太湖蓝藻水华生态灾害评价(高俊峰)思维导图
太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复课件
太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态
2020/2/12
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昆明滇池的外海（300km2） 年年蓝藻爆发
1999年后蓝藻爆发面积一般超过20km2
蓝藻年年爆发原因
外源大量入湖,富营养化严重
如2007年滇池水质，TN 3.0mg/L、TP 0.14
mg/L，入湖N P分别超过环境容量的3.5倍、3.6 倍
蓝藻爆发一般指以蓝藻为主藻类爆发
太湖以蓝藻中的微囊藻为优势
巢湖和滇池以微囊藻有时也以鱼腥藻、束 丝藻为优势
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三、“水华”和蓝藻爆 发
“水华”是淡水中较早就有的一种自然生态现象。 如太湖巢湖在20世纪50、60年代就存在
以往太湖流域称“湖靛”，福建称“铜锈水”。打捞后可作为肥料
蓝藻有很强生命力，适 应极端环境，爆发后极 易形成绝对竞争优势
蓝藻细胞模式图
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二、蓝藻爆发
蓝藻爆发（俗称“水华”爆发）是水 体富营养化后蓝藻快速增殖，高密度 地上浮于较大范围水面，并一般使水 体呈现蓝绿色及发生异味的现象。 蓝藻
爆发并在风作用下富集后的密度更大
0.062mg/L（Ⅳ类），削减40%
治理太湖五类工程技术措施的技术集成为治理湖泊
蓝藻爆发创造出一条新路子
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5、梅梁湖 （太湖北部湖湾124 km2 ） 治理后蓝藻爆发程度大为减轻
梅梁湖是太湖中蓝藻爆发和水污染最严重水域
蓝藻和蓝藻水华的发生机理PPT课件
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藻类主要特征
1、藻类是低等植物，分布广，绝大多数生活于水中 。 2、个体大小相差悬殊，小球藻3-4μm ，巨藻长60m。 3、具叶绿素chlorophyll，能进行光合作用的自养型
生物autotrophic plant。 4、没有真正的根、茎、叶的分化，又称叶状体植物。 5、繁殖器官简单，以单细胞的孢子或合子进行繁殖，
分主要为叶 绿素a、β胡萝卜素、藻胆素。 藻胆素是蓝藻的特
征色素，包括蓝藻藻蓝素（c-phycocyanin, C34H47N4O8）、蓝 藻藻红素(c-phycoerythrin, C34H42N4O9) 和别藻蓝素 (Allophycocyanin)等。
➢3. 无细胞核，只具核质而无核仁和核膜。属原核生物，称为
原核生物界Kingdom Monera
Prokaryotic Alg.ae + Bacteria
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藻类既有原核也有真核
PROKARYOTES(原核）EUKARYOTES（真核）
蓝藻CYANOPHYTA
原绿藻
PROCHLOROPHYTA
所有其它藻类
.
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色球藻（蓝藻）
眼藻（裸藻）
.
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藻类（Algae）
藻类一词并非指某一分类单元，它是一个集 合名词，泛指一类具有光合色素，没有真正 根茎叶，生物体为叶状体（thallus），不会 形成种子，生殖细胞没有包被的一类植物。
也称之为隐花植物或孢子植物。
“Algae are an unnatural group of
organisms!”.
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Bold & Wynne（1985）把藻类分为10个门
蓝藻在温度较高时适宜生长
2023届高三二轮复习专项思维导图：湖泊污染
思维导图：湖泊污染【思维导图】[考点精析]作为“生命体”，湖泊也会“生病”。
湖泊“生病”不仅会影响湖泊本身，同时还会对湖中的生物（如鱼类）造成危害，对我们的生活生产环境也会造成影响，严重的甚至会危及我们人类自身的健康。
湖泊“生病”的表现往往是湖泊水质污染、水体富营养化、湖泊面积萎缩或者湖泊水量减少等。
一般来说，使湖泊“生病”的“罪魁祸首”往往是人类。
例如，人类将工业废水和生活污水大量排入湖泊，导致湖泊的水质恶化，严重者甚至会使湖水变成黑色，并产生恶臭等，湖中的鱼类等生物也会死亡；由于过量地使用化肥，部分化肥被雨水淋溶到湖内，增加湖水中氮、磷等营养盐过量，造成水体富营养化；人类过渡使用和开发湖泊会使得湖泊面积萎缩、水量减少，如洞庭湖就是由于围湖造田，面积从原来的6000多k㎡萎缩到2600 k㎡，严重影响了当地的环境和生态安全。
湖泊污染有哪些湖泊污染的主要类型有富营养化污染、重金属污染和持久性有机污染物污染等。
富营养化污染是我国大多数湖泊面临的首要问题。
当湖泊内藻类生长所需的营养物质过多时，藻类会迅速繁殖，大量消耗水中的氧，导致鱼类和其它水生生物因缺氧而死亡，同时水面上的藻类遮蔽阳光，使水底植物因光合作用受阻死亡，腐败后放出氮、磷等营养物质，供藻类利用。
这样日积月累，湖体内不断进行着恶性循环，最终藻类繁殖成灾，水质恶化腥臭，湖泊生态平衡被破坏。
相比于富营养化污染，重金属污染和持久性有机污染虽然不易被察觉，但由于这两类污染具有难降解、高毒性、可在生物体内蓄积等特征，其对人体健康的危害远高于富营养化污染。
湖泊的污染物源自何方？湖泊污染物的来源分为外源和内源，外源又包括点源和面源。
点源污染是指有固定排放点的污染源，如工业废水及城镇生活污水，由排放口集中汇入江河湖泊。
面源污染是指溶解性和颗粒性的污染物从非特定地点，在降水或融雪的冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体而引起有机污染、水体富营养化或有毒有害等其他形式的污染。
基于决策树的LandsatTM_ETM_图像中太湖蓝藻水华信息提取
3， 2 ） 合成图像 图 1 2005 年 10 月 17 日太湖 TM（ 4 ， Fig． 1 TM（ 4 ， 3， 2 ） composite image of Lake Taihu on October 17 ， 2005
1． 2 湖泊蓝藻水华的提取
水体、 水生植物差异 水华、 假彩色影像上 （ 图 1 ） ， 明显． 水华呈绯红色絮状， 水体为蓝色或蓝黑色， 水生植物分布在太湖的东部， 呈暗红色． 因此选择 该日期图像进行水华提取方法的对比研究．
［2 ］ TM3 （ 绿 ） 、 TM2 （ 蓝 ） 假 水华在 560 nm 附近具有反射峰， 在近红外波段达到最高． 黄家柱等 利用 TM4 （ 红） 、
彩色合成图像， 发现太湖蓝藻区呈绯红色， 与周围深蓝色、 蓝黑色湖水有明显区别． Kahru 等
［34 ］
利用绿波段
对水华信息进行了提取． 考虑到水华与植被光谱特征的相似性 ， 大多数学者使用植被指数进行水华提取 ，
J． Lake Sci． （ 湖泊科学） ， 2014 ， 26 （ 6 ） ： 907915 http： // www． jlakes． org． Email： jlakes@niglas． ac．cn 2014 by Journal of Lake Sciences
基于决策树的 Landsat TM / ETM + 图像中太湖蓝藻水华信息提取
＊ ＊ 1 1 韦玉春 ， 徐 夏晓瑞 ， 2 1 宁 ， 袁兆杰 ， 王
*
沛
1
（ 1 ： 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室 ， 南京 210023 ） （ 2 ： 水利部海河水利委员会水资源保护科学研究所 ， 天津 300170 ） 摘 T 变换和归一化植被指数（ NDVI） ， 要： 以 9 期 Landsat TM / ETM + 影像为数据源， 基于 K建立了湖泊蓝藻水华信息提
太湖蓝藻水华灾害灾情评估方法初探
太湖蓝藻水华灾害灾情评估方法初探刘聚涛;杨永生;高俊峰;姜加虎【期刊名称】《湖泊科学》【年(卷),期】2011(023)003【摘要】通过对太湖蓝藻水华灾害影响分析,探讨了太湖蓝藻水华灾害灾情评估指标的选取和评价标准的划分,并采用模糊评价模型构建太湖蓝藻水华灾害灾情综合评估方法.评价指标分为影响人口、影响范围、生态环境影响和经济损失四个方面,其中影响人口指标为受灾人口,影响范围指标包括蓝藻水华面积发生百分比和影响时间,生态环境影响指标包括藻细胞浓度、TN浓度和TP浓度,经济损失指标包括直接经济损失和间接经济损失,分别将太湖蓝藻水华灾害分为轻灾、中灾、重灾、极重灾和巨灾五个级别.根据灾害综合评估方法,以2007年5月29日太湖蓝藻水华灾害事件为实例进行评估,该次蓝藻水华灾害为巨灾,与该次事件引起的社会经济影响基本相一致,表明该方法具有一定的科学性和适用性.