地，北京 100012)

滇池水體不同形態(tài)磷負(fù)荷時(shí)空分布特征

余佑金1,2,3,4，方向京2，王圣瑞3,4，張 蕊3,4，焦立新3,4，李 樂3,4，汪學(xué)華1

(1:西南林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，昆明 650224)(2:云南省林業(yè)科學(xué)院，昆明 650204)(3:中國環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012)(4:中國環(huán)境科學(xué)研究院國家環(huán)境保護(hù)湖泊污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖泊生態(tài)環(huán)境創(chuàng)新基地，北京 100012)

利用ArcGIS空間插值的方法，通過2013年逐月監(jiān)測(12個(gè)月)36個(gè)站點(diǎn)水量及不同形態(tài)磷濃度，揭示滇池水體磷濃度和磷負(fù)荷的時(shí)空變化，并探討不同形態(tài)磷負(fù)荷的組成貢獻(xiàn)，旨在為進(jìn)一步實(shí)施滇池水污染治理及污染負(fù)荷控制提供依據(jù). 結(jié)果表明：滇池水體總磷(TP)濃度在0.13～0.46 mg/L之間，其中顆粒態(tài)磷(PP)濃度占TP濃度的72.6%，溶解性活性磷(SRP)濃度占TP濃度的12.8%，溶解性有機(jī)磷(DOP)濃度占TP濃度的14%；2013年水體TP負(fù)荷為251 t/a，其中PP負(fù)荷為190 t/a，SRP負(fù)荷為26 t/a，DOP負(fù)荷為34 t/a；滇池水體PP負(fù)荷對TP負(fù)荷的貢獻(xiàn)最大，為76%，其次為DOP和SRP，貢獻(xiàn)分別為13%和10%； TP及不同形態(tài)磷濃度與其負(fù)荷在季節(jié)分布上差異顯著，負(fù)荷隨季節(jié)變化呈現(xiàn)秋、冬季較高，春、夏季較低，而濃度呈現(xiàn)夏、秋季較高，冬、春季相對較低的趨勢. 定量評估滇池水體不同形態(tài)磷負(fù)荷及其組成貢獻(xiàn)，對進(jìn)一步揭示滇池藻源和泥源內(nèi)負(fù)荷對水污染的貢獻(xiàn)具有重要意義.

滇池；磷負(fù)荷；時(shí)空變化；貢獻(xiàn)

水體富營養(yǎng)化是我國湖泊、水庫及近海水域面臨的嚴(yán)峻的環(huán)境問題，是氮、磷過剩引起的水體缺氧和水生生物大量死亡，甚至出現(xiàn)藍(lán)藻水華的現(xiàn)象. 水體富營養(yǎng)化帶來的重大經(jīng)濟(jì)損失和流域文化駐足均引起了社會各界的廣泛關(guān)注[1-2]. 水體氮、磷來源主要包括外源輸入和內(nèi)源釋放兩部分. 外源輸入主要包括流域周邊工、農(nóng)業(yè)廢水和生活污水的直接排放，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)等農(nóng)業(yè)面源污染輸入，以及大氣干濕沉降的入湖氮、磷污染負(fù)荷等[3]；內(nèi)源釋放主要為湖泊沉積物中氮、磷累積性污染在一定環(huán)境條件下持續(xù)釋放進(jìn)入水體[4]，污染嚴(yán)重的沉積物營養(yǎng)鹽持續(xù)釋放將會使湖泊富營養(yǎng)化時(shí)間延長30～40 a[5]. 因此，對于富營養(yǎng)化湖泊水體治理，在嚴(yán)格控制外源輸入的同時(shí)，對于內(nèi)源釋放的風(fēng)險(xiǎn)要加以重視[6-8].

