撫仙湖近十年水質(zhì)變化特征及保護(hù)措施初探

楊春艷　李天翠　施艷峰　王英才　施擇

摘要：為了評(píng)價(jià)撫仙湖近10 a來(lái)水質(zhì)變化狀況，基于撫仙湖4個(gè)國(guó)控和省控?cái)嗝妫ê?、尖山、路居、哨嘴）的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了撫仙湖2011～2020年水質(zhì)變化情況;并結(jié)合近10 a來(lái)的保護(hù)和治理工程項(xiàng)目的實(shí)施情況，總結(jié)已有治理的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出了針對(duì)性的措施和建議。結(jié)果表明：撫仙湖整體水質(zhì)能達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但近10 a間水質(zhì)有逐步變差的趨勢(shì);葉綠素a和綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)，透明度較10 a前有所降低，且出現(xiàn)局部湖區(qū)總氮、總磷接近Ⅱ類水質(zhì)的現(xiàn)象;從空間變化看，湖心點(diǎn)位的水質(zhì)整體優(yōu)于其他3個(gè)近岸點(diǎn)位;從水期變化看，4個(gè)點(diǎn)位高錳酸鹽指數(shù)在豐水期顯著高于枯水期，除湖心外其他3個(gè)點(diǎn)位葉綠素a在枯水期顯著高于豐水期;高錳酸鹽指數(shù)和透明度受環(huán)境因子影響較為顯著。研究結(jié)果可為保護(hù)西南地區(qū)最優(yōu)質(zhì)的淡水資源、制定流域水生態(tài)保護(hù)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃提供借鑒。

關(guān)鍵詞：水質(zhì); 總氮; 總磷; 綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù); 水質(zhì)治理工程; 撫仙湖; 云南省

中圖法分類號(hào)： X524

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.11.008

0引 言

云南省湖泊多位于崇山峻嶺之中，是云南省壯麗自然景觀的重要組成部分。高原湖泊在維系流域生態(tài)平衡、滿足工農(nóng)業(yè)和生活用水、減輕洪澇災(zāi)害及維持物種多樣性等方面具有極其重要的作用。撫仙湖系云南省九大高原湖庫(kù)中水質(zhì)類別為Ⅰ類湖庫(kù)之一，是中國(guó)第二深水湖泊，也是中國(guó)內(nèi)陸淡水湖中水質(zhì)最好、蓄水量最大的深水型、貧營(yíng)養(yǎng)分層淡水湖泊[1-2]，具有防洪、灌溉、工業(yè)用水、漁業(yè)、生活用水及旅游等綜合功能。撫仙湖蓄水量191.4億m3，占云南省九大高原湖泊總蓄水量的68.2%，占全國(guó)淡水湖泊蓄水總量的9.16%，為中國(guó)淡水湖泊蓄水量的第三位，是云南省蓄水量最大的湖泊。保護(hù)好撫仙湖水質(zhì)對(duì)于云南省水資源戰(zhàn)略安全至關(guān)重要。

隨著撫仙湖周圍經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，撫仙湖水質(zhì)保護(hù)的壓力進(jìn)一步增加，湖泊水質(zhì)穩(wěn)定保持Ⅰ類水質(zhì)目標(biāo)不容樂(lè)觀，浮游植物生物量在近20 a內(nèi)增長(zhǎng)了10.5倍[3]，導(dǎo)致透明度降低[4]，生態(tài)環(huán)境脆弱性初步顯現(xiàn)[5]，長(zhǎng)期保持Ⅰ類水質(zhì)目標(biāo)的壓力陡增。撫仙湖流域森林覆蓋率較低，污染攔截和自凈能力已不能適應(yīng)水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要[6]。

為保護(hù)撫仙湖，“十二五”以來(lái)，云南省進(jìn)行了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，鼓勵(lì)和引導(dǎo)農(nóng)民重點(diǎn)發(fā)展低污染種植品種;將撫仙湖流域內(nèi)的磷化工企業(yè)全部搬遷至流域外，撫仙湖流域積極發(fā)展以旅游業(yè)、批發(fā)零售、交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)及郵政、房地產(chǎn)、金融保險(xiǎn)為主的第三產(chǎn)業(yè);實(shí)施了環(huán)湖生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)項(xiàng)目，如濕地建設(shè)、退田退房還湖工程、村落污水處理與澄江市污水處理廠管網(wǎng)不斷完善、入湖河流綜合治理工程逐步實(shí)施等。撫仙湖流域“十三五”期間主要規(guī)劃實(shí)施了環(huán)湖生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)項(xiàng)目、主要污染源控制項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與污染減排項(xiàng)目、入湖河流清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)項(xiàng)目、流域綜合監(jiān)管體系建設(shè)項(xiàng)目等。

