太湖蓝藻水华分级及其时空变化

根据MODIS影像和实地监测叶绿素a浓度数据，采用太湖蓝藻水华分级评估方法，对2004~2008年太湖不同类型蓝藻水华类型进行评估并统计分析，探求太湖蓝藻水华特征及其时空变化规律，以期为太湖蓝藻水华预防和预警提供支持。结果表明：（1）2004~2008年，全湖共发生蓝藻水华414次，以小型蓝藻水华为主，发生333次，占总次数的80.43%；随着蓝藻水华级别的增加，发生次数逐渐减少；（2）空间上，蓝藻水华主要发生在太湖的北部和西部区域，并且蓝藻水华发生级别由高到低基本上沿西北-东南方向分布；（3）年际变化上，蓝藻水华发生次数呈逐渐增加趋势，蓝藻水华级别较高、次数较多的年份主要集中于2006年和2007年；（4）年内变化上，4~8月份，蓝藻水华发生次数呈增加趋势，8~11月，蓝藻水华发生次数逐渐减少。并且，蓝藻水华主要集中于5月和7~10月份，尤其是8~10月。     

基于BP人工神经网络和模糊理论的太湖蓝藻水华发生风险评价

目前，湖泊蓝藻水华是我国乃至世界的重大环境问题之一。蓝藻水华的暴发机制复杂，具有明显的不确定性。以太湖为例，根据近5 a水环境和水华发生的实测数据，结合BP（Back Propagation）人工神经网络和模糊理论，建立了蓝藻水华发生风险的模糊风险评价方法。对太湖9个水环境功能区的评价结果表明：西部沿岸区、梅梁湖蓝藻水华发生风险最大，为重度蓝藻水华风险区；竺山湖、五里湖次之，为中度蓝藻水华风险区；南部沿岸区、贡湖、湖心区为轻度蓝藻水华风险区，东太湖和东部沿岸区水华发生风险最小，为轻微蓝藻水华风险区。建立的评价方法和评价结果，可为蓝藻水华的预测、预警以及风险管理提供参考和依据。     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

基于Landsat影像巢湖蓝藻水华暴发时空变化特征及其驱动因素分析

为研究巢湖蓝藻水华暴发的规律，该文以Landsat影像作为数据源，采用AFAI指数对藻华进行提取，分析1983～2017年巢湖蓝藻暴发的时空动态变化特征，并探讨巢湖藻华暴发的驱动因素。结果表明：1983～2017年巢湖藻华暴发频次、持续时间都在增加，历年最早暴发时间逐渐提前，藻华覆盖面积总体呈增加趋势。巢湖藻华主要分布在西北入湖口，西北部是巢湖藻华暴发的核心区。从其驱动力分析发现，风速、气温和大气压力是导致巢湖暴发重要影响因子，人口增长、GDP快速发展、施肥增加以及生活污水排放量增加是导致巢湖藻华现象日益严重的重要人为因素。     

公众太湖蓝藻水华生态风险感知特征研究——以无锡市区为例

蓝藻水华暴发已成为全球性生态环境问题。太湖作为流域重要的水源地，2007年蓝藻水华事件的暴发引起公众的高度关注。运用问卷调查法，研究无锡市区489名公众的太湖蓝藻水华生态风险感知特征及其主要影响因素。研究结果表明：蓝藻水华生态风险被公众知觉为总体风险是陌生和完全可控的；蓝藻水华暴发原因是陌生和不可控的，这是引起公众风险意识的主要因素。影响公众蓝藻水华生态风险感知水平的主要因素有媒体、信息和个体因素。报纸广播电视是主要的媒体因素。信息因素有灾害信息、灾害治理信息、政府防范措施信息。灾害治理信息的影响作用最大，其次是灾害信息和政府防范措施信息。不同性别、年龄段、教育程度、收入水平及职业的人群，对不同类别的风险信息关注程度不同，影响到个体风险偏好的不同。研究结果有助于决策者更全面地理解蓝藻水华风险的本质，开展风险沟通，针对不同特征的人群选择有效的风险管理方案。〖     

