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user: 4. 结果与分析 4.1. 气象数据分析 4.1.1. 气温变化 在过去的52 a内，所选取的江城气象站点记录的年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温都表现为持续波动上升(见图3)，上升速率分别为0.329℃∙(10a) −1 ，0.237℃∙(10a) −1 ，0.398℃∙(10a) −1 ，其中年平均最低气温的上升速率约是年平均最高气温上升速率的1.7倍。 流域温度季节性变化特征明显(见图4)，夏季温度和冬季温度在过去52 a内增幅分别是0.317℃∙(10a) −1 和0.34℃∙(10a) −1 ，冬季增温速率是夏季增温速率的1.07倍。 因为最低气温出现在冬季，最高气温出现在夏季，所以(a)、(b)两幅图虽然指标不同，但却反应相同的事实。同时也反映出，虽然不同季节增温速率不一样，但都表现为波动上升的增温趋势。 Table 1 Carson inde 分数 营养级 0~35分 贫营养 36~45分 贫中营养 46~55分 中营养 56~65分 中富营养 66~75分 富营养 76~85分 重富营养 86~95分 严重富营养 96~100分 异常富营养 表1. 卡森指数法 图3. 年平均气温和年平均最高、最低气温 图4. 季节性温度 4.1.2. 降水量变化 在降水(图5)的分配上，该流域降水量的季节性分异明显，夏季降水量和冬季降水量虽然波动但下降趋势不是很明显，分别以1.79 mm∙(10a) −1 ，3.13 mm∙(10a) −1 的速率下降，冬季降水量下降速率是夏季降水量下降速率的1.75倍，冬季降水量波动周期约为3 a，夏季降水量波动周期约为11 a。 4.1.3. 小结 通过图3~5的比较以及从图6和图7中我们可以发现，在这52 a的研究尺度上，温度表现为明显的波动上升，降水量表现为轻微的波动下降趋势，这与全球气候变暖的背景一致。且相比夏季，冬季对全球气候的变化有更敏感的响应。这种气候的变化势必会影响湖泊的生态环境，温度升高，有利于更多的生物生存，蒸散作用也会加强；而降雨量减少则代表着湖泊输入水量减少。总体来看，代表云南高原湖泊的抚仙湖和星云湖正向着不利于湖泊良性循环的方向发展。 图5. 季节性降水 图6. 1957~2009年平均气象数据 图7. 1957~2009年月平均气象数据 4.2. 水质数据分析 4.2.1. 溶解氧变化 与其他参数相比，溶解氧更能反映水生生态系统中新陈代谢的情况。溶解氧浓度反映了大气溶解与植物光合作用放氧过程和生物呼吸作用好氧过程之间的暂时平衡。较低的DO水平不仅影响鱼类和无脊椎动物的分布与生长，而且还会通过影响氧化还原电位进而影响磷和其他无机营养盐、有毒痕量金属的溶解度。DO的溶解度随着水体盐度和温度的上升而下降。全球变暖会降低DO的溶解度以及增加呼吸效率，从而导致湖泊的下层、湿地和低位河流(接纳了大量来自城镇和湿地的有机物)呈现厌氧状态。厌氧状态也会改变浮游与底栖食物网结构，这一点需要几个月甚至几年才能体现出来，但研究者通常很少关注这一点，也很少考虑其机制 [ 19 ] 。 从图8(a)和图9(a)中可以看出，抚仙湖和星云湖各监测点10月比8月的DO高，这可能是因为8月 图8. 抚仙湖表层水质数据 图9. 星云湖表层水质数据 温度比10月高，温度越高溶解氧越低。除FXL-1外，抚仙湖各监测点的DO比星云湖各监测点的DO稳定，星云湖总体DO比抚仙湖的高，这可能是因为星云湖大量藻类的光合作用导致。