本文旨在通過(guò)分析撫仙湖流域2011～2020年長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)其水質(zhì)變化情況及工程項(xiàng)目實(shí)施效果做出初步分析，為今后撫仙湖的水生態(tài)環(huán)境保護(hù)和治理提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1流域概況

撫仙湖（24°21′～24°38′N，102°49′～102°57′E）地處云貴高原上云南省中部的玉溪市境內(nèi)的澄江、江川、華寧3縣市交界處，屬珠江水系，是云南省第一、中國(guó)第二大深水淡水湖泊[7]。撫仙湖水量相當(dāng)于12個(gè)滇池的水量，6倍的洱海水量，4.5倍的太湖水量[8]。湖泊面積為 216.60 km2，流域面積674.69 km2，湖面海拔為1 722.5 m，湖區(qū)北深南淺，湖泊平均水深為 95.2 m，最深處可達(dá)158.9 m[9]。湖區(qū)水深大于100 m的水域占45.5%，小于10 m的水域僅占4.1%。撫仙湖形狀如倒置的葫蘆形，兩頭寬、中間小，長(zhǎng)約31.4 km，寬約 11.8 km，湖泊岸線總長(zhǎng)約 100.8 km[7]。

撫仙湖位于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，屬中亞熱帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候。冬春季受印度北部次大陸干暖氣流和北方南下的干冷氣流控制，夏秋季主要受印度洋西南暖濕氣流和北部灣東南暖濕流影響，形成春暖旱重、夏無(wú)酷暑、秋涼雨少、冬無(wú)嚴(yán)寒，干、濕（雨）季分明的氣候特征。流域常年平均氣溫15.5 ℃，年降雨量800～1 100 mm，全年80%～90%的雨量集中在5～10月份的雨季。蒸發(fā)量一般大于降雨量，在1 200～1 900 mm之間，日照時(shí)數(shù)為2 000～2 400 h。

湖水主要靠溶洞、周圍的小河流以及大氣降水等方式補(bǔ)給，且大氣降水是其主要的補(bǔ)給來(lái)源。撫仙湖流域共有大小入湖河流103條，其中非農(nóng)灌溝的河道有60多條。最長(zhǎng)的梁王河21 km，其次是東大河19.9 km，其余多在10 km以下。但河流多是間歇性河流，所以河道的疏水調(diào)控能力較差，匯流時(shí)間短，導(dǎo)致?lián)嵯珊Q水周期長(zhǎng)，一旦發(fā)生污染將難以恢復(fù)[6]。

1.2水質(zhì)監(jiān)測(cè)概況

（1） 監(jiān)測(cè)斷面。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于云南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位如圖1所示，為撫仙湖4個(gè)國(guó)控監(jiān)測(cè)斷面，點(diǎn)位名稱分別為湖心、尖山、路居和哨嘴。

（2） 監(jiān)測(cè)時(shí)間、頻率。

監(jiān)測(cè)時(shí)間序列從2011年1月至2020年12月，監(jiān)測(cè)頻次為每月一次。

（3） 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及分析方法。

本文分析選用的水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要有高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、總磷（TP）、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）、透明度（SD）、葉綠素a（Chla），以及水溫、溶解氧等環(huán)境因子。其中葉綠素a濃度采用SL 88-2012《水質(zhì) 葉綠素的測(cè)定 分光光度法》進(jìn)行測(cè)定，其余所有指標(biāo)均采用

GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行分析。

（4） 數(shù)據(jù)處理方法。

Mann-Kendall（M-K）趨勢(shì)檢驗(yàn)是一種非參數(shù)檢驗(yàn)方法，已廣泛應(yīng)用于水質(zhì)時(shí)間序列變化趨勢(shì)分析[12-14]。因此，本研究采用Mann-Kendall檢驗(yàn)分析撫仙湖近10 a水質(zhì)的變化趨勢(shì)。同時(shí)，采用Pearson相關(guān)系數(shù)分析主要的水質(zhì)指標(biāo)與水溫、溶解氧之間的關(guān)系。

所有數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016進(jìn)行整理，利用R-4.0.2 for Windows進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和繪圖。

（5） 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

撫仙湖的水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)為GB 3838-2002中規(guī)定的地表水Ⅰ類水質(zhì)，因此采用GB 3838-2002中各指標(biāo)Ⅰ類水濃度限值對(duì)各污染物進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

（6） 質(zhì)量控制。

指標(biāo)檢測(cè)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)分析方法中的質(zhì)量控制程序進(jìn)行，對(duì)于低于分析方法最低檢出濃度的數(shù)據(jù)，按方法最低檢出限的1/2計(jì)。如總磷采用GB 11893-89《水質(zhì)總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法》方法進(jìn)行，該方法最低檢出濃度為0.01 mg/L，當(dāng)檢出濃度小于0.01 mg/L 時(shí)，按1/2計(jì)算，即為0.005 mg/L。

