从浮游植物的变化看光合细菌在治理富营养化水体中的作用

以浮游植物的种类组成、细胞密度、优势种及叶绿素a的质量浓度的变化等几项参数,对光合细菌在治理北京动力园水禽湖严重富营养化水体中的作用进行了监测评价,初步结果认为,光合细菌对于富营养化水体中浮游植物的数量和形成水华的铜绿微囊藻有一定的调控作用。     

山仔水库浮游植物群落特征及水体富营养化研究

对山仔水库2016年7~9月蓝藻水华发生期间浮游藻类及部分理化指标进行了监测,采用克里金空间插值得到叶绿素a空间分布,采用浮游植物细胞密度指示法和TLI(∑)综合营养状态指数评价法对库区2016年7~9月营养状况进行评价,探讨了浮游植物群落、叶绿素a含量与水体富营养化之间的关系。结果表明,2016年7~9月山仔水库浮游植物种类以绿藻门为主,蓝藻门的微囊藻和铜绿微囊藻在种群数量上占绝对优势,叶绿素a空间分布结果和TLI(∑)综合营养状态指数结果都显示,2016年7月七里和皇帝洞、2016年9月皇帝洞水质为轻度富营养化,其它监测时间水体为中营养,监测点位营养化程度为:皇帝洞七里日溪库心坝前。     

基于GOCI遥感数据的湖泊富营养化监测研究

采用高时间分辨率的地球同步海色成像仪(geostationary ocean color Imager,GOCI)遥感数据,以日本霞浦湖的西湖为研究对象,利用波段比值法建立了基于GOCI遥感影像的叶绿素a质量浓度反演模型.以此探讨利用GOCI数据估算湖泊水体富营养化程度的可能性.研究结果显示,遥感数据波段比值能够反映湖泊叶绿素a质量浓度随时间演变趋势,两者的相关系数达62％,利用反演模型得到的叶绿素a质量浓度的平均相对误差小于50％,表明GOCI遥感数据具有对湖泊富营养化程度进行监测的潜力.     

基于荧光传感方法的藻类在线监测

 湖泊水库严重的水质富营养化导致水华大面积暴发,已成为目前主要环境问题之一。实现水华暴发前后浮游藻类种群结构变化过程（主要包括浮游藻类种群组成、数量变化过程）的有效监测是分析水华发生的生态学机制、掌握水华的生消过程和实现水华预警的基础。本文基于藻类活体荧光光谱技术、嵌入式微控制技术和实时采集与处理技术,研发出具有实时在线监测能力的藻类在线荧光仪,可实现不同光谱组藻类（蓝藻、绿藻和褐藻）的分类测量。通过对比实验分析发现,藻类在线荧光仪对蓝藻、绿藻和褐藻的分类测量误差均小于17.88%。同时,巢湖外场实验表明藻类在线荧光仪具有长期稳定的运行能力。具有以上指标的藻类在线荧光仪在水环境监测、水华监测预警和水质富营养化现状评估等领域具有广阔的应用前景。     

湖泊蓝藻水华发生的影响因子

蓝藻水华频发,湖泊富营养化是诱因。但蓝藻水华暴发的确切机理还有待深入研究,本文综述了蓝藻生长密切相关的物理影响因子、化学影响因子和生物影响因子,他们共同作用使蓝藻与其他藻类相比有生长优势,进而过度生长形成水华,并对蓝藻监测中采样提出一点建议。     

淀山湖叶绿素a分布特征及其与浮游植物密度的相关性

根据２００９年１０月至２０１０年９月进行的淀山湖生态调查资料,报道了浮游植物叶绿素ａ浓度与浮游植物密度的水平与时间分布特征,并探讨了二者的相关性．结果表明：（１）淀山湖浮游植物叶绿素ａ浓度范围为０．８７～１３９．４３ｍｇ／ｍ３、平均值为２５．３５±２．７１ｍｇ／ｍ３;（２）浮游植物
密度范围为０．４０～２１０．９１×１０６ｉｎｄ／Ｌ、平均值为（１０．０２±２．４５）×１０６ｉｎｄ／Ｌ;（３）浮游植物叶绿素ａ浓度与浮游植物密度在时间分布上呈现春夏季较高,秋冬季较低的特点,在水平分布上呈现北高南低的特点;（４）叶绿素ａ浓度与浮游植物密度的相关性分析表明,浮游植物总密度与叶绿素ａ浓度在０．０１水平下显著相关,绿藻门、蓝藻门、硅藻门、隐藻门浮游植物对叶绿素ａ浓度的贡献较高,不同浮游植物对叶绿素ａ浓度的贡献随季节发生变化．     

