基于GOCI数据的太湖叶绿素a浓度反演和蓝藻水华遥感监测

太湖蓝藻水华是广为关注的环境问题,迫切需要实现蓝藻水华的动态监测。利用静止轨道海洋水色遥感器(GOCI)遥感数据构建了太湖叶绿素a反演的三波段模型,使用归一化植被覆盖指数(NDVI)进行蓝藻水华监测,并进行了富营养化评价。结果表明:(1)三波段模型优于波段比值模型,可以用于GOCI遥感数据反演太湖叶绿素a浓度。(2)2019年6月3日太湖叶绿素a大致呈湖心和西部浓度低,北部和西南沿岸浓度高的空间分布;从10:15至15:15,叶绿素a浓度先升高后降低。(3)竺山湖和椒山周边水域水华聚集情况较为严重,是当天重度水华的主要发生区域;水华的时间变化规律同叶绿素a浓度变化规律一致。(4)对2019年4月和6月的GOCI遥感数据进行富营养化评价发现,太湖富营养化水平总体呈西部高东部低、北部高南部低、边缘高中间低的趋势;6月较4月富营养化水平明显加剧。     

太湖水土界面氮磷交换通量的时空差异

利用原柱样静态释放实验及间隙水分子扩散模型对太湖典型草型湖区(东太湖)及藻型湖区(梅梁湾)的氮磷释放通量进行了逐月研究.原柱样氮磷静态界面交换通量(F_i)在同一湖泊不同生态类型湖区有差异性,东太湖氨态氮和可溶性磷酸盐的年平均交换通量分别为(44.9±21.9)mg·(m²·d)^-1(平均值±标准偏差)和(2.06±1.71)mg·(m²·d)^-1,梅梁湾为(16.2±12.0)mg·(m^-1·d)^-1和(0.53±0.52)mg·(m²·d)^-1.2湖区的分子扩散通量(F_m)同样表现为这样的差异,但是其绝对值与静态释放通量相比有数量级的差异,该模型不能用于太湖这样风浪显著且底栖生物活性较高的湖泊水土界面氮磷营养盐交换通量的估算.仅从不同生态类型的湖区比较结果看,草型湖区比藻型湖区有更高的氮磷交换通量.F_i/F_m比值作为1种反映底栖生物活性的指标反映出东太湖有更高的底栖活性.在水体溶解氧水平通常保持在较高的水平,即好氧状态下,氮磷界面交换通量与溶解氧水平(DO)无显著相关.同样,在现有浓度水平下,其水土界面交换通量与水体氮磷浓度无显著相关.东太湖较高的释放通量与相对较低的水体营养盐负荷的差异来自于大型水生植被的消浪促沉降及其本身的吸附吸收作用,这是恢复水生植被以重建健康水生生态系统的重要理论依据.     

1984～2017年太湖岛屿的动态变化及驱动因子分析

近些年来,围堰、跨区域调水、清淤等人类活动导致太湖中的岛屿面积的变化及其边界的迁移。基于Landsat遥感影像探究太湖内岛屿面积的变化趋势及边界的迁移方向,一定程度上反映人为因素对岛屿动态变化的的影响,进而指导太湖治理工作。通过波段分析、非监督分类以及分类后处理的方法从Landsat影像中提取岛屿信息,获得1984～2017年不同时期的岛屿面积和边界数据,并对岛屿面积和边界数据进行动态变化趋势的分析,最终结合从文献、年鉴和其他与太湖相关资料中总结的与太湖岛屿相关的人为活动信息分析引起太湖主要岛屿动态变化的原因。研究表明:小贡山、漫山岛和三山岛屿总面积均呈下降趋势,但下降程度与年际间波动幅度不同,岛屿面积变化的人为驱动因素可归纳为清淤和旅游开发,自然驱动因子为流水侵蚀;岛屿边界的迁移与"禁止围网养殖"、"湿地公园建设"等政策实施呈现显著相关性,且具体变化与政策颁布之间存在时间上的滞后性。     

风浪扰动对太湖水体重金属形态的影响

对不同风浪条件下水体中的悬浮颗粒物,采用ICP-AES测定其中Co,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn,Al,Fe和Mn不同形态的含量.研究表明,水体中Al,Fe,Co,Cr,Pb和Ni可提取态含量随风浪扰动程度的增强其含量均有不同程度的增大. Mn,Zn和Cu在7m·s-1风浪下含量最高,11m·s-1风浪次之,2m·s-1风浪最小.7m·s-1风浪与2m·s-1风浪相比,水体中Mn, Co, Cr, Zn, Cu和Ni的B1, B2, B3态含量增加3-20倍.11m·s-1风浪与7m·s-1风浪相比,Co, Cr和Ni的B1态含量分别增加31.1%-76.8%,Mn, Zn和Cu分别减少22.1%-38.6%; Cr,Zn和Ni的B2态含量增加12.1%-50.2%, Mn减少65.6%, Co和Cu的含量相当; Co和Ni的B3态含量增加15.4%-10.3%,Cr,Mn,Zn和Cu略微减少.水体中的金属主要以Fe-Mn氧化物结合态存在,且金属的三态比例随风浪的变化不明显. Mn的生物有效性最高,Zn,Cu和Ni次之,毒性较大的Pb和Cr的生物有效性较低.Al, Fe和Pb的Fe-Mn氧化物结合态比例非常高,约有74.56%-100%. Co,Cr和Ni的有机结合态比例较高,且Co和 Ni的三态比例比较均一,Cu的B3态较低.     

