李 萍

(大理州环境监测站， 云南 大理 671000)

0 引言

水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象[1]。水体富营养化会严重破坏水域生态景观和水体生态环境，导致水中鱼类及其他生物大量死亡[2]；也会导致水体水质恶化，并影响航运、加速湖泊衰亡等[3]。

洱海既是大理市主要饮用水源地，又是苍山洱海国家级自然保护区和风景名胜区的核心，具有调节气候、提供工农业生产用水、保持水生生物多样性等多种功能，是整个流域乃至大理州经济社会可持续发展的重要基础[4]。

近年来由于洱海周围人口急剧增加，农业、旅游业迅速发展，大量营养物质排入洱海，致使洱海富营养化严重。洱海水质已由贫营养型逐步过渡到中营养型[5]，且综合营养状态指数有上升趋势。

以往对洱海的研究，大多是通过单因子评价法来研究洱海富营养化，本文通过营养状态评价法、相关性分析等方法对洱海富营养化进行分析评价，探讨了洱海富营养化的影响因素，并在此基础上提出了相关的建议和措施，以期为洱海的保护提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 采样位置

2008—2017年在洱海湖区共布设11条垂线，如图1所示，分别是631(桃源)、632(湖心0)、633(双廊)、280(喜洲)、281(湖心1)、283(龙龛)、284(湖心2)、285(塔村)、286(小关邑)、287(湖心3)、288(石房子)，每条垂线采集表层水和底层水。

1.2 采样方法

于每月1—10号对洱海进行采样，水样采集后，按照《水和废水监测分析方法》(第四版)(增补版)[6]及相关技术规定进行保存、运输及测定。

1.3 测定项目与方法

测定项目为总氮、总磷、高锰酸盐指数、叶绿素a、透明度等5项，监测方法详见表1。

表1 水质监测指标及监测方法

1.4 研究方法

1.4.1 营养状态评价方法

采用综合营养状态指数法对洱海富营养化程度进行评价。

湖泊(水库)富营养化评价参数包括chla、TP、TN、SD、CODMn。

综合营养状态指数计算公式为[7]：

式中：TLI(Σ)—综合营养状态指数；Wj—第j种参数的营养状态指数的相关权重；TLI(j)—代表第j种参数的营养状态指数。

以chla作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为[7]：

式中：rij—第j中参数与基准参数chla的相关系数；m—评价参数的个数；rij和rij2的值见表2。

表2 中国湖泊(水库)部分参数与chla的相关系数rij及rij2值

各项目营养状态指数计算：

TLI(chla)=10(2.5+1.086 ln chla)；

TLI(TP)=10(9.436+1.624 ln TP)；

TLI(TN)=10 (5.453+1.694 ln TN)；

TLI(SD)=10(5.118-1.94 ln SD)；

TLI(CODMn)=10(0.109+2.661 lnCODMn)。

1.4.2 相关性分析

相关性分析是指对两个或多个具备相关性的变量元素进行分析，从而衡量两个变量因素的相关密切程度[8]。利用SPSS统计软件建立多元线性回归方程[8]，计算洱海综合营养状态指数与总氮、总磷、高锰酸盐指数、透明度、叶绿素a的逐步回归统计结果。

2 结果与分析

2.1 试验结果

2.1.1 水质类别变化

根据2008—2017 年大理白族自治州环境状况公报[9]，近10年，仅有2008年、2014年洱海的水质为Ⅱ类，其余8年均为Ⅲ类，洱海的水质介于Ⅱ类和Ⅲ类之间，详见表3。

2.1.2 指标变化特征

选取 2008—2017 年水质指标数据，以总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、透明度(SD)、叶绿素a (chla)等5项水质指标和综合营养状态指数TLI(∑)的年均值进行评价分析，研究洱海富营养化年际变化特征，结果如图2～图7所示。

