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高坝洲水库位于清江流域3个梯级电站的最下游，与长江相通，清江流域全部水源经高坝洲水库流入长江，移民在库区开展网箱鱼类养殖业，因而使库区形成了一个交叉影响的水域生态环境。库区水域生态环境受清江流域沿岸带入的各类有机物污染源及库区网箱养鱼产生的氮、磷等相互影响［1，2］。本研究在高坝洲水库大坝上溯至隔河岩大坝下的库区水域内设置了6个采样点，每月进行1次常规监测分析。监测内容包括：①理化因子，如水温、透明度（SD）、溶解氧、pH、电导率以及总氮（TN）、总磷（TP）、化学需氧量（COD）、高锰酸盐指数（CODMn）、叶绿素a（Chl．a）等水体主要理化因子；②浮游生物：浮游植物的种类组成、分布、密度、生物量、叶绿素a含量，以及浮游动物的种类组成、分布、密度和生物量；③底栖动物的种类组成、分布、密度和生物量［3，4］。2010年3月至2011年12月对高坝洲水库增殖放流滤食性鱼类苗种后水域理化因子进行常规监测，并对2010年放流20万尾（60尾／hm2）与2011年放流40万尾（120尾／hm2）后水体理化因子参数进行了比较分析，为库区实施鱼类增殖放流净化水质以及生态修复与渔业增殖提供科学依据。 1材料与方法 1．1采样点设置 高坝洲水库大坝上溯至隔河岩大坝下的库区水域共设置6个采样点（图1），其中，隔河岩电站发电排出的底层低温水水温回升至正常水温处为Hb1号采样点（经过长阳县城区、朱津滩），高坝洲库区第一个网箱养殖区域为Hb2号采样点（南岸坪），第二个网箱养殖区域为Hb3号采样点（柳津滩），第三个网箱养殖区域为Hb4号采样点（红土溪），库区网箱养殖区域下游为Hb5号采样点（磨市），库区水体经过大坝进入长江处为Hb6号采样点（高坝洲大坝）。 1．2监测指标 主要监测项目为：水深、水温、溶解氧、pH、透明度（SD）、电导率（Cond）、总氮（TN）、硝酸盐氮（NO3－N）、氨氮（NH4－N）、亚硝酸盐氮（NO2－N）、总磷（TP）、正磷酸盐（PO4－P）、总硬度（HD）、化学需氧量（COD）、高锰酸盐指数（CODMn）、叶绿素a（Chl．a）。1．3监测方法水深、透明度用塞氏盘法现场测定，水温、pH、电导率、溶解氧等采用多参数水质分析仪现场测定，其他理化指标均由水体0．5、2．5、5．0m深处取水样混合均匀后带回实验室进行处理，采用德国默克公司的PhotoLab6100型可见分光光度计及各种理化因子检测试剂盒进行测定，并用相关软件分析实验数据。 2结果与分析 2010年3月至2011年12月高坝洲水库水域主要理化指标月平均含量分析结果见表1。 2．1氮（TN、NH4－N、NO2－N、NO3－N） 2010年3月至2011年12月高坝洲水库水域TN、NH4－N、NO2－N、NO3－N月平均含量分别为1．512、0．159、0．0517、1．3304mg／L，高坝洲库区水域中NH4－N、NO2－N、NO3－N在无机氮中所占比例分别为10.32％、3.35％、86.33％，无机氮中NO3－N占主要优势，这与我国大多数江河型水库、河流、湖泊水域相似。高坝洲库区的TN含量受清江上游面源污染量以及库区网箱养殖氮排出量影响较大，2010年3月至2011年12月TN月平均含量变化范围为0．841～1．994mg／L，月平均含量为1．512mg／L，2010年TN月平均含量为1．659mg／L、2011年TN月平均含量为1．389mg／L，通过增殖放流滤食性鱼类苗种，库区水域中TN含量2011年比2010年下降16．27％。2010年3月至2011年12月高坝洲库区水域TN含量如图2所示。2011年7～9月水体TN含量升高的主要原因：其一是隔河岩电站发电量减少导致高坝洲库区水源量严重减少；其二是2011年6月长阳县境内发生400多毫米的特大暴雨，将大量的面源污染（大量的氮）带入高坝洲库区；其三是经过投放滤食性鱼类，在库区水质得到了改善后养殖户增加了养殖网箱数量，加之高温期投饵量增加，以致水体TN含量升高。 2010年3月至2011年12月高坝洲库区水域NH4－N含量如图3所示。高坝洲库区水域中NH4－N含量在空间、时间上产生的差异相当大，2010年3月至2011年12月库区水域NH4－N月平均含量变化范围为0．