杞麓湖水质参数及水体稳定同位素特征研究湖泊对区域气候调节及地区社会经济发展发挥着至关重要的作用。

杞麓湖作为通海县的“母亲湖”,近年来在自然与人类活动的双重影响下,生态环境面临着诸多威胁。

基于此,本文首先利用2016年11月至2017年10月时段内对杞麓湖水质参数水温(Temp)、溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl-a)、p H及总磷(TP)、总氮(TN)的逐月监测,对湖泊生态环境状况和水质月际变化作进一步探讨。

同时,结合已有气象数据,利用杞麓湖流域各水体稳定氢氧同位素组成特征对湖泊水动力、水汽来源及季节变化进行研究,探讨各水质参数对湖水同位素的影响,通过对各水体稳定氢氧同位素的组成及季节变化特征分析,深入讨论分析流域水循环过程,进一步分析探讨杞麓湖水更换过程及周期。

本文主要的研究结论如下:(1)杞麓湖对流域气候环境有着显著的调节作用,维持流域气温较为恒定,同时减少极端天气对区域气候带来的影响。

湖水在不同深度热量分布较为均衡。

水温受风力作用及湖泊动力影响较大。

同时,温度是影响湖泊水循环、水生生物活动强度的控制因素。

(2)杞麓湖受流域人类活动的强烈影响,外源输入的影响成为引起湖泊水体理化性质(溶解氧、叶绿素a浓度、p H)的主要因素。

营养盐的输入引起的藻类活动的增强,以及污染物的排放与分解,使不同湖区水体酸碱度出现较明显的差异。

有机污染物的分解同时消耗了水体中的溶解氧,因而在湖滨处及入湖河流较为集中的西南部出现较低的溶解氧浓度及p H值,这一现象在雨季尤为明显。

不
同湖区营养盐的差异引起藻类空间分布的不同,在工农业排放较集中的东部、西南部湖区,水体叶绿素a浓度远高于其他湖区。

夏季水温及光照的增强、外源输入的增加、以及生物活性的加强,加重了不同湖区水体理化性质的空间差异性。

进而引起湖泊底质释放增加、水生物种结构单一化、水体自净能力下降等诸多环境问题。

(3)杞麓湖富营养化程度较高,监测时期内处于中度—重度富营养化状态,水体氮磷浓度全年处于较高水平。

磷是湖泊藻类生长繁殖的限制因子。

湖泊总磷浓度季节波动较大,夏季相较冬季总磷浓度增加了近40%,总氮季
节变化相对较小,夏季高于冬季。

湖滨化工业排放使湖泊氮磷含量(特别是总磷)大幅上升,农业排放对水体总氮影响较大,对总磷影响则相对较小。

流域河水、地下水营养盐浓度也很高,当地的水资源及水安全问题较为突出。

(4)湖水同位素组成随深度变化不明显,蒸发和河水补给的作用决定了湖泊水同位素的空间分布特征。

水温对表层湖水同位素分馏有一定的影响,对其空间分布的作用也存在,但整体影响不大。

其他水质参数与湖泊水同位素组成之间没有必然的联系,在空间分布变化上也没有明显的规律。

(5)杞麓湖无论是全年还是各季节湖水蒸发线方程的斜率、截距相较全球大气水线有着明显的偏离,湖水受到了长时期蒸发分馏作用的影响。

杞麓湖流域内河水、地下水的同位素组成相对湖水偏负,蒸发水线的偏离程度也小于湖水,地下水受到的非平衡分馏作用更弱一些。

海洋水汽是当地降水主要来源,入湖河流补给是湖泊水主要补给方式。

(6)根据雨季前后湖水同位素组成的差异,利用降水数据我们模拟得出湖水换水周期
短,仅为1.32年。

水体更新速度较快有助于通过入湖水体净化湖泊水,从而改善湖泊水质,但由于流域内其他水体(主要是河水)水污染、富营养化状态更加严峻,湖泊水体的更新并没有起到水质净化作用。

因此调节产业结构、倡导绿色经济对改善湖泊水质,促进经济环境友好型发展具有重要意义。