圖1 滇池水體采樣點(diǎn)分布Fig.1 Distributions of sampling sites in Lake Dianchi

滇池是云南面積最大的高原淡水湖泊，也是我國重度富營養(yǎng)化湖泊之一. 近年來，滇池周邊的污染企業(yè)和城市生活污水治理成效顯著，水質(zhì)惡化的趨勢得到了有效控制[9-10]. 盡管如此，由于滇池地處云南高原斷裂帶，獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造形成了其特殊的水文過程，即入湖河流較多，出湖河流較少，“納污吐清”特征明顯[11]. 長期的氮、磷累積性污染導(dǎo)致滇池內(nèi)源污染釋放逐年放大，沉積物內(nèi)源污染釋放在較長時(shí)間內(nèi)、一定程度上將持續(xù)影響湖泊水質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化[12]. 水體氮、磷濃度及其存在形式是湖泊內(nèi)源污染釋放的主要體現(xiàn)，也是沉積物-水界面氮、磷交換的基礎(chǔ)[13]. 通常情況下，沉積物和上覆水營養(yǎng)鹽交換處于動態(tài)平衡狀態(tài)，沉積物-水界面氮磷釋放取決于間隙水和上覆水的營養(yǎng)鹽濃度梯度，當(dāng)間隙水營養(yǎng)鹽濃度高于上覆水時(shí)，氮、磷釋放特征明顯，反之則吸附特征明顯. 因此，揭示滇池水體氮、磷賦存形態(tài)及其時(shí)空變化，是深入闡明沉積物內(nèi)源負(fù)荷的前提和基礎(chǔ). 以往研究多關(guān)注水體氮、磷濃度及水質(zhì)指標(biāo)和富營養(yǎng)化評價(jià)等方面，而有關(guān)水體氮、磷負(fù)荷的評估尚未見到相關(guān)報(bào)道. 本研究通過揭示滇池水體不同磷形態(tài)濃度的時(shí)空分布特征，并通過ArcGIS空間插值計(jì)算面積的方法，分析了滇池不同湖區(qū)水體中不同磷形態(tài)的負(fù)荷及全湖不同磷形態(tài)的負(fù)荷. 通過本項(xiàng)研究，可評估不同磷形態(tài)的負(fù)荷及其對總磷(TP)的貢獻(xiàn)，為進(jìn)一步揭示滇池藻源和泥源內(nèi)負(fù)荷對水污染貢獻(xiàn)提供依據(jù).

1 材料與分析

1.1 樣品采集

根據(jù)滇池地理環(huán)境及湖水流向特征，于2013年在滇池選取36個(gè)采樣站點(diǎn)，其中草海4個(gè)、外海北部15個(gè)、外海中部6個(gè)、外海南部11個(gè)(圖1). 每月中旬15號左右在每個(gè)站點(diǎn)分上、中、下3層采集水樣(共12次)，每層采1 L水樣，分別裝入聚乙烯塑料瓶，在-4℃ 的環(huán)境下冷凍保存待測.

1.2 樣品測定方法及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

TP采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度計(jì)法測定. 溶解性活性磷(SRP)、溶解性總磷(DTP)用過膜水體采用紫外分光光度計(jì)法測定. 溶解性有機(jī)磷(DOP)等于DTP與SRP的差值，顆粒態(tài)磷(PP)等于TP與DTP的差值.

數(shù)據(jù)分析及制圖采用Origin 8.5和ArcGIS 10.0軟件. 根據(jù)不同站點(diǎn)水體磷濃度和水深數(shù)據(jù)，通過ArcGIS 10.0軟件空間差值計(jì)算得到相應(yīng)站點(diǎn)涉及的水域面積，進(jìn)而得到滇池不同湖區(qū)水體TP及不同形態(tài)磷負(fù)荷，方法見文獻(xiàn)[14-16]，計(jì)算公式為：

(1)

式中，L為滇池水體磷負(fù)荷(t)；Si為根據(jù)磷濃度和水深空間差值獲得的水域面積(km2)；Hi為第i個(gè)站點(diǎn)涉及的水深(m)；Ci為第i個(gè)站點(diǎn)的磷濃度(mg/L)，i為采樣點(diǎn)位編號.

