2022, Vol. 43
2. 中国环境监测总站, 北京 100012;
3. 江西省生态环境监测中心, 南昌 330039
2. China National Environmental Monitoring Centre, Beijing 100012, China;
3. Jiangxi Province Ecological Environmental Monitoring Centre, Nanchang 330039, China
鄱阳湖作为我国最大的淡水湖和长江流域最大的通江湖泊, 承担着重要的生态、生活和生产功能.在人为因素的长期干扰下, 鄱阳湖的生态环境正持续发生变化, 出现如水质恶化[1]、水体富营养化[2]、湿地面积锐减[3]和生物多样性降低[4]等生态失衡现象.有研究表明2000年以来鄱阳湖湖区水质状况显著下降, 富营养化水平呈上升趋势且季节差异显著[5, 6].自2009年国务院正式批复《鄱阳湖生态经济区规划》方案起, 以“保持鄱阳湖一湖清水”为目标的研究便大力展开.然而, 在积极响应水环境保护的同时, 高强度的人类活动依然严重影响着鄱阳湖的水环境质量, 导致水生态系统脆弱性和敏感性的显著提升, 这不仅会限制鄱阳湖经济带的可持续发展, 同时也会影响长江中下游的生态状况.因此, 为更好地保护鄱阳湖水生态环境质量, 对鄱阳湖水体污染特征及成因分析十分必要.
近年来针对鄱阳湖水质变化趋势的研究正逐渐增加, 大多以部分区域为对象, 以丰、枯水期为主要时间尺度, 评价指标与方法相对单一, 而对于全湖区的长时间序列研究相对较少.21世纪初, 有研究以氮、磷两种污染物探讨鄱阳湖湖区及入湖河水丰枯水期的水质污染状况[7~9]; Wu等[10]采用聚类分析法研究了鄱阳湖2009~2015年15个采样点的水质空间差异, 发现鄱阳湖自北向南的污染负荷差异显著且表现出强烈的季节性波动, 水质呈逐年恶化趋势.考虑到水环境及其主要驱动因素的整体性, 也有学者提出综合多种多元统计方法对流域水质变化趋势及主导因子进行深度探究[11~13].Li等[14]应用Mann-Kendall趋势分析和Pettitt测试法综合分析了鄱阳湖20世纪80年代至2018年的水质和水文情势变化特征, 结果表明近40年间湖区水质明显下降, TN、NH4+-N和TP浓度及高锰酸盐指数显著上升, 且受到降雨所导致的水位变化的影响.
本文以鄱阳湖17个国控监测点位为研究对象, 分析了2011~2019年湖区水质状况及富营养化水平的时空演变特征, 并对鄱阳湖的主要影响因素及污染成分变化进行深入探索, 进而在较长时间序列尺度上评估“十二五”与“十三五”期间鄱阳湖水环境总体状况及演变趋势.
1 材料与方法 1.1 研究区域鄱阳湖(28°02′~29°44′N、115°28′~116°52′E), 位于江西省北部, 水域面积达16.22万km2[15], 平均水深为14~15 m[16], 是我国第一大淡水湖, 其北部与长江相连, 主要入湖河流为修河、赣江、信江、抚河和饶河等“五河”及博阳河等支流.鄱阳湖作为长江中下游的重要湖泊水体, 在水土保持、洪水调控和生物多样性保护等方面发挥着重要作用, 维护着区域和国家的生态安全.此外, 鄱阳湖的生态环境状况主要受到沿湖地区农业、工业等人类活动的干扰.受年内水位波动巨大的影响, 鄱阳湖丰水期主要集中于6~8月, 平水期集中于4、5和9月, 枯水期时间提前至10月并延长至次年2月[17], 具有明显的“洪水一片, 枯水一线”的独特景象.
1.2 数据来源本文采用的水质数据为2011~2019年国家地表水环境监测数据.鄱阳湖共设置17个监测点位(如图 1), 将其划分为5个区域A1~A5, 分别表示入江水道、西湖、主湖、东北湖和南湖湖区这5个区域.其中, 入江水道湖区(A1)包括蛤蟆石、老爷庙、鄱阳湖出口和星子这4个监测点位; 西湖湖区(A2)包括蚌湖和吴城这2个监测点位; 主湖湖区(A3)主要包括南矶山、伍湖分场、都昌、康山、莲湖、梅溪嘴、余干和三山这8个监测点位; 东北湖湖区(A4)含白沙洲1个监测点位; 南湖湖区(A5)包括金溪咀刘家和南湖村这2个监测点位.
