[发明专利]一种确定湖泊水库蓝藻水华爆发几率的方法

说明书

本发明公开了一种确定湖泊水库蓝藻水华爆发几率的方法，包括如下步骤：通过实地采样和室内鉴定获取水体中藻类物种、密度和生物量数据；通过水质仪器测量获得水质数据；根据物种、密度和生物量数据获得各藻类的优势度；根据藻类优势度和水质数据确定优势物种主要驱动因子；根据优势物种主要驱动因子预测蓝藻爆发几率。本发明利用实测的藻类和水质数据，通过识别优势物种、确定主要驱动因子，最终根据蓝藻爆发几率预测模型预测蓝藻爆发几率。本发明不依赖蓝藻爆发的实测数据，应用范围广，对于蓝藻水华的防治具有重要作用。

技术领域

本发明涉及一种方法，尤其涉及一种确定湖泊水库蓝藻水华爆发几率的方法。

背景技术

随着工农业的发展，大量营养物质流入江河湖泊，水体富营养化程度不断加剧，在全球变暖的促进下，蓝藻爆发事件频繁发生。蓝藻的大量繁殖和腐烂，影响水体溶解氧含量，导致水生动物大量死亡，使水生态系统遭到严重破坏。蓝藻水华还会产生各种各样的生物毒素，尤其是微囊藻毒素最为常见且危害最大，能损害脊椎动物的肝、肾、心脏、性腺等器官组织和神经系统。蓝藻水华的爆发不仅危害水生态系统的健康，更严重危害人类的饮水安全和生命健康。

目前存在众多的蓝藻爆发预测模型，多以神经网络等不确定的数据驱动模型为主，此类模型注重于蓝藻爆发的临界判断，对于水华未爆发的环境状况不能分析其爆发风险和主要驱动因子。并且受到地域限制，不能在蓝藻未爆发的区域使用，因此限制了它们的使用范围，不能有效预报蓝藻爆发范围和爆发时间，削弱了人类对水华藻类的预判和控制能力。因此，基于藻类物种的统计数据分析藻类优势物种，基于优势物种筛选主要驱动因子，建立不受地域限制的蓝藻爆发几率预测模型、确定蓝藻爆发风险对于蓝藻水华的防治具有重要意义。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种确定湖泊水库蓝藻水华爆发几率的方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种确定湖泊水库蓝藻水华爆发几率的方法，包括如下步骤：

1)通过实地采样和室内鉴定获取水体中藻类物种、密度和生物量数据；

2)通过水质仪器测量获得水质数据，包括水体温度、pH、电导率、溶解氧、总氮、总磷；

3)根据物种、密度和生物量数据获得各藻类的优势度；

4)根据藻类优势度和水质数据确定优势物种主要驱动因子；

5)根据优势物种主要驱动因子预测蓝藻爆发几率。

步骤3)中，密度用D表示，生物量用B表示，通过公式二计算各个物种的优势度I：

式中，i代表第i种物种，a、b为权重。

进一步地，步骤3)根据公式三确定权重a、b：

式中，i为第i种物种，D为密度，B为生物量。

步骤4)中基于优势度高低确定优势物种，进一步采用典范对应分析方法分析藻类优势度和水质数据的关系，确定优势物种的主要驱动因子。

步骤5)具体为：

a、根据公式一计算蓝藻爆发几率：

式中，P代表蓝藻爆发几率，c为权重，n为主要驱动因子总数，S_j为第j种主要驱动因子实测值，为第j种主要驱动因子最适值；

b、将水质因子的监测范围均分为五级，计算每个分级的栖息地适宜度指数，确定主要驱动因子最适值范围，以该范围的中间值为主要驱动因子最适值；