典型风力条件及水力调度下太湖藻华高频时空动态监测     

胡明涛  陈诚  李港  刘洋  姚斯洋  何梦男  陈求稳 《湖泊科学》2024,36(3):685-694

湖泊藻华问题已成为全球水生态环境领域面临的长期挑战,风力条件变化和引调水工程的水力调度能改变湖体水动力结构,对藻类的生长和聚集过程产生影响,进行该过程的精细化监测和机制分析对于湖泊藻华预报预警和应急处置具有重要意义。本研究基于 Hiamwari-8/AHI 卫星遥感高频监测数据,对比分析了归一化差异植被指数(NDVI)、增强植被指数(EVI)和浮游藻类指数(FAI)3种不同指数对太湖藻华的反演效果,开展了典型风力条件下和水力调度下太湖藻华生消过程的持续监测分析。结果表明,FAI 对藻华区域和非藻华区域的区分更加明显,其阈值提取的藻华面积与基于 MODIS 图像解译的藻华面积的相对误差最低,为-2.27%。当营养盐充足且水温持续保持在蓝藻大量生长增殖的阈值以上时,风力条件是导致太湖藻类迁移聚集的关键因子,风向主要影响藻类的水平迁移,使其进行方向性迁移并逐渐形成大面积藻华区域。风速主要影响藻类的垂向迁移并存在临界阈值,当风速低于约2.5 m/s的临界风速时,藻华面积随风速增加而增加;当风速高于临界风速时,藻华面积随风速增加而降低。水力调度对距离较近的贡湖湾区域具有显著影响,主要通过水动力扰动来影响藻类的垂向迁移,使藻类沿水深方向强烈掺混,导致区域藻华面积下降。此外,持续且更大流量的调水将不断增强水动力扰动,减小区域藻华面积。本研究揭示了典型风力条件及水力调度下太湖藻华分布特征和迁移机理,可为湖泊藻华的精确动态监测预警和科学管控提供重要技术支撑。  相似文献   

利用Himawari-8高频次监测太湖蓝藻水华动态     

王萌  郑伟  刘诚 《湖泊科学》2017,29(5):1043-1053

新一代静止气象卫星Himawari-8以其10 min/次的高观测频次,为连续动态监测蓝藻水华提供了有力的数据支持.基于太湖实地光谱测量资料,提出Himawari-8卫星资料太湖蓝藻水华动态监测方法.以2015年10月2日蓝藻水华发生过程为例,利用连续、多时次Himawari-8资料,动态监测了太湖蓝藻水华的发展变化,分析蓝藻水华的出现、发展和消失,计算蓝藻水华强度的动态变化,认识蓝藻水华程度及变化特征,估算蓝藻水华的动态变化速度.上述分析为研究蓝藻水华的生长消亡过程提供了支持.进一步探讨蓝藻水华动态变化与气象要素的关系,发现在相同的温湿条件下,风场对蓝藻水华的形成、运动和消失有直接的驱动作用.  相似文献   

秋季连续打捞蓝藻对水-气界面温室气体通量的影响     

荀凡  杜先  陈新芳  刘高飞  齐天赐  冯慕华 《湖泊科学》2020,32(6):1707-1722

在巢湖西北半湖近岸带设置大型围隔研究秋季连续打捞蓝藻对湖泊温室气体通量的影响,应用YL-1000型大型仿生式水面蓝藻清除设备进行原位打捞蓝藻,通过便携式温室气体分析仪-静态箱法对大型围隔内水-气界面CH₄、CO₂通量特征及其影响因素进行观测.结果表明：对比未打捞区,蓝藻连续打捞下打捞区水体中叶绿素a（Chl.a）、悬浮物（SS）浓度不断下降,两者削减率分别为72%、85%,Chl.a、SS浓度分别下降到29.6±2.5 μg/L、12.5±1.2 mg/L,打捞对围隔内颗粒态物质去除效果十分明显;打捞过程中水体溶解性有机物（DOM）中微生物代谢类腐殖质（C1）、类蛋白（C3）显著下降趋势,打捞区C1、C3组分（0.18±0.02、0.06±0.01 RU）强度明显低于未打捞区（0.26±0.05、0.12±0.03 RU）,打捞能有效控制藻源性溶解性有机质释放.同时,打捞区水-气界面CH₄通量呈显著下降趋势,未打捞区CH₄通量平均值（17.473±1.514 nmol/（m²·s））为打捞区（7.004±4.163 nmol/（m²·s））近2倍,CH₄通量与Chl.a、C1、C3组分均呈显著正相关,水体中藻源性溶解态有机质对CH₄通量具有促进作用;打捞区CO₂释放通量呈显著上升趋势,打捞区CO₂吸收通量（-0.200±0.069 μmol/（m²·s））明显低于未打捞区（-0.344±0.017 μmol/（m²·s））,CO₂通量与Chl.a、温度均呈显著负相关.秋季打捞对CH₄、CO₂综合日平均通量减排量值为0.275±0.076 mol/（m²·d）（以CO₂当量计）.研究结果揭示了巢湖秋季连续打捞蓝藻过程对水-气界面温室气体具有显著减排作用,且能在一定程度上减缓蓝藻水华与湖泊富营养化、气候变暖之间的恶性循环,为湖泊碳循环和蓝藻水华灾害防控提供科学数据支撑和理论参考.  相似文献   