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图 1 鄱阳湖水质监测点位示意 Fig. 1 Distribution of water quality monitoring sites in Poyang Lake |
鄱阳湖主要水质指标测定与评价依据文献[18, 19]中的标准和方法, 按照每月监测一次的频率进行实时记录.其中, 部分年份水质指标存在低于检出限的情况, 取其检出限1/2进行处理.本研究选取单因子指数法并引入蔚蓝城市水质指数法对鄱阳湖2011~2019年的年际水质变化趋势进行分析, 再选取综合污染指数法及综合营养状态指数法对1月(枯水期)、4月(平水期)和8月(丰水期)不同水期的污染状况及富营养化水平进行评价, 最后结合主成分分析法识别湖区的主要污染成分.
1.3.1 综合污染指数选取高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)和TP这4项指标计算鄱阳湖综合污染水平, 取各水质指标的实测值与评价标准值的比值作为污染指数, 通过等权重平均计算综合污染指数(comprehensive pollution index, P)[20~22].
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式中, ci为指标i的实测浓度, mg·L-1; Li为指标i的Ⅲ类标准值, mg·L-1; Pi为指标i的污染指数; n为选取的指标数目; P为综合污染指数.
引入动态度分析方法[23]对研究期湖泊综合污染指数的变化程度进行分析, 计算公式如下：
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式中, S为湖泊综合污染指数动态度; Pm为第m年湖泊综合污染指数; Pn为第n年湖泊综合污染指数, 当m-n=1时, S为年动态度; 该方法同样适用于分析其他指数的变化程度.
1.3.2 综合营养状态指数使用综合营养状态指数法对鄱阳湖富营养化水平(comprehensive trophic level index, TLI)进行评价, 以叶绿素a(Chl.a)、TP、TN、透明度(SD)和高锰酸盐指数这5项水质指标检测值进行计算.
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式中, Wj为以Chl.a作为基准参数, 第j种参数归一化的相关权重; TLI(j)为第j种指标的综合营养状态指数, m为评价指标的个数; 其中, Wj和TLI(j)的计算公式参照文献[24~26].
1.3.3 蔚蓝城市水质指数根据刘玲花等[27]对国外较为成熟的水质指数评价方法的对比分析, 选取调和平方加和法计算的水质指数——蔚蓝城市水质指数(blue city water quality index, BCWQI)对鄱阳湖水质进行评价.首先, 采用单因子指数法[28]对各监测点位水体水质进行评价确定水质类别, 利用BCWQI中的蔚蓝城市地表水质指数(BCWQIs)[29, 30]建立水质类别与数值的对应关系, 将Ⅰ类~劣Ⅴ类水质分别赋值得到相应系数Fs为1.5、5、10、15、20和60, 最后对2011~2019年各监测点位12个月的算术平均值进行计算.
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式中, Fs1, Fs2, …, Fsn为第1, 2, …, n个监测点位的水质系数; 最终计算得出的BCWQIs指数由高到低可划分为5个得分等级, 分别对应不同的水质等级：优、良、一般、较差和差, BCWQIs指数得分越低表示监测点位水质状况越好, 反之亦然, 如表 1所示.
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表 1 BCWQIs指数得分分级说明 Table 1 BCWQIs index score classification description |
1.3.4 主成分分析
为识别鄱阳湖水环境质量关键影响因子, 选取高锰酸盐指数、COD、TP、挥发酚、石油类和阴离子表面活性剂这6项水质指标进行主成分分析(principal component analysis, PCA)[31, 32].
数据的统计分析采用Excel 2019和IBM SPSS statistics 25进行, 绘图采用Origin Pro和ArcGIS 10.7软件完成.