水中叶绿素浓度偏振反射光谱特性研究

自然界的水体尤其是内陆水体常常会受到大面积污染并且富营养化,而水中藻类物质的大量繁殖是造成水体富营养化的一个重要指标。在藻类中叶绿素的含量是比较稳定的,并且测量方便,因此在水体富营养化程度监测中,将叶绿素浓度作为其重要参数来研究是科学可行的。本文通过完整测量和分析不同叶绿素浓度水体在2π空间上的偏振反射光谱数据,总结出其中的变化规律,为以后利用偏振光谱监测水体富营养化状态提供科学依据。     

稳定性二氧化氯对水华微囊藻叶绿素a及酶活性的影响

研究稳定性二氧化氯对水华微囊藻叶绿素a及酶活性的影响。研究结果表明:水华微囊藻叶绿素a的抑制率与稳定性二氧化氯的投加质量浓度成正相关性,当稳定性二氧化氯投加质量浓度为1.08 mg/L时对水华微囊藻叶绿素a抑制率超过51%。CAT酶活性随着稳定性二氧化氯投加质量浓度的增大而增加,当投加质量浓度为1.08mg/L时,CAT酶活性是对照组的8.6倍,但SOD酶活性反而降低,同时膜脂过氧化产物和氧化胁迫的增加导致水华微囊藻丙二醛(MDA)值出现异常,表明稳定性二氧化氯对水华微囊藻具有很好的抑制效应。     

基于环境一号卫星影像的内陆水体叶绿素a浓度遥感定量反演模型研究

叶绿素α是反映内陆水体富营养化程度的一个重要参数,通过遥感定量反演模型提取叶绿素α浓度是内陆水体富营养化监测的重要途径。以典型的内陆水体——太湖为实验区,基于环境一号CCD多光谱数据和同步地面实测叶绿素α浓度数据,建立了以CCD4/CCD2为自变量的叶绿素α浓度反演经验模型。基于环境一号HSI高光谱数据,结合内陆水体中叶绿素α、悬浮物、黄色物质和纯水的固有光学特性以及三波段模型理论,选取了反演叶绿素α浓度的三个最优波段:HSI73、HSI74、HSI87,并建立三波段模型。最后通过两种定量反演模型对比实验。实验结果表明基于HSI高光谱数据的三波段模型反演精度更高,可以有效的用于内陆水体的叶绿素α浓度反演。研究为内陆水体叶绿素α浓度定量反演提供了研究基础。     

水生所发现维生素E对于蓝藻越冬的作用

中科院水生所徐旭东研究员领导的蓝藻遗传学与生物技术学科组利用一种中温蓝藻模式生物——集胞藻PCC6803，发现了蓝藻的“获得性寒冷光照耐受性（ACLT）”，认为是蓝藻越冬的重要基础，并证明阿法-维生素E是形成ACLT所必需的，研究结果发表于新近一期细菌学期刊（Journal of Bacteriology，190：1554—1560）。蓝藻在富营养化淡水湖泊中往往过量繁殖形成水华，加剧水质恶化，造成异味，甚至产生毒素，成为世界性的环境问题。我国一些大型浅水湖泊发生蓝藻水华造成的影响尤为严重，影响周边居民的生活。蓝藻水华的爆发一般经历越冬、复苏、生物量增加和上浮聚集四个阶段。蓝藻细胞成功越过冬季寒冷条件才能成为次年水华发生的种源。对于蓝藻越冬已有一些生理生态研究，但对于其机理尚不能清楚阐述。     

"珠海一号"采煤沉陷区叶绿素a浓度反演研究

"珠海一号"卫星高光谱数据具有高时空分辨率的特点,为采煤沉陷区水质时空监测提供了更高精度的数据源.叶绿素a浓度是评价水质状况的重要参数.为探究淮南采煤沉陷区叶绿素a浓度反演模型,以安徽淮南顾桥采煤沉陷区为研究对象,基于"珠海一号"高光谱影像和水样测试数据,对采煤沉陷水域叶绿素a浓度反演模型进行构建,反演并分析了顾桥采煤沉陷区叶绿素a浓度空间分布特征及其成因.结果表明:基于珠海一号高光谱影像(b10+b19-b2)/(b10+b19+b2)波段组合方式构建的三次函数模型精度和稳定性较高,可以用于顾桥采煤沉陷区水质的动态监测;顾桥沉陷区水域总体叶绿素a浓度较高,高值区主要位于水域中部,且南部水域高于北部;农田施肥和工矿生产、居民生活污水的排放是造成沉陷区内叶绿素a浓度上升的主要原因.     

