瑶湖水体营养化现状及其与环境因子关系的研究

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随着城市建设速度的加快和人类活动的影响,越来越多的城市湖泊正在或者已经出现富营养化问题。位于南昌市东部城郊结合区的瑶湖,属于封闭型城市浅水湖泊,其东岸以农田覆盖为主,西北部与东岸情况相近,而西南沿岸建筑物密集,分布有昌东高校园区的教学及学生住宿楼、氨厂、水厂养殖基地、2011年7月初通过验收的江西瑶湖国际水上运动中心。因此,进行瑶湖水体营养化现状的相关研究,不仅有利于了解南昌城市湖泊营养化现状,也对有效治理和控制城市湖泊富营养化问题给予了一定的数据支持。本论文的主要工作是进行瑶湖水体营养化现状及其与环境因子关系的研究。具体包括:对瑶湖进行了近一年半的水质监测与分析;应用两种优化方法对已有监测点进行了优化布设;应用因子分析法将多个环境因子进行了有效分类及客观排序;将因子分析所得分类结果用于瑶湖监测点的聚类分析;采用综合营养状态指数法对瑶湖水体的富营养化现状进行了整体和分区段的评价,并对评价结果做了一定的分析和对比研究;研究并分析了瑶湖部分环境因子的时空变化规律;在应用数学方法对原始监测数据进行预处理后,研究了该湖泊水体叶绿素a浓度与第一类环境因子的相关关系,并利用逐步回归建立数学模型,分析了在不同时间、不同空间下瑶湖水体叶绿素a浓度的影响因子。所得研究结果总结如下:(1)为提高监测工作效率和节省调查的人力和物力,应用物元分析法和动态贴近度法将瑶湖水质监测点由14个减为9个。(2)因子分析结果将表现瑶湖水体现状的16项环境因子分为四类。(3)利用Q型分类将瑶湖由南往北划分成A、B、C、D四个区段,为下文富营养化评价以及时空分布规律的研究提供了有效的分析研究途径。(4)瑶湖水体整体呈现轻度富营养化状态,水体营养化程度存在时间和空间上的变化。(5)瑶湖水体的限制性营养盐以磷为主,只在某区段或短时间内其限制性营养盐会由磷转变成氮;水中磷含量、总碱度、叶绿素a、透明度、含氮量具有时空变化规律。(6)经过数学计算和对比,将第一类环境因子的7项指标变换为:(Chl.a)0.1、lg(TP)、lg(TA)、(SD)0.1、(N/P)0.1、lg(DP)、(CODMn)0.1,并得出在对湖泊监测数据进行预处理的过程中,需根据湖泊监测数据的实际情况,得到符合水体自身特点的变换形式。(7)变换后的第一类环境因子大多与(Chl.a)0.1有显著相关性,其中lg(TP)、lg(TA)的增加可能会导致(Chl.a)0.1的增加,而(SD)0.1、(N/P)0.1的增加可能会导致(Chl.a)0.1的减少。(8)逐步回归分析建模显示,瑶湖水体不同的时空监测域内,影响叶绿素a浓度的环境因子不尽相同:空间上为:高锰酸盐指数、透明度、氮磷比;时间上为:高锰酸盐指数、透明度、氮磷比、总磷;而影响全湖水体叶绿素a的环境因子主要包括透明度、氮磷比、碱度和溶解性磷酸盐。
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