%According to the analysis of the cyanobacteria bloom disaster effect, this paper discussed the evaluation indices and criteria of the hazard, constructed hazard evaluation method applying fuzzy comprehensive evaluation model. In the indicator layer, the affected population was the population affected by the hazard. The affected area included the percentage of the cyanobacteria bloom area and affected days. The eco-environmental indices included cyanobacteria cell concentration, total nitrogen concentration and total phosphorus concentration. The economic losses included direct loss and indirect loss, and it took the drinking water loss and tourism loss as directlosses and the hazard relief loss as indirect loss. Through the analysis of indicator system, according to the experts' determination, the cyanobacteria bloom hazard classification in Lake Taihu was divided into five classes which were light damage, mid-damage, heavy damage, heavier damage and catastrophic damage. Based on the fuzzy comprehensive evaluation method, this paper evaluated the cyanobacteria bloom hazard events from 2004 to 2008. The results showed that the cyanobacteria bloom hazard event in May 29th, 2007 was catastrophic one, which was consistent with the socio-economic effect. The results proved that the evaluation method could be successfully applied in the scientific research and field operation.【总页数】5页(P334-338)【作者】刘聚涛;杨永生;高俊峰;姜加虎【作者单位】江西省水利科学研究院,南昌,330029;江西省水利科学研究院,南昌,330029;中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京,210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京,210008【正文语种】中文【相关文献】1.年度自然灾害灾情评估浅析——以2016年福建省自然灾害灾情评估为例 [J], 马玉玲2.太湖蓝藻水华灾害风险分区评估方法研究 [J], 刘聚涛;杨永生;姜加虎;高俊峰3.太湖蓝藻水华灾害程度评价方法 [J], 刘聚涛;高俊峰;赵家虎;黄佳聪;姜加虎4.利用陆基高光谱遥感捕捉太湖蓝藻水华日内快速变化过程 [J], 张运林;张毅博;李娜;孙晓;王玮佳;秦伯强;朱广伟5.太湖蓝藻水华和湖泛应急防控能力提升对策研究 [J], 殷鹏;张建华;胡晓雨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
东风西沙水源地浮游植物种类组成与数量分布特征
东风西沙水源地浮游植物种类组成与数量分布特征姚磊【摘要】分析了东风西沙水源地浮游植物种类组成、优势种分布、群落结构分布以及多样性等特征.结果表明,东风西沙水源地共监测出藻类6门共64种(属),分别为蓝藻、绿藻、硅藻、隐藻、裸藻、金藻,其中硅藻和绿藻共47种,为水源地的主要浮游植物种类;浮游植物优势种单一,主要为硅藻门的短小舟形、克洛脆杆藻,隐藻门的尖尾蓝隐藻,以及蓝藻门的铜绿微囊藻,且优势度值较小;监测期间浮游植物密度为8.20×105 ～8.40×106 cells/L,均值为3.71×106 cells/L;群落特征指数统计结果表明东风西沙目前水质较好,总体上处于轻或无污染状态.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2014(000)016【总页数】4页(P5186-5188,5285)【关键词】饮用水源地;浮游植物;数量分布;种类组成;长江口【作者】姚磊【作者单位】上海市水务业务受理中心,上海200050【正文语种】中文【中图分类】S181.3崇明岛是我国的第三大岛，四面环水，其水资源来源主要靠降水补给以及已有涵闸引进的长江潮水。
据有关数据统计资料，进潮量约占崇明岛地表水资源的90%，是崇明岛水资源的最重要来源。
崇明岛目前依靠岛内水厂供水，岛内水厂约20个，均规模较小，且分散于内河取水，无集中水源地。
每年1～3月是长江枯水期，长江口咸潮入侵严重。
岛内水厂受此影响，供水质量严重下降。
东风西沙水库是继青草沙水库之后长江口第二座江心蓄淡避咸型水库，该工程是上海市“十二五”规划水务重点工程，是解决崇明县集约化供水的关键工程，将满足岛内居民长期以来喝上优质饮用水的基本需求，也有助于完善上海市郊区集约化供水系统工程。
饮用水源地水质安全是关系民生健康的关键问题[1-3]。
然而，随着全球和区域性环境变化，浮游植物水华给生态环境与人类健康带来巨大危害[4-7]。
因此，对环境敏感的浮游植物的变化近年来越来越受到国内外专家学者重视[8-10]。
蓝藻水华污染的危害及其控制PPT课件
3.蓝藻水华污染危害
• 3.2 对生态多样性的危害：侵占其他藻类物种的生存空间，致使 物种多样性骤减。
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3.蓝藻水华污染危害
• 3.3 对人文景观的危害：水华蓝藻覆盖水体表面，厚厚一层还发 出臭味，严重影响水域景观。
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3.蓝藻水华污染危害
• 3.4 对人及牲畜动物的危害：蓝藻细胞破裂，向水体中释放藻毒素，被人或牲畜动物接触、饮用而致使中毒， 如皮肤过敏、肝中毒等，甚至会危及生命。
目录
• 前言简介 • 蓝藻水华爆发的原因 • 蓝藻水华污染的危害 • 控制方法 • 讨论与展望
第1页/共22页
1.前言简介
• 1.1 引言
• 2007年5月29日太湖蓝藻水华大规模暴发，引起无锡市200多 万居民饮水危机,给工业和生活带来了巨大影响。自此，蓝藻水 华事件开始被人们所熟知。
• 目前，已成为国内主要的水污染问题之一。
• 5.2 展望
① 重点研究如何改进单个独立处理工艺，发挥每一种工艺的优势，减少其处理工 艺的局限性，为后续处理带来方便。
② 不管是蓝藻控制还是藻毒素去除，这都是一个连续的过程，如何将多种工艺进行组 合，争取效益最大化，是未来研究的重中之重。
③ 藻毒素去除技术中，TiO2光催化氧化技术是比较高效、清洁的，但TiO2的负载一 直是一个难题，希望今后重点研究TiO2负载技术，以方便对TiO2粉体的回收。同时如 何提高太阳能的利用率也是我们未来研究的重点方向。
稳定性差，对 群体性蓝藻去 除效果不佳
机理及中间产 物研究不透彻， 耗时长
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4.1 蓝藻的控制方法
第16页/共22页
4.2 藻毒素的去除方法
蓝藻水华强度的显著相关环境因素识别模型
收稿日期： 2013－03－08 “新世纪优秀人才支持计划 ” （ NCET－10 － 基金项目： 2010 年教育部 0938 ）
间范围也在大大增加， 强度逐年增大
。 年年出
第6 期
黄
炜等： 蓝藻水华强度的显著相关环境因素识别模型
·805 ·
生存， 破坏原有的水生生态平衡， 最终导致水体生 态系统崩 溃； 藻 毒 素 还 可 以 在 食 物 链 中 积 累 和 传 递， 危害人类和动物健康； 堵塞给水处理系统， 影响 ［1 ， 7 ］ 。为识别蓝藻水华强度的显著相关环 供水安全 境因素， 克服现有研究中因变量选择不合理、 时间 构建关于蓝藻水华暴发面 与空间精度较低等问题， 积的显著相关环境因素识别模型， 并将该模型应用 于太湖蓝藻水华研究， 以期为蓝藻水华的短期和长 期防治及水华预测提供理论依据 。
生态与农村环境学报 2013 ，29 （ 6 ） ： 804－810 Journal of Ecology and Ｒural Environment
蓝藻水华强度的显著相关环境因素识别模型
黄
1 2 炜 ，商兆堂 （ 1. 上海大学管理学院，上海 200444 ； 2. 江苏省气象局，江苏 南京 210008 ）
［11 ］ 期间叶绿素并没有迅速消失或增加 。 尽管蓝藻 水华的定义并不统一， 但在此领域内有一个较通行 ［4 ］ ［23 ］
在富营养化水体中蓝藻大量繁殖， 水体中藻细胞叶 －3 4 绿素 a 质量浓度达 10 mg·m 或藻细胞达 1. 5 ×10 mL －1 ， 并在 水 面 形 成 一 层 蓝 绿 色 且 有 恶 臭 味 的 浮 沫
［2 ］
。近年来滇池每年都会发生不同范围、 不同程
［3 ］
太湖蓝藻水华灾害程度评价方法