FXL-1比其他各监测点的DO都低，因为FXL-1中有大量亚硝化细菌和硝化细菌，其在反应过程中需要消耗大量溶解氧。因为FXL-2采样时是在抚仙湖一个水湾处测得，岸边有水草，底质肥厚，其水量随季节性有无，与抚仙湖为两种不同的生态系统，所以除FXL-1外，其DO的变化比抚仙湖其他各监测点的DO变化大一些。 4.2.2. 叶绿素变化 叶绿素是衡量湖水营养状态等级的指标之一。从图8(b)和图9(b)中可以看出，抚仙湖7月、10月和11月各监测点的Chla含量相差不大，8月各监测点Chla的含量相差比较大。星云湖这四个月中各监测点的Chla都有差异，但8月尤其明显。这可能是因为8月温度较高，有利于植物的生长，在抚仙湖各监测点中，有沉水植物的地方Chla的含量就较高；在星云湖各监测点中，有水葫芦和水白菜的地点，其长势好，吸收N、P等营养元素比较多，所以此地藻类长势比其他地方弱一些，其Chla含量就比其他地方低。 从抚仙湖纵剖面(图10)中可以看出，抚仙湖水中的Chla含量随水深的增加而增加，这可能是因为抚仙湖中表层浮游动物捕食浮游植物的结果，越往下浮游生物越少，所以叶绿素越多。但在5 m~6 m时出现一个转折，可能是因为该处浮游生物的因素，也可能是仪器误差的原因。具体原因尚不清楚，还有待于进一步的研究。 4.2.3. 水温变化 从抚仙湖(图8(c))和星云湖(图9(c))的表层水质数据中可以看出，抚仙湖和星云湖各监测点的水温随季节的变化比较明显且基本同步，但存在水平不均匀性。在垂直纵剖面(图10)上表现出垂直递减的现象，前一米的水温变化比较大，约为0.47℃/m，后面的水温变化速率基本相同，约为0.04℃/m，一米以浅的水温变化速率约是一米以下水温变化速率的12倍，这可能是因为湖上层水与空气相同，所以极易发生波动。FXL-1采样点的水温相比其他地点更敏感些，可能是因为该地为抚仙湖的污水处理厂的人工湿地，水比较浅，所以对季节的变化更为敏感些。 虽然我们只测了四个月的数据，但不难发现水温对气温的响应非常敏感，所以气温在增加的时候，水温必定会受其影响而增加。谷桂华 [ 20 ] 曾以澄江海口水文站1967~2007年实测的抚仙湖年、月水温资料为基础，分析了抚仙湖水温的年内、年际变化特征及变化趋势，得出抚仙湖水温年内变化特征为最高水温出现在6~9月，且均在20℃以上，最低水温出现在1~2月，为10℃左右，多年平均温差基本保持在10℃；年际变化为：1967~1993年，多数年份水温值在多年平均值(17.6℃)以下变化，而1994~2007年，所有年份水温值多在平均值以上变化；年际平均水温最高与最低相差2℃。Regier等 [ 21 ] 对加拿大实验湖泊区的研究虽然只分析了温度对藻类的影响，而没有分析温度对其他生物的影响，但研究结果已经显示，温度升高会导致温带湖泊中一些高温不耐受物种消失。Rahel等 [ 22 ] 研究也发现，温度升高对冷水鱼类如鲑亚目和白鱼以及一些适应激流的鱼类不利，但对湖上层鱼类如河鲈和狼鲈却很有利。环境的变化不一定会导致物种数量上的减少，但必定会导致物种多样性的减少。全球气候的变化对湖泊的影响不可小觑，2℃即可改变世界。 4.2.4. PH值变化 在淡水湖泊中，PH值的高低一般与湖水中游离的CO 2 和 的含量多少有关系。从图8(d)和图9(d)中可以看出，抚仙湖和星云湖的PH值均超过国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的规定。在抚仙湖中，除FXL-1外，各监测点中的PH值相差不大，且均呈微碱性；在星云湖中，除个别误差外，其余监测点的PH值略有不同，但均呈碱性或强碱性。这可能是由于星云湖中蓝绿藻较多，光合作用较强，因此消耗了水中较多的CO 2 ，以致其PH值比较高。