王金航 李京霖 江德霜 武會(huì)會(huì) 王曙光 林愛(ài)軍*

(1.北京化工大學(xué) 北京市環(huán)境污染控制與資源化工程研究中心， 北京 100029；2.北京市可持續(xù)發(fā)展科技促進(jìn)中心， 北京 100035)

引 言

湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化是我國(guó)面臨的主要水環(huán)境問(wèn)題[1]。我國(guó)第二次湖泊現(xiàn)狀調(diào)查顯示，85.4%的湖泊達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)，40.1%的湖泊達(dá)到嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)[2]。隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重，湖泊水華現(xiàn)象頻繁發(fā)生，尤其在我國(guó)的滇池、太湖和巢湖最為嚴(yán)重。水華是由藻類、浮游動(dòng)植物和細(xì)菌等爆發(fā)性繁殖或高度聚集而引起水體變色的現(xiàn)象[2]。在各類水華中，藍(lán)藻水華在淡水中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，被公認(rèn)是全球最嚴(yán)重的湖泊水環(huán)境問(wèn)題之一。藍(lán)藻水華的爆發(fā)會(huì)導(dǎo)致水體缺氧、水質(zhì)變壞，同時(shí)藍(lán)藻還會(huì)產(chǎn)生藍(lán)藻毒素，直接威脅湖泊水環(huán)境和人類健康[3]。

藍(lán)藻水華爆發(fā)的主要原因是水體富營(yíng)養(yǎng)化，同時(shí)易受氣象、水文、人類活動(dòng)等因素的影響。Dokulil等[4]認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度、水溫、光照等條件是影響藍(lán)藻優(yōu)勢(shì)形成的關(guān)鍵。孔繁翔等[5]提出了藍(lán)藻水華成因的“四階段理論”，探索了符合我國(guó)湖泊特征的藍(lán)藻水華爆發(fā)的規(guī)律和機(jī)制。徐瀟等[6]從水- 土- 氣- 生多角度研究了各環(huán)境因素對(duì)藍(lán)藻水華爆發(fā)機(jī)制的影響。目前，我國(guó)對(duì)藍(lán)藻水華爆發(fā)的研究多集中在單一研究區(qū)域，缺乏多維度的藍(lán)藻水華爆發(fā)規(guī)律的研究。

近年來(lái)，Meta分析作為一種統(tǒng)計(jì)方法，可通過(guò)匯總初步研究中的數(shù)據(jù)，得出比單一研究更可靠的綜合分析結(jié)果，避免單一研究的局限性[7]。該方法已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并逐步應(yīng)用于土壤、水、大氣等環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域[8-10]。徐曉曄等[11]通過(guò)Meta分析函數(shù)構(gòu)建了我國(guó)水資源價(jià)值移位模型，揭示了我國(guó)地理空間格局的水資源價(jià)值的差異性。Khan等[12]通過(guò)Meta分析研究了印度河流域的氣候變化與流域水文的關(guān)系，為印度水供應(yīng)不足制定策略。Erni-Cassola等[13]利用Meta分析揭示了海洋不同采樣區(qū)域中常見(jiàn)塑料聚合物相對(duì)豐度的總體趨勢(shì)，為海洋微塑料治理提供了依據(jù)。這些研究表明Meta分析可全面揭示水環(huán)境流域特征，為水環(huán)境保護(hù)和管理策略的制定提供支撐，但目前沒(méi)有使用Meta分析對(duì)流域環(huán)境水華的爆發(fā)規(guī)律進(jìn)行研究的報(bào)道。Conley等[14]提出氮磷雙控是防治湖泊富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻水華爆發(fā)的關(guān)鍵，但磷是最主要的限制性養(yǎng)分。因此，本文從1989—2019年公開(kāi)發(fā)表的相關(guān)研究中提取583對(duì)有效數(shù)據(jù)，利用Meta分析，以我國(guó)典型湖泊(太湖、巢湖、滇池、白洋淀和松花湖)為對(duì)象，研究了磷濃度對(duì)水質(zhì)指標(biāo)以及藍(lán)藻水華爆發(fā)的影響，為藍(lán)藻水華爆發(fā)的防治提供參考，對(duì)水環(huán)境保護(hù)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究方法

