基于GF_1卫星影像的巢湖蓝藻时空演变特征分析

近年来,巢湖蓝藻水华频繁暴发,且呈现显著的季节性周期和时空不均匀性,给区域水生态安全带来了一系列风险。为定量研究巢湖蓝藻的时空演变规律,选取2018年4月和9月环巢湖14个观测点的水样作为研究对象,采用高分一号(GF_1)卫星影像提取观测点水体归一化植被指数(NDVI)值,作为蓝藻的识别因子;结合环巢湖14个河口观测点的同步水质指标,得出巢湖水质的时空演变规律,并进行了归因分析。结果表明:温度较低的4月份的巢湖水质整体显著优于9月份的,巢湖西半湖的水质均显著劣于东半湖的,其中,西北区域水质最差;蓝藻暴发呈现"环湖区域先发展先消退、湖中心后发展后消退"的演进趋势。将NDVI值与水质指标进行相关性分析,结果表明,与巢湖蓝藻相关度最高的指标为总氮,其次为总磷和化学需氧量,各因子相关性在不同季节也有一定差异性。该研究结果为识别巢湖水体季节性蓝藻产生原因并采取针对性治理措施提供了可靠的依据。     

江苏东部海域动力环境因子与叶绿素对0209号台风的响应

利用卫星遥感数据分析了在0209号台风影响下江苏东部海域近岸区域和离岸区域叶绿素a质量浓度的响应及风场、海表温度(SST)的变化情况.结果发现:台风过境时近岸与离岸区域的风速都经历了一个先升高后迅速降低最后再逐渐升高的过程;SST明显降低,随后于3d内恢复到台风过境前水平;叶绿素a质量浓度也受台风过境影响显著下降,但近岸与离岸区域对台风的响应不同.受台风引起的上升流和卷带混合营养盐的影响,在离岸区域叶绿素a质量浓度的回升需要近一周时间才能达到台风前水平0.6mg/m3,而近岸区域的风速变化与SST和叶绿素质量浓度变化呈明显的负相关,叶绿素a质量浓度的响应更加快速,叶绿素a质量浓度的回升只用了2～3d就达到1mg/m3,可能与陆源物质及近岸海域的水深较浅有关.     

巢湖主要入湖河口湿地植被生态学特征分析——以派河和十五里河为例

河口湿地对入湖河流污染物具有很好的截留、贮存和净化功能,对消减入湖污染负荷具有积极作用.为反映不同入湖河流水质类型对河口湿地植被种类、构成等的影响,并分析引起这些变化的主要环境因子,本文拟以巢湖入湖河流中的派河和十五里河河口湿地为例进行研究,通过对植物群落与环境的生态关系,以及植物群落内部的生态关系研究,揭示不同河口湿地植物群落在组成、结构、功能、动态和分布等方面的差异.     

落马湖水质变化特征及保护对策

对落马湖进行五日生化需氧量(BOD5)、总氮、总磷、叶绿素(Chl.a)等理化因子的测定分析及水体综合性评价.结果表明,落马湖各区域水体污染程度存在一定的差异,总体污染状况达到Ⅴ类水质,湖泊水体处于富营养化状态.根据分析结果,结合周边环境,提出落马湖水体污染控制措施及治理对策的相关建议.     

北山公园湖泊春季水质及富营养化程度分析

北山湖属于小型景观水体具有自净能力差、容易产生水体富营养化的特点.于2015年4月(枯水期)对北山湖水体进行了叶绿素a(CHl-a)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn)等理化因子测定;分析北山湖水质现状.结果表明:春季北山湖的水体中度富营养化,富营养化等级达到Ⅳ级.     