太湖蓝藻水华灾害程度评价方法刘聚涛;高俊峰;赵家虎;黄佳聪;姜加虎【摘要】通过对太湖蓝藻水华灾害分析,借鉴赤潮灾害评价指标,采取蓝藻水华面积和Chla浓度作为灾害程度分级评价指标,应用层次分析法确定权重,结合隶属度函数,采用模糊综合评价建立太湖蓝藻水华灾度分级评价方法,定量描述蓝藻水华灾害程度.结合2008年太湖蓝藻水华灾害事件对该方法进行验证.结果表明,2008年太湖监藻水华灾害规模主要为小型、中型和大型,无重大和特大蓝藻水华灾害发生;其中小型蓝藻水华灾害在各月都有分布,中型和大型蓝藻水华灾害主要分布在5月和7～9月.评价结果表明该方法具有一定的科学性和适用性.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2010(030)006【总页数】4页(P829-832)【关键词】蓝藻水华灾害;灾害程度;评价方法;太湖【作者】刘聚涛;高俊峰;赵家虎;黄佳聪;姜加虎【作者单位】中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏,南京,210008;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏,南京,210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏,南京,210008;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏,南京,210008;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏,南京,210008【正文语种】中文【中图分类】X524Abstract：Referring to the indices of red tide hazard evaluation, cyanobacteria bloom area and Chla concentration was took as evaluation indices and a hazard degree evaluation method was established based on the analysis of cyanobacteria bloom hazard in Taihu Lake. AHP method was applied to determine the weights and fuzzy comprehensive evaluation method was adopted to quantitatively estimate the hazard degree. Cyanobacteria bloom hazards in Taihu Lake in 2008 were evaluated through the above method. The hazards of Taihu Lake in 2008 were mainly small, medium and large, and there were no significant and serious cyanobacteria bloom. In the different hazards, the small hazard distributed each month, and the medium and large hazards were mainly distributed in May and from July to December. The evaluation method could be successfully applied in the scientific research and field operation.Key words：cyanobacteria bloom hazard；hazard degree；evaluation method；Taihu Lake从20世纪80年代后期开始,太湖北部的梅梁湾频繁暴发蓝藻水华[1-2],2000年以来,蓝藻水华的持续时间增加,几乎全年都有发生.2001年开始,南部沿岸蓝藻水华频发,且集聚面积逐年扩大,持续时间越来越长.2003年之后,蓝藻水华开始向湖心扩散[3].灾害程度分级是灾害预防和灾后减灾措施实施的重要依据.目前对于蓝藻水华的研究多集中于其发生机理研究[4-7],尚未有关于蓝藻水华灾害程度分级标准及评价方法的研究.本研究采用蓝藻水华面积和Chla浓度作为灾害程度分级评价指标,应用层次分析法确定权重,结合隶属度函数,采用模糊综合评价建立太湖蓝藻水华灾度分级评价方法,并以2008年太湖部分蓝藻水华灾害事件验证该评估方法的适用性,定量描述蓝藻水华灾害程度,为蓝藻水华预防、减灾提供依据.1.1太湖蓝藻水华灾害程度评价指标体系借鉴与蓝藻水华灾害性质和类型相似的赤潮灾害研究成果确定蓝藻水华灾害程度评价指标体系.在赤潮灾害评价中,通常采用赤潮面积、中毒人数和经济损失3个指标来划分[8-9].与赤潮灾害相比,蓝藻水华暴发时,对人类直接影响是蓝藻水华堆积腐烂形成异味,严重时可能导致湖区水厂停水,造成饮用水源危机,而在其他情况下,蓝藻水华暴发的直接影响是湖泊水环境和水生态恶化,因此,在蓝藻水华灾害评价仅选取蓝藻水华面积为评价指标.同时,Chla可表征水体藻类的生物量大小和水华暴发的趋势[10-11],因此,采用蓝藻水华面积和Chla浓度2个指标来对蓝藻水华灾害程度进行评价.1.2太湖蓝藻水华灾害程度分级标准1987～2003年,太湖Chla浓度1987年最低(7mg/m3),1990年最高(43mg/m3),其中1993,2000, 2002年分别为30,39,33mg/m3,其他年份都小于30mg/m3[12-16].根据太湖蓝藻水华面积调查,并结合实地调查资料和数据,同时征询不同专家意见,对太湖蓝藻水华灾害进行分级,如表1所示.1.3权重确定方法采用层次分析法(AHP)[17]确定权重.在专家确定法的基础上,进行数学分析,判断最大特征值的一致性,当一致性检验值(CR)＜ 0.10时,认为层次总排序结果具有较满意的一致性并接受该分析结果,从而确定指标的权重.1.4隶属度函数以隶属度大小表达隶属度资格时,隶属度数值愈大,隶属资格愈高.常用的求隶属度方法为随等级升高因子标准数值增大的因子用“降半梯形分布图”法[18-19],评价因子相应于不同级别的隶属度函数表达式如下.式中: rij表示因子i对j级蓝藻水华灾害程度的隶属度; Ci表示第i个因子的实测指标;Sij表示第i个因子的第j级标准值.1.5综合评估模型在确定单因素模糊评价矩阵R和权重集W之后,采用模糊综合评价方法[18-19]进行计算.B=W·R=[b1,b2,…,bm] (4)根据最大隶属度原则,若bj=max(b1,b2,…,bm),则评价对象级别应该为第j级.2.1数据蓝藻水华面积通过频率为每天1次的分辨率为250m×250m的MODIS遥感影像,采用近红外波段Band2＞0.1,并且Band2/Band4＞1的方法[20]提取.Chla浓度来源于太湖生态站每周2次常规监测数据,根据蓝藻水华预报模型[21]模拟监测日期后2～3d的Chla浓度分布,结合遥感影像统计蓝藻水华面积范围内Chla浓度,并计算其均值,从而确定该天蓝藻水华暴发时Chla浓度.2.2权重确定在太湖蓝藻水华灾害评价指标的基础上,通过蓝藻水华面积和Chla浓度指标的对比,构造判断矩阵,该矩阵的一致性检验值CR为0.0000＜0.10,权重的确定具有可信性,太湖蓝藻水华灾害指标中,蓝藻水华面积、Chla浓度权重分别为0.69,0.31.则太湖蓝藻水华灾害指标权重的矩阵为:W=[0.69 0.31].2.3隶属度函数计算由于隶属度函数无法对没有上限的分级进行评价,因此对于特大灾害的隶属度的确定存在一定问题.根据蓝藻水华暴发状况,分别设1200km2和150mg/m3作为面积和Chla浓度的上限,如果超过该数值,则对于特大灾害的隶属度为1,其他灾害级别的隶属度为0;若面积属于(900,1200]范围内和Chla浓度位于(120,150]区间,则分别计算该指标对于重大蓝藻水华灾害和特大蓝藻水华灾害的隶属度.以2008年5月5日为例,蓝藻水华面积为462 km2, Chla浓度为107.8mg/m3,根据模糊综合评价模型中隶属度函数,蓝藻水华面积指标分别隶属于中型蓝藻水华灾害和大型蓝藻水华灾害,Chla浓度分别隶属于大型蓝藻水华灾害和重大蓝藻水华灾害,采用式(1)～式(3)分别计算蓝藻水华面积和浓度的隶属度,则2008年5月5日实测指标隶属度矩阵为:2.4太湖蓝藻水华灾害程度评估根据模糊综合评价方法,采用W=·BR计算各次蓝藻水华灾害事件对各级别灾害的隶属度.2008年5月5日的模糊综合评价结果为:根据最大隶属度原则,2008年5月5日蓝藻水华灾害应属于中型蓝藻水华灾害.其他日期蓝藻水华灾害事件计算方法相同.根据评价结果,结合最大隶属度原则,2008年不同类型蓝藻水华灾害评价结果见表2.由表2可见,2008年太湖蓝藻水华灾害程度主要为小型、中型和大型蓝藻水华灾害,并无重大和特大蓝藻水华灾害发生.这可能是由于2007年5月份太湖蓝藻水华灾害发生后,太湖流域采取了如人工捞藻、引江济太等措施[22]来削减和稀释太湖蓝藻水华暴发所需营养物质浓度,同时,采取一定的措施来密切关注和监测蓝藻水华状况,一定程度上减小了大面积蓝藻水华灾害发生的机率和风险,因此2008年蓝藻水华灾害规模并无重大和特大型蓝藻水华灾害.根据2008年4～9月太湖蓝藻水华灾害统计结果(表3),小型蓝藻水华灾害在各月都有分布,中型和大型蓝藻水华灾害主要分布在5月和7～9月.4月份,太湖蓝藻水华属于复苏阶段[7],蓝藻生物量处于增加阶段,并且温度相对较低,蓝藻水华灾度较小;由于太湖流域受季风气候影响,6月份多阴雨天气,降雨量较大,太湖水位相对较高,对蓝藻密度具有一定的稀释作用,一定程度上减小了蓝藻大规模聚集的程度,因此6月份蓝藻水华灾度较小;5月、7～9月,由于藻类生物量较大,并且有适合藻类生长的温度,因此蓝藻水华灾害灾度相对较大.借鉴赤潮灾害分级评价指标,通过对蓝藻水华灾害指标分析,确定太湖蓝藻水华灾害程度分级的标准以及评价方法,并采用2008年太湖不同类型蓝藻水华灾害对该方法进行验证.