基于BP神经网络模型在珊溪水库水华预测中的应用

在珊溪水库藻类暴发期间应急监测数据的基础上,建立pH值、高锰酸盐指数、总氮、总磷、叶绿素a数据矩阵。运用MATLAB R2015b GUI可视化界面模块,将应急监测数据样本空间分为训练样本、验证样本、测试样本,建立珊溪水库BP神经网络模型,预测了珊溪水库藻类暴发期间叶绿素a浓度。BP神经网络建模结果显示:输出数据与实测数据相关系数0.978,平均相对误差-0.19%,标准方差18.54%,模型稳定性较好,叶绿素a预测结果符合预期。BP神经网络预测模型为珊溪水库饮用水水源地环境保护提供了科学依据。     

不同光照下微囊藻垂直迁移模拟研究

通过室内模拟不同光照条件下微囊藻水华的垂直迁移过程,分析了光强对微囊藻细胞在水柱中聚集和悬浮的影响。结果表明:不同光源下水柱中微囊藻细胞发生垂直迁移,并明显聚集于中下层;I2光源下微囊藻细胞垂直迁移速度高于其他处理,高达2.59 m/h;微囊藻细胞在弱光条件下,通过形成伪空泡使其细胞密度降低、浮力增大,从而悬浮于水柱中,寻找适宜生境;野外水域中以微囊藻为优势藻种的蓝藻水华正是通过在强光条件下伪空泡破裂下沉、弱光条件下伪空泡增多上浮的趋利避害机制而产生。     

三峡库区优势藻类聚集参数与水华状态函数

在三峡库区最大次级河流嘉陵江现场采集水样,并进行藻类生长试验,探讨了藻类在氮磷比、光照强度和流速条件下的聚集行为.在不同TN/TP和光照强度的静水表层中主要藻类为蓝、绿藻.优势种为蓝藻门的水华微囊藻,总体上蓝藻的聚集参数θ大于绿藻;在流速大于0.03m·s-1的动态水体中蓝绿藻聚集参数迅速下降,优势藻类不再明显.对水质的生态学评价结果表明,水华微囊藻聚集参数θ与生物多样性指数d拟合的可决系数R2在0.81以上,反映出优势藻聚集能力与水体环境质量的反比关系.作为水质污染和营养水平评价依据的指数d不能直接表征水华污染状态,因此.在参数θ的基础上构建了描述水华污染状态的函数G,将函数G应用于对实验结果和实际流域水华污染的评价,结果表明,水华状态函数G确实能有效和半定量刻划水华污染程度.     

溶藻细菌及其分子生物学研究进展

溶藻细菌在"水华"防治中的作用和潜力,已广受关注.本文从系统分类、溶藻机制和杀藻物质等方面对已报道的溶藻细菌的研究结果进行了归纳和总结,并对近年来在细菌溶藻研究中应用的分子生物学技术,包括PCR、核酸探针和全细胞杂交、变性梯度凝胶电泳(DGGE)等,以及溶藻机制研究巾的分子生物学进展进行了综述,最后提出了在溶藻细菌的研究和应用中值得注意的几个问题.表1参66     

太湖梅梁湾附生细菌和游离细菌群落结构分析

细菌是浮游藻类群落结构重要的生物调节因子之一.采用PCR-DGGE技术研究太湖梅梁湾水域的菌群结构,主要分析水华发展阶段和暴发阶段该水域附生细菌和游离细菌的群落结构,以获得富营养化水体更丰富的微生态信息,探讨附生细菌和游离细菌在水华过程中可能具有的重要生态功能.结果表明,附生菌群结构简单,具有较高的时空稳定性,是水华发展阶段的优势菌群,其优势种群主要为α-proteobacteria和γ-proteobacteria;比较而言,游离菌群具有明显的时间差异性,水华发展阶段的种群多样性非常低,水华暴发阶段的则相当高,从而成为这一时期的优势菌群,以Actinobacteria和α-proteobacteria为主.此外,在水华发展与暴发阶段均发现淡水水体中较为罕见的SAR11种群,且这类细菌在附生菌群和游离菌群中均可检测到.     

