于桥水库叶绿素a的时空变化及影响因子分析
华南沿海地区小型水库叶绿素a浓度的影响因子分析_王伟
应用与环境生物学报 2009，15 ( 1 ): 064~071Chin J Appl Environ Biol=ISSN 1006-687X2009-02-25DOI: 10.3724/SP.J.1145.2009.00064在水质监测和富营养化评估中，直接测定浮游植物生物量不仅工作量大，而且操作烦琐，从而限制了常规使用. 水体中叶绿素a 的浓度可以指示浮游植物的生物量，相比细胞计数和生物量的计算更加简单，应用也更加普遍[1, 2]. 水体中叶绿素a 浓度直接与浮游植物生物量相对应，即浮游植物生物量越高，叶绿素a 浓度就越高. 叶绿素a 浓度与浮游植物生物量有较好的相关性，但由于浮游植物细胞内的叶绿素a 含量存在种类之间的差别，当水体中浮游植物群落结构不同时，叶绿素a 浓度与浮游植物生物量的相关性就存在差异，因华南沿海地区小型水库叶绿素a 浓度的影响因子分析*王 伟 顾继光 韩博平**(暨南大学水生生物研究所 广州 510632)Analysis of Factors Affecting Chlorophyll a Concentrationin Small Reservoirs in South China *WANG wei, GU Jiguang & HAN Boping **(Institute of Hydrobiology, Ji’nan University, Guangzhou 510632, China)Abstract Small reservoirs play an important role in drinking water supply in the coastal South China. In order to understand the effects of the concentration, distribution and seasonal changing dynamics of chlorophyll a on the environmental factors of reservoirs, 12 small reservoirs were investigated in April, August, and Decemeber, 2006. The chlorophyll a concentration in the reservoirs ranged from 1.3 to 33.2 μg/L, and the concentration in pumped storage reservoirs was lowest in August, but highest in the non-pumped storage ones in the same period. The total nitrogen (TN) and total phosphate (TP) concentrations in the 12 reservoirs ranged from 0.18 to 1.76 mg/L and from 0.01 to 0.79 mg/L, respectively. The correlations of chlorophyll a concentration with TP and TN concentrations were significant, with ln (Chl.a)=0.5596 ln (TP)+4.5581 (R 2=0.2337, P <0.01), and ln (Chl.a)=0.6077 ln (TN)+2.6199 (R 2=0.2004, P <0.01). The phytoplankton biomass ranged from 0.135 to 8.759 mg/L. In the non-pumped storage reservoirs, phytoplankton community was dominated by Chlorophyta, Bacillariophyta and Pyrrophyta, but only by Cyanophyta in the Mutouchong Reservoir in December. In the pumped storage reservoirs, the dominant species differed in different seasons, and Pyrrophyta only dominated in the Xianfengling Reservoir. The correlation of chlorophyll a concentration with phytoplankton biomass was significant, ln (Chl.a)=0.2792 ln (biomass)+2.1083 (R 2=0.245, P <0.01). There was an obvious seasonal variation in the correlations between chlorophyll a concentration and environmental factors: TN, TP and SD, and this seasonal variation was regulated by nutrient load and hydrological processes. Because the nutrient load and hydrological rhythm were modified by pumping water, the difference in seasonality of the correlation between chlorophyll a concentration and environmental factors was significant between the pumped and non-pumped storage reservoirs. The correlation of chlorophyll a concentration with phytoplankton biomass varied with the seasonal phytoplankton composition, especially the seasonal variation of dominant species. Fig 7, Tab 1, Ref 29Keywords chlorophyll a; nutrient; Secchi disk depth; small reservoir CLC X824 : Q178.513摘 要 在华南沿海地区，小型水库是重要的供水水源. 于2006年4月、8月、12月3次对珠海市12座小型水库的叶绿素a (Chl.a)、浮游植物、总氮(TN)、总磷(TP)、透明度(SD)等进行采样测定，分析了叶绿素a 浓度的分布、动态及其与浮游植物和环境因子的关系. 12座水库叶绿素a 浓度分布范围为1.3~33.2 μg/L ，抽水水库的叶绿素a 浓度在8月份最低，而非抽水水库的叶绿素a 浓度在8月份最高. 12座水库TN 浓度分布范围为0.18~1.76 mg/L ，TP 浓度分布范围为0.01~0.79 mg/L. 总磷与叶绿素a 浓度显著相关，ln (Chl.a)=0.5596ln (TP)+4.5581 (R 2=0.2337, P <0.01). 总氮与叶绿素a 浓度呈正相关关系，ln(Chl.a) =0.6077ln (TN)+2.6199 (R 2=0.2004, P <0.01). 浮游植物生物量为0.135~8.759 mg/L. 非抽水水库主要以绿藻、硅藻、甲藻为优势类群，但木头冲水库12月份以蓝藻为优势种类. 抽水水库的浮游植物优势种变化较大，叶绿素a 浓度与浮游植物生物量呈显著正相关，ln (Chl.a)=0.2792ln (biomass)+2.1083 (R 2=0.245, P <0.01). 叶绿素a 浓度与环境因子的相关性具有明显的季节变化，这主要是由营养盐负荷和水文条件的季节变化所决定. 抽水与非抽水水库的叶绿素a 浓度与环境因子的相关性具有明显的差别，这主要是由于调水改变了水体的营养盐负荷和水文节律. 叶绿素a 浓度与浮游植物生物量具有正相关关系，这种相关性的季节变化随浮游植物组成的变化(特别是优势种类的变化)而变化. 图7 表1 参29关键词 叶绿素a ；透明度；营养盐；小型水库CLC X824 : Q178.513收稿日期: 2008-03-31 接受日期: 2008-10-07*国家自然科学基金重点项目(No. U0733007)和珠海重大科技项目(No. PC20052040)资助 Supported by the National Natural Science Foundation of China (NSFC No. U0733007) and the Key Scientific Project of Zhuhai, Guangdong, China (No. PC20052040)**通讯作者Correspondingauthor(E-mail:**************.cn)65 1 期王 伟等：华南沿海地区小型水库叶绿素a浓度的影响因子分析此，不同水体中叶绿素a浓度对浮游植物生物量的指示作用也就不同. 影响浮游植物群落和藻类细胞内叶绿素a含量的因素是多方面的，其中营养盐(氮、磷)、光照、降水和水动力学被认为是关键的影响因素[3~7]. 在富营养化评价计算中，现有的方法是以叶绿素a浓度的等级划分为基础并考虑了营养盐浓度和水体透明度等因子的影响，因此分析水体中影响叶绿素a浓度的主要因子，不仅可以了解水体中浮游植物对环境因子的响应，也可以提供水体状况评价的基础[8]. 目前有关叶绿素a浓度与环境因子的关系主要依赖湖泊——特别是大型湖泊调查统计的结果，虽然在大尺度上具有较好的解释作用[8~10]，但在不同地区，水体环境条件存在地域性的差别，叶绿素a浓度与环境因子的关系也就不同，因此所建立的这些关系在应用于具体一个区域的水体时存在限制. 水库是不同于湖泊的一类水体，其水力滞留时间相对较短，水动力学过程受人为控制，水体中浮游植物对环境因子的响应表现也不同，这种响应上的差别会在叶绿素a浓度与环境因子的关系上体现出来.不同类型的水库水体中，浮游植物对环境的响应也不同. 在沿海地区，淡水河流相对短小，修建的水库以小型水库为主，如我国珠海的城市供水正是依赖这类水库. 随着用水量增加，部分水库集中从河流抽水增加蓄水量以提高供水能力，这类依赖于抽水入库的水库称为抽水水库. 抽水入库不仅直接改变了水体水动力学过程，也改变了浮游植物对环境条件的响应. 目前，抽水水库的数量在不断增加. 为了解这些小型水库叶绿素a浓度的分布、动态及其主要影响因子，本文通过对珠海市12座小型水库(其中抽水水库5座)进行的采样调查和水质监测，分析了水库中叶绿素a分布及影响因素.1 材料与方法1.1 采样点设置本文调查的12座水库及其主要特征见表1，其中先锋岭水库、月坑水库、正坑水库、库尾水库和银坑水库等5座水库为抽水型水库，其余7座水库为非抽水水库.大枝园水库周边为高尔夫球场，是其主要的污染源；木头冲水库边的水厂有污染排入水库；爱国水库内有一定量的人工放养鱼类养殖，其它水库没有明显的污染源. 根据水库的大小、地形和地理位置，分别在大坝、库中或者库尾选择适当采样点.1.2 采样、实验方法与数据分析于2006年4月、8月、12月进行采样调查，用萨氏盘测定透明度(Secchi disk depth, SD)，水化指标总磷(Total phosphate, T P)、总氮(Tot al n it rogen, T N)按照国家水质标准方法GB3838-2002测定[11]. 叶绿素a (Chl.a)浓度采用经过0.45 μm的纤维虑膜抽滤200~400 mL，反复冻融–浸提，运用改进的丙酮萃取方法进行测定[12]. 浮游植物样品用5%甲醛固定，在显微镜下进行定量检测. 数据分析使用SPSS13.0软件，进行相关关系计算与回归分析.2 结果与分析2.1 叶绿素a浓度的分布与动态如图1，12座水库叶绿素a浓度分布范围为1.3~33.2 μg/L，其中最低值出现在8月份的王保水库，最高值在12月份的大枝园水库. 非抽水水库中茶冷迳水库、王保水库、吉大水库、黄绿被水库的叶绿素a浓度相对较低，而非抽水水库中的大枝园水库、爱国水库、木头冲水库和抽水水库的叶绿素a浓度比较高. 总体来说，抽水水库的叶绿素a浓度(平均值为14.4 μg/L±0.725 μg/L)高于非抽水水库的(10.7 μg/L±0.535 μg/L).从季节变化看，抽水水库中的先锋岭水库和非抽水水库(不包括王保水库) 8月份叶绿素a浓度最高，而抽水水库(不包括先锋岭水库、银坑水库)和王保水库的叶绿素a浓度则在8月份最低. 银坑水库的叶绿素a浓度在4月份最高，12月份最低. 