基于Landsat卫星影像的草海水质遥感反演及营养状态评价

通过遥感手段对草海2000年、2005年、2010年及2015年的水质指标进行反演,并进行营养状态评价,获取草海水质数据,为草海湿地保护及污染治理提供依据。利用实测水质数据与遥感影像的关系建立反演模型,反演草海2000-2015年水质指标,包括Chl-a、TN、TP、COD_(Mn)、SD,并用综合营养状态指数(TLI)对草海水质情况进行评价。研究结果表明:(1)通过波段组合与实测数据建立水质参数反演模型能高效、大面积获得草海水质分布情况,草海整体水质2000-2005年为中营养、2010-2015年为轻度富营养,TLI表现为先升高后降低;(2)草海水质季节变化明显,4个季节的综合营养状态指数为春季夏季冬季秋季,主要原因是草海春、夏季节农耕及旅游活动等人为活动较频繁;(3)空间上看,草海入水口及湖周围综合营养指数比湖中心及出水口高,其原因是入水口靠近城市,城市污水排入湖中,湖四周存在大量农业污染源。     

草海高原湿地湖泊水质时空变化及水质分区研究

针对草海水质污染状况,开展水质季节变化特征研究,为草海湿地污染治理及保护提供依据。在草海湿地湖泊设置了15个采样点,于2014年8月、11月和2015年1月、4月,分4季进行水样采集。以所测水质参数为基础,运用水质综合评价和GIS空间分析方法,研究草海湿地水环境质量时空变化,并基于营养状态对湖泊水体进行了分区。研究表明:(1)草海TP、TN、CODMn、Chl-a 4种主要水质指标浓度在春季高于其他3个季节,浓度分别达到0.03、0.98、6.30和0.025 mg/L,空间分布呈现由东至西逐渐降低的趋势,草海入水口及码头区域要明显高于湖泊其他区域。(2)草海湖泊营养状态为中营养级别,按4个季度的综合营养状态指数(TLI)平均值分为3个区域,A区为东北角入水口及西海游客码头,长年处于富营养状态,为富营养状态区,53.9≤TLI≤63.0,水质处于Ⅳ与Ⅴ类等级;B区为临近县城及入水口区域,季节性富营养状态,为中营养状态区,41.2≤TLI≤46.6;C区为草海湖泊中心延续到阳关山的下游出水口区域,为贫中营养状态区,35.8≤TLI≤39.7;B区和C区水质全年为Ⅲ类等级。(3)各区域主要污染物指标以Chl-a、TN为主,A区形成的主因是城市污水注入,B区形成的主因是农业面源污染。控制城市污水和农药、化肥施用量是治理草海湖泊水环境的重要途径。     

巢湖后生浮游动物群落及不同湖区营养状态评价

为了给巢湖水质管理及富营养化防治提供科学依据，根据水系特征，在巢湖东、西湖区湖心、裕溪河出湖口、丰乐河、派河和南淝河共设置8个采样点，2013年12月至2014年11月共采样12次，分别代表冬季(12月-次年2月)、春季(3-5月)、夏季(6-8月)和秋季(9-11月)，对巢湖水体理化因子和后生浮游动物（枝角类、桡足类、轮虫）群落进行逐月周年调查。基于叶绿素(Chl-a)、总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(CODMn)、透明度(SD)等水体理化指标，运用综合营养状态指数(TLI)和生物多样性指数，对不同湖区受污染程度和营养状态进行综合评价。结果显示，巢湖共检出后生浮游动物42种（属），优势种矩形龟甲轮虫(Keratella quadrata)、萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为富营养化水体或有机质较多水体的常见种，不同季节的优势种存在较大差异；总体上，后生浮游动物全年平均丰度371.6 个/L（191.5~600.0 个/L）和全年平均生物量3.0 mg/L（2.0~4.6 mg/L）均呈现西半湖高于东半湖、夏秋季高于冬春季的分布特点；其群落结构也存在显著的季节差异和空间差异，矩形龟甲轮虫、萼花臂尾轮虫等是造成差异的主要种类。水温(WT)和Chl-a是影响枝角类丰度的重要因子，桡足类丰度与WT呈显著正相关，而轮虫丰度受TLI(∑)指数的显著影响。TLI(∑)指数均值为60.33（52.18~66.28），指示巢湖总体处于轻度至中度富营养化状态。Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数表明，巢湖总体处于中度污染状态，不同湖区水体具有明显的不均衡性。     