基于传感器网络的蓝藻远程监测系统方案设计

本文针对实时监测蓝藻技术的要求和特点,提出无线传感器网络在蓝藻远程监测系统中的应用。系统集成了叶绿素荧光传感器、数字温度传感器、无线传感器网络、GPRS网络等先进技术,实时跟踪水体蓝藻和温度发展情况,对蓝藻浓度超标区域发出预警信息,为判决蓝藻爆发提供参考依据。文章对系统设计方案进行了研究。     

基于遥感影像光谱分析的蓝藻水华识别方法

利用Landsat-7 ETM+遥感影像数据,以淀山湖为例,在分析蓝藻和其他典型地物影像光谱曲线及其特征的基础上,构建归一化蓝藻指数(NDI_CB),有效地从浑浊水体中提取蓝藻信息.通过k-均值非监督分类结果可以发现,构建的归一化蓝藻指数较传统的归一化差值植被指数(NDVI)和比值植被指数(RVI)更加适用于提取低密度蓝藻空间分布信息.在此基础上,基于遥感影像光谱特征和归一化蓝藻指数,采用了支持向量机的分类识别模型,最终得到淀山湖区域蓝藻的空间分布范围与面积,通过发现在某一特定时间蓝藻分布的规律,为蓝藻预警和治理的生态学分析提供了及时、有效和客观的依据.     

武汉市解放公园池塘的微囊藻水华及其毒性变化的生态研究

报道了一小型富营养化公园池塘中(年度总氮、总磷的平均值分别为6.1和1.79mg@L-1)微囊藻水华及其毒性变化的生态研究结果.水华中铜绿微囊藻的多度大于90%.水华集中在5～10月间(水温在16～33℃之间)暴发,共出现了3个显著的生长峰,3个峰的叶绿素a含量分别为0.73,1.44和1.30mg@L-;该池塘中磷与水华没有相关性,铵氮则明显影响水华的发生与消亡,9.5～10.75mg@L-1浓度的铵氮促进微囊藻水华的暴发,铵氮低于0.89mg@L-1时,微囊藻水华的发生受到限制,也就是说,高浓度的铵氮是水华的"促进因子”,低浓度的铵氮是水华的"限制因子”.水华期间藻细胞的毒性呈逐步升高的趋势,但毒性峰的位置总是滞后于生长峰,而且是生长峰越大滞后的时间越长.     

基于GF-2影像的苏州市区水质遥感监测

城市水体水质遥感监测是治理城市水体水质遥感监测是治理城市水环境污染的重要基础,也是城市生态系统建设的重要组成部分。本文基于GF-2影像,建立城市水体水质参数反演模型,对2015年-2017年苏州市区水体的叶绿素a浓度、悬浮物浓度、透明度三种水质参数进行遥感监测,分析了苏州市城市水体水质参数的时空变化特征并且对苏州市水环境进行了评价。结果表明,苏州市区水体叶绿素a浓度整体偏高,但平均水平逐年降低。各个市辖区城市河道平均叶绿素a浓度相差不大。大型河流湖泊中,虎丘湿地叶绿素a的平均含量在2015年-2017年间均处于最高水平。三年间市区城市河道的平均悬浮物浓度降低明显,悬浮物浓度较高的河道均主要集中在虎丘区。大型湖泊的悬浮物浓度不高,逐年降低明显。盛泽湖的平均悬浮物浓度最低,透明度最高。京杭运河的悬浮物浓度一直保持在最高水平,且变化不大,吴淞江汇入京杭运河部分水体悬浮物浓度偏高。2016年元河塘悬浮物浓度突然增高并在2017年有所降低,但仍高于2015年。透明度的分布变化趋势与悬浮物浓度相反,符合常规规律。苏州市区水质逐年改善,但仍水质情况仍不容乐观。京杭运河、元河塘、虎丘湿地由于人为活动导致水质较差,今后需进行重点监测与治理。其余河流湖泊水质均逐年改善,盛泽湖的水质处于最优水平。根据相关资料查阅,遥感监测苏州市区水体水质情况符合实际情况,GF-2影像能有效地反演城市水体的水质参数信息并显示其分布变化规律。     

