2023, Vol. 35 
(2: 江西省生态环境科学研究与规划院，南昌 330039)
(3: 江西省环境保护工程技术研究中心，南昌 330039)
(4: 江西省新余市生态环境监测中心，新余 336500)
(2: Jiangxi Academy of Eco-Environmental Sciences & Planning, Nanchang 330039, P.R.China)
(3: Environmental Pollution Engineering Center of Jiangxi, Nanchang 330039, P.R.China)
(4: Xinyu Municipal Eco-Environmental Monitoring Center of Jiangxi, Xinyu 336500, P.R.China)
溶解氧(DO)是维持水生生物生存繁殖和生态系统平衡发展的最重要条件之一，是评价水环境质量的重要指标，因其对自然及人为驱动因素的响应敏感，常用于揭示污染源信息、指示水生生态系统的健康状态[1-2]。淡水溶解氧的最低标准值为5 mg/L[3]，有关研究表明，溶解氧在5 mg/L以下时，各种浮游生物不能生存；4 mg/L左右是保障鱼群生存的最低浓度；2~5 mg/L之间是好氧微生物生存的先决条件；当溶解氧 < 2 mg/L时，称水体缺氧(hypoxia)[4]。水体缺氧所形成的还原环境会促进厌氧细菌繁殖，进而加速有机物分解，释放甲烷、硫化氢等有毒气体，造成水生动植物及微生物死亡、水体黑臭等现象[5-8]。水体缺氧还会导致沉积物中磷释放通量增大及无机氮的去除效率降低，导致水体持续富营养化[9-10]，进而危害生态系统安全。
研究表明，水体中溶解氧含量改变不是单一因素的作用，而是物理-化学-生物因素耦合的结果[2, 11-12]。大气复氧、藻类及水生植物的光合作用是水中溶解氧的主要来源，而溶解氧的消耗途径主要有水生生物的呼吸作用、水体或底泥中有机物分解以及其他还原性物质耗氧等[13-15]，受这些过程的影响，水中溶解氧浓度在时间和空间上呈现出不同差异。曾春芬等[16]研究发现天目湖夏季溶解氧浓度最低且垂向差异最大，冬季溶解氧最高且垂向变化不显著。殷燕等[17]研究发现千岛湖水体溶解氧存在显著的季节性差异，表层溶解氧最大值出现在春季，最小值出现在秋季，除冬季外，各站点均在温跃层(Thermocline)内发现溶解氧的极小值(MOM)现象。Zhu等[18]研究发现太湖溶解氧存在较强的昼夜变化，峰值通常出现在14:00-18:00之间，最低值通常在4:00-7:00之间。
然而，前人对于湖泊溶解氧影响因素的探究大多为定性研究，缺少对各因素综合贡献力的量化分析。近年来，以结构方程模型(SEM)为代表的多变量统计分析方法逐渐成为量化分析的主要工具[19]。结构方程模型综合了回归分析、方差分析、路径分析及因子分析，考虑了变量之间相互作用后整体的对外影响，特别是对于溶解氧这种作用机制复杂的体系，用SEM能够更加清晰的阐明机理，反应变量之间的关系[20]。本文通过连续野外湖泊调查、SEM等手段，分析了典型南方深水湖库——江西仙女湖不同营养状态下溶解氧的时空分布规律及驱动因素，探讨了湖泊溶解氧极小值MOM出现的成因及其对富营养化治理的启示，以期为湖库水环境管理提供参考依据和科学基础。
1 材料与方法 1.1 研究区域概况仙女湖，又名江口水库，为江西省四大水库之一，位于新余市西南部(27°33′~28°05′N，114°29′~115°24′E)，赣江流域下游一级支流袁河中段，是1964年为蓄水拦截袁河而形成的人工湖。仙女湖于2013年入选国家水质良好湖泊试点名录，是新余市重要的地市级集中式饮用水水源地，因2016年4月发生水污染事件而备受关注。其湖区共分为两个子湖和一条峡谷，上游为钤阳湖，下游为舞龙湖，中间连接峡谷为钟山峡，湖区水域总面积约50 km2，东西最长处约30 km，南北最宽约10 km，库容约8.9亿m3，平均水深12 m，最深处位于江口大坝前(历史最深约33.4 m)。仙女湖多年平均径流量为110.94 m3/s，年平均径流总量约2.92亿m3，4-9月份占全年径流总量的68.5 %。全年平均气温17.8℃，年平均降雨量1573.1 mm，相对湿度79 %，常年主导风向以东风和西南风为主，多年平均风速1.8 m/s左右[21-22]。