1.1 文獻(xiàn)收集

利用中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)、萬(wàn)方和維普等國(guó)內(nèi)期刊數(shù)據(jù)庫(kù)，以“藍(lán)藻爆發(fā)”、“富營(yíng)養(yǎng)化”、“磷”和“湖泊”為關(guān)鍵詞，檢索1989—2019年發(fā)表的有關(guān)“我國(guó)湖泊水體磷濃度與藍(lán)藻水華爆發(fā)”的文獻(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行Meta分析。涉及湖泊包括太湖、巢湖、滇池、白洋淀和松花湖。為達(dá)到本研究的目的和減少篩選文獻(xiàn)帶來(lái)的偏差，制定以下6條文獻(xiàn)篩選標(biāo)準(zhǔn)：1)在我國(guó)湖泊進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)性或監(jiān)測(cè)性研究須設(shè)有實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，并以最低磷濃度作為對(duì)照組；2)在研究過(guò)程中，同一項(xiàng)研究須控制水體環(huán)境、氣象條件、實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)一致；3)所測(cè)點(diǎn)位至少觀測(cè)一個(gè)月以上，并取其均值，避免短期及氣候條件等導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差；4)至少包含一項(xiàng)以下參數(shù)：總磷(TP)含量、溶解氧(DO)含量、水體透明度(SD)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)和葉綠素a(Chla)含量；5)對(duì)于報(bào)道同一個(gè)研究的重復(fù)文獻(xiàn)，只選擇其中一篇；6)相關(guān)指標(biāo)參數(shù)須以均值表示，并包含標(biāo)準(zhǔn)差(標(biāo)準(zhǔn)誤或置信區(qū)間)和樣本容量，必要時(shí)可從圖表中提取相關(guān)數(shù)據(jù)?；谏鲜龊Y選標(biāo)準(zhǔn)，由最初的5 000余篇文獻(xiàn)，最終獲得15篇有效文獻(xiàn)(見(jiàn)表1)，并利用拉依達(dá)準(zhǔn)則(3σ準(zhǔn)則)剔除異常值后獲得583對(duì)有效數(shù)據(jù)。同時(shí)，數(shù)據(jù)的預(yù)處理結(jié)果顯示，失安全數(shù)為4.57×1011(P<0.1)，大于Hedges等[30]提出的參考限值5×1010，即文獻(xiàn)的發(fā)表偏倚很小，基于此數(shù)據(jù)的Meta分析結(jié)果穩(wěn)定。

表1 研究的4項(xiàng)指標(biāo)及其篩選文獻(xiàn)Table 1 Four research indexes and their screened literatures

1.2 數(shù)據(jù)整理

對(duì)每篇文獻(xiàn)中湖泊的地理位置、氣候條件、TP含量、DO含量、SD、CODMn、Chla含量的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，同時(shí)也包括對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、樣本容量。對(duì)表格形式的數(shù)據(jù)直接進(jìn)行提取，對(duì)圖片形式的數(shù)據(jù)使用Origin 2018軟件(OriginLab，Northampton，MA，USA)將其數(shù)字化。

為研究不同磷濃度下湖泊水質(zhì)指標(biāo)的變化及藍(lán)藻水華爆發(fā)的趨勢(shì)，將磷的質(zhì)量濃度分為4類：0～0.1、0.1～0.2、0.2～0.3 mg/L及>0.3 mg/L。此外，有研究表明氣候因素對(duì)藍(lán)藻水華爆發(fā)有較大影響[4-5]。因此，根據(jù)我國(guó)藍(lán)藻水華爆發(fā)區(qū)域的主要?dú)夂蛱卣鳎瑢啛釒Ъ撅L(fēng)氣候地區(qū)(年均氣溫13～20 ℃)和溫帶季風(fēng)氣候地區(qū)(年均氣溫11.7 ℃)設(shè)為亞組進(jìn)行Meta分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用MetaWin 2.0軟件(Sinauer Associates Inc，Sunderland，MA，USA)中的隨機(jī)效應(yīng)模型計(jì)算合并效應(yīng)值及其95%置信區(qū)間。Meta分析的效應(yīng)值可分析某一指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)組相對(duì)于對(duì)照組的變化幅度，以反應(yīng)比(r)的自然對(duì)數(shù)(lnr)為效應(yīng)值(E)，其計(jì)算公式如下。

E=lnr=ln (XE/XC)=lnXE-lnXC

(1)

