苏州太湖三山岛湿地基于透明度的水质快速诊断研究文献综述

 2022-08-02 14:49:54

苏州太湖三山岛湿地基于透明度的水质快速诊断研究文献综述

一、前言

太湖是我国第二大淡水湖,水量丰富,具有大量天然湿地资源。近些年来,太湖水质问题一直较为严重,水体富营养化,蓝藻滋生。因此,对太湖的水质监测和诊断十分必要。而水透明度是指湖水能使光线透过的程度。表示水的清澈情况,是水质评价指标之一。水体透明度是水体光学特性中较容易测量的特征参数,其基本的理论就是对于光的散射、反射、吸收和衰减。研究表明,影响水体透明度的因子主要有水体自身理化性质、颗粒物,溶解性有机物、浮游植物等。水体中的颗粒物不仅对光有吸收作用,也可以通过增加光散射使光在水中衰减。颗粒物对光的吸收程度取决于两个方面,一是颗粒物的数量,二是颗粒物的粒径大小。粒径小的颗粒物数量增加,光的衰减程度加快。

二、国外研究综述

国外对水体透明度的测量始于19世纪初期,随后由 Pietro Angelo Secchi在 19 世纪中叶进行更仔细的调查,这使得他对水体透明度的认知方法成为研究水体透明度的方法。国外对于水体透明度的研究方法大多采用透明度盘在水体中的深度来评估,即塞克盘在水体中可见深度的最大值,这种方法可以操作较为简便,且花费较小。经过研究表明,公众测量的塞克盘的读数与专业研究人士得到的读数很相似,因此可以频繁大量的读取数据进行监测,以对缺乏水体透明度的数据库进行补充[4]。

Karlsson(2009)等人提出生产力是指生态系统中生物质合成的速率,是构成生态系统功能和管理的基本特征。通过养分供应限制生产力是湖泊生态系统的一个既定模式,而有色陆源有机物是控制新的生物量合成(底栖初级生产力)的关键过程,主要是通过其对光衰减的影响产生的,并分析了其影响过程[5]。

Zhang(2011)等人指出光合有效辐射(PAR)对水体透明度有重要影响,并表示光合有效辐射是沉水植物生长繁殖的主要影响因子,也是影响水体生产力的限制因子[6]。

Kosten等人提出了双峰透明度作为南美洲的替代指标。对于大多数欧洲温带或寒带地区湖泊透明度的研究表明,浅水湖泊透明度大的水体以沉水植物为主,而透明度小的水体主要是浮游植物。在实地资料中,浮游植物丰度存在双峰模式,可能存在大量沉水植物,但水透明度不高[7]。

Lotting等人根据美国上中西部八个州1938年至2012年间公开的观察资料编制了一个湖泊水质清晰度数据库,通过长期的数据分析其中可能存在的规律。他们使用贝叶斯分层建模,发现每年大约有1%的水清晰度增加(量化为Secchi的深度)为整个湖泊人口。在单个湖泊的基础上,7%的湖泊水质透明度增加,4%的湖水透明度下降。趋势方向和强度与纬度和中位数采样日期有关。此外,他们还发现研究区南部的湖泊夏季水平均清澈度较低,长期趋势更负,与北方湖泊相比,水质清澈度的年际变化更大[8]。

Peacute;rez G L等人对阿根廷Pampa地区和巴塔哥尼亚地区浅水湖泊的光学特征进行了研究。对于淡水生态系统很少采用浊度(tn)测量,并且目前对浅水湖泊的光学特性很少有足够的细节描述,相比之下,对于水下光利用固有光学性质、IOPs(如吸收系数、散射系数、衰减系数、TN)以及 AOPs(如 SD、漫射衰减系数和反射率)的研究在海洋科学中很常见[9]。在目前的研究中仍缺乏大规模、多专题的模式对水体透明度的测量和分析进行充分运用[9].

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