结果表明,2008年太湖蓝藻水华灾害程度主要为小型、中型和大型,无重大和特大蓝藻水华灾害发生,其中小型蓝藻水华灾害在各月都有分布,中型和大型蓝藻水华灾害主要分布在5月和7～9月.该评价结果表明该方法具有一定的科学性和适用性.[1] CHEN Yu-wei, Qin Bo-qiang, Teubner K, et a1. Long-term dynamics of phytoplankton assemblages: Microcystis-domination in Lake Taihu, a large shallow lake in China [J]. Journal of Plankton Research, 2003,25(1):445-453.[2] 朱广伟.太湖富营养化现状及原因分析 [J]. 湖泊科学, 2008, 20(1):21-26.[3] 马荣华,孔繁翔,段洪涛,等.基于卫星遥感的太湖蓝藻水华时空分布规律认识 [J]. 湖泊科学, 2008,20(6):687-694.[4] Chapman B R, Ferry B W, Ford T W. Phytoplankton communities in water bodies at Dungeness, UK: Analysis of seasonal changes in response to environmental factors [J]. Hydrobiologia, 1998,362:l61-170.[5] James J E. The pathway to noxious cyanobacteria blooms in lakes: The food web as the final turn [J]. Freshwater Biology, 1999,42: 537-543. [6] Paerl H W, Fulton R S, Moisander P H, et al. Harmful freshwater algal blooms, with an emphasis on cyanobacteria [J]. Scientific World Journal, 2001,1:76-113.[7] 孔繁翔,高光.大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考.生态学报, 2005,25(3):589-595.[8] 赵玲,赵东至,张昕阳,等.我国有害赤潮的灾害分级与时空分布 [J]. 海洋环境科学, 2003,22(5):15-19.[9] 赵东至.我国赤潮灾害分布规律与卫星遥感探测模型 [D]. 上海:华东师范大学, 2004.[10] 陈云峰,殷福才,陆根法.富营养化水体水华暴发的突变模型 [J].中国环境科学, 2006,26(1):125-128.[11] 陈云峰,殷福才,陆根法.水华暴发的突变模型-以巢湖为例 [J].生态学报,2006,26(3): 878-883.[12] 谢红彬,虞孝感,张运林.太湖流域水环境演变与人类活动耦合关系 [J]. 长江流域资源与环境, 2001,10(5):393-400.[13] 蔡履冰.太湖流域水体富营养化成因及防治对策的初步研究[J]. 中国环境监测, 2003,19(3):52-54.[14] 秦伯强,罗潋葱.太湖生态环境演化及其原因分析 [J]. 第四纪研究,2004,24(5):561-568.[15] 黄智华,薛滨,逄勇.太湖水环境演变与流域经济发展关系及趋势 [J]. 长江流域资源与环境, 2006,15(5):627-631.[16] 王晓龙.太湖流域水质时空动态与水污染防治绩效研究 [D].北京:中国科学院生态环境研究中心, 2007:94.[17] 张从.环境评价教程 [M]. 北京:中国环境科学出版社, 2002:10.[18] 孙靖南,邹志红,任广平.模糊综合评价在天然水体水质评价中的应用研究 [J]. 环境污染治理技术与设备, 2005,6(2):45-48.[19] 裴廷权,王里奥,韩勇,等.三峡库区小江流域水体富营养化的模糊评价 [J]. 农业环境科学学报, 2008,27(4):1427-1431.[20] 段洪涛,张寿选,张渊智.太湖蓝藻水华遥感监测方法 [J]. 湖泊科学,2008,20(2):145-152.[21] 黄佳聪,吴晓东,高俊峰,等.蓝藻水华预报模型及基于遗传算法的参数优化 [J]. 生态学报, 2010,30(4):1003-1010.[22] 秦伯强,王小东,汤祥明,等.太湖富营养化与蓝藻水华引起的饮用水危机—原因与对策 [J]. 地球科学进展, 2007,22(9):896-906.【相关文献】[1] CHEN Yu-wei, Qin Bo-qiang, Teubner K, et a1. Long-term dynamics of phytoplankton assemblages: Microcystis-domination in Lake Taihu, a large shallow lake in China [J]. Journal of Plankton Research, 2003,25(1):445-453.[2] 朱广伟.太湖富营养化现状及原因分析 [J]. 湖泊科学, 2008, 20(1):21-26.[3] 马荣华,孔繁翔,段洪涛,等.基于卫星遥感的太湖蓝藻水华时空分布规律认识 [J]. 湖泊科学, 2008,20(6):687-694.[4] Chapman B R, Ferry B W, Ford T W. Phytoplankton communities in water bodies at Dungeness, UK: Analysis of seasonal changes in response to environmental factors [J]. Hydrobiologia, 1998,362:l61-170.[5] James J E. The pathway to noxious cyanobacteria blooms in lakes: The food web as the final turn [J]. Freshwater Biology, 1999,42: 537-543.[6] Paerl H W, Fulton R S, Moisander P H, et al. Harmful freshwater algal blooms, with an emphasis on cyanobacteria [J]. Scientific World Journal, 2001,1:76-113.[7] 孔繁翔,高光.大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考.生态学报, 2005,25(3):589-595.[8] 赵玲,赵东至,张昕阳,等.我国有害赤潮的灾害分级与时空分布 [J]. 海洋环境科学, 2003,22(5):15-19.[9] 赵东至.我国赤潮灾害分布规律与卫星遥感探测模型 [D]. 上海:华东师范大学, 2004.[10] 陈云峰,殷福才,陆根法.富营养化水体水华暴发的突变模型 [J].中国环境科学, 2006,26(1):125-128.[11] 陈云峰,殷福才,陆根法.水华暴发的突变模型-以巢湖为例 [J].生态学报,2006,26(3): 878-883.[12] 谢红彬,虞孝感,张运林.太湖流域水环境演变与人类活动耦合关系 [J]. 长江流域资源与环境, 2001,10(5):393-400.[13] 蔡履冰.太湖流域水体富营养化成因及防治对策的初步研究[J]. 中国环境监测, 2003,19(3):52-54.[14] 秦伯强,罗潋葱.太湖生态环境演化及其原因分析 [J]. 第四纪研究, 2004,24(5):561-568.[15] 黄智华,薛滨,逄勇.太湖水环境演变与流域经济发展关系及趋势 [J]. 长江流域资源与环境, 2006,15(5):627-631.[16] 王晓龙.太湖流域水质时空动态与水污染防治绩效研究 [D].北京:中国科学院生态环境研究中心, 2007:94.[17] 张从.环境评价教程 [M]. 北京:中国环境科学出版社, 2002:10.[18] 孙靖南,邹志红,任广平.模糊综合评价在天然水体水质评价中的应用研究 [J]. 环境污染治理技术与设备, 2005,6(2):45-48.[19] 裴廷权,王里奥,韩勇,等.三峡库区小江流域水体富营养化的模糊评价 [J]. 农业环境科学学报, 2008,27(4):1427-1431.[20] 段洪涛,张寿选,张渊智.太湖蓝藻水华遥感监测方法 [J]. 湖泊科学, 2008,20(2):145-152.[21] 黄佳聪,吴晓东,高俊峰,等.蓝藻水华预报模型及基于遗传算法的参数优化 [J]. 生态学报, 2010,30(4):1003-1010.[22] 秦伯强,王小东,汤祥明,等.太湖富营养化与蓝藻水华引起的饮用水危机—原因与对策 [J]. 地球科学进展, 2007,22(9):896-906.Method of cyanobacteria bloom hazard degree evaluation in Taihu Lake.LIU Ju-tao1,2, GAO Jun-feng1*, ZHAO Jia-hu1,2, HUANG Jia-cong1,2, JIANG Jia-hu1(1.Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China；2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China). China Environmental Science, 2010,30(6)：829～832。
太湖蓝藻水华遥感监测方法
波段组合算法, 是本文研究的重点.