1.2 数据来源及采样点布置仙女湖2008-2021年塘边、湖心岛、傣家村、江口4个国控点位的溶解氧数据来自于新余市生态环境质量公报或新余市生态环境监测中心。另根据湖区水域分布特征及水力特性，在仙女湖湖区布设11个加密点位(XN1~XN11，图 1)，于水污染事件发生前(2014年5月-2015年4月)及水污染事件结束后(2018年1月-2018年12月)对仙女湖水质因子进行逐月的现场详细调查，调查时间均选在晴朗的白天。现场测定溶解氧(DO)、水温(WT)、pH值(pH)、浊度(TURB)，另使用有机玻璃采水器采集各点位水面下0.5 m处样品，放入保温箱内0~4℃避光运输保存，在24 h内送回实验室对氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和叶绿素a(Chl.a)进行测定。
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图 1 江西省仙女湖采样点分布 Fig.1 Sampling sites in Lake Xiannv, Jiangxi Province |
于2014年的7月(夏季)、9月(秋季)、12月(冬季)以及2015年的4月(春季)对江口点位溶解氧浓度在06:00(光合作用未开始)、10:00(光合作用开始)、14:00(光合作用最强)和18:00(光合作用结束)4个时间段进行垂向监测，同步记录水温、水深(Depth)数据。垂向监测从表层0.5 m处开始，缓慢匀速下放取水器，每隔2 m取一次水样。
1.3 测定方法与评价方法 1.3.1 测定方法水质指标测定方法参照《水和废水监测分析方法(第四版)》[23]：溶解氧、水温、pH值用多参数水质测量仪(美国YSI 556-02 MPS)现场测量，浊度用便携式浊度计(美国HACH-2100Q)测定，氨氮测定采用钠氏试剂光度法，总氮测定采用过硫酸钾氧化紫外分光光度法，总磷测定采用钼酸铵分光光度法。叶绿素a浓度测定采用乙醇萃取分光光度法[24]。综合营养状态指数TLI(∑)采用《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》中的评价方法与标准[25]。
1.3.2 模型构建及评价溶解氧浓度变化的原因较复杂，除了受物理环境及营养物质转化耗氧影响外，还会受到浮游植物的影响，本模型中用叶绿素a浓度表示浮游植物生物量[20]。根据溶解氧来源及损耗的先验理论研究和SEM相关的研究建议建立溶解氧的验证性因子分析模型，采用极大似然法对参数进行估计[26]。模型共设立水温、pH两个外生观测变量以及叶绿素a、浊度、溶解氧3个内生观测变量，同时用氨氮、总氮和总磷构建营养盐这一内生潜变量，概念模型见图 2。选择模型的调整卡方(χ2/df)、显著性(P)、赤池信息指数(AIC)、拟合优度指数(GFI)、规范拟合指数(NFI)以及近似误差均方根(RMSEA)检验模型的适配度[26-27]，其评价标准见表 1。
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图 2 仙女湖溶解氧浓度变化概念模型 Fig.2 Conceptual model of dissolved oxygen concentration change in Lake Xiannv |
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表 1 模型拟合指数与评价标准 Tab. 1 Model fitting index and evaluation standard |
本研究所有数据图绘制使用Office 2016、Origin 2021软件完成。采样点分布图及溶解氧分布图使用ArcGIS 10.7软件绘制，其中，溶解氧浓度的季节变化以各季度算术平均值进行绘制，每年3-5月为春季、6-8月为夏季、9-11月为秋季、12月-次年2月为冬季。用SPSS 26软件进行数据的异常值、缺失值处理及差异性分析，用AMOS 24软件完成SEM建立及修正。
