1.2樣品分析與數(shù)據(jù)處理

每個(gè)采樣點(diǎn)還分別采集沉積物柱狀樣，當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。在20℃室溫下，使用丹麥的微電極系統(tǒng)（Unisense A/S，Arbus，丹麥）對(duì)沉積物~水界面O2、H2S、氧化還原電位（Eh）、pH進(jìn)行測(cè)定，垂向測(cè)量間隔為500μm.總氮（TN）濃度采用堿性過(guò)硫酸鉀消解法測(cè)定；總有機(jī)碳（TOC）濃度采用總有機(jī)碳分析儀測(cè)定（Multi N/C 3100，德國(guó)Jena公司），準(zhǔn)確稱取0.05 g冷凍干燥后的沉積物樣品至燃燒舟中，用0.5 mol/L的HCl浸潤(rùn)樣品酸化，并置于烘箱中60℃干燥8 h以上，上機(jī)測(cè)試。葉綠素a和脫鎂葉綠素含量使用丙酮提取，紫外分光光度法測(cè)定。含水率和燒失量分別按GB 7172-1987和GB 7876-1987測(cè)定。蛋白質(zhì)（PRT）含量用改進(jìn)的Lowry法測(cè)定，稱取0.25 g冷凍干燥后的沉積物樣品于10 ml離心管中，加入6 ml的0.1 mol/L的NaOH溶液，置于搖床在60℃下提取2 h后，冷卻至室溫后在3000轉(zhuǎn)/min離心10 min，在10 ml離心管中先加入1 ml蛋白質(zhì)提取物，再加入5 ml堿性銅溶液，混勻靜置10 min后加入0.5 ml的1 mol/L福林酚試劑立即搖勻，靜置30 min使反應(yīng)完全，于750 nm測(cè)定吸光度；總糖（CHO）用苯酚~硫酸法測(cè)定，稱取0.5 g冷凍干燥后的沉積物樣品于50 ml離心管中，加入20 ml高純水，超聲混合均勻，取2 ml上述混合樣品，加入2 ml苯酚溶液和10 ml濃硫酸，立即混合均勻，4000——5000轉(zhuǎn)/min離心30 min，于485 nm測(cè)定吸光度；總脂（LIP）用甲醇~氯仿法測(cè)定，稱取0.25 g冷凍干燥后的沉積物樣品至50 ml離心管中，加入20 ml混合液（pH=7.4磷酸鹽緩沖液：氯仿：甲醇=0.8:1:2）后用渦旋振蕩器混勻，置于暗處?kù)o置2 h后，以5000轉(zhuǎn)/min離心10 min，將上清液轉(zhuǎn)移至試管中，向上清液中加入5.26 ml氯仿、5.26 ml磷酸鹽緩沖液，靜置過(guò)夜使其分層，用移液器吸取2 ml下層萃取液至25 ml比色管中，用氮?dú)庠?0℃下吹干。氮?dú)獯蹈珊蠹? ml濃硫酸，在電熱板中200℃加熱15 min，然后加入6 ml蒸餾水，搖勻，冰浴10 min后，于375 nm測(cè)定吸光度值。每個(gè)樣品設(shè)置3個(gè)重復(fù)，用于計(jì)算平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差。

利用Excel和Origin 9.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行整理作圖；采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA）。

2結(jié)果與討論

2.1沉積物理化特性的垂向變化特征

藻型湖區(qū)沉積物~水界面處DO、pH和Eh在垂向剖面上呈現(xiàn)出隨深度增加而下降的趨勢(shì)，空間上存在明顯的異質(zhì)性，湖濱帶（L1和L2）沉積物~水界面DO、pH和Eh顯著低于開敞湖區(qū)（C1和C2，P<0.01）。水體中DO的垂向分布比較穩(wěn)定，湖濱帶和開敞湖區(qū)水體DO的均值分別為115.7±3.5和150.8±3.4μmol/L，DO的滲透深度分別為2.3±0.4和3.3±0.4 mm，在深度3.5 mm以下DO濃度降低至零，且保持穩(wěn)定的狀態(tài)（圖2a）。不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)位沉積物pH值也存在明顯差異，整體呈現(xiàn)隨深度增加而下降的趨勢(shì)，開敞湖區(qū)沉積物整體以堿性條件為主，而湖濱帶的沉積物隨著深度的增加，由堿性逐漸向酸性條件轉(zhuǎn)變（圖2b）。沉積物~水界面Eh的垂向分布規(guī)律與DO類似，開敞湖區(qū)沉積物Eh大于350 mV（圖2c），而湖濱帶有大量藻源性有機(jī)碎屑作為還原性物質(zhì)加入后，使得Eh不斷降低，這與Ding等研究結(jié)果較為一致。由于藻類的暴發(fā)、聚積和腐解過(guò)程，往往是在水柱和沉積物表層發(fā)生的，當(dāng)大量的藻類殘?bào)w沉降到沉積物表層后，將會(huì)發(fā)生沉積物~水界面生物地球化學(xué)過(guò)程。首先藻類的大量聚積沉降會(huì)影響沉積物~水界面的氧化還原環(huán)境，沉積物本身就存在化學(xué)好氧和微生物好氧作用，當(dāng)藻類碎屑?xì)報(bào)w沉降到沉積物表層后，沉積物~水界面氧的消耗作用加快。因此，當(dāng)藻類碎屑?xì)報(bào)w消耗溶氧后，隨著深度增加沉積物中DO和Eh就呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，形成厭氧強(qiáng)還原的狀態(tài)。

圖2沉積物~水界面DO、pH、Eh和H2S濃度的剖面分布

沉積物~水界面H2S的垂向上則表現(xiàn)為隨深度先降低而后升高的趨勢(shì)（圖2d）。在3.5 mm深度附近H2S濃度降到最低，之后隨深度增加而逐漸升高，湖濱帶沉積物中H2S濃度明顯高于開敞湖區(qū)，湖濱帶（L1）沉積物中H2S濃度峰值為12.6μmol/L，而開敞湖區(qū)（C2）H2S濃度峰值僅為2.5μmol/L.究其原因，由于硫酸鹽的還原是水生物環(huán)境中H2S產(chǎn)生的重要途徑，硫酸鹽還原菌利用硫酸根作為電子受體進(jìn)行無(wú)氧呼吸作用產(chǎn)生H2S，研究表明，藍(lán)藻衰亡腐解過(guò)程促進(jìn)了硫在沉積物中的累積，此外H2S是蛋白質(zhì)在厭氧介質(zhì)中分解的產(chǎn)物，而藻細(xì)胞中含有硫氨基酸，在微生物作用下轉(zhuǎn)化為一系列硫化合物，因而在厭氧沉積物中，藻類腐解的產(chǎn)物在H2S產(chǎn)生中起著重要的作用。

隨著深度的增加，沉積物含水率和燒失量同樣呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，湖濱帶（L1和L2）沉積物含水率和燒失量均高于開敞湖區(qū)（C1和C2），開敞湖區(qū)表層15 cm以上沉積物含水率和燒失量較高，而后逐漸趨于穩(wěn)定（圖3）。究其原因，由于湖濱帶沉積物主要以藍(lán)藻碎屑和水草殘?bào)w淤積為主，而開敞湖區(qū)主要以懸浮泥沙為主，故導(dǎo)致湖濱帶沉積物燒失量遠(yuǎn)高于開敞湖區(qū)。

圖3沉積物中含水率和燒失量的垂向變化