2結(jié)果與討論

2.1水質(zhì)的年際變化特征

本文重點(diǎn)分析了2011～2020年，撫仙湖湖心、尖山、路居和哨嘴4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、氨氮、透明度和葉綠素a的年均值變化情況。

撫仙湖4個(gè)點(diǎn)位年均高錳酸鹽指數(shù)均在地表水Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)限值2 mg/L之下波動(dòng)且相差不大（見(jiàn)圖2（a）），10 a內(nèi)的平均值湖心（為1.34 mg/L）略高于其他3個(gè)點(diǎn)位（均為1.31 mg/L），但無(wú)顯著性差異（P>0.05）。4個(gè)點(diǎn)位高錳酸鹽指數(shù)在0.91～1.70 mg/L之間，年均變化規(guī)律相似，整體呈振蕩上升趨勢(shì)，且在2018年達(dá)到最高值，此后略有降低。

總磷年均濃度變化較?。ㄒ?jiàn)圖2（b）），均在檢出限0.01 mg/L左右，湖心點(diǎn)位2019年和2020年濃度低于方法檢測(cè)限。2011年4個(gè)點(diǎn)位總磷年均濃度均高于Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)限值0.01 mg/L（均為0.11 mg/L），之后均有所下降。4個(gè)點(diǎn)位的總氮濃度值均窄幅波動(dòng)（見(jiàn)圖2（c）），濃度在0.14～0.20 mg/L，各點(diǎn)位變化規(guī)律相同，總體來(lái)說(shuō)，2012年開(kāi)始呈逐漸上升趨勢(shì)，2018年總氮濃度達(dá)到近10 a的最高值。2018年，除湖心外，其余3個(gè)點(diǎn)位總氮濃度均為0.20 mg/L，接近Ⅱ類水質(zhì)。湖區(qū)4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位氨氮濃度的變化規(guī)律呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(shì)，但都在Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)限值0.15 mg/L之下（圖2（d）），在2017年達(dá)最大值，之后有所降低，但2020年又略有上升。

近10 a來(lái)，撫仙湖4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位年均透明度均在5.09～7.23 m之間波動(dòng)（見(jiàn)圖2（e））。2011年后，4個(gè)點(diǎn)位透明度開(kāi)始逐年降低，湖心2018年為最小值，這一變化趨勢(shì)與總氮和總磷的濃度變化趨勢(shì)相符;但哨嘴的透明度在2013年最低，尖山、路居在2017年透明度降至最低。4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位透明度在2018年后開(kāi)始逐

漸增加，但仍低于10 a前。葉綠素a能反映水體中浮游藻類的生物量，撫仙湖4個(gè)點(diǎn)位的葉綠素a年均濃度在1.78～5.13 μg/L之間波動(dòng)，在2012年開(kāi)始緩慢升高（見(jiàn)圖2（f）），且在2018年達(dá)到最大值，此后4個(gè)點(diǎn)位葉綠素a濃度均有所下降，這一變化趨勢(shì)與總氮和透明度變化具有較高的一致性，但湖心的葉綠素a濃度在2020年又明顯增加。

總體來(lái)看，撫仙湖4個(gè)國(guó)控和省控點(diǎn)位近10 a葉綠素a濃度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，透明度呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，水質(zhì)較10 a前有所變差，2020年湖區(qū)整體葉綠素a濃度高于10 a前。

為解析撫仙湖近10 a水質(zhì)的總體變化趨勢(shì)，采用M-K趨勢(shì)檢驗(yàn)分析了主要水質(zhì)指標(biāo)的變化趨勢(shì)，如表1所列。M-K統(tǒng)計(jì)值Z的大小反映相應(yīng)指標(biāo)隨時(shí)間序列的變化趨勢(shì)，Z>0表示呈上升趨勢(shì)，Z<0表示呈下降趨勢(shì)，Z絕對(duì)值越大表明上升或下降的趨勢(shì)越明顯;在顯著水平0.05和0.01下，統(tǒng)計(jì)值Z的臨界值的絕對(duì)值分別為1.96和2.58。

