高尔夫球场水域蓝藻密度和叶绿素浓度变化——以北京叠泉高尔夫球场为例

蓝藻密度和叶绿素浓度作为水域蓝藻水华预警的参考指标,在人工湖等水域水质预警中发挥着重要作用。文章针对高尔夫球场草坪施肥易导致区域水环境质量变差的问题,以北京叠泉高尔夫球场水域为研究对象,从2011年4月到11月进行了定期定点水质监测,结合所在地区气温、降雨、施肥等环境条件,对球场水域叶绿素浓度与蓝藻密度的变化特征及其相关性进行了分析。结果表明,球场水域蓝藻密度和叶绿素浓度在不同时段具有不同的相关性。在6月份之前,蓝藻密度与叶绿素浓度呈正相关,但相关系数较低,从6月份之后,高温为藻类繁殖提供了有利的环境条件,蓝藻密度与叶绿素浓度的相关性提高。到秋季蓝藻密度与叶绿素浓度呈负相关,随着蓝藻密度的增加叶绿素浓度反而下降。

阳澄湖东湖蓝藻密度与前期环境因子的关系

根据阳澄湖2010-2011年水环境和气象观测数据,应用相关分析和逐步回归等方法,对阳澄湖东湖前期环境因子与蓝藻密度间的关系进行分析。结果表明,(1)影响阳澄湖蓝藻密度的重要环境因子有水温、溶解氧、营养盐和气温、降水、风向、风速等。(2)气温是制约阳澄湖蓝藻暴发的主要因子,日照条件不是导致蓝藻暴发的关键因子,微风、少降水的气象条件有利于蓝藻上浮、聚集并形成水华,湖面蓝藻的南北飘移与盛行风向基本一致。(3)在水体满足富营养化的条件下,当某日前5d平均气温<30℃、日平均日照时数为4～10h、日平均降水量<3.0mm、平均风速为1～2.5m/s、盛行风向持续2d以上,则易暴发蓝藻水华。(4)利用前期对蓝藻密度变化有影响的重要环境因子建立了蓝藻密度预报方程,并对阳澄湖蓝藻水华发生状况进行拟合和试报,结果表明所建预报方程拟合率较高,但峰值误差较大。研究结果可为阳澄湖蓝藻监测预警和生态环境保护提供参考。

基于Landsat-8卫星OLI数据的太湖水体蓝藻密度和浊度遥感定量反演研究

综合利用Landsat-8卫星OLI数据和地面同步YSI6600-V2多参数水质监测仪的自动监测数据,以太湖为实验区,分别建立了蓝藻密度和浊度的反演经验模型。经验证分析,基于近红外波段与红光波段比值的模型用于蓝藻密度,红光波段和绿光波段的归一化值用于浊度,且其反演结果精度良好,均方根误差(RMSE)分别达到了51.5万个/L和5.68。将两种模型应用于Landsat-8卫星OLI数据,得到2013年4月至2014年7月太湖水体蓝藻密度和浊度分布图,并对反演得到的太湖蓝藻密度和浊度进行了时间与空间的变化分析。本研究对Landsat-8卫星OLI数据和YSI6600-V2多功能水质参数仪自动监测数据的综合运用有一定的参考价值。

千岛湖蓝藻密度制约因素分析

本文运用相关性分析和多元逐步回归统计方法 ,对蓝藻密度与环境理化指标的关系进行研究分析 ,分析结果表明 ,水温、水深和总磷为蓝藻密度的显著相关因子。其中 ,适宜的高水温是蓝藻生长旺盛的外界诱导因子 ,高水位运行不利于千岛湖水质保护 ,而磷元素的限制蓝藻生长规模的最主要营养物质。

基于1D CNN-SLSTM模型的太湖蓝藻密度预测方法

太湖中的水华爆发对太湖及其沿岸居民造成巨大影响,因此保证提前预测蓝藻密度非常重要。为精确预测太湖蓝藻密度,在长短时记忆网络(LSTM)模型的基础上,加入一维卷积模型,筛选并优化激活函数,提出一种基于1D CNN-SLSTM的预测模型预测蓝藻密度。试验结果表明,1D CNN-SLSTM模型的RR_(MSE)、M_(MAPE)、M_(MAE)值分别比单独使用LSTM模型降低30.38%、1.85%、16.89%,R值和N_(NSE)值则提升了0.08、0.17,验证了使用扩展型指数线性单元激活函数(Selu)的LSTM神经网络(1D CNN-SLSTM)预测效果最好。