2 结果与分析 2.1 仙女湖溶解氧时间分布特征2008-2021年仙女湖水体溶解氧浓度先下降后上升，整体呈向好趋势，变化范围为5.1~18.7 mg/L(图 3)。其变化过程大致可分为4个阶段：2008-2013年溶解氧浓度不断下降(由8.5 mg/L降至6.8 mg/L)；2014-2015年溶解氧浓度较为稳定(维持在6.3 mg/L左右)；2016-2018年溶解氧浓度迅速上升(由6.9 mg/L升至10.2 mg/L)；2019-2021年呈波动式下降(由9.8 mg/L降至8.9 mg/L)。
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图 3 2008-2021年仙女湖水体溶解氧浓度的年际变化 Fig.3 Interannual variation of dissolved oxygen in the water column of Lake Xiannv during 2008-2021 |
仙女湖水体溶解氧浓度的多年春、夏、秋、冬季均值分别为(8.52±1.82)、(7.31±1.35)、(7.36±1.08)、(8.48±1.68) mg/L，其中春季溶解氧浓度变化最大，秋季溶解氧浓度最稳定(图 4)。
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图 4 2008-2021年仙女湖水体溶解氧浓度的季节变化 Fig.4 Seasonal variation of dissolved oxygen in the water column of Lake Xiannv during 2008-2021 |
仙女湖表层水体溶解氧的水平空间分布研究结果见图 5。水污染事件发生前(2014-2015年)，表层水体溶解氧浓度变化范围为5.40~7.20 mg/L(以季节均值计)，春、夏、秋、冬季所有点位溶解氧浓度均值分别为(6.70± 0.21)、(6.22±0.18)、(6.12±0.38)、(6.65±0.25) mg/L，最大值出现在春季江口位置(7.20 mg/L)，最小值出现在秋季XN4位置(5.40 mg/L)，总体上看舞龙湖溶解氧浓度略高于钤阳湖，高值点位多出现在舞龙湖湖心区及湖出口处(XN7、傣家村、江口)。
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图 5 仙女湖水体溶解氧的水平空间分布(a~d、e~h分别表示水污染事件发生前后的春、夏、秋、冬季) Fig.5 The horizontal distribution of dissolved oxygen in the water column of Lake Xiannv (a-d, e-h represented spring, summer, autumn and winter before and after the water pollution accident, respectively) |
水污染事件结束后(2018年)，仙女湖表层水体溶解氧浓度变化范围为7.40~15.7 mg/L(以季节均值计)，春、夏、秋、冬季所有点位溶解氧浓度均值为(10.06±0.58)、(13.41±1.47)、(11.79±0.79)、(8.46±0.83) mg/L，最大值出现在夏季XN6位置(15.7 mg/L)，最小值出现在冬季XN3位置(7.40 mg/L)，溶解氧高值点位多出现在钤阳湖及舞龙湖枝杈状湖湾位置(XN2、XN3、XN4、湖心岛、XN6)，其中春、夏、秋季溶解氧浓度极大值均出现在枝杈状的XN6号点处，且夏季溶解氧浓度高值区在冬季变为低值区。