式中，XE和XC分別表示實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中研究指標(biāo)的均值。若E=0，則說(shuō)明磷濃度未引起實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組之間的差異；若E>0，則說(shuō)明磷濃度對(duì)所研究的指標(biāo)參數(shù)產(chǎn)生正效應(yīng)：若E<0，則說(shuō)明磷濃度對(duì)所研究的指標(biāo)參數(shù)產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。

效應(yīng)值方差(v)的計(jì)算公式如下。

(2)

式中，SE和SC分別表示實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中研究指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差；NE和NC分別表示實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的樣本容量。為了得出實(shí)驗(yàn)組相對(duì)于對(duì)照組的效應(yīng)，對(duì)效應(yīng)值均值進(jìn)行加權(quán)處理，分析效應(yīng)值及其95%置信區(qū)間(95% CI)。若效應(yīng)值的95% CI與效應(yīng)值的“0”點(diǎn)相交，則認(rèn)為磷濃度對(duì)該指標(biāo)的影響不顯著(P>0.05)；反之，影響效果顯著(P<0.05)。

湖泊水體中磷濃度變化后，水體各項(xiàng)指標(biāo)的變化率通過(guò)以下公式[31]獲得。

D=(eE-1)×100%=(eln r-1)×100%

(3)

式中，D為實(shí)驗(yàn)組相對(duì)于對(duì)照組的指標(biāo)變化率。

采用Origin 2018軟件進(jìn)行相關(guān)圖件的制作，使用SPSS 25.0軟件(IBM，Armonk，NY，USA)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，P<0.05為相關(guān)性顯著，P<0.01為相關(guān)性極顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 湖泊中水質(zhì)指標(biāo)對(duì)磷濃度的總體響應(yīng)

湖泊中DO含量、SD、CODMn和Chla含量對(duì)磷濃度的總體響應(yīng)如圖1所示。Meta分析結(jié)果表明，湖泊中磷濃度對(duì)SD產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，其變化率為-38.57%；對(duì)CODMn和Chla含量產(chǎn)生正效應(yīng)，其變化率分別為17.35%和97.76%。DO含量效應(yīng)值的95%置信區(qū)間與效應(yīng)值的“0”點(diǎn)相交，說(shuō)明水體中磷濃度對(duì)其影響不顯著(P>0.05)。但是，水體中磷濃度對(duì)SD、CODMn和Chla含量的影響顯著(P<0.05)。

括號(hào)內(nèi)的第一個(gè)數(shù)字表示樣本容量，第二個(gè)數(shù)字表示指標(biāo)變化率。圖1 湖泊中DO含量、SD、CODMn和Chla含量對(duì)磷濃度的總體響應(yīng)Fig.1 The overall response of DO content, SD, CODMn and Chla content to phosphorus concentration in lakes

太湖、巢湖、滇池、白洋淀和松花湖5個(gè)不同地區(qū)的湖泊中，水體中DO含量、SD、CODMn和Chla含量對(duì)磷濃度的響應(yīng)如表2所示，從表2中可以看出5個(gè)湖泊中DO含量對(duì)磷濃度的響應(yīng)均不顯著(P>0.05)。在上述湖泊(不包含滇池)中磷濃度對(duì)SD均產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，且效果顯著(P<0.05)，說(shuō)明磷濃度升高會(huì)顯著降低水體透明度。5個(gè)湖泊中僅太湖中磷濃度對(duì)CODMn的效應(yīng)顯著，產(chǎn)生正效應(yīng)，而對(duì)其他湖泊的效果均不顯著。這可能是由于對(duì)太湖的相關(guān)研究主要集中在2007—2011年，正值2007年太湖藍(lán)藻污染事件，湖泊整體水質(zhì)較差，因此CODMn效應(yīng)顯著高于其他湖泊[32]。在Chla含量對(duì)磷濃度的響應(yīng)方面，磷濃度對(duì)湖泊中Chla含量產(chǎn)生顯著的正效應(yīng)，說(shuō)明磷濃度升高是導(dǎo)致藍(lán)藻水華爆發(fā)的關(guān)鍵因素[2]。

表2 我國(guó)典型湖泊中DO含量、SD、CODMn和Chla含量對(duì)磷濃度的響應(yīng)Table 2 Response of DO content, SD, CODMn and Chla content to phosphorus concentration of typical lakes in China

