大茶湖氮磷营养盐和浮游植物的季节变化与水质评价

摘要

大茶湖位于湖北省武汉市蔡甸区玉贤镇西部，水域面积约为2.67km2，湖面宽广，是蔡甸区计划开发的生态观光园的主要区域。近年来，由于受当地居民生活污水排放、大规模的水产养殖以及农业生产活动等因素的影响，大茶湖水质呈现出逐年下降的趋势，开展大茶湖水质周年监测和水环境保护工作就显得极其重要。本研究于2010年6月～2011年5月对该湖区的水体主要营养盐氮和磷的含量以及主要浮游植物种类组成进行了周年调查，在此基础上分析了大茶湖水体氮、磷营养盐的季节变化规律和浮游植物的群落结构特征，进而对大茶湖的水质状况进行了初步评价。主要研究结果如下：
　　1、水体氮、磷营养盐含量的季节变化大茶湖水体氨态氮、亚硝态氮、硝态氮和总氮含量周年变化较大。氨态氮周年变化范围为0.0590mg/L～0.8803mg/L，6～12月浓度较高，1～5月处于较低水平。亚硝态氮周年变化范围为0mg/L～0.1218mg/L，9～10月含量较高。硝态氮周年变化范围为0.0069mg/L～0.4356mg/L，7月份含量较高。总氮周年变化范围为0.0168mg/L～1.1899mg/L，2～5月份处于较低水平，其他季节波动较大。
　　水体磷酸盐和总磷含量周年变化较大。磷酸盐含量变化范围为0mg/L～0.0739mg/L，夏秋季节磷酸盐含量较高，8月份达到最高值，9月份后开始降低。总磷含量变化范围为0.0115mg/L～0.3738mg/L，1～2月最低，7～12月保持在较高水平。
　　水体总氮/总磷浓度比的周年波动较大，变化范围为0.091～21.069，3～5月处于较低水平。Ⅰ号、Ⅱ号两个采样点总氮/总磷比的平均值分别为4.110和5.041。
　　2、水体理化因子间的相关性大茶湖水体透明度与氨氮、亚硝态氮、硝态氮、总氮、磷酸盐、总磷含量之间均无显著线性相关（P＞0.05）。两个采样点的总氮与氨氮含量之间存在极显著线性相关（P＜0.01），同时总氮分别与亚硝态氮、硝态氮含量之间存在显著线性相关（P＜0.05）。总磷与可溶性磷酸盐含量之间存在极显著（Ⅰ号点，P＜0.01）或显著（Ⅱ号点，P＜0.05）的线性相关。
　　3、水体浮游植物群落组成大茶湖水体中，共鉴定出浮游植物7门59属89种。其中，绿藻门（Chlorophyta）和蓝藻门（Cyanophyta）在种类上占据优势，分别占藻类种类数的48.31%和22.47%；硅藻门（Bacillariophyta）和裸藻门（Euglenophyta）次之，分别占藻类种类数的8.99%和7.87%，其余各门占的比例较小。指示富营养型（α-ms）和中-富营养型（β-α-ms）的藻类占据优势，分别占污染指示藻类总数的44.19%和20.93%。
　　4、水体浮游植物多样性和密度季节变化大茶湖浮游植物的Margalef多样性指数周年变化范围为1.45～2.19，平均值为1.79；Shannon-Weiner多样性指数范围为1.64～2.95，平均值为2.35。大茶湖水体浮游植物的月平均密度在12月份最低为1.74×107ind./L，5月份最高为14.9×107ind./L，周年月平均密度为6.25×107ind./L。
　　5、水质与富营养化综合评价水体氮磷营养盐浓度等的周年变化显示大茶湖水体已处于富营养化状态。水体中浮游植物Margalef多样性指数和Shannon-Weiner多样性指数的变化也指示大茶湖水体处于中度污染（α-中污或β-中污）范围内，营养化状态为富营养型（α-ms或β-α-ms）；而藻类污染指示类群显示其营养状态以富营养型中的α-ms型为主。

目录

声明

第一部分 前言

1.1 湖泊水质监测和富营养化评价研究概况

1.1.1湖泊富营养化

1.1.2湖泊富营养化的原因

1.1.3湖泊水质的监测方法

1.1.4湖泊富营养化的评价

1.1.5我国湖泊的水质状况

1.2武汉市大茶湖的水质状况

1.3 本研究的目的和意义

第二部分 材料与方法

2.1 采样点及采样时间

2.2 样品的采集及处理

2.2.1理化因子测定与分析

2.2.2营养盐分析样品的采集

2.2.3浮游植物样品的采集

2.3 样品测定

2.3.1氮、磷的测定与分析

2.3.2浮游植物的种类鉴定及计数

2.4 水质的评价方法

2.4.1理化因子评价

2.4.2生物学评价

第三部分 结果与分析

3.1 水体理化因子的季节变化

3.1.1水色、透明度的变化

3.1.2氨氮（NH4+-N和NH3-N）的变化

3.1.3亚硝酸盐（NO2?-N）的变化

3.1.4硝酸盐（NO3?-N）的变化

3.1.5总氮（TN）的变化规律

3.1.6磷酸盐（PO43?）的变化

3.1.7总磷（TP）的变化

3.1.8总氮/总磷浓度比值的变化

3.1.9水体理化因子间的相关性分析

3.2 浮游植物的时空分布

3.2.1浮游植物种类组成

3.2.3浮游植物密度

3.2.4浮游植物多样性指数

第四部分 讨论

4.1 营养盐的季节性变化与水质评价

4.1.1氮的季节性变化与水质

4.1.2磷的季节性变化与水质

4.2 浮游植物与水质

4.2.1浮游植物组成及数量与水质

4.2.2浮游植物多样性指数与水质

4.3 大茶湖水体富营养化评价与管理对策

4.4 小结

参考文献

附录1 大茶湖浮游植物名录

附录2 硕士期间发表论文情况

致谢