灰色聚类法在湖泊水质富营养化评价中的应用

灰色聚类法把湖泊系统做为一个灰色系统来研究，将聚类样本对不同聚类指标所拥有的白化数，按几个灰类进行归纳，以灰类白化数的生居为基础来划分湖泊水质不同样本的营养等级，并以阳澄湖为例，将其灰色聚类法的评价结果与模糊数学评价结果进行分析比较。     

灰色系统理论在我国湖泊富营养化程度评价中的应用

简介了灰色聚类方法，并应用了湖泊富营养化的评价中。对我国８个湖泊的富营养化的评价结果结果表明：重富营养湖泊由强致弱为：东山湖〈玄武湖〈甘棠湖〉西湖〉巢湖；中富营养湖泊为：邛海〉博斯腾湖；中营养湖泊：洱海。     

灰色聚类法在海水水质评价中的应用

应用灰色聚类法对海水水质进行评价,参照GB3097-1997海水水质标准,通过灰类白化权函数描述海水水质分级界限,确定了各参评指标对不同等级的聚类权。在此基础上构建了海水水质灰色聚类法综合评价模型,以此对2004年长江口及邻近水域渔业环境水质状况进行评价。与综合指数法相比,灰色聚类法保证了评价结果的客观性和准确性。     

应用灰色聚类法评价广西左江佛耳丽蚌自然保护区水质

2009年对广西左江佛耳丽蚌自然保护区8个点的水质进行了2次调查监测,选择DO、CODMn、TN、TP4个污染物指标作为评价因子,参照《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》,应用灰色聚类法对其水质状况进行评价,计算出各监测断面水质类别。结果表明：江州区内核心区河段水质为Ⅲ类,不符合自然保护区水质要求;龙州县内核心区河段水质为Ⅰ和Ⅱ类,符合自然保护区水质要求。     

胶州湾湿地海水中营养盐的时空分布与富营养化

依据2009年2、5、7、8、9、11月海洋环境调查资料,对胶州湾湿地海域营养盐的时空分布和富营养化水平进行了分析研究.结果表明,(1)胶州湾湿地海水中无机氮和活性磷酸盐高含量区基本位于大沽河入海口及其邻近海域,其含量和分布主要由大沽河入海径流所控制;(2)胶州湾湿地海水中无机氮和活性磷酸盐的月际变化明显,其含量基本与大沽河入海径流量呈正相关,即丰水期营养盐含量高,枯水期营养盐含量低;(3)胶州湾湿地海水富营养化水平较高,属磷中等限制潜在性富营养;(4)胶州湾湿地海水的有机污染较为严重,属中度污染;(5)大沽河入海径流是胶州湾湿地海水氮、磷等营养物质的主要来源,海水中氮、磷含量过高导致海水富营养化,应采取有效措施解决这一突出环境问题.     

灰色聚类分析在水库水质科学管理上的应用

灰色聚类法是在模糊聚类的基础上发展起来的新的聚类方法。本文选取ＴＰ、ＴＮ、ＣＯＤ３项因子作为评价因子,对石河水库的水质营养状态进行了评价,结果表明石河水库已处于中营养时期。最后对石河水库的可持续发展提出了一些相应对策。     

海水富营养化评价的主成分-聚类分析方法

海洋环境质量评价是开展海洋环境管理的依据,而海洋环境评价的精度取决于海洋环境的监测和评价水平。为建立科学有效的指标评价体系,准确分析目前大亚湾西部的海水质量状况,通过改进灰色关联度聚类,将其与层次聚类结合起来,在大亚湾核电海域开展了海水质量评价探索研究。结果表明,在海水质量状况相对评价中,一类站点占比20.83%,二类站点占比66.67%,三类站点占比12.5%,总体结果表现良好。将4个季节进行对比发现,平均绝对关联度为夏季 (0.747 9) >冬季 (0.734 5) >春季 (0.729 0) >秋季 (0.709 7),夏季海水质量状况相对较好,秋季表现较差。根据评价结果可将大亚湾24个站点分成3个区域,而这3个区域的划分与大亚湾周边实际生产生活状况及实地踏勘情况相符,体现了评价方法的可操作性。

     

