武汉东湖浮游植物水华的多元分析

应用多元分析中的fuzzy聚类分析、Fisher判别分析和逐步回归分析,对武汉东湖1983至1985年浮游植物水华进行一系列分析处理,得到其Ⅰ、Ⅱ两站的水华判别函数,分析了判断水华形成的主要指标:Ⅰ站为初级生产量和氨氮浓度,Ⅱ站为温度、硝酸盐浓度、叶绿素a浓度和COD,此外,本文还就Ⅰ、Ⅱ两站浮游植物的两个因子(chl a和初级生产量)分别对不同形态的营养元(氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、总氮、磷酸盐、总磷和硅酸盐)进行了回归分析;结果指出,现在东湖浮游植物不是以磷为限制因子而是氮限制。       

运用灰关联模型分析大鹏湾叶绿素-b与海水理化因子的关系

运用灰色理论的系统分析模型研究叶绿素-b与不温,浮游动物,盐度,溶解氧,酸碱度,磷酸盐,亚硝酸盐,硝酸盐,铁和锰等10个海水理化因子间的关系,所有样品数据采自深圳大鹏湾的盐田海域。灰关联值的计算及其排序结果表明：硝酸盐,磷酸盐,亚硝酸盐和酸碱度对叶绿素－b的浓度比其他海水理化因子有着较大的影响,本文建立叶绿素－b与这4个海水理化因子的灰模型{GM(1,n)},结果表明,相关因子与叶绿素－b的浓度变化 着较好的吻合。     

广西刁江流域主要河流水质评价

为研究广西刁江水质污染现状, 从刁江流域上游到下游共设置 9 个水质监测断面。于 2013 年 12 月-2014 年 12月对河流的 pH、溶解氧、高锰酸盐指数、叶绿素 a、总氮、总磷、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、正磷酸盐、重金属(砷、铅、镉、汞、铬)水质指标进行监测。采用单因子和综合污染指数对刁江水质进行评价, 同时开展水体富营养化评价。单因子污染指数评价结果表明刁江流域主要污染物为总氮和砷。综合污染指数评价结果表明刁江流域水质整体较好, 但上游的平村河污染较严重。从时间分布来看, 秋季水质最差, 冬季较好。从营养化状态指数来看, 平村河为中度富营养化状态, 其余河流为中营养状态, 富营养化程度呈现春夏高, 冬季低的特点。对评价结果进行主成分分析, 结果表明刁江流域总氮最大的贡献者可能来源于居民的生活污水。     

太浦河水体叶绿素a纵向演变特征及主要影响因子

叶绿素a作为重要的水质指标,可直观的描述水体的营养状态。在随水流输送过程中,受沿程环境条件的影响,水体叶绿素a浓度会发生相应改变。2017年11月-2018年10月,在东太湖及太浦河沿线设置了固定采样站点,开展了水体叶绿素a的月际取样调研与分析。结果表明：从东太湖至太浦河沿线叶绿素a浓度发生了明显的纵向演变,在东太湖叶绿素a浓度年平均为（15.341±2.329）μg/L,经过多个站点,到达金泽水文站时,浓度为（11.002±1.004）μg/L,整体上呈显著下降态势（P<0.05）,但不同站点两两之间的对比特征存在差异,而且在不同月份其纵向演变特征也有所不同。聚类及非度量多维尺度分析也表明其在空间和时间上分布的差异性。非线性回归分析表明,在时间和空间上与叶绿素a浓度相关性最高的环境因子为水下0.5 m处的光照强度（P<0.01）;在2018年10月,水体叶绿素a浓度与溶解氧也呈显著相关（P<0.05）。综合现有研究,水体叶绿素a的纵向演变受水质等多种因素的影响。未来需采用系统分析手段,探讨水质、降水、水力停留时间、流速和流量等多种因子对叶绿素a时空分布特征的综合作用,以期为水源地水质安全保障提供科学依据。     