长江中下游地区连阴雨变化特征分析

利用长江中下游地区86站1961~2011年逐日降水量资料,采用线性倾向估计法和M-K突变检验法,分析该地区年连阴雨日数、过程次数、总降水量及降水强度的时空变化特征。结果显示:长江中下游地区大部连阴雨日数有70~130 d/a、连阴雨过程次数有7~12次/a、连阴雨总雨量为500~1 300 mm/a、年均连阴雨强度为8~10 mm/d,连阴雨过程持续时间多在8~11 d/次左右。其中连阴雨日数和频次总体呈现出南多北少、连阴雨总雨量呈东南多西北少、雨强呈东强西弱的分布态势;近50 a来,长江中下游地区平均年连阴雨日数、连阴雨过程频次、连阴雨总雨量均呈减少趋势,减少速率分别为3.8 d/10 a、0.3次/10 a、18.5 mm/10 a,其中连阴雨日数、频次减少趋势显著;降水强度呈显著增加趋势,增加速率为0.2 mm/(d·10 a)。空间上,西部连阴雨日数、过程次数均呈显著减少趋势,东部呈微弱的减少趋势;大部地区连阴雨总量均呈显著减少趋势,其中西部尤为突出。突变分析发现,长江中下游连阴雨存在突变年份,各统计因子突变主要集中在1991~2011年,连阴雨日数减少突变发生在2003年,2006年起减少趋势超过显著性水平;连阴雨频次突变发生在2004年,2010年起减少趋势超过显著性水平;连阴雨总雨量突变发生在2006年,但这种突变不显著;连阴雨降水强度于1992~1994年发生突变,2010年起增加趋势超过显著性水平。     

太湖沉积速率分布演化及其淤积程度健康评价

分阶段（1963～1986，1986～2002）分析了太湖各湖区沉积速率空间分布，发现各湖区沉积速率均有不同程度的增加，以东太湖最为显著，从29 mm/a增加至124 mm/a。同一沉积速率对不同水深的湖泊有不同的意义，因此为了对太湖各湖区淤积程度进行健康评价，提出相对沉积速率的概念，即沉积速率与湖泊平均水深的比值，并将其作为评价湖泊淤积程度健康与否的指标。健康评价标准根据国内主要湖泊的相对沉积速率确定，即最大相对沉积速率健康得分为0，相对沉积速率为0，健康得分为100，归一化求得太湖各湖区淤积程度健康得分。结果表明，贡湖、湖心区处于健康状态，东太湖为不健康，其他湖区为亚健康，全湖有从亚健康向不健康发展的趋势。〖     

透视中国小时极端降水强度和频次的时空变化特征(1961～2013年)

极端降水事件具有小概率和高风险的特征,采用高分辨率数据有助于了解极端降水真实情况。采用1961～2013年中国小时降水数据,从极端降水的强度和频次特征出发,采用多种数理统计方法诊断中国小时极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)不同重现期下的中国小时极端降水强度具有明显的东南高-西北低的空间分异特征。不同百分位数下的中国小时极端降水阈值也具有东南高-西北低的空间分异特征。(2)不同百分位数下的1961～2013年中国小时极端降水频次变化趋势主要以增加趋势为主,且随着百分位数的增加,增加趋势趋于减小并向长江流域地区集中。中国小时极端降水频次波动特征则呈东南波动小-西北波动大的空间分异格局,且随着百分位数的增加波动大的地区从西北向东部和南部地区扩张,同时西部地区逐渐呈现出波动大小镶嵌的格局。(3)90%和95%分位数下的中国小时极端降水频次EOF分析表明,中国小时极端降水频次具有明显不同的时空变化模态,且前两个模态可以反映中国小时极端降水频次的主要时空变化模态。两种超阈值取样方法均反映了长江流域呈增加趋势的时空模态特征。     