2.2.2 垂向分布仙女湖春季水体溶解氧浓度在0~10 m间呈明显下降趋势，10 m以下趋于稳定，最大值(6.90 mg/L)出现在14:00的表层0.5 m处，最小值(4.68 mg/L)出现在06:00的底部20 m处；夏季溶解氧浓度最大值(5.89 mg/L)出现在18:00的表层0.5 m处，最小值(3.70 mg/L)出现在06:00的10 m处；秋季溶解氧浓度最大值(6.00 mg/L)出现在14:00的表层0.5 m处，最小值(3.90 mg/L)出现在06:00的底部22 m处；冬季溶解氧浓度最大值(6.40 mg/L)出现在14:00的表层0.5 m处，最小值(6.11 mg/L)出现在06:00的底部18 m处，各时段溶解氧垂向混合均匀。水温的垂向变化趋势与溶解氧浓度基本一致，春、夏、秋、冬季最大值分别为春季(18.1℃)、夏季(33.2℃)、秋季(24.1℃)、冬季(12.2℃)，均出现在14:00的表层0.5 m处；最小值分别为春季(16.6℃)、夏季(26.8℃)、秋季(21.8℃)、冬季(11.3℃)，均出现在06:00的底部18~24 m处(图 6)。
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图 6 仙女湖溶解氧及水温的垂向空间分布 Fig.6 The vertical distribution of dissolved oxygen and water temperature in Lake Xiannv |
总体而言，仙女湖水体溶解氧及水温随水深增加呈下降趋势，二者在各季节垂向差异均表现为夏季>秋季>春季>冬季。夏秋季在5 m以下出现低溶解氧(DO < 5 mg/L)区域，且夏季观察到明显的温跃层和MOM现象，随着时间推移，水温升高，MOM所在深度有下移趋势。
2.3 仙女湖溶解氧与水质因子的相关性分析加密监测结果表明，水污染事件发生前仙女湖表层水体各水质因子变化范围为水温9.60~32.00℃、pH 6.99~8.80、浊度3.98~88.10 NTU、叶绿素a 0.63~33.33 μg/L、氨氮0.059~0.896 mg/L、总氮0.448~1.570 mg/L、总磷0.005~0.074 mg/L；水污染事件结束后各水质因子变化范围为水温11.00~35.00℃、pH 6.93~9.71、浊度3.00~40.00 NTU、叶绿素a 1.26~264.37 μg/L、氨氮0.050~0.710 mg/L、总氮0.430~9.740 mg/L、总磷0.034~0.660 mg/L。
仙女湖表层溶解氧与其他水质因子的相关性矩阵(基于加密研究数据)见图 7。水污染事件发生前溶解氧与pH呈显著正相关(P＜0.05)，与水温、浊度、氨氮、总磷呈显著负相关(P＜0.05)，与其余因子相关性不显著(P>0.05)。水污染事件结束后溶解氧与水温、pH、叶绿素a呈显著正相关(P＜0.05)，与浊度、氨氮、总氮、总磷呈显著负相关(P＜0.05)。
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图 7 水污染事件发生前(a)、后(b)仙女湖表层水体溶解氧与水质因子的相关性矩阵(显著性水平：*P < 0.05, * *P < 0.01, * * *P < 0.001) Fig.7 Correlation matrix between dissolved oxygen and other water quality factors in the surface water of Lake Xiannv before (a) and after (b) the water pollution accident |
仙女湖表层水体溶解氧浓度变化SEM模拟结果(基于加密研究数据)(图 8)表明，水污染事件发生前、后模型拟合指数均表现为调整卡方低(1 < χ2/df < 2)、卡方值不显著(P>0.05)，近似误差均方根低(RMSEA < 0.080)，拟合优度指数接近1(GFI>0.9)，规范拟合指数接近1(NFI>0.9)，符合评价标准(表 1)。水污染事件发生前(2014-2015年)各因素对溶解氧的直接效应路径系数为水温(-0.68)、pH值(0.23)、叶绿素a(0.34)、营养盐(-0.44)、浊度(-0.23)，其中水温、叶绿素a、浊度对溶解氧的直接效应显著(P＜0.05)；水污染事件结束后(2018年)各因素对溶解氧的直接效应路径系数为水温(0.17)、pH值(0.26)、叶绿素a(0.29)、营养盐(-0.46)、浊度(-0.12)，其中，叶绿素a、营养盐对溶解氧的直接效应显著(P＜0.05)。
