了解湖泊流域污染负荷的主要来源及水质改善的主要原因,对于制定湖泊水质保护的管理措施具有重要意义。许多研究基于监测数据分析了淡水湖泊的水质变化趋势,然而,很少有研究探究湖泊水质与总氮(TN)和总磷(TP)负荷输入之间的响应关系,并解析水质长期变化趋势的成因。
图1 研究区位置图
本研究利用LOADEST模型估算了乌梁素海TN和TP负荷输入,采用综合营养指数法评估湖泊营养状况,探讨了黄河流域乌梁素海的养分负荷输入与水质的变化趋势以及两者之间的关系。结果表明,近年来乌梁素海水质得到改善,主要是由于流域养分负荷输入的减少。2010至2020年间,流域TN和TP负荷分别显著下降65.12%和89.4%。整个湖区的TN和TP浓度也明显下降,包括入口区(91.21%和95.59%),湖心区(73.49%和87.12%)和出口区(40.68%和40.54%)。相关性分析证实湖泊水质与养分负荷输入(不包括出口区域)之间存在很强的正相关关系,证实了养分输入对湖泊水质的影响。
图2 2010—2020年乌梁素海TN和TP负荷输入变化
图3 2010—2020年乌梁素海TN和TP浓度变化
此外,我们探讨了乌梁素海水质改善的原因,并提出了未来的管理策略以进一步改善水质。研究结果表明,近年来湖泊水质的改善主要是由于工业废水和生活污水的点源污染得到有效控制,而面源污染控制具有进一步改善水质的潜力。本研究以乌梁素海为例,为致力于恢复和保护全球湖泊生态系统的决策者、水资源管理者和研究人员提供了参考与借鉴。
该研究以“Long-term variations of water quality and nutrient load inputs in a large shallow lake of Yellow River Basin: Implications for lake water quality improvements” 为题发表在《Science of the Total Environment》上,第一作者为中国农业科学院农业资源与农业区划研究所硕士生于晟玥,通讯作者为中国农业科学院农业资源与农业区划研究所杜新忠研究员与刘宏斌研究员。该研究工作得到了中国国家自然科学基金 (42107076; U20A20114) 等项目的支持。
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https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165776.