2.2 湖泊中磷濃度對(duì)水體指標(biāo)的影響

湖泊中磷濃度是影響水體富營(yíng)養(yǎng)化程度及藍(lán)藻水華爆發(fā)的主要因素，此外，溫度、光照時(shí)間、水利條件、風(fēng)速和風(fēng)向等自然因素也是影響湖泊藍(lán)藻水華爆發(fā)的關(guān)鍵因素[2]。太湖、巢湖和滇池屬于亞熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)，白洋淀和松花湖屬于溫帶季風(fēng)氣候地區(qū)，故在分析湖泊中磷濃度變化的同時(shí)，也根據(jù)湖泊的氣候特點(diǎn)對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，以明確不同氣候地區(qū)的湖泊中藍(lán)藻水華爆發(fā)的規(guī)律。

2.2.1DO含量

DO含量反映水體的污染程度，是影響水環(huán)境健康的重要因素[33]。湖泊中磷濃度對(duì)DO含量的影響如圖2所示。可以看出，在2種氣候條件下當(dāng)磷的質(zhì)量濃度為0～0.1 mg/L時(shí)磷濃度對(duì)DO含量產(chǎn)生正效應(yīng)，這可能是由于適量的磷可為水生植物提供養(yǎng)分，促進(jìn)光合作用，從而使DO含量增加。隨著磷濃度的升高，磷濃度對(duì)DO含量產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。在磷的質(zhì)量濃度為0.2～0.3 mg/L(亞熱帶季風(fēng)氣候)和>0.3 mg/L(溫帶季風(fēng)氣候)時(shí)負(fù)效應(yīng)最大，DO含量變化率分別為-12.74%和-27.32%。浮游植物會(huì)通過(guò)光合作用產(chǎn)生氧氣，從而增加水體中DO含量，但其呼吸作用又會(huì)消耗氧氣[33]。隨著磷含量逐漸升高，浮游動(dòng)物和藻類迅速繁殖，占據(jù)大量湖泊表層面積，下層浮游動(dòng)物和藻類進(jìn)行光合作用的強(qiáng)度減弱。此外藻類死亡分解也會(huì)消耗氧氣，當(dāng)光合作用的產(chǎn)氧量小于呼吸作用和藻類分解的耗氧量時(shí)，水體DO含量下降，進(jìn)而危害水生生物健康和水生態(tài)系統(tǒng)安全[2]。

括號(hào)內(nèi)的第一個(gè)數(shù)字表示樣本容量，第二個(gè)數(shù)字表示DO含量變化率。圖2 磷濃度對(duì)DO含量的影響Fig.2 Effect of phosphorus concentration on DO content

在自然條件下，湖泊水體中的DO含量會(huì)處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍，水溫是影響其變化的主要因素[34]。溫度的改變可以在很大程度上影響有機(jī)物的產(chǎn)生和積累，同時(shí)也會(huì)影響水體的氧動(dòng)態(tài)和氮磷循環(huán)過(guò)程[35]。從圖2可以看出亞熱帶和溫帶季風(fēng)氣候地區(qū)的湖泊中DO含量隨磷濃度變化的趨勢(shì)相似。在磷的質(zhì)量濃度為0～0.1 mg/L時(shí)，磷濃度對(duì)亞熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)DO含量的正效應(yīng)顯著(P<0.05)，而對(duì)溫帶季風(fēng)氣候地區(qū)的正效應(yīng)不顯著(P>0.05)。這可能是由于亞熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)的光照強(qiáng)度和水溫較高，有利于水生植物的光合作用，從而導(dǎo)致水體DO含量升高[33]。

2.2.2SD

SD是反映水體渾濁程度的重要參數(shù)，在研究水環(huán)境變化和水體富營(yíng)養(yǎng)化等方面都具有重要意義[36]。磷濃度對(duì)SD的影響如圖3所示，磷在不同濃度下均會(huì)對(duì)SD產(chǎn)生顯著負(fù)效應(yīng)(P<0.05)，且隨磷濃度的升高負(fù)效應(yīng)先增大后減小。在2種氣候條件下，當(dāng)磷的質(zhì)量濃度為0.1～0.2 mg/L時(shí)磷濃度對(duì)SD的負(fù)效應(yīng)最明顯，SD變化率分別為-42.59%(亞熱帶季風(fēng)氣候)和-57.33%(溫帶季風(fēng)氣候)。Chang等[36]構(gòu)建了水體透明度評(píng)價(jià)體系，指出SD受懸浮顆粒物和Chla的影響最大。磷濃度的增加會(huì)導(dǎo)致藻類加速生長(zhǎng)，產(chǎn)生大量Chla，降低水體透明度。但藻類植物的生長(zhǎng)在一定程度上可以起到凈化水體的作用，Brune等[37]提出菌藻共生體系可通過(guò)藻類光合作用和好氧菌代謝，對(duì)水體進(jìn)行凈化，同時(shí)藻類和菌株還會(huì)吸附水中的懸浮顆粒物，改善水體透明度。因此，在磷濃度增加時(shí)，負(fù)效應(yīng)不會(huì)持續(xù)降低，而是呈現(xiàn)輕微的反彈趨勢(shì)。