郑州市某地面水源不同季节藻类分布和蓝藻细胞密度预测模型的建立

目的了解郑州市某地面水源不同季节藻类分布,并建立蓝藻细胞密度的预测模型。方法2004年3月到10月间,在该水源设2个采样点,采用标准方法监测水温(tW)、透明度、水深、总氮、总磷(TP)和各藻门细胞密度等指标;采用描述统计方法了解不同季节藻类分布,应用直线相关分析和多元回归方法探讨蓝藻细胞密度与环境因子之间的关系,并初步建立蓝藻细胞密度的预测模型。结果春季优势藻门是绿藻和硅藻,夏、秋季优势藻门是蓝藻和绿藻。标准化蓝藻细胞密度(ln(CCD+1))与tW、TP呈正相关,与透明度、水深呈负相关;蓝藻细胞密度的预测模型为ln(CCD+1)=1.004+0.232tW+22.364TP(R2=0.842,F=58.773,P<0.01),应用该方程计算出的预测值能够较好地与实测值拟合。结论环境条件不同将导致藻类生长情况不同;削减水中TP含量在控制蓝藻细胞密度方面具有现实意义。

2007—2020年太湖蓝藻持续暴发影响因素分析

2007年5·29太湖供水危机后,大力治理太湖10多年,已取得阶段性成果,但蓝藻密度仍持续升高、蓝藻年年暴发。本文通过实地调查和收集资料,分析了2007—2020年太湖蓝藻持续暴发涉及的多个因素,主要为富营养化、藻密度高、水温高(自然因素的代表),据此提出消除蓝藻暴发的策略。该研究成果对今后太湖流域全面消除蓝藻暴发具有一定的参考价值。

噬藻体对蓝藻种群密度的调控及其对水体中物质循环的影响

噬藻体是环境中一类以蓝藻为主要宿主的浮游病毒.由于其能特异性裂解蓝藻细胞,因而成为蓝藻种群密度的重要生物调控因子,并被探讨用作蓝藻水华的潜在生物治理方案.噬藻体与蓝藻的相互作用机制可以降低宿主细胞丰度、改变浮游生物群落构成,促进碳、氮、磷等关键生命元素在水体中的生物地球化学循环过程.本文总结了近60年来分离的噬藻体及其对宿主藻的侵染机制,重点介绍了噬藻体对蓝藻种群密度的调节作用,并分析了噬藻体裂解蓝藻对水生态系统中营养物质循环、浮游生物群落变化的影响,并评价了噬藻体对蓝藻水华调控的潜在生态效应.噬藻体实际环境治理应用仍存在较大的挑战,例如噬藻体在水体中易与蓝藻形成共存;噬藻体感染、裂解水华蓝藻后水体中藻毒素消长,在很大程度上决定其安全性,相关科学问题仍需要进一步探索.本文将有助于更加全面地了解噬藻体在水生态系统中的作用,并评估噬藻体对蓝藻群落结构的调控和水体中物质循环过程的影响.

太湖蓝藻生长发育与水温的关系

采用2007年在贡湖锡东、贡湖沙渚、梅梁湖小湾里观测的逐日蓝藻密度和水温资料,采用统计学方法分析其相关性。结果表明:锡东蓝藻密度与前期相隔23~32、39d的水温相关性好,与前期13~18、24~25d的积温相关性好;沙渚蓝藻密度与前期相隔1~46、100、113、118d水温的相关性好,与前期2~34d的积温的相关性好;小湾里蓝藻密度与前期相隔1~42、65~67、82~84、96d水温的相关性好,与前期累计2~38d的积温的相关性好。