2 结果与分析 2.1 2011~2019年鄱阳湖水质时间变化特征 2.1.1 水质等级年际变化趋势2011~2019年鄱阳湖的水质类别变化如图 2(a).运用单因子指数法对湖区各监测点位进行评价时, 水质定类指标主要为TP和TN.总体来看, 鄱阳湖水质呈现先下降后稳定的趋势, 且年际均未出现劣Ⅴ类水体, 当前仍存在一定的轻度污染现象.“十二五”期间, 鄱阳湖Ⅲ类及以上水域范围逐年下降而Ⅲ类以下水域范围显著增加; 2014年起Ⅲ类以下水域范围超过50%, 主要以Ⅳ类水为主, 2015年Ⅲ类及以上水体相较于2011年降低64.7%; “十三五”期间, 鄱阳湖Ⅳ类水质范围分布广泛, 开始出现小范围的Ⅴ类水体, 2017年Ⅳ类水体达到94.1%.值得注意的是, 2011~2019年鄱阳湖水质波动幅度较大, 全湖受TP、TN和NH4+-N的影响显著; 2018年后Ⅲ类及以上水域范围小幅上升, 但在蚌湖、南湖村和金溪咀刘家等监测点位仍存在Ⅴ类水质状况.
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图 2 2011~2019年鄱阳湖水质情况 Fig. 2 Water quality of Poyang Lake from 2011 to 2019 |
由BCWQIs计算结果可知, 如图 2(b), 鄱阳湖近几年水质状况呈现下降趋势, 除个别年份水质等级为良和较差等级外, 等级主要以一般为主.“十二五”期间鄱阳湖水质状况基本稳定, 处于一般等级; “十三五”期间水质变化波动明显, 2017年水质状况表现较好, 主要以良为主; 2018~2019年水质主要稳定在一般等级.其中, 2011~2017年水质等级处于良和一般的数量稳定, 约占监测点位总数的90%; 2018年水质等级明显下降, 17个监测点位水质由良转变为一般和较差等级; 2019年略有提升, 以一般等级为主.
2.1.2 不同水期水质等级变化趋势2011~2019年鄱阳湖综合污染指数变化趋势如图 3(a).从年均值看, 鄱阳湖的综合污染指数在0.65~0.76之间, 按照分级标准[33], 鄱阳湖9 a内均存在轻度和中度污染现象.其中, 2016~2018年综合污染指数均高于0.71, 表现为中度污染.从不同水期看, 鄱阳湖综合污染指数表现为：1月>4月>8月, 即：枯水期>平水期>丰水期; 且2014年和2015年的1月的综合污染指数分别增长至0.72和0.82, 2016年4月综合污染指数达到0.88; 2019年8月综合污染指数达到最低, 为0.39.从动态度看, 2011~2015年鄱阳湖综合污染指数总体动态度为5.6%, 湖泊水质状况呈现略微下降趋势; 年动态度有正有负, 期间产生显著波动; 2016~2019年鄱阳湖综合污染指数总体动态度为-12.1%, 水质状况得到明显改善.总体来说, 2011~2019年鄱阳湖水质呈现“恶化-好转”的两阶段变化趋势, 水环境治理初有成效, 但年动态度出现负值的频率相对正值较少, 水环境质量改善效果仍有波动, 实现湖泊水质持续向好的态势仍面临挑战.
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图 3 2011~2019年鄱阳湖综合污染指数和综合营养状态指数变化趋势 Fig. 3 Variation trends of comprehensive pollution index and comprehensive nutrient status index in Poyang Lake from 2011 to 2019 |
2011~2019年鄱阳湖综合营养状态指数变化趋势如图 3(b).从年均值看, 2011~2015年富营养化指数呈缓慢下降趋势, 2015年水体富营养化程度达到最低, 为45.8; 2015年后富营养化指数逐年增加, 2018年达到最高(为49.5), 2019年略有降低.从不同水期看, 2015~2019年枯水期富营养化程度逐年加重, 2018年和2019年达51.20和51.63, 出现轻度富营养化现象; 2018年8月鄱阳湖富营养化指数达到最高, 为50.01.总体来看, 鄱阳湖整体处于中营养水平状态.