于桥水库浮游植物群落结构与水质关系研究

为研究于桥水库浮游植物群落结构及其与环境因子的关系,并确定水体营养程度,于2012年5、7、8、9、11月对于桥水库浮游植物及相关水质因子进行调查分析,运用水质指标、生物指标及综合营养状态指数法（TLI(∑)）对水体营养状态进行了评价,同时应用冗余分析(RDA)研究了影响浮游植物群落结构的主要环境因子。结果表明,浮游植物共计7门、123种（属）,其中绿藻种类最多,为64种,占总数的52.0%。优势种以蓝藻和绿藻为主,分别为铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）、水华微囊藻（Microcystis flos-aquae）、衣藻属（Chlamydomonas sp.）和单角盘星藻（Pediastrum simplex）。浮游植物丰度为369.75×104～4636.64×104个/L,平均值为1353.00×104个/L;生物量为1.12～13.58 mg/L,平均值为4.61 mg/L。浮游植物群落结构季节变化明显,其种数、丰度、生物量由大到小排序结果均显示,夏季汛期（7、8、9月）>秋季（11月）>春季（5月）。水质指标、生物指标及TLI(∑)评价结果表明于桥水库水质处于中-富营养状态,且夏季汛期富营养化程度整体高于春季和秋季。RDA结果显示,pH、悬浮物、水温、氨氮和总磷是影响丰度变化的主要环境因子,其中pH与蓝藻丰度相关性较大,而总磷是绿藻丰度的主要影响因子。     

大纵湖浮游植物群落特征及其与环境因子的关系

里下河腹地位于江淮两大水系交融地带,人类活动严重影响区域水生态环境。鉴于浮游植物群落结构及多样性可作为水环境变化重要指示生物,于2015-2017年对里下河腹地典型湖泊大纵湖浮游植物群落结构及环境因子进行逐月采样调查,分别采用藻类生物学指标和综合营养指数对大纵湖营养状态进行综合评价,并且基于相关性分析法,探讨浮游植物与水环境因子的响应关系。结果显示,大纵湖在调查期间共鉴定出浮游植物7门、123种,以绿藻、硅藻、蓝藻为主,分别为50、35、18种,占总种数的40.65%、28.46%、14.63%。全湖各采样点浮游植物的平均丰度为3.70×106 ~6.25×106 个/L;空间上略有差异,夏季藻类丰度较高,冬季最低。大纵湖各个采样点浮游植物优势种基本相同,共8种。浮游植物物种多样性指数和均匀度年均值分别为2.74和0.78,表明大纵湖处于轻-中度污染状态。综合营养指数显示,大纵湖处于轻度富营养状态,两者结果基本一致。相关性分析表明,水温（T）、透明度（SD）、浊度（TUB）和总氮（TN）是影响大纵湖浮游植物群落结构的主要水质指标。     

环杭州湾围垦养殖区凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)池塘水质特征及污染物排放研究

为探明浙江省环杭州湾围垦养殖区养殖水体污染状况,降低养殖风险,2016年7-10月对环杭州湾围垦养殖区凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)池塘水质现状和主要污染情况进行了研究,并采用水质污染指数评价法和综合营养状态指数评价法对凡纳滨对虾池塘水质和主要污染物进行了评价和分析。水质分析结果显示,环杭州湾围垦养殖区凡纳滨对虾池塘水质均劣于地表水环境质量标准Ⅴ类水,其中TN、TP和COD为主要的超标因子。污染指数评价法评价结果显示,环杭州湾围垦养殖区凡纳滨对虾池塘均为严重污染状态,其中,总磷为首要污染物。综合营养状态指数法结果显示,大部分池塘的综合营养状态指数TLI(∑)都达到了60以上,均为中度-重度富营养化水体。     