2 結(jié)果與討論

2.1 滇池水體不同形態(tài)磷濃度的時(shí)空變化

全湖36個(gè)站點(diǎn)水體TP濃度在0.13～0.46 mg/L之間，平均值為0.19 mg/L；各形態(tài)磷中，PP濃度最高，在0.098～0.32 mg/L之間，平均值為0.14 mg/L，占TP濃度的72.6%；其次是DOP，在0.014～0.11 mg/L之間，平均值為0.03 mg/L，占TP濃度的14%，SRP濃度最低，在0.01～0.099 mg/L之間，平均值為0.02 mg/L，占TP濃度的12.8%. TP、PP、DOP濃度以外海北部廣譜大溝河入湖口附近最高，其次為草海中部和和外海南部古城河入湖口附近，外海中部相對較低；SRP濃度以草海中部以及外海北部盤龍江入湖口處最高，其次是外海北部廣譜大溝河入湖口附近，外海中部和外海南部相對較低(圖2). 總體上，TP及不同形態(tài)磷的分布呈現(xiàn)隨水流方向由北向南逐漸降低的趨勢，到外海南部后隨水流又呈上升趨勢. 利用SPSS軟件對36個(gè)站點(diǎn)的TP、SRP、PP、DOP濃度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析(除外海北部盤龍江入湖口處SRP)，水體TP與SRP、PP、DOP濃度均呈顯著正相關(guān)(0.817**>r>0.606**,P<0.05,n=36)，這表明當(dāng)TP濃度增加時(shí)，不同形態(tài)磷濃度相應(yīng)增加，不同形態(tài)磷間維持某種動態(tài)平衡.

圖2 滇池水體TP及不同形態(tài)磷濃度的空間變化Fig.2 Spatial changes in concentrations of TP and different P forms in the water of Lake Dianchi

水體TP及不同形態(tài)磷的空間分布特征可反映污染物的來源及輸入途徑，同時(shí)不同形態(tài)磷濃度空間分布的差異對進(jìn)一步揭示水污染特征具有重要意義. 滇池水體中的TP、PP、DOP濃度高值區(qū)域主要集中在外海北部廣譜大溝河入湖口附近，其原因是廣譜大溝河是途徑斗南花海基地的主要河流，2014年以前斗南是昆明市鮮花、蔬菜種植基地，鮮花、蔬菜種植是當(dāng)?shù)厝嗣窠?jīng)濟(jì)收入主要來源之一[17]，化肥過度使用經(jīng)雨水及農(nóng)業(yè)用水等方式排入滇池[18]；其次外海北岸是滇池主要入湖河流的集中分布區(qū)域，主要接受盤龍江、寶象河等較大河流污染輸入，近年來發(fā)展起來的城市群體是滇池外海北部污染物輸入的主要來源[19-20]. TP、PP、DOP濃度在草海出現(xiàn)高值是因?yàn)椴莺：^(qū)輸入河渠西壩河、馬龍河等入湖河流途經(jīng)昆明主城區(qū)，大量主城區(qū)的生活污水和工業(yè)企業(yè)廢水隨河水匯集流入草海，因此不同形態(tài)磷濃度較高[21]，相關(guān)研究表明草海匯聚昆明主城區(qū)38%工廠廢水以及居民日常的生活污水[22]. 同時(shí)TP、PP、DOP濃度在外海南部古城河入湖口附近出現(xiàn)次高值與昆陽磷礦廠的污水排放是分不開的，外加該區(qū)域含有磷礦石，經(jīng)地表風(fēng)化后隨雨水沖刷進(jìn)入湖區(qū). 外海中部新街、馬金鋪一帶遠(yuǎn)離各污染源，因此TP及不同形態(tài)磷濃度相對較低.

滇池水體不同月份TP濃度在0.15～0.26 mg/L之間變化，其中SRP濃度在0.008～0.048 mg/L之間變化，PP濃度在0.12～0.21 mg/L之間變化，DOP濃度在0.017～0.054 mg/L之間變化. 滇池水體TP及不同形態(tài)磷濃度呈現(xiàn)夏、秋季較高，冬、春季相對較低的趨勢(圖3). 其中DOP、SRP尤為突出，DOP濃度峰值出現(xiàn)在9月和10月，低值出現(xiàn)在2月和4月，SRP濃度峰值出現(xiàn)在6月和10月，低值出現(xiàn)在2月；而TP、PP濃度在季節(jié)變化上起伏稍平緩，高值出現(xiàn)在7月. 滇池一年內(nèi)干濕季節(jié)分明，87.9%的年降雨集中在5-10月[23]，夏、秋季自然降水量大，受到雨水淋溶作用，城市生活污水、農(nóng)田養(yǎng)分及水土流失的磷養(yǎng)分隨地表徑流匯集進(jìn)入滇池[24]，使得在雨水充足的夏、秋季節(jié)，水體中的磷濃度較高，與大氣降水呈正相關(guān). 12個(gè)月的TP、SRP、PP和DOP濃度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，水體中TP和SRP濃度均呈顯著正相關(guān)(r=0.737**，P=0.05，n=12). SRP是能直接被植物吸收利用的磷，對湖泊初級生產(chǎn)力具有重要的影響，TP與SRP濃度在季節(jié)變化上呈現(xiàn)出很好的正相關(guān)性，表明TP濃度在某種程度上直接影響湖泊初級生產(chǎn)力，夏季外源污染輸入提高藍(lán)藻暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn).