1.2 遥感数据及其处理方法
1.2.1 遥感数据 通过调查太湖蓝藻历史爆发时段, 分别选取部分蓝藻存在时段内的 EOS MODIS/Terra(空
间分辨率 250m、500m、1km)、CBERS-2 CCD(空间分辨率 19.5m)、Landsat ETM(空间分辨率 30m)、以
水是生命之源, 而湖泊是地球上最重要的淡水资源之一, 是湖泊流域地区经济可持续发展和人们赖 以生存的重要基础[1]. 目前, 我国内陆湖泊面临的一个主要问题是水体的富营养化[2], 其重要特征是藻类 物质, 特别是蓝藻大量繁殖. 蓝藻异常生长, 极易堆积、腐烂沉降, 形成水华, 在河口以及近岸淤积[3], 不 仅破坏水体景观和生态系统平衡, 而且由于蓝藻在生长过程中释放毒素, 消耗溶解氧, 引起水体生物大 量死亡, 湖泊水质恶化, 严重威胁了湖泊周围地区的饮水安全[4]. 如2007年5-6月, 由于太湖蓝藻爆发, 无锡重要水源地贡湖南泉水厂取水口遭受严重污染, 导致100多万人饮水困难. 因此, 快速、全面掌握蓝 藻分布信息, 对于控制蓝藻水华、评价蓝藻生态环境风险、研究蓝藻异40nm、680nm 反射率减小, 吸收峰增加; 藻华水体叶绿素 a 浓度与位于
700nm 附近的反射峰高度呈正相关关系, 也与 690-740nm 区间的荧光峰位置红移呈正相关关系[12-13]; 同
时, 近红外波段具有明显的植被特征“陡坡效应”, 反射率升高[6]. 因此, 基于这些显著光谱特征的波段或
aY
(1)
式中: RW 为水面反射率; bW、bS和bP分别为水、无机悬浮物质和藻类物质的后向散射系数; aW、aS、aP和 aY 分别为水、无机悬浮物质、藻类物质和黄色物质的吸收系数. 各物质的吸收、后向散射系数均可分别 写成比吸收系数、比后向散射系数和相应物质浓度的乘积[11].
太湖水华程度及其生态环境因子的时空分布特征
太湖水华程度及其生态环境因子的时空分布特征张艳会;李伟峰;陈求稳【摘要】湖泊水华是全世界面临的严重生态环境问题之一,对人类和生态系统健康都有重大影响.由于湖泊水华受流域面源、点源污染、气候、水文因子以及湖泊生态系统自身特征等众多因素影响,水华是否爆发、其严重程度及时空分布特征呈现明显的复杂性.以我国太湖为研究区域,基于近年的水华及水环境的监测数据,用自组织特征映射神经网络对太湖不同监测点的水华程度进行了自动聚类分析.结果表明,太湖水华程度呈现为明显的无水华、轻度、中度和重度水华4类.不同程度水华的叶绿素a、水温、CODMn、营养盐、浮游植物生物量以及藻种(蓝藻、绿藻、硅藻)结构的时空差异显著,不同变量间的关系复杂,有助于深入认识太湖近年水华发生的时空变异特性.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2016(036)014【总页数】9页(P4337-4345)【关键词】太湖;水华程度;自组织特征映射神经网络;环境因子;藻种结构【作者】张艳会;李伟峰;陈求稳【作者单位】中国科学院南京地理与湖泊研究所,流域地理学重点实验室,南京210008;中国科学院生态环境研究中心,城市与区域生态国家重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,城市与区域生态国家重点实验室,北京100085;南京水利科学院,南京210029【正文语种】中文湖泊水华是世界各国面临的重要水环境问题之一，对人类和区域生态系统健康都有重要影响[1-3]，如太湖，2000年以来，其蓝藻水华发生的次数越来越多、范围逐年扩大、强度逐渐增强，造成重大危害[4]。
由于水华的爆发机制非常复杂，受流域点源、面源污染、气象条件以及湖泊生态系统自身特征的影响，水华是否爆发及其强度、频率和范围等具有很大的时空变异性和不确定性，因此，水华的防治一直是个难题。
目前，虽然对湖泊水华问题开展了大量的研究工作，深入分析了水华的爆发机制及其主要影响因子，但由于水华产生的过程复杂，且时空变异很大，所以，即使对同一个湖泊水华问题，也难以有明确的定论。
太湖蓝藻水华灾害风险分区评估方法研究_刘聚涛
中国环境科学 2011,31(3)：498~503 China Environmental Science 太湖蓝藻水华灾害风险分区评估方法研究刘聚涛1,杨永生1,姜加虎2,高俊峰2*(1.江西省水利科学研究院,江西南昌 330029；2.中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京 210008)摘要：通过对太湖蓝藻水华灾害风险分析,构建太湖蓝藻水华风险评估指标体系,结合风险评估概念,建立太湖蓝藻水华灾害风险评估方法.在此基础上,以2008年为基准年,结合太湖9个分区,评估各湖区蓝藻水华灾害危险性、易损性、脆弱性和综合风险.结果表明,综合风险最大的区域集中在太湖的北部,尤其作为水源地的贡湖风险最大,为重度风险;竺山湖、梅梁湾和西部沿岸由于其危险性较大,而总体风险较大,为中度风险;其他湖区风险较小,胥湖、南部沿岸和大太湖为轻度风险;太湖的东南部湖区箭湖东茭咀和东太湖由于水体富营养化程度较低,植物覆盖率较高,蓝藻水华发生危险性较小,综合风险指数较小,为轻微风险.关键词：蓝藻水华灾害；风险评估；太湖中图分类号：X824 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2011)03-0498-06Risk evaluation method of cyanobacteria bloom hazard in Taihu Lake. LIU Ju-tao1, YANG Yong-sheng1, JIANG Jia-hu2, GAO Jun-feng2* (1.Jiangxi Provincial Institute of Water Sciences, Nanchang 330029, China；2.Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China). China Environmental Science, 2011,31(3)：498~503Abstract：Based on the risk analysis of cynaobacteria bloom hazard in Taihu Lake, the index system for the cynaobacteria bloom risk evaluation was constructed. Combined with the concept of risk evaluation, the risk evaluation method was established. On the basis, the hazard risk, exposure risk, vulnerability risk, and comprehensive risk of the nine lake regions in Taihu Lake were evaluated taking 2008 as the base year. The largest risk regions were in northern part of Taihu Lake, especially the Gonghu Lake was the most serious as the water source area. The risk in Zhushan Lake, Meiliang Bay and western coastal was middle for the large hazard risk. In the other regions, the risk in Xuhu Lake, southern coastal and big Taihu Lake was light risk, and there were almost no cyanobacteria bloom outbreak risk for the light eutrophication and large vegetation cover in the southwest regions of Taihu Lake.Key words：cyanobacteria bloom hazard；risk evaluation；Taihu Lake20世纪80年代后期开始,太湖北部的梅梁湾频繁暴发蓝藻水华,2000年以来,蓝藻水华发生频率增加,范围扩大,并且逐渐向湖心扩散[1-3].