基于MODIES影像的蓝藻的提取与研究本科毕业论文 下载本文

图5 2002-2007年太湖蓝藻水华总体爆发次数

由图3和图4可知,整个的太湖研究区域,大部分湖区都受到不同程度的蓝藻水华的影像,这就更印证了监测太湖水域蓝藻水华爆发现象探索水华爆发现象的必要性与重要性。就仅仅从上面的图来看,颜色越深的地区代表该地区蓝藻水华现象爆发的越频繁,受蓝藻水华现象的影响就越大。从将太湖整个湖区作为整体来看,蓝藻水华的爆发频次由东南方向向西北方向逐渐加重。初步统计各个地区的爆发频次可知:梅梁湾、竺山湖、西太湖沿岸这些区域爆发的频次在30次以上,而位于太湖湖心区北部、西南沿岸蓝藻出现的次数均在20-30次左右,贡湖、太湖湖心区中东以及太湖南岸的爆发频次较次,大概在10次左右,而本次研究的剔除区东太湖区域几乎没有出现蓝藻水华现象,因此,根据不同地区发生的蓝藻水华现象爆发频次的不同,可以将太湖的几个分区进行蓝藻爆发的等级划分:梅梁湾、竺山湖、西太湖沿岸这些区域爆发频次最高划分为第一等级,而于太湖湖心区北部、西南沿岸这些地区爆发的频次相对于第一等级区域相对略低,属于第二等级区域,贡湖、太湖湖心区中东以及太湖南岸这些地区属于蓝藻水华现象偶尔爆发的区域,因此划分为第三等级区域,东太湖地区基本上未出现蓝藻现象,因此就将其划分为第四等级区域,表示蓝藻水华现象的暂不发生区。从获得的连续7年的蓝藻水华现象的单张爆发频次图来看,我们可以发现以下规律: (1)2002年出现蓝藻水华现象的水域时梅梁湾和竺山湖地区,虽然这些地区发

生了蓝藻水华现象,但是总体的蓝藻爆发频次不高,均在10次以下,湖心区和贡湖水域也零星有蓝藻水华现象发生,但是其爆发频次更少。

(2)2003年太湖蓝藻发生的水域相对于2002年有所扩展,其蓝藻爆发的频次也在以往的基础上有所提高,蓝藻发生区域已向湖心区北部和西部水域扩展,太湖的西北沿岸地区也出现水华,但总体爆发频次均在10-20次左右。

(3)2004年太湖绝大部分水域都受到蓝藻水华现象的影响,其蓝藻水华的爆发次数均在10次以下,西南沿岸的水华现象明显增加,整体来看,蓝藻水华现象在太湖西北地区发生的爆发频次要多于东南地区的爆发频次,也就是说西北地区受蓝藻水华的影响要大于东南地区。

(4)2005年蓝藻水华现象进一步扩大其影响范围,几乎全部范围的太湖水域都受到蓝藻水华不同程度的影响,只有像东太湖等极少部分水域未出现蓝藻水华现象,但是发生蓝藻水华的水域其蓝藻水华爆发的频次依然在10-20次左右不等。 (5)2006年蓝藻水华的影响范围仍然在逐渐的扩大,太湖湖区的绝大部分都受到蓝藻水华现象的影响,与往年不同的是,这些受到不同程度影响的水域其蓝藻的爆发频次有所上升,均在20次以上,也就说明这些地区的蓝藻水华爆发情况更加严峻。

(6)2007年蓝藻水华爆发覆盖了太湖的整个研究水域,太湖的西北水域的蓝藻爆发频次明显增加,研究区域的湖域分区中有少部分的湖区蓝藻爆发的频次已经超过了30次,说明了太湖蓝藻水华现象仍旧在一步步加重,蓝藻治理工作刻不容缓。

