自20世纪70年代, 人们认识到水体中磷与水体富营养化的相关性以来, 水体磷污染一直是研究热点^[1].经研究, 磷是湖泊富营养化的主要限制性因子^[2~6], 控制水体中磷浓度是治理湖泊水体富营养化的有效途径.湖泊作为封闭/半封闭性水体, 相较河流, 水体流速低、水力停留时间长^[7], 对磷污染物输入具有“蓄积效应”和“时滞效应”^[8], 加之入湖河流水力条件、污染源输入等因素的影响, 使得磷污染物入湖后分布具有时空变异性.通过研究磷污染物分布的时空变异性, 能够掌握湖泊水体中磷素浓度的时空分布、变化特征, 为水体中磷污染控制提供基础^[9].

洞庭湖是我国第二大淡水湖泊, 位于长江中下游, 是三峡大坝进入中下游平原后的第一个通江湖泊, 具有调蓄长江洪水、提供饮用水和生物多样性保护等重要生态功能^[10], 也是长江流域生态环境保护的重点区域之一^[11].但随着区域范围内人口增加、社会经济快速发展和水利工程建设, 过量的外源营养物质输入造成洞庭湖水体磷素富集, 磷污染越来越重, 导致水体趋于富营养化.据资料表明^{[12, 13]}, 自2010年以来, 洞庭湖部分区域水体已出现轻度富营养化, 湖区水质类别在Ⅳ~Ⅴ类之间, 水体呈轻度污染, 主要污染指标均有总磷, 已引起广泛的关注.

以往对洞庭湖水体磷分布状况主要集中在总磷分布特征研究方面, 对水体磷形态组成和时空分布特征研究相对较少.杨汉等^[14]对洞庭湖总磷时空变化规律研究进行探索.王崇瑞等^[15]和张光贵等^[16]分别以2000~2011渔业环境监测数据和1996~2014年水质监测数据为基础, 分析了长时间序列的洞庭湖水体总磷的分布特征.近年来, 虽然田琪等^[17]对洞庭湖(西洞庭湖区)各形态磷分布特征有所研究, 但并未形成涉及全湖区和入湖河流的、以不同水期各形态磷分布为主题的研究内容, 且缺乏针对不同水期的磷分布的影响因素研究, 对不同水期磷污染防治理论支撑尚有不足.

本文以2016年为研究时段, 对洞庭湖及入湖河流18个监测断面水体中各形态磷浓度进行检测, 利用GIS对不同水期(枯水期、平水期和丰水期)洞庭湖水体中磷营养盐的时空分布情况进行直观分析, 研究磷组成结构特征, 探索各形态磷在不同水期的分布规律及变化原因, 跟踪掌握洞庭湖水体磷污染发展趋势, 以期为不同水期洞庭湖磷污染防治提供依据.

洞庭湖位于湖南省北部, 地处长江中游荆江段以南, 流域范围为东经110°40′~113°10′、北纬28°30′~30°20′, 湖体呈近似“U”型.平水期湖泊面积2 625 km², 总容积174亿m³, 流域面积25.72万km², 湖区总面积1.878万km^{2 [18]}.洞庭湖区北纳长江松滋口、太平口、藕池口、调弦口(1958年已堵塞)来水, 西、南部湖区由沅江、澧水、湘江、资水4条河流(俗称为“四水”)汇入, 东部主要由新墙河、汨罗江等河流汇入, 经洞庭湖调蓄后由城陵矶(七里山)注入长江, 是一个过水洪道型内陆湖泊, 也是世界上典型的吞吐调蓄型湖泊, 更是长江中游十分重要的调蓄湖泊.

本研究共设置18个监测断面, 湘江、资水、沅水、澧水、汨罗江、新墙河等入湖河流各布设1个监测断面, 洞庭湖湖区布设11个监测断面, 出湖口布设1个断面, 详见图 1.研究时段为2016年1~12月, 每月监测一次, 采集0.5 m表层水, 加保存剂, 低温保存带回实验室分析测试.现场测定水温(WT).样品采集当天, 用0.45 μm滤膜过滤叶绿素a(Chl-a), 并用锡箔纸包裹, 冷藏保存带回测试.

图 1

Fig. 1

图 1 洞庭湖水质监测断面示意 Fig. 1 Schematic diagram of the water quality monitoring section in the Dongting Lake

检测指标包括总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)、磷酸盐(DPO)、悬浮颗粒(SS)等, 根据文献[19]推荐的方法, 其中, TP、DTP、DPO采用分光光度法测定, SS采用称重法测定.

本研究使用ArcGIS 10.2对监测指标质量浓度进行空间插值计算, 得到各指标空间分布; 采用Microsoft office Excel 2010和IBM SPSS 19.0进行数据的处理和统计分析.以来红州等^[20]的方法进行水期划分, 枯水期为1~3月、12月, 平水期为4~5月、10~11月, 丰水期为6~9月, 各水期指标值为水期内该指标月监测数据的算术平均值.

2016年全年, 洞庭湖水体ρ(TP)变化范围为0.030~0.176mg · L^-1, 平均值为0.085 mg · L^-1.总体上, 湖体ρ(TP)表现为东洞庭湖>出湖口>西洞庭湖>南洞庭湖, 且东洞庭湖(0.094 mg · L^-1)和出湖口(0.093 mg · L^-1)基本持平; 对比熊剑等的研究结果^[21], 2016年洞庭湖各湖区ρ(TP)较2015年整体有所降低.各断面中, 以南嘴断面ρ(TP)为最高, 年内月监测值最高达到0.166 mg ·L^-1, 远超文献[22]中Ⅳ类标准值(0.1 mg ·L^-1), 达到Ⅴ类, 可见2016年南嘴断面TP污染较重. TP年均质量浓度分布情况详见图 2.

图 2

Fig. 2

图 2 2016年洞庭湖湖区及入湖河流TP、DTP和DPO年均质量浓度分布 Fig. 2 Annual average mass concentration distribution of TP, DTP, and DPO in the Dongting Lake and its upper rivers in 2016

各水期TP浓度分布如图 3所示.整体上, 洞庭湖区水体ρ(TP)表现为平水期(0.090 mg ·L^-1)>枯水期(0.085 mg ·L^-1)>丰水期(0.082 mg ·L^-1); 各水期ρ(TP)分布变异系数分别为27.25%(丰)、21.91%(平)、18.32%(枯), 呈中等变异程度^{[23, 24]}, 其中, 丰水期ρ(TP)变异程度相对最大, 说明丰水期ρ(TP)空间分布相对最不均匀.详见表 1.各水期分布来看, 丰水期以西洞庭湖区ρ(TP)最高(0.099 mg ·L^-1), 枯水期以出湖口最高(0.106 mg ·L^-1), 东洞庭湖区次之(0.096 mg ·L^-1), 平水期以东洞庭湖区(0.105 mg ·L^-1)最高, 出湖口(0.103 mg ·L^-1)与之基本持平.以上说明丰水期应关注西洞庭湖区的TP污染, 枯、平水期应关注东洞庭湖区和出湖口的污染情况.

图 3

Fig. 3

图 3 2016年各水期洞庭湖湖区及入湖河流TP、DTP、DPO质量浓度空间分布 Fig. 3 Spatial distribution of the mass concentrations of TP, DTP, and DPO in the Dongting Lake and its upper rivers in each water period in 2016

表 1 (Table 1)

表 1 2016年洞庭湖湖区各水期水体各形态磷分布情况 Table 1 Distribution of various forms of phosphorus in each water period in the Dongting Lake in 2016 指标 丰水期 枯水期 平水期 ρ(TP) 平均值/mg·L-1 0.082 0.085 0.090 标准差 0.022 0.016 0.020 变异系数/% 27.25 18.32 21.91 ρ(TPO) 平均值/mg·L-1 0.058 0.063 0.066 标准差 0.021 0.013 0.013 变异系数/% 36.09 20.36 20.22 ρ(DPO) 平均值/mg·L-1 0.050 0.054 0.057 标准差 0.021 0.011 0.012 变异系数/% 41.98 20.39 21.76