圖3 滇池12個(gè)月不同形態(tài)磷的濃度變化Fig.3 Monthly changes in concentrations of different P forms in the water of Lake Dianchi

2.2 滇池水體不同形態(tài)磷負(fù)荷的時(shí)空變化

根據(jù)滇池2013年逐月(12個(gè)月)監(jiān)測36個(gè)站點(diǎn)水量及不同形態(tài)磷濃度數(shù)據(jù)分析得到滇池水體TP負(fù)荷為251 t/a，其中PP負(fù)荷占比最高，為190 t/a；其次DOP，為34 t/a；SRP負(fù)荷最低，為26 t/a. 滇池水體TP及不同形態(tài)磷負(fù)荷的空間分布為，TP、DOP、PP負(fù)荷高值的區(qū)域主要分布在外海北部廣譜大溝河入湖口附近，并以該站點(diǎn)向其他湖區(qū)逐漸擴(kuò)散，草海及外海南岸負(fù)荷均較低. SRP負(fù)荷高值分布在外海北部盤龍江入湖口處和草海中部，在水流方向上呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(圖4).

圖4 滇池水體TP及不同形態(tài)磷負(fù)荷的空間變化Fig.4 Spatial changes in loadings of TP and different P forms in the water of Lake Dianchi

滇池全湖磷負(fù)荷分布主要受水深、磷濃度及外源輸入分布三重因素影響. 滇池流域長年盛行西南風(fēng)，導(dǎo)致在外海北部形成局部環(huán)流[25]，在主風(fēng)向長時(shí)間的作用下，浮游植物由西向東南逐漸匯集到外海北部淺水區(qū)域，外海北部淺水植物對浮游植物有截留作用，形成外海北部藻源性的磷污染，同時(shí)由于外海北部區(qū)域水深較淺，沉積物中較輕的物質(zhì)在風(fēng)浪的作用下再次懸浮，DOP主要來源于浮游動物的排泄物，是一種極不容易被微生物吸收利用的磷素形態(tài)，PP是顆粒態(tài)磷素形態(tài)，不能被植物直接吸收利用，SRP是能被淺水植物和浮游植物直接吸收利用的磷素形態(tài)，因而形成TP、DOP和PP在外海北部湖濱帶出現(xiàn)負(fù)荷高值，而SRP不明顯的現(xiàn)象. 外海中部區(qū)域沿河流方向出現(xiàn)磷負(fù)荷的集中態(tài)勢，這與滇池流域的地形、降雨、水流、水深等多種環(huán)境因素有關(guān)，湖心水體深度為5 m以上[26]，水量大，是導(dǎo)致TP、DOP、PP負(fù)荷出現(xiàn)集中的主要原因. SRP負(fù)荷高值分布在外海北部盤龍江入湖口處和草海中部，表明昆明主城區(qū)河道污染物的輸入對滇池湖泊磷的污染有一定的貢獻(xiàn). 36個(gè)站點(diǎn)的TP、SRP、PP、DOP負(fù)荷數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，水體TP與PP負(fù)荷呈顯著正相關(guān)(r=0.956**，P=0.00，n=36)，PP負(fù)荷對TP負(fù)荷貢獻(xiàn)率達(dá)到76%，遠(yuǎn)超出DOP與SRP的貢獻(xiàn)，原因之一是PP是吸附在固體表面或者固體內(nèi)部的顆粒磷形態(tài)，不易被植物吸收利用，長年游離在水體中[27]；其次是滇池水體惡化，微生物群落減少，不能將PP完全礦化成植物能吸收利用的溶解態(tài)[28]；再者滇池湖面上風(fēng)浪較大，風(fēng)速在2.1～6.8 m/s之間，使得滇池底泥中的沉積物顆粒懸浮[29]，由于PP懸浮在水體中生物有效性不高[30]，因此滯留在水體中；三種原因?qū)е翽P為TP負(fù)荷貢獻(xiàn)源，而TP與DOP負(fù)荷呈顯著正相關(guān)(r=0.911**，P=0.00，n=36)，原因還有待于進(jìn)一步探索. 外海南部和草海TP及不同形態(tài)磷負(fù)荷較低，是因?yàn)槟喜坑写罅康牧值?，能截留和降解水體中的磷污染物質(zhì)，從而有效減少污染物對滇池的輸入，而草海是因?yàn)樗钶^淺，且草海環(huán)境水量是滇池水體的1.3%[31]，所以，呈現(xiàn)出水體中磷負(fù)荷較低的現(xiàn)象.