巢湖氮磷营养盐时空分布

利用经纬度网格法,采集不同汛期巢湖水体样品,根据水化学分析实验结果研究巢湖水体氮磷营养盐浓度及其时空分布特性。结果表明,巢湖入湖河流中,受秋冬季接纳生活污水、工业废水的影响,南淝河、十五里河TN浓度超标严重,TP浓度次之。巢湖整体呈现西部湖区氮磷营养盐浓度高于东部湖区的趋势,巢湖污染状况依然严重。     

适用于青萍修复的水体富营养化状况研究

为了分析青萍适合应用于何种富营养化程度地表水体的修复,研究水体富营养化的限制因子磷对青萍生长的影响.在其他条件不变的情况下,设计0.01、0.2、0.5、5、50 mg/L 5个磷质量浓度进行研究.测定叶状体数目相对增长率、根长、叶绿素a含量、可溶性蛋白含量以及抗氧化酶系统的几种酶,包括过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA含量).将宏观的生长指标和细胞水平的保护酶活性的变化结合,研究青萍适合于何种磷质量浓度的富营养化水体的治理和生态修复中.结果表明,青萍可以生长的磷质量浓度范围很广.在所设计的5种磷质量浓度下,青萍均可生长,但青萍适合生长于磷质量浓度在0.2-5 mg/L(尤其是0.5 mg/L左右)的水体环境中.该植物适合应用于富营养化水平较高的水体环境中,适合于中国大多数湖泊等地表水体的治理和生态修复中.     

基于水体特征指数的广西北部湾近岸海域叶绿素a 浓度反演

为了弥补传统水质监测的不足, 加强赤潮的风险管控, 基于Landsat 8 OLI 遥感影像和实地监测数据, 分析了遥感影像光谱特征对叶绿素a 浓度变化的响应关系, 统计各种水体指数(FAI、VB-FAH、NDCI等)与叶绿素a 实测浓度之间的相关关系, 对最佳的相关性指数FAI 进行改进; 再分别基于相关系数较高的水体指数(改进的FAI、 FAI、VB-FAH)建立叶绿素a 浓度反演模型, 并评价反演精度。结果表明: 改进的FAI 模型和叶绿素a 浓度的相关性最高, 相关系数R 达到0. 74; 构建的一阶线性反演模型的精度最高(R2为0. 79, RMSE 为1. 66, MAPE 为26%)。利用改进FAI 建立的一阶线性反演模型对整个研究区域的叶绿素a 浓度进行反演, 结果表明: 叶绿素a 浓度与到岸距离呈负相关关系, 河流入海口叶绿素a 浓度较高, 南流江入海口的叶绿素a 浓度值相较于其他入海口更高, 河流流域水质整体较差。改进的FAI 建立的一阶线性反演模型计算简单、精度较高, 可以快速有效地反演北部湾近岸海域的叶绿素a 浓度。     

基于逐步回归法研究大黄对凝血时间影响的主要理化参数

逐步回归方法是针对多个自变量建立最优回归方程的一种统计方法,并可探究影响因变量的主要因素.为探究大黄对凝血时间影响的主要理化参数,采用薄层色谱鉴别法及高效液相色谱法分别测定大黄炭成分种类和含量,利用MATLAB的stepwise命令进行逐步回归,剔除影响不显著的因子,建立多元线性回归方程,并对回归方程进行方差分析和对相关系数进行假设检验,均具有显著性差异.通过本次实验和数学建模,探究到大黄对凝血时间影响的主要理化成分是"pH值"和"芦荟大黄素".     

巢湖水体富营养化主要驱动因子的模糊数学评价

目的客观评价巢湖的氮、磷污染水平,正确反映该湖的富营养化程度,为该湖的水体污染控制及水质改善工程及同类湖泊的水质评价提供参考.方法应用模糊数学方法分别对巢湖12个监测点的总氮质量浓度(TN)、总磷质量浓度(TP)进行评价,同时提出富营养化驱动指数概念来综合反映各监测点附近水体的富营养化程度.结果按最大隶属度原则,大多数监测点的TP属于Ⅲ类污染级别;除新河入湖区外,其他监测点的TN均属于V类污染级别;12个监测点的富营养化驱动指数均大于零.结论巢湖的氮、磷污染均已经达到较高程度,氮污染问题尤其突出,今后迫切需要加强氮污染源的控制.各个监测点附近水体均处于不同程度的富营养化状态;并给出了需要进行重点污染控制的6个监测点.     