從表1可看出：近10 a來(lái)?yè)嵯珊?個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位高錳酸鹽指數(shù)總體均呈上升趨勢(shì)，但上升趨勢(shì)不顯著;總磷和氨氮?jiǎng)t整體均呈下降趨勢(shì)，但下降趨勢(shì)都不顯著。尖山、路居和哨嘴3個(gè)點(diǎn)位總氮總體呈顯著的上升趨勢(shì)，湖心點(diǎn)位總氮雖然在2011～2018年間呈顯著的上升趨勢(shì)（M-K統(tǒng)計(jì)值Z=2.10），但由于2019和2020年急劇下降（見(jiàn)圖2（c）），導(dǎo)致M-K檢驗(yàn)2011～2020年10 a間未呈現(xiàn)出上升或下降的趨勢(shì)。2011～2020年10 a間，湖心、尖山和路居3個(gè)點(diǎn)位透明度整體均呈一定的下降趨勢(shì)，而哨嘴點(diǎn)位則呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，但4個(gè)點(diǎn)位透明度的變化趨勢(shì)都不顯著。近10 a間撫仙湖4個(gè)點(diǎn)位的葉綠素a濃度均具有顯著的上升趨勢(shì)，其中尖山點(diǎn)位的上升趨勢(shì)最明顯，其次是湖心點(diǎn)位，最后是路居和哨嘴點(diǎn)位。

采用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)近10 a間各點(diǎn)位的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，結(jié)果如圖3所示。2011～2020年，湖心、尖山、哨嘴、路居4個(gè)點(diǎn)位綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均低于30，為貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。M-K趨勢(shì)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，4個(gè)點(diǎn)位近10 a間綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)（見(jiàn)表1），其中尖山、路居和哨嘴的上升趨勢(shì)較為顯著。4個(gè)點(diǎn)位綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均波動(dòng)升高，至2018年為10 a間最大值，2019年后各點(diǎn)位營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)有所下降;至2020年，除湖心點(diǎn)位外，其他3個(gè)點(diǎn)位目前依然在20以上。

總體來(lái)看，撫仙湖近10 a來(lái)雖然水質(zhì)呈現(xiàn)變差趨勢(shì)，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)呈上升趨勢(shì)，但整體水質(zhì)依然較好的維持在Ⅰ類水質(zhì)目標(biāo)。2018年水質(zhì)較差，但2019年后水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)。湖心點(diǎn)位水質(zhì)較好且變化較小，僅葉綠素a濃度具有顯著上升趨勢(shì)，2018年透明度降到最低，總氮達(dá)到最大值，此后水質(zhì)有所改善;靠近西岸的尖山、靠近南岸的路居以及靠近北岸的哨嘴點(diǎn)位水質(zhì)劣于湖心點(diǎn)位，3個(gè)點(diǎn)位葉綠素a和總氮濃度呈顯著的升高趨勢(shì)，透明度呈下降趨勢(shì)。

2.2水期變化對(duì)撫仙湖水質(zhì)的影響

長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，撫仙湖一般每年的2～5月為枯水期，6～9月是豐水期，10月至次年1月為平水期。據(jù)此3個(gè)水期，分析2011～2020年各點(diǎn)位3個(gè)水期之間水質(zhì)指標(biāo)的差異，采用t-test分別兩兩比較了豐水期、枯水期、平水期之間的差異（見(jiàn)圖4）。

結(jié)果顯示，4個(gè)點(diǎn)位在不同水期之間總磷（見(jiàn)圖4（b））、總氮（見(jiàn)圖4（c））、透明度（見(jiàn)圖4（e））均無(wú)顯著性差異。不同水期之間高錳酸鹽指數(shù)具有較大差異（見(jiàn)圖4（a）），均在豐水期顯著高于枯水期;路居點(diǎn)位豐水期的氨氮濃度顯著高于枯水期（見(jiàn)圖4（d）），其余點(diǎn)位不同水期之間氨氮濃度均不存在顯著差異。這可能是因?yàn)樨S水期雨水充沛，流域內(nèi)降水?dāng)y帶著大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，大量面源污染物隨地表徑流沖刷經(jīng)入湖河流進(jìn)入湖泊中，導(dǎo)致豐水期湖泊水體中污染物負(fù)荷升高;其次，大氣降水增加了入湖河流的徑流量，增強(qiáng)了河道的沖刷和運(yùn)輸能力，使部分河道及流域土壤中的部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入河流，增加了氮磷負(fù)荷量[8]。湖心點(diǎn)位各水期之間葉綠素a濃度之間無(wú)顯著差異（見(jiàn)圖4（f））;尖山點(diǎn)位豐水期的葉綠素a濃度顯著低于枯水期，其他兩兩水期之間均無(wú)顯著差異;路居點(diǎn)位僅豐水期的葉綠素a濃度極顯著低于枯水期;哨嘴點(diǎn)位豐水期的葉綠素a濃度極顯著低于枯水期和平水期。葉綠素a濃度的這種差異是因?yàn)榭菟冢?～5月）湖泊水體水量降低，交換能力降低，環(huán)境條件更利于藻類的生長(zhǎng)，而豐水期水量較大，水力交換增強(qiáng)，風(fēng)速、水文和氣象條件等可能不利于藻類的生長(zhǎng)。

整體分析發(fā)現(xiàn)，各點(diǎn)位不同水期之間綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均未存在顯著的差異（見(jiàn)圖5），表明撫仙湖整體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)較好，水期的變化并不會(huì)顯著影響湖體的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