TP及不同形態(tài)磷負(fù)荷隨季節(jié)變化差異明顯，總體上呈現(xiàn)秋、冬季高，春、夏季低，TP與PP負(fù)荷呈顯著正相關(guān)(r=0.791**，P=0.02，n=12)，而TP與SRP、DOP負(fù)荷無明顯相關(guān)性，這與滇池地形地貌、流域風(fēng)速、浮游植物生長與死亡的影響密不可分；SRP、DOP負(fù)荷季節(jié)波動較大，SRP負(fù)荷高值出現(xiàn)在11和12月，秋、冬季SRP負(fù)荷占全年負(fù)荷的62%，DOP高值出現(xiàn)9、10和12月，占全年負(fù)荷的56%，低值出現(xiàn)在3和4月(圖5). 滇池是重度富營養(yǎng)化湖泊，藍(lán)藻水華年年暴發(fā)，春、夏季為藍(lán)藻生長和暴發(fā)集中時(shí)期，藍(lán)藻大量吸收水體磷營養(yǎng)鹽，使得SRP負(fù)荷明顯降低，到了秋、冬季，藍(lán)藻大量死亡分解，死體中磷營養(yǎng)鹽被微生物分解釋放，提高水體中SRP負(fù)荷[32]，因此藍(lán)藻生長死亡是磷負(fù)荷隨季節(jié)變化的重要原因之一[33].

圖5 滇池12個(gè)月不同形態(tài)磷的負(fù)荷變化Fig.5 Monthly changes in loadings of different P forms in the water of Lake Dianchi

2.3 滇池水體磷形態(tài)的組成及其對TP的貢獻(xiàn)

滇池水體PP負(fù)荷對TP負(fù)荷的貢獻(xiàn)最大，在55%～85%之間變化，占TP負(fù)荷的76%，其次為DOP，占TP負(fù)荷的13%；SRP對TP負(fù)荷的貢獻(xiàn)相對較低，占TP負(fù)荷的10%. 滇池不同磷形態(tài)負(fù)荷對TP貢獻(xiàn)分布特征為，SRP負(fù)荷對TP負(fù)荷貢獻(xiàn)高值主要分布在盤龍江入口處和草海，而PP負(fù)荷貢獻(xiàn)高值主要分布在外海湖泊各個(gè)河流入湖口處及外海中部地區(qū)，草海相對較低，DOP負(fù)荷貢獻(xiàn)高值則主要分布在草海和外海北部廣譜大溝河入湖口附近(圖6).

滇池進(jìn)行環(huán)湖截污措施后，草海湖區(qū)相對封閉，水流速度慢、水深較淺，僅有少量耐污染植物生長，PP是因吸附作用存在于固體表面或內(nèi)部的顆粒磷形態(tài)，粒徑大的顆粒態(tài)PP進(jìn)入后極易滯留沉積進(jìn)入底泥，粒徑小的溶解性SRP和DOP滯留在水體中，因此PP負(fù)荷貢獻(xiàn)在草海出現(xiàn)低值，而SRP和DOP在此出現(xiàn)高值. 外海水域面積寬，水量大，全湖pH值在7.0～8.5之間，平均溫度為14.7℃[34]，就目前的理化指標(biāo)而言，有利于水體中的磷礦化，促進(jìn)動植物生長繁衍，吸收大量SRP磷素形態(tài)，使得外海各站點(diǎn)SRP負(fù)荷對TP負(fù)荷貢獻(xiàn)明顯降低. 而PP負(fù)荷貢獻(xiàn)高值主要分布外海河流入湖口及湖灣，表明湖灣及入湖口附近的淺水植物對浮游植物有截留作用，因而造成PP對TP負(fù)荷的貢獻(xiàn)在外海湖泊各個(gè)河流入湖口處及湖濱帶出現(xiàn)高值，而其他區(qū)域貢獻(xiàn)較低. 外海中部出現(xiàn)PP負(fù)荷貢獻(xiàn)高值，原因有待于進(jìn)一步探索.

