上海市景觀水體富營養(yǎng)化評價和水華預警研究.pdf

1、城市景觀水體是城市人居環(huán)境的有機組成部分，水體富營養(yǎng)化和水華爆發(fā)會嚴重影響水體的觀賞功能和生態(tài)服務(wù)功能。為了對上海市景觀水體的營養(yǎng)狀況作出準確的判斷，了解其富營養(yǎng)化進程及預測其發(fā)展趨勢，本文基于薄芳芳(2009)對世紀公園、中山公園等15個位于上海市域的典型景觀水體的調(diào)查結(jié)果，對城市景觀水體富營養(yǎng)化程度綜合評價的因子，標準進行了分析和探討，并應(yīng)用MATLAB軟件建立了基于T-S算法的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價模型，能對水體的營養(yǎng)狀況作出快速有效的

2、判定，通過與綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法(TLI法)、營養(yǎng)度指數(shù)法(AHP-PCA法)和評分法(SCO法)的對比，驗證了其可靠性和優(yōu)越性。于2009年7月至2010年11月期間，跟蹤調(diào)查了共青森林公園等7個主要的城市景觀水體，通過對比分析水華水體樣本和非水華水體樣本的差異，初步劃定了上海市景觀水體的水華預警線，并確定了預警監(jiān)測指標。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.富營養(yǎng)化評價評價因子：葉綠素a(Chl-a)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明

3、度(SD)和高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)共5個水質(zhì)指標作為上海市景觀水體富營養(yǎng)化評價的因子。
　　 評價標準：根據(jù)水質(zhì)指標的變化范圍，將城市景觀水體的營養(yǎng)狀態(tài)劃分為了貧、貧-中、中、中-輕富、輕富、中富、重富和超富共8個等級。
　　 評價模式：建立了拓撲結(jié)構(gòu)為5-15-1的基于T-S算法的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。以5個評價因子作為輸入變量，將營養(yǎng)等級作為輸出值。根據(jù)四舍五入法確定了模型計算值(a)和營養(yǎng)等級的對應(yīng)關(guān)系：a<1.5

4、為貧，1.5≤a<2.5為貧-中，2.5≤a<3.5為中營養(yǎng)，3.5≤a<4.5為中-輕富，4.5≤a<5.5為輕富，5.5≤a<6.5為中富，6.5≤a<7.5為重富，a≥7.5為超富。
　　 評價應(yīng)用：用建立的評價體系對調(diào)查的75組水體樣本進行評價，得到它們在各營養(yǎng)等級的分布狀況如下：超富營養(yǎng)水體和重富營養(yǎng)水體各占3％，中富營養(yǎng)水體占20％，輕富營養(yǎng)水體占31％，中-輕富營養(yǎng)水體占21％，中營養(yǎng)水體占13％，貧-中營養(yǎng)水體占

5、9％，貧營養(yǎng)水體占0％。總共有56％的水體樣本達到了富營養(yǎng)化水平。評價結(jié)果較好地反應(yīng)了水體的實際營養(yǎng)狀況。大部分水體在不同時間的營養(yǎng)狀態(tài)水平是不同的，個別水體的營養(yǎng)狀態(tài)水平波動相當大，對城市景觀水體進行分時評價是合理的。
　　 2.水華預警
　　 關(guān)鍵作用因子對比：上海市景觀水體水華發(fā)生的5個主導因子為葉綠素a、總磷、總氮、透明度、高錳酸鹽指數(shù)，發(fā)生水華的水體除了高錳酸鹽指數(shù)有所偏高外，和非水華水體之間并沒有十分明顯的區(qū)

6、別。
　　 其他指標對比：從溶解氧、氨氮、pH值、水溫的變化范圍來看，水華水體沒有區(qū)別于非水華水體的明顯特征。
　　 藻類細胞密度對比：水華水體樣本的藻類細胞密度變化范圍為212.7×105～423.5×105個/升，非水華水體的藻類細胞密度變化范圍為10.3×105～377.2×105個/升。水華水體的藻類細胞密度都是比較高的，但某些沒有發(fā)生水華的水體也具有很高的藻類細胞密度，甚至高于水華水體的藻類細胞密度。
　

7、　 水體營養(yǎng)狀況對比：水華水體樣本的模型計算值變化范圍為5.57～7.11，水體都處于中富營養(yǎng)水平以上，非水華水體樣本的模型計算值變化范圍為1.48～7.76，水體處于從貧營養(yǎng)到超富營養(yǎng)的各個狀態(tài)。
　　 水華預警線：將模型計算值≥5.5作為上海市景觀水體水華預警的警戒線，即水體營養(yǎng)狀態(tài)達到中富營養(yǎng)水平。
　　 預警監(jiān)測指標：根據(jù)劃定的預警線，葉綠素a(Chl-a)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)和高錳酸鹽