基于Otsu算法的太湖蓝藻水华与水生植被遥感同步监测方法

蓝藻水华与水生植被在光学遥感影像上容易混淆,传统方法将太湖划分为藻型湖区和草型湖区进行分区监测,近年来太湖梅梁湖等蓝藻水华易发区域出现了大量的水生植物,分区的方法已无法满足蓝藻水华和水生植被遥感监测要求。基于光谱特征分析,采用蓝藻水华与水生植被指数(cyanobacteria and macrophytes index,简称CMI)判别蓝藻水华与水生植被水域,采用浮游藻类指数(floating algae index,简称FAI)识别蓝藻水华、浮叶/挺水植被与沉水植被,构建同步监测决策树,基于Otsu算法自动获取阈值,将中分辨率成像光增仪(MODIS)卫星影像分成湖水、蓝藻水华、沉水植被和浮叶/挺水植被几种类型。结果表明,分类结果较好,符合太湖不同地物类型实际分布情况;与相关研究HJ卫星影像东部湖区水生植被监测结果进行交叉检验,水生植被的空间分布基本一致,一致性检验结果显示,2种分类结果一致的像元比例为70.11%。实现蓝藻水华及水生植物的同步遥感监测,有助于精确评估蓝藻水华的实际强度和水生植被区范围,为富营养化湖泊的水环境管理和决策提供重要的科技支撑。     

基于Copula函数与经验频率曲线的富营养化风险分析

富营养化问题是我国湖泊面临的重要问题。太湖作为我国东部最大的淡水湖泊,附近城市供水水源地,其富营养化问题直接关系到苏州、无锡、江阴、湖州等环太湖城市的饮用水安全。选取浮游动物生物量、浮游植物生物量和叶绿素作为浮游生物数量的3个指标,绘制经验频率曲线,并采用Copula函数将其进行有效联结,从而得到太湖不同分区的富营养化风险评估。结果表明,太湖西北部湖区富营养化较为严重。     

呼伦湖、太湖和滇池总磷基准与控制标准制定探讨

[目的]制定湖泊总磷基准与控制标准。[方法]采用概率统计与Carlson模型分析相结合的方法,并以呼伦湖、太湖、滇池为例,制定湖泊营养物总磷(TP)基准与控制标准的参考值。[结果]呼伦湖、太湖和滇池水体中营养盐的含量一直处于富营养化状态,呼伦湖属于自然主导型富营养化湖泊,其他2个湖泊属于人为主导型富营养化湖泊。对于3个湖泊水体中TP基准与控制标准的参考值,呼伦湖分别为0.08和0.20 mg/L,太湖分别为0.03和0.06 mg/L,滇池分别为0.06和0.15 mg/L。[结论]制定的3个湖泊营养物总磷的基准和控制标准值为湖泊富营养化控制提供了重要依据。     

气象因子对巢湖水源地蓝藻水华暴发的影响

近年来,巢湖蓝藻水华频频暴发,位于巢湖东部的水源地亦出现严重的蓝藻水华,影响渔业以及周边人们生产生活用水安全等。巢湖是典型的富营养化浅水湖泊,营养盐浓度水平适宜蓝藻生长繁殖。在当前水质条件下,研究气象因子及其变化对蓝藻水华生消和迁移的影响具有重要意义。以巢湖2016年9月的实测数据为基础,构建三维水动力-水质模型,设置不同的气温、辐射、风速、风向的组合情景,对蓝藻水华进行模拟,并重点关注巢湖水源地。结果显示,入秋后,巢湖气温仍有利于蓝藻的生长。这种温暖晴好天气下,如持续小风且风向不利(西南风),中部出现的蓝藻水华,能够在3 d左右到达巢湖水源地。因此,在营养盐充足且温度较为适宜的季节,风速和风向是巢湖蓝藻水华预警的重要因子。     

贵州红枫湖水库富营养化和蓝藻水华分析

[目的]分析红枫湖水库的富营养化和蓝藻水华问题。[方法]通过室内外调查研究,并结合相关文献资料,对红枫湖水质、水生生态系统、底泥污染特征以及蓝藻水华发生规律进行全面分析。[结果]红枫湖全湖处于中富营养到重富营养状态,水质为Ⅴ～劣Ⅴ类;湖泊底质蓄积了大量的营养盐,是水库富营养化的重大污染源;水生生态系统退化,易形成蓝藻水华。[结论]红枫湖的污染治理迫在眉睫。     