括號(hào)內(nèi)的第一個(gè)數(shù)字表示樣本容量，第二個(gè)數(shù)字表示SD變化率。圖3 磷濃度對(duì)SD的影響Fig.3 Effect of phosphorus concentration on SD

亞熱帶和溫帶季風(fēng)氣候地區(qū)的湖泊所呈現(xiàn)的規(guī)律相似。在磷的質(zhì)量濃度為0～0.1 mg/L和0.1～0.2 mg/L時(shí)，溫帶季風(fēng)氣候地區(qū)的SD負(fù)效應(yīng)明顯高于亞熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)。這樣的差異主要是由溫度、光照、降水量不同導(dǎo)致的，亞熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)的年均溫度較高，更利于浮游動(dòng)物和藻類的繁殖，對(duì)水體的凈化效果更好，所以負(fù)效應(yīng)較低。

2.2.3CODMn

CODMn是我國(guó)評(píng)價(jià)地表水質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，能在一定程度上反映地表水質(zhì)量[38]。磷濃度對(duì)CODMn的影響如圖4所示，磷在不同濃度下對(duì)CODMn均產(chǎn)生正效應(yīng)，在磷的質(zhì)量濃度為0.2～0.3 mg/L(亞熱帶季風(fēng)氣候)時(shí)CODMn變化率最大，為74.46%。CODMn增加是水體中有機(jī)物含量增加導(dǎo)致的，藻類和浮游動(dòng)物的大量繁殖會(huì)使CODMn升高[39]。韓志萍等[40]發(fā)現(xiàn)湖泊中藍(lán)藻生物量與CODMn呈正相關(guān)，且高峰期一致。其他相關(guān)研究[40-41]均發(fā)現(xiàn)CODMn對(duì)藍(lán)藻水華爆發(fā)有顯著影響，因此CODMn的管控是控制藍(lán)藻水華爆發(fā)的重要措施之一。

括號(hào)內(nèi)的第一個(gè)數(shù)字表示樣本容量，第二個(gè)數(shù)字表示CODMn變化率。圖4 磷濃度對(duì)CODMn的影響Fig.4 Effect of phosphorus concentration on CODMn

2.2.4Chla含量

Chla含量作為浮游植物存量的表征指標(biāo)[42]，可有效反映水體富營(yíng)養(yǎng)化情況和藍(lán)藻水華爆發(fā)趨勢(shì)。例如，Aubriot等[43]利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)Chla濃度，建立了藍(lán)藻水華爆發(fā)預(yù)警系統(tǒng)，為普拉塔河的藍(lán)藻水華爆發(fā)提供了阻控依據(jù)。磷濃度對(duì)Chla含量的影響如圖5所示，Chla含量對(duì)磷濃度的響應(yīng)趨勢(shì)與CODMn基本相似。在亞熱帶季風(fēng)氣候條件下，隨磷濃度的增加正效應(yīng)逐漸增大，在磷的質(zhì)量濃度>0.3 mg/L時(shí)效應(yīng)值最大，Chla含量變化率為326.99%。在溫帶季風(fēng)氣候條件下，在磷的質(zhì)量濃度為0.1～0.2 mg/L時(shí)正效應(yīng)最大，Chla含量變化率為154.77%。

括號(hào)內(nèi)的第一個(gè)數(shù)字表示樣本容量，第二個(gè)數(shù)字表示Chla含量變化率。圖5 磷濃度對(duì)Chla含量的影響Fig.5 Effect of phosphorus concentration on Chla content

