南太湖近岸水域叶绿素a含量与氮磷浓度的关系

2007年6月-2008年4月对南太湖近岸水域进行了4次生态环境调查,在此基础上,对叶绿素a含量(Chl.a)与总氮(TN)、总磷(TP)浓度及氮磷比(N/P)的关系进行了统计分析。结果表明:南太湖水体中Chl.a含量与TN浓度的关系存在显著的季节差异,在蓝藻水华大范围爆发的2007年6月和2008年4月2者呈极显著的正相关,而2007年10月和2008年1月2者无显著性关系;Chl.a含量与TP浓度在4次调查中皆无显著相关关系;岭回归分析显示,N/P 10～25是南太湖水体中附着藻类的最佳生长范围,此时总氮、总磷浓度及氮磷比与Chl.a含量呈显著的正相关,4者的多元回归关系为Chl.a=-0.0012+0.0064 TN+0.0215 TP+0.0005N/P(R=0.543,P<0.023)。总体来说,南太湖水体中的总氮、总磷浓度及氮磷比皆在藻类生长的适宜范围内,氮磷浓度处于较高水平,已经不是藻类生长的限制因素,在不同水温、光照等环境因子的作用下,加上本水域复杂的水文和季风共同影响下形成了蓝藻水华爆发的季节性差异。     

4种机器学习模型反演太湖叶绿素a浓度的比较

基于太湖实测叶绿素a浓度数据以及同步HJ-1B卫星CCD多光谱影像,综合比较4种机器学习模型(随机森林,RF;支持向量回归,SVR;反向传播人工神经网络,BPANN;深度学习,DL)反演太湖叶绿素a浓度的精度、稳定性及鲁棒性。利用11种波段组合分别建立基于RF、SVR、BPANN和DL的反演模型,筛选出最佳波段组合模型用于验证和评价。结果表明,模型精度方面,DL(决定系数R2=0.91,均方根误差RMSE=3.458μg/L,相对预测偏差RPD=3.13)和SVR(R2=0.88,RMSE=3.727μg/L,RPD=2.90)具有较优的验证精度;模型稳定性方面,DL模型不易受模型校正样本数影响,稳定性较好,而RF模型稳定性较差;模型鲁棒性方面,DL模型不易受噪声影响,鲁棒性较好,其次是SVR、BPANN和RF模型。综合4种模型的验证精度、稳定性和鲁棒性,DL模型在太湖叶绿素a浓度的反演具有较大应用潜力,能为研究湖泊水色参数提供借鉴。     

南太湖入湖口叶绿素ａ时空变化及其与环境因子的关系

根据2010年1-12月专项监测数据,分析南太湖入湖口水域叶绿素a含量的时空变化特征以及与水温和营养盐等主要环境因子的相关性.研究表明,叶绿素a含量随时间变化明显,夏季最高,秋冬季次之,春季最低;在空间分布上,太湖西南入湖口水域的叶绿素a含量明显高于太湖南部入湖口水域.叶绿素a含量全年平均值为(15.71 ±11.24) μg/L,变化范围在1.50～74.3μg/L.叶绿素a含量与水温、pH、高锰酸盐指数(CODMn)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)呈极显著正相关,与溶解氧(DO)、总氮(TN)、TN/TP呈极显著负相关.叶绿素a含量变化受多个因子共同影响,水温是叶绿素a含量变化的关键因子.氮磷比平均值为17.8,在藻类生长氮磷比的最佳范围内,易发生蓝藻水华.叶绿素a含量的对数与TP的对数呈极显著正相关,与TN和TN/TP的对数呈极显著负相关.磷是南太湖入湖口水域浮游植物生长的限制因子.     