条斑紫菜对胶州湾湿地浅海富营养化状况的生物修复效果

对胶州湾湿地海域条斑紫菜Porphyra yezoensis Ueda养殖区水环境进行了现场调查和研究,对紫菜生长吸收N、P营养盐的效果进行了实验研究,在此基础上综合分析了紫菜对富营养化海水的生物修复效果。研究结果表明,条斑紫菜养殖对胶州湾湿地海水中过剩的营养盐有明显的控制作用,养殖区氮、磷营养盐和有机碳含量以及水质营养指数均低于周边对照区。实验条件下,紫菜生长吸收N、P营养盐和降低海水富营养化程度的效果显著。各实验周期水体中的无机氮含量下降幅度为17.15%～21.26%,活性磷酸盐含量下降幅度为55.73%～61.12%,表明紫菜叶状体生长对磷的吸收量明显高于对氮的吸收量。另外,各换水周期实验海水的营养指数值由2.211～2.592降至0.749～0.873,降低幅度为63.32%～69.39%,海水富营养化等级由"中度富营养"降至"贫营养"。根据胶州湾湿地海域的环境条件,通过大规模栽培大型海藻,可大量去除海水中的N、P、C等生源要素,有效降低海水富营养化水平。     

洞庭湖富营养评价指标分析及富营养化评价

为了准确评价洞庭湖所处的营养状态,进而为湖泊富营养的防治提供科学依据,以2002年洞庭湖监测数据为依据,在对各评价指标进行评价分析的基础上,选择了比较适合洞庭湖富营养状态评价的指标体系,得出了洞庭湖目前处于中营养状态,并进行了初步分析论证。     

应用主成分法和聚类分析法分析吕四渔场近岸海水水质

应用主成分法和聚类分析法对2005年5月吕四渔场近岸海水中16个水质指标的监测数据进行了分析研究。结果表明:D IN的超标率最高,达57.1%,Zn空间变异最为明显;D IN与水温相关性明显,这已被人们所认识;TPH与营养盐(D IN、PO43--P)有较好的正相关性;主成分因子(f1,f2,f3)中,f1的贡献率达37.76%,其可能代表的是外来污染源的影响;各水质因子可大致聚为三类,第一类由D IN、TPH、Cu、DO、As、PO43--P和Cd组成,表明它们与其它各因子相关性变化程度是基本相同的。此外,本文提出了三点建议,以供监测参考。     

胶州湾河流入海口水中HCHs、DDTs含量水平及变化特征

2005年5～9月份,分别对流入胶州湾的主要河流(大沽河、墨水河、桃源河、洪江河)入海口进行水样采集,以气相色谱电子捕获检测器(GCECD)分析,外标法定量,测定了各个河流入海口处水体中六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)含量。分析研究了胶州湾入海河流水中HCHs和DDTs的含量分布及季节变化特征。结果表明:(1)各河流监测点HCHs检出率为100%,DDTs检出率为60%。(2)大沽河监测点HCHs含量最高,平均含量为6.3×10-3μg/L,洪江河最低,平均含量为4.6×10-3μg/L。(3)DDTs含量以墨水河为最高,平均含量为3.6×10-3μg/L,而桃源河5次调查均未检出。(4)5～6月份,4条河流的水体中有机氯农药含量普遍偏低,HCHs含量范围为(3.0～4.8)×10-3μg/L。8～9月份降雨量较大,沉积于土壤和空气中的农药残留物,经雨水冲刷汇于江河所以造成结果偏高,HCHs含量范围为(5.0～9.6)×10-3μg/L。     

胶州湾栉孔扇贝大规模死亡的流行病学调查

2 0 0 0年 1月 - 12月 ,跟踪调查了胶州湾养殖栉孔扇贝大规模死亡情况 ,对养殖海域环境因子进行了测定 ,并对大规模死亡期间发病栉孔扇贝进行了病理学观察。调查结果显示 ,胶州湾养殖栉孔扇贝大规模死亡呈暴发性并集中在 7月下旬的高水温期。发病高峰期在 7月 2 1日至 7月 2 7日 ,最高时点患病率达 14 .5 % ,7月份的月死亡率为 5 8.0 %。至 8月 3日累积死亡率达 90 .0 % ,患病贝死亡率接近 10 0 %。发病期扇贝壳高平均为 5 .0± 0 .9cm。,养殖栉孔扇贝半数死亡时间在 7月 2 3日。通过对水环境因子、病原性生物因子的调查分析及病理学观察表明 ,栉孔扇贝的大规模死亡可能是由生物性因子 (病毒 )所致 ,而与环境中理化因子可能无直接的相关关系     

