洞庭湖营养盐赋存及对水沙情势变化响应综述

2024-05-14 10:59韩锦诚王丹阳汤显强黎睿
人民长江 2024年4期
关键词:三峡水库营养盐洞庭湖

韩锦诚 王丹阳 汤显强 黎睿

摘要:洞庭湖水环境营养状况与水沙情势密切相关,水沙情势变化使湖区营养盐赋存状态发生改变,进而对长江中下游流域的水生态安全造成影响。梳理了20世纪50年代以来洞庭湖区水沙情势与营养盐赋存状况的变化特征,总结了水沙条件与营养盐赋存关系的相关研究进展。结果表明:受下荆江裁弯、葛洲坝截流、三峡水库运行等因素影响,荆江三口分流分沙减少,洞庭湖泥沙淤积趋缓,同流量下湖区水位下降。近30 a洞庭湖水体氮磷污染程度加深,沉积物氮磷污染未见显著恶化。三口分流量的减少直接导致水环境容量减小,使总氮浓度升高;分沙量的减少降低了湖区颗粒态磷含量,使总磷浓度减小、溶解态磷占比升高;洞庭湖淤积泥沙营养盐释放是影响湖区水体氮、磷含量的重要因素;湖区水位变化引起的洲滩干湿交替及水生植物群落改变,促进了沉积物中氮、磷蓄积并增加上覆水体营养盐含量。研究成果可为水沙与水环境耦合关系研究提供支撑,为面向湖区水环境改善的水沙调控提供参考。

关键词:营养盐; 水沙情势; 洞庭湖; 荆江三口; 三峡水库

中图法分类号: X143;P333

文献标志码: A

DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.04.011

0引 言

洞庭湖是中国重要的淡水湖泊湿地,发挥水源涵养、生物多样性保护等重要生态功能[1],其水环境质量对湖泊乃至流域的生态安全至关重要。近30 a来,在人口增长和社会经济发展的影响下,洞庭湖受纳污水增多、面源污染加重,给湖区水环境带来了巨大挑战,主要表现为水体和沉积物中氮、磷含量升高[2]。

湖泊营养盐含量与水沙情势密切相关。一方面,水沙是营养盐的载体,入湖水沙及水沙中氮磷含量变化直接影响湖泊营养盐收支;另一方面,湖区水文情势改變通过调整氮磷的沉降悬浮等过程影响营养盐在水体和沉积物中的分布。例如,泥沙淤积导致湖泊面积减小,水环境容量下降,水体营养盐浓度升高[3];水位变化引起洲滩周期性淹没-落干,改变沉积物化学生物特征,进而影响沉积物-水界面的营养盐迁移转化[4-5]。

洞庭湖是典型的吞吐型通江湖泊,承纳荆江三口(松滋口、太平口、藕池口)分泄长江来水来沙,集四水(湘、资、沅、澧)径流汇入,经东、西、南湖区调蓄后由城陵矶汇入长江,其水沙情势复杂多变。利用历史水沙数据,学者已对湖区水沙情势做了较多研究,取得了荆江三口分流分沙减少[6]、洞庭湖盆由淤转冲[7]、同流量下湖区水位下降[8]等规律性认识。与此同时,对湖区营养盐赋存的研究也在近20 a逐渐兴起,主要关注水体、沉积物中氮磷含量、形态、时空分布,以及对水沙情势变化的响应。

近年来,随着三峡及上游水利工程的建设运用,洞庭湖区水沙情势进行着新一轮的调整,湖区营养盐含量、分布格局也相应发生变化。由此,本文梳理三峡水库运行前后荆江-洞庭湖水沙情势及湖区营养盐赋存的研究进展,总结水沙情势变化对营养盐含量、形态及分布的影响,为水沙与水环境耦合关系研究提供支撑,为面向湖区水环境改善的水沙调控提供参考。

1数据来源及处理方法

荆江三口分流分沙数据来源于长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局;洞庭湖水位与淤积量数据来源于湖南省水情日报表(http:∥slt.hunan.gov.cn/hnsw/)和湖南省水利水电勘测总院;洞庭湖水体氮磷数据来源于湖南省洞庭湖生态环境研究中心;沉积物2012~2016年氮磷数据来自湖南省洞庭湖生态环境研究中心,1985,2004,2008,2017,2018年氮磷数据分别来自文献[9-13]。