总体来说，抽水水库的叶绿素a浓度在8月份最低，非抽水水库的叶绿素a浓度在8月份最高.2.2 总氮、总磷浓度的分布与动态如图2-A，12座水库TN浓度分布范围为0.18~1.76 mg/L，其中，大枝园水库4月份总氮浓度最低，爱国水库8月份出现最高值. 抽水水库中，月坑水库总氮浓度最高，年平均值为1.05 mg/L，坑尾水库最低，年平均值为0.63 mg/L；非抽水水库中，王保水库总氮浓度最高，年平均值为1.11 mg/L，吉大水库最低，年平均值为0.38 mg/L. 从季节变化看，大枝园水库、爱国水库、茶冷迳水库、黄绿被水库的总氮浓度最高值出现在8月份，而先锋岭水库、月坑水库在8月份出现最低值，正坑表1 12座水库及其基本情况Table 1 The basic parameters and characteristics of the investigated reservoirs水库Reservoir库容Capacity of reservoir (V/104 m3)采样点Sampling site抽水Pumped (Yes or No)建库时间Construction time先锋岭 Xianfengling392 大坝 Dam Y1958月坑 Yuekeng106.53 大坝 Dam Y1955正坑 Zhengkeng10.7 大坝 Dam Y1985坑尾 Kengwei10.7 大坝 Dam Y1985银坑 Yinkeng148 大坝 Dam Y1959爱国 Aiguo66.52 供水口 Water supply site N1980茶冷迳 Chalengjing143 大坝 Dam N1958吉大 Jida237 大坝 Dam N1976.大枝园 Dazhiyuan337.8 库中 Middle of reservoir N1970王保 Wangbao373 大坝 Dam N1971黄绿背 Huanglvbei161.43 大坝 Dam N1992木头冲 Mutouchong508 大坝 Dam N19626615 卷应 用 与 环 境 生 物 学 报 Chin J Appl Environ Biol水库、坑尾水库、王保水库和吉大水库的总氮浓度在4月份出现最低值，12月份出现最高值，木头冲水库和银坑水库的总氮浓度则在4月份出现最高值，12月份出现最低值.如图2-B ，12座水库TP 浓度最低值低于0.01 mg/L ，最高为0.79 mg/L (4月份的银坑水库和大枝园水库)，最低值出现在8月份的3座水库(茶冷迳、爱国、王保水库)和12月份的王保水库. 从季节变化看，先锋岭水库、月坑水库、银坑水库和非抽水水库的总磷浓度在8月份出现最低值，坑尾水库则在8月份出现最高值，而正坑水库的总磷浓度4月份最高，12月最低.总氮与叶绿素a 浓度呈正相关关系：ln (Chl.a)=0.6077ln(TN)+2.6199 (R 2=0.2004，P <0.01). 总磷与叶绿素a 浓度显著相关：ln (Chl.a)=0.5596ln (TP)+4.5581 (R 2=0.2337，P <0.01). 见图3.图1 12座水库中叶绿素a 浓度的季节动态Fig. 1 Seasonal dynamics of chlorophyll a concentrations in the investigated reservoirs图2 总氮(A)和总磷(B)浓度的季节动态Fig. 2 Seasonal dynamics of TN (A) and TP (B) concentrations in 12 sampled reservoirs671 期王 伟等：华南沿海地区小型水库叶绿素a浓度的影响因子分析2.3 透明度如图4，12座水库的透明度为0.73~3.6 m ，最高值出现在12月份的王保水库，最低值出现在8月份的大枝园水库. 从季节变化看，透明度在月坑水库、爱国水库、木头冲水库中8月份最高，在坑尾水库、大枝园水库、茶冷迳水库、黄绿被水库中则8月份最低；先锋岭水库、正坑水库、银坑水库和王保水库的透明度在4月份最低，12月份最高；吉大水库的透明度则在4月份最高，12月份最低. 叶绿素a 浓度与透明度呈负相关关图3 TN (A)、TP (B)与Chl.a 的关系Fig. 3 Relationship) between nutrient concentrations of TN (A) and TP (B) and chlorophyll a concentration图4 透明度的季节动态Fig. 4 Seasonal dynamics of Secchi disk depth (SD)6815 卷应 用 与 环 境 生 物 学 报 Chin J Appl Environ Biol系(图5)，ln (Chl.a)=–1.4353ln (SD)+2.7606 (R 2=0.4418, P <0.01).2.4 生物量如图6，12座水库的浮游植物生物量为0.135~8.759 mg/L ，最高值出现在4月份的银坑水库，最低值出现在12月份的吉大水库. 从季节变化看，先锋岭水库、正坑水库、坑尾水库、爱国水库和王保水库的浮游植物生物量在8月最低，而大枝园水库、吉大水库、黄绿被水库则在8月最高，月坑水库、银坑水库、茶冷迳水库和木头冲水库的浮游植物生物量在4月最高，12月最低.在12座水库中，非抽水水库主要以绿藻、硅藻、甲藻为优势种类，而木头冲水库12月份蓝藻成为优势种类. 抽水水库的浮游植物优势种变化较大，其中，先锋岭水库以甲藻为优势种类；月坑水库4月份以金藻为优势种类，8月、12月则以甲藻为优势种类；正坑水库在4月、8月以甲藻为优势种类，12月以蓝藻为优势种类；坑尾水库4月、8月以绿藻、硅藻为优势种类，12月则以甲藻为优势种类；银坑水库4月份以蓝藻、绿藻为优势种类，8月份没有明显优势种类，主要由蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻组成，12月份以甲藻为优势种类.12座水库的叶绿素a 浓度与浮游植物生物量呈显著正相关(图7)：ln (Chl.a)=0.2792 ln (biomass)+2.1083 (R 2=0.245, P <0.01).3 讨 论3.1 叶绿素a 浓度的季节变化与影响因子水体中叶绿素a 浓度直接取决于水体中藻类的生物量，而水温、光照和营养盐浓度是影响水体中藻类生长的主要环境因子，水体滞留时间影响浮游植物生物量的积累，鱼类和浮游动物的捕食也能够影响浮游植物的生物量. 水体中叶绿素a 浓度的季节分布是浮游植物对这些因子季节变化的响应表现. 珠海地处南亚热带地区，水温和光照常年较高，季节变化相对不明显，导致水体季节变化的主要因子是营养盐和水文条件. 所调查的12座水库的叶绿素a 浓度具有较为明显的季节变化. 抽水水库叶绿素a 浓度的平均值在4月份为18.2 μg/L ，8月份为10.0 μg/L ，12月份为15.0 μg/L ；非抽水水库叶绿素a 浓度平均值在4月份为8.1 μg/L ，8月份为14.6 μg/L ，12月份为9.5 μg/L. 12座水库叶绿素a 平均浓度要高于广东省大中型水库同期的叶绿素a 浓度[13]，也高于很多湖泊的叶绿素a 浓度[14, 15]，反映了小型水库由于自净能力低，对营养盐负荷的响应要比大中型水库灵敏.在自然水体中，氮、磷浓度增加会促进浮游植物的繁殖，从而导致叶绿素a 浓度的增加. 在淡水水体中，磷是最重要的富营养化的限制因子[4, 16]，叶绿素a 浓度和磷浓度的相关程度一般较高.大枝园水库周边为高尔夫球场，为其主要的污染源；木头冲水库边的水厂有污染排入水库，爱国水库内有一定量的鱼类养殖，造成了大枝园水库、爱国水库、木头冲水库的叶绿素a 浓度明显高于其他非抽水水库. 12座水库中，叶绿素a 浓度与总磷呈显著相关(R 2=0.204, P <0.01). 其中4月份，叶绿素a 浓度与总磷表现出较高的相关性(R 2=0.659, P <0.01)；在8月份，由于受降水对水文过程和水体浊度的影响，其相关性很低(R 2=0.007, P =0.786)；在12月份，相关性也不高(R 2=0.139, P =0.232)，这可能与水温下降(非生长期)有一定关系. 尽管叶绿素a 浓度与总氮浓度存在较好的相关性，但在3个季节中的相关性不明显. 总氮、总磷浓度与叶绿素a 浓度相关性的季节差异，说明了12座小型水库中磷的负荷是影响浮游植物生物量和叶绿素a 浓度的关键因子.水体透明度主要受到悬浮物浓度的影响，当浮游植物生物量在悬浮物中占绝对优势时，水体透明度主要取决于浮游植物的生物量，叶绿素a 浓度与透明度之间呈负相关[5, 8, 10]. 虽然当光照减少时特定藻类单个细胞中的叶绿素含量会上升[17, 18]，但很难成为影响水体中的叶绿素a 浓度和透明度关系的主要因子.广东省大中型水库的数据表明，透明度与叶绿素a 浓度有较高的相关性，ln (Chl.a)=–1.349ln (SD)+1.912 (R 2=0.7, P <0.01)[19]. 我们调查的12座小型水库叶绿素a 浓度对透明度的响应有所不同，叶绿素a 浓度与透明度的相关性相对较小，ln (Chl.a)=–1.4353ln (SD)+2.7606 (R 2=0.4418, P <0.01). 4月份，叶绿素a 浓度与透明度有较好负相关(R 2=0.380, P <0.05)，8月份相关性很低(R 2=0.180, P =0.169)，12月份显著负相关(R 2=0.527,图5 SD 与Chl.a 的关系Fig. 5 Relationship between Secchi disk depth (SD) and chlorophyll a concentration691 期王 伟等：华南沿海地区小型水库叶绿素a浓度的影响因子分析P <0.01). 相关性季节变化明显高于很多大型湖泊和水库[20~22]. 8月份，丰水期透明度的变化更多是由悬浮物引起，所以叶绿素a 浓度与透明度的相关性不高. 而在4月、12月的冬春季节，水体相对稳定，浮游植物生物量是影响水透明度的主要因子，叶绿素a 浓度和透明度之间具有较高的相关性，这体现了小型水库的特点. 而在大型浅水湖泊中，风浪大，无机悬浮物是影响透明度的重要因素[23].3.2 抽水与非抽水水库中叶绿素a浓度分布的影响因子抽水水库和非抽水水库的叶绿素a 浓度季节变化具有明显的差异. 非抽水水库中叶绿素a 浓度最高值通常出现在丰水期(8月)，这是由于非抽水水库的营养盐输入主要来自于降水和地表径流. 在抽水水库中，除降水和地表径流外，抽调的河水营养盐浓度要高于水库本身的营养盐浓度. 在珠海，抽水图6 浮游植物生物量及其组成(A: 4月；B ：8月；C ：12月)Fig. 6 Phytoplankton biomass and composition (A: In Apr.; B: In Aug.; C: In Dec.)7015 卷应 用 与 环 境 生 物 学 报 Chin J Appl Environ Biol主要发生枯水期，抽水水库的营养盐浓度在枯水期高于丰水期，导致枯水期的叶绿素a 浓度高于丰水期.非抽水水库主要由降水和地表径流补充水源，在枯水期，降水很少，地表径流的入库水流也很小，对水库的扰动不大，水体悬浮物主要以浮游植物为主，叶绿素a 浓度与透明度的相关性较高：ln (Chl.a)=–1.769ln (SD)+2.7937, R 2=0.5571, P <0.01. 在枯水期，由于抽调河水对水体的扰动，水体悬浮物增多，悬浮物中浮游植物浓度下降，叶绿素a 浓度与透明的的相关性不高：ln (Chl.a)=–0.6628ln (SD)+2.702 (R 2=0.1837, P =0.111).抽水水库和非抽水水库的叶绿素a 浓度与总磷的相关性差别不大，12座水库的叶绿素a 浓度均与总磷浓度呈正相关(R 2=0.204, P <0.01)，但是抽水水库和非抽水水库叶绿素a 浓度和总磷的相关性在不同季节差异明显. 4月份，温度的升高促进了浮游植物的生长，除降水、地面径流外没有其他营养盐来源的非抽水水库中，磷是浮游植物生长的限制因子，导致叶绿素a 浓度与总磷浓度显著相关(R 2=0.797, P <0.01)，明显高于抽水水库的叶绿素a 浓度与总磷浓度的相关性(R 2=0.684, P =0.084)；8月份(丰水期)，降水带来的营养盐，但是降水中磷的浓度较低，加强了磷的限制性，叶绿素a 浓度与总磷浓度相关性(R 2=0.728, P <0.05)明显高于抽水水库(R 2=0.209, P =0.403). 抽水水库的营养盐来源除降水、地表径流外，抽调的河水和内源释放也是重要来源. 在枯水期，抽水水库的营养盐浓度较高，促进了浮游植物的生长繁殖，影响叶绿素a 浓度与总氮浓度的相关性(R 2=0.433, P <0.01). 非抽水水库的营养盐通过降水、地表径流进入水库，而降水中，氮的含量较高，磷的含量较低，浮游植物的生长氮限制减弱，导致叶绿素a 浓度与总氮相关性很低(R 2=0.019, P =0.544).3.3 浮游植物组成对叶绿素a 浓度分布的影响叶绿素a 是浮游植物光合作用的主要色素，但不同藻类的色素构成上有很大差别. 