沙湖水体富营养化限制性因子分析

为确定沙湖水体富营养化发展的主要限制因子,根据沙湖2002—2004年水质监测资料,运用回归统计方法,选择氮、磷等8项理化因素与藻类叶绿素a进行回归分析.结果表明:水温、总磷、透明度与藻类叶绿素a呈显著线性关系,其中总磷和水温是沙湖富营养化的限制因子.对富营养化成因进行分析表明,外源污染和内源释放是造成沙湖富营养化的主要原因,且黄河水补给和地表径流是主要的外污染源.提出了沙湖富营养化的防治对策,为沙湖综合治理方案提供科学依据.     

湖水源热泵系统冷排水对浮游植物影响试验研究

针对湖泊热环境容量小,生态系统脆弱的特征,以三峡库区重庆段湖泊水体为研究对象。采用物理模拟的方法,对湖水源热泵系统冷排水对湖泊藻类及叶绿素含量的影响进行了系统的研究。结果表明：冷排水对藻类总量增长有明显抑制作用,试验水体藻类正负增长的临界温度在4．5～6．2℃之间;冷排水对湖泊优势藻类种群及比例变化有较为明显的影响,并且会使藻类种群数减少;冷排水显著降低湖泊叶绿素a的含量,对浮游植物总量增长有较大影响,且原水氮磷含量越高其影响程度也越大。     

因子分析法在巢湖富营养化评价中的应用

根据2008年水质采样分析,结果表明:目前巢湖水域中的COD、N、P等浓度仍然较高,分别为5.21mg/l、2.59mg/1、0.19mg/1,特别是西湖区来水渠道附近有的地方COD高达6.90 mg/1,总氮4.65 mg/1,总磷0.38 mg/1.本文根据水质分析结果,利用因子分析法对巢湖富营养化状况进行综合评价,结果显示目前巢湖水域中仍有30%的湖区处于重营养化状态,主要分布在西部湖区,其余70%的湖区处于富营养化状态.     

藻型湖泊溶解有机碳特征及其对甲烷排放的影响

湖泊碳通量研究已成为全球碳循环研究的前沿和热点问题.本研究以太湖藻型湖区(西北湖区、梅梁湾、贡湖湾、西南湖区和湖心)为研究对象,基于为期一年的连续野外观测,旨在揭示富营养化湖泊DOC变化特征及其对CH₄排放的影响.结果表明,太湖藻型湖区DOC质量浓度均值为4.15 mg/L,且具有显著的空间变化.受外源输送和内部蓝藻增殖影响,西北湖区和梅梁湾DOC质量浓度较高,且其DOC时间变化与流域降雨量紧密相关,尤以西北湖区最为明显(R²=0.67,P<0.01).但在受外源输送影响较小的湖心区域,其DOC的时间变化主要受蓝藻生物量驱动(R²=0.60,P<0.01).太湖藻型湖区CH₄排放均值为0.083 mmol·m^-2·d^-1,不同湖区CH₄排放量差异明显.藻型湖区较高的蓝藻生物量显著提高了CH₄的排放量,且DOC含量是蓝藻影响CH₄产生和排放的主要因子.总体上,太湖藻型湖区DOC的累积致使其是CH₄排放的热点区域,但DOC对CH₄产生和排放的影响受湖泊内部因子和外部因子的综合调控,其潜在的控制机制还需要进一步探讨.     