圖6 滇池水體不同形態(tài)磷負(fù)荷對TP負(fù)荷貢獻(xiàn)的空間分布Fig.6 Loading contributions of different P forms to TP in the water of Lake Dianchi

不同形態(tài)磷每個(gè)月的負(fù)荷對TP負(fù)荷貢獻(xiàn)的差異明顯，不同月份PP負(fù)荷貢獻(xiàn)率在64%～86%之間變化，可見，滇池全年以PP負(fù)荷貢獻(xiàn)為主，最高值出現(xiàn)在8月，最低值出現(xiàn)在12月；SRP負(fù)荷貢獻(xiàn)在4%～17%之間變化，最高值主要出現(xiàn)在冬季12月，最低值則出現(xiàn)在4月；DOP負(fù)荷貢獻(xiàn)在5%～22%之間變化，最高值出現(xiàn)在夏季的9月，最低值出現(xiàn)在3月(圖7). PP雖然不能被生物直接吸收利用，但從長遠(yuǎn)來看，會對水體富營養(yǎng)化有一定的貢獻(xiàn)[35]，且PP受微生物環(huán)境影響非常大. SRP與DOP負(fù)荷貢獻(xiàn)全年變化趨勢一致，呈逐漸上升趨勢，而PP負(fù)荷貢獻(xiàn)呈逐漸下降態(tài)勢. 這說明，在春、夏季PP有部分被微生物分解轉(zhuǎn)化為SRP和DOP，這可能與春、夏季氣溫回升、微生物大量繁衍及活動加劇有關(guān)[36]，因此PP與SRP、DOP之間形成一定的平衡效應(yīng).

圖7 滇池水體不同磷形態(tài)負(fù)荷貢獻(xiàn)的月變化Fig.7 Monthly changes in loading contributions of different P forms in the water of Lake Dianchi

從負(fù)荷貢獻(xiàn)來看，PP負(fù)荷占TP負(fù)荷的76%，是DOP的5.8倍、SRP的7.6倍，有相關(guān)研究表明，磷營養(yǎng)鹽輸入負(fù)荷在逐年增加，成為影響水質(zhì)的主要因素[37]，控制外源PP對湖泊水體的輸入及內(nèi)源PP釋放能有效降低水體的污染程度. 解決外源PP輸入主要依賴于植樹造林、減少城市規(guī)模化、凈化工業(yè)廢水、減少生活廢水排入[38]；解決內(nèi)源釋放可以立足于原位覆蓋技術(shù)和異位疏浚技術(shù).

3 結(jié)論

1)滇池水體TP、PP、DOP和SRP濃度分別在0.13～0.46、0.098～0.32、0.014～0.11和0.01～0.099 mg/L之間，PP、DOP和SRP全湖濃度平均值分別占TP濃度平均值的72.6%、14%和12.8%. TP及不同形態(tài)磷濃度的分布呈現(xiàn)隨水流方向逐漸降低隨后升高的趨勢. TP及不同形態(tài)磷濃度空間分布上有差異，此差異由外源污染輸入量、滇池地形及水文特征、沉積物特點(diǎn)、人類經(jīng)濟(jì)社會活動等因素共同決定.

2)2013年滇池水體TP、PP、DOP和SRP負(fù)荷分別為251、190、34和26 t/a，其中TP、DOP和PP負(fù)荷高值的區(qū)域主要分布在外海北部廣譜大溝河入湖口附近，并以該站點(diǎn)向其他湖區(qū)逐漸擴(kuò)散. 而SRP高值區(qū)域分布在外海北部盤龍江入湖口處和草海中部. TP及不同形態(tài)磷負(fù)荷分布主要受水深、磷濃度及外源輸入分布三重因素影響.