利用BP神经网络短期预测太湖不同湖区叶绿素a浓度

人工神经网络具有强大的非线性能力,能对复杂的水环境系统中非线性行为进行准确有效地预测。选择太湖典型湖区梅梁湾(4个样点)和湖心区(2个样点)为研究对象,通过对其2006-2008年的常规水质参数进行主成分分析,选择合适的输入因子及最优的网络参数,建立优化的BP神经网络模型,以期实现叶绿素a浓度的月预测。结果表明,梅梁湾的预测值与实测值的平均相对误差为71%,湖心区的预测值与实测值的平均相对误差为39%,2者预测精度均较低,其原因主要与太湖的水动力条件、水文气象及藻型生态系统等因素有关。     

BP神经网络在太湖不同湖区叶绿素a浓度短期预测的应用初探

摘要：人工神经网络具有强大的非线性能力,能对复杂的水环境系统中非线性行为进行准确有效地预测。本文选择太湖的梅梁湾和湖心区两个典型湖区为研究对象,分别设置4个和2个采样点。通过对其2006-2008年三年的常规水质监测参数进行主成分分析,选择合适的输入因子及最优的网络参数,建立优化的BP网络模型,以实现叶绿素a浓度的月预测。结果表明,梅梁湾湖区和湖心区的预测值与实测值的平均相对误差分别为71%和39%,两者预测精度均较低,原因与太湖的水动力条件、水文气象及藻型生态系统等因素有关。     

规模化浅海养殖水域沉积作用的初步研究

从2001年9月到2002年7月底分5个阶段,使用沉积物捕获器在桑沟湾养殖海区的扇贝区、牡蛎区和海带区进行自然沉积作用的研究。通过对收集的沉积物进行分析,估算该养殖海区的总氮和总磷由海水到海底的通量。估算结果显示,该海区颗粒物质的年平均沉积速率为278.8g/(m2·d),而每克颗粒物质则携带了190.4μg总氮、472.5μg总磷和0.103g有机物质沉入海底。沉积物的总氮和总磷含量显示了较明显的季节性变化。总氮的峰值出现在5月(春季),最低值出现在12月(冬季)。而总磷含量在12月显著高于5月和7月时段。分析表明,下沉的颗粒物质的氮磷摩尔比为0.67～2,而底泥的氮磷摩尔比为0.025～2。研究结果为桑沟湾沿岸海域氮磷营养盐的通量建模提供了重要参数,并为养殖水域环境容量的研究提供了依据。     

主施化肥的精养鱼池中叶绿素a及初级生产力的研究

对主施化肥的５种不同处理的精养鱼池中主要饲养期间的叶绿素ａ及初级生产量每月进行测定。结果表明：浮游植物现存量为１４８７３—２４２２６μｇｃｈｌａ／Ｌ，平均为１８７５０μｇｃｈｌａ／Ｌ，初级生产量为１４７９—２０００ｇＯ２／ｍ２·ｄ，平均为１７８１ｇＯ２／ｍ２·ｄ，鲢鳙鱼产力为３１０５ｋｇ／ｈａ·ｄ。初级生产量与叶绿素ａ呈极显著正相关。施肥后叶绿素ａ的增长量与施肥时叶绿素ａ的起始量有关。叶绿素ａ往往在施肥后２—３天（２５℃以上时）或３—４天（２０℃以下时）达到峰值，尔后逐渐下降，并于施肥后第４—６天或６—８天回复到施肥前水平，因此，施肥周期以４—６天或６—８天为宜。本文还对主施化肥鱼池的鲢鳙鱼产力、适宜的Ｎ／Ｐ比值及氯化铵的肥效进行了讨论     

杭州湾及邻近水域叶绿素a与氮磷盐的关系

本文根据2000-2002年6个航次的调查资料,阐述了调查水域海水表层叶绿素含量的分布规律和变化特点,分析了氮磷盐对叶绿素的分布的影响。结果表明：该水域氮磷盐与叶绿素含量关系随补充量的多少存在较明显的季节性和区域性差异。相关分析显示,长江口水域叶绿素同磷酸盐的相关性较好,春夏季分别呈正、负相关,杭州湾与舟山渔场叶绿素同氨氮呈现良好的负相关。本调查水域主要表现为磷营养盐限制性。     

