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user: 4. 结果与讨论 4.1. 时空变化分析 4.1.1. 水温时空变化分析 水温是影响湖水各种理化过程和动力现象的重要因素，其不仅决定了湖泊的类型，还决定了生物群落的结构和水生生态系统的生产力 [ 16 ] 。水温的变化主要是由季节性的光照变化而引起的，与地区气温基本上同步变化且高度相关 [ 17 ] 。已有研究表明，随着20世纪以来全球气候变暖，全球范围内有害藻华的发生和急剧扩散与全球气温上升密切相关 [ 18 ] 。温跃层是指水体温度在垂直梯度上出现突变或不连续剧变的水层 [ 19 ] 。之前在对抚仙湖热学状况的研究中，将水温梯度超过0.2℃/m的水层定义为温跃层 [ 20 ] 。但也有研究将表层1 m排除在温跃层之外 [ 21 ] 。 由图2的水温曲线可知，星云湖水深较浅故无温跃层现成。其水温明显受气温变化的影响，其表层1 m以下的水温均存在明显的下降趋势，且枯水期水温差异较丰水期的明显。从水平空间分布上看，枯水期星云湖水温南北空间差异也较大，而丰水期则较小。 4.1.2. pH时空变化分析 pH是控制湖泊富营养化、沉积物磷循环及介形类等其他微体古生物分布的重要因素 [ 22 ] [ 23 ] ，同时还直接影响到水体中无机碳源的存在形式。它的形成除与地质背景、气候条件、大地热流等有关外，也是人为富营养化过程中不断变化的营养元素汇入、富有藻类繁殖、溶解氧含量等要素相互作用的结果 [ 24 ] 。pH偏高是云南高原湖泊的特征之一。有关湖水pH值与藻类关系研究表明，pH为8.5时有利于藻类生长，而pH为9.5时藻类生长状况最差 [ 25 ] 。 从图2中的pH变化曲线可以看出，星云湖pH值在垂直方向上变化很小，7个观测点的所有测量结果均在8.71~9.4之间。整体上均随深度的增加呈现下降的趋势，这可能与浮游藻类的呼吸作用有关。表层浮游藻类进行光合作用，吸收周围水中的CO 2 ，从而使周围水体中的pH值升高；底层藻类由于透射阳光减少，故主要以呼吸作用为主，呼出CO 2 ，从而使周围水体中的pH值降低。星云湖丰水期的pH值虽均低于枯水期的pH值，但丰水期星云湖底部的pH值变化较枯水期明显，这可能是由于丰水期降雨量的增加一方面稀释作用使星云湖水体pH值降低，但另一方面湖泊水动力增强从而又导致丰水期星云湖底部pH值差异较大。从图中还可以看出，XYL-1点受人类活动的影响较大。 4.1.3. 溶解氧时空变化分析 溶解氧是水质评价的重要指标之一。其值的高低不仅可以影响水生生物的生长和发育，还可影响湖泊的自净能力 [ 16 ] 。溶解氧与盐度和温度成反比，但却与湖浪作用强度成正比，除此之外，溶解氧其含量的高低还与藻类的光合作用有关。 从图2中的溶解氧变化曲线可知，在垂直方向上，其变化趋势与pH值相似，整体上均随深度的增加呈现 图2. 星云湖水质参数分布图(XYL-1，XYL-2，XYL-3，XYL-4为枯水期2014年4月6日监测数据；XYL-5，XYL-6，XYL-7为丰水期2015年10月25日监测数据) 下降的趋势。这可能也是由于浮游藻类的光合作用的结果，表层光合作用时，释放O 2 ，使周围水体中的氧含量增加；底层呼吸作用时，消耗周围水体中的O 2 ，使周围水体中的氧含量减少。丰水期的溶解氧几乎均高于枯水期，这可能一方面是由于丰水期水温增加导致藻类增多，光合作用使水体中溶解氧含量增加；另一方面是由于降水增加，水动力增强，湖浪作用增强，使其表层水体迅速补充溶解氧的含量，同时水位升高，底层阳光投射减少，底层植物呼吸作用增强，耗氧量增加，从而导致丰水期星云湖水体表层溶解氧含量增加，而水体底层溶解氧含量下降，且变化差异较大。 