068～0．371mg／L，月平均含量为0．159mg／L。NH4－N含量在空间上的差异表明，隔河岩大坝发电排水量、网箱养殖区排出的氮磷量、入库水源带入的面源污染量以及不同季节水温变化等因素均能引起NH4－N含量明显变化。 2010年3月至2011年12月高坝洲库区水域NO2－N含量如图4所示。2010年3月至2011年12月NO2－N月平均含量变化范围为0．0225～0．0803mg／L，月平均含量为0．0517mg／L。从表1月平均含量可以看出，通过增殖放流滤食性鱼类苗种，2010年NO2－N月平均含量为0．0662mg／L，2011年为0．0396mg／L；高坝洲库区2011年增加滤食性鱼类苗种投放量后，NO2－N月平均含量比2010年下降40．18％，这表明增殖放流适宜数量的滤食性鱼类对库区水质生物净化能产生较好的生态效应。 2010年3月至2011年12月高坝洲库区水域NO3－N含量如图5所示。高坝洲库区水体中NO3－N在无机氮中占主要优势，约为总无机氮的86.33％，库区水体中NO3－N月平均含量变化范围为0．5917～1．7668mg／L，月平均含量为1．3304mg／L。从表1月平均含量可以看出，通过增殖放流滤食鱼类后，NO3－N月平均含量2010年为1．4729mg／L，2011年为1．2117mg／L，NO3－N月平均含量2011年比2010年下降17.73％，这表明滤食性鱼类增殖放流对库区水质生物净化能产生较好的生态效应。 2．2磷（TP、PO4－P） 2010年3月至2011年12月高坝洲库区水域TP、PO4－P含量如图6和图7所示。2010年3月至2011年12月高坝洲库区水域中TP月平均含量为0．1203mg／L，2011年库区水域中PO4－P月平均含量为0．0325mg／L，与我国其他水库、湖泊、河流以及清江高坝洲上游2个库区相比，高坝洲库区水域中TP、PO4－P月平均含量偏高。在2010年3月至2011年12月对高坝洲库区水体进行监测期间，TP月平均含量变化范围为0．0376～0．4510mg／L，2011年监测的PO4－P月平均含量变化范围为0．0175～0．0490mg／L。高坝洲库区水域经过增殖放流滤食性鱼类后，2010年TP月平均含量为0．0999mg／L，2011年为0．1373mg／L，TP月平均含量2011年比2010年上升37．44％，这表明滤食性鱼类增殖放流对库区水质生物净化能产生较好的生态效应（图6）。#p#分页标题#e# 2010年未对高坝洲库区水域PO4－P含量进行监测，2011年对该水域的PO4－P含量每月监测1次，其月平均含量变化范围为0．0175～0．0490mg／L，2011年PO4－P月平均含量（图7）与TP月平均含量的变化动态表现出较高的一致性，其变化随TN含量变化而变化，这表明高坝洲库区水域中TN、PO4－P的来源与污染源基本一致，同时也表明增殖放流滤食性鱼类净化水质产生的生态效应也一致。 2．3叶绿素a（Chl．a） 2010年3月至2011年12月高坝洲库区水域中Chl．a含量随季节的变化而变动，变化范围为4．6033～22．3133mg／m3，月平均含量为12．3591mg／m3。2010年Chl．a含量变化范围为9．5417～19．6000mg／m3，月平均含量为14．9178mg／m3；2011年Chl．a含量变化范围为4．6033～22．3133mg／m3，月平均含量为10．2268mg／m3。2011年5～7月Chl．a含量出现高峰（图8），其主要原因是该段时间隔河岩电站发电量减少，高坝洲库区水源量较少，6月上旬高坝洲库区上游长阳县境内发生400mm以上特大暴雨，使面源污染全部流入库区，导致库区上游发生3．5km的水华，经过滤食性鱼类摄食生物净化后于7月中旬恢复至正常含量。从图8中可以看出，2011年除5～7月出现面源污染导致Chl．a含量出现高峰外，其他月份Chl．a含量均低于2010年月平均含量，2011年Chl．a月平均含量比2010年下降31．45％。由于2011年库区投放的滤食性鱼类苗种数量高于2010年，发生大面积污染在30d左右即能恢复至正常状态，这是实施增殖放流产生的生态效应。 2．4化学需氧量（COD） 2010年3月至2011年12月高坝洲库区水域COD含量变化范围为14．451～20．