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图 8 仙女湖表层水体溶解氧浓度变化的SEM模拟结果(红色和绿色箭头分别表示正相关和负相关关系；实线和虚线箭头分别表示路线系数的显著及不显著关系；在与箭头相同方向上标记标准化路径系数，用箭头粗细代表标准化路径系数的相对大小；显著性水平用*P < 0.05, P < 0.01, P < 0.001表示；R2值指示每个变量解释的方差比例) Fig.8 The SEM results of dissolved oxygen in the surface water of Lake Xiannv(Continuous and dashed arrows represent significant and nonsignificant relationships, respectively. Adjacent numbers that are labeled in the same direction as the arrow are path coefficients, and the width of the arrow is in proportion with the degree of path coefficients. Red and green arrows indicate positive and negative relationships, respectively. Significant levels are denoted *P < 0.05, P < 0.01, P < 0.001. R2 values indicate the proportion of variance explained for each variable) |
由SEM计算的标准化总效应(直接效应加间接效应)(图 9)可以看出，水污染事件发生前各因素对溶解氧的影响力大小为pH>水温>叶绿素a>营养盐>浊度，其中pH值(0.52)、叶绿素a(0.41)对溶解氧产生正影响，水温(-0.48)、营养盐(-0.39)、浊度(-0.23)对溶解氧产生负影响；水污染事件结束后各因素对溶解氧影响力大小为pH>营养盐>水温>叶绿素a>浊度，其中pH值(0.39)、水温(0.29)、叶绿素a(0.26)对溶解氧产生正影响，营养盐(-0.37)、浊度(-0.12)对溶解氧产生负影响。
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图 9 SEM计算的标准化总效应(直接效应加间接效应) Fig.9 Standardized total effects (direct plus indirect effects) calculated by SEMs |
2008-2021年仙女湖水体溶解氧浓度先下降后上升，整体呈向好趋势。2008-2012年因上游及周边耗氧污染物汇入以及湖区网箱投饵养殖蓬勃发展等原因[22]，仙女湖水体溶解氧浓度不断下降。2013年仙女湖列入国家水质良好湖泊试点名录，开启了湖区、湖滨区及入湖河流的整治，2014-2015年湖体溶解氧浓度趋于稳定状态。2016年4月因上游工厂偷排重金属废水造成仙女湖重金属严重超标，为降低水体污染程度，有关部门对仙女湖实施开闸放水[28]，事件处置过程中恰遇历史罕见的持续暴雨(约15天)，湖库水体重金属浓度快速下降的同时，上游大量污染物也随暴雨灾害时的悬移质下泄输入湖体，进而打破了湖体原有的营养平衡，使仙女湖生态系统出现紊乱、藻类暴发风险明显增大。研究发现，水污染事件结束后的2017和2018年仙女湖综合富营养状态指数TLI(Σ)均大于50，处于轻度富营养水平，大幅高于水污染事件发生前(2014-2015年)的TLI(Σ)指数(35，中营养水平)，其中总磷、总氮污染指数均大于60，成为仙女湖水体主要污染因子[29]。总磷、总氮浓度的大幅上升为浮游植物生长繁殖提供了有利条件，而在富营养化水体中，藻类数量的多寡与生命活动旺盛程度可对水体溶解氧浓度的变化起主导作用[30]，多年数据显示水污染事件后的2016-2018年仙女湖叶绿素a浓度异常升高(最高时达200 μg/L以上)，这与本研究所观测到的2016-2018年湖体溶解氧浓度大幅升高的趋势一致。2018年以后随着生态治理工作的持续推进，仙女湖水质趋于好转，溶解氧浓度也逐渐恢复到正常水平。