蓝藻水华频发导致水环境质量下降,直接威胁着周边城市饮水水源.2007年太湖蓝藻水华事件导致无锡市200多万居民饮水困难,引起社会的广泛关注.有效的蓝藻水华灾害风险管理是实现太湖水资源和周边社会经济可持续发展的重要保障.为有针对性地制定防灾预案,需从区域上对蓝藻水华灾害进行风险评估.开展太湖蓝藻水华灾害风险分区评估,有利于认识太湖各湖区蓝藻水华灾害发生及其可能造成危害大小,对于蓝藻水华灾害风险管理具有重要的现实意义.作者通过对蓝藻水华灾害的分析,分别从自然属性和社会属性两方面评估了蓝藻水华灾害的强度和灾情[4].并在评估的基础上,根据历史灾害状况和蓝藻水华发生的主要环境因子,对太湖进行蓝藻水华灾害发生危险性分区评价,估算各湖区蓝藻水华发生的可能性[5].在危险性评价的基础上,结合蓝藻水华灾害的易损性、脆弱性和易损性分析,构建太湖蓝藻水华灾害风险评估指收稿日期：2010-07-12基金项目：国家“973”项目(2008CB418106);中国科学院知识创新工程重大交叉项目(KZCX1-YW-14-6).* 责任作者, 研究员, gaojunf@3期 刘聚涛等：太湖蓝藻水华灾害风险分区评估方法研究 499标体系,运用综合指数构建风险评估模型,并以2008年数据对该评估模型进行验证,以期为太湖各湖区防灾减灾以及蓝藻水华灾害风险管理提供科学依据和技术支持. 1 太湖蓝藻水华灾害风险评估指标体系构建参考赤潮灾害风险评估指标体系[6],结合风险评估概念[6-8],构建多层次蓝藻水华评估指标体系,如表1所示,目标层为蓝藻水华灾害风险评估,准则层为危险性指标、易损性指标和脆弱性指标[9],指标层为评估时选取的具体指标.表1 太湖蓝藻水华灾害风险评估指标体系Table 1 Index system for the risk evaluation ofcynaobacteria bloom hazard in Taihu Lake目标层 准则层 指标层历史灾害密度历史危险性指标历史灾害规模 湖区沿风向所处位置湖区封闭程度Chla 浓度TN 浓度 TP 浓度潜在危险性指标 水生植物覆盖面积百分比饮用水源地影响人口易损性指标经济损失蓝藻水华 风险评估指标体系 脆弱性指标 影响人口占区域百分比 危险性评价指标包括历史灾害危险性和潜在灾害危险性指标.历史灾害危险性指标主要包括历史灾害密度和历史灾害规模.潜在危险性是预测蓝藻水华灾害发生和程度的自然属性.通过采用Chla 浓度、TN 浓度和TP 浓度来进行潜在危险性评价[5],由于该指标相对简单,主要集中于水环境因子,故在此基础上,增加了风向和水生植被的指标.构建指标体系主要包括湖区沿风向所处位置、湖区封闭程度、Chla 浓度、TN 浓度、TP 浓度和水生植物覆盖面积百分比.在灾害风险评价中, 受灾害危害对象的数量、密度、价值称为易损性条件.易损性指标包括人口易损性和经济易损性,其中人口易损性主要为饮用水源地影响人口;经济易损性指标包括直接经济损失和间接经济损失[10-13],其中直接经济损失包括生活用水损失和旅游损失,间接经济损失为灾后救灾投入. 脆弱性表示受灾区社会或环境受蓝藻水华灾害影响的程度,主要指蓝藻水华灾害影响人口占区域百分比.2 太湖蓝藻水华灾害风险评估方法 2.1 数据标准化方法首先需要对各指标进行标准化处理,去除各指标的量纲.与蓝藻水华灾害风险呈正相关和负相关的指标分别按式(1)和式(2)进行计算. A ij =(x ij -x j min )/(x j max -x j min ) (1) A ij =(x j max -x ij )/(x j max -x j min ) (2) 式中: i 表示第i 个湖区; j 表示第j 个指标; A i ;表示第i 个湖区第j 个指标标准化值; x ij 表示实测值; x j max 表示第j 个指标中最大值; x j min 表示第j 个指标中最小值. 规范化后的指标特征值具有相同的取值趋势(值越大,风险越大)和取值范围(［0,1］区间),使得指标值的优劣具有可比性,保证了评价结果的一致性. 2.2 权重确定方法 由于对与蓝藻水华灾害风险的研究相对较少,专家经验对指标权重的确定具有重要指导作用,因此本研究采用定性与定量相结合的权重赋值方法即层次分析法(AHP)[14-15]来确定权重.该方法在专家确定法的基础上,进行数学分析,判断最大特征值的一致性,当一致性检验值(CR)< 0.10时,接受该分析结果. 2.3 风险分级体系 参考国内外风险评价标准,对太湖蓝藻水华灾害风险程度进行分级(表2). 表2 太湖蓝藻水华灾害风险程度分级体系Table 2 Grading system of risk degree for cynaobacteria bloom hazard in Taihu Lake 风险级别一级 二级 三级 四级 五级综合评分[0,0.2)[0.2,0.4)[0.4,0.6) [0.6,0.8) [0.8,1] 风险程度轻微 轻度 中度 重度 极重500 中 国 环 境 科 学 31卷2.4 综合评估方法 根据太湖蓝藻水华灾害风险评估指标框架和自然灾害风险计算公式,利用层次分析法和加权综合评分法,建立太湖蓝藻水华灾害风险评估模型:H E V RI W H W E W V =++ (3) 8h h 1i i i H W A ==∑ (4)2e e 1i i i E W A ==∑ (5)v v V W A = (6)式中: RI 表示风险综合指数,其值越大,说明蓝藻水华灾害风险越大; H 、E 和V 分别表示太湖蓝藻水华灾害危险性、易损性和脆弱性大小, A 为各评价指标的量化值,W 为权重系数,i 为评价因子.3 太湖蓝藻水华灾害风险分区评估 3.1 评估单元划分根据参考文献[5],把太湖分为9个湖区,如图1所示.梅梁湾竺山湖西部沿岸大太湖胥湖贡湖东太湖箭湖东茭咀南部沿岸N 0510km图1 太湖9个分区示意Fig.1 Sketch of of nine regions in Taihu lake3.2 指标含义历史灾害密度和规模:历史灾害密度指各湖区平均蓝藻水华灾害发生次数,单位为次/年;历史灾害规模指平均蓝藻水华面积占湖区百分比.根据灾害评估方法,分别对近几年灾害进行统计.湖区沿风向所处位置:按照湖泊分区沿夏季盛行东南风向所处位置分为3类,分别进行打分,如表3所示. 表3 不同湖区所处位置赋值 Table 3 Assignment of the different regions in Taihu Lake湖区湖区位置赋值梅梁湾、竺山湖、北部沿岸 西北区 5 贡湖、大太湖、西部沿岸 中部区 3 胥湖、东太湖、箭湖东茭咀东南区 1湖区封闭程度:湖区封闭程度是指湖区岸线长度与湖区面积圆形周长之比,无纲量.Chla 浓度、TN 浓度、TP 浓度:以2004~2008年Chla 、TN 和TP 浓度为基础,计算各湖区该指标平均浓度,单位为mg/L.水生植物覆盖面积百分比:以2007年夏季水生植物覆盖面积为基础,计算各湖区覆盖面积所占百分比,无量纲.饮用水源地影响人口:指蓝藻水华灾害发生后影响的人口数量,单位为万人.经济损失:指受蓝藻水华灾害影响,导致水厂停水而造成的居民生活用水增加成本、旅游损失和灾后减灾救灾投入,单位为万元. 影响人口占区域百分比:指受蓝藻水华发生影响饮用水源地人口占区域总人口百分比.数据来源于2009年江苏统计年鉴[16]和浙江统计年鉴[17].3.3 指标权重的确定 通过对指标两两比较,构造判断矩阵,通过计算一致性检验,确定各准则层及指标层内各指标的单排序权重值,权重计算结果如表4所示.其中,危险性指标权重一致性检验值CR=0.0037,易损性、脆弱性和风险综合评估指标权重的一致性检验值CR=0.0000,根据计算结果, CR<0.10,说明权重的计算具有可信性.在危险性指标、易损性指标和脆弱性指标中,通过层次分析法进行分析并经过一致性检验,3个指标的权重分别为0.4906、0.3289和0.1805.