连云港主要入海河流叶绿素a及综合营养状态指数遥感定量反演

入海河流是陆源污染物向海洋输送过程的关键环节,其富营养化对区域生态环境及人类生活安全构成严重威胁。由于习近平生态文明思想的深入贯彻,“河长制”、“湾长制”等管理制度的广泛推行,以及污染防治攻坚战的全面打响,入海河流与近岸海域的水质状况得到稳步改善,但仍存在波动,污染防治形势依然严峻,实时有效的大范围遥感监测能力亟待加强。随着近年来高分卫星与无人机遥感技术的迅速发展,如何将定量遥感技术应用于河流水体的生态环境要素监测,从而推进污染防治水平进一步提升已成为该领域研究热点。基于2022年6月期间在连云港境内蔷薇河、临洪河、古泊善后河及灌河获取的叶绿素a、总磷、总氮浓度等实测数据,并采用Sentinel-2A MSI L2A卫星影像,开展了连云港主要入海河流叶绿素a及综合营养状态指数[TLI(Σ)]遥感定量反演研究。结果表明,叶绿素a浓度、综合营养状态指数与可见光波段反射率的相关性明显高于其他波段,尤以490、560、665 nm三个波段最佳,其中R(λ)与Chl a的相关系数分别为-0.697、-0.681、-0.693,R(λ)与TLI(Σ)的相关系数分别为-0.728、-0.744、-0.706,可作为建模的敏感波段;经反演模型的精度对比发现,以R(665)为自变量,在叶绿素a浓度对数坐标下的乘幂模型为其遥感定量反演的最优模型(R^(2)=0.67,MAPE=47.34%,RMSE=12.89μg·L^(-1)),而以R(560)为自变量的乘幂模型是综合营养状态指数遥感定量反演的最优模型(R^(2)=0.61,MAPE=4.36%,RMSE=3.45);将最优模型应用于2022年6月25日Sentinel-2A MSI L2A影像,得到连云港主要入海河流叶绿素a浓度和综合营养状态指数的空间分布结果,发现蔷薇河/临洪河、古泊善后河及灌河均处于富营养化状态,叶绿素a浓度和综合营养状态指数均以蔷薇河/临洪河最高,古泊善后河次之,灌河最低,且河流上游反演结果普遍高于下游。

基于综合营养状态指数的汾河景区湿地水体富营养化研究

随着城市化进程的加快,水生态环境问题越发凸显。黄河支流的汾河景区作为太原城市的“绿肺”,有着涵养水源、美化环境、防止水土流失等重要作用。本研究通过对2021年4—10月汾河景区14个监测点位的湿地水体重要污染物指标进行逐月监测,计算汾河景区综合营养状态指数,评价汾河景区水体富营养化情况,并针对当前存在的问题提出汾河景区水生态环境保护对策,以期为提升水生态环境质量、重塑水景观风貌提供数据支撑。结果表明:2021年汾河景区总氮全年超标,氨氮在8月超标,其余项目均符合地表水Ⅴ类标准;综合营养状态指数为53.89,属轻度富营养化;综合营养状态指数在7、8、9月明显高于其他月份,在8月达到峰值,且在远离城市中心的柴村桥监测点位最低,在城市中心区域的南内环桥、南中环桥南、长风桥、跻汾桥等监测点位相对较高,水质状况与温度和人类活动密切相关。

我国若干湖泊水库的营养状态指数TSI_c及其与各参数的关系

基于我国20多个湖泊水库的不同营养状态特征,首次得出了适用于我国若干湖泊的营养状态指数TSI_o及其与各参数的关系.通过对这些湖泊的TSI_o与TSI_m值比较,指出TSI_o比TSI_m更适合于描述生物量与营养盐呈线性响应的我国这类湖泊的营养状态.此外还提出用相关加权法综合不同参数的营养状态指数,并用一个“综合”状态式来表示湖泊的营养状态.

