营养水平与气象条件对太湖蓝藻水华暴发的影响研究

论文摘要

太湖是中国第三大淡水湖泊,承担着整个流域的淡水供应、洪涝调蓄、生态系统平衡维系等诸多作用。因为流域快速的经济发展,太湖受到严重的污染,大部分湖区水质为劣V类。过多的氮、磷是影响太湖水质评级的限制因素,因此,富营养化及由此而来的蓝藻水华暴发成为太湖当前面临的最为重要的生态问题。本研究收集了1991年10月至2006年12月间太湖的水质及气象数据,利用相关分析及单因素方差分析等统计分析方法,考察了营养盐及气象因素对太湖蓝藻水华暴发的影响及各因素不同级别对蓝藻水华暴发的影响程度。通过趋势分析发现,太湖的叶绿素a和蓝藻生物量的均值在1991年至2006年分别经历了2个（1996-1997年、2004-2005年）和3个高峰（1994-1995年、1998-1999年、2004年）,总氮、总磷均值的年变化与叶绿素a均值的年变化规律近似,气温、风速、降雨量的年变化较小,但高温年份与蓝藻生物量均值的峰值年份有明显重合,而且气温有每年高温提前和延后的变化趋势。相关分析的结果表明,与蓝藻水华暴发密切相关的当月因素包括总磷、气温,前期因素包括（隔季）总氮。前期（隔季）风速与前一季的降雨量在某些情形下也会与叶绿素a和蓝藻生物量表现出显著的相关性,但很难判断这些因素的重要性。总磷与生物因素的相关性比较独立,不受其他因素控制。气温和前期（隔季）总氮会互相干扰,这或许与二者有着近似的季节变化有关。分级分析的结果为：总磷分为三个级别（<0.088mg/L,0.088mg/L-0.132mg/L,>0.132mg/L）,气温分为两个级别（<17.8℃,>17.8℃）,前期（隔季）总氮分为四个级别（<2.32mg/L,2.32 mg/L-2.93 mg/L,2.93 mg/L-3.51 mg/L,3.51 mg/L-4.35 mg/L）,风速和前期（隔季）风速不予分级,降雨量分为两个级别,前一季的降雨量分为七个级别,前两个月的气温分为五个级别。总磷增加时,以叶绿素a表征的蓝藻水华暴发频率显著增加,总磷的1、3级别对以叶绿素a表征的蓝藻水华暴发有很好的负向和正向指示作用。气温增加时,不论以叶绿素a表征、还是以蓝藻生物量表征,蓝藻水华暴发频率都显著增加,17.8℃可以作为蓝藻水华暴发预警的一个参考值。前期（隔季）总氮增加时,以叶绿素a和蓝藻生物量表征的蓝藻水华暴发频率都显著增加,前期（隔季）总氮的1、4级别对蓝藻水华暴发有很好的负向和正向指示作用。其余因素的不同级别尽管也有一些对蓝藻水华暴发表现出良好的指示作用,但不易解释,较难采用。因此,营养盐依然是太湖蓝藻水华暴发过程中最为根本的因素,氮、磷的共同控制是遏制太湖蓝藻水华暴发最根本的手段。气温对太湖蓝藻水华暴发的促进作用明显,太湖高温提前、延后的趋势明显,这或许意味着太湖面临的蓝藻水华暴发问题将愈发严峻。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 研究目的、内容与方法
• 1.3 研究技术路线
• 2 研究进展
• 2.1 基于蓝藻生长规律的理论研究
• 2.1.1 营养条件对蓝藻水华暴发的影响
• 2.1.2 气象条件对蓝藻水华暴发的影响
• 2.2 基于历史资料的统计分析研究
• 2.3 现有研究存在问题
• 2.4 本章小结
• 3 研究区概况与数据收集
• 3.1 研究区概况
• 3.2 数据收集
• 3.2.1 水质数据
• 3.2.2 气象数据
• 3.3 数据选取
• 3.4 基本假设
• 3.5 本章小结
• 4 历史趋势分析
• 4.1 蓝藻水华暴发趋势分析
• 4.2 营养条件趋势分析
• 4.3 气象条件趋势分析
• 4.4 本章小结
• 5 营养水平与气象条件的影响模式
• 5.1 相关分析
• 5.1.1 两两相关分析
• 5.1.2 偏相关分析
• 5.2 分级分析
• 5.2.1 全湖数据的分级分析
• 5.2.2 分监测点的分级分析
• 5.2.3 叶绿素a对营养盐分级的响应
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间取得的主要成果
• 附表