2.3水質(zhì)與環(huán)境因子之間的關(guān)系

主要分析了水溫、溶解氧這2個(gè)環(huán)境因子對(duì)6個(gè)主要水質(zhì)指標(biāo)以及綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的影響（見(jiàn)圖6）。結(jié)果表明：4個(gè)點(diǎn)位的高錳酸鹽指數(shù)均與水溫呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，這與高偉等[12]通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)撫仙湖1980～2011年間高錳酸鹽指數(shù)與水溫具有強(qiáng)正相關(guān)的結(jié)果一致。這可能是因?yàn)閾嵯珊^(qū)域水溫與降雨量密切相關(guān)，降雨驅(qū)動(dòng)流域面源污染物經(jīng)入湖支流及降雨徑流進(jìn)入湖體[12]，從而導(dǎo)致水體高錳酸鹽指數(shù)也隨之升高。路居點(diǎn)位氨氮濃度也與水溫顯著正相關(guān)，這與該點(diǎn)位豐水期時(shí)氨氮顯著高于枯水期結(jié)果相符合。路居和哨嘴點(diǎn)位的透明度與水溫呈顯著負(fù)相關(guān)，溫度較高時(shí)，撫仙湖基本上處于豐水期，可能是因?yàn)楹I帶泥沙和污染物經(jīng)入湖支流及降雨徑流進(jìn)入湖體，導(dǎo)致透明度降低。很多研究發(fā)現(xiàn)葉綠素a與水溫呈正相關(guān)[10，15]，但這種關(guān)系是在一定溫度范圍內(nèi)存在的，特別是在西南高原湖泊中，水溫變化較小常年適宜浮游植物生長(zhǎng)，且磷常常成為生長(zhǎng)的限制因子，而非溫度[16]。因此，葉綠素a也可能與水溫?zé)o相關(guān)性，甚至呈負(fù)相關(guān)[17]。路居和哨嘴點(diǎn)位葉綠素a濃度與水溫顯著負(fù)相關(guān)，與李玉照等[17]關(guān)于撫仙湖的研究結(jié)果相符。

研究表明，好氧條件有利于磷從水層向底質(zhì)中沉積，溶解氧的升高可能會(huì)導(dǎo)致水體中磷濃度降低[18]。因此，總磷濃度變化較大的湖心點(diǎn)位中總磷與溶解氧呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。溶解氧是藻類繁殖的一個(gè)重要條件，藻類的光合作用會(huì)釋放氧氣;因此，葉綠素a濃度與溶解氧具有正相關(guān)關(guān)系（見(jiàn)圖6（a））。同時(shí)，藻類的生長(zhǎng)會(huì)使得水體的透明度下降（見(jiàn)圖6（b）、（c）、（d）），從而使透明度與溶解氧呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性。

綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)與水溫、溶解氧并未表現(xiàn)出顯著的相關(guān)關(guān)系，但該指標(biāo)是通過(guò)5個(gè)主要水質(zhì)指標(biāo)計(jì)算得出，所以和主要水質(zhì)指標(biāo)之間具有很強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系。

2.4近10 a治理成效及保護(hù)對(duì)策

2.4.1治理措施及成效

撫仙湖是中國(guó)西南地區(qū)戰(zhàn)略水資源儲(chǔ)備庫(kù)與川滇生態(tài)安全屏障的重要組成部分，具有重要的戰(zhàn)略地位，但其特殊的自然地理?xiàng)l件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，也導(dǎo)致了其生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性。已有研究表明，1980～2011年，撫仙湖高錳酸鹽指數(shù)、葉綠素a、透明度和浮游植物密度變化顯著，30 a來(lái)水質(zhì)呈現(xiàn)不斷惡化的趨勢(shì)，2011年?duì)I養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)約為1980年的3倍，撫仙湖局部區(qū)域臨近Ⅱ類水質(zhì)[12]。為保護(hù)撫仙湖，近10 a來(lái)云南省在撫仙湖流域開(kāi)展了多項(xiàng)保護(hù)治理工程。從本研究的結(jié)果可以看出：雖然近10 a來(lái)?yè)嵯珊w水質(zhì)呈現(xiàn)變差趨勢(shì)（主要是2011～2018年），局部湖區(qū)出現(xiàn)偶有總氮、總磷等指標(biāo)超過(guò)Ⅰ類限值的現(xiàn)象，但整體水質(zhì)依然保持在Ⅰ類水質(zhì)。這說(shuō)明撫仙湖保護(hù)和治理工程取得了明顯的成效，特別是2019年后水質(zhì)改善明顯，但長(zhǎng)期保持Ⅰ類水質(zhì)的目標(biāo)存在一定的壓力，治理思路和方案依然有待改進(jìn)和加強(qiáng)。