基于遥感的官厅水库水质监测研究

遥感监测具有监测面积广、速度快、成本低等优势,常用于大面积水质监测。以北京官厅水库为研究对象,通过野外和实验室测量数据建立水质参数遥感反演的生物光学模型,对夏季官厅水库的非色素颗粒物浓度、叶绿素a浓度和有色可溶性有机物(CDOM)浓度进行了反演。该模型研究的目的就是通过建立反演模型,利用卫星数据进行水质参数反演,从而得到大面积水体的水质分布图。采用CHRIS/Proba高光谱数据反演官厅水库的水体组分浓度,对库区水质反演要素的空间分布规律进行了分析。结果表明,所采用的遥感反演模型基本适用于官厅水库水质监测,反演出的叶绿素a、总悬浮物和CDOM的空间分布与实际测量值的空间分布基本吻合。     

夏季西南印度洋叶绿素a分布特征

分析了2011年1月西南印度洋叶绿素a的分布特征及其粒级结构,并结合水动力学环境和营养盐数据探讨了其主要影响因素。结果表明,西南印度洋副热带涡流(IOSG)区表层叶绿素a浓度较低,不超过0.07 mg/m3,次表层叶绿素a浓度最大值所在水层较深,超过100 m;副热带聚集区(SCZ)表层叶绿素a浓度较高(0.164—0.247 mg/m3),次表层叶绿素a浓度最大值出现在50—70 m层。硝酸盐是该海区浮游植物生长的主要限制因素。微微型(pico)粒级的浮游植物占绝对优势,所有站位其对总叶绿素a的平均贡献率为71.1%,微型(nano)粒级次之(24.2%),小型(net)粒级所占比例最小(4.7%),其中IOSG区pico粒级对总叶绿素a的平均贡献率为77.9%,SCZ的pico粒级对总叶绿素a的平均贡献率为66.7%。IOSG区和SCZ海区之间水动力学环境的不同,可能导致了这两个海区叶绿素a的分布特征及粒级结构的较大差异。     

南水北调中线水源区浮游植物时空分布及其营养状态

2004年3月-2006年5月,在南水北调中线水源区选择4个监测点进行了7次采样,获取了表层浮游植物和水质理化指标数据,采用污水生物系统法、营养状态指数法和单因子评价法综合评价了水源区的营养状态.结果表明:中线水源区浮游植物群落具有明显的时空变异性;浮游植物共有8门67属161种(含变种),硅藻占39%,污染指示种21属24种(含变种),β-中营养型占污染指示种的38%;在检出的浮游植物中未发现水体重污染指示种;水源区叶绿素a质量浓度为0.00425 mg·m-3,营养状态指数为0.0001;除总氮外,其他理化检测指标均符合Ⅰ类水质标准;综合评价水源区处于中营养状态.本研究可为中线水源区长期生态研究数据信息库的建立及库区环境保护政策的制定提供科学依据.     

基于ETM+影像的千岛湖叶绿素a浓度卫星遥感反演研究

以千岛湖为研究对象,利用Landsat 7 ETM+遥感影像与野外实测数据,建立叶绿素a浓度的遥感定量反演模型。将叶绿素a浓度与波段反射率组合进行Pearson相关性分析,选择(B4+B2)/B3波段组合构建叶绿素a反演模型,并得到千岛湖叶绿素a浓度的时空分布。结果表明:(1)2007年千岛湖叶绿素a浓度低于4μg/L的水体面积占水体总面积达到99%以上,整体水质优良;(2)千岛湖叶绿素a浓度随季节变化特征明显,夏季容易出现局地高值,秋季平均浓度整体升高;(3)通过反演不同时期的叶绿素a浓度分布,可以刻画出千岛湖藻类的消长过程,从空间上发现易爆发富营养化的区域。该反演模型能较为精确地估算千岛湖的叶绿素a浓度,对今后水体富营养化的监测和预警具有重要意义。     

滇池藻类生物量时空分布及其影响因子

以滇池全湖选取的40个样点,从2001年9月到2002年8月对全湖水体中的叶绿素a的含量每月进行调查,对浮游植物的群落组成和细胞数每两个月进行分析.结果显示,叶绿素a的含量(月均值)从2002年1月的0.015mg/L增加到2002年8月的0.10mg/L呈现明显的上升趋势,水体温度也从1月的10℃上升到8月的28℃;叶绿素a含量的全湖均值则显示出南部水域低,北部水域高的态势,其中又以1号位点最高.滇池地区常年盛行的西南风导致藻类向北的水平运动加强对这一结果的形成有着重要的影响.种群优势度的结果也显示出蓝藻(Cyanobacterium)的优势度高达100%,其中以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)又最为常见.但在2002年3月,束丝藻成为了优势种群,表明滇池藻类的优势种群存在明显的季节演替.研究结果同时表明,在各项理化指标当中,叶绿素a(Chl.a)与水温(WT)、总氮(TN)及化学需氧量(CODMn)有极显著相关,Pearson相关系数分别为0.736、0.970和0.929,p＜0.01.结果表明,氮已经取代磷成为滇池藻类生长的营养限制因子,表征有机污染物程度的CODMn也已成为藻类生物量的主要相关因子,由此可见滇池的富营养化程度极高,尤其是有机污染物浓度.     