由图2～图4可以看出，2008—2017年，洱海TN、TP、CODMn浓度总体呈上升趋势。TN峰值出现在2009年，TN浓度在Ⅱ类标准限值以下年份为2008年、2014年，其余年份均在Ⅱ类标准限值以上。2009年以来，TN是洱海的主要污染因子。2014年、2015年TP浓度有所回落，2008—2012年、2014年、2015年洱海TP 浓度在Ⅱ类标准限值以下。2016年开始，TP成为洱海的主要污染因子。CODMn浓度总体处于Ⅰ类和Ⅱ类水质标准之间。 chla浓度是反映水体中浮游植物生物量的综合指标之一，也是富营养化水平的重要表征。由图5可以看出，2008—2017年洱海chla浓度呈先下降后上升趋势，2014年洱海chla浓度最低。

由图6可以看出，近年来，洱海透明度有缓慢回升趋势，2011年为10年来的最高值。

由图7可以看出，2008—2017年洱海TLI(∑)总体呈上升趋势，整体处于中营养状态。在中营养状态下，TLI(∑)值越高，富营养化程度越重，说明洱海富营养化有加重的趋势。

2.2 结果分析

2.2.1 指标相关性分析

为探究洱海富营养化的限制性影响因素，利用 Pearson 相关系数法进一步分析洱海2015—2017 年1—12月36组月份的 TP、TN、CODMn、chla、透明度、TLI(∑)的相关性。

由表4可知，洱海TLI(∑)与chla、TN、TP、CODMn呈显著正相关，相关系数分别为0.855、0.772、0.899、0.782；TLI(∑)与透明度呈显著负相关,相关系数为0.753。洱海chla与TN、TP、CODMn呈显著正相关，相关系数分别为0.586、0.623、0.619；chla与透明度呈显著负相关，相关系数为0.449。

TN、TP、CODMn浓度上升，说明洱海外源性污染输入增加，会促进洱海浮游植物的生长，加重洱海富营养化程度。

表4 洱海富营养化指标相关分析表

2.2.2 原因分析

(1)洱海流域农业面源污染严重

洱海流域面源污染包括农村生活污水、农村畜禽粪便和农田面源污染等[10]。流域内大部分村落生活污水直接进入或通过河流和地表径流进入洱海。养殖业发展迅速，但是养殖方式粗放，畜禽粪便集中处理难度大[10]。流域内高施肥量作物种植面积逐年上升，农田氮、磷流失严重。

(2)入湖河流污染严重

洱海流域北部主要入湖河流罗时江、永安江和弥苴河流经右所、邓川、上关，这些地区大部分为农业用地，主要污染为农业面源污染[5]。南部有波罗江，流经凤仪，污染主要来源为农田径流，乡镇企业及村落污染。东部有玉龙河、下河等，主要污染为海东、挖色村镇的生活污水。西部苍山十八溪优质的水源被截取作为饮用水源和工农业用水，利用后大多成为污水排入洱海。

(3)旅游业快速发展带来巨大的压力

目前大理旅游业已进入高速增长期，流域内旅游业主要集中在住宿和餐饮服务上，随着旅游人数增加，带来收入的同时，抛弃的各种垃圾、住宿和餐饮排放的污水加重了污染，给洱海的保护也带来前所未有的压力。

(4)治理配套设施不完善

洱海周边地区村民分散居住，生活居住区紧邻洱海，生活废弃物和生活污水难集中处理。在雨季，由于雨污未进行分流，大多污水达不到处理浓度，污水处理厂不能完全发挥功效。在人口增长和生活水平提高的双重影响下，生活废弃物和生活污水成倍增加。居民每人每天排放大量的氮、磷进入水体。

3 建议

(1)调整洱海流域农业产业结构，发展绿色生态、观光休闲农业。推广施用有机肥，循环利用农业灌溉用水。配套完善的污染收集处理设施，提高畜禽粪便处置率。

(2)进行主要入湖河流的环境综合整治。严格水资源管理，开展无序取水整治。进行湖滨湿地恢复，增强水源涵养保持能力。

(3)合理规划、科学布置洱海周边餐饮客栈，集中设置污水处理设施，收集餐饮生活污水。

(4)完善城乡污水收集、垃圾收集清运处置设施，确保村镇污水、垃圾得到有效收集处理。

(5)充分依靠广大人民群众，动员全社会力量参与洱海保护治理，提高全民生态环境保护意识，努力营造“保护洱海，共建生态文明”的良好社会氛围。