从野外采样的过程中也可以发现，星云湖各监测点的富营养化程度存在很大差异，受人类影响也不同，故各监测点的PH值相比于抚仙湖，差异较明显。 从图10中可以看出，抚仙湖的前5 m水深内，PH值变化较明显，5 m以下水中PH值几乎不变，由此可知，抚仙湖的前5 m水深内更容易受到人类活动的影响。 4.2.5. 电导率变化 在自然水体中，盐、酸和碱的浓度越大，则电导率就越大。所以，电导率和盐度成正比，研究电导率其实就是研究盐度。淡水水体的盐度和组成盐度的离子常常是由流域的土壤或岩石内部发生的反应所决定的。电导率(盐度)一般随径流的增加而下降，在相同的地质区域，电导率随流域面积增大而上升，这可能是因为小流域处在高地或山地的地区居多，这些地区通常含有较多的火成岩。而较大流域则位于易 图10. 抚仙湖纵剖面水质数据 于风化的沉积岩或冰川沉积物低的地区。第二种解释是较大流域通常较少具有陡峭形态，因此相对的蒸腾、蒸发时间和径流与岩石和土壤的接触时间更长。第三种解释是位于高地的小流域和位于低地的较大流域之间的气候差异影响了土壤形成、土壤侵蚀和盐度。因为不同机理、不同的空间和时间尺度下的过程组合多变，使某一个机理或过程成为主导某种结果的唯一原因是不可能的。这3种机理在决定盐度(电导率)时可能共同起作用，尽管它们的相对重要性有所不同 [ 19 ] 。 从图8(e)和图9(e)中可以看出，除FXL-1外，抚仙湖其他各监测点的Spcond基本比较稳定，没有太大变化。星云湖中，除XYL-5外，其他各监测点的Spcond也比较稳定，XYL-3最开始7月份的监测数据与其他各监测点的数据相差很大可能是由于当时测量的时候仪器没有调整好所产生的误差。XYL-5普遍高于其他各监测点，且变幅比较大的原因可能是其所处的位置附近为石头加工厂和菜地，且其石头都是花岗岩和碳酸盐，加工所产生的石头粉末和菜地里的农药随雨水而流入湖中，逐渐沉淀和溶解，所以该区比其他各监测点的电导率高。 从抚仙湖的纵剖面(图10)中可以看出，抚仙湖中的电导率随深度的增加不变，非常稳定。说明此10 m以内的水体离子组成非常稳定。 4.2.6. 藻蓝蛋白分析 从图8(f)中可以看出，抚仙湖除FXL-1、FXL-2、FXL-4之外，其余四个点的藻蓝蛋白都比较稳定，且基本保持在3000 cells/mL左右，FXL-2与FXL-3在8月份数值异常高可能是测量时的误差所致，所以如果剔除这个误差，则抚仙湖除FXL-1外，其余各点的藻蓝蛋白差不多。从图9(f)中可以看出，星云湖总体藻蓝蛋白都比抚仙湖的高，其基本保持在62，000 cells/mL左右，是抚仙湖的21倍左右，由此可以看出，星云湖水质污染的严重。 4.3. 各监测点水质评价 4.3.1. 抚仙湖 从水质评价的角度看(见表2)，根据地面水环境质量标准(GB3838-88)中的功能分类，FXL-3的水质 Table 2 The water quality evaluation of Lake Fuxian & Lake Xingyu 监测点 纬度 经度 水质评价 评分 营养及评价 FXL-1 24˚38'0.528“ 102˚54'12.82“ VI 64.39 中富 FXL-2 24˚32'7.74“ 102˚56'35.76“ II 54.21 中 FXL-3 24˚25'55.62“ 102˚54'9.72“ I 20.70 贫 FXL-4 24˚22'34.74“ 102˚52'34.32“ II 38.10 贫中 FXL-5 24˚24'4.56“ 102˚49'39.24“ II 46.61 中 FXL-6 24˚28'41.16“ 102˚51'51.48“ II 20.21 