基于MODIS数据的云南九大高原湖泊叶绿素a浓度反演

叶绿素a浓度是反映水体富营养化程度的重要参数。本研究以MODIS卫星影像为数据源,结合地面实测数据,实现了对云南省九大高原湖泊的叶绿素a浓度反演。首先,以2010—2012年的叶绿素a浓度实测数据为基础,对MODIS不同波段的地表辐射率进行了组合试验,优选出九湖叶绿素a浓度的统计模型。其次,利用2013—2014年的叶绿素a浓度实测数据对反演模型进行了验证。最后,利用优选模型对九湖叶绿素a的空间分布特征和变化动态进行分析。结果表明:获取的九湖叶绿素a浓度的空间分布比较符合专业人员的判断,结果较为合理;滇池、洱海、程海、杞麓湖、星云湖、异龙湖和阳宗海的叶绿素a浓度周围高,中部低,抚仙湖和泸沽湖则为周围低,中部高;从年际变化看,2010—2014年期间,滇池、洱海、星云湖和异龙湖叶绿素a浓度年际波动幅度较大,抚仙湖、程海、杞麓湖和泸沽湖变化较为稳定,阳宗海呈减少趋势。     

东莞市东部工业园水生态环境质量评价

对东莞市东部工业园水系的浮游藻类、浮游动物、底栖生物和水质物理化学指标进行调查和评价.3个断面共监测到浮游藻类6门56属71种;浮游动物3个门共14种;底栖动物5种.利用叶绿素a、藻类数量单项指标、生物多样性指数和水质的理化指标对水系各断面水质进行综合评价,结果显示:东引运河横沥断面和企石排污口断面水体属于中度污染,而常平排污口断面污染严重且存在较强的非营养型污染:河流沉积物污染较水体污染严重;对水体的理化污染监测分析结果与生态评价相吻合,生态评价具有较好的准确性和灵敏性.因此,工业园区的建设与运营应严格做好废水的处理工作,有效保护工业园区水系的生态环境.     

南水北调前后北京市某区自备井水硝酸盐等卫生指标变化分析

目的:掌握北京市某区南水北调通水前后农村地区自备井水中硝酸盐等主要指标含量及合格率的变化。方法:在某区农村地区5个乡镇设置29个自备井监测点,于2014年-2015年每年枯丰水期对出厂水和末梢水进行监测,监测指标为硝酸盐、氨氮、总硬度、溶解性总固体、耗氧量、pH值、硫酸盐、氯化物、氟化物。以2014年饮水监测结果作为南水北调前自备井水水质的基础数值,将南水北调后自备井水监测结果(2015年)与南水北调通水前(2014年)监测结果进行比较,分析南水北调通水对农村自备井水硝酸盐等指标含量及变化原因。结果:自备井水硝酸盐含量由2014年的39.2 mg/L降低至2015年的35.9 mg/L,同时总硬度含量由621 mg/L降低至581 mg/L,pH由2014年的7.17升高至2015年的7.36,差异均具有统计学意义(P0.05),其他指标含量无明显变化。硝酸盐合格率由2014年的19.7%上升至2015年的33.6%(P0.05),其他指标合格率无明显变化。结论:2015年某区自备井水硝酸盐、总硬度含量下降,地下水水质呈优化现象,与南水北调有一定关联性,长期水质变化及健康影响需继续研究。     

北京陶然亭湖水质的时空变化

应用聚类分析、判别分析和因子分析方法,评估了2011年城市典型富营养化景观湖泊——北京陶然亭湖水质的时空变化特征.结果表明:陶然亭湖水质在时间尺度上可划分为3个时期,分别与北京地区的雨季、平水期和枯水期相对应,说明陶然亭湖水质具有明显的时间变化特征;在空间尺度上,研究区5个采样点可划分为2类,反映了不同的污染程度和水质水平.温度、pH、透明度、化学需氧量、总固体悬浮物浓度和叶绿素a浓度是陶然亭湖水质出现时间差异的主要影响因子.陶然亭湖水体富营养化主要受叶绿素a浓度、温度、总磷和总氮控制,同时,总固体悬浮物浓度和有机物污染也不容忽视.     