基于综合营养状态指数法的石佛寺水库水质富营养化评价

为了评价石佛寺水库水质的富营养化状态,采集2012-2015年石佛寺水库的水质监测数据,利用综合营养状态指数法对水库入库口、库中和出库口综合营养化指数进行计算,并对水库水质的营养状态进行评价和分析.分析结果表明：石佛寺水库2012-2015 年水质各月份营养级别都处于轻度富营养化或中度富营养化,营养状态指数从中度下降至轻度,中度富营养化月份占全年比例由75%下降到37.5%,综合营养状态指数由2012 年的62.06%下降到2015 年的57.76%.由总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（CODMn）、叶绿素a（Chla）和透明度（SD）5 项参数的综合营养状态指数的评价结果表明：总氮指标最高,可以断定总氮是引起石佛寺水库水质下降的主要原因.石佛寺水库2012-2015 年部分月份水质劣于《地表水环境质量标准》芋类水质标准,有些月份甚至只能达到郁类水质标准.通过对水环境因子之间的相关分析结果表明：pH与溶解氧（DO）呈极显著正相关,透明度与溶解氧呈极显著负相关,总氮与溶解氧呈极显著正相关,总磷与pH呈极显著负相关,总磷与总氮呈显著正相关,叶绿素a 与总氮、总磷都呈显著正相关关系,高锰酸盐指数与总磷呈极显著负相关.本研究的石佛寺水库水质的评价方法和结果可为该区域内的水质富营养化控制和改善提供实践指导.

利用中巴地球资源卫星数据反演武汉市湖泊营养状态指数

以武汉市主要湖泊为例,研究了利用中巴地球资源卫星(CBERS-2)数据反演水体营养状态指数(TLI)。研究旨在评估利用中巴地球资源卫星数据来估算内陆水体富营养化程度的可能性。首先利用地面水质监测数据计算武汉市某些湖泊监测点的"真实的"营养状态指数(包括综合营养状态指数和修正的Carlson营养状态指数),同时,在事先经过辐射校正和几何校正的CBERS-2图像上,以9×9像元为采样窗口,提取各个对应地点的灰度值均值(从波段1至波段4);然后,采用多元逐步回归分析,以各波段灰度值均值为自变量,建立营养状态指数经验遥感反演模型;最后,利用模型对整个湖泊水体的营养化状态指数进行反演,并绘制了其空间分布图。结果显示,营养状态指数的自然对数值与CBERS-2图像各波段灰度值之间存在较好相关关系,回归系数平方值(R2)为0.51。利用反演模型反演得到的湖区水质分布与实际情况基本相符。由于CBERS-2图像数据可以从我国许多数据分发中心免费获取,这为低成本的水质遥感监测提供了一条途径。

围术期营养状态指数对直肠癌根治术后患者肿瘤学指标及并发症的影响

目的探讨围术期营养状态指数对直肠癌根治术后患者肿瘤学指标及并发症的影响。方法将我院133例直肠癌根治术患者作为研究对象,收集其临床资料,采用营养预后指数(PNI)评估其营养状态,将患者分为低PNI组(PNI<45分)和高PNI组(PNI≥45分),对比两组血清癌胚抗原(CEA)、糖类抗原(CA)19-9水平、术后并发症发生率,并采用单因素及多因素分析影响直肠癌根治术患者术后并发症的影响因素。结果低PNI组血清CEA、CA19-9水平均高于高PNI组(P<0.05);低PNI组术后并发症总发生率高于高PNI组(P<0.05);单因素分析显示,发生并发症组年龄、合并基础疾病、术中出血量和PNI评分与无并发症组比较差异存在统计学意义(P<0.05);Logistic多因素分析显示,合并基础疾病、术中出血量、PNI评分为直肠癌根治术后患者并发症发生的影响因素(P<0.05)。结论围术期PNI评分较低的直肠癌根治术患者,术后肿瘤学指标CEA、CA19-9水平较高,且并发症发生率也较高,低PNI评分是直肠癌根治术后患者并发症发生的危险因素。

综合营养状态指数法在东牙溪富营养化评价中的应用

利用东牙溪的自然概况、社会经济概况等资料,结合2013—2015年水质监测情况,选取透明度、高锰酸盐指数、总磷、总氮、叶绿素a等指标,采用综合营养状态指数法对东牙溪水体进行富营养化评价。结果显示,东牙溪2013—2015年年均值综合营养状态指数呈上升趋势,营养级别处于中营养状态;夏季和秋季各月份综合营养状态指数较高,冬季和春季较低,营养级别均为中营养状态。在此基础上,分析东牙溪水体富营养化的原因,并提出控制饮用水源地水污染的措施。

基于综合营养状态指数和BP神经网络的黑河富营养化评价

[目的]探究黑河流域富营养状态,为黑河流域水体污染综合防治提供基础数据和理论依据。[方法]选取叶绿素a(Chl.a)、总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_(Mn_))、透明度(SD)作为评价因子,使用综合营养状态指数法和BP神经网络对黑河流域的富营养化进行综合评价。[结果]黑河富营养化状况主要以中营养级为主,其中野牛沟和张掖湿地的营养指数接近轻度富营养程度,东居延海处于重度富营养化,尤其是总氮指数很高,应该及时进行治理和保护。[结论]相对于综合营养状态指数法,BP神经网络对黑河流域的评价结果更加贴近实际结果,较为客观可靠。