危险性指标表示蓝藻水华灾害发生的可能性,其权重最大,表明一旦蓝藻水华灾3期 刘聚涛等：太湖蓝藻水华灾害风险分区评估方法研究 501害发生,其可能造成较大的人口和经济影响.表4 太湖蓝藻水华灾害风险评估指标权重 Table 4 Index weights of cynaobacteria bloom hazard risk evaluation in Taihu Lake 目标层 准则层 指标层 历史灾害密度(0.1289)历史灾害规模(0. 1289)湖区沿风向所处位置(0.1166)湖区封闭程度(0.1166)Chla 浓度(0.1655) TN 浓度(0.0931)TP 浓度(0.0931)危险性指标 (0.4906) 水生植被覆盖面积百分比(0.1574)饮用水源地影响人口(0.5987) 易损性指标 (0.3289) 经济损失(0.4013)太湖蓝藻水华灾害 风险评估(1.0000)脆弱性指标(0.1805)影响人口占区域百分比(1.0000)3.4 太湖蓝藻水华灾害风险评估根据太湖蓝藻水华灾害风险评估方法,以太湖九个湖区为评估单元,评估各湖区蓝藻水华灾害的危险性、易损性和脆弱性,在此基础上进行风险综合评估,为预防和减轻蓝藻水华灾害提供理论基础和科学依据.3.4.1 危险性评估 根据风险评估方法,对太湖蓝藻水华灾害危险性进行分区评估,各湖区危险性评分及排序如表5所示. 根据评价结果可知,竺山湖和西部沿岸危险性指数最大,分别为0.8360和0.8189,为极重危险性;梅梁湾居第3位,危险性指数0.7457,为重度危险性;南部沿岸、贡湖和大太湖危险性指数分别为0.4433、0.4431和0.4408,三者危险性相差不大,为中度危险性;胥湖、箭湖东茭咀和东太湖最小,危险性指数分别为0.1974、0.1188和0.1182,为轻微危险性,评价结果与文献[5]基本相一致.竺山湖、西部沿岸和梅梁湾危险性最大,南部沿岸、贡湖和大太湖居中,胥湖、箭湖东茭咀和东太湖最小,太湖各湖区危险性指数排序基本与湖区沿风向所处位置相一致.夏季盛行东南季风,蓝藻水华在湖区西北部聚集,危险性沿风向在西北部最大,东南部最小,说明夏季风向对蓝藻水华灾害危险性具有重要作用.在胥湖、箭湖东茭咀和东太湖3个湖区,由于历史灾害危险性较小,并且,箭湖东茭咀和东太湖水生植物覆盖率最大,减小蓝藻水华发生机率;因此该3个湖区危险性指数最小,基本无蓝藻水华灾害风险. 表5 太湖蓝藻水华灾害危险性评估Table 5 Hazard risk evaluation of cynaobacteria bloom in Taihu Lake项目竺山湖西部 沿岸梅梁湾南部 沿岸贡湖大太湖胥湖箭湖 东茭咀东太湖灾害密度 0.5959 1 0.8219 0.661 0.44180.976 0 0.0100 0 灾害规模 1 0.90670.8027 0.568 0.41330.2213 0 0.0600 0湖区沿风向所处位置 1 1 1 0.5000 0.50000.5000 0 0湖区封闭程度 0.2141 0.14460.3746 0.205 0.33580 0.5230 0.4400 1 Chla 浓度 0.8768 1 0.4709 0.3134 0.22240.206 0.0050 0 0.0094 TN 浓度 1 0.61760.7421 0.2146 0.26070.2385 0.0510 0.0400 0 TP 浓度1 0.63620.7689 0.2589 0.26290.2468 0.0370 0.0200 0 植被覆盖率 1 1 1 0.6783 0.95210.9456 0.8087 0.3335 0 H (危险性) 0.8360 0.81890.7457 0.4433 0.44310.4408 0.1974 0.1188 0.1182排序 1 2 3 4 5 6 7 8 93.4.2 易损性评估 根据风险评估方法,对太湖蓝藻水华灾害易损性进行分区评估,各湖区易损性评分及排序如表6所示.各湖区中,贡湖、东太湖和胥湖3个湖区作为饮用水源地具有一定的人口易损性,在2007年之后,梅梁湾不再作为重要饮用水源地,因此该湖区人口易损性为0.在经济易损性指标中,经济损失结合各湖区受不同类型灾害影响概率来计算,因此,对于蓝藻水华灾害发生概率相近的湖区经济易损性相近.东太湖、胥湖和箭湖东茭咀由于502 中 国 环 境 科 学 31卷无蓝藻水华灾害发生,该湖区经济易损性为0;梅梁湾和南部沿岸经济易损性较大,经济易损性指数分别为1和0.9866;贡湖和竺山湖分别为0.7676和0.7356;大太湖和西部沿岸由于造成的经济损失相同,经济易损性指数皆为0.5009. 表6 太湖蓝藻水华灾害易损性评估 Table 6 Exposure risk evaluation of cyanobacteria bloom hazard in Taihu Lake 湖区 人口易损性 (饮用水源地 影响人口)经济易损性(经济损失) E(易损性评价)排序贡湖 1 0.7676 0.9067 1梅梁湾 0 1 0.4013 2南部沿岸 0.0000 0.9866 0.3959 3胥湖 0.6322 0 0.3785 4竺山湖 0 0.7356 0.2952 5大太湖 0 0.5009 0.2010 6西部沿岸 0 0.5009 0.2010 6东太湖 0.2652 0 0.1588 8箭湖东茭咀 0.00009表7 太湖蓝藻水华灾害脆弱性评估Table 7 Vulnerability risk evaluation of cynaobacteriabloom hazard in Taihu Lake脆弱性指标湖区(影响人口占区域百分比)V (脆弱性评价)排序胥湖 1 1 1贡湖 0.9089 0.9089 2东太湖 0.3789 0.3789 3西部沿岸 0.0176 0.0176 4南部沿岸 0.0091 0.0091 5梅梁湾 0.0091 0.0091 5 大太湖 0.0018 0.0018 7箭湖东茭咀 0.0011 0.0011 8竺山湖 0.0000 0.0000 9通过对太湖各湖区易损性评价,贡湖易损性最大,易损性指数为0.9067,为极重易损性;其次为梅梁湾,易损性指数为0.4013,为中度易损性;南部沿岸、胥湖、竺山湖和大太湖易损性指数分别为0.3785,0.2952,0.2010和0.2010,为轻度易损性;东太湖较小,为0.1588,为轻微易损性;箭湖东茭咀易损性指数为0.3.4.3 脆弱性评估 根据风险评估方法,对太湖蓝藻水华灾害脆弱性进行分区评估,各湖区脆弱性评分及排序如表7所示. 通过对太湖各湖区脆弱性评价,胥湖、贡湖和东太湖3个湖区易损性较大,分别为1、0.9089和0.3789;其它湖区的脆弱性较小,都小于0.1.太湖9个湖区中,由于胥湖、贡湖和东太湖3个湖区属于水源地,水源供给人口较多,因此影响人口占区域百分比相对较大,这3个湖区易损性较大;其他湖区,由于影响人口的统计主要为湖区1km 范围内人口,并无水源地影响人口,因此,脆弱性较小.3.4.4 风险综合评估 根据风险评估方法,对太湖蓝藻水华灾害风险进行分区评估,各湖区风险综合指数及排序如表8所示.表8 太湖蓝藻水华灾害风险综合评估Table 8 Comprehensive risk evaluation of cynaobacteriabloom hazard in Taihu Lake湖区危险性易损性脆弱性综合评估 排序贡湖 0.4527 1 0.9089 0.7150 1 竺山湖 1.0000 0.32560.0000 0.5977 2 梅梁湾 0.8742 0.44260.0091 0.5761 3 西部沿岸 0.9762 0.22170.0176 0.5550 4 胥湖 0.1103 0.4174 1 0.3719 5 南部沿岸 0.4530 0.43670.0091 0.3675 6 大太湖 0.4494 0.22170.0018 0.2937 7 东太湖 0.0000 0.17510.3789 0.1260 8 箭湖东茭咀0.0008 0.22170.0011 0.0006 9通过对太湖各湖区蓝藻水华灾害风险综合评估,贡湖风险综合指数分别为0.7150,为重度风险区;竺山湖、梅梁湾和西部沿岸风险综合指数分别为0.5977,0.5761和0.5550,为中度风险区;胥湖、南部沿岸和大太湖风险综合指数分别为0.3719,0.3675和0.2937,为轻度风险区;东太湖和箭湖东茭咀最小,风险综合指数分别为0.1260和0.0006,为轻微风险区.