阳澄湖网围养殖区水体营养盐的时空变化与水质评价

2008年5月至2009年5月在阳澄湖中湖网围养殖区采集上、下层水样进行水质检测，并采用营养状态指数法对养殖区营养状况进行综合评价。结果显示，（1）养殖区营养盐的分布存在明显的时空变化，除了硝酸盐以外，所测指标均表现为养殖季节高于非养殖季节，高密度养殖区高于低密度养殖区，底层水高于表层水，说明高密度养殖造成氮磷的大量沉积。（2）高密度养殖区呈重度富营养状态，低密度养殖区也达到中度富营养。（3）2008年5月与2009年5月同期的水质监测数据显示，单季养殖的湖泊水质变化不明显。本研究表明，短期养殖对水质影响较小，但长期养殖则影响明显。网围养殖区富营养化日趋严重，目前已接近重度富营养状态，且磷污染较氮污染严重。     

赣江尾闾地区鄱阳湖湖汊健康状况评价

评价赣江尾闾地区鄱阳湖湖汊的健康状况,为鄱阳湖水生态修复和湖泊生态系统功能的提升提供科学的管理依据,并为尾闾地区水系综合整治工程提供指导。选择基础水面面积在3.0 km~2以上的7个湖汊,每个湖汊设置1个监测点,2017年2月-2019年2月每月监测1次。评价指标包括水质达标率、浮游植物、湖汊形态结构变化和用水保证率。熵权法评价湖汊生态健康状态,突变级数法评价湖汊功能健康状态,综合健康指数评价湖汊整体健康状态。结果表明:赣江湖汊生态健康及水功能健康均随季节变化而变化,水环境是湖汊生态健康评价的重要指标,其权重达到0.5以上;2018年湖汊健康状态好于2017年,同一评价年度内综合健康状态为夏季好于秋季好于冬季好于春季,各湖汊综合健康状态有明显的空间差异;南支所属湖汊综合健康状态优于中支和北支,湖汊水面面积大小及季节变化是影响综合健康状态的主要因素。通过水系连通等工程措施进行精准调控可提升湖汊综合健康状态。     

乌伦古湖水质污染的空间分布特征

评价湖泊水质并探究其空间分布规律对于湖泊管理具有重要意义。通过对乌伦古湖2017年7-8月采样点(S1~S8)的8个水质指标(矿化度、pH值、透明度、总氮、总磷、高锰酸盐指数、溶解氧、五日生化需氧量)监测,运用主成分分析法(PCA)评价乌伦古湖水质现状,采用空间插值法分析其空间分布特征,并基于聚类分析法(CA)识别水质污染驱动因素。结果表明,乌伦古湖水体呈弱碱性,水质污染以氮、磷有机污染为主;8个采样点主成分综合得分排序结果为:骆驼脖子>小海子>码头>中海子>农十师渔政点>湖中心>吉力湖中心>吉力湖入水口,呈现出小湖区水质优于大湖区、湖中心区水质优于湖岸区、距离进水口越远水质越差的显著空间差异特征。骆驼脖子采样点(S1)水质污染最严重,吉力湖采样点(S7、S8)水质相对最好;基于湖区水质空间分布特征将乌伦古湖湖区分为3类,Ⅰ类湖区水质最差,Ⅱ类湖区水体呈咸化趋势,Ⅲ类湖区水质相对最好;水体矿化度、营养盐与有机污染物是乌伦古湖污染的主要来源,主要原因可归结为自2000年来乌伦古河常态化断流以及湖区渔业养殖、周边农业面源污染导致的盐分与营养成分及有机污染物由河道不断向湖泊的迁移富集。     

桃山水库浮游植物群落结构及水质营养状态评价

2009年的枯水期（5月）和丰水期（7月）,在桃山水库对浮游植物结构群落和水质状况进行了调查研究,结合生物监测和理化监测手段,基于浮游植物优势度、丰度、优势度以及综合指数评价方法,对研究水库进行了生态评价。结果显示：（1）桃山水库浮游植物共有7门46属73种及变种,其中以绿藻为主,分别占44 %;（2）生物量在2.29-10.96 mg﹒L-1之间,丰度变幅在(38.76-124.44)×105 ind.﹒L-1之间;（3）枯水期优势种以硅藻为主,丰水期优势种以以蓝藻、绿藻为主;（4）综合营养指数为42.0-60.1。综合评价结果表明：桃山水库枯水期和丰水期水质营养状态为轻富营养化,化学需氧量是影响桃山水库浮游植物群落结构的主要环境因子。     