胶州湾冬季大型底栖动物群落结构及其与环境因子的相关性

为了解胶州湾大型底栖动物群落的动态变化以及与环境因子的关系,本研究通过2016年冬季在胶州湾12个站位采集到的大型底栖动物样品,共鉴定出大型底栖动物66种,其中环节动物32种,节肢动物、软体动物和棘皮动物分别为17种、9种和3种,脊索动物2种,纽形动物、头索动物、半索动物各1种。优势种为寡鳃齿吻沙蚕(Nephtys oligobranchia)、丝异须虫(Heteromastus filiformis)、青岛文昌鱼(Brachiostoma belcheri tsingtauense),优势度分别为0.02、0.147和0.024。大型底栖动物的总平均栖息密度为176.7 ind/m~2,总平均生物量为159.5 g/m~2。水平分布显示,栖息密度由高到低依次为湾内近岸海域、湾外海域、湾内离岸海域,生物量水平分布湾外海域湾内海域。多样性指数(H')取值为1.19~3.54,平均值为2.65;丰富度指数(d)取值为0.91~2.29,平均值为1.47;均匀度指数(J′)取值为0.46~1.00,平均值为0.87。根据Cluster结果,可将调查站位划分为4个群落。ABC曲线显示,群落Ⅰ受到严重的扰动(H'=1.65),群落Ⅱ(H'=2.84)和群落Ⅲ海域(H'=2.32)有轻微的扰动,群落Ⅳ未受干扰(H'=3.54)。BIOENV分析表明,与群落结构关系最密切的环境因子为水深、溶解有机碳(DOC)、中值粒径和Zn含量(r=0.524)。胶州湾受人类活动干扰较多,大型底栖动物群落结构不稳定,需进行长期监测和评价。     

胶州湾北部水域挥发性酚的分布及年际变化

在对1998~2005年胶州湾北部水环境调查的基础上,分析了该水域挥发性酚含量的水平分布、季节变化及年际变化趋势。结果表明,各调查站位挥发性酚平均含量有明显差异,其平均含量变化范围为1.12~1.79μg/L,但各测站挥发性酚含量均低于一类《海水水质标准》。挥发性酚含量年际变化趋势为1998~2000年呈上升趋势,2000~2005年呈下降趋势。与国内其他海域相比,胶州湾北部近岸水域中挥发性酚的含量较低。     

胶州湾鱼类资源量的时空分布特征

为了解胶州湾海域鱼类资源数量的时空分布特征,2016—2017年利用底拖网对胶州湾海域开展了4个航次的渔业资源调查。结果显示,胶州湾海域鱼类资源密度存在明显的季节变化。鱼类资源尾数密度以夏季最高(233 427尾/km~2),春季最低(18 080尾/km~2),秋季和冬季分别为32 246、40 746尾/km~2;鱼类资源质量密度以冬季最高(1 593.16 kg/km~2),秋季最低(337.91 kg/km~2),春季和夏季分别为681.96和825.55 kg/km~2。其中,冬季鱼类平均个体质量最大(39.10 g),夏季最小(3.54 g),春季和秋季分别为37.72 g和10.48 g。与历史调查资料相比,30多年来胶州湾鱼类资源发生了较大变化。本次调查鱼类资源密度(1 593.16 kg/km~2)低于1981—1982年(10 857.00 kg/km~2)和2008—2009年(2 196.00 kg/km~2);鱼类平均个体质量为10.60 g,低于1981—1982年(37.70 g),鱼类群落结构明显呈现小型化和低质化趋势。这些变化可能主要是由于人类活动对鱼类栖息地的破坏和海洋生态环境恶化造成的。     

胶州湾鱼类生物量粒径谱特征

为了解胶州湾海域鱼类群落粒径结构特征,本研究根据2016—2017年4次底拖网调查数据构建了胶州湾鱼类生物量粒径谱,比较分析了各季节鱼类生物量粒径谱特征参数的异质性。结果显示,胶州湾Sheldon型鱼类生物量粒径谱呈现单峰模式,鱼类粒径范围为-3～10粒径级,粒径分布相对均匀,且峰值位于5～6粒径级,主要由大泷六线鱼和褐菖鲉等小型鱼类构成。各季节鱼类标准化生物量粒径谱曲率和曲度差异显著,其中春季曲率最大且曲线较平缓,夏季曲率最小且曲线相对陡峭。谱线曲度和曲率的季节变化主要与粒径小的细纹狮子鱼、大泷六线鱼、玉筋鱼及长丝虾虎鱼等地方常栖性种类和赤鼻棱鳀、白姑鱼等季节洄游性种类的出现有关。Abundance-biomass comparison(ABC)曲线表明,春季处于未干扰状态,冬季处于中度干扰状态,夏秋季处于严重干扰状态。研究表明,胶州湾鱼类群落总体处于严重干扰状态,鱼类生物量谱呈现单峰型,粒径结构以小型粒径鱼类为主,且地方常栖性和季节洄游性鱼类等补充群体的数量和粒径大小影响鱼类生物量粒径谱的峰型和曲率。     