2.1.3 不同水期主要水质指标变化特征2011~2019年鄱阳湖重点水质指标及富营养化指标变化趋势见图 4.整体来看, 各水质指标在不同水期差异显著, 普遍变化为：1月>4月>8月, 即：枯水期>平水期>丰水期.鄱阳湖BOD5、COD和NH4+-N浓度年均值呈下降趋势; 2011~2014年BOD5年内波动幅度较大, 2015年后变化较缓, 但从水期来看1月浓度起伏较大, 且普遍高于8月; COD枯水期浓度于2014年达到最高, 丰水期浓度于2019年达到最低.
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图 4 2011~2019年鄱阳湖关键水质及富营养化指标变化趋势 Fig. 4 Variation trends of water quality indexes and eutrophication parameters in Poyang Lake from 2011 to 2019 |
鄱阳湖TN浓度总体呈上升趋势, 2011~2013年各水期浓度均有所下降, 2015年后起伏波动显著, 2018年ρ(TN)达到峰值, 为1.44 mg·L-1, 已超出富营养化ρ(TN)水平(0.5 mg·L-1)近3倍; 湖区ρ(TP)年均值和ρ(TN)总体变化特征较为相似, 呈逐步上升趋势, 2018年达到0.083 mg·L-1的峰值后, 于2019年小幅下降; 但TP的水期变化比TN表现得更为明显, 2015年后年内枯水期浓度显著高于丰水期.
高锰酸盐指数作为一个表征环境水体有机污染物的特定指标, 其年均值波动较为明显, 2011~2014年显著下降, 2014年后波动较大; 2011年峰值为3.2 mg·L-1, 2016年降至最低为2.43 mg·L-1, 2016~2018年缓慢上升, 2019年小幅下降; SD年均值于2016~2019年呈现先升高后降低的阶段性趋势, 2016年达到0.54 m的峰值, 2018年降低至0.39 m, 改善较小, 且存在波动性; 而鄱阳湖ρ(Chl.a)年均值于2019达到7.25 μg·L-1, 2015~2019年期间呈小幅稳定上升趋势, 主要受主湖湖区和南湖湖区高浓度集中的影响, 存在一定的富营养化现象.
2.1.4 综合污染指数、综合营养状态指数和BCWQIs的关键水质指标识别对主要水质指标与综合污染指数、TLI(∑)和BCWQIs指数进行Pearson相关分析(图 5).其中, TP和TN与综合污染指数呈显著正相关(P＜0.05), 相关系数分别为0.849和0.853, NH4+-N与综合污染指数呈显著负相关, 相关系数为-0.679, 同时石油类、高锰酸盐指数和阴离子表面活性剂与综合污染指数呈弱负相关性, 相关系数分别为-0.466、-0.339和-0.393; Chl.a和DO与TLI(∑)呈显著正相关(P＜0.05), TN和TP与TLI(∑)呈正相关, SD、挥发酚和石油类与TLI(∑)呈负相关性, 相关系数分别为-0.551、-0.581和-0.415; BCWQIs与TN、TP和DO存在一定正相关关系, 相关系数分别为0.348、0.199和0.245, 与pH、SD和石油类存在一定负相关关系, 相关系数分别为-0.488、-0.380和-0.428.
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1.pH, 2.DO, 3.COD, 4.BOD5, 5.NH4+-N, 6.TP, 7.TN, 8.SD, 9.Chl.a, 10.高锰酸盐指数, 11.挥发酚, 12.石油类, 13.阴离子表面活性剂, 14.BCWQIs, 15.TLI(∑), 16.综合污染指数; *P＜0.05, **P＜0.01, ***P＜0.001; 矩形面积表示相关性大小, 面积越大, 相关性越强, 反之相关性越弱 图 5 水质指标与综合污染指数、TLI(∑)和BCWQIs的关系 Fig. 5 Pearson correlation analysis between water quality indicators and comprehensive pollution index, TLI(∑) and BCWQIs |
根据综合污染指数变化显示, 如图 6(a), 2011年水质综合污染指数由高到低依次为南湖湖区、主湖湖区、入江水道湖区、东北湖湖区和西湖湖区, 各区水质状况均表现为中度污染.2011~2015年各湖区的水质综合污染指数均呈上升趋势, 其中东北湖湖区综合污染指数总体动态度为负值, 水质情况略微改善; 其他4个湖区的综合污染指数总体动态度均为正值, 水质小幅下降; 其中, 南湖湖区动态度明显升高, 水质下降最为明显.2016年各湖区的水质综合污染指数总体呈现下降趋势, 除西湖湖区综合污染指数总体动态度为0.223, 水质状况下降以外, 其余4个湖区的综合污染指数动态度均为负值, 水质小幅上升; 其中, 东北湖湖区水质提升最为显著; 2019年湖泊水质综合污染指数较高的是西湖湖区及南湖湖区.
