太湖蓝藻水华分级及其时空变化

第２０卷第２期２０１１年２月长江流域资源与环境ＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＢａｓｉｎＶｏｌ．２０Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２０１１文章编号：１００４－８２２７（２０１１）０２－０１５６－０５太湖蓝藻水华分级及其时空变化刘聚涛１，杨永生１，高俊峰２＊，姜加虎２（１．江西省水利科学研究院，江西南昌３３００２９；２．中国科学院南京地理与湖泊研究所，江苏南京２１０００８）摘要：根据ＭＯＤＩＳ影像和实地监测叶绿素ａ浓度数据，采用太湖蓝藻水华分级评估方法，对２００４～２００８年太湖不同类型蓝藻水华类型进行评估并统计分析，探求太湖蓝藻水华特征及其时空变化规律，以期为太湖蓝藻水华预防和预警提供支持。结果表明：（１）２００４～２００８年，全湖共发生蓝藻水华４１４次，以小型蓝藻水华为主，发生３３３次，占总次数的８０．４３％；随着蓝藻水华级别的增加，发生次数逐渐减少；（２）空间上，蓝藻水华主要发生在太湖的北部和西部区域，并且蓝藻水华发生级别由高到低基本上沿西北－东南方向分布；（３）年际变化上，蓝藻水华发生次数呈逐渐增加趋势，蓝藻水华级别较高、次数较多的年份主要集中于２００６年和２００７年；（４）年内变化上，４～８月份，蓝藻水华发生次数呈增加趋势，８～１１月，蓝藻水华发生次数逐渐减少。并且，蓝藻水华主要集中于５月和７～１０月份，尤其是８～１０月。关键词：蓝藻水华分级；特征；时空变化；太湖文献标识码：Ａ太湖流域是我国人口最集中、经济最发达、产业最密集、城镇化程度最高的地区之一，流域面积仅占全国国土面积的０．４％，但国民生产总值超过了全国的１０％，在国民经济社会发展中起着举足轻重的作用［１］。从２０世纪８０年代后期开始，太湖北部的梅梁湾开始频繁暴发蓝藻水华［２，３］。２０００年以来，蓝藻水华的持续时间有所增加，几乎全年都有发生，２００１年以来，南部沿岸蓝藻水华频繁发生，且集聚面积逐年扩大，持续时间越来越长。值得注意的是，２００５年以来，以前很少有蓝藻水华发生的贡湖湾，也开始有大面积蓝藻水华覆盖［４］。蓝藻水华发生往往给周边居民带来生活和经济的重大损失，１９９０年太湖蓝藻水华暴发，无锡４６家企业停产，直接经济损失高达１．３亿元［５］，２００７年５月２９日太湖蓝藻水华大规模暴发，导致无锡市２００多万居民饮水危机，引起了社会的广泛关注。目前对于太湖蓝藻水华的研究工作多集中于发生机理研究、影响因素等方面［６～８］，对于蓝藻水华分级及其变化规律的研究较少，本研究根据太湖蓝藻水华分级标准，对２００４～２００８年太湖蓝藻水华类型进行统计分析，探求太湖蓝藻水华特征及其时空变化，以期为蓝藻水华预防和预警提供支持。１资料与方法１．１数据来源及其处理蓝藻水华面积通过２００４～２００８年４～１１月份的ＭＯＤＩＳ遥感影像，其频率每天１次，分辨率为２５０ｍ×２５０ｍ，采用近红外波段Ｂａｎｄ２／Ｂａｎｄ４＞１的方法［９］提取。叶绿素ａ（Ｃｈｌａ）浓度的数据来源于太湖每周２次常规监测数据，根据蓝藻水华预报模型［１０］模拟监测日期后２～３ｄ的Ｃｈｌａ浓度分布，结合遥感影像统计蓝藻水华面积范围内Ｃｈｌａ浓度，并计算其均值，从而确定该次蓝藻水华暴发时Ｃｈｌａ浓度。１．２蓝藻水华分级评价方法参考太湖蓝藻水华分级评估方法［１１］，太湖蓝藻水华分级评价标准如表１所示。根据评价标准，应用太湖蓝藻水华分级评估方法对太湖２００４～２００８年太湖蓝藻水华次事件进行评估，并统计不同类型蓝藻水华在各年和各月中的发生次数。收稿日期：２０１０－０４－０１；修回日期：２０１０－０５－１８基金项目：国家“９７３”项目（２００８ＣＢ４１８１０６）；中国科学院知识创新工程重大交叉项目（ＫＺＣＸ１－ＹＷ－１４－６）作者简介：刘聚涛（１９８３～），男，河南省舞阳人，博士，工程师，主要从事生态环境灾害评价研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｊｕｔａｏ１２６＠１６３．ｃｏｍ＊通讯作者Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｊｕｎｆ＠ｎｉｇｌａｓ．ａｃ．ｃｎ表１太湖蓝藻水华分级标准Ｔａｂ．１ＳｔａｎｄａｒｄｏｆＧｒａｄｉｎｇＤｉｖｉｓｉｏｎｏｆＣｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａＢｌｏｏｍｉｎＴａｉｈｕＬａｋｅ类型面积（ｋｍ２）Ｃｈｌａ浓度（ｍｇ／ｍ３）小型蓝藻水华≤１５０≤３０中型蓝藻水华（１５０，４００］（３０，５０］大型蓝藻水华（４００，６００］（５０，８０］重大蓝藻水华（６００，９００］（８０，１２０］特大蓝藻水华＞９００＞１２０２结果与分析２．１太湖蓝藻水华发生的次数和规模通过对２００４～２００８年４～１１月份太湖蓝藻水华类型进行评估并统计，近几年中不同类型蓝藻水华发生次数及其规模如表２所示。表２不同类型蓝藻水华发生次数及其规模Ｔａｂ．２ＮｕｍｂｅｒａｎｄＳｉｚｅｏｆＤｉｆｆｅｒｅｎｔＴｙｐｅｓｏｆＣｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａＢｌ