太湖叶绿素a浓度分布的时空特征及其影响因素

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1、环境化学第32卷第5期Vol．32，No．52013年5月May2013ENVIＲONMENTALCHEMISTＲYDOI:10．7524/j．issn．0254-6108．2013．05．010太湖叶绿素a浓度分布的时空特征及其影响因素1*23114钱昊钟赵巧华钱培东钱小陶李万里陈宏波(1．江苏省宜兴市气象局，宜兴，214206;2．南京信息工程大学遥感学院，南京，210044;3．江苏省无锡市气象局，无锡，214101;4．江苏省常州市气象局，常州，213022)摘要基于2005—2009年20次太湖采样期间的水质监测数据，

2、研究了太湖叶绿素a浓度的主要分布特征，分析了水环境因子对叶绿素a浓度分布的季节性和空间性影响．结果表明，太湖叶绿素a浓度分布的空间差异较大，主要表现为梅梁湾、竺山湾、太湖西部和西南部湖区为叶绿素a浓度距平经验正交分解(EOF)第一模态空间分布的显著正值区，太湖湖心和东南湖区则为负值区;影响叶绿素a浓度的因子有水温、溶解氧、总氮、磷酸根和总磷，但总磷和水温的影响相对更为显著，而各季节叶绿素a浓度的影响因子则略有差异;影响藻类生长的因子存在较大的空间分布差异，但总磷、水温和溶解氧是其主要限制性因子，氮类营养盐的影响则处于次要地位．关

3、键词太湖，叶绿素a，EOF，Q型聚类，逐步回归．太湖位于长江中下游地区的江浙交界处，是环湖城镇供水的主要来源，同时也是水上航运的重要通道，在周边地区经济的发展过程中起着不可估量的作用．然而，随着长江三角洲地区的工业发展和城市化进程的加速，大量污染物被排放进太湖，太湖湖体富营养化严重，蓝藻大量繁殖，水体生态环境不断恶化．为此，针对表征太湖藻类含量的重要参数———叶绿素a的研究成为了太湖治理和预警工作的重点之一．太湖叶绿素［1-2］［3］关系密切a浓度的高低与水体中氮磷营养盐、水温和溶解氧等水环境因子．陈永［4］基于太湖实测数据，认

4、为藻类生长的适宜浓度是根等－1TN＜5．4mg·L、TP为0．1—0．31mg·L－1，且－1，且在各个区域，TN、TP对叶绿素［5］发现太湖不同湖区 a的分布影响程度不一．朱广伟、不同季节的叶绿素a浓度差异显著，且叶绿素［6］研究分析了太湖水体中氮磷a浓度与总氮、总磷呈极显著相关．邓建才等营养盐的分布规律，结果表明，太湖西部、北部两湖湾及贡湖湾水体的叶绿素a浓度偏高，且太湖叶绿a浓度与氮磷营养盐浓度呈显著相关，但磷浓度的影响更为明显．吴琼［3］还认为影响太湖五里湖叶绿素素a的显著因子还包括溶解氧和湖水温度．本文根据2005—2

5、009年20次太湖采样期间的水质监测数据，研究了太湖叶绿素a浓度的主要分布特征，采用Q型聚类分析对太湖湖区展开合理分区，通过逐步回归方法筛选出对叶绿素a浓度分布季节性变化和空间变化影响显著的水环境因子，探讨其对叶绿素a浓度变化的局地影响．1采样与分析1．1研究区与监测点分布采用的水质参数数据是由中国科学院太湖湖泊生态系统研究站(简称太湖站)提供的常规监测资料．监测项目共8项，分别为水温、总氮、总磷、溶解氧、氨氮、硝态氮、磷酸根和叶绿素a浓度．监测点共32个，监测频率为每季度1次，监测时段为2005—2009年(具体监测点分布见图

6、1，采样时间见表1)．1．2研究方法1．2．1经验正交分解(EOF)经验正交分解(EmpiricalOrthogonalFunction，EOF)是针对某一要素场进行的，其基本原理是把包2012年8月27日收稿．*通讯联系人，Tel:13771053672;E-mail:wuxiqhz@163．com790环境化学32卷含n个空间点(变量)的场随时间变化进行分解，主要用于从变量场的资料集中识别出主要的相互正交的空间分布型，也称为时空分解．本文先对2005—2009年采样期间表层叶绿素a浓度资料进行预处理，再将距平形式的表层叶绿素

7、a浓度资料进行经验正交分解，然后根据分解结果来分析太湖表层叶绿素a浓度分布的时空特征．图1监测点分布图Fig．1Locationofmonitoringsites表1采样时间Table1Thetimeofsampling采样序号采样时间采样序号采样时间12005年2月20日—2月22日112007年8月12日—8月13日22005年5月16日—5月20日122007年11月19日—11月20日32005年8月18日—8月20日132008年2月18日—2月19日42005年11月16日—11月19日142008年5月15日—5月

8、16日52006年2月14日—2月16日152008年8月15日—8月17日62006年5月15日—5月17日162008年11月13日—11月15日72006年8月10日—8月12日172009年2月13日—2月15日82006年11月13日—11月15日18