基于综合营养状态指数的喀斯特高原湖泊富营养化研究

随着社会的进步和经济的不断发展,人类对地表的干扰程度逐年上升,我国大部分湖泊都受到了不同程度的污染,尤其是因氮、磷等营养物质所引起的湖泊富营养化,严重影响了湖泊水库水质及水体生态系统的平衡。喀斯特高原湖泊具有独特的生态环境与地理背景,其生态系统较为脆弱,破坏之后难以恢复。因此,对百花湖表层各理化指标进行监测,统计了2012~2016年间各月的理化参数,分析各指标的时空变化趋势,并运用综合营养状态指数评价法对百花湖进行综合评价,得出该水库2012~2016年的富营养化等级及其变化趋势,以期为百花湖污染提供综合防治的依据。

基于综合营养状态指数的百花湖水环境评价

百花湖生态系统较为脆弱,破坏之后难以恢复。通过对百花湖丰水期、平水期和枯水期水体理化参数的监测,利用综合营养状态指数法对百花湖水环境状况进行了系统评价。结果表明:百花湖表层水温在11.2℃~22.5℃之间,pH值为7.7~8.4,溶解氧为5.0~14.9 mg/L,透明度为0.6~1.9 m;总氮、总磷分别为1.4~4.1,0.030~0.964 mg/L,氮磷比在14.9~64.3之间,为高氮、磷控制的水库;氨氮在0.01~1.85 mg/L之间;丰水期百花湖营养指数为29.56,属于贫营养,平、枯水期营养指数分别为35.31,31.56,同属中营养,百花湖整体处于贫-中营养状态;径流输入为百花湖营养盐主要来源。

综合营养状态指数法在陶然亭湖富营养化评价中的应用

根据2006年-2010年陶然亭湖富营养化监测数据,采用综合营养状态指数法,分别从年均值及月份变化两方面对陶然亭湖的营养状态进行详细的分析和评价。结果表明,2006年-2010年陶然亭湖的营养状态指数呈现逐年下降的趋势,营养级别从重度富营养下降至中度富营养。湖泊富营养化程度随季节变化十分明显,富营养化程度在夏季和秋季形成高峰,冬季和春季一般较低。由于污水处理厂的再生水水质较差,补给到景观湖泊,加剧了富营养化程度。可以从污水处理厂加强对再生水质中氮、磷的处理和控制、利用生物-生态修复技术等方面采取措施来降低陶然亭湖的富营养化程度。

基于营养状态指数的湖库富营养化判别及防治

水体富营养化已成为当今世界性的水污染治理难题,它是指在人类活动的影响下,为生物所需要的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、水库、河流和海湾等缓流水体,引起藻类及其他水生生物迅速繁殖,水体溶解氧迅速下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。

综合营养状态指数法在开县大中型水库水质营养评价中的应用

[目的]评价开县大中型水库（鲤鱼塘水库、三汇水库、龙安水库）的营养状态.[方法]利用2011 ～2013年鲤鱼塘水库、三汇水库、龙安水库3个水库的监测数据,采用综合营养状态指数法对3个水库的营养状态进行分析评价.[结果]三汇水库和龙安水库部分年份轻度污染,鲤鱼塘水库全年水质均为营养状态良好;龙安水库和三汇水库总氮和总磷均有部分年份劣于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类水质标准,有些年份满足V类水质标准.[结论]该研究为政府制定污染物防治措施提供理论依据和决策参考.

综合营养状态指数法在巢湖水体富营养化评价中的应用

为研究巢湖水体富营养化现状,该研究选择叶绿素a(Chl-a)、TP、TN、CODMn、透明度(SD)5个监测指标作为研究对象,运用综合营养状态指数法对巢湖水体富营养化程度进行评价。结果表明:巢湖各监测点的综合营养状态指数在50~70,属于轻中度富营养级别,轻中度污染水质;巢湖西半湖比东半湖的富营养化程度更高;影响巢湖水质的主要因子是SD、TN和TP;巢湖水体富营养化随季节变化明显,总体上富营养化程度在夏季最高,秋冬季次之。

相关加权综合营养状态指数方法在洋河水库富营养化评价中的应用

运用相关加权综合营养状态指数方法对洋河水库的营养水平进行评价，并和卡森指数方法、修正的营养状态指数方法相互比较和印证，表明该水库的营养水平在7、8、9三个月已达富营养水平，其TLIc均值在1999年和2000年分别达到61．9和63．5。10、11月很接近富营养水平，其它月份为中或中--富营养水平。在评价方法的选择上，干旱年可选用修正的营养状态指数方法，而在外界因素对水质干扰强的年份，还是以相关加权综合营养状态指数方法为佳。