在不同氣候地區(qū)，磷濃度對(duì)Chla含量均產(chǎn)生正效應(yīng)，在磷的質(zhì)量濃度為0～0.1 mg/L時(shí)，亞熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)的Chla含量變化率(86.60%)高于溫帶季風(fēng)氣候地區(qū)(67.21%)，說(shuō)明此時(shí)其發(fā)生水體富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高。不同氣候地區(qū)的水溫差異較大，水溫可直接影響浮游植物體內(nèi)酶的活性，調(diào)控浮游植物的光合作用和呼吸代謝速率，進(jìn)而影響湖泊中Chla的濃度[43]。

2.3 相關(guān)性分析

為了論證Meta分析的結(jié)果以及磷濃度與水體各指標(biāo)之間的關(guān)系，對(duì)各指標(biāo)間的相關(guān)性進(jìn)行了分析，結(jié)果如表3所示。DO含量、SD、CODMn與TP含量呈現(xiàn)顯著或極顯著相關(guān)性，其中DO含量和SD與TP含量呈負(fù)相關(guān)，CODMn與TP含量呈正相關(guān)。水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是藍(lán)藻生長(zhǎng)繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量決定著藍(lán)藻的繁殖速度，對(duì)水華的發(fā)生有至關(guān)重要的影響[2]。結(jié)果表明TP含量是影響湖泊水質(zhì)指標(biāo)的重要因素，限制湖泊中磷濃度是防治水體富營(yíng)養(yǎng)化和維護(hù)湖泊水質(zhì)的重要手段。

表3 我國(guó)典型湖泊的水質(zhì)指標(biāo)相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients of water quality indexes of typical lakes in China

但是相關(guān)性分析結(jié)果顯示TP含量與Chla含量的相關(guān)性不顯著，這與前文Meta分析中TP含量會(huì)顯著影響Chla含量的結(jié)論存在出入，其原因分析如下：1)本文選擇5個(gè)不同地區(qū)的湖泊進(jìn)行相關(guān)性分析，不同湖泊間TP含量和Chla含量的關(guān)系可能受自然因素(水利條件、氣象條件等)和人為因素(實(shí)驗(yàn)差異等)的影響，其間的相關(guān)性被破壞；在Meta分析中由于選用同一篇文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組進(jìn)行分析，可以排除一定的人為因素和自然因素的影響。2)研究變量的差異。Meta分析為實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組間的對(duì)比分析，而相關(guān)性分析屬于TP含量和Chla含量間關(guān)系的分析，故會(huì)產(chǎn)生一定的差異。

3 結(jié)論

(1)湖泊中磷濃度對(duì)SD產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，使SD降低38.57%；對(duì)DO含量、CODMn和Chla含量產(chǎn)生正效應(yīng)，使其分別增加了1.39%、17.35%和97.76%，其中對(duì)DO含量的影響不顯著(P>0.05)。

(2)隨著湖泊中磷濃度的增加，各指標(biāo)呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)。磷濃度對(duì)DO含量的正效應(yīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)效應(yīng)，在磷的質(zhì)量濃度為0.2～0.3 mg/L(亞熱帶季風(fēng)氣候)和>0.3 mg/L(溫帶季風(fēng)氣候)時(shí)對(duì)DO含量的負(fù)效應(yīng)最大；對(duì)SD的負(fù)效應(yīng)隨磷濃度的升高先增大后略微減小，在磷的質(zhì)量濃度為0.1～0.2 mg/L時(shí)負(fù)效應(yīng)最大；CODMn和Chla含量對(duì)磷濃度的響應(yīng)趨勢(shì)基本相似，在亞熱帶季風(fēng)氣候條件下，磷的質(zhì)量濃度分別在0.2～0.3 mg/L和>0.3 mg/L時(shí)正效應(yīng)最大。

(3)在不同氣候條件下，在磷濃度變化時(shí)湖泊的水質(zhì)和藍(lán)藻爆發(fā)情況不盡相同。在磷的質(zhì)量濃度為0～0.1 mg/L時(shí)亞熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)湖泊的DO含量、CODMn和Chla含量對(duì)磷濃度的響應(yīng)程度高于溫帶季風(fēng)氣候地區(qū)，更易受磷濃度的影響，藍(lán)藻水華爆發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高。

在不同湖泊中，藍(lán)藻水華的影響因素間交叉和組合的作用是不同的，因此，不同水體藍(lán)藻水華爆發(fā)的原因和機(jī)制可能有所不同。在下一步的研究中建議采用網(wǎng)狀Meta分析，進(jìn)行多因素的混合效應(yīng)研究。同時(shí)，在討論特定水體的藍(lán)藻水華狀況時(shí)，有必要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析。