基于Sentinel-2卫星遥感影像的巢湖及南淝河叶绿素a浓度反演

叶绿素a是反映水生态环境污染状况的重要指标。定量反演叶绿素a浓度有助于及时监测水体营养状态变化，对富营养化水体治理具有重要意义。以巢湖及南淝河支流下游为研究区域，利用Sentinel-2卫星遥感数据源，构建其叶绿素a浓度反演模型，探究叶绿素a浓度的时空变化规律。结果显示，构建的深度神经网络（DNN）模型反演精度较高（R2=0.96，MRE=31.62%，RMSE=24.4 μg/L）。通过减少训练样本量对DNN模型精度的影响分析，发现训练样本较少时，模型仍具有较高的精度；根据其精度的敏感模型训练样本个数，将训练集按组等分，模型呈现较好的稳定性并具有一定的适用性。分析表明，研究区叶绿素a浓度在时间上呈现夏秋季上升、春冬季下降的规律，在空间上呈现湖区西高东低、局部近岸区分布较高的特点。     

长江口外水域叶绿素a分布的基本特征

本文根据１９８８年８月、１２月、８９年８月和１９９１年９月对长江口外附近水域进行的多学科的综合调查结果，着重探讨长江河口羽状锋区附近叶绿素ａ含量的分布特征及其与海洋环境因子的关系。调查海区叶绿素ａ含量从长江口外向东构成低、高、最低的分布趋势，夏季形成向东或东北扩展的、清晰可辨的叶绿素ａ的羽状锋。     

对虾养殖池沉积环境中TOC_TP_TN和pH及质量评价模型

１９９５年冬季,研究了青岛地区即墨市丰城、王村、城阳区上马、流亭等乡镇的对虾养殖区８０个虾池沉积物中有机碳（ＴＯＣ）、总氮（ＴＮ）、总磷（ＴＰ）和ｐＨ与池龄的关系。结果表明,沉积物中ＴＯＣ随年代而积累,除即墨丰城泥沙质虾池外,与池龄成正线性相关,相关系数（γ）为０．７４２２￣０．８３３０（Ｐ＜０．０５）;沉积物中ＴＮ亦随年代而积累,所有调查区沉积物中ＴＮ与池龄成正线性相关,相关系数（γ）为０．４６０３￣０．８５７４（Ｐ＜０．０５）;沉积物中ＴＰ随年代而降低,与池龄成负线性相关,城阳流亭养殖区的相关系统（γ）为０．４２６１（０．１＞Ｐ＞０．０５）,其它养殖区（γ）为０．４９５６￣０．９０６０（Ｐ＜０．０５）。沉积物的ｐＨ与池龄的关系无规律可循。提出了虾池底质环境质量的评价模型。     

附着藻类对太湖水中3种氮源的吸收作用

利用15N标记技术,比较了附着藻类对太湖3种氮源（尿素、NH4+和NO3-）的吸收能力。附着藻类对尿素的吸收速率为1.93～5.52μmol/(g•h),对NH4+的吸收速率为0.89～7.67μmol/(g•h),而对NO3-的吸收速率为0.09～0.35μmol/(g•h)。各氮源的贫化百分比在0.18 %～9.03 %。在浓度为20和50μmol/L时,尿素的贫化值分别为8.41 %和8.14 %,与NH4+的贫化值相当（分别为9.03 %和 7.01 %）;NO3-的贫化值在各浓度下都低于0.29 %。附着藻类对每种氮源的吸收速率在3种氮源吸收速率总和中的相对比重：尿素平均为47.9 %,NH4+平均为49.6 %,NO3-平均为2.5 %。根据Vmax与Ks比值,附着藻类对3种氮源的吸收亲和力大小顺序为：尿素＞NH4+＞NO3-。研究表明,尿素是除NH4+外附着藻类生长可利用的又一重要氮源。     