本研究中，2008-2021年仙女湖溶解氧浓度季节变化趋势明显，年内夏季溶解氧浓度最低，出现这一现象的原因可能是气温主导下水温条件的改变影响了仙女湖水体的溶解氧的溶解度[31-32]，而春季溶解氧浓度最高且变化幅度最大可能和温差以及水生植物光合作用有关。但在两轮全湖监测中发现，水污染事件前、后仙女湖溶解氧浓度的时空变化特征有较大不同，具体表现为：水污染事件发生前(2014-2015年，中营养)湖体溶解氧浓度在春、冬季高于夏、秋季，溶解氧浓度的高值区通常出现在舞龙湖湖心及湖出口处，这些位置相对于钤阳湖受上游河流输入耗氧污染物影响较小，相对于枝杈状点位水体流动性更强，大气复氧更快，所以溶解氧浓度更高[33]；水污染事件结束后(2018年，轻度富营养)溶解氧浓度在夏、秋季高于春、冬季，溶解氧浓度的高值区通常出现在钤阳湖及舞龙湖枝杈状湖湾区，这些水域因水体流动性差、污染物易于聚集等原因使得藻类生长更快。在营养盐充足的水域，夏秋季较高的温度和充足的光照更适宜藻类繁殖，冬季温度偏低，藻类生长生产会受到抑制，并且藻类死亡后腐化分解消耗大量氧气，使得溶解氧浓度降低[34-35]，所以会出现溶解氧浓度在夏季最高的情况。
3.2 仙女湖溶解氧主要驱动因素分析水污染前、后仙女湖溶解氧与水质因子的相关性矩阵结果均表明，pH值与溶解氧浓度具有相关性，但是在SEM中，水污染前、后pH对溶解氧的直接效应路径均不显著(P>0.05)。大量研究表明溶解氧浓度与pH之间存在协同变化，这归因于浮游植物释放O2的同时会吸收CO2，使水中碳酸氢根大量积累，pH值升高[36-37]。同时有学者推断当pH值降低时，H+活动增大会促进H+与O2反应生成水，使溶解氧浓度降低[38]，但本研究中仙女湖水体pH主要通过影响浮游植物初级生产强度以及耗氧物质的转化间接影响溶解氧浓度。水污染事件发生前(中营养)水温对仙女湖水体溶解氧产生负影响，而水污染事件结束后(轻度富营养)水温对溶解氧产生正影响，这是因为水温升高在降低溶解氧饱和度的同时，也会促进浮游植物的生产繁殖。Jane等[32]研究也发现，在富营养化和气候变暖的相互作用下，尽管气体溶解度降低，但水体溶解氧浓度仍会上升。
湖泊浊度代表水体悬浮颗粒物浓度的高低，主要取决于水动力条件和含沙量，同时也会受到浮游植物的影响[39]。水体中颗粒物质对光的吸收和反射会导致进入水体的光量子发生衰减，初级生产力将会降低[40]，因此通常情况下浊度对溶解氧产生负影响。水体中营养盐浓度增加会造成浊度增加[41]，并且氨氮硝化、含氮含磷有机质分解耗氧等[42-43]，都会使水体溶解氧浓度降低，但同时营养盐也是浮游植物繁殖不可或缺的生源要素，大量浮游植物光合作用可促进溶解氧浓度的增加[44]。Sakamoto等[45]研究发现，水体中的N/P比值< 10时浮游植物的生长受氮元素的限制，N/P比值>17时浮游植物生长受磷元素的限制，10≤N/P比值≤17是浮游植物生长的最佳环境。根据加密调查及SEM研究结果，水污染事件发生前，仙女湖N/P比值为43，营养盐对浮游植物影响不显著(P>0.05)；叶绿素a对浊度的直接效应为负，表明此时叶绿素a浓度较低，浊度的主要来源为悬浮质泥沙等，因此浊度对溶解氧产生显著的负效应。水污染事件结束后，N/P比值为20，更接近浮游植物生长的最佳环境，营养盐对浮游植物的正效应极显著(P < 0.01)；叶绿素a对浊度也表现为显著正效应(P < 0.05)，表明富营养化状态时湖体的浊度主要来源于浮游植物，此时浊度对溶解氧的负效应路径系数降低且不显著。因此，水污染事件后营养盐浓度上升导致的浮游植物大量繁殖是仙女湖溶解氧浓度升高的最主要原因。
与SEM分析结果不同，相关性矩阵结果表明水污染事件发生前溶解氧主要受pH、水温、浊度、氨氮、总磷的影响，水污染事件后则与pH、水温、叶绿素a、浊度、氨氮、总氮、总磷均具有相关性。因为相关性分析只是在两两因素之间进行的相关性探讨，而SEM不仅包含自变量和因变量之间的关系，还考虑了自变量和自变量间的相互影响，结合了各因素之间可能具有连接的所有效应(包括且不限于相关性、因果关系、中介效应、调节效应等)，量化了变量之间相互作用后整体的对外影响，SEM的建立相比于相关性分析考虑了更多的因素、更全面的因果关系，更符合自然界的真实情况。