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(a)综合污染指数; (b)综合营养状态指数; (c)蔚蓝城市水质指数 图 6 2011~2019年关键年份鄱阳湖各湖区不同水质指数变化趋势 Fig. 6 Variation trends of different water quality indexes in Poyang Lake from 2011 to 2019 |
根据湖泊富营养化指数变化显示, 如图 6(b), 除南湖湖区2017~2019年处于富营养化状态以外, 各湖区整体的营养化水平均为中营养水平.2015~2019年入江水道湖区中营养湖泊营养状态得到略微改善, 西湖、主湖、东北湖及南湖湖区的湖泊营养化指数总体动态度均为正值, 营养化水平略微上升; 2018~2019年除西湖湖区的湖泊营养化指数总体动态度为正值以外, 其他4个湖区营养状态均有好转.2019年湖泊营养化指数最高的是南湖湖区.
根据BCWQIs变化显示, 如图 6(c), 各湖区年均水质状况处于一般等级.2011~2015年东北湖湖区BCWQIs总体动态度为负值, 水质略微上升; 入江水道、西湖、主湖及南湖湖区的BCWQIs总体动态度为正值, 水质小幅下降, 其中入江水道湖区水质下降幅度最为明显.2016~2019年除西湖湖区外, 各湖区BCWQIs总体动态度均为负值, 水质小幅上升, 东北湖湖区改善最为明显; 2019年BCWQIs最高的是南湖湖区, 水质等级较差.
2.3 2011~2019年鄱阳湖水质主要污染成分分析利用IBM SPSS statistics 25对鄱阳湖2011~2019年17个监测点位的6项水质指标进行主成分分析.为降低由于不同指标间的数值差异而造成的分析误差, 分别将监测数据进行标准化处理, 再进行主成分分析.在分析前, 先对2011~2019年监测数据进行KMO和Bartlett检验, 得出KMO值均大于0.6, 且Bartlett显著性均小于0.05, 可进行主成分分析.提取特征值大于1的主成分, 利用Origin Pro绘制的载荷如图 7, 主成分载荷矩阵和系数矩阵如表 2.
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图 7 2011~2019年鄱阳湖水质指标主成分载荷 Fig. 7 Principal component load diagram of water quality indicators in Poyang Lake from 2011 to 2019 |
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表 2 2011~2019年鄱阳湖水质指标主成分载荷矩阵和系数矩阵 Table 2 Principal component load matrix and coefficient matrix of water quality indicators in Poyang Lake from 2011 to 2019 |
在2011年, 第一主成分(PC1)贡献率为42.33%, COD与PC1呈显著正相关, 因子载荷量为0.821, 挥发酚和阴离子表面活性剂与PC1呈显著负相关, 因子载荷量分别为-0.783和-0.779, 表明污染物主要来源于农业面源污染和畜禽养殖等; 第二主成分(PC2)贡献率为30.96%, 高锰酸盐指数与PC2呈显著正相关, 因子载荷量为0.839, 表明水体受有机物污染的程度较为严重.在2015年, PC1贡献率为53.07%, 主要包括挥发酚和石油类, 它们与PC1呈显著正相关, 且因子载荷量均高于0.800, 表明污染物主要来源于工业废水排放; PC2贡献率为33.07%, 主要包括TP与阴离子表面活性剂, 表明污染物主要来源于畜禽养殖和生活污水排放.
从2011~2015年的PC1与PC2的主要污染因子来看, 污染物的主要来源多集中于工业生产及化工厂排放等, 其次与生活污水排放有关, 由此可见, 鄱阳湖周边人类生活频繁, 生产活动密集, 水体的污染负荷较大.