滇池蓝藻水华发生频率与气象因子的关系   总被引：6，自引：4，他引：2  

鲁韦坤  余凌翔  欧晓昆  李发荣 《湖泊科学》2017,29(3):534-545

蓝藻水华暴发是在一定的营养、气候、水文条件和生态环境下形成的藻类过度繁殖和聚集的现象,是水体环境因子(如总氮、总磷、pH值、溶解氧)和气象因子综合作用的结果.然而滇池周年性水华暴发标志着滇池蓝藻水华在当前水质条件下,气象因子为关键影响因子.为了进一步探究滇池蓝藻水华发生与气象因子的规律,本文利用2010-2011年滇池蓝藻水华遥感监测资料与周边地面气象站逐月资料,研究滇池蓝藻水华月发生频率与月气象因子的关系.结果显示,滇池蓝藻水华发生频率与平均气温、最低气温、平均风速、累计日照时数和降雨量等气象因子均表现为显著相关,其中与日照时数和风速呈显著负相关.各因子中与风速的相关系数最高,说明滇池各月蓝藻水华发生频率高低与风速关系最为密切,进一步验证了在具备蓝藻水华发生所需营养盐条件下,水体稳定性对蓝藻水华发生的影响更为重要的结论.以上结果可为科学预测蓝藻水华发生,并采取相应措施减少其带来的影响提供理论依据.  相似文献   

有害藻华的宏条形码分析:机会与挑战   总被引：3，自引：3，他引：0  

陈楠生 《海洋科学》2020,44(7):116-134

宏条形码分析（metabarcoding analysis）是通过对野外样本的分子标记（即条形码）进行PCR扩增、测序，并利用测序结果分析野外样本物种组成、物种相对丰度，及其时空动态变化。这项在近20年里逐步发展起来的分子技术，得益于DNA测序技术的快速发展，包括测序通量的提升和测序成本的降低，以及生物信息学分析方法的快速开发。基于可操作分类单元（operational taxonomic units，OTUs）分析方法，特别是最近的扩增子序列变异（amplicon sequence variants，ASVs）方法的开发，极大促进了宏条形码分析的应用。在世界及我国的海洋生态领域，宏条形码分析的应用还处于起步阶段。随着分析方法的日趋成熟，可适用于不同应用领域的分子标记不断增加，以及参考数据库的不断完善，宏条形码分析将释放出广阔的应用潜力。可以预期，宏条形码分析将在系统分析我国近岸海域有害藻华物种（及其他浮游生物物种）的组成和相对丰度中起关键作用，通过发现新物种，辨别隐存种，跟踪物种的生物地理学，进而帮助解析有害藻华暴发机理。  相似文献   

超声改性对不同粘土去除藻华生物效率的影响     

姜文彬  俞志明  曹西华  邱丽霞  宋秀贤 《海洋与湖沼》2018,49(3):560-567

粘土表面改性方法是提高改性粘土絮凝有害藻华效率的关键。本文研究了超声改性法对粘土去除藻华生物效率的影响,对比分析了粘土颗粒在改性前后的粒度分布、扫描电镜图像以及表面电位等理化特征变化,进而初步探讨了超声改性的作用机制。结果显示,超声改性处理可以有效提高本研究中所试验五种粘土去除藻华生物能力。超声改性导致粘土颗粒粒径进一步减小,且超声时间越长,颗粒粒径越小;超声处理后的粘土粒度分布集中、颗粒均匀,延长超声处理时间可以有效提高增效效果。同时发现,超声改性后粘土颗粒的表面电位负电性变弱,降低了粘土颗粒与表面负电性藻细胞之间的静电斥力,从而提高了粘土对藻华生物藻细胞的絮凝去除能力。本研究探索了提高粘土去除藻华生物效率的新方法,为进一步增强改性粘土去除能力提供了参考。  相似文献   

中国沿海球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)的分类、分布及其藻华     

沈萍萍  齐雨藻  欧林坚 《海洋科学》2018,42(10):146-162

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)是全球海洋广泛分布的有害藻华种类。1997年10月,中国东南沿海首次暴发了此种藻类的大规模藻华,其后陆续在福建、广东、广西、海南、河北及天津等省市沿海暴发多起同种藻华。中国近海的球形棕囊藻藻华呈现两大独有的特点,即藻类囊体较大(可达3厘米),以及藻华可毒害养殖业。历经20多年,球形棕囊藻在中国沿海已从一个"藻华新记录种"变成了"藻华常见种"。值得注意的是, 2014年以来,广西北部湾海域棕囊藻藻华肆虐,威胁核电冷源安全,受到了社会高度关注,也对球形棕囊藻藻华的研究提出了新的挑战与要求。针对这一生态灾害的最新发展趋势,本文总结了20年来中国球形棕囊藻及其藻华灾害的发生与发展状况,分别就棕囊藻的分类、生活史特征、营养特性、藻华形成的环境驱动因素、生态毒理等诸多方面开展简要综述,冀望为棕囊藻藻华的研究及防治提供基础资料及思路。  相似文献   