太湖梅梁湾水源水中微囊藻毒素浓度的变化

对太湖梅梁湾水源水中的总藻毒素TMC[(TMC-LR) (TMC-RR)]和胞外藻毒素EMC[(EMC-LR) (EMC-RR)]进行了跟踪检测.结果表明,水体中TMC-RR、TMC-LR、EMC-RR、EMC-LR质量浓度平均分别为1.819 μg/L、1.090 μg/L、0.491 μg/L和0.077 μg/L,无锡市的主要水源地水质已受到微囊藻毒素的污染.提出,应加强水源地水体中微囊藻毒素浓度的监测,确保饮用水的安全.     

太湖表层沉积物重金属污染评价与来源分析

对太湖湖区表层沉积物中11种重金属的总量进行调查分析,借助地累积指数法和潜在生态风险指数法分析了重金属的污染程度和生态风险,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归受体模型对重金属来源进行解析.结果显示太湖沉积物中Cd、Sb含量平均值分别为江苏省土壤背景值的4.29倍和3.18倍,地累积指数表明Cd和Sb为偏中度...     

湖泊型水源地管理研究——以苏州市太湖水源地为例

饮用水安全是最大的民生工程,也是自然资源管理研究的热点。基于实地调研、部门访谈和制度条文的梳理与分析,以苏州市太湖水源地为例研究湖泊型水源地管理体制。研究表明：我国水源地管理由国家、省、市、县的法律法规、规章和规范性文件构成相对完善的制度体系,具有水资源和水环境分割管理、流域管理和行政区管理交错的制度特征,初步具备了综合管理的架构;水源保护缺乏流域管治的思维,农村面源污染治理制度支撑不足;在管理手段上以命令控制型手段为主,经济激励与公众参与不足。建立水源地综合管理协调机制,完善经济激励手段,推进公众参与,实施水源地管理共同责任机制将有利于提高水源地管理效率     

太湖五里湖底泥污染特性研究

五里湖是太湖污染最严重的水域。为对其治理提供依据,在该湖区设置了4个采样点,对底泥的表层样、柱状样、间隙水样和上覆水体作了重金属和营养盐分布测试,并作了数据统计分析。结果表明：以地积累指数评价,五里湖底泥的重金属污染程度为轻度,总体可达到《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）三级标准,根据超出背景值的倍数分析,五里湖重金属含量顺序为Cu>Cd>Pb>Hg>As>Cr。重金属含量表层（0～5 cm）相对较低,第二层（5～10 cm）和第三层（10～20 cm）是主要的污染沉积层,这与底泥沉积特征是相对应的。表层底泥总氮、总磷和有机质含量较高并具有明显的相关性,相关系数介于0.757 6～0.862 2之间,显示了污染物质的同源性。表层底泥和间隙水中营养盐含量明显高于湖水,相对于湖水呈可释放状态,是湖体内源污染之一。     

太湖东北部沉积物理化特征及磷赋存形态研究

对太湖东部和北部8个沉积物样品进行了理化性质及磷赋存形态分析,在此基础上探讨了沉积物各理化性质与磷赋存形态间的相关关系。研究结果表明：太湖沉积物的总磷含量为307.43～1454.39 mg/kg,阳离子交换量为15.18～22.68 meq/100g土,有机质含量为1.66%～3.45%;颗粒组成以粉砂级和粘粒级为主,占总量的54.39%～76.83%;主要矿物组成为石英和长石,粘土矿物以伊利石/蒙脱石混层为主,其次是伊利石、绿泥石和高岭石;沉积物中氧化物以SiO2、Al2O3和TFe2O3为主,且它们的含量随沉积物中总磷含量的不同变化较大。磷的形态以无机磷为主,污染较重沉积物中铁/铝磷的含量明显升高,有机磷的比例降低,钙磷变化不大。沉积物的各理化性质与磷赋存形态间关系密切,随着沉积物中总磷含量的增加, 阳离子交换量和有机质的含量都逐渐升高,细颗粒含量（<2 μm）逐渐增多,铁/铝形态的磷在总磷中所占比例也逐渐增大。