4.1.4. 叶绿素时空变化分析 叶绿素是衡量湖水营养状态等级的指标之一。其含量的多少基本上可以指示藻类数量的多少。藻类的分布除了受控于温度、pH值、溶解氧，光照强度、有机碳含量、风向及TN和TP等营养盐因素外，还与其自身的个体生物学和种群生态学有关。据玉溪市环境监测站多年监测资料显示，2000年，星云湖少部分湖湾开始出现蓝藻水华，随之每年4~11月周期性爆发。2002年5月至今，蓝藻水华已扩展至全湖，水质重度富营养化 [ 26 ] 。1996~2003年，浮游植物共鉴定出6门58种，其中绝对优势种为水华束丝藻(3月)和铜绿微囊藻(8月) [ 27 ] [ 28 ] 。吴艳龙等 [ 29 ] 曾对滇池水华束丝藻–微囊藻演替过程及其机制进行研究，发现水温是驱动两者复苏、生长和演替的重要环境因子。水华束丝藻休眠孢子在3月份(水温14℃左右)开始复苏，在无竞争压力下持续生长。在此期间，微囊藻受水温胁迫，复苏和生长受到严重抑制，复苏过程迟于水华束丝藻。4月底(水温达到18℃)，微囊藻开始复苏，并随着水温的升高而快速生长，逐渐代替水华束丝藻，成为滇池的绝对优势种。随后，吴艳龙等 [ 30 ] 又通过对滇池水华束丝藻对低氮的生理响应进行研究，结果发现水华束丝藻为典型的固氮蓝藻，其在消退的过程中会释放大量的氮，可能成为其他非固氮蓝藻水华的诱发因子。胡智泉 [ 31 ] 等认为，除温度外，毒素同样在这一过程中发挥重要作用。水华束丝藻的突然死亡，可能是其周围的微囊藻种群增殖到一定数量，微囊藻分泌的微囊藻毒素浓度达到一定水平，对水华束丝藻产生了溶藻效应所致，但这两者之间的毒性机理还有待进一步的研究。刘邵俊等 [ 32 ] 通过对星云湖藻量昼夜变化(2013年8月29日~30日)及垂直分布进行调查采样分析，发现上层藻量昼夜变化呈典型的双峰曲线，峰值分别出现在2时和14时左右，全天藻量最大值为14时。白天藻类主要分布于水体上层，夜晚上层水体藻量下降，上中下各层水体藻量起伏变化，但各层平均藻量无显著性差异。 从图2中叶绿素曲线可知，枯水期星云湖水体中叶绿素含量差异较大，而丰水期差异较小，且丰水期水体中叶绿素含量均低于枯水期。这可能一方面是由于丰水期微囊藻大量爆发，产生的毒素浓度达到一定水平，对其他藻类产生了溶藻效应所致；另一方面可能是与pH值相关，由于丰水期星云湖水量增加产生稀释作用使叶绿素含量降低，同时湖泊水动力增强使水体较均一。 4.1.5. 电导率时空变化分析 在自然水体中，电导率会随着水体中碱、酸和盐的浓度的增大而增大，所以，电导率和盐度成正比。其影响因素除了与其自然地质背景和气候条件有关，还与人类活动释放的污水和工业废水及农业污染有关。 从图2中电导率变化曲线可知，丰水期的电导率均大于枯水期的电导率，即丰水期的盐度均大于枯水期的盐度。这可能一方面是由于丰水期降雨量的增大使随水流汇入湖中的泥砂含量增多，导致湖水电导率增大；另一方面可能是由于丰水期正处于农田耕种季节，星云湖周围农田中农药施用量加大，雨水的冲刷导致周围农田中的农药化肥随之大量汇入湖泊，导致星云湖水体中盐度增大。 4.2. 水质评价 湖泊富营养过程主要原因是湖内初级生产者(具有光合作用的植物和藻类)利用湖内可利用的营养盐生产有机质。湖泊外部输入、湖泊内部有机质循环和底泥释放是其营养盐来源的主要3个途径。而氮磷则是湖泊植物生物量的主要控制因子。 