太湖葉綠素a濃度分布的時(shí)空特征及其影響因素

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1、環(huán)境化學(xué)第32卷第5期Vol．32，No．52013年5月May2013ENVIＲONMENTALCHEMISTＲYDOI:10．7524/j．issn．0254-6108．2013．05．010太湖葉綠素a濃度分布的時(shí)空特征及其影響因素1*23114錢(qián)昊鐘趙巧華錢(qián)培東錢(qián)小陶李萬(wàn)里陳宏波(1．江蘇省宜興市氣象局，宜興，214206;2．南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院，南京，210044;3．江蘇省無(wú)錫市氣象局，無(wú)錫，214101;4．江蘇省常州市氣象局，常州，213022)摘要基于2005—2009年20次太湖采樣期間的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，

2、研究了太湖葉綠素a濃度的主要分布特征，分析了水環(huán)境因子對(duì)葉綠素a濃度分布的季節(jié)性和空間性影響．結(jié)果表明，太湖葉綠素a濃度分布的空間差異較大，主要表現(xiàn)為梅梁灣、竺山灣、太湖西部和西南部湖區(qū)為葉綠素a濃度距平經(jīng)驗(yàn)正交分解(EOF)第一模態(tài)空間分布的顯著正值區(qū)，太湖湖心和東南湖區(qū)則為負(fù)值區(qū);影響葉綠素a濃度的因子有水溫、溶解氧、總氮、磷酸根和總磷，但總磷和水溫的影響相對(duì)更為顯著，而各季節(jié)葉綠素a濃度的影響因子則略有差異;影響藻類生長(zhǎng)的因子存在較大的空間分布差異，但總磷、水溫和溶解氧是其主要限制性因子，氮類營(yíng)養(yǎng)鹽的影響則處于次要地位．關(guān)

3、鍵詞太湖，葉綠素a，EOF，Q型聚類，逐步回歸．太湖位于長(zhǎng)江中下游地區(qū)的江浙交界處，是環(huán)湖城鎮(zhèn)供水的主要來(lái)源，同時(shí)也是水上航運(yùn)的重要通道，在周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過(guò)程中起著不可估量的作用．然而，隨著長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的工業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，大量污染物被排放進(jìn)太湖，太湖湖體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，藍(lán)藻大量繁殖，水體生態(tài)環(huán)境不斷惡化．為此，針對(duì)表征太湖藻類含量的重要參數(shù)———葉綠素a的研究成為了太湖治理和預(yù)警工作的重點(diǎn)之一．太湖葉綠素［1-2］［3］關(guān)系密切a濃度的高低與水體中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、水溫和溶解氧等水環(huán)境因子．陳永［4］基于太湖實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，認(rèn)

4、為藻類生長(zhǎng)的適宜濃度是根等－1TN＜5．4mg·L、TP為0．1—0．31mg·L－1，且－1，且在各個(gè)區(qū)域，TN、TP對(duì)葉綠素［5］發(fā)現(xiàn)太湖不同湖區(qū) a的分布影響程度不一．朱廣偉、不同季節(jié)的葉綠素a濃度差異顯著，且葉綠素［6］研究分析了太湖水體中氮磷a濃度與總氮、總磷呈極顯著相關(guān)．鄧建才等營(yíng)養(yǎng)鹽的分布規(guī)律，結(jié)果表明，太湖西部、北部?jī)珊臣柏暫乘w的葉綠素a濃度偏高，且太湖葉綠a濃度與氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽濃度呈顯著相關(guān)，但磷濃度的影響更為明顯．吳瓊［3］還認(rèn)為影響太湖五里湖葉綠素素a的顯著因子還包括溶解氧和湖水溫度．本文根據(jù)2005—2

5、009年20次太湖采樣期間的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，研究了太湖葉綠素a濃度的主要分布特征，采用Q型聚類分析對(duì)太湖湖區(qū)展開(kāi)合理分區(qū)，通過(guò)逐步回歸方法篩選出對(duì)葉綠素a濃度分布季節(jié)性變化和空間變化影響顯著的水環(huán)境因子，探討其對(duì)葉綠素a濃度變化的局地影響．1采樣與分析1．1研究區(qū)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布采用的水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)是由中國(guó)科學(xué)院太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究站(簡(jiǎn)稱太湖站)提供的常規(guī)監(jiān)測(cè)資料．監(jiān)測(cè)項(xiàng)目共8項(xiàng)，分別為水溫、總氮、總磷、溶解氧、氨氮、硝態(tài)氮、磷酸根和葉綠素a濃度．監(jiān)測(cè)點(diǎn)共32個(gè)，監(jiān)測(cè)頻率為每季度1次，監(jiān)測(cè)時(shí)段為2005—2009年(具體監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布見(jiàn)圖

6、1，采樣時(shí)間見(jiàn)表1)．1．2研究方法1．2．1經(jīng)驗(yàn)正交分解(EOF)經(jīng)驗(yàn)正交分解(EmpiricalOrthogonalFunction，EOF)是針對(duì)某一要素場(chǎng)進(jìn)行的，其基本原理是把包2012年8月27日收稿．*通訊聯(lián)系人，Tel:13771053672;E-mail:wuxiqhz@163．com790環(huán)境化學(xué)32卷含n個(gè)空間點(diǎn)(變量)的場(chǎng)隨時(shí)間變化進(jìn)行分解，主要用于從變量場(chǎng)的資料集中識(shí)別出主要的相互正交的空間分布型，也稱為時(shí)空分解．本文先對(duì)2005—2009年采樣期間表層葉綠素a濃度資料進(jìn)行預(yù)處理，再將距平形式的表層葉綠素

7、a濃度資料進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)正交分解，然后根據(jù)分解結(jié)果來(lái)分析太湖表層葉綠素a濃度分布的時(shí)空特征．圖1監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖Fig．1Locationofmonitoringsites表1采樣時(shí)間Table1Thetimeofsampling采樣序號(hào)采樣時(shí)間采樣序號(hào)采樣時(shí)間12005年2月20日—2月22日112007年8月12日—8月13日22005年5月16日—5月20日122007年11月19日—11月20日32005年8月18日—8月20日132008年2月18日—2月19日42005年11月16日—11月19日142008年5月15日—5月

8、16日52006年2月14日—2月16日152008年8月15日—8月17日62006年5月15日—5月17日162008年11月13日—11月15日72006年8月10日—8月12日172009年2月13日—2月15日82006年11月13日—11月15日18