滇池草海水质等级预测模型研究

综合考虑影响水质的不同类别因子之间的关系,为水质等级预测提供平均预测精度更高的模型。选取的p H、DO、CODMn、NH3-N、历史水质等级5个水质因子数据来源于中国环境保护部官方发布的水质数据,降雨量、光照时间2个气象因子数据来源于云南省气象局官方发布的气象数据。首先利用改进的灰色模型(Adaptive Grey Model,AGM)进行单因子预测,从而获取BP人工神经网络(BP Artificial Neural Network,BPANN)训练集和水质等级残差序列;然后使用经过训练集训练后的BPANN进行水质等级残差纠正;最后利用AGM模型得到未来水质等级,以滇池草海2006-2013年水质周报资料和气象资料为数据基础进行了仿真分析和验证实验。结果表明:(1)AGM模型对水体因子和气象因子的单项指标预测理想,保证了作用于BP人工神经网络数据的可靠性,同时降低了预测误差的传输;(2)来源于中国环境保护部与云南省气象局的数据保证了水质等级预测中数据的权威性,采用AGM-BPANN组合模型预测滇池草海水质等级精度达到90.2%,说明模型适用于同一地区短时间内的水质变化研究;(3)AGM-BPANN组合模型借助BP网络的高维非线性克服了数据突变对预测的影响,在AGM预测基础上,通过纠正预测残差获得最终的水质等级值,实现了对滇池草海短时间内水质的预测。     

近20a济南泉域水源涵养量的时空变化特征

为探讨济南市泉域范围的水源涵养量，利用Arcgis软件划定泉域范围，通过解译2000年、2005年、2010年、2015年和2020年的Landsat遥感影像数据，获取范围内土地利用类型；基于Invest模型并结合气象、土壤、地形等数据估算泉域水源涵养量，分析了近20年来泉域水源涵养量和涵养能力的时空变化及影响因素。结果表明，与2000年相比，泉域内土地利用类型变化较大，其中耕地面积变化最大，减少了470.1 km2；城乡居民点和工矿用地增长较快，增幅为9.1%；林地草地面积也呈增长态势，增幅为4.1%，面积占比达到了32.3%。泉域水源涵养量为157.9～238.3 mm，均值为188.8 mm，受降水影响较大；泉域水源涵养率为23.5%～25.9%，平均为24.2%，水源涵养能力较低。时间上，多年水源涵养率基本保持稳定；空间上，南部山区水源涵养能力较之前有所提升，中部受城市化影响而下降显著。各土地利用类型水源涵养量从大到小依次为：林地>草地>耕地>未利用土地>城乡居民点和工矿用地>水域和湿地，水源涵养率分别为49.15%、30.32%、20.09%、17.69%、8.62%和8.31%。区域内水源涵养功能区以一般重要区为主，面积占比40%，极重要区内林地占比为94.62%。植被类型和气象因素是影响区域水源涵养的主要因素，应结合土壤类型适当调整植被配置。     

上海市农村典型河道水体富营养化调查与评价

2009年7月至2010年5月以叶绿素a、总氮、总磷、高锰酸盐指数和氨氮等为主要水质指标,选用营养状态指数生物指示法对上海市7个周边区的16条农村河道的水环境质量进行了分析和评价。结果表明,所有被调查的河道均已经达到富营养化,按4项主要水质指标评价,16条农村河道已无I类水。秋冬季15条河道总氮含量处于劣Ⅴ类水质,夏季也有10条处在这个水平;总磷含量呈现劣Ⅴ类水的河道在冬季明显较多,达到13条,夏季次之为7条,而秋季大约有9条河的总磷含量处在Ⅲ类水;氨氮含量在春冬季分别有9条和10条河道处在劣Ⅴ类,但夏季     

基于CIWI模型的洪湖市水体识别及动态监测

以湖北省洪湖市为例,监测其水面面积的变化,以实现当地水资源的优化配置与管理。在分析研究区典型地物光谱特征的基础上,分别应用单波段阈值法、多波段谱间关系法和4种水体指数法对研究区水体进行识别提取,结果表明混合水体指数法（CIWI）区分度最高,提取效果最好,可以有效减弱城镇等噪音信息的干扰。并基于该方法利用TM影像提取了洪...     

