水體中的溶解氧是衡量水質狀況和水生生態系統健康程度的關鍵指標。溶解氧濃度并非恒定不變，而是隨時間、空間以及生物化學過程發生波動。晝夜變化是其中最為典型且規律性最強的動態特征，其根本驅動力來自水生植物的光合作用與水體中所有生物呼吸作用之間的交替主導。

在白天，陽光照射水體，水生植物、浮游藻類以及附著藻類開始進行光合作用。光合作用吸收二氧化碳并釋放氧氣，這一過程產生氧氣的速率通常超過水體中各類生物（包括植物、動物、微生物）呼吸作用的耗氧速率。因此，從清晨開始，溶解氧濃度逐漸上升，通常在下午日光最強、光合活性最高的時段達到峰值。這一峰值出現的時間受季節、緯度、云量以及水體渾濁度的影響，但總體上穩定在午后至日落之前。

日落之后，光合作用停止，水體中不再有光合釋氧的來源。然而，各類水生生物（浮游動物、魚類、細菌、真菌以及植物本身的呼吸）仍在持續消耗氧氣。呼吸作用始終保持穩定速率，不受光照影響。因此，從傍晚開始溶解氧濃度不斷下降，這一趨勢貫穿整個夜晚。黎明之前，由于長時間的呼吸耗氧而缺乏光合補氧，溶解氧濃度降至一日之中的最低值。

上述“晝升夜降”的基本格局在絕大多數自然水體中均存在，但變化的幅度則明顯受水質狀況和水生態結構的影響。在清澈、水生植物稀少、以藻類為主要初級生產者的湖泊或池塘中，光合作用層主要集中在表層幾米深度，晝夜波動幅度較大，表層溶解氧日較差可達到每升數毫克。而在水生植物茂密的淺水水體中，白天光合產氧極為旺盛，有時甚至出現溶解氧過飽和現象；夜間則可能因密集的生物呼吸作用導致局部區域溶解氧降至極低水平。

溫度對溶解氧晝夜變化的影響不容忽視。水溫升高會使氧氣的溶解度降低，同時加快生物代謝速率，即呼吸耗氧速率隨溫度上升而增加。因此在夏季，水體的溶解氧晝夜振幅往往大于春秋兩季。此外，水深和分層狀況也顯著改變溶解氧的垂直分布。在存在溫躍層的深水湖庫中，表層光照充足，白天的光合產氧使得表水層溶解氧保持較高水平；而底層水體缺乏光照，且上下交換受阻，有機質分解耗氧難以得到補充，導致底層溶解氧晝夜變化不大，但長期處于低氧或厭氧狀態。

在富營養化程度較高的水體中，藻類大量繁殖，白天的光合作用極為強烈，表層溶解氧可能遠超飽和值（飽和度可達150%至200%）；而夜間藻類呼吸作用同樣強烈，加之大量死亡藻類被微生物分解，耗氧量巨大，容易在凌晨造成嚴重的缺氧甚至無氧狀態，引起魚類浮頭或死亡。這種大振幅的晝夜波動本身即是不健康水體的信號。

從水質管理和水產養殖的角度，掌握溶解氧的晝夜變化規律具有重要意義。監測工作應在一天內多個時段進行，尤其是凌晨最低氧時刻，以便評估潛在的缺氧風險。人工增氧措施（如曝氣機、循環泵）通常在夜間或清晨啟動，針對性地補償呼吸耗氧引起的下降。同樣，對地表水進行水環境質量評價時，不能僅憑白天采樣的測定結果，而應充分考慮晝夜變化幅度，否則可能低估水體的實際生態壓力。