贫 FXL-7 24˚33'50.4“ 102˚50'38.6“ II 20.70 贫 XYL-1 24˚22'26.22“ 102˚48'27.84“ II 45.97 中 XYL-2 24˚22'57.6“ 102˚48'25.86“ II 52.36 中 XYL-3 24˚22'59.4“ 102˚46'53.4“ II 57.47 中富 XYL-4 24˚20'28.5“ 102˚45'47.28“ II 55.28 中富 XYL-5 24˚20'35.82“ 102˚48'12.42“ IV 50.13 中 表2. 抚仙湖和星云湖水质评价 最好，为I类，适用于源头水和国家自然保护区；FXL-1水质最差，为IV类，主要适用于一般工业水区及人体非直接接触的娱乐用水区；其余水质均为III类，主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。 从营养级评价的角度看，FXL-3、FXL-6、FXL-7水质最好，为贫营养；FXL-4水质次之，为贫中营养；FXL-2和FXL-5水质能再次些，为中营养；FXL-1水质最次，为中富营养。 结合采样点的位置来看，FXL-1为污水净化湿地带，离城市最近，城市所排放出的污水在这里净化，所以水质比其他采样点差些；其水面有很厚的浮萍，水体呈棕褐色，并散发出臭味儿，底质为腐殖质，周围有水葱、芦苇、茭草、香蒲等挺水植物群落。FXL-2为一天然湖湾处，岸边有杂草，且随季节的变化出现不同的植物群落，水质清澈，底质为细砂砾；湖湾内的水随季节的变化明显，丰水期有小泻湖，泻湖内水草和藻类丰富，与泻湖外的湖水形成两种完全不同的微生态系统。FXL-3为一路边采样点，水下地势较陡，深度变化快。周围有小树林和大的岩石，水质清澈，沉水植物丰富，自然性较好；但9月份采样时，发现其水面上漂浮一死鱼，不知何原因，还有待于进一步探讨。FXL-4为一路边采样点，在这里经常看见有人抽水，或许这是5亿m 3 湖水流失的原因之一；6月份采样时，发现岸边有一条很大的死鱼，并散发出臭味儿；岸边也有一小泻湖，但其规模比上一个采样点小很多，同样与其外的湖水构成两种不同的微生态系统；泻湖内水草和藻类丰富，底质为黑色淤泥，并有臭腥味儿；泻湖外水质清澈，底质为砾石。FXL-5为抚仙湖的西南岸一路边采样点，周围经常有人钓鱼，水草和藻类丰富，鱼类很多，水质清澈，底质为细砂砾石，周围有湿生植被。FXL-6为抚仙湖执法大队旁，多大石头，底质为砂砾，水体清澈。FXL-7为禄充风景区，周围有游船，受人类活动影响，藻类几乎没有，但有蚂蟥，底质为人工石质沙滩，沙滩上有很多螺壳。 4.3.2. 星云湖 从水质评价的角度看，除XYL-5为IV类水质外，其余均为II类水质。 从营养级的角度看，除XYL-3和XYL-4为中富营养状态外，其余均为中营养状态。 结合采样点的位置来看，XYL-1为海门楼，岸边有很多船只，且人们经常在这里洗菜；水中蓝绿藻大量繁殖，水体呈墨绿色，近岸处漂浮大量水白菜和浮萍，偶见水葫芦，底质为砂砾。XYL-2为星云湖北岸一采样点，旁边有两个大的排污口，水体呈墨绿色，近岸处有大量水草和藻类漂浮，3月份采样时发现很多摇蚊漂浮岸边，偶有几颗水白菜和水葫芦，底质为砂砾。XYL-3为星云湖西岸一路边采样点，周围有高粱玉米地，近岸处漂浮大量水草，偶见几颗水白菜和水葫芦，蓝绿藻大量繁殖，水体呈墨绿色，底质为砂砾。XYL-4为星云湖西岸菜市场里面一采样点，周围是大片农田，近岸处漂浮有水草，蓝绿藻大量繁殖，水体呈墨绿色，底质为细砂。XYL-5为星云湖东岸一石头加工厂，周围并伴有大片农田和杂草，浮萍和蓝绿藻大量繁殖，水体呈墨绿色，并伴有臭腥味儿，底质为细砂。