“十二五”期間啟動(dòng)了城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)、農(nóng)業(yè)面源污染治理及農(nóng)村環(huán)境綜合整治等項(xiàng)目，很好的控制了入湖污染物的輸入，總體將撫仙湖水質(zhì)維持在Ⅰ類水質(zhì)目標(biāo);但區(qū)域水環(huán)境綜合整治等項(xiàng)目?jī)?nèi)容不夠具體，農(nóng)村環(huán)境綜合整治等項(xiàng)目未能全面落地和考核，流域生態(tài)建設(shè)體系亦不夠完善?！笆濉逼陂g規(guī)劃實(shí)施了流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與減排方案、污染源控制、入湖河流清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)、生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)、綜合監(jiān)管體系建設(shè)五大類40余項(xiàng)項(xiàng)目（撫仙湖流域水環(huán)境保護(hù)治理規(guī)劃報(bào)告）。在這些項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中前期水質(zhì)改善不顯著，但在“十三五”后期的2019年和2020年撫仙湖的水質(zhì)得到明顯改善。

2.4.2水質(zhì)變化原因分析

撫仙湖近10 a實(shí)施了大量工程項(xiàng)目，但污染輸入仍在持續(xù)，加上部分工程項(xiàng)目效果不明顯，導(dǎo)致水質(zhì)總體仍呈下降趨勢(shì)。分析原因，撫仙湖近10 a水質(zhì)變差可能與流域降雨量減少、面源污染、入湖河流污染物輸入和湖泊生態(tài)系統(tǒng)的破壞等因素有關(guān)。21世紀(jì)10年代與21世紀(jì)00年代相比，降水量繼續(xù)降低，撫仙湖中部和南部降水大幅度減少，最大年降水量降幅達(dá)150 mm[7]。撫仙湖流域農(nóng)業(yè)種植多且距離湖泊較近，污染負(fù)荷較重的北岸農(nóng)田化肥污染尚未開(kāi)展綜合治理;城鎮(zhèn)污水收集率較低，尚未完全實(shí)現(xiàn)雨污分流。研究表明：隨地表徑流遷移進(jìn)入撫仙湖的總磷每年可達(dá)7.27 t，磷礦開(kāi)采是撫仙湖的長(zhǎng)期污染源，推動(dòng)了撫仙湖營(yíng)養(yǎng)指數(shù)的上升[19]。撫仙湖入湖河流總氮的年負(fù)荷量為397.12 t/a，總磷的年負(fù)荷量為35.83 t/a，且豐水期占比在85%以上[8]。近10 a間，入湖河流中東大河、路居河、馬料河、隔河、山?jīng)_河等水質(zhì)長(zhǎng)期處于Ⅴ類～Ⅳ類之間，路居河和馬料河2011～2015年多個(gè)月份水質(zhì)在劣Ⅴ類，馬房中溝、馬房西溝和窯泥溝2017年水質(zhì)均為劣Ⅴ類，這將直接影響到撫仙湖的水質(zhì)[20]。撫仙湖地處高原地區(qū)，主要靠降雨及徑流補(bǔ)水，理論換水周期長(zhǎng)達(dá)167 a，高原湖泊封閉性很強(qiáng)，對(duì)環(huán)境變化或干擾通常很敏感。生境的破壞、外來(lái)種的引入以及過(guò)度捕撈已經(jīng)嚴(yán)重威脅到撫仙湖水生土著種，生物多樣性顯著降低[21]。近年來(lái)，撫仙湖生物群落組成發(fā)生了明顯變化，特別是浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化顯著，水體生態(tài)系統(tǒng)功能有下降趨勢(shì)[15]。撫仙湖的營(yíng)養(yǎng)收支嚴(yán)重失衡，深水湖泊生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)封閉脆弱，一旦污染將很難治理[3，22]，因此需加強(qiáng)撫仙湖水生態(tài)保護(hù)工作。

目前，流域東部、西南部水土流失區(qū)域與石漠化區(qū)域全面系統(tǒng)的治理與修復(fù)工作還有待開(kāi)展;撫仙湖土著魚種增殖與保護(hù)工程項(xiàng)目還需進(jìn)行后期系統(tǒng)調(diào)控及跟蹤評(píng)估，同時(shí)還應(yīng)考慮其他生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)措施，例如沉水植物管理與維護(hù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)撫仙湖生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化。縱觀這些工程項(xiàng)目，雖然取得了一定的效果，但撫仙湖流域仍受“多龍治水”和“多頭治理”的管理模式制約，存在規(guī)劃項(xiàng)目綜合統(tǒng)籌管控不足、后期跟蹤評(píng)估與考核機(jī)制不健全、流域系統(tǒng)性治理有待加強(qiáng)等問(wèn)題。