在各湖区综合风险评价中,贡湖由于其作为太湖重要饮用水源地,供水人口最多,并且该湖区存在蓝藻水华灾害危险性,可能引起一定的人口影响和经济损失,风险程度最大.竺山湖、梅梁湾3期刘聚涛等：太湖蓝藻水华灾害风险分区评估方法研究 503和西部沿岸3个湖区蓝藻水华灾害发生的危险性最大,尽管易损性和脆弱性较小,但其综合风险评分仍然较高,分居各湖区第2、第3和第4位,为中度风险区.胥湖由于其作为饮用水源地存在,供给人口较多,易损性和脆弱性较大,所以,尽管其在该湖区蓝藻水华灾害发生的危险性较小,综合评分也相对较高,为轻度风险区.南部沿岸和大太湖存在一定的蓝藻水华发生危险性,但其易损性和脆弱性较小,风险综合评分也相对较小,为轻度风险区.尽管东太湖和箭湖东茭咀位于太湖东南部,水质较好,植被覆盖率较大,并且无蓝藻水华发生危险性,综合风险指数较小,为轻微风险区.4结论4.1构建了太湖蓝藻水华灾害风险评估指标体系,主要包括危险性评价指标、易损性评价指标和脆弱性评价指标.4.2根据太湖蓝藻水华灾害风险评估指标框架和自然灾害风险计算公式,利用加权综合评分法和层次分析法,建立太湖蓝藻水华灾害风险评估模型.把蓝藻水华灾害风险分级体系分为轻微、轻度、中度、中度和极重风险5个等级.4.3根据评估指标体系和评估模型,以目前太湖各指标所处状态,对太湖各湖区蓝藻水华发生的危险性、易损性、脆弱性和综合风险进行评价.评价结果与目前认识水平基本相一致.参考文献：[1]Chen Yu-wei, Qin Bo-qiang, Teubner K, et a1. Long-termdynamics of phytoplankton assemblages: Microcystis-domination in Lake Taihu, a large shallow lake in China [J]. Journal of Plankton Research, 2003,25(1):445-453.[2]朱广伟.太湖富营养化现状及原因分析 [J]. 湖泊科学, 2008,20(1):21-26.[3]旷达,韩秀珍,刘翔,等.基于环境一号卫星的太湖叶绿素a浓度提取 [J]. 中国环境科学, 2010,30(9):1268-1273.[4]刘聚涛,高俊峰,赵家虎,等.太湖蓝藻水华灾害程度评价方法[J]. 中国环境科学, 2010,30(6):829-832.[5]刘聚涛,高俊峰,姜加虎,等.基于突变理论的太湖蓝藻水华危险性分区评价 [J]. 湖泊科学, 2010,22(4):488-494.[6]文世勇,赵东至,张丰收,等.赤潮灾害风险评估方法 [J]. 自然灾害学报, 2009,18(1):106-111. [7]文世勇.赤潮灾害风险评估理论与方法研究 [D]. 大连:大连海事大学, 2007:21-24.[8]黄蕙,温家洪,司瑞洁,等.自然灾害风险评估国际计划述评——评估方法 [J]. 灾害学, 2008,23(3):96-101.[9]张继权,李宁.主要气象灾害风险评价与管理的数量化方法及其应用 [M]. 北京:北京师范大学出版社, 2007:72-73.[10]赵冬至,李亚楠.赤潮灾害经济损失评估技术研究 [C]//渤海赤潮灾害监测与评估研究文集.北京:海洋出版社, 2000:144- 150.[11]赵玲,赵东至,张昕阳,等.我国有害赤潮的灾害分级与时空分布 [J]. 海洋环境科学, 2003,22(5):15-19.[12]黄崇福.自然灾害风险评价理论与实践 [M]. 北京:科学出版社,2005.[13]佟蒙蒙.我国的赤潮的分型分级及赤潮灾害评估体系 [D]. 广州:暨南大学, 2006:26-27.[14]许树柏.层次分析法原理 [M]. 天津:天津大学出版社, 1988.[15]张从.环境评价教程 [M]. 北京:中国环境科学出版社,2002:10.[16]江苏省统计局.国家统计局江苏调查总队. 2009江苏统计年鉴[M]. 北京:中国统计出版社, 2009.[17]浙江省统计局.国家统计局浙江调查总队. 2009浙江统计年鉴[M]. 北京:中国统计出版社, 2009.作者简介：刘聚涛(1983-),男,河南舞阳人,工程师,博士,主要研究生态环境灾害评价研究.发表论文7篇.。
太湖蓝藻水华事件讲义,环保讲义,水污染PPT精品文档
主讲人等
成员介绍
2013年9月18日
辜琦蕲，刘 娜
10
谢thanks
11
3.生态农业生产方式提倡农业有机物质的高效循 环利用，如建设沼气池，将牲畜粪便和秸秆等 用于产生沼气、生产有机肥，可以最大限度地 减少对人工合成化肥和农药的依赖，同时也可 以最大限度地减少污染物的排放。
对付蓝藻，迫切的需要是从根本上扭转我国农 业目前对化肥和农药的过度依赖，让庄稼在生 态健康的环境中茁壮，让土壤和湖泊等自然环 境得以休养生息。
GUCCI
太湖蓝藻 水华事件
september 18, 2013
1
1
主要危害
2
产生原因
3
解决办法
2
1
TAIHU LAKE.
主要危害
3
片
图
集
4
蓝藻 水华
有腥臭味的浮沫，称为“水华”，
大规模的蓝藻爆发，被称为“绿 潮” 。绿潮引起水质恶化，严重
时耗尽水中氧气而造成鱼类的死
亡。更为严重的是，蓝藻中有些
1.直接物理除藻 直接物理法除藻主要指机械清 除、吸附、曝气和气浮、磁聚除藻、超声波和 电磁波除藻、遮光、过滤、人工打捞等多种方 法
2.有机磷是蓝藻生长的必须因素，治理蓝藻最直 接最根本的办法就是除去有机磷。如“清淤挖 泥”可减少积存湖内的大量有机碳、氮、磷等 营养物质，增大湖的蓄水量，是减少内源性污 染的有效途径和措施。
2.水体富营养化 蓝藻比较容易生长，所以不经常换水的池 塘往往更容易暴发蓝藻。
3.农业面源污染 是造成蓝藻的主要原因之一， 中国的化肥 施用量是全世界最高的，但其中真正能被农作物吸收的仅 三成，也即近七成的化肥随地表径流进入水体，成为蓝藻 生长所需的养分。
太湖蓝藻水华分级及其时空变化
类型 小型蓝藻水华 中型蓝藻水华 大型蓝藻水华 重大蓝藻水华 特大蓝藻水华
面 积 （ｋｍ２） ≤１５０
（１５０，４００］ （４００，６００］ （６００，９００］
＞９００
Ｃｈｌａ浓 度 （ｍｇ／ｍ３） ≤３０
（３０，５０］ （５０，８０］ （８０，１２０］
＞１２０
１５７
２ 结果与分析
２．１ 太 湖 蓝 藻 水 华 发 生 的 次 数 和 规 模 通过对２００４～２００８ 年 ４～１１ 月 份 太 湖 蓝 藻 水
关 键 词 ：蓝 藻 水 华 分 级 ；特 征 ；时 空 变 化 ；太 湖 文 献 标 识 码 ：Ａ
太 湖 流 域 是 我 国 人 口 最 集 中 、经 济 最 发 达 、产 业 最 密 集 、城 镇 化 程 度 最 高 的 地 区 之 一 ，流 域 面 积 仅 占 全国国土面 积 的 ０．４％，但 国 民 生 产 总 值 超 过 了 全 国的１０％，在国民经济社会发展 中 起 着 举 足 轻 重 的 作用 。 ［１］ 从２０世纪 ８０ 年 代 后 期 开 始，太 湖 北 部 的 梅梁湾开 始 频 繁 暴 发 蓝 藻 水 华［２，３］。２０００ 年 以 来， 蓝 藻 水 华 的 持 续 时 间 有 所 增 加 ，几 乎 全 年 都 有 发 生 ， ２００１年以来，南 部 沿 岸 蓝 藻 水 华 频 繁 发 生，且 集 聚 面 积 逐 年 扩 大 ，持 续 时 间 越 来 越 长 。 值 得 注 意 的 是 ， ２００５年以来，以 前 很 少 有 蓝 藻 水 华 发 生 的 贡 湖 湾， 也开始有大面积蓝藻水华覆盖 。 ［４］ 蓝藻水华发 生 往 往给周边居民带来生活和 经 济 的 重 大 损 失，１９９０ 年 太湖蓝藻水华暴发，无 锡 ４６ 家 企 业 停 产，直 接 经 济 损失 高 达 １．３ 亿 元［５］，２００７ 年 ５ 月 ２９ 日 太 湖 蓝 藻 水华大规模暴发，导 致 无 锡 市 ２００ 多 万 居 民 饮 水 危 机 ，引 起 了 社 会 的 广 泛 关 注 。