贵州草海重污染区生态修复水质效果评估

对比分析贵州草海重污染湖区沉水植物生态修复区与对照区沉积物内源磷释放通量,探讨外源负荷得到有效控制后草海重污染区沉水植物生态修复效果,为草海综合污染治理与生态恢复提供一定的数据支撑和科学依据。2018年在草海修复区内和对照区各布设3个采样点, 10月至次年10月每个月分别对修复区和对照区水质开展连续跟踪监测。利用薄膜梯度扩散技术（DGT）对比分析了修复区和对照区内源磷释放通量,综合评估了草海重污染区生态修复效果。结果表明,沉水植物修复工程实施一年后,修复区水体氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和溶解活性磷（SRP）浓度分别降低为对照区的65%、42%和67%。修复区沉水植物生长茂盛,水体DO含量稳定在8 mg/L以上,透明度显著提高,水质明显改善,CODMn 、NH3-N、TP浓度分别降低至5.7、0.39 、0.05 mg/L,达到地表水Ⅲ类标准。生态修复工程对内源磷释放量削减30% 以上,修复区内源磷贡献率38%,远低于对照区（74%）。当草海流域外源污染得到有效控制后,沉水植物生态系统恢复成为重污染区内源污染控制与水环境修复有效的手段。     

滇池氮磷浓度变化对蓝、绿、硅藻年际变化的影响

为了探究滇池水体中藻类变化规律及营养盐对浮游藻类结构的影响,在滇池草海和外海共设10个采样点,于2013年5月至2015年4月,每月监测藻类变化及氮、磷含量。结果表明,草海在每年9月至来年2月,蓝藻、绿藻呈互为消长的变化趋势,硅藻生物量在8-10月和2-4月含量较高,变化范围5.81~44.80 mg/L;外海以蓝藻、绿藻为主,两种藻类在每年的11月至来年1月呈互为消长,而来年2种藻5-7月逐渐升高、10月开始又逐渐降低。草海和外海水体中的总磷均以在5-9月含量最高,变化范围分别为0.82~3.37 mg/L和0.20~0.51 mg/L;总氮全年变化剧烈,草海总氮为2.85~11.7 mg/L,外海总氮为1.05~4.89 mg/L。总体上看,草海的氮、磷含量高于外海,说明草海富营养化水平高于外海;而水体中绿藻生物量高于蓝藻成为绝对优势藻种,且绿藻生物量远远高于外海,表明高氮、磷水体中绿藻比蓝藻有更强的利用优势,致使在超富营养化水体中蓝藻不占优势。滇池水体中氮磷比较低的月份,水体中蓝藻和绿藻共存;在高氮磷比的时间段,绿藻生长占优势,说明滇池水体中绿藻比蓝藻更适合高氮磷比的环境。     

南四湖水环境状态分析与评价

根据南四湖主要入湖河流及湖内15个站点的水质监测参数-叶绿素a（Chl-a）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（CODMn）,从年际、年内不同时间段和不同监测点对南四湖及其入湖河流水质进行综合分析,旨在为南四湖的资源保护、南水北调东线工程建设及可持续发展提供依据。结果表明,湖区氮、磷浓度分布不均,空间分布具有非均一性;2010年与2004年相比,TN、CODMn有波动,总磷和叶绿素a分别下降了65.00%和60.59%,透明度升高了40.62%。南四湖及其周边河流水质总体有改善,水体的富营养化状况有所好转,但远低于Ⅲ类水质标准,尤其南阳湖,有些监测点已达重度富营养。通过对该水域的富营养化状况进行综合分析与评价。     

武汉城市湖泊水质及水体富营养化现状评价

为了判别武汉市典型城市湖泊汤逊湖、野芷湖、黄家湖和东野芷湖的水质状况,从2011年3月～2012年2月,对这四个湖泊进行了周年水质监测。采用了水体总氮、总磷、叶绿素a、透明度等参数,对水质现状、水体富营养化程度进行了综合分析。结果表明,该四湖的水质污染程度呈现明显的梯度。水体富营养化综合加权指数法评价表明,湖泊全年富营养化状态级别处于中营养到轻度富营养化之间。