2.4.3治理與保護(hù)對(duì)策及建議

為減輕撫仙湖保持Ⅰ類水質(zhì)的壓力，更好地保護(hù)和改善撫仙湖流域的生態(tài)環(huán)境，應(yīng)該明確以“山水林田湖草是一個(gè)生命共同體”為重要理念指導(dǎo)開(kāi)展生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作，在生態(tài)環(huán)境受損區(qū)、重要生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)及生態(tài)敏感區(qū)對(duì)國(guó)土空間實(shí)施整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理[23];在實(shí)施生態(tài)保護(hù)修復(fù)時(shí)兼顧其整體性和系統(tǒng)性，以系統(tǒng)治理為撫仙湖流域生態(tài)保護(hù)修復(fù)的核心。

基于以上分析，建議今后對(duì)撫仙湖的保護(hù)和治理要“系統(tǒng)治理，協(xié)同推進(jìn)”。要避免將單一的水的治理、魚的放殖、林地保護(hù)等要素簡(jiǎn)單疊加，而應(yīng)將流域作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的基本單元，圍繞“修山-調(diào)田-擴(kuò)林-保水-治湖-護(hù)草-控污”的總體思路實(shí)施可落地、可考核的生態(tài)修復(fù)治理工程。

其次，撫仙湖的治理需進(jìn)行“空間管控，分區(qū)治理”。目前，撫仙湖水質(zhì)已形成“北部一片、南部一點(diǎn)、沿岸一線”的Ⅱ類水質(zhì)區(qū)域，且水污染呈現(xiàn)自北向南、由沿岸向湖心不斷推進(jìn)的現(xiàn)象。撫仙湖主要超標(biāo)因子為TN與TP，從污染負(fù)荷區(qū)域分布分析，北部壩區(qū)、東北部磷礦區(qū)、南部壩區(qū)是污染負(fù)荷的重點(diǎn)貢獻(xiàn)區(qū)域[24]，具體建議如下：

（1） 加強(qiáng)撫仙湖北岸入湖河流氮、磷等污染物控制。撫仙湖前期的富營(yíng)養(yǎng)化研究多集中在湖泊本身，對(duì)入湖支流的研究相對(duì)較少。常規(guī)監(jiān)測(cè)的9條入湖河流中，東大河、梁王河、尖山河、山?jīng)_河貢獻(xiàn)值較大[25]。Ⅴ類和劣Ⅴ類的14條河流中大多位于撫仙湖北岸，北岸入湖徑流量占整個(gè)流域的50%以上，入湖污染負(fù)荷占整個(gè)流域的70%，北岸沿湖村落眾多、人口集中、農(nóng)田地規(guī)模大，是撫仙湖北部水體水質(zhì)污染的主要貢獻(xiàn)者。因此北岸的生態(tài)環(huán)境整治和保護(hù)是關(guān)鍵。由于撫仙湖為溫帶高原湖泊，沉積物內(nèi)源磷釋放的風(fēng)險(xiǎn)較大[2]，而磷是撫仙湖藻類生長(zhǎng)的主要限制因子，需進(jìn)一步加強(qiáng)入湖河流農(nóng)業(yè)面源總磷、總氮的控制，強(qiáng)化入湖河流的生態(tài)保護(hù)和整治，以降低隨入湖河流輸入的污染物總量。

（2） 加強(qiáng)撫仙湖東北部磷礦開(kāi)采的整頓工作。撫仙湖流域磷礦開(kāi)采及磷礦廢棄地主要分布在代村河和東大河流域。磷礦開(kāi)采不僅導(dǎo)致輸入湖泊的磷負(fù)荷增加，也造成了水土流失等。因此，需加強(qiáng)東北部礦山環(huán)境整治與生態(tài)修復(fù)工作，強(qiáng)化磷石膏堆場(chǎng)廢水管理與處置。

（3） 加強(qiáng)撫仙湖東岸水土流失治理。撫仙湖東岸的3條入湖河流水質(zhì)常年為Ⅴ類和劣Ⅴ類，受東岸水土流失的影響，雨季土壤侵蝕較為嚴(yán)重，水土流失攜帶大量泥沙、可溶態(tài)氮和顆粒態(tài)磷入湖，對(duì)撫仙湖水體氮、磷的貢獻(xiàn)不容忽視。因此，建議加強(qiáng)東岸水土保持和水土流失治理。