结合实测光谱数据的珠江口水质遥感监测

河口近岸海域面积广阔,生物生产力高,受人类活动及陆源物质的影响较大,是自然因素和人为因素共同影响水体生态环境的典型区域.文章研究了珠江口近岸海域水体叶绿素a浓度和悬浮物浓度的遥感定量反演方法,并在实验水域验证了现有遥感反演模型的适用性;结合实测数据和遥感影像数据,通过统计分析建立珠江口近岸水域的叶绿素a浓度和悬浮物浓度的反演模型;利用Landsat8遥感影像反演了珠江口近岸海域叶绿素a浓度和悬浮物浓度的分布情况,提取珠江口近岸水域面状水质信息;反演结果符合理论分析和实际情况,证明本研究建立的水质参数遥感反演模型及方法适用于珠江口近岸海域水质监测.     

基于SVM的莱州湾叶绿素浓度遥感反演

叶绿素浓度是浮游植物分布的指示剂，是衡量水体初级生产力和富营养化的基本指标。准确探测海水叶绿素浓度并分析其时空分布变化特征，对海洋生态研究海洋生物资源评价、海洋环境监测、海洋渔业管理等方面都具有重要意义。利用在莱州湾2007年6月至2007年8月测量的32组二类水体叶绿素浓度和同步实测辐射光谱资料，建立了莱州湾叶绿素浓度的荧光算法和SVM（Support Vector Machine）反演模式，并用9月份的8组数据作为验证，结果表明SVM反演模式在莱州湾具有很好的应用前景，为该区域水质参数遥感监测提供参考。     

高锰酸钾复合三氯化铁对藻类的去除效果研究

地表水体富营养化问题日益引起广泛重视,研究其水华治理技术具有重要的环境和生态意义。该文以高锰酸钾和三氯化铁为基础药剂,研究其复合除藻剂对藻类的去除效果。以蛋白小球藻为实验藻种,以叶绿素浓度为考察指标,进行了两种药剂的复配,确定了用于藻类去除的最佳复配比。以厦门某农村富营养化水体为基础,考察了复合药剂对藻类长时间去除效果,以及残余重金属离子的影响。结果表明,当高锰酸钾、三氯化铁复合浓度比为0.8∶50时,蛋白核小球藻96 h内叶绿素去除率高达90%,去除效果明显。复合药剂对地表水体藻类接触反应6 h后,叶绿素a浓度降至3.08μg·L-1,叶绿素a去除率为96.4%。复合药剂投加96h后,水中残余的Fe3+、Mn2+浓度趋于稳定,水中残留铁含量约为0.13~0.19 mg·L-1,水中锰的残留量约为0.13~0.25 mg·L-1。     

松花湖叶绿素a分布特征及相关因子研究

2006年6～10月,对吉林松花湖叶绿素a的分布、变化特征及与相关环境因子(浮游植物、总磷、温度、溶解氧)的关系进行了研究.结果 表明,松花湖不同采样点叶绿素a浓度差异显著,并且上游向下游递减,表水层较大,垂直分布呈单峰变化,最大值一般出现在2～4m;松花湖已经局部富营养化,磷为限制性营养因子.温越层对叶绿素a的分布有一定影响.     

滇池水体叶绿素a与相关环境因子的多元分析

2002年1月至2003年12月对滇池蓝藻水华控制试验区及水华暴发严重的海东湾和马村湾等12个样点进行了为期2年的逐月监测,对监测数据进行了多元逐步回归分析,找出与叶绿素a显著相关的影响因子,建立多元回归方程,同时分析了叶绿素a含量的时空分布情况,并应用修正的卡尔森营养状态指数(TSI)对各样点进行了排序.结果表明:试验区整体上叶绿素含量很高,在0.011 mg/L到1.359 mg/L之间,各样点叶绿素a含量时空分布比较大,夏秋季含量比较高,冬春季稍低,从样点上看最高值基本上出现在污染严重的海埂湾样点,并且各样点TSI均在79以上,显示为重富营养化水平;影响各样点叶绿素水平的显著相关因子各不相同,其中硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、pH值均对其影响不显著,DO值只对受造纸厂污水污染的24号福保湾样点有显著影响;湖区各样点对叶绿素a有显著影响的理化因子各不相同,但水温、总氮、总磷表现为正相关,透明度表现为负相关.