3.3 湖库温跃层溶解氧极小值的形成原因及对湖库富营养化治理的启示有研究表明，深度为7 m以上的天然水体因物理性质不同会出现有规律的水体分层现象，除表层变温层(epilimnion)和底部均温层(hypolimnion)外，水体中间会出现一个特殊的层结，即为温跃层[46-47]。深水湖库夏季在温跃层内常出现溶解氧的极小值MOM，前人对MOM成因的研究大致可总结为以下几点：(1)热分层产生的密度差使有机物、沉降的藻类在温跃层堆积，温跃层中微生物分解及呼吸作用消耗大量溶解氧[48-49]；(2)水温升高增强了热分层的稳定性，稳定的热分层形成的密度跃层使上下层水交换受阻，限制溶解氧的传输[50-51]；(3)地表径流等影响下低氧或者高耗氧水体横向侵入[52]；(4)湖库的富营养化过程中，藻类及耗氧物质的增多导致的水体透明度下降、深水层光辐射降低等，使得该层产氧无法满足溶解氧的消耗需求造成低氧甚至缺氧[53]。在本研究中，夏季因水温分层及水深增加导致的有效光辐射降低等原因，各观测时段均出现MOM现象，且随着水温升高，水体密度下降，MOM下移；春、秋季水温较低，分层减弱，MOM消失。
近年来因城镇化率不断提高，旅游开发力度和吸纳人数不断增大，污水排放方式、路径和来源结构均发生了巨大变化，仙女湖上游袁河的污染排放量呈上升趋势。尽管相关管理部门在仙女湖主湖区及入湖支流水系采取建设生态滤场、挺水植物消减带、沉水和浮叶植物群落带、实施河道生态清淤、湖区增殖放流促进水体循环等举措后，水质改善明显，但从整体上看，仙女湖水体富营养化的风险依然不低。湖库富营养化的最直接原因是营养盐输入的增加和积累，其中氮、磷的影响最为突出[39]，而氮、磷的转化消耗离不开溶解氧的参与。当水体溶解氧浓度较高时，湖库底部进行有氧代谢，沉积物磷的释放通量减小、无机物氮的去除效率增高，可有效减缓富营养化进程；而在水体溶解氧浓度较低时，湖库底部进行无氧代谢，沉积物磷释放通量增大、无机物氮的去除效率降低，使得氮、磷在湖库中大量积累，水体富营养化加剧[9-10]。MOM现象还可通过影响CO2的排放从而对蓝藻水华的暴发产生影响，MOM存在期间，温跃层及均温层内浮游植物及微生物呼吸作用产生的CO2在层内积聚，随着温跃层减弱消失，CO2释放通量增大[54]。快速增加的CO2浓度可提高蓝藻对营养盐的利用效率促进其生长速率提升，增大水华风险[34]。因此，富营养化的治理不仅要控制输入氮、磷负荷，还需要控制湖库低氧的频率及持续时间。
4 结论1) 2008-2021年仙女湖表层溶解氧浓度先下降后上升，整体呈升高趋势，浓度范围为5.1~18.7 mg/L，年际差异较大，季节变化表现为春季>冬季>秋季>夏季。
2) 水污染事件发生前仙女湖水体处于中营养水平，表层溶解氧浓度春、冬季高于夏、秋季，舞龙湖湖心及湖出口处溶解氧浓度较高；水污染事件结束后表层溶解氧在夏、秋季高于春、冬季，钤阳湖及舞龙湖枝杈状湖湾区溶解氧浓度较高。仙女湖溶解氧浓度的垂向差异为夏季>秋季>春季>冬季，夏、秋季在5 m以下出现低溶解氧(DO < 5 mg/L)区域，且夏季观察到明显的温跃层及温跃层内溶解氧的极小值现象(MOM)。
3) 水污染事件发生前仙女湖表层溶解氧主要受水温、叶绿素a和浊度的影响，水污染事件结束后主要受叶绿素a和营养盐的影响。整体来说，水污染事件使得仙女湖营养平衡被打破，营养盐浓度大幅上升导致的浮游植物数量增多是表层溶解氧浓度升高的最主要原因，而pH值与溶解氧是协同变化的关系。深水溶解氧浓度降低则与水温温差产生的密度分层和水深增加导致的有效光合辐射降低关系密切。
致谢: 感谢江西省生态环境科学研究与规划院分析测试实验室的周曼琳、周东华和周宇心实验师在水化学分析上提供的帮助，并对水环境研究所的胡林凯工程师、李铭书高工、许曦高工在数据分析上的指导以及万禀颢、张成、王文倩在野外采样上提供的帮助一并表示感谢。
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