在2016年, PC1贡献率为69.59%, 其中阴离子表面活性剂、挥发酚和石油类与PC1呈显著正相关, 因子载荷率分别为0.957、0.973和0.859, 表明污染物主要来源于化工产业废水与生活污水排放; PC2贡献率为16.93%, 高锰酸盐指数与PC2呈显著正相关, 因子载荷率为0.985, 表明存在显著的有机物污染现象.在2019年, PC1贡献率为49.75%, 主要包括高锰酸盐指数、TP与阴离子表面活性剂, 表明主要污染来源为生活污水和畜禽养殖废水; PC2贡献率为18.77%, 挥发酚与PC2呈正相关, 表明污染物主要来源于工业废水.
总体来看, 在“十二五”期间, 鄱阳湖的水生态受到周边化工电镀企业、城镇生活污水、畜禽水产养殖和农药化肥等有机、无机废物处理不当的影响, 加上湖泊内源性污染, 鄱阳湖水环境质量呈现下降趋势; 在“十三五”期间, 鄱阳湖水体污染负荷主要来源于人类生活和农业面源污染, 由于对工业生产活动以及入湖水质的加强控制, 工业污染对水质的影响有所降低.
3 讨论 3.1 不同水质评价方法的对比分析结合综合污染指数、综合营养状态指数和BCWQIs的表征情况, 3个指数均从整体反映出2011~2019年鄱阳湖水质呈现“恶化-好转”的趋势, 期间存在水质变化不稳定的现象.其中, BCWQIs主要建立在单因子评价方法的基础上对地表水水质状况进行打分评级, 能够较直观地反映鄱阳湖湖区的水质状况.但值得注意的是, 相对于综合污染指数和综合营养状态指数, BCWQIs在反映鄱阳湖水质变化趋势的同时, 受最初选用的年际月度水质类别的影响, 获取的结果会更为敏感.比如2016~2019年由于各湖区的监测点位数据获取较少, 会产生水质下降的直观感受, 故需结合原始数据和多种水质评价方法进行综合分析.因此, 若监测数据容量足够大时, 该指数反映各湖区水质状况的精准度也会显著提升, 从而协助综合污染指数和富营养化指数进行整体评价.
同时, 为避免水质评价方法的主观性偏差, 主成分分析方法能够在保留原始数据的基础上对研究的水质指标特征进行定量标准分析, 筛选出同类特征的污染成分并计算其贡献率, 提高水质评价结果的准确性及客观性.因此, 主成分分析法也是一种能够分析水质污染状况的重要评价方法.
3.2 鄱阳湖的水质污染状况及成因自1940年以来, 随着城市人口密度、农业发展强度与渔业生产所需饵料及产生代谢物等的增加, 鄱阳湖周边的生活污水、农业生产用水及工业废水等污染排放显著提升[34].据报道, 江西省工业废水排放量的78%以上会直接排放到河流中最终汇入鄱阳湖, 而工业废水中包含引起富营养化的氮磷营养盐、重金属以及有机污染物, 进而影响鄱阳湖的水质状况.有研究表明, 人为因素驱动下的土地利用建设活动能通过多种途径对鄱阳湖水质产生重大影响, 其类型的快速转变是城市扩张和农牧业迅速发展的结果[35].同时, 鄱阳湖作为典型的浅水湖泊, 其水质状况受到独特的地形地貌条件与复杂的气候、水文条件等多种环境因素的影响[36].鄱阳湖独特的水期节律会影响C和N的浓度, 陆瑶等[37]的研究发现, 鄱阳湖通江流域的C、N浓度呈明显季节变化, 其中丰水期TC浓度较高, 而在枯水期TN浓度较高.Lei等[38]指出鄱阳湖流域的径流时空变化主要受到气候变化和人类活动的影响, 影响占比分别为57%和42%; 在年际尺度上气候变化对径流深度的影响占比高达91.88%, 而人类建设活动的加剧也会降低鄱阳湖流域的径流深度, 使得排放至湖区的污染物产生富集现象; 在年内尺度上, 汛期气候变化对径流深度变化的影响相较于非汛期显著增加, 因此水位的周期变化也会造成污染物浓度的周期变化, 最终导致鄱阳湖水质状况波动显著[39].