在绿藻中，叶绿素a 是主要的光合色素，而蓝藻的光合色素是藻胆蛋白结合的藻胆色素，叶绿素a 只在反应中心存在，其量较小[24]. 总磷浓度对不同大小的浮游植物有不同的影响，小个体的藻类在贫营养水体中更重要，而在中营养水体中，大个体藻类则更重要[25]. 不同藻类细胞的叶绿素a 含量不同，在不同藻类占优势的水体中，叶绿素a 浓度也不相同[26~29].12座水库中，叶绿素a 浓度与浮游植物生物量显著相关(R 2=0.245, P <0.01)，但季节差异很大. 4月份，叶绿素a 浓度与浮游植物生物量显著相关(R 2=0.509, P <0.01)，8月份，叶绿素a 浓度与生物量相关性很低，12月份相关性(R 2=0.281, P =0.076)高于8月份，小于4月份. 在4月份，水库的浮游植物生物量主要由甲藻、硅藻占优势；在8月份，12座水库没有一致的优势种类，而且单个水库的优势种也不明显；12月份则以甲藻、蓝藻为优势种类，水体相对稳定，但由于蓝藻细胞内的叶绿素a 含量要远低于其它藻类，这直接影响了叶绿素a 浓度与浮游植物生物量的相关性.抽水水库和非抽水水库的叶绿素a 浓度与浮游植物生物量的相关性差异也很大，抽水水库叶绿素a 浓度与浮游植物生物量的相关性(R 2=0.426, P <0.01)明显高于非抽水水库( R 2=0.0.053, P =0.314). 抽水水库浮游植物以甲藻、蓝藻占优势，浮游植物组成相对稳定. 非抽水水库中，每座水库的优势种类都不相同，而且每座水库中的浮游植物优势种的优势度低，导致叶绿素a 浓度与浮游植物生物量的相关性不高.4 结 论小型水库的叶绿素a 浓度及其与总氮、总磷、透明度的相关性在不同季节均有明显变化，说明小型水库叶绿素a 浓度对营养盐和降水、抽调水等影响水文过程和水体浊度的因子的响应比大中型水库灵敏. 叶绿素a 浓度受浮游植物生物量及其组成的影响，在优势种组成稳定的水体中，叶绿素a 浓度与浮游植物生物量显著相关；当浮游植物群落没有稳定优势种类时，叶绿素a 与浮游植物生物量相关性降低.References1 Sakamoto M. Primary production by phytoplankton community in someJapanese lakes and its dependence on lake depth. Arch Hydrobiol , 1966, 62: 1~282 Reynolds CS. The Ecology of Freshwater Phytoplankton. London:图7 浮游植物生物量和叶绿素a 浓度的相关性Fig. 7 Relationship between phytoplankton biomass and chlorophyll a concentration71 1 期王 伟等：华南沿海地区小型水库叶绿素a浓度的影响因子分析Cambridge University Press, 19843 Carlson RE. More complications in the chlorophyll-Secchi diskrelationship. Limnol & Oceanogr, 1980, 25 (2): 379~3824 Schindler DW. Recent advances in the understanding and management ofeutrophication. Limnol & Oceanogr, 2006, 51 (1, Part 2): 356~3635 Edmondson WT. Secchi disk and chlorophyll. Limnol & Oceanogr, 1980,25: 378~3796 Urabe J, Sekino T, Nozaki K, Tsuji A, Yoshimizu C, Kagam M,Koitabashi T, Miyazaki T, Nakanishi M. Light, nutrients and primary productivity in Lake Biwa: An evaluation of the current ecosystem situation. Ecol Res, 1966, 14: 233~2427 Reynolds CS, Irish AE, Eliott JA. The ecological basis for stimulatingphytoplankton responses to environmental change. Ecol Modelling, 2001, 140: 271~2918 Carlson RE. A trophic state index for lakes. Limnol & Oceanogr, 1977,22: 361~3699 Megard RO, Settles JC, Boyer HA, Combs WS. Light, Secchi disks, andtrophic states. Limnol & Oceanogr, 1980, 25: 373~37710 Lorenzen MW. Use of chlorophyll-Secchi disk relationships. Limnol &Oceanogr, 1980, 25: 371~37211 Jin XC (金相灿), Tu QY (屠清璎). 湖泊富营养化调查规范. 第2版. 北京: 中国环境科学出版社, 199012 Lin SJ (林少君), He LJ (贺立静), Huang PS (黄沛生). Comparisonand improvement on the extraction method for chlorophyll a in phytoplankton. Ecol Sci (生态科学), 2005, 24: 9~1113 Hu R (胡韧), Lin QQ (林秋奇), Duan SS (段舜山), Han BP (韩博平).Distribution of chlorophyll-a and phosphorus in subtropical reservoirs, South China. Ecol Sci (生态科学), 2002, 12 (4): 310~31514 Wang FE (王飞儿), Lv HC (吕唤春), Chen YX (陈英旭). Analysisof the spatial and temporal changes in chlorophyll-a concentration in Qiandao Lake and its impact factors. J Zhejiang Univ Agric & Life Sci (浙江大学学报农业与生命科学版), 2004, 30 (1): 22~2615 Liu ZS (刘镇盛), Wang CS (王春生), Ni JY (倪建宇), Zhu GH (朱根海), Zhou HY (周怀阳). Ecological distribution characteristics of chlorophyll a in Fuxian Lake. Acta Ecol Sin (生态学报), 2003, 23: 1773~178016 Schindler DW. Factors regulating phytoplankton production andstanding crop in the world’s freshwaters. Limnol & Oceanogr, 1978, 23(3): 478~48617 Jorgensen EG. The adaptation of plankton algae.4. Light adaptation indifferent algal species. Physiol Plant, 1969, 22: 1307~131518 Steele JH. Environmental control of photosynthesis in the sea. Limnol &Oceanogr, 1962, 7: 137~15019 Han BP (韩博平), Li T (李铁), Lin XD (林旭钿). 广东省大中型水库富营养化现状与放置对策研究. 北京: 科学出版社, 200320 Cai JB (蔡金傍), Li WQ (李文奇), Xiang Y (逄勇), Sun Y (孙宇).Limiting factors of eutrophication in Yanghe Reservoir. Water Resour Prot (水资源保护), 2007, 23 (3): 52~5521 Yang DT (杨顶田), Chen WM (陈伟民), Cao WX (曹文熙). Analysison transparency factors of Lake Taihu. Shanghai Environ Sci (上海环境科学), 2003, 22 (Suppl.): 36~4022 Chen YG (陈永根), Liu WL (刘伟龙), Han HJ (韩红娟), Hu WP (胡维平). Relationships between chlorophyll-a content and TN and TP concentrations in water bodies of Taihu Lake, China. Chin J Ecol (生态学杂志), 2007, 26 (12): 2062~206823 Zhang YL (张运林), Qin BQ (秦伯强), Chen WM (陈伟民), Hu WP (胡维平), Yang D (杨顶田). Distribution,seasonan variation and correlation analysis of the transparency in Taihu Lake. Trans Oceanol & Limnol (海洋湖沼学通报), 2003, 2: 30~3624 Han BP (韩博平), Han ZG (韩志国), Fu X (付翔). 藻类光合作用: 机理与模型. 北京: 科学出版社, 200325 Masson S, Pinel-Alloul B. Total phosphorus-chlorophyll a size fractionrelationships in southern Quebec lakes. Limnol & Oceanogr, 2000, 45(3): 732~74026 An KG, Park SS. Indirect inf luence of the summer monsoon onchlorophyll-total phosphorus models in reservoirs: A case study. Ecol Modelling, 2002, 152: 191~20327 An KG, Park SS. Influence of seasonal monsoon on the trophic statedeviation in an Asian reservoir. Water Air & Soil Poll, 2003, 145: 267~28728 Arhonditsis GB, Winder M, Brett MT, Schindler DW. 2004. Patternsand mechanisms of phytoplankton variability in Lake Washington (USA). Water Res, 2004, 38: 4013~402729 Rakocevic-Nedovic J, Hollert H. Use of chlorophyll-Secchi diskrelationships, phytoplankton community and chlorophyll a as trophic state indices of Lake Skadar (Montenegro, Balkan). Environ Sci & Poll Res, 2005, 12 (3): 146~152。
于桥水库水环境及生物资源调查与生态修复措施探讨资料PPT资料
现状的原因分析
于桥水库上游及周边地区的污染加剧 于桥水库生态环境自净能力下降 水库中鱼类种群结构不合理
生态修复措施探讨
需要各级政府部门联合截污治污 冤晋怒扰挝沮源挑以纷段反拥生框碱臆史蓬跨谩扰讳雕改尔柔呵赢部棉遵于桥水库水环境及生物资源调查与生态修复措施探讨于桥水
库水环境及生物资源调查与生态修复措施探讨 弱分争喧练偷痰垂蕉脓西秘杜别戊账写越拎猫世逻瑶财杏榨恕轴镭坑喳粉于桥水库水环境及生物资源调查与生态修复措
蓝藻暴发
2009年于桥水库调查项目
水体理化指标包括：
水温 水深 透明度
pH 溶解氧 叶绿素 总氮 总磷
COD 氨态氮
生物调查项目包括：
浮游植物的定性 浮游植物的定量 浮游动物的定性 浮游动物的定量
于桥水库7次水体理化指标平均值
项目 水温（℃）
继续深入调查分析水库现状 库水环境及生物资源调查与生态修复措施探讨
