基于生态分区的我国湖泊营养盐控制目标研究

为更好地控制我国湖泊的富营养化水平,在五大湖泊生态分区的基础上,对不同生态分区的100个湖泊总氮(TN)、总磷(TP)、TN/TP与叶绿素a(Chl-a)的关系进行了分析,进而提出了不同生态分区的湖泊营养盐控制目标.结果表明,五大湖泊生态分区中,东北湖区富营养化水平最低,华北湖区富营养化水平最高,近几年五大湖区湖泊富营养水平呈上升趋势.从TN、TP对五大生态分区湖泊Chl-a浓度的影响看,TP是东北和华北湖区湖泊藻类生长的限制性营养盐,而TN和TP同时是中东部、云贵和蒙新湖区湖泊藻类生长的限制性营养盐.从TN/TP判断,在TN/TP<10的湖泊中,除华北湖区外的其他4个湖区湖泊Chl-a均受TN显著影响;TP仅对东北、蒙新湖区湖泊的Chl-a有显著影响.在TN/TP>17的湖泊中,除蒙新湖区外的其他4个湖区湖泊Chl-a均受TP显著影响,而在中东部、云贵和蒙新湖区,TN对Chl-a也有显著影响.在10相似文献   

云贵高原湖区湖泊营养物生态分区技术方法研究

提出一种基于主成分分析、聚类分析、判别分析和空间自相关的分区模型,用于对云贵高原湖区湖泊营养物生态分区的研究.首先运用主成分分析方法对众多指标进行了降维综合处理,产生彼此互补相关又能综合反映湖区情况的4个新指标,累计贡献率达到93.69%,具有充分的代表性,构建了云贵高原湖区湖泊营养物生态分区指标体系.在此基础上,根据各区域新指标值,结合聚类模型初步将湖泊流域分为5类,再利用判别分析完成非湖泊流域的类别判别,最后运用空间自相关分析方法,按聚类结果进行全局自相关分析,Moran’sI为0.320,且检验值Z值为68.2,远大于临界值(显著水平1%所对应的临界值2.58),表明聚类结果与空间位置具有显著相关性,之后运用局部自相关对区域各因素的主成分综合得分的空间分布格局进行了量化分析,揭示了零散分类区块在空间地域分布上的关联和差异,根据关联结果完成最终的分区.结果表明,利用此分区模型可以尽量避免人为因素,得到更为客观的分区结果,具有良好的适应性和可行性,可为探索适合我国湖泊营养物生态分区的指标体系和分区技术方法,完成全国湖泊营养物生态分区和科学地制定我国湖泊营养物基准和富营养化控制标准提供技术支持.     

太湖水华期营养盐空间分异特征与赋存量估算

基于2013年7月的空间高密度采样数据,对太湖水华期水体营养盐进行了空间分异特征分析及赋存量估算,探讨了大型浅水湖泊不同生态类型湖区水华与营养盐的相关关系及样点设置的代表性.结果发现,水华期太湖水体营养盐及叶绿素a浓度(CHL)总体上均呈现由西北向东南降低的趋势;氮主要以溶解态存在,占总氮(TN)的76.28%,磷主要以颗粒态赋存,占总磷(TP)的66.38%.采用主成分分析和聚类分析,可以将采样点分为相互之间具有显著性差异的4个区域:第一区位于西北湖区,代表水华严重的重富营养湖区;第二区主要包括梅梁湾及南太湖的入湖河口一带湖区,代表水华和富营养化程度都相对中等的湖区;第三区包括湖心区和西南湖区,代表中等污染但水华频现湖区;第四区包括贡湖湾、胥口湾和东太湖等其他区域,代表水华影响较弱、水质较好湖区.分区统计分析表明,不同湖区影响浮游藻类生长的因子也不同:从全湖来看,与CHL显著相关的营养盐指标为TP、TN、溶解性总氮(TDN)和硝态氮(NO-3-N),而在第一区则为TP和TDN,第二区为TN和TDN,第三区为TP、磷酸盐(PO3-4-P)和TDN,第四区为PO3-4-P、溶解性总磷(TDP)和亚硝酸盐(NO-2-N).基于空间插值获得调查期间太湖水体TN、TDN、TP和TDP的赋存量分别为12 800、9 800、445和150 t.研究表明,作为一个大型浅水湖泊,因蓝藻水华空间迁移积聚特征和生态类型异化等特征,太湖水华期的营养盐具有高度空间异质性,对于此类大型浅水湖泊的监测与评价,应当考虑点位的合理布设及结果的恰当解读,避免因监测布点和统计方法不当而以偏概全.     