论环湖观光大道对巢湖的生态影响

修公路是致富之道,也是破坏区域生态平衡的元凶。合肥市修建巢湖环湖观光大道,在可能促进经济增长效应的同时,必将给巢湖套上一把＂枷锁＂,阻碍湖与岸的生物能量交流,破坏水文体系,减少湿地面积,加重水体污染,阻断动物的食物链,严重损害包括合肥在内的巢湖区域生态平衡。巢湖环湖观光大道通,鱼死水臭,天上少飞鸟,陆岸无走兽的局面,决不是危言耸听。本文分析了巢湖环湖大道对巢湖的危害,并在借鉴国内外学者研究成果的基础上,就保护巢湖提出对策建议。     

巢湖水质安全评价的对应分析和投影寻踪熵耦合方法

在巢湖水质安全评价指标体系及其等级标准建立的基础上,把指标的客观权重分解为反映不同指标属性对评价结果的影响程度的属性权重和反映不同评价对象指标值之间的整体差异对评价结果的影响程度的样本集权重,分别用基于加速遗传算法的对应分析方法和投影寻踪方法确定,再用最小相对信息熵原理计算指标的客观组合权重,形成了水质安全评价的对应分析和投影寻踪熵耦合方法(CFA-PP)。CFA-PP的应用结果表明:影响巢湖水质安全最大的前4个指标的客观权重分别是总磷占25.5%,叶绿素a占21.6%,氨氮占18.4%,总氮占12.7%;全湖水质安全处于"较不安全"与"不安全"等级之间;控制磷、氮营养盐分的入湖负荷是提高水质安全程度的有效途径。CFA-PP是由数据驱动的综合评价方法,在水质安全评价中具有应用价值。     

集对分析在巢湖水质富营养化评价中的应用

建立了应用集对分析方法进行湖泊富营养化评价的模型,运用该模型对巢湖水质富营养化进行综合评价,计算平均联系度得到综合评价结果,并与其它几种主要水质富营养化评价方法进行对比,取得了满意的结果,证明该法是一种简便实用的水质富营养化评价方法。     

浅水湖泊富营养化机理及控制方法探讨

水体富营养化是目前世界各国所面临的重大环境问题之一.科学地预测湖泊中蓝藻水华的暴发,并采取相应的控制措施以减少其危害具有重要的生态和环境意义.简要介绍了目前国内外对大型浅水湖泊蓝藻水华成因的研究现状,评述了对水华形成机理的一些共识,分析了我国大型浅水湖泊引发蓝藻水华的主要环境因素,提出了具有针对性的湖泊蓝藻水华暴发控制措施.     

徐州市云龙湖水质监测与评价

以云龙湖东西两湖区为对象,研究其不同功能区水质状况.在云龙湖东湖、西湖区各设置3个采样点,监测水体中总氮、总磷、高锰酸盐指数、氨氮、溶解氧和透明度指标;分别使用模糊识别法和特里指数法对水体进行水质评价与富营养化评价.评价结果表明：云龙湖水质级别为Ⅲ类,其中TN、TP超标明显,水体已呈现轻度富营养化;不同功能区水质差异明显,东湖区水质优于西湖区,云龙湖功能区划分对水体有显著影响.     

青藏高原兹格塘错流域50年来湖泊水量对气候变化响应的模拟研究

运用数值模拟建立青藏高原兹格塘错流域土壤、植被、气候等的空间和属性数据库;接着,借助分布式流域尺度水文模型(SWAT模型),对兹格塘错1956—2006年间的流量进行模拟实验;最后,反演50年来兹格塘错流域水文过程,测试流域温度、降水和蒸发组合的敏感因子对湖泊水量变化的效应,探讨50年来湖泊水量对气候变化的响应。模拟实验的边界条件设置为自然地形、土壤、植被覆盖,其中土壤资料包括有机质含量、粒径等理化参数。模拟结果表明:兹格塘错的年平均流量为6.3m³/s,流量高峰集中在8月至10月,并且由于融雪补给的关系,3月出现另一个流量高峰;模拟结果与遥感解译所得到的结果吻合较好。敏感实验表明:兹格塘错流域内温度、降水和蒸发组合的敏感因子实验具有高原特征,即高原湖泊的水文过程和湖泊流量变化有着较为敏感的响应关系;兹格塘错流量受降水的影响最大,随着降水的增加,流量有所增加;在温度升高的情况下,流域蒸发量增加速度大,兹格塘错流量增加的效应不明显,而在冷湿模式下,流域蒸发量降低,兹格塘错流量增加显著。