于桥水库7次水体理化指标平均值
继续深入调查分析水库现状 于桥水库上游及周边地区的污染加剧
逐步调整库中鱼类种群比例，探讨以鱼净水的 于桥水库7次水体理化指标平均值
继续深入调查分析水库现状
生态治理长效方案（围栏围隔实验） 生物量平均值为毫克/升
于桥水库藻类群落演替过程及影响因素
ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｌｏａｄ ｉｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｎ ｌｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ａｌｇａｌ ｂｉｏｍａｓｓ ｓｉｎｃｅ ｔｈｅ １９８０ｓ. (３) Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ
ｔｈａｔ ＴＰ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎꎬ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ａｌｇａｌ ｐｉｇｍｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ( Ｐ<０ ０５) ꎬ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ＴＰ ｌｏａｄ ａｎｄ ｃｌｉｍａｔｅ
１.中国环境科学研究院ꎬ 环境基准与风险评估国家重点实验室ꎬ 北京 １０００１２
２.北京师范大学水科学研究院ꎬ 北京 １００８７５
３.中国环境监测总站ꎬ 北京 １０００１２
摘要: 解析湖库藻类群落演替过程及影响因素对于湖库富营养化控制具有重要作用ꎬ而当前我国大部分湖库缺乏历史藻类群落
监测数据. 为研究典型水库藻类群落演替过程及主要驱动因素ꎬ在于桥水库采集沉积物柱芯ꎬ采用 １３７ Ｃｓ 定年和藻类色素反演的
方法ꎬ重建了于桥水库藻类群落近 ８０ 年历史演替过程ꎬ揭示了气候变化和人类活动对藻类群落演替的影响规律. 结果表明:
①于桥水库历史主要藻类为绿藻、蓝藻、隐藻、甲藻、硅藻和裸藻ꎬ藻类群落演替经历了 ３ 个阶段ꎬ第Ⅰ阶段为 １９３８—１９５８ 年ꎬ藻
类生物量较低ꎻ第Ⅱ阶段为 １９５８—１９８３ 年ꎬ藻类生物量逐渐升高ꎻ第Ⅲ阶段为 １９８３—２０１９ 年ꎬ藻类生物量显著增长ꎬ主要以蓝藻
ｄｅｃａｄｅｓ. Ｔｈｅ ａｌｇａｅ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ ｗｅｎｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｒｅｅ ｓｔａｇｅｓ. Ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｓｔａｇｅ ｗａｓ ｆｏｒｍ １９３８ ｔｏ １９５８ꎬ ｔｈｅ ａｌｇａｅ ｂｉｏｍａｓｓ ｗａｓ ｌｏｗꎻ
基于R的于桥水库藻华时空分布特征及影响因子分析
基于RS 的于桥水库藻华时空分布特征及影响因子分析岳㊀昂1㊀张㊀赞1㊀魏㊀巍1∗㊀韩静敏1㊀刘红磊2(1.天津市生态环境监测中心,天津300191;2.天津市环境保护科学研究院,天津300191)摘要:于桥水库蓝藻水华的出现造成水体富营养化,影响饮用水安全㊂遥感技术为监测和预防藻华提供了高效快捷的手段,以2008 2017年的Landsat 卫星影像为数据源,通过NDVI 指数反演,分析了于桥水库历年藻华分布特征和变化趋势㊂从空间分布特征来看,于桥水库藻华主要分布在东岸和北岸,严重时会发展到水库中心;从历年藻华面积变化趋势看,2008 2013年,于桥水库藻华爆发面积较小,2013 2015年藻华现象逐年严重,2016 2017年水库藻华面积显著减少并趋于平稳㊂根据遥感监测结果,结合实地监测数据,分析得出:磷是于桥水库藻华爆发的限制性因子,气温的阶段性上升可能导致藻华大面积爆发㊂基于此研究结果,提出以磷输入控制为核心目标的于桥水库藻华防治措施,以减少水体富营养化和藻华爆发㊂关键词:于桥水库;遥感;藻华;影响因子;磷SPATIOTEMPORAL DISTRIBUTION CHARACTERISTICS OF ALGAL BLOOM IN YUQIAORESERVOIR BASED ON RS AND ITS INFLUENCE FACTORS ANALYSISYue Ang 1㊀Zhang Zan 1㊀Wei Wei 1∗㊀Han Jingmin 1㊀Liu Honglei 2(1.Tianjin Eco-Environmental Monitoring Center,Tianjin 300191,China;2.Tianjin Academy of Environmental Sciences,Tianjin 300191,China)Abstract :The appearance of cyanobacteria blooms in Yuqiao Reservoir caused eutrophication of the water body and affectedthe safety of drinking water.Remote sensing technology provides an efficient and fast way to monitor and prevent algal blooms.Landsat satellite remote sensing images from 2008to 2017were used to analyze the distribution characteristics and changing trends of algal blooms in Yuqiao Reservoir through NDVI index inversion.From the perspective of spatial distributioncharacteristics,the algal blooms are mainly distributed on the east and north shores while in severe cases will develop to the center of the reservoir.From the perspective of the algal bloom area changes over the years,the area is relatively small,but more serious year by year from 2013to 2015,and decreased significantly and stabilized from 2016to 2017.Based on theresults of remote sensing monitoring and field monitoring data,the research showed that phosphorus is the limiting factor for algal blooms in the Yuqiao Reservoir,and the stepwise increase in temperature may cause large-scale blooms of algal blooms.Based on this result,algae bloom prevention measures in Yuqiao Reservoir were proposed with the core objective of phosphorus input control to reduce water eutrophication and algal blooms.Keywords :Yuqiao Reservoir;Remote sensing;Algal bloom;Impact factor;Phosphorus㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2020-03-21基金项目:天津市科技计划项目(16YFXTSF00380)㊂第一作者:岳昂,工程师,研究方向为水环境监测㊁生态环境遥感监测研究㊂∗通信作者:魏巍(1970-),男,高级工程师,主要从事生态环境监测相关工作㊂1003813938@0㊀引㊀言水是人类生存和进步的生命之源,是社会经济发展不可替代的基础自然资源㊂近年来,随着社会经济的迅猛发展,城镇化程度加速扩张,工农业生产和生活污水的排放对内陆湖泊河流造成了不同程度的污染,导致水体富营养化问题出现,水华蓝藻现象爆发,成为水生态系统最重要的问题之一,给内陆湖泊生态环境治理带来了严峻的考验㊂传统的藻华测量方法是通过现场采样后在实验室进行测量,这种方法不仅费时费力,而且无法监测大范围水体的藻华分布情况㊂遥感技术的出现和快速发展,为监测和预防水华蓝藻提供了高效快捷的手段㊂遥感监测具有监测范围广㊁速度快㊁成本低㊁便于进行长期动态监测的优势,利用遥感技术进行蓝藻水华监测能够较好的反映藻华的时空分布和演化规律,可以帮助环境监测相关部门快速掌握藻华的变化趋势,为藻华预警提供科学依据[1]㊂在内陆水体水质遥感监测中,对蓝藻水华的监测主要是针对藻华覆盖的分布范围和动态趋势的监测㊂利用遥感技术监测蓝藻水华的方法包括单波段阈值法㊁光谱指数法㊁监督分类法和水质参数反演法等㊂单波段阈值法是利用藻华在近红外波段的高反射特性,通过选取合适的阈值区分藻华和水体,从而获取藻华分布范围㊂段洪涛等[2]利用MODIS数据,选取0.1为阈值,认为band>0.1时为藻华,提取了海岸带水域的蓝藻水华㊂光谱指数法是利用不同的波段组合方式,通过计算波段比值的方法实现藻华的有效监测㊂李旭文[3]等利用Landsat TM数据通过构建差分植被指数DVI来计算藻类生物量,并对藻类生物量进行分级,对太湖梅梁湖区藻类分布特征进行了监测和分析㊂Hu等[4]通过建立浮游藻类光谱指数提取了青岛海岸的藻类,并将改方法应用于太湖,对太湖2000 2009年藻华分布情况进行了监测㊂监督分类法是利用蓝藻和水体的光谱特征和纹理信息的差异,通过训练样本选择利用遥感图像监督分类的方法提取蓝藻水华㊂林怡[5]利用Landsat ETM+数据构建的归一化蓝藻指数,采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)方法进行监督分类提取淀山湖蓝藻水华,有效地识别了各种密度的蓝藻空间分布信息㊂水质参数反演法是以蓝藻素或叶绿素a为目标,通过遥感定量反演,分析蓝藻的分布状态㊂例如,梅长青[6]㊁怀红燕[7]等利用MODIS数据对我国巢湖㊁淀山湖进行叶绿素反演,通过叶绿素浓度监测藻类水华的暴发㊂于桥水库是天津市唯一的城市集中式应用水水源地,是天津市市区及滨海新区千万人口的生命线,对天津市经济社会发展具有极其重要的作用㊂但是近年来,由于农业面源污染和上游城市污水的排放[8-9],污染加剧,给于桥水库水质状况带来了严重影响,造成了水体富营养化,从1997年就已经出现了蓝藻水华爆发[10],给天津市饮用水安全带来了极大隐患,因此于桥水库藻华监测及爆发因素分析尤为重要㊂本文利用Landsat8和landsat7卫星遥感影像,通过光谱指数计算,提取于桥水库近10年来的藻华空间分布情况,分析其时空分布特征,并结合实地水质监测数据和区域温度数据,分析于桥水库总磷㊁叶绿素a与藻华面积的关系,探讨藻华爆发的影响因子,为于桥水库藻华治理和水质监管提供支撑㊂1㊀藻华遥感解译1.1㊀研究区概况于桥水库位于天津市蓟县城东4km处的州河上游,是一座山谷型水库㊂于桥水库始建于1959年, 1983年引滦入津工程建成后,于桥水库正式纳入引滦入津工程管理,成为天津唯一的水源地,其主要功能以防洪㊁城市供水为主,兼顾灌溉㊁发电等㊂于桥水库上游主要入库河流为淋河㊁沙河和黎河,其中沙河和黎河汇聚而成果河,黎河为引滦输水通道,上游连接输水隧洞,由于输水影响,果河入库的氮㊁磷质量浓度持续超标[11],导致库区水质无法达到规划要求的Ⅲ类标准,直接影响下游的蓟县㊁宝坻㊁宁河㊁玉田㊁汉沽等各县(区)的低洼地区近百万人口和300余万亩耕地㊂1.2㊀数据介绍遥感数据采用了Landsat-8OLI和Landsat-7ETM+卫星遥感图像,数据源来自地理空间数据云(http:// /)㊂Landsat-7是美国的陆地卫星计划(Landsat)中的第七颗,卫星携带增强型专题制图仪(Enhanced Thematic Mapper,ETM+)传感器,与Landsat-5相比增加了分辨率为15m的全色波段(PAN波段)㊂Landsat-8是太阳同步轨道卫星,携带陆地成像仪(Operational Land Imager,OLI)和热红外传感器(Thermal Infrared