表 1 2016年洞庭湖湖区各水期水体各形态磷分布情况 Table 1 Distribution of various forms of phosphorus in each water period in the Dongting Lake in 2016

从各湖区变化情况来看, 出湖口水体ρ(TP)在枯水期和平水期较高且相差不大, 丰水期下降明显; 东湖区水体ρ(TP)在枯水期和平水期均较高, 丰水期较低(大小西湖断面除外), 入湖河流汨罗江和新墙河入湖口水体ρ(TP)变化规律与东湖区基本一致; 西湖区水体ρ(TP)分布情况与东湖区相反, 枯、平水期低于丰水期, 且平水期和枯水期相差不大, 入湖河流沅江和澧水入湖口水体ρ(TP)变化规律与西湖区一致; 南湖区水体ρ(TP)枯水期 < 丰水期 < 平水期, 三期相差不大, 入湖河流资水和湘江水体ρ(TP)变化情况与南湖区变化无规律可循.

三峡蓄水前后, 洞庭湖磷营养盐形态组成发生改变, 由蓄水前以颗粒态磷为主变为蓄水后以溶解态为主. 2016年, 洞庭湖水体ρ(TPO)和ρ(DPO)分别在0.017~0.151 mg ·L^-1和0.007~0.144 mg ·L^-1之间, 均值分别为0.062 mg ·L^-1和0.053 mg ·L^-1.按断面月数据统计, 根据表 2所列, 洞庭湖湖区和入湖河流水体中ρ(TPO)/ρ(TP)和ρ(DPO)/ρ(TPO)的比值主要在60%以上, 且出现频率均较高, 说明洞庭湖湖区及入湖河流的水体中, DTP是TP的主要形态, DPO是DTP的主要形态, 与三峡蓄水后洞庭湖水体中的磷以溶解态为主的结论一致.

表 2 (Table 2)

表 2 2016年洞庭湖及入湖河流DTP和DPO含量情况/% Table 2 DTP and DPO content in the Dongting Lake and its upper rivers in 2016/% 指标 湖区 入湖河流 ρ(TPO)/ρ(TP) 范围 35.45~98.53 39.60~96.28 ≥60% 88.891) 90.281) ρ(DPO)/ρ(TPO) 范围 36.36~97.16 35.42~98.48 ≥60% 97.921) 95.831) 1)表示ρ(TPO)/ρ(TP)值或ρ(DPO)/ρ(TPO)值大于60%的数据量占该类所有数据量的比例

表 2 2016年洞庭湖及入湖河流DTP和DPO含量情况/% Table 2 DTP and DPO content in the Dongting Lake and its upper rivers in 2016/%

从图 2和图 3看出, 年内ρ(TPO)和ρ(DPO)的空间分布情况基本一致, 均表现为出湖口>西洞庭湖>东洞庭湖>南洞庭湖.各断面中, 以西洞庭湖的南嘴断面最高, 与ρ(TP)以南嘴断面最高的分布情况一致, 说明2016年南嘴断面磷污染较重.

各水期ρ(TPO)和ρ(DPO)空间分布情况参看图 3.总体上, ρ(TPO)和ρ(DPO)均表现为平水期>枯水期>丰水期, 丰水期达到强变异性, 变异程度相对最大, 且高于同时期ρ(TP), 说明丰水期ρ(TPO)和ρ(DPO)的空间分布情况比ρ(TP)更不均匀, 详见表 1.各水期分布来看, 丰水期西洞庭湖区ρ(TPO)和ρ(DPO)最高, 枯、平水期出湖口和东洞庭湖相对较高.各水期ρ(TPO)和ρ(DPO)的湖区分布情况与ρ(TP)基本一致, 说明丰水期应该关注西洞庭湖区的磷污染, 枯、平水期应该关注出湖口和东洞庭湖的污染情况.

各湖区变化来看, 出湖口水体ρ(TPO)和ρ(DPO)在枯、平水期相差不大, 但高于丰水期且与之相差较大; 东湖区ρ(TPO)和ρ(DPO)表现为枯、平水期高于丰水期(大小西湖断面除外), 入湖河流汨罗江和新墙河入湖口水体ρ(TPO)和ρ(DPO)变化规律与东湖区基本一致, 且枯、平水期远高于丰水期; 西湖区水体ρ(TPO)和ρ(DPO)均表现为枯、平水期低于丰水期, 且枯、平水期相差不大, 入湖河流沅江和澧水入湖口水体ρ(TPO)和ρ(DPO)变化规律与西湖区基本一致; 南湖区水体ρ(TPO)和ρ(DPO)在枯水期相对最低, 且三期相差不大, 入湖河流资水和湘江水体ρ(TPO)和ρ(DPO)变化与南湖区变化无规律可循.

磷营养物被吸附于泥沙表面, 悬浮颗粒(SS)是磷迁移转化的重要载体, 在水流共同作用下改变磷的物质形态和含量变化^{[25, 26]}.将磷与SS质量浓度(按年内断面月监测数据统计)做相关性分析, 结果表明, 磷与SS呈极显著正相关关系(P < 0.01, 表 3), 与Chl-a相关性不大, 说明SS是洞庭湖磷的重要来源, 与Tian等^[27]的结论一致.

表 3 (Table 3)

表 3 磷质量浓度与水环境因子相关关系1) Table 3 Correlation between mass concentration of phosphorus and water environmental factors 项目 SS Chl-a 氨氮 温度 pH 高锰酸盐指数 DO COD BOD5 TP 0.494** 0.146 0.238 -0.097 -0.017 0.333 -0.057 0.337 0.202 1)**表示P < 0.01

表 3 磷质量浓度与水环境因子相关关系1) Table 3 Correlation between mass concentration of phosphorus and water environmental factors

2016年, 洞庭湖区水体中SS变化范围为2~225.33 mg ·L^-1(月均值统计), 平均值为40.15 mg ·L^-1.年均分布上看, SS分布表现为出湖口>东洞庭湖>西洞庭湖>南洞庭湖; 各断面中, 岳阳楼断面最高(年均69.39 mg ·L^-1), 扁山(67.44 mg ·L^-1)、洞庭湖出口(66.39 mg ·L^-1)、东洞庭湖断面(63.61 mg ·L^-1)次之, 其余断面均低于50 mg ·L^-1, 以南嘴断面为最低(20.42 mg ·L^-1), 与上文中南嘴断面磷浓度最高这一情况不同, 说明2016年SS可能不是南嘴断面磷质量浓度变化的主要影响因素.

各水期来看, 枯、平水期水体中SS表现出从西到东增加的空间变化趋势, 表现为西洞庭湖 < 南洞庭湖 < 东洞庭湖 < 出湖口, 各断面较高值出现在东洞庭湖湖区和出湖口.丰水期表现为西高东低, 西洞庭湖>出湖口>东洞庭湖>南洞庭湖; 洞庭湖区悬浮颗粒以泥沙为主^[28], 可能受到丰水期入湖河流三口、澧水、沅水大量来沙的影响, 使得西洞庭湖SS质量浓度相对最高.各湖区来看, 出湖口、东洞庭湖水体SS均表现出枯、平水期大于丰水期, 与之相反, 西洞庭湖水体SS丰水期大于枯、平水期; 南洞庭湖水体SS表现出平水期>丰水期>枯水期, 且平水期(28.78 mg ·L^-1)和丰水期(28.36 mg ·L^-1)十分接近.根据图 3和图 4, 对比SS与各形态磷分布规律, 各水期SS质量浓度变化与磷质量浓度分布有较好的协同变化关系, 说明SS可能是洞庭湖水体中磷含量的重要影响因素.

图 4

Fig. 4

图 4 2016年各水期洞庭湖湖区及其入湖河流SS质量浓度空间分布 Fig. 4 Spatial distribution of the mass concentrations of SS in the Dongting Lake and its upper rivers in each water period in 2016

从入湖河流背景值贡献来看, 各水期西洞庭湖及其入湖河流、东洞庭湖及其入湖河流水体中磷质量浓度变化规律基本一致, 说明入湖河流来水水质背景值的贡献对东、西湖区水体中磷质量浓度的变化影响较为明显.至于南洞庭湖, 其入湖河流与湖区水体磷质量浓度变化规律不一致, 并不能说明入湖河流水质背景值无贡献, 只不过对湖区磷质量浓度变化影响不具有规律性.例如, 湘江水体ρ(TP)年均值0.073 mg ·L^-1, 其汇入南洞庭湖区后湖口处虞公庙断面ρ(TP)年均值0.071 mg ·L^-1, 河流ρ(TP)大于入湖口, 可见湘江对南湖区水体ρ(TP)是有贡献的.

悬浮颗粒表面附着物的释放对水体中磷质量浓度也存在影响.首先, 各湖区水体中TP与SS水期变化规律基本一致.其次, TP与SS之间存在正相关关系, 东湖区、出湖口、南湖区、西湖区水体中TP与SS相关性系数分别为0.879(P < 0.01)、0.815(P < 0.01)、0.816(P < 0.05)、0.431, 说明SS对各湖区水体磷质量浓度影响显著(除西洞庭湖外), 其中对东洞庭湖和洞庭湖出湖口影响相对最大.这恰好解释了东湖区和出湖口水体中磷质量浓度枯、平水期高于丰水期的原因(水体中SS和磷质量浓度均表现为枯、平水期大于丰水期).

根据以上分析, SS对西洞庭湖ρ(TP)有较为明显的影响, 但并不是重要影响因素.西洞庭湖水系复杂, 承纳长江三口、澧水和沅江污染负荷输入.沅江为西洞庭湖最大入湖河流, 2016年年径流量822.7亿m^3[29], 占西洞庭湖总径流量(三口、澧水和沅江年径流量之和)的54.09%, TP年输入量达到5.79×10³ t, 远大于澧水和三口的输入量.在丰水期入湖水量和入湖水体磷质量浓度大于枯、平水期的情况下, 沅江来水对西洞庭湖水体磷质量浓度产生较大的影响.同时, 如第2节所分析, 南嘴断面为西洞庭湖磷质量浓度最高的断面, TP污染最为严重, 丰水期为最高, 达到0.140 mg ·L^-1, 高于该时期西湖区均值0.099 mg ·L^-1, 断面其他形态磷质量浓度也均为最高, 该断面对西洞庭湖区整体磷质量浓度的影响也是不可忽略的.综上, 西洞庭湖水体磷质量浓度变化受到水体SS和入湖河流水体磷输入共同影响, 表现出丰水期大于枯、平水期.

根据以上研究, 洞庭湖水体SS的分布与磷质量浓度分布有一定的协同性.各水期空间分布上, 水体中SS和磷物质均表现为枯、平水期东高西低, 丰水期西高东低; 各湖区时间分布上, 出湖口、东洞庭湖SS和磷物质均表现为枯、平水期大于丰水期, 西洞庭湖丰水期高于枯、平水期, 南湖区同样无明显分布规律可循.以上初步说明SS可能对磷含量存在影响.

为进一步研究洞庭湖水体中SS对磷含量的影响, 将SS与磷质量浓度(按各水期内断面月监测数据统计)进行相关性分析, 如表 4所示, 各水期SS和磷质量浓度均呈显著或极显著相关关系.从系数上看, TP与SS相关性系数表现为枯水期>平水期>丰水期, 且枯、平水期呈极显著相关关系.