湖北省湖泊营养物生态分区技术方法研究

提出一种基于主成分分析、聚类分析、判别分析和空间自相关的分区模型,用于对湖北省湖泊营养物生态分区的尝试. 运用主成分分析法对众多指标进行降维处理,产生彼此互补又能综合反映湖区情况的新指标,构建了湖北省湖泊营养物生态分区指标体系. 在此基础上,根据各区域新指标值结合聚类模型进行湖泊流域的初步分类,利用判别分析完成非湖泊流域的类别归属判别,运用空间自相关分析方法对区域各因素的空间分布格局进行量化分析,以揭示零散分类区块在空间地域分布上的关联和差异,最后根据关联结果确定边界完成分区并进行特征描述. 结果表明,利用该分区技术方法体系可以尽量避免人为因素干扰,得到更为客观的分区结果,具有良好的适应性和可行性.      

湖泊营养物生态分区：中国东北的分区试验

湖泊营养物生态分区是实现湖泊富营养化分区控制的基础。论文以东北区为研究区域,从自然地理要素、生态系统和人类活动三方面建立指标体系,利用粗糙集方法确定各指标的权重,并据此计算栅格尺度湖泊营养物生态分区评价分值,并将其投影到小流域尺度上。在小流域尺度采用双约束空间聚类算法开展湖泊营养物生态分区。结果表明：①采用粗糙集方法,运用属性重要度确定各属性的客观权重,适合用于测算湖泊营养物生态分区指标体系中各指标的权重;②采用双约束空间聚类进行湖泊营养物生态分区,保证了分区结果在空间上的连续性和评价分值上的接近性;③可以将东北区分为大兴安岭北部山地区、小兴安岭山地-三江平原区、长白山山地区、松嫩平原区和辽东、辽西丘陵-辽河平原区。     

我国若干湖泊磷转化率的区域差异性研究

湖泊生态分区有利于其富营养化控制,湖泊营养盐流动特征是湖泊生态分区的重要指标之一,通过线性回归和模型分析相结合的方法,对表征我国湖泊营养盐流动特征的磷最大转化率指标开展了研究.结果表明,我国湖泊总磷(TP)向叶绿素a(Chl-a)转化的最大转化率(Rmax)模型为Rmax= k0/(1-η)(k0和η分别代表TP与Chl-a现存量线性回归方程的斜率和生态系统中磷传递效率),不同湖泊磷最大转化率与所在地多年平均积温显著相关,显著影响磷转化率的积温阈值范围为3400~4730oC·d,该积温阈值可判定我国不同区域湖泊生态系统中磷流动速率的快慢,表征我国湖泊磷的流动速率区域差异性.     

巢湖入湖河流分类及污染特征分析

为识别巢湖入湖河流主要污染特征和来源,以2008年入湖河流水质监测参数和河流入湖区藻类生物量数据为基础,采用多元统计方法对入湖河流进行了聚类和污染等级分级,并判别了湖区藻类生物量与河流营养盐输入负荷的关系.结果表明,入湖河流可分为3组,其水质分别受城市污染、水土保持和面源污染影响,其中城市污染控制型河流输入到巢湖中高锰...     

