一种II类水体藻类生物多样性指数的快速估算方法技术

本发明专利技术公开了一种II类水体藻类生物多样性指数的快速估算方法，该方法使用了哈希DS 5X水质监测仪原位采集的叶绿素浓度和蓝藻细胞数，构建了适用于白马湖、洪泽湖的Pielou均匀度指数、Shannon

【技术实现步骤摘要】
一种II类水体藻类生物多样性指数的快速估算方法


[0001]本专利技术涉及水体生态健康评价领域，更具体地说，它涉及一种II类水体藻类生物多样性指数的快速估算方法。

技术介绍

[0002]内陆湖泊、河流、水库为II类水体，海洋为I类水体。II类水体的水质直接影响着周边居民的生活以及生产，藻类生物多样性是评价水体健康程度的方法之一。藻类生物多样性指标有多种，Pielou均匀度指数和Shannon
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Wiener多样性指数是常用指标，Pielou均匀度指数数值越大表示水质越好，0~0.2表示水体为富营养化，0.2~0.3表示中富营养化，0.3~0.5表示中营养化，大于0.5表示贫营养，水质很好；Shannon
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Wiener多样性指数也是数值越大水质越好，0~1表示水体为富营养化，1~2表示中富营养化，2~3表示中营养化，大于3表示贫营养化，水质很好。白马湖、洪泽湖为淮安市的重要水源，其中白马湖为淮安市的第二水源地，不同的湖泊其生物多样性存在较大差异，了解湖泊及其入湖、出湖河流的藻类生物多样性，对于评价水体健康程度以及水环境治理保护具有极为重要的意义。藻类多样性评价需采集水样后对不同种属的藻类镜检计数，然后计算多样性指数。水样采集后需固定、藻类富集、镜检计数，整个过程耗时长，无法现场初步评价水体健康情况，目前急需通过原位检测的水质参数初步估算生物多样性的方法。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种解决上述问题的一种II类水体藻类生物多样性指数的快速估算方法，实现现场快速估算白马湖、洪泽湖及周边河流藻类生物多样性，为评价水体健康程度提供依据。
[0004]富营养化水体的水质较差，在合适的气象条件下，蓝藻会大量的繁殖，进而消耗水中溶解氧，影响其它水生生物生长，并向水体释放毒素，严重污染水体。水体的叶绿素浓度是包含蓝藻在内的所有藻类的叶绿素总和，蓝藻细胞数仅表征蓝藻数量的多少，当蓝藻大量生长时，水体中的其它藻类数量会受到抑制，生物多样性下降，因此可利用水体的叶绿素浓度和蓝藻细胞数快速估算生物多样性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种II类水体藻类生物多样性指数的快速估算方法，（1）利用哈希DS 5X水质监测仪原位检测水体，得叶绿素浓度C、蓝藻细胞数N；（2）利用叶绿素浓度C，蓝藻细胞数N构建指数，；哈希DS 5X水质监测仪的蓝藻细胞数的单位为cells/ml，1000N是将其转换为常用单位cells/L，同时因为该数值过大，与叶绿素浓度C的数量级相差太大，所以对其取对数，从而可以表征蓝藻的叶绿素浓度；水体中叶绿素浓度包含蓝藻的叶绿素浓度和其它藻类的
叶绿素浓度，因此从叶绿素浓度C中减去蓝藻叶绿素浓度即可得到其它藻类的叶绿素浓度，即的分母。表示了蓝藻与其它藻类数量的比值，因蓝藻对营养盐浓度的要求更低，因此水体中的蓝藻更易生长，当蓝藻数量较多时，其它藻类的生长会受到抑制，从而导致生物多样性的下降。分母中的1.95是调整的曲线形状使其与Pielou均匀度指数、Shannon
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Wiener多样性指数呈线性关系。
[0006]（3）利用快速估算Pielou均匀度指数J， ；（4）通过Pielou均匀度指数J数值大小评判水体水质好坏，数值越大表示水质越好，0~0.2表示水体为富营养化，0.2~0.3表示中富营养化，0.3~0.5表示中营养化，大于0.5表示贫营养。
[0007]另一方案是，（1）利用哈希DS 5X水质监测仪原位检测水体，得叶绿素浓度C、蓝藻细胞数N；（2）利用叶绿素浓度C，蓝藻细胞数N构建指数，；（3）利用快速估算Shannon
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Wiener多样性指数， ；（4）通过Shannon
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Wiener多样性指数数值大小评判水体水质好坏，数值越大表示水质越好，0~1表示水体为富营养化，1~2表示中富营养化，2~3表示中营养化，大于3表示贫营养化。
[0008]本专利技术有益效果：哈希DS 5X多参数水质监测仪利用荧光效应检测水体的叶绿素浓度(ug/L)和蓝藻细胞数(cells/mL)，利用叶绿素浓度C、蓝藻细胞数N构建指数，再线性建模，利用快速估算Pielou均匀度指数J和 Shannon
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Wiener多样性指数，通过均匀度指数J和多样性指数数值的大小来评价水质好坏，实现现场快速估算，为现场评价水体健康程度提供依据。
附图说明
[0009]图1为本专利技术估算数值与镜检结果计算的各位点Pielou均匀度指数1：1图；图2为本专利技术估算数值与镜检结果计算的各位点Shannon
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Wiener多样性指数1：1图。
具体实施方式
[0010]2019年4月于白马湖花河5个位点采集水样，并原位检测水体的叶绿素浓度(ug/L)和蓝藻细胞数(cells/mL)，叶绿素浓度记为C，蓝藻细胞数记为N，使用的仪器为哈希DS 5X多参数水质监测仪。水样采集后经处理对藻类的不同种属镜检计数，利用计数结果计算各
位点的Pielou均匀度指数J和Shannon
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Wiener多样性指数，，，为此物种个体数占总个体数的比例，S为群落内的物种总数。
[0011]利用公式计算各位点的，利用公式估算各位点的Pielou均匀度指数，作估算值与镜检结果计算的Pielou均匀度指数的1：1图，见图1。由图1可知，数据点集中分布在对角线附近，说明本专利技术方法估算的Pielou均匀度指数较准确，可满足实际应用需要。
[0012]利用公式计算各位点的，利用公式估算各位点的Shannon
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Wiener多样性指数，作估算值与镜检结果计算的Shannon
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Wiener多样性指数的1：1图，见图2。由图2可知，数据点集中分布在对角线附近，说明本专利技术方法估算的Shannon
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Wiener多样性指数较准确，可满足实际应用需要。
[0013]以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，本专利技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本专利技术思路下的技术方案均属于本专利技术的保护范围。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种II类水体藻类生物多样性指数的快速估算方法，其特征在于：（1）利用哈希DS 5X水质监测仪原位检测水体，得叶绿素浓度C、蓝藻细胞数N；（2）利用叶绿素浓度C，蓝藻细胞数N构建指数，；（3）利用快速估算Pielou均匀度指数J， ；（4）通过Pielou均匀度指数J数值大小评判水体水质好坏，数值越大表示水质越好，0~0.2表示水体为富营养化，0.2~0.3表示中富营养化，0.3~0.5表示中营养化，大于0.5表示贫营养。2.一种II类水体藻类生物多样性指数...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘乃森，杜成功，史红波，穆欢，刘廷武，
申请(专利权)人：江苏省洪泽湖渔业管理委员会办公室，
类型：发明
国别省市：