基于临界层理论的水华生消机理实验研究

三峡水库蓄水后,支流库湾水华频发,为研究淡水湖库中混合层深度与水华的关系,结合临界层理论,在三峡水库支流神农溪库湾建立水上围隔,开展不同混合层深度即不同层化结构对藻类水华生消过程的影响实验。结果表明,Z_(eu)/Z_(mix)(真光层深度与混合层深度之比)1的围隔暴发水华,且其比值越大,叶绿素a浓度越高;反之Z_(eu)/Z_(mix)1的围隔藻类生长缓慢,没有暴发水华。实验结果证明临界层理论能很好地解释淡水湖库中水华的生消机理。     

络合硫酸铜除藻剂应急治理水华对水质及鱼类的影响

在水华爆发严重时期,投加络合硫酸铜除藻剂对富营养化池塘进行应急治理,考察了投药后水体的水质动态变化及非洲鲫鱼对铜的富集作用。结果表明,水华在投药后得到了有效控制,ρ(叶绿素a)从298.98降至40.71μg.L-1,浊度从14.45降至5.70 NTU,投药期间水体ρ(Cu2+)低于0.3 mg.L-1;停止投药后10 d藻类生物量开始上升,叶绿素a浓度从40.71上升至125.29μg.L-1,浊度从5.70上升至12.15 NTU,22 d后水体ρ(Cu2+)低于检出限。非洲鲫鱼各组织对铜的富集能力从大到小依次为肝脏(512.50 mg.kg-1)、鳃(17.00 mg.kg-1)、肌肉,鱼肉中未发现明显的铜富集,停止投药后鱼鳃中铜富集量明显降低。     

水华藻斑漂移速度时变特征研究

以太湖水华藻斑为研究对象,采用自主研发的藻斑漂移原位观测技术,研究分析了不同时间尺度下太湖蓝藻水华易发区藻斑漂移速度的变化特征.结果表明：日内藻斑漂移速率在（0.0793±0.0135）~（0.146±0.0318）m/s范围内变化,藻斑漂移速度的北向分量在-0.0896~0.0247m/s之间,东向分量在-0.0157~0.0029m/s之间.漂移速率日均值变化呈现出锯齿式交替特征即增加-减少-再增加的往复循环,变化范围为（0.0499±0.0141）~（0.1580±0.0120）m/s,漂移方向以北向为主.藻斑漂移速度的月际变化明显,6月~8月,向东漂移的占比逐渐降低,而向西漂移的占比逐渐增加,此期间漂移方向均以北向为主.漂移速率6月上旬最小,均值为0.0680m/s,7月上旬达到最大,均值为0.1350m/s,7月中旬~8月下旬水华藻斑漂移速率在0.0800m/s附近波动.     

湖面亮温对巢湖水华影响的遥感监测分析

利用2002～2007年NOAA气象卫星搭载的先进甚高光谱分辨率辐射计(NOAA/AVHRR)资料,对巢湖蓝藻水华发生频次和湖面亮温的时空分布规律进行统计分析,得到巢湖水体表面亮温的时空分布规律,并探讨其与气温、降水等气象因子以及水华之间的关系和可能存在的机制.从结果来看,湖面亮温与水华发生频次的空间分布规律相近,而在时间分布上存在着较大的差别.一方面,空间分布的相似性表明,湖面亮温高的区域容易发生水华现象;另一方面;时间分布的不一致性表明还有其它的因素会影响水华的发生.通过讨论,得出以下结论:①以5月为分界线,巢湖水华总体上可以分为春季和夏季两大暴发期,春季藻类在较低的水温条件下就能生长繁殖,并暴发水华,但难以形成较大的规模.②受降水量增加的影响,在气温达到最高值的7月不仅湖面亮温所有降低,而且水华发生频次也有所减少.     

水华暴发机理研究进展与展望

阐述了水华暴发的概念及危害。主要从物理学角度、化学角度、生物学角度以及系统的角度分析了水华暴发的机理。最后对水华暴发的研究做出了展望。