胶州湾中部海域虾类群落结构及其多样性

根据2008年9月至2009年8月在胶州湾中部海域进行的逐月底拖网调查数据,应用相对重要性指数、生物多样性指数和多元统计分析等方法对虾类群落结构及多样性进行了研究。结果表明:该调查海域捕获虾类共17种,隶属于6科15属。虾类相对资源量具有明显的月间变化,9月、10月、6月资源量较高,平均网获质量的变化范围为223.9~3 422.9 g/h,平均网获尾数为41~1 608 ind/h;优势种组成具有较为明显的月间变化,全年的优势种为鹰爪虾(Trachysalambra curvirostris)、细巧仿对虾(Parapenaeopsis tenella)和日本鼓虾(Alpheus japonicus)。虾类种类丰富度指数(D)的变化范围为0.77～1.89,Shannon-wiener多样性指数(H′)变化范围为0.90～2.34,均匀度指数(J)变化范围为0.26～0.76,多样性指数月变化较大,且春夏季高于秋冬季。CLUSTER聚类分析与MDS分析可将胶州湾中部海域全年虾类群落划分为4个月份组群:Ⅰ组群(4月、5月),Ⅱ组群(12月—翌年3月),Ⅲ组群(6月、9月、10月)和Ⅳ组群(7月、8月、11月)。ANOSIM分析表明,Ⅱ组群与Ⅲ组群、Ⅱ组群与Ⅳ组群差异显著,其他组群间差异不显著。各组群典型种与组群间分歧种对群落结构的影响明显。BIOENV分析表明,底层水温是影响胶州湾中部海域虾类群落结构月变化的主要环境因子。本研究旨在为保护与合理利用胶州湾海域虾类资源对策的制定提供科学依据。     

胶州湾中部海域秋、冬季鱼类群落结构及其多样性研究

根据2008年9月2009年2月在胶州湾中部海域进行的逐月定点底拖网调查数据,分析了该海域秋、冬季鱼类群落结构特征和多样性变化。结果表明,该海域秋、冬季共捕获鱼类50种,隶属8目,28科,42属;秋、冬季鱼类的相对资源量存在明显的月间变化,平均网获质量为每网865.29～5173.71g,平均网获尾数为每网111～717ind。秋、冬季优势种组成有明显的季节更替现象,主要由暖温性和暖水性的季节洄游种变为地域性的暖温性和冷温性种,仅六丝钝尾虎鱼(Amblychaeturichthys hexanema)为秋、冬季的共有优势种。种类丰富度指数(R)变化范围为2.08～3.25,多样性指数(H′)变化范围为1.50～2.44,均匀度指数J′为0.52～0.76;秋、冬两季间鱼类群落物种多样性指数差异均不显著(P0.05)。聚类分析和多维标度法(MDS)分析表明,6个月的样本可分为秋季组(9～11月)和冬季组(12～2月)2个组分;单因子相似性分析(ANOSIM)表明,秋、冬季组分间鱼类群落结构无显著性差异(P0.05)。     

胶州湾底栖生态系统健康评价——基于大型底栖动物生态学特征

根据2017年7月山东省胶州湾海域的大型底栖动物调查数据,应用聚类分析、生物多样性和Multivariate-AZTI’s Marine Biotic Index (M-AMBI)等方法分析了大型底栖动物的生态学特征,评估了胶州湾底栖生态系统的健康状况。结果显示,调查海域共采集到大型底栖动物64种,其中,多毛类25种,甲壳动物23种,软体动物9种,棘皮动物和其他类群共7种。该海域大型底栖动物生物量和丰度的平均值分别为70.0 g/m2和132 ind./m2,菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)、寡鳃齿吻沙蚕(Nephthys oligobranchia)和纽虫(Nemertinea)是优势种。物种多样性指数( )为0.69~3.77,平均值为2.35,丰富度指数(d)为0.67~3.12,平均值为1.56,Pielou均匀度指数(J)为0.25~1.00,平均值为0.81。多样性AMBI指数(M-AMBI)为0.26~0.60,平均值为0.44。根据CLUSTER分析结果,在15%相似水平上可将研究站位划分为3个群落,菲律宾蛤仔养殖密度较大的站位群落结构较为相似,被划分在同一个群落中,聚类结果与菲律宾蛤仔养殖密切相关。大型底栖动物群落的多样性指数和M-AMBI指数分析显示,胶州湾海域底栖生态系统受到中等程度的干扰。