3.4蓝藻水华爆发在不同湖区上的分布规律

本次研究将太湖进行分区,分区的结果见本文的上图1,经过监测数据的对比分析可知:受蓝藻水华现象影响严重的水域主要分布在太湖的北部和西部地区,而像太湖东南部的胥湖、箭湖和东太湖地区则受到蓝藻水华影响较小。根据2002-2007年连续六年的数据统计,我们得出结果太湖水域总共出现蓝藻水华爆发的次数是414次。而在这414中,太湖的西部沿岸地区是受到蓝藻水华影响最为恶劣的地区,一共发生蓝藻水华现象330次约占总体爆发频次的79.7%,而大太湖地区的蓝藻水华爆发次数相对西部沿岸地区略低,其爆发频次为320次,约占总体爆发频次的77%,影响也是相当的严重,而梅梁湾、南部沿岸地区发生蓝藻水华现象的频次依次是260次、235次,各自占太湖总体爆发频次的62.8%、56.8%,受到蓝藻的影响也是很严重,而竺山湖地区的蓝藻爆发频次占总体爆发频次的44.7%,其间一共出现蓝藻水华情况185次,贡湖地区是这些受到蓝藻水华影响地区中蓝藻水华爆发次数最低的一个湖区,总计爆发141次,约占总体爆发频次的34.1%。

在太湖的几个分区中,受到蓝藻水华现象影响的区域主要有6个分区,分别为竺山湖区、梅梁湾湖区、贡湖湖区、太湖的南部沿岸、大太湖湖区、太湖的西部沿岸湖区,据统计,不同湖区发生蓝藻水华的面积见下图5,为了描述不同湖区受蓝藻水华现象影响的范围,经过计算,可知:竺山湖区的蓝藻水华影响范围约占总体蓝藻爆发范围的3.9%,梅梁湾地区受到蓝藻水华影响的范围约占总体12.8%,贡湖湖区受到蓝藻水华影响的范围约占总体面积的6.5%,南部沿岸地区受蓝藻影响的范围约占总的受影响范围的16.6%,大太湖是受蓝藻影响面积最大的区域,其发生蓝藻水华的面积约占总体的41%,西部沿岸地区则占总体受蓝藻水华影响面积的19.2%。因此由数据分析我们得出结论:各湖区中蓝藻水华发生情况分别由高到低基本上沿西北东南方向分布。

图6 太湖不同湖区发生蓝藻水华的面积

图7 太湖不同湖区发生蓝藻水华的次数

3.5蓝藻水华爆发频次时间分布规律

根据太湖水域单日监测的数据表明:在本次研究监测的时间段2002-2007

范围内,在2002-2004年这三年的时间内,监测结果表明监测区域的蓝藻最大爆发强度一直介于10%和20%之间,没有多大的起伏变化,而2004年之后太湖监测区域的蓝藻最大爆发强度一直呈现出直线上升的趋势,由2004年的爆发率低于20%上升到2005年爆发率接近30%再到2006年的蓝藻最大爆发率达到最高约为53%,尽管2006年之后,太湖监测区域的蓝藻最大爆发强度有降低的趋势,但是从2007年的最大爆发强度为38%可知,虽然爆发强度有着一定的回落,但是其最大的爆发强度依然高于2002-2005年这连续几年的爆发强度。可见,蓝藻治理工作不容懈怠。

图8 2002-2007年太湖蓝藻水华爆发强度走势图

图8给出的是2002-2007年太湖蓝藻每年的最大爆发强度,而图8显示的是太湖蓝藻水华的年平均暴发强度分布图,年平均暴发强度在数值上等于计算得出的蓝藻水华暴发强度总和与一年中参与蓝藻水华信息提取的天数总和的比值。从图8给出的信息可以看出,从2002年-2007年这六年所监测的太湖水域蓝藻的平均爆发强度总体上呈现上升的趋势,2005年的平均爆发强度相对于其他年份出现短暂的回落现象,但是2005年之后,太湖蓝藻的平均爆发强度出现大幅度的上升,其上升的幅度比2002年-2004年之间上升的幅度要大的很多。2006年太湖水域的最大爆发强度远远大于2007年的爆发强度,但是2006年的太湖水域平均爆发强度却小于2007年的平均爆发强度,由此可以推想,2006年太湖水域蓝藻的爆发率比较稳定,而2007年太湖水域的蓝藻爆发情况不均匀。