矿化度作为蒙新高原湖泊营养物基准影响指标的可行性

基于蒙新高原湖区多年综合调查资料及现场监测数据分析,结果显示蒙新湖区存在咸化趋势.多元逐步回归分析表明总磷、矿化度是影响蒙新湖区初级生产力的重要因子.相关性分析显示,蒙新高原湖区湖泊矿化度与溶解氧、pH值、总氮、叶绿素a及透明度相关,其中,溶解氧、pH值与矿化度呈极显著负相关(P<0.01);总氮、叶绿素a与矿化度呈极显著正相关(P<0.01);透明度与矿化度呈显著负相关(P<0.05).通过矿化度与国际公认的营养物基准指标[原因变量(TP、TN)和反应变量(Chl-a、SD)]之间的线性关系研究表明,矿化度应成为蒙新高原湖区湖泊营养物基准影响指标之一,研究结果为确定蒙新高原湖区湖泊营养物基准的候选变量和指标提供了理论依据.     

不同营养湖泊沉积物中210Pbex和营养盐垂向分布特征及相关性分析

对比分析了两个不同营养湖泊抚仙湖和滇池湖中心部位沉积物柱芯放射性核素210Pbex和营养盐(TOC、TN和TP)的垂向分布特征,探讨了两个湖泊不同湖区沉积物柱芯中210Pbex与营养盐(TOC、TN和TP)之间的相关关系.结果表明,两个湖泊沉积物柱芯中210Pbex和营养盐各个指标的垂向分布存在差异,总体上滇池沉积物柱芯中210Pbex的波动变化幅度略高于抚仙湖.滇池表层沉积物中210Pbex较为紊乱的分布特征与人类活动影响下的沉积物中Pb的物理化学迁移有关.沉积物中营养盐各个指标的变化则与特定历史时期不同强度的自然演化和人类活动双重因素影响密切相关.放射性核素210Pbex和营养盐各个指标之间的相关关系与两个湖泊或同一湖泊不同湖区的营养水平高低有关,其变化关系为富营养化湖泊滇池>贫营养湖泊抚仙湖,抚仙湖北岸>南岸.就单个营养盐指标与210Pbex之间的相关关系而言,TOC最强,TP次之,TN最弱.     

流域水环境承载力聚类分区方法研究——以湟水流域小峡桥断面上游为例

流域内社会经济发展水平与水资源环境条件存在空间差异,导致水环境承载力具有空间差异特征.因此,有必要在流域水环境承载力分区基础上,实施差异化监管.以湟水河流域小峡桥监测断面上游为例,基于国家控制单元划分16个子单元,从水环境承载力大小、水环境承载状态、水系统脆弱程度及水环境承载力开发利用潜力4个角度,构建水环境承载力聚类分区指标体系,并对其进行量化.在此基础上,利用k-均值聚类法对控制子单元进行合并分区.通过轮廓系数验证,将研究区划分为4类最合理,即重点保护水环境敏感区、限制开发水资源约束区、控制开发水环境超载区和优化开发高开发潜力区.针对不同分区特点,提出具有针对性的水环境承载力双向调控措施,为流域水系统精细化管理及可持续发展提供科学依据.     

聚类分析方法及其环境监测(水质分析)中的应用

文章对比分析了"系统聚类法"、"模糊聚类法"、灰色聚类法"三种聚类分析方法的原理、原则、聚类依据、聚类分析步骤,以及其各自的优缺点,并举例说明了其在环境监测领域(水质分析)的应用。     

改进灰色聚类法在大气环境质量评价中的应用研究

文章根据（GB 3095-1996）《环境空气质量标准》,应用改进灰色聚类法对厦门市全市及各个主要地区2007年-2011年的大气环境质量进行了评价。结果表明：改进的灰色聚类法引用指数型白化函数来建立样本值和各灰类之间的关系,解决了零权重的问题,应用修正聚类权值确定各个评价指标在不同级别中的权重,使最后的计算结果更加客观。经评价,厦门全市及各区2007年-2011年的大气环境空气质量均为二级,厦门市在经济快速发展的同时,保持了良好的大气环境质量。改进的灰色聚类法概念清晰,计算方便,评价结果客观。     