富营养化浅水湖泊蓝藻的种群结构和多样性研究

比较研究不同富营养化浅水湖泊中蓝藻种群结构和多样性,对于认识蓝藻水华的区域分布特征具有重要的生态和环境意义.于2009年7月在富营养化严重的滇池、巢湖和太湖各选取4个采样点,采用16S～23S rRNA基因间隔区(Internal transcribed spacer,ITS)序列作为生物标记,通过末端限制性片段长度多态性技术(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)分析蓝藻种群结构和多样性.实验共得到36个不同的末端限制性酶切片段(Terminal restriction fragment,T-RF),反映3个湖泊中蓝藻种群具有丰富的基因多样性.T-RFLP聚类分析结果表明,在所研究的湖泊中蓝藻种群结构存在空间差异性,其中滇池和巢湖间蓝藻种群结构更为相似.环境因子与蓝藻种群的多元统计分析表明,正磷酸盐(PO4-P)和pH与附着细菌样品蓝藻种群结构动态变化具有显著的相关性(P＜0.05),电导率(Conductivity)和总有机碳(TOC)与浮游细菌样品蓝藻种群结构动态变化具有显著的相关性(P＜0.05).因此,不同湖泊蓝藻水华的基因型和驱动因子存在差异.     

太湖富营养化现状及其生态防治对策

太湖是太湖流域的主要水体,由于流域内工业、农业的高速发展及生活污水无节制排放,水污染防治相对滞后,加之湖泊自身的水文特征等效应,使太湖富营养化形势严峻,并已危及流域内的经济发展和居民正常生活。太湖富营养化是典型的生态问题,因此可通过恢复湖泊水生植被,限制湖泊网围养殖面积,实施生物操纵控藻,建设环湖生态农业区,恢复湖滨带生态等生态防治对策加以控制。     

PCR扩增法检测江苏省5大淡水湖泊产毒微囊藻的空间分布

微囊藻毒素(Microcystin,MC)的产生受微囊藻毒素合成酶基因簇(microcystin biosynthesis gene,mcy)调控,常用PCR扩增mcy基因检测产毒微囊藻.采集江苏省5大淡水湖泊——太湖、滆湖、高宝-邵伯湖、洪泽湖和骆马湖的水样,测定水体营养盐浓度和叶绿素a浓度,根据叶绿素a浓度计算5个湖泊的富营养化指数(Trophic state index,TSI),同时应用单一和多重PCR扩增mcy基因.结果表明,太湖和滆湖处于富营养和超富营养化水平,洪泽湖和骆马湖处于中营养和富营养化水平,高宝-邵伯湖处于寡营养水平.太湖、滆湖、洪泽湖和骆马湖的所有水样均检出mcy基因,4个湖泊水体受到微囊藻毒素的潜在威胁,高宝-邵伯湖没有检测出mcy基因的存在,尚未受微囊藻毒素的污染.     

蓝藻水华Probit短期预测模型

蓝藻水华反演图被用于判断某一水域在某一时刻是否暴发蓝藻水华,进而直接以蓝藻水华发生与否的二元变量为被预测变量,以水质、水文、气象3类监测变量为预测变量构建蓝藻水华暴发Probit短期预测模型。以太湖大贡山水域作为案例进行该预测模型的实证研究。结果表明,该预测模型的评价指标值较好;平均相对误差为13.5%,接近或小于2个对照模型;该模型在空间精度和时间精度方面具有显著优势;隔天预测模型的准确性最高,预测周期加长时预测准确性降低;将所有可用监测变量都纳入预测模型时的预测准确度高于仅采用可用监测变量的若干子集时的准确度。     

蓝藻爆发机理研究进展

湖泊富营养化依然是我国目前以及今后相当长一段时期内的重大水环境问题.研究蓝藻水华的形成机制,具有重要的生态和环境意义.对近20年来国内外对蓝藻的研究状况做一个总结,提出自己的一些看法.