长江中下游地区汛期暴雨频次的时空分布特征

利用长江中下游地区六省一市1960~2003年81个台站汛期（5~9月）逐日降水资料，统计出了不同台站近44年逐年汛期暴雨事件的发生频次，并进行了时空分布特征分析。结果表明：汛期暴雨事件最频发的区域在皖南到赣北一带，而北部的鄂北和皖北是最少发的区域；一致性异常特征是长江中下游地区汛期暴雨事件发生频次的最主要空间模态；汛期暴雨事件发生频次可分为以下5个主要的空间分型：两湖平原型、北方型、长江沿江型、南方型、沿海型；从长期变化趋势来看，两湖平原型、长江沿江型和沿海型暴雨事件发生频次表现为较明显的增加趋势，南方型基本没有长期变化趋势，但有先降后升的特点，而北方型表现为弱的减少趋势；近44年来暴雨事件发生频次各分区的周期振荡不太一致。     

Analysis of microcystins in cyanobacteria blooms and surface water samples from Meiliang Bay,Taihu Lake,China

Taihu Lake is the third largest freshwater lake in China. In recent years, the water pollution of cyanobacteria blooms has become a severe problem in this area. Microcystins (MCs) are an important group of toxic compounds mainly produced by some cyanobacteria species and have both acute and chronic hepatotoxic effects on animals and humans. This paper presents the first data on the identification and detection of MCs in both natural occurring cyanobacteria blooms and surface water samples (0-0.5 m), collected from Meiliang Bay, Taihu Lake, China. A conventional method for extraction and isolation of MCs from cyanobacteria blooms was applied. High-performance liquid chromatography (HPLC) analysis showed that the main toxic component in the cyanobacteria materials was MC-LR. The monoclonal antibody (mAb) against MC-LR produced by hybridoma technique was employed for direct competitive ELISA to detect the concentrations of MCs in bloom and water samples collected in 2001. The results not only revealed the presence of MCs but also temporal variations of MCs levels of three sampling stations in Meiliang Bay in 1 year. It is obvious that the MC contents were relatively higher during warm months and related with the status of eutrophication. Our study indicates the threat associated with MCs in water body of Taihu Lake. To prevent the MCs potential hazard on public health in this area, some necessary measures of monitoring and control of growth of cyanobacteria are urgently needed.     

太湖和滇池表层水体水质与水华蓝藻生物质生化性状的关系

根据2010年5～8月对滇池海埂和太湖竺山湖监测点的逐月监测结果,对同时期不同地域湖泊水体的污染状况进行比较研究,并评估了表层水体水质与水华蓝藻生化性状指标之间的相关性。结果表明：滇池水体的富营养化程度较太湖高,从取样月份之间差异来看,滇池表层水体水质指标均呈现先升高后降低再升高趋势,以6月份为最高,而太湖则呈逐月升高趋势。滇池蓝藻生物质中凯式氮、全磷和总养分（N+P2O5+K2O）含量均与太湖相当,但是滇池蓝藻C/N较太湖高,且除As、Cd元素超标外,各样品中其余重金属元素的含量均低于有机肥料行业标准（NY525 2011）。通过进一步的相关性分析表明,无论滇池还是太湖水域,其水华蓝藻中的Pb和Cr之间表现出明显的同源性;此外,表层水体NH+4 N水平可以作为水体富营养化程度的快速指示指标     

近十年鄱阳湖区极端干旱事件频发现象成因初析

近10 a来鄱阳湖区极端干旱事件频发，引起国内外媒体舆论的广泛关注。针对这一情况，运用流域降水、地表蒸散和出湖径流等数据，从流域水量收支平衡的角度，较为系统地分析了导致鄱阳湖区极端干旱事件频发的原因。结果表明，近10 a来鄱阳湖水文干旱起始日期提前，枯水期拉长。虽然干旱持续时间的长短呈现2~3 a的波动，但在总体上呈现逐渐加长的趋势。从流域水分收支的角度来看，近10 a来以水分亏缺为主，流域降水亏缺是基本的致旱因素，流域蒸散量增加则起到一定的增强作用，而出湖径流所起的作用比较复杂，在多数情况下其致旱的影响程度弱于流域降水作用。长江顶托作用强弱变化可以调节流域的水分收支平衡，强化或者减轻湖泊的干旱程度。2003、2004、2007、2008和2009年发生的极端干旱事件主要由流域水分收入项的大幅度减少所造成的，而长江水情变化在多数情况下加剧了流域水分收支的不平衡。这些研究结果明晰了鄱阳湖流域气象干旱与湖泊水文干旱之间的关系以及长江水情变化所扮演的重要角色，为应对未来的干旱变化和制定合理的抗旱防旱对策与措施提供了科学的依据     