表 4 (Table 4)

表 4 各水期SS与磷质量浓度相关关系1) Table 4 Correlation between mass concentration of SS and phosphorus in each water period 项目 枯水期 平水期 丰水期 TP 0.640** 0.549** 0.334* 1)**表示P < 0.01, *表示P < 0.05

表 4 各水期SS与磷质量浓度相关关系1) Table 4 Correlation between mass concentration of SS and phosphorus in each water period

TP与SS的相关关系表现出明显的季节性变化规律, 枯水期SS对TP影响最大, 平水期次之, 丰水期相对最小.据宋平等^[30]的研究结果, 三峡工程运行后洞庭湖具有汛期淤积、枯期冲刷的特点.枯水期入湖沙量大幅减少, 城陵矶顶托作用减弱, 湖区水体流速增大, 淤沙进入冲刷状态^[31], 沉积于底部的泥沙上浮, SS的释放可能成为枯水期水体中磷物质质量浓度变化的重要影响因素.平水期SS对磷物质质量浓度变化影响弱于枯水期, 一方面可能是由于平水期上游来水量高于枯水期, 入湖河流水体自身含有磷污染物汇入量有所增加, 另一方面, 平水期降雨量高于枯水期, 降雨径流携带地表污染物的汇入也可能影响湖区水体磷质量浓度变化; 以上均可能是导致平水期湖区水体磷质量浓度高于枯水期的原因.丰水期洞庭湖入湖沙量显著增大, 城陵矶水位高于湖区, 长江干流顶托作用下, 湖区水体流速减缓, 入湖河流携带泥沙易于落淤, 导致湖区水体中SS较低, 质量浓度为35.87 mg ·L^-1, 低于枯、平水期(均值高达49.88 mg ·L^-1); 同时入湖水量显著增大, 洞庭湖流域进入汛期, 且降雨集中, 这些水体虽携带有磷污染物, 但入湖水量大幅增加所起到的稀释效应, 可能是造成丰水期湖区水体磷物质质量浓度降低的主要原因.

洞庭湖入湖河流众多, 这些河流流经人类生产生活区域时, 人类活动产生的污染源输入对河流水体产生不良影响, 但河流生态系统具备的自净功能, 将一部分污染物通过物理、化学和生物过程使水体得以净化^[32], 未被及时降解或者难以降解的污染物作为水体背景污染物输入湖泊, 对湖泊水体产生影响.除此之外, 洞庭湖还存在受人类活动直接影响的区域.

各湖区中, 东洞庭湖水体中磷质量浓度相对较高, 造成该现象存在多种原因.一方面, 洞庭湖地势西高东低, 加之出湖口长江顶托作用, 东洞庭湖均较易形成沉积条件成为泥沙淤积的主要场所.东洞庭湖扁山至洞庭湖出湖口航段采砂活动频繁、运输密集, 对湖区沉积物产生扰动, 促进沉积物再悬浮增加了水体SS质量浓度, 再悬浮的沉积物释放磷物质导致水体TP质量浓度增加.另外, 东洞庭湖北部东侧临近湖南省大型城市岳阳市, 人类生活生产活动产生的磷污染物经由周边河流进入东洞庭湖, 也会增加湖区磷物质含量.综上, 人类采砂、运输活动导致的沉积物再悬浮释放磷以及周边城镇生产生活污染源输入是造成东洞庭湖磷含量较高的原因.

2016年, 洞庭湖各断面中, 南嘴断面磷物质质量浓度最高, 磷污染最严重, 但断面区域水体SS质量浓度最低, 初步说明SS不是南嘴断面磷质量浓度变化的主要影响因素.将SS与ρ(TP)进行相关性分析, R²=0.151、P=0.640, 无明显相关性, 进一步说明南嘴断面水体中SS对磷含量影响不明显.南嘴断面为澧水入湖口断面, 澧水水体ρ(TP)年均0.077 mg ·L^-1, 小于南嘴断面(年均0.110 mg ·L^-1), 且年内澧水与南嘴断面的ρ(TP)变化不具有明显相关关系(R²=0.286, P=0.367), 说明澧水水质背景值并没有对南嘴断面磷质量浓度变化起到明显的影响作用.同时, 南嘴断面所在河道较为狭窄, 水体流速快, 藻类生长受到抑制^[33], 且全年 ∑TLI 均小于50, 并无富营养化发生, 所以也不存在由于富营养化造成的藻类暴发及其新陈代谢所导致的磷污染加重.南嘴断面位于西洞庭湖北端, 断面所在河道北岸即湖南省益阳市南县茅草街镇生活聚集区, 近年来南县不断发展农村建设, 有全省最大苔菜和榨菜生产基地, 集中式耕地^[34], 较易形成农业面源污染.居民生活、生产活动产生的磷污染物直接或间接汇入, 可能是导致南嘴断面磷污染严重的原因.

东洞庭湖湖区大小西湖断面, 位于君山西北侧湖区水流流速较小, 基本不受入湖河流三口和四水的水动力影响^[35].全年水体磷质量浓度[ρ(TP)年均0.104 mg ·L^-1]高于东洞庭湖断面[ρ(TP)年均0.093 mg ·L^-1], 说明不存在长江顶托作用下出湖口附近水体汇入对磷含量的影响; 并且大小西湖断面水体SS质量浓度与ρ(TP)相关关系不明显(R²=0.070, P=0.830), 说明该区域水体SS对磷质量浓度变化影响很小.大小西湖临近君山区和华容县, 区域内农、林、牧、渔业多样化发展, 农业生产过程中使用大量农药、化肥等^{[36, 37]}, 由此产生的农业面源污染势必会加重大小西湖水域磷污染.农业污染源输入大量营养盐, 由此也导致大小西湖水域全年富营养化, ∑TLI 在52.40~64.25之间, 呈现出轻度甚至中度富营养化; 再者, 该区域水流速度慢, 水体自净能力差, 水域相对较为封闭, 更助长了藻类生长, 藻类代谢也有可能增加水体磷含量.因此, 农业面源污染和由水体富营养化引起的藻类大量生长及其新陈代谢产物是造成大小西湖断面磷污染严重的原因, 水域周边的农业面源污染应该引起高度重视.

(1) 2016年, 洞庭湖水体ρ(TP)、ρ(TPO)和ρ(DPO)变化范围分别为0.030~0.176、0.017~0.151和0.007~0.144mg ·L^-1, 均值分别为0.085、0.062和0.053 mg ·L^-1.总体上, 各湖区水体中各形态磷质量浓度以东洞庭湖和出湖口相对最高, 断面中以南嘴断面相对最高.

(2) 洞庭湖全湖区ρ(TP)、ρ(TPO)和ρ(DPO)均表现为平水期>枯水期>丰水期, 表现出季节性变化特征.空间分布上, 枯、平水期湖区水体磷质量浓度由西向东增加, 丰水期由西向东减少.丰水期各形态磷以西洞庭湖相对最高, 枯、平水期以出湖口和东洞庭湖相对较高.因此, 丰水期应关注西洞庭湖磷污染, 枯、平水期应该关注出湖口和东洞庭湖的污染情况.

(3) 与三峡蓄水前洞庭湖磷营养盐以颗粒态为主不同, 本研究时段内(三峡蓄水后)洞庭湖及其入湖河流水体中磷营养盐以溶解态为主, DTP是TP的主要形态, DPO是DTP的主要形态.

(4) 洞庭湖入湖河流水质背景值对湖区水体磷含量贡献是不可忽略的, 但不是影响磷含量变化的主要因素. SS与各形态磷质量浓度时空变化规律有一定的协同性, 且各水期SS和磷质量浓度呈显著或极显著相关关系, 说明SS是洞庭湖水体中磷含量季节性变化的主要影响因素.此外, 南嘴、大小西湖、东洞庭湖区等区域, 分别主要受到人类聚居区生产生活源、农业面源、采砂活动的影响, 导致磷污染严重, 大小西湖水域甚至出现了全年轻度到中度富营养化, 不得不引起重视.