从表2中可以看出，星云湖水体全湖全年已均为VI类水质，且在营养级方面，除枯水期T3点表层为严重 Table 2 The evaluation table of water quality in Xingyun Lak 采样点 水深(m) 4月份 10月份 TN(mg/L) TP(mg/L) 平均分 营养级 类别 TN(mg/L) TP(mg/L) 平均分 营养级 类别 T-1 0 2.06 0.26 79.09 重富营养 VI 2.09 0.45 82.32 重富营养 VI 1 1.95 0.29 79.04 重富营养 VI 2.53 0.46 83.95 重富营养 VI 2 1.91 0.28 78.69 重富营养 VI 2.78 0.46 84.49 重富营养 VI 3 1.77 0.28 78.07 重富营养 VI 2.81 0.46 84.56 重富营养 VI 4 1.83 0.29 78.55 重富营养 VI 2.43 0.46 83.73 重富营养 VI 5 1.98 0.30 79.30 重富营养 VI 2.15 0.44 82.44 重富营养 VI 6 1.91 0.28 78.76 重富营养 VI 2.59 0.46 84.08 重富营养 VI 7 2.10 0.35 80.79 重富营养 VI 2.80 0.47 84.69 重富营养 VI T-2 0 1.98 0.28 79.12 重富营养 VI 2.24 0.42 82.51 重富营养 VI 1 1.84 0.29 78.62 重富营养 VI 1.94 0.43 81.32 重富营养 VI 2 2.11 0.29 79.72 重富营养 VI 1.91 0.44 81.34 重富营养 VI 3 1.66 0.29 77.67 重富营养 VI 2.33 0.42 82.85 重富营养 VI 4 1.80 0.29 78.38 重富营养 VI 2.61 0.43 83.63 重富营养 VI 5 1.96 0.28 79.00 重富营养 VI 2.35 0.44 83.23 重富营养 VI 6 3.44 0.29 83.19 重富营养 VI 1.71 0.43 80.27 重富营养 VI T-3 0 5.68 0.60 90.41 严重富营养 VI 1.94 0.45 81.64 重富营养 VI 1 2.33 0.46 83.55 重富营养 VI 1.84 0.47 81.52 重富营养 VI 2 2.13 0.34 80.75 重富营养 VI 2.90 0.46 84.75 重富营养 VI 3 2.34 0.30 81.63 重富营养 VI 2.82 0.46 84.58 重富营养 VI 4 2.90 0.34 82.73 重富营养 VI 2.04 0.54 83.58 重富营养 VI 5 1.87 0.30 78.81 重富营养 VI 2.02 0.48 82.50 重富营养 VI 表2. 星云湖水质评价表 富营养级阶段，其余各点全年几乎均为重富营养级阶段。但相比于枯水期，丰水期的TP含量几乎为枯水期的2倍，TN含量增加30%~50%左右，由此可知，星云湖营养盐的主要来源应与外部输入相关。我们认为，丰水期雨水冲刷周围农田所带入的氮磷营养盐对星云湖水质的影响不可小觑。从空间分布上看，枯水期的T1和T2点及丰水期的T1点在底部的TP与TN值均会突然增加，这可能与底泥沉积物中P和N释放相关。由此看来，星云湖也存在内源污染源。从TP和TN的评分来看，枯水期星云湖北部 > 中部 > 南部，中层水体 > 表层水体 >底层水体；丰水期，星云湖中部 > 南部 > 北部，表层水体 > 底层水体 > 中层水体(注：“>”代表“好于”)。故对于星云湖的治理，首先，应从周围农田入手，减少农药化肥的使用，提倡绿色蔬菜的种植；其次，在周围入湖河流处增设湿地污水处理系统，减少生活污水及禽畜养殖污染的影响；最后，定期进行清淤治理。