灰色关联度聚类分析在溢油鉴别中的应用

建立了灰色关联度聚类分析的溢油鉴别模式,提出了油种鉴别的置信水平λ_ｉ的灰色模糊区概念,给出了常见的１４种油、风化的任丘原油和海面溢油的灰色关联反动态聚类图,油种鉴别主要受风化和实验误差的影响,风化３０天,任丘原油同其它１３种油可分类的置信水平范围为０．８９６４＜λ_ｉ＜０．９８４１,海面溢油可鉴别区为０．０７０５＜λ_ｉ＜０．９３７８,溢油鉴别结果表明,本法较指纹谱图识法的准确度高。     

基于实例的系统聚类分析法在环境空气质量评价中的应用

基于系统聚类分析理论,介绍系统聚类最短距离法在环境空气质量评价中的应用。系统考虑影响环境空气质量的各种因素,在数据标准化处理的基础上,通过距离计算,达到对环境空气质量的系统分类,为制定区域环境综合治理措施和环境规划提供科学依据。     

典型时段区域污染过程分析及系统聚类法的应用

应用系统聚类法对2008年12月4─17日全国86个城市由空气污染指数(API)反算的ρ(PM₁₀₎进行聚类分析.结果表明:86个城市可以分为7个分区;根据ρ(PM₁₀₎的区域同步性特征及实况天气背景分析对7个分区进行了调整. 在12月4─17日的区域污染过程中,华北和华东2个地区为全国ρ(PM₁₀₎的高值区. 对华北和华东地区城市群ρ(PM₁₀₎的区域环境过程同步演变特征进行了对比分析,并根据天气型演变规律对形成原因进行了研究,建立了城市及区域环境污染过程与天气型背景的关系概念模型,揭示出天气型组合系统、分布、尺度、移动和演变是造成大气环境质量区域性、过程性特征和ρ(PM₁₀₎峰谷值出现的主要原因. 用聚类分析方法和所提出的概念模型可对我国城市和区域环境污染分区控制和成因进行深入研究.      

用灰色聚类方法综合评价地下水水质

本文提出了用灰色聚类进行地下水水质综合评价的方法。结合实例与模糊数学方法进行了对比,得到满意的结果。     

三沙湾海域表层沉积物灰色聚类分析研究

2012年8月,对福建省三沙湾海域12个表层沉积物监测站位进行采样监测。监测的因子包含石油类、铜、铅、镉、总汞、砷、有机碳、硫化物。通过建立灰色评价系统,对监测结果进行聚类分析,并对该海域沉积物质量状况进行综合评价。评价结果显示三沙湾海域表层沉积物总体状况良好,处于第一类沉积物质量水平,但局部区域铜、镉、砷含量较高。灰色聚类分析不受个别因子的干扰,较为客观地反映了实际情况,可较好地应用于海洋沉积物环境评价。     

模糊ISODATA聚类在矿山环境评价中的应用

矿山开采一方面繁荣了一方经济,另一方面也对生态环境造成了破坏和污染。被破坏和污染的矿山环境需要治理,治理的前提是如何适时监测和正确评价矿山环境。本文运用模糊数学中的模糊ISODATA聚类．建立模糊关系矩阵,使问题从地质变量空间向评语空间转换,通过对云南个旧某地区的废弃矿区土壤进行测试,应用该方法进行地质环境评价,提供了科学合理的治理依据。     

基于模糊AHP法定权的城市交通环境影响多级灰色评估模型

利用模糊AHP法来确定城市交通环境影响评价中各聚类指标权重 ,有效地将广义城市交通环境影响评价中复杂的权重确定问题分解、判断、综合 ,从而建立多级灰色聚类综合评价模型。并以南京市建成区为例进行交通环境影响综合评价 ,评价结果客观合理 ,表明基于模糊AHP法定权的城市交通环境影响多级灰色评估可以用于环境影响评价的实际工作中。