Sensor,TIRS),OLI陆地成像仪包括9个波段,空间分辨率为30m,其中包括一个15m的全色波段㊂与Landsat5/Landsat7相比, Landsat8涵盖的波段更多㊁波段划分更精细,数据量也提高到以往的3倍[12,13]㊂本文选取2008 2017年8 9月的Landsat-8OLI和Landsat-7ETM+影像为主要数据源进行于桥水库藻华解译分析㊂气象数据来自中国气象科学共享服务系统(http://图1㊀于桥水库遥感影像示意/),获取了流域内气象站(站点编号54439,坐标为117ʎ53ᶄE㊁40ʎ12ᶄN)的日平均和最大气温,分析气温与于桥水库叶绿素a质量浓度和藻华爆发面积的关系㊂1.3㊀藻华提取方法研究1.3.1㊀Landsat数据预处理利用ENVI软件对Landsat数据进行区域裁剪㊁辐射定标㊁大气校正等预处理[14],消除传感器误差㊁大气误差等外界干扰因素的影响,并采用单波段阈值法制作水体区域掩膜[15],获得准确的水体区域,在此基础上再进行蓝藻水华的提取㊂1.3.2㊀蓝藻水华提取方法蓝藻水华具有与植被相似的光谱特征[16],在550nm(绿波段)附近有一个反射峰,在675~710nm 波段具有类似于植被的陡坡效应,而在710~900nm (近红外波段)由于藻类细胞结构特点强烈反射太阳光谱能量而具有一个极高的反射率平台[17],这是蓝藻水华区别于正常水体的最明显的特征,因此利用植被指数可以有效的进行蓝藻水华的提取㊂归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)是最常用且提取效果较好的植被指数之一,由于蓝藻光谱特征具有与植被相似的陡坡效应,所以利用NDVI可以有效的识别蓝藻水华㊂NDVI的计算公式如下:NDVI=NIR-RNIR+R(1)式中:NIR为近红外波段反射值;R为红波段反射值㊂1.4㊀藻华空间分布及演变趋势分析1.4.1㊀藻华面积解译获得于桥水库的水体区域后,利用ENVI的波段运算工具进行NDVI反演,得到于桥水库的NDVI图㊂在NDVI图像中,NDVI>0的区域为藻华区域,且NDVI值越大藻华浓度越高,NDVI值越小藻华浓度越低;NDVI<0的区域为正常水体㊂对得到的NDVI 图像进行阈值分割,得到于桥水库藻华分布图㊂为了消除其他易混淆物体的干扰,得到精准的藻华分布,通过对象矩形度进一步判断藻华的面积分布㊂对象矩形度即为表明形状能被矩形描述的程度,由多边形面积比多边形外接矩形的面积表示㊂矩形的矩形度为1,非矩形的矩形度小于1㊂对象矩形度是识别藻华的核心因子,根据对目标对象的判断将对象矩形度设定为0.7~0.8,可以有效识别出农田大体特征,消除对藻华提取的影响,但应注意前一步分割参数应设定相对细微㊂此外,由于水流㊁风向等外部环境都会影响到藻华的聚集,因此在卫星影像上含有藻华的水体与正常水体表现了不同的表面特征,即藻华在水体表面一般表现为条带状或者絮状形态,容易与周围湖水相区分,有利于目标物的目视解译[18],利用这一特征对获得藻华分布图进行后处理,最终得到准确的于桥水库藻华面积分布图㊂1.4.2㊀于桥水库近10年藻华空间分布特征及演变趋势分析利用2008 2017年8 9月于桥水库Landsat数据,采用NDVI指数反演结合人工目视解译的遥感方法,提取于桥水库2008 2017年的藻华空间分布图,分析10年间于桥水库藻华变化趋势,结果见图2㊂从空间分布特征来看,于桥水库藻华主要分布在东岸和北岸,严重时会发展到水库中心,西南沿岸基本没有藻华出现,水质状况较好,造成这一分布特征的原因可能与盛行风向㊁入库支流营养盐数据[19]以图2㊀于桥水库2008 2017年夏秋季藻华时空分布和藻华面积变化趋势及水库周边地貌状况有关[20]㊂从历年藻华面积变化趋势看,2008 2013年,于桥水库藻华爆发面积较小,水质状况较好,其中2009年藻华面积最小为1.87km2,2010 2013年藻华面积相对平稳,基本维持在3km2左右;2013 2015年藻华现象逐年严重,到2015年达到一个峰值,藻华面积达到5.65km2; 2016 2017年水库藻华面积显著减少并趋于平稳,藻华面积分别为1.5km2和1.95km2㊂2㊀藻华影响因子分析2.1㊀于桥水库近10年水质情况为研究水质环境与藻华面积变化的关系,本文分析了2008 2017年于桥坝下㊁水库中心㊁东马坊㊁九百户㊁三岔口不同监测点位的总磷(Total Phosphorus, TP)和叶绿素a(Chl-a)的质量浓度变化情况,如图3所示㊂整体来看,在同一监测时间,不同监测点位的TP和Chl-a质量浓度没有明显差异,且五个监测点位上的TP质量浓度与Chl-a质量浓度的历年变化趋势基本一致㊂2008 2012年TP和Chl-a质量浓度均较为平稳,没有明显变化,从2013年开始,TP和Chl-a质量浓度大幅上升,并到2016年达到最大,2017年开始有回落趋势㊂2008年于桥水库TP和Chl-a平均质量浓度分别是0.027mg/L和6.7mg/m3,到2016年分别上升至0.110mg/L和24.3mg/m3,2017年又回落至0.035mg/L和13.3mg/m3㊂ʏ TP; ʻ Chl-a㊂图3㊀于桥水库5个监测站点的总磷和叶绿素a质量浓度变化(2008 2017年)2.2㊀于桥水库磷质量浓度、叶绿素a与藻华面积关系分析分析于桥水库2008 2017年实测的TP和Chl-a 质量浓度可以发现,二者呈现明显的线性关系(R2= 0.944),如图4a所示㊂由此可见,TP质量浓度的增加会促进藻类生长,进而造成水体Chl-a质量浓度的上升,这一结果与Smith等[21]的研究结果是一致的,也进一步证明了磷是于桥水库藻华爆发的限制性因子㊂如图4b是藻华面积与叶绿素a的关系图,从图中可以看出二者没有明显关联㊂结合磷质量浓度与藻华面积的历年变化情况可以看出,磷质量浓度与藻华面积变化也不完全一致㊂从藻华面积变化趋势图中可知,于桥水库藻华面积在2015年达到最大值5.65km2,而磷质量浓度和叶绿素a浓度的最大值均是在2016年,其浓度分别为0.109mg /L 和52.44mg /m 3,而此时藻华面积相较2015年已大幅减少,甚至为历年最少㊂由此可知,虽然TP 浓度增加会促进藻华爆发,然而藻华爆发面积与磷质量浓度没有必然联系㊂这是因为磷并非是引起藻华爆发的唯一因素,藻华发生会受到营养盐浓度㊁温度㊁湖泊地形㊁湖流等多种环境因素的影响㊂于桥水库的输入方式主要是河流输入[22],河流入库口由于流速降低,吸附于颗粒上的磷大量沉积,并水土界面发生交换作用重新进入上覆水体,导致水中磷质量浓度升高[23],造成有支流输入的河口和近岸区域藻华滋生和大面积聚集(见图2)㊂因此,在于桥水库藻华防治工作中,应重点关注水流较为缓慢的岸边区域和有支流输入的河口缓流区域㊂图4㊀叶绿素质量浓度对总磷质量浓度的响应关系及藻华面积与叶绿素质量浓度2.3㊀区域气温与于桥水库藻华爆发关系分析水温对藻类生长具有重要影响,其中25ħ左右是较适宜藻类生长的温度[24],因此每年的8 9月是于桥水库藻华爆发最为严重的时间㊂利用国家气象站(遵化站)2008 2017年8 9月的日平均和最大气温数据,分析不同年份气温变化与于桥水库藻华面积变化的关系㊂结果显示,2015年8 9月日平均气温分布与其他年份有明显不同㊂2015年8 9月,日平均气温在22~28ħ的累计频率为65%左右,明显高于其他年份,说明该部分时段温度高于同期温度㊂进一步分析发现在藻华面积分布较高的年份均有类似的温度分布特征,充分证明了在营养盐充足的条件下,气温的升高会促进藻类大量繁殖,导致藻华大面积爆发㊂ʻ 2008; ʏ 2009; ▶ 2010; һ 2011; ▽ 2012;⎔ 2013; ʻˑ 2014; Җ 2015; ◁ 2016; Ѳˑ 2017㊂图5㊀于桥水库2008 2017年8 9月份日平均气温累积频度分布3㊀结㊀论从上述分析可以看出,于桥水库藻华主要出现库区东岸和北岸的河流入口处,西南及水库中心水体状况较好,藻华出现较少㊂引起藻华现象的原因包括营养盐输入㊁磷质量浓度的增加㊁温度等因子,其中营养盐是藻华发生的物质基础,总磷与水中叶绿素a 浓度有着直接影响,是于桥水库藻华爆发的限制性因子;温度也与藻华爆发密切相关,对藻华爆发面积有着重要影响㊂基于此,在于桥水库蓝藻水华防治方面,建议以磷输入控制为核心目标,具体对策如下:1)控制面源磷输入和废污水排放,实施基于入库磷总量达标的流域水质目标管理方案[25];2)建造人工湿地,开展入库河流岸边带修复和重建,减低入河磷污染和净化水质;3)在东岸和北岸污染较重区域开展生态清淤,减少沉积物内源磷污染㊂参考文献[1]㊀赵丹.典型内陆湖库蓝藻水华遥感监测[D].西安科技大学,2018.[2]㊀张渊智,段洪涛.芬兰海岸带水域蓝藻水华遥感监测[J].湖泊科学,2008,20(2):167-172.[3]㊀李旭文,季耿善,杨静.太湖藻类的卫星遥感监测[J].湖泊科学,1995(7):65-68.[4]㊀HU C,LEE Z,MA R,et al.Moderate resolution imagingspectroradiometer (MODIS)observations of cyanobacteria bloomsin Taihu Lake,China [J ].Journal of Geophysical Research:Oceans,2010,115(C4).(下转第83页)。
YC湖区叶绿素a时空变化特征及影响因素分析
资源·环境·植保
YC 湖区叶绿素 a 时空变化特征及影响因素分析
谢茂嵘 刘 帅 吕 文 杨文晶 杨 惠 姜 宇 孙瑞瑞 蔡晓钰 杨金艳
（江苏省水文水资源勘测局苏州分局，江苏苏州 215011）
摘要 本研究基于 2021 年 YC 湖区水质逐月监测，分析了湖区生态系统响应参数（叶绿素 a）及氮、磷营养盐的
关键词 叶绿素 a；时空变化特征；生态系统；环境因子；多元逐步回归分析
中图分类号 X524
文献标识码 A
文章编号 1007-7731（2024）09-0077-07
Temporal and spatial characteristics of chlorophyll a and its influencing factors in YC Lake
安徽农学通报 2024 年 09 期 关环境因子的空间分布特征及相关性的研究还处 于 探索阶段。本研究通过对 2021 年 YC 湖区水质 进行监测，分析其各水质因子的年内变化趋势，探 究叶绿素 a 与相关环境因子的时空变化特征以及 其响应关系，为中小型浅水湖泊的治理提供参考。
1 材料与方法
1.1 监测站点布设 湖 体 水 域 总 面 积 为 117.4 km2，分 为 西 湖
和底层的混合水样，保温箱保存带回实验室分析水 质参数。实验室内用 Whatman GF/F、GF/C 玻璃纤
括 高 锰 酸 盐 指 数（CODMn）、TP、TN、Chl-a、氨 氮 （NH3-N）和 SD。
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谢茂嵘等：YC湖区叶绿素a时空变化特征及影响因素分析
1.3 数据分析 采用 Excel 软件处理湖区 21 个监测点位的逐月
水质监测数据，绘制叶绿素 a 与环境因子的时间变
于桥水库水环境化学本底特征分析
研究区域概况于桥水库地处燕山山脉边缘地带的州河盆地，位于天津北部蓟县城东4公里处，是一座以防洪、城市供水、农业灌溉为主兼顾发电的多功能水库，总面积135平方公里，正常蓄水时平均水深4.3米，表面高程21.6米，蓄水面积86.8平方公里，蓄水量为3.85亿立方米，总库容15.59亿立方米，其来水主要由本流域地表径流汇水和引滦输水两部分组成（马丽丽etal.2009），自1983年引滦通水至今作为天津市的饮用水水源地已经服务了31年，服务总人口达627.17万人，占天津市饮用水源地供水量的70%左右（刘婧2010）。
材料和方法1 现场采样由于水库面积较大，为确保采集样点在空间分布上的代表性，对水库表面的采样点位进行了均一化布点，分别选取了：库心东、库中心、库心南、库心北、库心西及峰山南6个常规监测点位，在2010年至2012年的三年时间内，间隔14天采集一次样品。
2 实验室分析实验室分析指标包括总氮、总磷以及正磷酸，所涉及项目有项目监测及分析方法分别按照《水和废水监测分析方法》（魏复盛etal.20021和地表水环境质量标准（gb3838-2002）中规定的地表水环境质量标准基本项目分析方法进行。
3 数据处理采用spss软件对实验室分析结构进行统计分析，绘制监测数据的时间变化曲线。
结果和讨论1 ph值变化分析于桥水库整体属于弱碱性水体，常年ph值在8.5左右，这同水库周边土壤中盐基离子组成密切相关。
在时间上，水库酸碱性呈现出明显的季节性变化趋势，近3年的监测数据显示，水库在上一年11月份至下一年度的12月份维持在相对较低水平，并在汛期来临之前达到最峰值，而后逐渐下降直至来年1月。
水库这样的变化趋势主要是收到上游及周边来水及库中浮游生物作用的影响，由于汛期大量养分的汇入，加之事宜的光热条件，致使水体中藻类及其他浮游生物的大量繁殖，消耗大量的二氧化碳而促使水中的碳酸不断分解，造成了ph值不断增加，而冬季ph的峰值则主要受到上游来水影响，这一点通过同一时期果河桥监测断面ph背景予以佐证。