基于浮游植物生物完整性指数的福建省水库健康状态评价

根据2021年夏季福建省24座重要饮用水水源地水库水生态调查结果,分析了浮游植物群落结构特征和水库营养状态,并采用浮游植物总密度、香农-维纳多样性指数和蓝藻门密度百分比3个生物参数构建浮游植物生物完整性指数(P-IBI)评价了沙溪口水库和东张水库的健康状态。结果表明:2021年福建省大部分水库的浮游植物群落结构以蓝藻-绿藻-硅藻为主,其中以蓝藻门为优势藻的水库占比为60.9%;综合营养状态指数范围为24.3~51.7,平均值为40.3,水库富营养化程度较低,但个别水库仍存在富营养化的风险;沙溪口水库P-IBI综合得分为79.7,处于健康状态,东张水库P-IBI综合得分为59.0,处于亚健康状态;P-IBI评价结果与《2021年福建省河湖健康评估蓝皮书》中的多指标评价方法的结果一致性较好,基于浮游植物生物完整性指数的评价方法具有有效性和适用性。

淀山湖蓝藻季节动态及其影响因子

为了掌握淀山湖蓝藻门浮游植物群落及其与环境因子的关系,于2009年5月—2010年4月在全湖选取9个点位对浮游植物群落进行了调查,应用CANOCO4.5软件对获得的蓝藻门种类和环境因子数据进行典范对应分析(CCA),并绘制了物种与环境因子关系的二维排序图。结果表明:调查期间共出现蓝藻门15属46种,微囊藻属占69.9%,其次颤藻属占20.5%;蓝藻数量分布具有明显的季节性,密度变化范围为9.0×104～7.6×106 cells·L-1,蓝藻细胞密度与叶绿素a、总氮、营养状态指数TSIM(chl-a)和TSIM(TN)相关性较好,表明总氮浓度对蓝藻细胞密度影响较大,而密度和相对丰度影响着湖泊中的叶绿素含量和透明度等;CCA分析表明,春季水体受水温、生物需氧量、总磷影响较大,夏季水体受总磷、BOD5、透明度影响较大,秋季环境因子影响类型较为集中但不显著,冬季各环境因子影响较夏、秋两季明显,水体与铵态氮、透明度(SD)均呈正相关;分析了蓝藻中作为全湖优势种类的铜绿微囊藻和弱细颤藻与环境因子之间的关系,前者与水温、总氮呈显著正相关,与pH值呈现负相关;后者四季均有出现,数量变化受水温影响最大,在夏季与较低的pH值有关;环境因子改变与蓝藻季节演替内在联系表现为蓝藻群落在春冬2季受水温影响最大,夏季受TP、TN影响显著,秋季则与水体的透明度相关性最大。本实验对于理解淀山湖蓝藻优势种季节演替特征及对其开展监测治理具有指导意义。

蓝藻腐解对水中营养盐影响的模拟研究

为研究不同密度藻类腐解过程对水体营养盐再分配的影响,在太湖藻类聚集区采集沉积物柱状样进行室内加藻模拟实验,共设置B、C、D 3组加藻密度分别为2500、7500和15000 g·m-2的处理组,监测蓝藻腐解过程中上覆水体的溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)、氨氮(NH_4^+-N)、总氮(TN)及总磷(TP)等理化指标的变化情况.结果表明,蓝藻腐解会使水体DO和Eh迅速下降,最终分别维持在0.1 mg·L^(-1)左右和-300^-400 mV之间,水体处于厌氧强还原状态;同时,厌氧强还原条件又加速了蓝藻死亡腐解过程,促进了藻体营养盐向上覆水的扩散,B、C、D组营养盐含量分别于实验第6、第10和第14 d达到峰值,TN平均增长速率分别为26.67、43.41和67.82 mg·L^(-1)·d^(-1),TP平均增长速率分别为3.30、5.53和8.35 mg·L^(-1)·d^(-1),NH_4^+-N浓度最大值分别为对照组的7、51、125倍,水体形成明显的氮磷污染负荷,且蓝藻衰亡导致的上覆水TN浓度升高持续时间较TP浓度升高持续时间要长.研究表明,蓝藻水华腐解过程中向上覆水体释放了大量的有机物和可溶性营养盐,降低了水体透明度,加剧了水体富营养化状况,诱发湖泛发生,也为蓝藻水华再次爆发提供了物质基础.