Analysis of the Causes of Cyanobacteria Bloom: A Review     

ZHOU Bing  CAI Xiaoli  WANG Sen  YANG Xinxin 《资源与生态学报(英文版)》2020,11(4):405-413

Among water blooms, cyanobacteria bloom occurs over the widest range and is much more harmful than other blooms. Its occurrence in inland water bodies is affected by many factors, such as meteorology, hydrology, and human activities. Therefore, the study of the causes of cyanobacterial bloom has become a major focus of scholars. The China Knowledge Network Journal Database contains 143 papers from China and abroad from the years 2004 to 2019 that are relevant to the study of cyanobacteria bloom. We begin by analyzing keywords in these studies and creating a keyword distribution map which indicates the factors related to the blooms. Based on parameters such as the frequency of words appearing in the text, the full text of each of the 143 papers is analyzed to form a word cloud created by a program written in Python language. After irrelevant terms are eliminated, the word cloud map can reveal potential factors that were not identified by keywords alone. After completing this macro analysis, we examined approximately 100 related papers from the China Knowledge Network Journal Database and Web of Science Database published from 2014 to 2019. Finally, we summarize the main reasons for the outbreak of water blooms. The factors causing blooms can be divided into natural factors and human factors. Among the natural factors are illumination, water temperature and nutrient salt conditions. The human factors are generally related to large-scale water conservancy projects. This paper analyzes and summarizes these factors, and provides a reference to aid in the prevention and treatment of algal blooms. The information in the paper has a certain practical significance for the protection of water environments.  相似文献   

氮磷营养变化对钦州湾球形棕囊藻藻体生长的影响     

莫钰  蓝彩碧  许铭本  赖俊翔  凌慧娇 《海洋科学》2022,46(5):30-41

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)是我国北部湾海域主要的有害藻华原因种, 囊体的生长是藻华发生和持续的关键。为了研究在富营养化日趋严重的钦州湾海域中营养盐输入对球形棕囊藻藻华形成的影响, 采集钦州湾含球形棕囊藻的表层海水进行了添加不同营养盐的室内培养实验。根据钦州湾历史调查数据, 进行了不同营养盐、不同氮磷比和不同添加方式的培养。结果表明, 同时添加氮和磷显著促进浮游植物的生长, 球形棕囊藻囊体继浮游植物细胞密度高峰期后大量形成。一次性添加磷对囊体生长的刺激作用较添加氮时强, 丰度最高可达4.8×10³ colonies·L^–1, 囊体平均直径为(115±84) μm, 且具有较高囊体细胞密度, 但囊体衰退较快。单独添加氮时, 囊体细胞分布稀疏, 囊体数量及直径皆较低。每天添加磷的方式相比一次性添加更有利于囊体丰度的维持。总体上, 磷营养的添加能刺激囊体数量、囊体细胞数和囊体直径的生长。在具有较高N/P比值的钦州湾, 应加强磷的排放管理, 避免突发性磷污染对球形棕囊藻囊体生长的刺激作用。  相似文献   

有害藻华治理过程中改性粘土对仿刺参(Apostichopus japonicas Selenka)稚参的影响   总被引：1，自引：1，他引：0  

王志富  俞志明  宋秀贤  曹西华  刘楷 《海洋与湖沼》2014,45(2):233-238

本文以仿刺参(Apostichopus japonicas Selenka)稚参为实验对象,研究了改性黏土治理有害藻华技术对仿刺参稚参的影响。96h急性毒性试验结果表明,改性黏土对仿刺参稚参的半致死浓度(LC50)为6.01g/L;安全浓度为0.601g/L,高于在现场时的使用浓度0.1g/L;慢性毒性试验显示改性黏土对仿刺参稚参成活率和体重增长率无明显影响;不同浓度的改性黏土添加组中,发现仿刺参稚参的体壁组分(水分、灰分、总糖、总脂和粗蛋白)含量变化不大,改性黏土的加入对减少仿刺参稚参的种内竞争有一定积极作用。另外,针对仿刺参稚参食用包括改性黏土在内的底层颗粒物的现象,考察了不同实验组仿刺参稚参体壁中铝的含量,分析结果显示各实验组与对照组没有显著差异。在此基础上,考察了改性黏土有效去除有害藻华的体系中仿刺参稚参的生长情况,发现与对照组相比,改性黏土有效地去除了有害藻华,还明显降低了仿刺参稚参的死亡率。因此,改性黏土是一种有效治理仿刺参养殖水体有害藻华、对养殖生物无负面影响的藻华治理技术。  相似文献