于桥水库浮游植物功能群季节演替及其驱动因子
于桥水库浮游植物功能群季节演替及其驱动因子下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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于桥水库水源地富营养化的调查及分析评价
摘
要： 通过选用综合营养状态指数法对于桥水库水质监测的原始数据进行营养状况综合评价。结果表 明 ： 于桥水库水质 已呈 中
富营养化状态 ， 向富营养化发展 的潜在趋势 。最后 ， 有 结合于桥水库 的实 际情况 ， 出几点消减 于桥水库 水源地 的营养盐水 平 的 提 建议 ， 防止水源地富营养化 的发展 。 关键词 ： 于桥水库 ；水体富营养化 ；营养状态指数法
６４ 《 ０ 工程与建设》 ２０ 年第 ２ 卷第 ５ ０８ ２ 期
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养化 的评 价 引。叶绿素 ａ用分 光光 度法 ； 氮用 碱 性 总 过硫 酸钾 消解 紫外 分光 光 度法 ； 总磷 用钼 酸铵 分光 光
度法 （ Ｂ １ ９—９ ； Ｇ ｌ８ ３ ） 透明度采 用塞氐盘法 ； Ｏ Ｍｎ ８ Ｃ Ｄ
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于 桥 水 库 水 源 地 富 营养 化 的调 查 及 分 析评 价
郑 丽 娜 温 圣 宇 程 君 敏 ， ，
（． １ 天津引滦入津工程潮 白河管理处 ， 天津 宝坻 ３１０ ； ． ０ ８ ０ ２ 天津市引滦工程 于桥水库 管理 处 ， 天津 蓟县 ３ １０ ） ０ ９ ０
及周 边地 区的污染 剧 增 ， 具 有 成 份 复 杂 多 样 、 多 并 点 面广 的特点 ， 水库 水 质 逐 年 恶 化 。加 之 近 １ 降 雨 Ｏ年 量偏 少 造成 水 位 下 降 ， 致 水 质 变 坏 ， 、 含 量 增 导 氮 磷 加， 水库 严重 富 营养化 。水 库水 质 已从通 水初 期 的 Ⅱ 类水 降低 为 Ⅲ类 水 ， 的断 面指 标为 Ⅳ类 水 。 有
浪费。
２ 研 究 方 法
２ １ 采 样点 布设 ． 根 据于桥 水 库水域 状 况 ， 采样 点 布设 考虑 在入 水
近40年来中国湖泊叶绿素a浓度的时空分异特征分析
近40年来中国湖泊叶绿素a浓度的时空分异特征分析武昭鑫;孔祥生;徐兆鹏;曾健;刘鑫【期刊名称】《海洋与湖沼》【年(卷),期】2024(55)2【摘要】随着经济社会快速发展,中国湖泊表现出不同程度的富营养化,湖泊生态正面临着严峻挑战。
叶绿素a是评价水体营养状态的重要指标,可以反映湖泊中浮游植物生物量情况。
基于Landsat系列数据集,对1986~2022年间中国范围内面积在10 km^(2)以上湖泊叶绿素a浓度分布状况进行研究,并对各区域叶绿素a浓度演变趋势进行分析,结果表明:(1)中国湖泊叶绿素a浓度存在地域性空间分布差异。
叶绿素a浓度分布整体呈现东南高,西北低的态势,大约69%的湖泊处于轻富营养化程度,中富营养化状态约占17%。
以35°N和100°E为分界线,各区域叶绿素a浓度随经纬度呈现出一定的变化规律。
(2)近40年间中国湖泊叶绿素a浓度年均值处于缓慢波动上升趋势,时间序列呈现先降低后升高,再降低的变化状态。
所有湖泊叶绿素a浓度显著上升的数量占比约为30%,显著下降的占比约为24.8%,变化不显著的约占45.2%。
整体变化较为稳定,变异系数处于中等波动水平以下,波动较大的区域位于青藏高原,东北地区和长江中下游的部分地区。
(3)各流域内湖泊叶绿素a浓度时空分异特征表现为:空间分布上,内陆流域和西南流域普遍较低,珠江流域和东南流域较高。
时间变化上,除了西南流域和内陆流域的湖泊叶绿素a浓度呈现下降趋势外,其他流域均为上升趋势。
中国湖泊叶绿素a浓度呈现出明显的地域性差异和时间变化趋势,这主要归因于地区气候、水文条件、土地利用以及人类活动变化等因素。
受温暖湿润气候和较强人类活动的影响,东南部地区的湖泊叶绿素a浓度相对较高。
西北部地区气温偏低,降水较少,湖泊叶绿素a浓度普遍较低。
近40年的时间尺度上,受城市化、工业化快速发展和全球气候变化的共同影响,中国整体湖泊叶绿素a浓度呈缓慢上升趋势。
富营养化湖泊叶绿素a时空变化特征及其影响因素分析
富营养化湖泊叶绿素a时空变化特征及其影响因素分析毛旭锋;魏晓燕【摘要】The current study analyzed the spatial and temporal distribution characteristics of chlorophyll a based on the bimonthly monitoring data in the Ulansuhai Lake from May to November in 2013. Correlation between chlorophyll a and other factors including TN, TP,NH4--N, NO3--N, COD, pH and TOC were also analyzed to find the influencing factors of chlorophyll a. Results indicate that the concentration chlorophyll a was reduced along with water flowing from North to South. The peak concentration and the lowest concentration of chlorophyll a occurred in July and November, respectively. Except for indicator COD, other factors present a certain correlation with chlorophyll a. Negative correlation appeared in TOC and pH and positive correlation occurred in TP, TN, NH4--N and NO3--N. There is no primary factor that dominate the concentration of chlorophyll a in the water. The current research may provide scientific basis for eutrophication control and water resources management of eutrophic lakes in arid region.%基于内蒙古乌梁素湖区20个监测点5、7、9、11月的监测数据，分析水体中叶绿素a浓度时空变化情况。
于桥水库浮游植物群落结构及其与水质因子的关系开题报告
于桥水库浮游植物群落结构及其与水质因子的关系开题报告一、研究内容本课题旨在通过对于于桥水库浮游植物群落结构的研究，探究其与水质因子的相关性，并为水库及周边区域的生态保护提供参考。
二、研究背景和意义于桥水库位于江苏省南部，是该地区主要的灌溉水源和生态保护区。
然而，水库近年来面临着浮游植物过度生长和水质污染等问题，严重影响了水库及周边生态系统的平衡和稳定。
浮游植物是水体中重要的生产者，其群落结构的变化能够反映水体中某些水质因子的变化，因此对于浮游植物群落结构的研究可以为水库及周边区域的生态保护提供科学依据。
此外，浮游植物的过度生长会破坏水体生态平衡，造成水生物死亡和其他环境问题，因此研究浮游植物群落结构与水质因子之间的关系，也有助于预测和预防水体富营养化等问题的发生。
三、研究方法和步骤1.了解浮游植物的基本分类和特点，确定研究对象。
2.对于于桥水库不同季节的浮游植物进行采样和物种鉴定，以确定其群落结构的差异。
3.同时对于水库不同季节的水质因子进行测量和分析，包括水温、PH值、浊度、溶解氧、总氮和总磷等。
4.利用聚类分析和主成分分析等方法，探究浮游植物群落结构与水质因子之间的相关性。
5.总结分析结果，提出相应的保护措施和建议。
四、预期结果和意义通过对于于桥水库浮游植物群落结构与水质因子的研究，可以得出不同季节水库浮游植物种类、密度和分布的变化。
进一步分析还可以找出影响浮游植物群落结构的主要水质因子，为采取相应的保护措施或治理措施提供科学依据。
此外，对于水库周边区域环境的改善和生态保护方面也具有重要的实际意义。
于桥水库浮游植物功能群季节演替及其驱动因子
于桥水库浮游植物功能群季节演替及其驱动因子哎呀，你们知道吗？最近咱们这座桥水库里的浮游植物功能群可是发生了一些大事哦！让我来给大家说说吧。
咱们得了解一下什么是浮游植物功能群。
简单来说，就是那些漂浮在水面上的小绿叶子，它们可是水库里非常重要的一部分哦。
它们能够进行光合作用，把阳光、水和二氧化碳变成氧气和养分，为水库里的其他生物提供能量来源。
所以说，浮游植物功能群的演替可是关系到整个水库生态平衡的关键呢。
那么，这个季节演替是怎么回事呢？其实啊，春天来了，气温升高，阳光充足，这时候浮游植物功能群就开始了新的一轮演替。
新的浮游植物会慢慢长出来，取代旧的浮游植物。
这就是所谓的“新陈代谢”。
不过，这个过程可不仅仅是简单的换代哦，还受到很多因素的影响。
那么，这些因素又是什么呢？其实有很多啦。
比如说，水温、光照、水质等等。
这些因素会影响浮游植物的生长速度和种类。
有时候，咱们这座桥水库的水温上升得太快，新的浮游植物还没来得及长出来，旧的就先被淘汰了。
这就导致了浮游植物功能群的不稳定。
还有就是水质问题，如果水质不好，浮游植物就会受到影响，生长缓慢甚至死亡。
所以说，咱们要时刻关注这些因素，保证浮游植物功能群的健康稳定发展。
当然了，政府和相关部门也在努力保护咱们这座桥水库的生态环境。
他们会定期检查水质、监测浮游植物的生长情况，还会采取措施防止污染物进入水库。
这些都是为了保护浮游植物功能群，维护水库生态平衡所做的努力。
说了这么多，大家应该对咱们这座桥水库里的浮游植物功能群有了一些了解了吧。
希望我们每个人都能珍惜水资源，保护生态环境，让我们的水库永远充满生机和活力！嘿嘿，谁让我是个环保小卫士呢！。
于桥水库蓝藻水华影响因素及初步预警
2013年第7期（第41卷）黑龙江水利科技Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy No.7.2013（Total No.41）文章编号：1007－7596（2013）07－0008－03于桥水库蓝藻水华影响因素及初步预警蒋建辉（天津市水文水资源勘测管理中心，天津300061）摘要：蓝藻生长繁殖受水中氮、磷、光照强度、温度、pH 值、浑浊度及水文气象等多种环境因素的影响，这些因素的共同作用导致了蓝藻水华。
通过近年来对天津市于桥水库藻类的监测分析，初步探讨水库蓝藻水华的环境影响因素，从而达到初步预警的目的，以保障城市供水安全。
关键词：蓝藻；水华；初步预警；影响因素；于桥水库中图分类号：X524文献标识码：AInfluence Factors of Blue-green Algae and Algal Bloom and PreliminaryWarning for Yuqiao ＲeservoirJIANG Jian-hui（Tianjin Hydrology ＆Water Ｒesources Management Center ，Tianjin 300061，China ）Abstract ：The growth of blue-green algae is influenced by many factors ，such as nitrogen ，phosphorus ，light intensity ，temperature ，pH value ，turbidity in water and meteorological conditions.The combined action of the factors lead to the growth of blue-green algae.Through the algal monitoring and analysis of Yuqiao Ｒeservoir in Tianjin in recent years ，the environmental factors affecting the growth of blue-green Algae and algal bloom in reservoir are discussed in order to achieve the preliminary warning purposes to ensure water supply safety．Key words ：blue-green Algae ；algal bloom ；preliminary warning ；influence factor ；Yuqiao Ｒeservoir ［收稿日期］2013－02－01［作者简介］蒋建辉(1975－)，男，天津人，工程师。