基于“源-汇”景观的太湖宜兴段入湖港口水质时空变化

针对太湖流域非点源污染日益严重和近年来宜兴段土地利用方式变化状况,以太湖大堤西岸3km缓冲区内的景观为研究区域,基于"源-汇"景观理论,计算了其"源-汇"景观空间负荷对比指数(LCI),并结合宜兴市10条主要入太湖港口的实测水质数据,定量分析了太湖流域宜兴段非点源污染的时空变化特征。结果表明:时间上,2010年有8个入湖港口的LCI值较2004年有明显下降;对应的水质指标方面,铵氮浓度降低了41.0%,说明LCI降低对氨氮浓度影响较大,而其他水质指标改善不明显。空间上,景观类型通过相对重要性指数变化对LCI值产生相应影响,而LCI值与综合水质标识指数之间呈正相关关系,说明景观空间格局变化会显著影响水质指标。总之,LCI值与水质指标中的铵氮和总氮密切相关,LCI值的变化趋势与各港口水质的时空变化趋势基本一致,LCI能够较好地反映非点源污染的产生、转移过程。     

利用BP神经网络方法预测西湖叶绿素a的浓度

在西湖共设了 8个采样点 ,通过主成分分析选取了最能代表西湖水质状况的 7号点 (湖心 )作为研究对象。根据 2 0 0 0年 1月至 2 0 0 1年 4月西湖常规监测的水生生态数据 ,并用插值的方法使其生成足够多的样本数 ,利用 BP人工神经网络 ,探索其用于西湖水生生态状况 (叶绿素 a的浓度 )的短期变化趋势预测的可行性 ,从中找出最能反映西湖水生生态状况变化趋势的水质因子用来建立网络。并用 3号点的数据来检验网络的泛化性能 ,发现网络输出值与实际值吻合度较高。结果表明 ,水温和叶绿素a对未来一周的叶绿素 a含量影响最大 ,以这两者作为输入变量建立的网络简单、快捷 ,比其他线性数值模拟预测有较大的优势。说明人工神经网络对叶绿素 a的预测是一种有效工具 ,可为西湖富营养化治理提供科学依据。     

天津水上公园景观湖叶绿素a 与水质因子的主成分线性多元回归分析

2013 年3 月到2014 年7 月, 对天津水上公园景观湖pH、水温、溶解氧、总磷、磷酸盐、总氮、氨氮、硝态氮、高锰酸盐指数、和叶绿素a(Chl-a)等12 项水质因子进行监测, 并对数据进行了评价和统计分析。结果显示: 水体处于中-重度富营养化状态, 磷是景观湖的主要限制性因子。利用主成分分析同样说明, 4 个主成分的累积贡献率为69.95%, F1 为贡献率最大的主成分。求出叶绿素a 的回归方程为Chl-a= –31.138+198.985(TP)+834.702(PO4^3-–-P), 验证结果表明, 此方程能很好的预测景观湖叶绿素a 变化规律。     