底泥悬浮对营养盐释放和水华生长影响的模拟

通过室内模拟实验研究了扰动引起的太湖底泥悬浮对水体氮磷营养盐和蓝藻水华的影响，其中底泥和上覆水均来自太湖，扰动强度以悬浮物浓度表示。实验监测了底泥扰动过程中以及扰动停止后48 h之内水体氮磷营养盐和叶绿素a的变化，采样间隔为6 h。实验结果表明，扰动明显增加了水体中总氮、总磷、活性磷等含量，但是可溶性无机氮的增加不明显，叶绿素a含量没有出现明显的增长。水华没有出现明显增长很可能是氮限制的原因。由此推测太湖一次风浪扰动过程引起的底泥营养盐释放不一定就能够加剧蓝藻水华的暴发。底泥中释放的营养盐对蓝藻水华的影响需要进一步研究     

西太湖区域水环境容量分配及水质可控目标研究

西太湖流域产业、人口集聚,水环境污染一直以来是该区域经济可持续发展的制约因素之一,利用2010年的监测数据对西太湖主要入湖河流及湖体的水环境状况进行了分析,通过对研究区域工业点源、城镇和农村生活源、农田面源和畜禽水产污染源排污的分布情况调查,并计算了入河污染物量;利用构建的西太湖区域水量水质数学模型,估算了区域水环境容量,依据水环境功能区的水质目标与水域面积分配到了各市/区,在充分调查现有与规划的各类型污染源总量控制工程措施的基础上,量化出具有空间分布的流域污染削减率,并提出水质可控目标。结果表明:太湖湖体受总氮污染影响总体水质劣于Ⅴ类,研究区域主要入湖河流基本处于Ⅳ类,氨氮超标最严重;进入水体的COD为25 410.2 t/a,氨氮2 795.4 t/a,总氮4 646.4 t/a,总磷313.8 t/a,其中城镇生活源污染物入河量所占的比例最大,各类污染物均在35%~50%,尤以宜兴市和常州武进区负荷较大;各控制单元进入水体的污染物量基本都超过了水环境容量,近期各市/区COD、氨氮、总氮和总磷的削减率分别为8.0%~56.0%,8.0%~62.1%,6.0%~41.8%,8.0%~59.9%,远期污染物削减率更高;最终通过模型推算,定出西太湖湖体各污染因子的可控目标,2015年,COD、氨氮、总氮和总磷分别为4.50、0.80、3.50和0.08 mg/L,2020年进一步达到4.50、0.60、3.00和0.07 mg/L,为西太湖总量控制提供科学依据。     

太湖流域上游河流污染空间分布特征研究

为把握太湖流域上游西北部河网区域水体的N、P污染特征及其空间分布，2010年8月在该区域内的武进港 直湖港水系、洮滆水系、丹扁孟河（丹金溧漕运河、扁担河及孟津河）以及宜溧河水系的河网，监测了39个河流断面的水质。研究表明，4水系TN平均浓度分别为388、283、291及193 mg/L，DTN占TN比重分别为9180%、7843%、7001%及8444%，河网氮输出均以DTN为主。在DTN中NO-3 N浓度所占比重分别为6747%、5275%、7748%及4281%，NH+4 N浓度所占比重分别为1633%、3316%、1127%及4351%。TP平均浓度分别为059、030、026及015 mg/L，DTP所占比重分别为6213%、4019%、4673%及3197%，而PO3-4 P浓度占DTP比重分别为2073%、5461%、4327%及7772%。武进港 直湖港水系N平均浓度显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗<001）高于宜溧河水系，与其它两水系无显著差异，P平均浓度显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗<005）高于宜溧河水系和丹扁孟河，与洮滆水系无显著差异。影响太湖流域上游西北部区域河流水网水质的主导因素为氮污染，而其中以DTN污染最为严重。太湖西北部是蓝藻水华暴发的重灾区，上游区域DTN的大量输入，将成为引发太湖水体生态系统灾变的潜在风险