本次研究数据收集遵循时空一致原则,尽可能保证水沙、营养盐逐年数据资料在水期(丰、枯水期)、监测取样站点(断面)、检测方法上相一致。采用SPSS软件对相关数据进行统计分析。

2荆江-洞庭湖水沙情势

2.1三口分流分沙

三峡水库蓄水前,对三口分流分沙的研究主要是使用长期监测数据开展趋势、突变识别等统计分析,2003年三峡水库建成后,逐渐关注三峡水库调度运用对其影响。三峡水库蓄水前,荆江三口分流分沙以下荆江裁弯、葛洲坝截流为节点呈阶段性递减趋势,年均分流量由下荆江裁弯前(1956~1966年)的1 332亿m3减小至三峡水库蓄水前(1981~2002年)的685亿m3,同期分沙量由19 600万t减少至8 660万t(图1),主要衰减阶段在下荆江裁弯期(1967~1972年)以及葛洲坝截流后(1981~1990年),其中分流比在两时段降幅分别高达31%和25%。众多研究认为,导致三口分流分沙下降的原因主要包括荆江河床冲刷、三口洪道泥沙淤积、口门附近干流水位下降及干流河势变化[14-16]。1991~2002年,三口分流分沙量无明显变化,这可能是由于荆江冲刷趋势减弱[17]。

三峡水库蓄水后,三口分流比下降、分沙比上升:分流比由蓄水前(1991~2002年)的14%减小至蓄水后(2003~2018年)的11%,同期分沙比由16%上升至23%(图1)。李景保[18]、朱勇辉[19]等通过分析实测资料认为,三峡水库蓄水后长期清水下泄导致荆江河段严重冲刷,三口口门水位降低,断流时间延长,使三口分流比减小,同时受河道沿程泥沙冲刷补给的影响,三口分沙比增加。与1991~2002年相比,2003~2011年荆江三口年均分流量减少185亿m3,其中由于三峡水库的调蓄作用使三口年均分流量减少约39.2亿m3,占总减少量的20%[20]。三口分沙量锐减的主要原因是水库运行导致长江干流来沙量大幅减少,枝城站年均输沙量由1981~2002年的46 600万t降低至2003~2019年的4 610万t,降幅高达90%[21],同期三口年均输沙量减少7 775.2万t,降幅高达8999%,这也导致三口径流含沙量减少,其中2003~2010年松滋口、太平口、藕池口含沙量仅为022,019,0.37 kg/m3,进入洞庭湖的水趋近于清水[21]。

2.2湖区冲淤及水位

三口入湖泥沙量变化是影响湖区冲淤的主要因素[22-23],1950年代至今,随着三口入湖沙量不断减少,洞庭湖经历了由淤积到冲刷的变化过程,如图2所示。

三峡水库蓄水前,洞庭湖盆淤积较严重,学者主要关注其淤积量和分布。施修端等[24]利用输沙量法与地形法测算得到1956~1995年间洞庭湖年均淤积量、淤积体积、淤积厚度分别为0.8亿t、0.57亿m3和0018 m;高俊峰等[25]采用GIS数据处理法分析1974~1998年间湖区淤积空间分布,发现泥沙淤积量由东向西逐渐减少,但西洞庭湖由于面积最小,平均淤深最大。尽管湖区泥沙淤积总量不断升高,但淤积速率逐渐下降,年均淤积量由1960年代的1.82亿t降至1990年代的0.69亿t,平均下降速率0.03亿t/a。

三峡水库蓄水后,学者转而关注水库调度运行对湖盆冲淤的影响。周永强等[26]研究发现,随着三峡水库蓄水阶段的逐步推进,洞庭湖泥沙淤积迅速趋缓,年内冲刷时间延长,在二期蓄水阶段开始转变为冲刷为主。2006年1~9月,洞庭湖泥沙冲刷量首次超过淤积量,湖盆冲刷总量为222.7万t[27]。三峡水库全面性蓄水后(2008~2014年),洞庭湖盆冲刷态势进一步增强,年均冲刷980万t。另外,湖区大规模的采砂活动也加速了湖盆侵蚀,湖区年度控制采量约为7.5万t[28]。

长期以来,洞庭湖遵循“汛期淤积、枯期冲刷”的规律。洞庭湖入湖沙量具有显著季节性特征,年内分配极为不均,其中汛期荆江三口输沙量占全年的90%以上[29],同时汛期洞庭湖出口水位较高,湖区水面比降在干流顶托作用下减小,水体流速减缓,易于泥沙淤落,枯水期入湖沙量大幅降低,同时水体流速增加,泥沙处于冲刷状态[25]。三峡水库蓄水后,洞庭湖冲刷时间延长,淤积时间减少,2003~2010年,全年仅6~9月呈淤积状态,其他月份均出现冲刷[30]。

对洞庭湖水位的研究始于1990年代,初期研究主要是基于数值模拟或水动力学等方法分析预测三峡水库运行后洞庭湖水位的变化。如李大美等[31]利用水力学公式预测三峡水库蓄水后城陵矶站水位变化,认为三峡工程对城陵矶站水位影响最高可达0.64 m。三峡水库运行后,学者重点探究三峡水库蓄水前后洞庭湖水位变化规律及驱动因素,发现三峡水库蓄水前,洞庭湖东、西、南各湖区水位总体呈上升趋势,蓄水后则转变为下降趋势[32-34](图3)。

三峡水库蓄水前,洞庭湖泥沙淤积速度趋于下降,但整体仍呈淤积状态,湖床抬高,湖容减少,湖区水位升高[35]。赖锡军等[36]采用耦合水动力模型方法探究三峡水库蓄水对洞庭湖水位的影响机制,认为三口入湖水量减少使洞庭湖水位下降,同时长江干流水位快速消落导致洞庭湖出口水力坡降增大,湖泊水体下泄速度加快,湖区水位下降。丛振涛等[37]研究发现三峡工程运行后,长江干流水位变化是城陵矶站水位下降的主要影响因素,影响比重可达65%。综上,三口水沙输移及湖区冲淤演变都是影响洞庭湖水位的重要因素,三峡水库蓄水后,三口入湖水量显著降低,加上湖区冲淤状态的改变,水位有所下降。

洞庭湖年内水位波动具有明显季节性特征,呈现涨(4~5月)-丰(6~9月)-退(10~11月)-枯(12月至次年3月)的周期性规律[38]。此外,湖区水位年内变化幅度较大,丰枯水期水位落差可达5.21 m[39]。三峡水库运行后,水位年内变幅减少,一方面,水库的拦洪削峰效果明显,汛期湖泊最高水位降低;另一方面,枯水期水库向下游补水,全湖水位有所上升[40]。

3洞庭湖区营养盐赋存

3.1水体营养盐

三峡水库蓄水前,洞庭湖TN、TP浓度均呈上升趋势(图4),其中TN浓度上升幅度较小,浓度范围在112~1.55 mg/L之间,基本维持在Ⅲ类水标准;TP浓度上升幅度较大,浓度范围在0.03~0.15 mg/L之间,由Ⅲ类水下降至Ⅴ类水标准[2]。三峡水库蓄水后,洞庭湖TN、TP浓度变化趋势相反,2003~2018年,湖区水体TN浓度显著上升,TP浓度则显著下降。从2010年起,洞庭湖TP浓度的年均值连续低于多年平均值,湖区首要污染物由TP转变为TN。总体來说,洞庭湖近30 a氮磷污染程度加重,湖区氮污染恶化趋势较磷更为显著。

三峡水库蓄水使磷形态组成发生了较大变化。三峡水库蓄水前,湖区磷以颗粒态为主,其中1994~1996年,洞庭湖水体TDP/TP<20%[41];2001年,水体TDP/TP平均为36.5%[42]。三峡水库蓄水后,洞庭湖磷逐渐转变为溶解态。2014~2015年,田琪等[43]对湖区10个断面进行营养盐结构分析,发现全湖TDP/TP在46.3%~84.8%之间,平均66.7%。黄代中等[44]于2017年分析了湖区20个断面水质状况,发现溶解态磷占比最高,可达86.8%,平均73.2%。

三峡水库蓄水前后,洞庭湖TN浓度年内变化特征基本一致,均为枯水期>平水期>丰水期;TP浓度年内变化特征发生改变,由蓄水前的平水期>枯水期>丰水期转变为蓄水后的枯水期>平水期>丰水期[45]。王崇瑞等[46]对1996~2014年洞庭湖不同季节TN、TP浓度进行单因素方差分析,发现TN、TP总体表现为枯水期>平水期>丰水期。氮磷比(N/P)通常被广泛用于考察湖泊营养盐结构,当比值大于(小于)16时,氮(磷)污染则较为严重。田琪等[43]根据实测数据计算得出,洞庭湖丰、枯水期平均N/P差异较大,分别为13.9和23.9,说明丰水期磷污染程度更大,枯水期氮污染程度更大。

三峡水库蓄水前后,洞庭湖TN浓度空间分布未发生改变,均为东洞庭湖>南洞庭湖>西洞庭湖,东、南、西湖区浓度范围依次为1.46~1.84 mg/L,1.31~1.76 mg/L,1.11~1.45 mg/L[47]。TP浓度空间分布格局发生变化,西洞庭湖TP浓度下降,东、南洞庭湖TP浓度上升,由蓄水前的西洞庭湖>东洞庭湖>南洞庭湖转变为蓄水后的东洞庭湖>西洞庭湖>南洞庭湖[45]。

3.2沉积物营养盐

洞庭湖沉积物营养盐含量年际变化如图5所示。与蓄水前(1985年)[9]相比,三峡水库蓄水后湖区沉积物中TN含量在2012、2013年有所上升,其余年份变化较小。TP含量整体明显下降,主要减少阶段在湖区由淤转冲后(2006年),2004~2008年降幅高达40%[10-11];2012~2018年,沉积物中TP含量呈现出升高趋势,由2012年的515 mg/kg上升至2018年的697 mg/kg[12]。尹宇莹等[12]采用综合营养法对洞庭湖表层沉积物进行污染评价,认为现阶段湖区沉积物中氮、磷整体为中度污染,其中TP污染程度较大,达到重度污染水平。

注:部分年份(2004、2014、2015年)无TN检测数据。

沉积物是营养盐的蓄积库,其内源氮、磷释放会导致上覆水体营养盐含量升高以至引起富营养化。沉积物中生物可利用态氮、磷(BN、BP)含量越高,内源营养盐释放能力越强[48]。BN主要来源为无机氮(NH3-N、NO3-N)和有机氮(ON)中可矿化态氮[49]。Wang等[50]研究发现,洞庭湖沉积物中NH+4-N、NO-3-N含量分别为213.35 mg/kg和69.63 mg/kg,分别占TN的29.33%和9.55%。HN(酸解态氮)是可矿化氮的主要来源,王雯雯等[51]研究发现,洞庭湖沉积物中HN含量占TN的66.74%且与水体BN含量呈极显著正相关,因此向上覆水体释放潜力較大。无机磷(IP)是洞庭湖沉积物中磷的主要成分,约占TP的86%[52],其主要形态可以分为酸结合态磷(HCl-P)和碱结合态磷(NaOH-P)。Zhu等[53]监测结果显示,洞庭湖沉积物中磷形态含量排序为HCl-P>Res-P(残渣态磷)>OP(有机磷)>NaOH-P。沉积物中NaOH-P和50%~60%的OP被称为生物可利用态磷(BP),Wang等[54]研究发现,洞庭湖沉积物中BP含量平均为291 mg/kg,约占TP的41.4%,向上覆水的释放风险较高。

根据Wang等[54]的监测结果,洞庭湖沉积物中IP、OP含量均为汛期大于非汛期,且在不同水期差异较大。三口输沙是洞庭湖沉积物的主要来源,Tian等[55]研究认为,三口入湖泥沙中TP含量具有明显季节性波动,从旱季至汛期逐渐增加,因此湖区沉积物中TP浓度具有相似变化特征。

洞庭湖沉积物TN、TP含量具有明显的空间及垂向分布规律,空间上表现为东洞庭湖>西洞庭湖>南洞庭湖[50,53,56-57],垂向上随深度的增加呈下降趋势[13,54],其中NH+4-N、NO-3-N含量垂向变化趋势相反,前者在0~8 cm随深度增加逐渐降低,随后缓慢增加,后者则先上升后下降[50]。

4洞庭湖区水沙情势变化对营养盐的影响

4.1三口分流分沙变化对营养盐的影响

基于1990年代以来洞庭湖区水沙、营养盐数据,对氮磷与水沙因子进行相关性分析(表1),发现TN、TP均与三口分流分沙量呈负相关。以往诸多研究认为,荆江三口分流分沙不是洞庭湖水体氮磷的主要来源[58-59],与本研究所得结果相符,但三峡水库蓄水前后三口分流分沙的剧烈变化势必会影响湖区营养盐水平。

三峡水库蓄水前(1991~2002年),洞庭湖TN与三口分流量呈负相关,说明此阶段湖区来水量较多,有利于维持水环境容量,减缓水体营养盐含量升高趋势。申锐莉[60]、张建明[61]等认为,三峡水库蓄水前洞庭湖年径流量较大,换水周期短,使营养盐不易在湖内滞留。因此,在1991~2002年间,除了1996、1998、1999年发生几次较大规模洪水使湖区氮磷浓度陡增以外,其他年份变化幅度较小。

三峡水库蓄水后(2003~2018年),湖区水沙情势发生显著变化,对水体、沉积物中营养盐含量产生较大影响。磷在长江悬浮泥沙中主要以颗粒态存在,入湖泥沙量是影响洞庭湖TP水平的关键因素,学者一致认为三峡水库运行导致的三口入湖沙量大幅减少是湖区水体、沉积物中TP浓度下降的主要原因[62-64]。此外,三口入湖营养盐通量与水量呈正比,三口分泄水量的减少使三口入湖营养盐通量显著降低,与1999~2002年相比,2010年三口TP入湖通量减少了5236%[55],也是三峡水库蓄水后洞庭湖水体、沉积物中TP浓度下降的原因之一。另一方面,三口径流量减少会导致湖区水环境容量下降、湖区换水周期延长,增加水体营养盐浓度上升风险[58,65]。胡光伟等[66]认为,2008~2015年间,三峡水库正处于蓄水至175 m最高水位的关键时期,导致三口分流量较前期减少幅度提高,水体TN浓度相应升高。

三峡水库运行后下游径流过程改变使洞庭湖丰、枯水期水质状况发生变化。张光贵等[67]认为,三峡水库枯水期向下游补水,使城陵矶出口长江水位上升,对洞庭湖顶托作用增强,洞庭湖出流减缓,水力停留时间增加,氮、磷等污染物质滞留系数增大,水体稀释自净作用相对减弱,TN、TP浓度相对升高。这与王婷等[64]的结论有所差异,她认为三峡水库运行使洞庭湖枯水期和泄水期大部分时段的水环境容量增大,汛期和蓄水期大部分时段下的水环境容量减小,因此三峡水库运行在一定程度上可以改善洞庭湖在枯水期和泄水期的水质。

三峡水库运行后泥沙过程的改变是洞庭湖水体、沉积物磷营养盐形态组成发生变化的重要原因。Bao等[68]研究发现,由于三峡大坝的拦水拦沙,上游425%的磷被截留在坝内,其中颗粒磷滞留负荷占81.5%,这使得三口向洞庭湖输送的颗粒态磷含量大幅减少,伴随着洞庭湖入湖水量减少、水流变缓,有利于水体中颗粒态磷沉降并存贮于沉积物,进一步降低水体中颗粒态磷所占的比重。同时,三峡水库对长江泥沙淤粗排细的调控方式,改变了下游颗粒物的组成特征,并对洞庭湖水体中的磷素组成造成影响[69]。据Wu等[70]估计,三峡水库对悬浮泥沙中生物磷滞留量达到2.14万t,从而降低了运往洞庭湖泥沙中的生物磷含量。

4.2洞庭湖冲淤及水位变化对营养盐的影响

洞庭湖水体TN、TP与泥沙淤积量相关性显著,其中TP与泥沙淤积量呈极显著正相关(表1)。三峡水库蓄水前,三口输沙量较大,泥沙淤积率较高,湖区整体不断淤积,大量泥沙作为营养盐的载体,当化学、水动力等外部条件变化时,将吸附在泥沙颗粒上的营养盐释放进入水体,使水体氮磷浓度升高[71]。此外,泥沙淤积使洞庭湖可调蓄水量减小,调蓄能力减弱,水体营养化程度增加[72]。

三峡水库蓄水后,湖区泥沙淤积速率随三口输沙量减少而不断降低,水体营养盐含量的增长趋势有所减缓,这也是2003~2008年间TN浓度上升幅度较小的原因之一。Tian等[73]认为,2009年后,洞庭湖入湖沙量小于出湖沙量,泥沙淤积量减少,是水体TP浓度下降的重要原因。由于洞庭湖沉积物中不同形态磷的浓度沿深度方向逐渐降低,随着湖区冲淤模式由淤积转为冲刷,沉积物中TP含量减少,向上覆水体的磷释放通量也随之下降[74]。

洞庭湖各湖区TP浓度空间分布格局与泥沙淤积特征有关。西洞庭湖泥沙主要来源于荆江三口,入湖泥沙首先在西洞庭湖落淤,随后经过南洞庭湖进入东洞庭湖。同时藕池河东支泥沙直入东洞庭湖发生淤积,南洞庭湖受此过程影响较小,使得洞庭湖泥沙淤积程度和水体TP浓度均表现为西洞庭湖>东洞庭湖>南洞庭湖[67]。三峡水库运行后,随着三口入湖沙量大幅减少,湖区泥沙淤积量、淤积率相应减少,西洞庭湖逐渐达到冲淤平衡状态,东、南湖区变成泥沙淤积的主要场所,TP浓度分布格局发生调整,转变为东洞庭湖>西洞庭湖>南洞庭湖[75]。

洞庭湖水位与TN、TP呈负相关,与其他学者得出结果一致[65,76]。大多数研究将洞庭湖水位下降使水体营养盐含量升高归因于水环境容量减小及水体自净能力下降,但水位对营养盐含量变化的驱动机制并不仅限于此。

水位变化引起的洲滩干湿交替能够促进沉积物中氮、磷蓄积并增加上覆水体营养盐含量。沉积物在出露时,表层环境由厌氧转为好氧,反硝化作用减弱,好氧微生物固氮能力增强,氮累积随之增加,同时沉积物内部因失水干燥引起的蒸发加强,促使更多的可溶性氮富集于沉积物表层[77];溶解氧的升高削弱了有机磷矿化能力,并促进Fe2+转化为更易与磷结合的Fe3+,使磷不易释放,磷蓄积量随之上升[54]。三峡水库蓄水后,同流量下洞庭湖水位下降,沉积物出露时间延长且面积增加,湖区氮磷内源负荷增大,来年汛期时,出露后的沉积物再度淹没,上覆水氮、磷含量迅速增加[78]。此外,泥沙粒径越大,对营养盐的解吸能力越强,干湿交替能够促进低水位处沉积物砂质化,从而增加向上覆水的营养盐释放[79]。据统计,洞庭湖长期处于枯水期与平水期出露丰水期淹没(干湿交替)状态的沉积物面积占丰水期湖面积的60%以上[80],可见水位变化对湖区营养盐影响范围之广。

湖泊的水环境质量与水生植物生存状况密切相关,水位变化引起的水生植物群落改变对于湖区水质具有负面影响。已有研究发现由于三峡水库运行导致的湖区水位下降打破了原有的植物群落演替模式:1987~2018年,洞庭湖苔草和芦苇滩地分别减少了405.3 km2和712.9 km2,并且向着湖心不断迁移,挤占沉水植物的生存空间,也使沉水植物数量不断减少[81]。苔草与芦苇滩地具有吸收、截留污染物的作用,沉水植物能够有效吸收水体和沉积物中氮、磷等营养盐,随着水生植物演替格局发生变化,洞庭湖营养盐浓度上升风险随之提高[82]。

5结论与展望

20世纪60年代以来,受下荆江裁弯、葛洲坝截流、三峡工程运行影响,三口分流分沙持续减少,洞庭湖泥沙淤积趋缓,同流量下湖区水位下降。近30 a洞庭湖水体氮磷污染程度加深,沉积物营养状况无明显恶化。三峡水库蓄水前后三口分流、分沙量变化对洞庭湖水体、沉积物氮、磷浓度造成较大影响,其中分流量的减少直接导致水环境容量减小,使TN浓度升高;分沙量的减少降低了湖区颗粒态磷含量,使TP浓度减小、溶解态磷占比升高。洞庭湖淤积泥沙营养盐释放是影响湖区水体氮、磷含量的重要因素。湖区水位变化引起的洲滩干湿交替及水生植物群落改变,促进了沉积物中氮、磷蓄积并增加上覆水体营养盐含量。

迄今为止,众多学者围绕水沙情势变化对洞庭湖水体营养盐的影响已展开大量研究,取得了丰硕的成果,但尚存在不足之处:

(1) 现阶段的研究手段较为单一,往往只基于实测数据进行简单的统计分析,并没有深入解析水沙过程对营养盐的作用机制,后续研究可以考虑构建洞庭湖区水沙和水质模型,开展基于三峡水库水沙调控的氮、磷营养盐输移过程模拟,探究三口入湖水沙条件变化下营养盐迁移扩散规律。

(2) 由于荆江-洞庭湖水沙条件复杂多变,当前水沙、营养盐数据资料存在时间尺度不匹配、空间位置不一致的问题,可能影响结论的真实性,因此后续工作需对洞庭湖出、入湖水沙量、湖區水位、水体营养盐含量等进行同步监测,尽可能保证水沙、营养盐数据的时空一致性。

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(编辑:刘 媛)

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