不同氮素浓度下CO2浓度、温度对蒙古栎(Quercus mongolica)幼苗叶绿素含量的影响

叶片中叶绿素含量在光合作用中的光吸收、传递和转换过程中起到重要作用。为了预测未来大气CO2浓度升高并伴随温度上升的情况下,植物在不同的氮素营养水平下光合能力的变化,做了在3种氮素水平下(15 mmol.L-1N,7.5 mmol.L-1N和不施氮)CO2倍增和温度升高4℃对蒙古栎一年生幼苗叶片中叶绿素含量的影响的实验。结果表明:氮素水平对叶绿素含量影响显著,在CO2倍增(700μmol.mol-1)、高温( 4℃)和正常温度、大气CO2浓度条件下,高氮素水平下的叶绿素含量明显高于正常氮素水平和不施氮;CO2浓度和温度对叶绿素含量的影响受到氮素的制约:在高氮的条件下CO2浓度倍增促进叶绿素a、b的合成,而且对叶绿素b合成的促进尤为显著;而温度升高4℃能够促进叶绿素a的合成,但是对叶绿素b含量的影响不显著。在正常氮素条件下叶绿素a、叶绿素b及总量各个处理间的差异均不显著;在不施氮的条件下,CO2倍增和升高适当的温度在一定的程度上可以促进叶绿素a的合成,不能同时保证叶绿素b的合成。CO2浓度升高明显导致蒙古栎幼苗对氮素水平的需求也增加,高温条件下的蒙古栎幼苗也在一定程度上增加了对氮素的需求。     

长江口北支水域营养盐的季节性变化

于2010年12月—2011年9月,2012年9月—2013年6月按季度采样对长江口北支水域氮、磷营养盐的季度变化规律、形态组成以及环境因子间相互关系进行了分析。结果显示溶解性无机氮存在形态主要是硝酸盐,占90%以上,浓度变化规律为夏秋高于春冬两季;溶解性无机氮、总氮峰值分别为3.99 mg/L及1.70 mg/L,均出现在2011年夏季,该现象与当年洪期长江流域连日降雨有关。长江径流所携带营养盐是导致北支无机氮、总磷浓度变化的主要原因。对理化因子进行相关性分析表明,盐度、pH值是营养盐最主要的限制因子。     

三峡水库营养元素的分布及其与藻类生长的关系

为进一步研究三峡水库(尤其是支流)氮和磷等营养元素的时空分布格局及其与藻类生长的关系, 于2012 年8 月、11 月与2013 年1 月、4 月在三峡库区木洞至秭归的5 个断面采样分析了不同形态氮和磷以及叶绿素a(Chl.a)的浓度, 并对藻类进行了胞外碱性磷酸酶的荧光标记(Enzyme Labelled Fluoresce, ELF)。结果表明, 春夏季总磷(TP)与Chl.a 浓度均高, 但二者的正相关性在空间尺度上并未得到充分的体现, 干流的TP浓度显著高于支流(P0.05), 而Chl.a 浓度则反之。巫山断面干流与支流的TP 浓度显著低于其他断面(P0.05),而Chl.a 浓度则无显著差异, 秭归断面显著增高的TP 浓度改变了其沿水流方向下降的趋势。从总体上讲,Chl.a 浓度与TP、溶解性总磷(DTP)、溶解反应性磷(SRP)和硝态氮(NO3--N)浓度均极显著负相关(P0.01), 而与总氮(TN)浓度、TN/TP、NO3--N/SRP 等均极显著正相关(P0.01), 因此, 氮对藻类的生长可能具有一定的促进作用, 而泥沙对磷的吸附与沉降有效降低了其生物可利用性。巫山断面底层显著较高的TP 与颗粒态磷(PP)浓度支持了上述推测, 不同断面不同藻类胞外磷酸酶的标记进一步说明了磷对其生长的关键限制性作用。因此, 在水质管理、富营养化防治和渔业资源管理过程中必须充分考虑不同营养元素的存在状态及其与水文条件的交互作用。       

广东大中型供水水库的氮污染与富营养化分析

20 0 0年丰水期和枯水期对广东大中型水库的氮污染和富营养化现状进行了调查。结果表明 ,在调查的 2 0个大中型供水水库中 ,水质现状总体较好 ,70 %的水库处于中营养状态以下 ,30 %的水库开始出现富营养化现象。水库的总氮浓度普遍偏高 ,氮污染成为水库富营养化的重要原因。水库的总氮和DIN浓度存在地区性差异和季节性差异。枯水期水库的总氮及DIN浓度与叶绿素a的相关性极显著 ,而丰水期则无明显相关性。NO3 N是水体无机氮的主要组成部分 ,平均占DIN的 72 6 % ,而水库的NH3 N含量明显低于NO3 N ,平均占DIN的2 5 5 %。NO2 N的含量一般很低。水库的总氮、DIN和有机氮含量是判断水库营养状态的重要指标 ,而NO3 N和NH3 N在DIN中所占比例则是推测污染物来源的重要依据