（4） 加強(qiáng)流域土著魚類恢復(fù)和沉水植物管控等提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。撫仙湖生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱，應(yīng)加強(qiáng)撫仙湖生態(tài)修復(fù)、著力湖濱濕地提質(zhì)增效，全面提升湖濱區(qū)生態(tài)功能。目前撫仙湖沉水植物群落處于生物量、分布面積和多樣性較高的階段，但沉水植物豐富度較低，外來(lái)物種快速發(fā)展和絲狀附著藻增殖的態(tài)勢(shì)，將會(huì)引起群落結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定[26]。近年來(lái)，浮游植物群落結(jié)構(gòu)也發(fā)生了顯著改變，藻密度顯著升高[15]?！笆濉币詠?lái)，撫仙湖浮游動(dòng)物和底棲動(dòng)物耐污種數(shù)量增加。因此，建議加強(qiáng)水生態(tài)修復(fù)，在實(shí)施土著魚類恢復(fù)的同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)沉水植物的管控，同時(shí)加強(qiáng)岸帶、緩沖帶的林草修復(fù)，加強(qiáng)對(duì)水生生物的監(jiān)測(cè)、保護(hù)與研究，增強(qiáng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力和恢復(fù)力。

（5） 完善流域城鎮(zhèn)管網(wǎng)建設(shè)。撫仙湖環(huán)湖截污還不徹底，污水收集管網(wǎng)不健全，村落污水收集率低、處理設(shè)施運(yùn)行效率低。需推動(dòng)撫仙湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠改擴(kuò)建，加快完善城鎮(zhèn)、農(nóng)村污水處理設(shè)施及配套管網(wǎng)，加大雨污分流改造以及次干管、支管網(wǎng)建設(shè)，構(gòu)建完善流域截污治污體系，減少點(diǎn)源和面源的入湖污染物負(fù)荷。

（6） 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。撫仙湖流域歷來(lái)是玉溪市農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)，農(nóng)業(yè)面源污染依然突出。建議將傳統(tǒng)的第一、第二產(chǎn)業(yè)為主的社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐陨鷳B(tài)旅游業(yè)為代表的第三產(chǎn)業(yè)，在流域內(nèi)發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)。重點(diǎn)調(diào)整磷化工產(chǎn)業(yè)、牲畜養(yǎng)殖等重污染產(chǎn)業(yè)，將部分環(huán)境承載力轉(zhuǎn)移到第三產(chǎn)業(yè)和低污染工業(yè)中。此外，要做好撫仙湖旅游業(yè)排污、產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的優(yōu)化管理，以降低旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)湖泊水體的影響。

3結(jié) 論

（1） 近10 a來(lái)，撫仙湖長(zhǎng)期保持Ⅰ類水質(zhì)目標(biāo)存在一定的壓力，雖然整體保持Ⅰ類水質(zhì)，但總氮、總磷等個(gè)別指標(biāo)偶有達(dá)Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，整體呈現(xiàn)水質(zhì)緩慢下降趨勢(shì)，綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)呈上升趨勢(shì)。10 a中，2018年水質(zhì)較差，近2 a明顯有所改善。

（2） 空間分布上，撫仙湖湖心點(diǎn)位水質(zhì)要略優(yōu)于尖山、路居和哨嘴點(diǎn)位;水期變化上看，撫仙湖不同水期之間的水質(zhì)指標(biāo)存在一定的差異，豐水期高錳酸鹽指數(shù)顯著高于枯水期和平水期，而枯水期的葉綠素a濃度則顯著高于豐水期（湖心點(diǎn)位除外）。

（3） 撫仙湖水體高錳酸鹽指數(shù)和透明度受環(huán)境因子影響顯著，高錳酸鹽指數(shù)與水溫呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，透明度與溫度呈負(fù)相關(guān)性。

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（編輯：謝玲嫻）

Abstract：In order to evaluate the variation of water quality of Fuxian Lake in the past decade，the water quality parameters from 2010 to 2020 were analyzed based on the water quality monitoring data of four state and province-controlled sections that is middle lake，Jianshan，Luju，and Shaozui section in Fuxian Lake.Combining with the implementation of protection and governance projects in the past decade，we summarized the experiences and lessons of existing governance，and put forward corresponding measures and suggestions.The results showed that the overall water quality of Fuxian Lake belonged to Class I water quality standard，but the water quality had a trend of deterioration in the past decade.Both chlorophyll a concentration and comprehensive nutritional status index increased obviously，while transparency decreased slightly，the total nitrogen and total phosphorus in the local lake area were close to the Class Ⅱ water quality standard.From the perspective of spatial variation，the water quality at the middle lake section was better than the other three nearshore points.From the change of water period，the permanganate index at the four points was significantly higher in wet season than that in dry season，and the chlorophyll a concentration at other three points except the middle lake section was significantly higher in dry season than that in wet season.The permanganate index and transparency were significantly affected by environmental factors.The research results can provide a reference for long-term planning of watershed water ecological protection to protect the best freshwater resources in southwest China.

Key words： water quality;total nitrogen;total phosphorus;comprehensive nutritional status index;water quality governance projects;Fuxian Lake;Yunnan Province