相对于“十二五”时期, 鄱阳湖在“十三五”期间的水质改善成果显著上升, 这与水环境治理力度的加强有着密不可分的联系.本研究对比单因子指数法、综合污染指数法、富营养指数法和BCWQIs指数法这4种评价方法, 发现水质评价结果存在一定差异.但综合多种评价方法来看, 2011~2019年鄱阳湖总体呈现中污染、中营养、水质等级一般的水质状况, 污染等级表现为：1月>4月>8月, 且水质在丰水期明显优于平水期和枯水期.赵爽等[40]基于水质指数法研究发现鄱阳湖2003~2016年的总体水质良好, 接近“中等”阈值, 但由于受到工业、农业及旅游业快速发展的影响, 氮磷污染较为严重.有研究发现, 鄱阳湖氮磷浓度的变化主要受流入湖区的外源性污染物负荷增加及降雨导致的水位变化的影响[8, 17]; 王朔月等[41]的研究也表明2017~2018年鄱阳湖流域内从初级支流到湖区的氮磷浓度呈阶梯状递增, 其中赣江(下游)污染物浓度显著高于香溪河和架竹河(上游).大量的营养物质富集从而导致藻类大量繁殖, 造成富营养化现象日趋严重[42, 43].与此同时, 湖区受入湖河流周边矿产开采活动的影响, 也成为了Cu、Pb、Zn和Cd等重金属污染的受纳水体[44, 45].因此, 湖泊的生态保护不仅需要控源截污, 也需要维护好湖泊的生态系统结构, 从而加强水体的自我修复能力, 实现持续改善的目标.
在空间分布上, 相较于其他4个湖区, 南湖湖区的水质污染情况最为严重, 该湖区周边存在农业种植、水产养殖、畜禽养殖等生产活动, 大量的氮磷营养物质与有机化合物通过水文循环过程流入湖区, 造成湖泊的富营养化现象产生; 入江水道湖区水质情况表现最好, 主要由于湖区北部沿岸工业和生活污染排放较少, 且水体流速较快, 不易产生污染物富集现象.从各湖区来看, 西湖湖区的蚌湖监测点位、主湖湖区的莲湖监测点位、南湖湖区的金溪咀刘家监测点位水质污染突出, 这与入湖河流上游的农业非点源污染和化工产业废水等点源排放以及湖区采砂等活动息息相关.方娜等[36]指出湖泊周边地区起着污染物“源”的作用, 关注小尺度(≤1 km)的土地利用格局即人类开发建设活动对鄱阳湖的水质保护起着重要作用.
2009年, “鄱阳湖生态经济区”的提出为周边地区带来了经济快速发展的福音, 但由于无法采取稳定长效的发展措施, 人类生产活动对水生态系统的破坏与保护力度产生了偏差, 使得水质无法持续性改善, 导致人与环境的失衡, 为鄱阳湖的生态修复带了严峻的挑战.“十三五”期间水质状况总体得到改善是一个良好的开端, 在“十四五”仍需对TP、TN、NH4+-N、阴离子表面活性剂和挥发酚等主要污染指标进行细致调查及长期监测, 严格把关入湖水体的水质质量, 及时关注污染水区, 针对各区域不同污染状况实施相应整治措施, 同时加强对水生态系统完整性的监测与评价, 从而提升湖区的水体自净能力及水生态健康状况.
4 结论(1) 在时间上, 2011~2015年鄱阳湖水质呈下降趋势; 2016~2019年鄱阳湖水质总体呈向好趋势但富营化现象依然存在; 各年水质状况具有明显的水期变化特征且波动明显, 主要表现为：丰水期>平水期>枯水期, 水质改善趋势较缓.
(2) 在空间上, 2011~2015年各湖区的综合污染指数均呈上升趋势, BCWQIs等级以一般为主; 2016~2019年各湖区整体呈向好趋势, 东北湖湖区水质改善明显; 2011~2019年主湖湖区水质状况波动最为显著, 南湖湖区相较于其他湖区水质污染情况最为严重.
(3) 从影响因素来看, 2011~2019年鄱阳湖湖区主要超标指标为TP、TN、NH4+-N和高锰酸盐指数; “十二五”期间鄱阳湖受到化工企业及农业面源的污染影响较为严重, “十三五”期间城镇居民生活对水质的影响作用呈逐年上升趋势.
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