744mg／L，月平均含量为17．156mg／L。2010年变化范围为16．363～20．744mg／L，月平均含量为18．315mg／L；2011年变化范围为14．451～19．736mg／L，月平均含量为16．191mg／L，COD月平均含量2011年比2010年下降11．60％（图9）。从图9中可以看出，2011年增加滤食性鱼类投放量后库区水体中COD月平均含量与2010年相比明显下降。 2．5高锰酸盐指数（CODMn） 2011年高坝洲库区水域高锰酸盐指数（CODMn）变化范围为1．9000～7．7533mg／L，月平均含量为3．9851mg／L（图10）。 2．6透明度（SD） 经过大约两年的增殖放流滤食性鱼类，高坝洲库区水质有比较明显的改善。2010年3月至2011年12月库区水体透明度变化范围为183．833～306．333cm，月平均透明度为233．561cm。2011年库区水体透明度比2010年增加7．22％（图11）。从图11中可以看出，高坝洲库区水体透明度变化起伏较大，其主要原因是高坝洲库区水体透明度受隔河岩电站发电量多少及排水量大小直接影响，透明度与排水量成正比例关系。 2．7其他理化特征 2．7．1水温 2010年3月至2011年12月高坝洲库区水域月平均水温变化范围为10．17～28．05℃，平均水温为18．96℃。2010年平均水温为19．16℃，2011年平均水温为18．76℃。 2．7．2pH 2010年3月至2011年12月高坝洲库区水体pH月平均变化范围为6．800～7．700，月平均值为7．200。2010年pH月平均值为6．855，2011年pH月平均值为7．487，2011年水体pH月平均值比2010年高9．22％。 2．7．3总硬度（HD） 2010年3月至2011年12月高坝洲库区水体HD月平均变化范围为2．451～3．883°dH，平均值为3．105°dH。2010年月平均HD为2．841°dH，2011年月平均HD为3．369°dH，2011年月平均HD比2010年高18．59％。 2．7．4电导率（Cond） 2010年3月至2011年12月高坝洲库区水体电导率月平均变化范围为214．416～256．300mS／m，平均值为231．225mS／m。2010年月平均电导率为222．255mS／m，2011年月平均电导率为240．194mS／m，2011年月平均电导率比2010年高8．07％。 2．8富营养化评价 根据Aixaki修正的卡尔森营养状态指数（TSIM）的计算公式［5］，分别计算TSIM（Chl．a）、TSIM（TP）、TSIM（SD）、TSIM（TN）、TSIM（COD）。相关的加权营养状态指数TSIM（Σ）计算公式为：TSIM（Σ）＝mj=1ΣWj•TSIM（j）据研究表明，对于Aixaki修正的卡尔森营养状态指数中的5项指标，相对重要性有：COD＞Chl．a＞SD＞TP＞TN，则相应权重为W＝（0．455，0．251，0．154，0．086，0．054），据此权重计算TSIM（Σ），结果见表2。从表2可以看出，除了2010年4月、2011年1月和12月外，其他月份TSIM均大于50，2010年TSIM月平均值为57．36，2011年为53．78，均为轻度富营养化（TSIM＞53），但2011年TSIM比2010年下降6．24％，表明增殖放流滤食鱼类对水质净化产生了一定的效果，但是高坝洲库区水体总体上处于轻度富营养化水平（TSIM（Σ）平均值为55．57）。t检验－成对双样本均值分析，P＝0．1027，也表明2011年富营养化水平显著低于2010年，进一步证实增殖放流滤食性鱼类产生了生态修复效应。 3小结 对2010年3月至2011年12月增殖放流滤食性鱼类后高坝洲水库水体理化因子变化规律分析结果表明，库区投放60尾／hm2与120尾／hm2鱼种，TN、Chl．a、COD等主要理化因子2011年比2010年分别下降16．27％、31．45％、11.60%，富营养化评价综合指数下降6．24％。根据富营养化指数评价标准，高坝洲库区水域仍处于轻度富营养化水平；根据高坝洲库区生态环境特点，库区水域达到生态修复Ⅱ~Ⅲ类水质标准，因此，该水域仍需要增加滤食性鱼种的投放量至240～300尾／hm2，同时要控制库区网箱养殖的数量。