珠江流域东江干流浮游植物叶绿素a时空分布及与环境因子的关系
ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｎ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｌ ｌ — ａ ｉ ｎ Ｄ ｏ ｎ ｇ ｉ ｉ ｎｇ ａ Ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ， Ｐ ｅ ａ ｒ ｌ Ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ．Ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｌ ｌ － ａ ｃ ｏ ｎ —
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｓ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｓ ｃ ａ ｒ ｉｅ ｒ ｄ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｗｅ ｔ ｓ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｒ ｙ ｓ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ ２ ０１ ２ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｌ ｌ — ａ ａ ｎ ｄ
珠江流域东江干流浮游植物叶绿素 ａ时空分布及与环境 因子的关系
田时 弥 ， 杨 扬 ， 乔永 民 ， 何 文祥 ， 林剑 华 ， 王栋 宇
（ １ ： 暨南 大 学 水 生 生 物 研 究 中心 ， 广州 ５ １ ０ ６ ３ ２ ）
（ ２ ： 暨南大学 热带亚热带水生态工程教育部工程研究 中心 ， 广州 ５ １ ０ ６ ３ ２） 摘 要 ：为了解珠江流域东江干流水体 叶绿素 ａ的时空分 布及 与环境 因子 的关 系 ， 于２ ０ １ ２年 ６月 （ 丰水 期） 和１ ２月 （ 枯
关 键 词 ：东 江 干 流 ； 叶绿 素 ａ ； 环境因子 ； 相关性分析 ； 主成分分析 ； 珠 江 流 域
Ｔ ｅ ｍｐ ｏ ｒ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐ ｈ ｙ ｔ ｏ ｐ ｌ ａ ｎ ｋ ｔ ｏ ｎ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｌ ｌ － ａ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｓ ｗｉ ｔ ｈ
于桥水库浮游藻类时空分布规律的数值模拟研究
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｙ ｕ ｑ ｉ ａ ｏ Ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｏ ｒ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｉ ａ ｊ ｉ ｎ Ｃ ｉ ｔ ｙ ． Ｉ ｔ ’ Ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｙ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｔ ｏ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ
关键词：浮游藻类；Ｂ Ｐ神经网络；综合生长系数；耦合模型
中图分 类号 ：Ｘ５ ２ ４ 文献 标识 码 ：Ａ 文 章编号 ： １ ０ ０ ０ — ６ ９ ２ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ５ ０ ８ — ０ ８
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｌ ｇ ａ ｅ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ － ｔ ｉ ｍｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｙｕ ｑ ｉ ａ ｏ Ｒｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ￣Ｌ Ｉ Ｂｏ ， Ｓ ＵＮ Ｄｕ ｎｇ ・ ｍｅ ｉ ’ ， Ｆ Ｅ ＮＧ Ｐ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ
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于桥水库叶绿素a的时空变化及影响因子分析
于桥水库叶绿素a的时空变化及影响因子分析刘宏伟;刘玉;张宏伟;张凯;赵鹏【期刊名称】《上海环境科学集》【年(卷),期】2013(000)001【摘要】分析了于桥水库叶绿素a浓度的时空特征,运用相关系数法,探讨了叶绿素浓度与当日及前期气象因子的关系,并利用Matab对叶绿素与其主要影响因子之间建立了多元非线性回归模型.研究表明:(1)叶绿素a含量不仅表现出较明显的季节差异,而且呈现出一定的空间差异性;(2)总体而言,水质因子对叶绿素的影响强度稍大于气象因子;(3)营养盐指标中,藻类利用的氮主要是硝酸盐氮.在目前营养盐条件下,于桥水库主要受磷限制,控制磷是目前控制于桥水库蓝藻水华的关键;(4)前期的气象因子对叶绿素影响较大,气温和降水对叶绿素是正影响,且气温的影响强度大于降水;气压、平均风速影响为负,气压影响强于风速,气象因子分析尺度不能小于2个月.【总页数】5页(P109-113)【作者】刘宏伟;刘玉;张宏伟;张凯;赵鹏【作者单位】天津大学环境科学与工程学院,天津300072;天津市水利科学研究院,天津300061;天津大学环境科学与工程学院,天津300072;天津工业大学环境与化学工程学院,天津300387;天津市水利科学研究院,天津300061;天津大学环境科学与工程学院,天津300072【正文语种】中文【相关文献】1.于桥水库叶绿素a的浓度特征及其影响因子分析 [J], 周平;陈东升;赵卫国2.于桥水库叶绿素a的时空变化及影响因子分析 [J], 刘宏伟;刘玉;张宏伟;张凯;赵鹏3.千岛湖水体叶绿素a时空变化特征及其影响因子分析 [J], 赵新民;王军;朱淑君4.输水对于桥水库水质时空变化的影响 [J], 刘长杰;余明辉;周潮晖;吴瑞霖5.滆湖入湖河口区叶绿素a时空变化特征及相关环境因子分析 [J], 刘钰;杨飞;张毅敏;高月香;张志伟;朱月明;孔明;赵远;钱文瀚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
于桥水库浮游植物功能群季节演替及其驱动因子
于桥水库浮游植物功能群季节演替及其驱动因子哎呀，这可是个不折不扣的难题啊！不过，既然你提出了这个要求，那我就得好好想想怎么写才行。
我们得明确一下这个题目的意思：研究于桥水库浮游植物功能群季节演替及其驱动因子。
简单来说，就是想了解在不同的季节里，于桥水库里的浮游植物会发生什么变化，以及是什么因素导致了这种变化。
那么，接下来我就来给你讲讲我对于这个问题的一些看法吧。
我们得知道什么是浮游植物。
浮游植物是水生环境中的一种生物，它们很小很轻，但是数量却非常庞大。
它们可以通过光合作用制造自己的食物，并且还能够将二氧化碳转化为氧气释放到大气中。
听起来好像很厉害的样子吧？那么，接下来我就来给你讲讲我对于这个问题的一些看法吧。
我们得知道什么是浮游植物。
浮游植物是水生环境中的一种生物，它们很小很轻，但是数量却非常庞大。
它们可以通过光合作用制造自己的食物，并且还能够将二氧化碳转化为氧气释放到大气中。
听起来好像很厉害的样子吧？其实呀，浮游植物的功能群季节演替还挺有意思的呢。
比如说，在春天的时候，随着气温的升高和阳光的增多，浮游植物的数量会逐渐增加；而到了夏天的时候，由于气温过高和水分不足等原因，浮游植物的数量则会减少；等到秋天的时候，天气变得凉爽起来，浮游植物的数量又会再次增加；最后到了冬天的时候，由于气温低和水分充足等因素的影响，浮游植物的数量则会稳定在一个较低的水平上。
那么，到底是什么因素导致了这种季节性的演替呢？其实呀，这里面涉及到了很多复杂的因素。
比如说，光照、温度、水分、营养物质等等都会对浮游植物的生长产生影响。
而且呢，这些因素之间还存在着相互作用和影响的关系。
所以说呀，要想研究清楚这个问题可不是一件容易的事情哦！总之呢，虽然这个问题看起来有点儿复杂和困难的样子吧，但是只要我们用心去研究和探索的话，一定能够找到答案的。
而且呢，通过研究浮游植物的功能群季节演替及其驱动因子这个问题，我们还可以更好地了解自然界的运作规律和生态系统的稳定性等问题。
于桥水库浮游植物功能群季节演替及其驱动因子
于桥水库浮游植物功能群季节演替及其驱动因子在这篇文章中，我们将探讨于桥水库浮游植物功能群的季节演替及其驱动因子。
我们将介绍水库的基本情况和浮游植物的功能群。
然后，我们将详细讨论季节演替的过程和驱动因子。
我们将总结研究结果并提出未来研究方向。
一、水库的基本情况和浮游植物的功能群于桥水库位于中国某省，是一个人工湖泊。
水库的主要功能是供水、灌溉和发电。
水库中的水体富含养分，为浮游植物提供了良好的生长环境。
浮游植物是水中生物链的基础，它们通过光合作用产生氧气，为水中的其他生物提供生存条件。
浮游植物功能群是指生活在水库中的不同种类的浮游植物。
这些植物根据其生长速度、光合作用效率和对养分的需求等因素分为不同的功能群。
二、季节演替的过程和驱动因子水库中的浮游植物功能群经历了一个复杂的季节演替过程。
这个过程包括了植物种群的扩张、衰退和再生。
季节演替的过程受到多种因素的影响，主要包括光照、温度、养分和水分等环境因素，以及动物和微生物的活动等生物因素。
1. 光照光照是影响浮游植物生长的关键因素。
在水库中，春季和夏季阳光充足，光照时间长，有利于浮游植物的光合作用。
因此，这两个季节是浮游植物功能群扩张的主要时期。
随着夏季过去，光照逐渐减弱，气温下降，浮游植物的生长速度减缓，功能群开始衰退。
到了秋季，阳光进一步减弱，但仍能满足浮游植物生长的需要，因此功能群在这个季节会保持稳定。
进入冬季，阳光消失，浮游植物无法进行光合作用，功能群开始衰退甚至消失。
2. 温度温度对浮游植物的生长和繁殖也有很大影响。
在水库中，春季和夏季气温较高，有利于浮游植物的生长和繁殖。
因此，这两个季节是功能群扩张的主要时期。
随着夏季过去，气温逐渐降低，浮游植物的生长速度减缓，功能群开始衰退。
到了秋季，气温仍然较高，但已无法支持浮游植物的生长和繁殖，因此功能群在这个季节会保持稳定。
进入冬季，气温继续下降，浮游植物无法进行生长和繁殖，功能群开始衰退甚至消失。
李泽军论文_以叶绿素含量评价于桥水库富营养化程度
摘要：水体富营养化问题随着人类社会的发展日趋严重。
对水体富营养化的监测有物理、化学、生物学等多种方法。
水体富营养化是水体中藻类过量增殖的现象。
通过测定水体叶绿素a的含量，以表明水体中藻类现存量是评价水体富营养化最直接有效的方法。
本文即通过对于桥水库两个监测断面2000年分月水样的叶绿素a和其它三项化学指标的测值进行处理、对比，分析当年于桥水库水体富营养化的水平。
关键词：叶绿素a 富营养化以水体叶绿素含量评价于桥水库富营养化程度目前，水体富营养化问题日趋严重。
要解决这个问题，首先要准确评价水体富营养化的程度。
叶绿素a是评价水体富营养化的一项重要指标。
1.用叶绿素a评价水体富营养化的意义由于水体富营养化是随着水体中氮、磷等营养成份的增加，生物（特别是浮游植物）的生产量增加的现象，因此通过测定叶绿素a含量表明水体中藻类现存量是评价水体富营养化程度最直接有效的方法。
天津市水环境监测中心在1999年之前不具备对叶绿素a的监测能力，为了弥补在评价水体富营养化方面的这一缺陷，中心购置了监测叶绿素a的仪器，并于1999年投入使用，从而填补了这方面的空白。
2.用于评价水体富营养化的指标由于水体富营养化过程十分复杂，影响富营养化程度变化的因素甚多，因此，在实际工作中，常采用多指标的综合评价。
从测定的项目上分，大体可分为物理、化学、生物学三种指标，如表1所示。
表1 水体富营养化指标3.化验分析方法与富营养化评价方法3.1 化验分析方法测定CHLa（叶绿素a）采用SL-88-1994分光光度法；测定TP（总磷）采用GB11893-1989钼酸铵分光光度法；测定TN（总氮）采用GB11894-1989碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法；测定COD Mn（高锰酸盐指数）采用GB11892-1989高锰酸盐指数测定法。