3)TP及不同形態(tài)磷濃度與其負(fù)荷在季節(jié)分布上差異顯著. TP及不同形態(tài)磷濃度呈現(xiàn)夏、秋季較高，冬、春季相對較低的趨勢，而TP及不同形態(tài)磷負(fù)荷呈秋、冬季節(jié)高，春、夏季節(jié)低的趨勢. 這主要是夏季雨量充沛，水土流失的磷養(yǎng)分隨地表徑流匯集進(jìn)入滇池，以及藍(lán)藻的生長死亡規(guī)律使得磷負(fù)荷與磷濃度在季節(jié)分布上出現(xiàn)差異.

4)滇池水體PP負(fù)荷占TP負(fù)荷的76%，是DOP貢獻(xiàn)的5.8倍、SRP的7.6倍. 全年以PP負(fù)荷貢獻(xiàn)為主，PP不能被生物直接吸收利用，但從長遠(yuǎn)來看，會對水體富營養(yǎng)化有一定的貢獻(xiàn)，因此控制外源及內(nèi)源PP對湖泊水體的輸入能一定程度上降低水體的富營養(yǎng)化程度.

致謝：感謝中國環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的劉文斌、汪淼、徐元志等在寫作期間給予我細(xì)心的指導(dǎo)和關(guān)心，同時(shí)對在云南民族大學(xué)實(shí)驗(yàn)室中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)及實(shí)驗(yàn)人員一并致謝.

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Spatial and temporal distribution patterns of loadings of different phosphorous forms in Lake Dianchi

YU Youjin1,2,3,4, FANG Xiangjing2, WANG Shengrui3,4, ZHANG Rui3,4, JIAO Lixin3,4**, LI Le3,4& WANG Xuehua1

(1:CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,SouthwestForestryUniversity,Kunming650224,P.R.China)(2:YunnanAcademyofForestry,Kunming650204,P.R.China)(3:StateKeyLaboratoryofEnvironmentalCriteriaandRiskAssessment,ChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciences,Beijing100012,P.R.China)(4:ResearchCenterofLakeEco-Environment,StateEnvironmentalProtectionKeyLaboratoryforLakePollutionControl,ChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciences,Beijing100012,P.R.China)

With the help of GIS spatial interpolation, based on the monthly observed data of water yield and phosphorous (P) concentrations in 36 sampling sites in Lake Dianchi, the loading contributions of different P forms was explored and the spatial and temporal patterns of the P concentrations and loadings were revealed in this paper, aiming at providing evidence for water pollution treatment and inner loading control. The results showed: The changes in total phosphorus (TP) concentrations in the water ranged between 0.13 and 0.64 mg/L, among which particulate phosphorus (PP) covered 72.6%, soluble reactive phosphorus (SRP) 12.8%, and dissolved organic phosphorus (DOP) 14%. During 2013 the average annual TP loading was 251 t/a, among PP loading 190 t/a, SRP 26 t/a, and DOP 34 t/a. TP loading in Lake Dianchi was mostly contributed by PP loading, averaging 76%, and secondly by DOP and SRP, averaging 10% and 13%, respectively. There was a significant difference in seasonal distributions in TP concentrations and loadings and in different P forms. The concentration was characterized with a higher value in summer and autumn in contrast to a relatively low value in winter and spring, while the loading was characterized with a higher value in autumn and winter in contrast to that in spring and summer. Thus, to quantitatively assess the loading of PP and SRP as well as their contributions to TP, was of great importance in guiding the control over the inner loading in Lake Dianchi.

Lake Dianchi; phosphorous loading; temporal and spatial changes; contribution

*國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(U1202235)和國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2012ZX07102-004)聯(lián)合資助. 2015-12-14收稿；2016-04-19收修改稿. 余佑金(1977～)，女，碩士研究生；E-mail：yuyoujin98@163.com.

*通信作者; E-mail：jiaolx@craes.org.cn.

J.LakeSci.(湖泊科學(xué))， 2017， 29(1)： 59-68

DOI 10.18307/2017.0107

?2017 byJournalofLakeSciences