用Excel列表计算秩相关系数和综合营养状态指数

Spearman秩相关系数法和湖泊(水库)综合营养状态指数法的计算公式应用非常普遍,用日常办公所用的Microsoft Office Excel电子表格以列表的方式来计算这两个公式,既简便、通俗,更能大大提高计算效率和结果的准确性。

综合营养状态指数法在水体富营养化评价中的应用

近年来,由水体富营养化引发的环境污染问题越来越严重,如何对水体富营养化问题采取有效的治理措施,成为相关工作人员所面临的难题。本文介绍了水体富营养化评价方法的概况,运用综合营养状态指数法对渠县加禾乡九龙水库的富营养化状况进行评价,并对水体富营养化产生原因及措施进行深入分析。

子流域景观格局对丹江口水库营养状态的影响分析

探究子流域景观格局与水体富营养化空间异质性间的关系对水源地保护具有重要意义。本文通过遥感影像和半解析方法揭示2013-2023年丹江口水库营养状态的时空变化格局,并利用SHAP机器学习解释方法,量化分析土地利用组成和景观格局指数与水体营养状态间的关系。结果表明:①丹江口水库营养状态指数呈现明显的空间异质性,以中营养为主,富营养化区域主要分布在岸线库湾区及支流附近。泄洪期水体营养状态相对优于蓄水期。②子流域的土地利用和景观格局存在明显的空间差异,在汉江上游和库区南部支流地区斑块密度(PD)、景观形状指数(LSI)和香农多样性指数(SHDI)呈低值聚集,而最大斑块指数(LPI)和蔓延度指数(CONTAG)呈现高值聚集。③土地利用组成和景观格局指数在不同时期对富营养化的影响程度不同,景观格局指数在全年、蓄水期和泄洪期的贡献度分别达到49.31%、50.99%和57.41%。其中斑块密度、林地、草地和不透水面在各时期均具有较高的影响贡献度,而蔓延度指数和香农多样性指数在蓄水期和泄洪期分别具有较高的影响。研究显示,保持子流域自然地表优势景观,降低耕地和不透水面的破碎度有助于改善水库富营养问题。

2017-2022年洱海水体营养状态的时空变化趋势及其成因分析

洱海是云贵高原重要湖泊,近年来经历了多次污染和治理。2017年以来,洱海全流域开展高水平保护治理,外源污染和水质发生了时空变化。为分析洱海水质的影响因素,于2017-2022年在洱海8个主要湖湾以及北部、中部、南部3个湖心水域进行连续6年的逐月水质监测,重点分析了总氮、总磷和叶绿素a浓度以及透明度4项水质指标,并用综合营养状态指数(TLI)法评价水体的富营养化程度。结果表明,1)洱海水体富营养化程度呈北高南低趋势,与外源污染物主要经由北三江入湖有关。2)2017-2022年,南部水域富营养化程度逐年降低,中部水域氮、磷浓度呈降低趋势,北部水域氮、磷浓度略有升高,表明中部和南部治理成效优于北部。3)洱海富营养化程度在汛期高于非汛期,北部水域富营养化程度的季节变异高于中部和南部水域。4)洱海北片区及汛期污染控制尤其是水体磷控制是洱海治理需要关注的重点问题。

融合多源信息的大型湖泊营养状态遥感评估

湖泊营养状态直接反映了水环境质量,但在复杂环境因素影响下,全面且准确评估大型湖泊的营养状态是一项挑战。为应对这一难题,综合运用卫星遥感数据和现场实测数据等多源信息,并采用光谱曲线和四分位距原则(IQR)清洗数据异常值,以反演湖泊营养状态表征指标:叶绿素a浓度(Chl-a)和营养状态指数(TSI)。通过统计分析选取关键环境因子,包括pH、温度(T)、平均风速(AWS)和含沙量(SC),基于反向传输神经网络(BP-NN)和麻雀搜索算法(SSA)构建营养状态反演模型SSA-BP-NN。结果表明:基于BP-NN模型的Chl-a和TSI反演精度分别为0.843和0.834,而经SSA算法优化后,二者反演精度提高至0.918和0.936。以洪泽湖为例,运用该模型阐明了大型湖泊营养状态的时空分布特性,即西、北部湖区高于东部湖区。此外,栅格点数据分析表明Chl-a和TSI具有较强的相关性,且TSI的变化范围更稳定。水华因其高度瞬态性而复杂,TSI作为综合性指标可反映水体富营养化的基本情况,为水华风险预警提供背景参考。本研究表明,通过引入与湖泊营养状态相关性较强的环境因子,可以显著提升遥感反演模型评估精度,为大型湖泊生态系统健康状况评估和风险预警提供参考。