3.2富营养化评价方法——评分法评分法是在贫营养、中营养、富营养三个级别的基础之上，在每个营养级别内又进行详细划分。
于桥水库浮游植物群落时空动态及影响因素分析
于桥水库浮游植物群落时空动态及影响因素分析高锴;李泽利;赵兴华;张晓绪;梅鹏蔚;张震【期刊名称】《农业资源与环境学报》【年(卷),期】2024(41)1【摘要】为探究于桥水库浮游植物群落结构时间与空间变化及其与环境因子的相关性,本研究于2020年5—12月,对于桥水库5个采样点浮游植物群落结构及水体理化因子进行调查分析,运用浮游植物种类多样性指数及综合营养状态指数(TLI)对水体营养状态进行评价,同时应用Pearson相关性分析探究影响浮游植物群落结构的主要环境因子。
结果表明:于桥水库浮游植物共隶属于7门86属194种,以绿藻门、蓝藻门及硅藻门为主,7月种类数最多,12月最少。
优势种共有17种,蓝藻门最多。
于桥水库全年浮游植物平均丰度为1.35×108cells·L^(-1),年均生物量为67.73 mg·L^(-1),从浮游植物群落组成时间差异来看,蓝藻门丰度始终最高,占比为78.75%~95.17%。
甲藻门、金藻门及裸藻门占比均较小,合计占比在0.10%~1.48%之间。
空间分布上,库中心浮游植物丰度最高,水库入口三岔口最低。
TLI评价结果表明,于桥水库2020年处于轻度富营养状态,且夏季评价结果较好。
在空间上,库区北部东马坊评价结果较差,水库入口三岔口较好。
Pearson相关性分析结果表明,水温、pH、总氮浓度、高锰酸盐指数及叶绿素a浓度是影响于桥水库浮游植物群落结构的重要因子。
【总页数】13页(P125-137)【作者】高锴;李泽利;赵兴华;张晓绪;梅鹏蔚;张震【作者单位】天津市生态环境监测中心;天津天滨瑞成环境技术工程有限公司;天津天滨同盛环境科技有限公司【正文语种】中文【中图分类】Q948.8【相关文献】1.亚热带水库浮游植物群落季节变化及其影响因素分析--以汤溪水库为例2.三峡水库坝前水域浮游植物群落时空动态研究3.深圳石岩水库浮游植物群落时空动态特征及其影响因素分析4.丹江口水库浮游植物时空动态及影响因素5.156m蓄水后三峡水库支流童庄河河口段浮游植物群落的时空动态因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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于桥水库是天津市的唯一水源地，也是引滦入津工程的大型调蓄水库。
近年来的实测资料显示，于桥水库蓝藻的藻细胞数呈增加趋势，已引起相关部门高度重视。
由于叶绿素｀ａ｀可以反映浮游植物的生物量和生产力，因此，分析叶绿素｀ａ｀浓度变化特征及影响因子有利于及时了解藻类变化特征，为分析及预测水库藻类变化趋势提供依据。
已有很多学者对叶绿素｀ａ｀及其与环境因子之间的关系做了大量研究［１-８］，但几乎都未将气象条件纳入考虑。
在全球气候变化的背景下，于桥水库流域近年来气温升高、降水减少、丰枯频率变化、气候极端事件发生的风险性大大增加，因此，现有研究成果可能不能全面于桥水库叶绿素ａ的时空变化及影响因子分析Analyses on the Space-Time Variations of Chlorophyll a Content and Their Affecting Factors in Yuqiao Reservoir刘宏伟｀１ 刘 玉｀２ 张宏伟｀１， ３ 张 凯｀２ 赵 鹏｀１ （１． 天津大学环境科学与工程学院，天津 ３０００７２；２． 天津市水利科学研究院，天津 ３０００６１； ３． 天津工业大学环境与化学工程学院，天津 ３００３８７）Liu Hongwei 1 Liu Yu 2 Zhang Hongwei 1, 3 Zhang Kai 2 Zhao Peng 1 (1. School of Environmental Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072; 2. Tianjin Hydraulic Research Institute, Tianjin 300061; 3. School of Environmental and Chemical Engineering, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387)摘要分析了于桥水库叶绿素`ａ`浓度的时空特征，运用相关系数法，探讨了叶绿素浓度与当日及前期气象因子的关系，并利用`Ｍａｔａｂ`对叶绿素与其主要影响因子之间建立了多元非线性回归模型。
研究表明：（１）叶绿素`ａ`含量不仅表现出较明显的季节差异，而且呈现出一定的空间差异性；（２）总体而言，水质因子对叶绿素的影响强度稍大于气象因子；（３）营养盐指标中，藻类利用的氮主要是硝酸盐氮。
在目前营养盐条件下，于桥水库主要受磷限制，控制磷是目前控制于桥水库蓝藻水华的关键；（４）前期的气象因子对叶绿素影响较大，气温和降水对叶绿素是正影响，且气温的影响强度大于降水；气压、平均风速影响为负，气压影响强于风速，气象因子分析尺度不能小于`２`个月。
关键词： 于桥水库 叶绿素`ａ 浓度特征 营养盐 环境因子 气象因子Abstract Space-time distribution characteristics of the chlorophyll a content in Yuqiao Reservoir was analysed by means of the correlation coefficient method to explore a relationship of the chlorophyll concentrations with meteorological factors on that very day as well as preceding days. A multivariate nonlinear regression model has been established between chlorophyll a and its main affecting factors by using Matab. It has indicated that: (1) The content of chlorophyll a not only showed significant seasonal variation, but also presented a certain degree of spatial differences; (2) Overall, the water quality factors exerted slightly more influences on chlorophyll than the meteorological factors did; (3) Among nutrient indicators, algae mainly made use of nitrogen in the form of nitrates. As Yuqiao Reservoir is mainly restricted by phosphorus in the current nutrient condition, the control of phosphorus would be a key to prevent it from algal blooming; (4) The preceding meteorological conditions had greater impacts on chlorophyll. Temperature and precipitation did positive effects whilst temperature was a prevailing factor; however, atmospheric pressure and wind velocity played negative roles whilst the former one was predominant. To do the analysis of meteorological factors, the timescale should be at least two months.Key words: Yuqiao Reservoir Chlorophyll a Concentration characteristics NutrientsEnvironmental factors Meteorological factors第一作者刘宏伟，男，１９８７｀年生，２００６｀年毕业于天津理工大学大学环境工程系，在读硕士研究生。
反映叶绿素｀ａ｀的变化原因，特别是气候变化背景下叶绿素｀ａ｀的变化特征。
目前普遍认为叶绿素｀ａ｀与营养盐的关系较为复杂，关于氮或磷与叶绿素呈正、负相关或无相关的结论都存在［１-８］。
为明确于桥水库叶绿素｀ａ｀的变化特征及藻类生长的影响因子，本研究分析了于桥水库多项水质参数与气象因子对叶绿素｀ａ｀的影响，为于桥水库蓝藻水华防治提供依据。
１ 采样及数据２０００-２００９｀年，在于桥水库设置库心、库北、库西、库南、库东、坝上、峰山南｀７｀个采样点。
其中库心为常规监测，采样时间为｀１-１２｀月底；在蓝藻生长较旺盛的季节（４｀月中旬-１０｀月中旬）增加了｀６｀个点位。
监测频率一般为｀１｀次／月，５-１０｀月视情况进行半月｀１｀次或｀１｀周｀１｀次的加密监测。
水质指标共｀１９｀项，包括总磷、总氮、磷酸盐、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、叶绿素｀ａ、水温、ｐＨ｀值、总固体、悬浮物、溶解性固体、透明度、氯化物、总硬度、电导率、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量。
分析方法参照地面水分析国家标准。
气象指标由国家气象局信息中心提供，为天津｀２０００-２００９｀年逐日气象资料，包括平均气压、日最高气压、日最低气压、平均气温、日最高气温、日最低气温、２０：００-２０：００｀时降水量、平均风速、最大风速、最大风速的风向、极大风速、极大风速的风向、日照时数，共｀１３｀项指标。
２ 于桥水库叶绿素ａ的时空变化特征２．１｀ 时间变化特征２０００-２００９｀年于桥水库库心采样点的叶绿素｀ａ｀逐年情况见图｀１，１０｀ａ｀的月平均值见图｀２。
由图｀１、图｀２｀可知：（１）２００６-２００９｀年，水库叶绿素峰值出现逐年升高的趋势。
叶绿素峰值由｀２００６｀年的｀０．０２ ｍｇ／Ｌ｀逐步升高到｀０．０３３ ｍｇ／Ｌ。
出现该现象的原因可能与水库自｀２００６｀年起连续｀４｀ａ｀出现春季菹草疯长的现象有关。
（２）水库叶绿素浓度与气温变化基本同步。
水库自｀７｀月上旬开始，叶绿素浓度随着气温增加逐步升高，９｀月中上旬达到最大，而后随着气温的降低，叶绿素浓度逐步降低。
１-５｀月叶绿素维持在较低水平，一般不超过｀０．００８ ｍｇ／Ｌ。
（３）６｀月开始，叶绿素迅速增加，８｀月达到最大。
叶绿素｀ａ｀浓度变化幅度为｀０．０１～０．０１８｀ｍｇ／Ｌ，平均｀０．０１５｀ｍｇ／Ｌ。
（４）９-１２｀月，叶绿素逐月减少。
该时期叶绿素｀ａ｀浓度变化幅度为｀０．０１３～０．００８｀ｍｇ／Ｌ，平均｀０．０１｀ｍｇ／Ｌ。
２．２ 空间分布特征为分析于桥水库叶绿素｀ａ｀空间分布特征，分析了｀２００９｀年｀７｀个采样点的叶绿素｀ａ｀调查结果（见图｀３）。
分析表明：（１）春季、夏初及冬季（１２-７｀月初）各监测点差异不大，表层叶绿素｀ａ｀浓度变化幅度为｀０．００２～００６｀ｍｇ／Ｌ，平均为｀０．００３ ５｀ｍｇ／Ｌ。
（２）夏秋季节（７｀月初-１０｀月底），各监测点叶绿素浓度差异较大。
如，库东｀７｀月底｀８｀月初的叶绿素浓度达｀０．０３～０．０５｀ｍｇ／Ｌ，约为另外｀６｀个监测点｀１．５～５｀倍，库东出现蓝藻水华。
（３）叶绿素增加具有突发性特征。
以库东为例，７｀月中旬（７｀月｀１３｀日）叶绿素浓度仅为｀０．００９ ９ ｍｇ／Ｌ，７｀月底（７｀月｀２７｀日）叶绿素浓度激增为｀０．０５２ １ｍｇ／Ｌ，短短｀１５｀ｄ，叶绿素增加了｀５｀倍多。
这也说明叶绿素观测对跟踪蓝藻水华具有重要意义。
图１ ２０００－２００９年于桥水库库心叶绿素变化特征３ 于桥水库叶绿素ａ的影响因子分析选取水质及气象因子｀２｀类指标，分别从内、外因说明叶绿素｀ａ｀的变化原因。
为分析于桥水库叶绿素｀ａ｀的影响因子及表征各因子的影响强度，计算各因子与叶绿素浓度的相关系数（Ｒ）。
一般而言，相关系数的绝对值（｜｀Ｒ｜）越大，则该项指标影响越强。
根据计算出的相关系数｀Ｒ｀大小，筛选出对于桥水库叶绿素｀ａ｀影响较大的因子，然后对叶绿素｀ａ｀与环境因子进行相关分析。
同时，为分析前期水质及气象因子对叶绿素｀ａ｀的影响，分析计算叶绿素｀ａ｀与环境因子之间相关系数随时间的变化，本研究的时间范围为相关系数达到稳定的时间段。