东太湖沉积物中磷的形态分布特征研究

应用化学连续提取法对东太湖沉积物中不同形态的磷进行提取,并分析了其空间分布特征和垂直分布特征。结果表明,东太湖沉积物中磷形态以碎屑态磷(Ca-P)、有机磷(Or-P)、自生磷(De-P)、铁结合态磷(Fe-P)为主,平均含量分别为188.6±32.5、73.1±18.6、45.2±3.3、34.3±18.5μg/g;弱吸附态磷(Ex-P)、闭蓄态磷(Oc-P)和铝结合态磷(Al-P)含量较低,分别为6.7±2.2、4.0±1.9、1.3±0.4μg/g;总磷（TP）的平均值为353.1±46.3μg/g。Ca-P、Or-P 、De-P 、Oc-P四种不易释放的磷形态占88%,而Fe-P、Ex-P、Al-P三种易释放的磷形态仅占12%。除了Ca-P含量随沉积物深度的增加而增大,Al-P含量较低且随深度增加无明显变化,其他各形态磷含量大致随深度的增加而减少,表现出“表层富集”现象。上述结果表明,东太湖的内源磷负荷较小,但有增加的趋势。     

用PAPD方法分析太湖大银鱼、太湖新银鱼和寡齿新银鱼的亲缘关系

１９９６￣１９９７年２年中在太湖６个水域采集到大银鱼（Ｐｒｏｔｏｓａｌａｎｘ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）、太湖新银鱼（Ｎｅｏｓａｌａｎｘ ｒｅｇａｎｉｕｓ）和寡齿新银鱼（Ｎｅｏｓａｌａｎｘ ｏｌｉｇｏｄｏｎｔｉｓ）并发现其中有２个样品的ＲＡＰＤ图谱与其它样品的图谱有很大差异,进一步ＤＮＡ分析结果表明,这２个样品不属于大银鱼,太湖新银鱼和寡齿新银鱼的其它种银鱼,表明太湖中可能存在５种银鱼。     

总氮、总磷和钙离子浓度与育珠蚌生长速度的相关性研究

总氮、总磷与钙浓度均是影响育珠蚌生长的主要因素,通过不同处理,进行养殖比较,就三者对蚌生长的相关性程度进行了研究,结果表明:在现有浓度下得出育珠蚌的增重与总氮的偏相关系数为0.998625;总磷的偏相关系数为0.402719;钙离子浓度的偏相关系数为0.995538。     

沙湖叶绿素a的时空分布特征及其与环境因子关系

为探究沙湖水体叶绿素a的时空分布特征及其与水环境因子关系,2015-2017年冬季（1月）、春季（4月）、夏季（7月）、秋季（10月）对沙湖水体叶绿素a含量和常规水环境因子进行采样与检测,分析沙湖叶绿素a含量与环境因子之间的相关性,通过逐步回归法和通径分析探讨了时空性变化和季节性变化对叶绿素a含量的影响。结果表明,沙湖叶绿素a季节变化明显,夏季最高,冬春两季相对较低,最大值出现在2017年7月（夏季）,最小值出现在2015年4月（春季）,2017年叶绿素含量最高,年均值为18.94 μg/L,空间分布也存在明显差异。相关分析表明,总磷(TP)、化学需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)和透明度(SD)是影响沙湖叶绿素a含量的主要环境因子;逐步回归分析表明,不同季节、不同采样点影响沙湖叶绿素a含量的环境因子存在差异,有机污染物与氮磷营养盐是主要的影响因素;通径分析表明,化学需氧量和总磷的总决定系数(dij)分别为0.379和0.373,是影响沙湖叶绿素a含量最主要的两个环境因子;其中总磷对沙湖叶绿素a含量的直接作用较大,是对叶绿素a起决定性作用的限定性营养盐。     

水华爆发前后南太湖底栖动物的比较研究

调查了南太湖水体蓝藻爆发前后底栖动物的种类及数量。2008年在南太湖中共采集到底栖动物11科、21种(属)。底栖动物平均密度为768个/m2,平均生物量为248.783g/m2。第一优势种群为软体动物的河蚬,其次为环节动物寡毛纲的霍甫水丝蚓。结果显示,在蓝藻爆发高峰期底栖动物的密度和生物量明显降低。