摘要：根據(jù)2008年4月～11月無錫市環(huán)境監(jiān)測中心站對梅梁湖水域的應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)，對藍綠藻密度、葉綠素、TN和TP等14個水質(zhì)參數(shù)進行了聚類分析。R型聚類，14個指標(biāo)總體可分為4類。O型聚類，將22個站點分為7類。結(jié)果表明，目前梅梁湖藻類的大量生長和繁殖仍將是要面對的主要問題；在梅梁湖有機污染中，TN是主要的污染因子；相對于TN來說，也許TP是梅梁湖藻類的營養(yǎng)鹽限制因子；梅梁湖西北部仍是污染最為嚴(yán)重的水域。

關(guān)鍵詞：梅粱湖；聚類分析；水質(zhì)因子

中圖分類號：X830 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1000—8136(2009)24-0004—03

梅梁湖是無錫市太湖水質(zhì)監(jiān)測的重點，有沙渚、馬山、小灣里等重要飲用水源地，關(guān)系到全市人民的飲水安全。自2007年“供水危機”后。國家和地方政府都相繼投入了極大的“人力和物力”進行綜合治理，在“節(jié)能減排”、“控源截污”、“藍藻打撈”、“調(diào)水引流”和“生態(tài)修復(fù)”等方面均有極大的投入并產(chǎn)生了顯著的成效。目前，梅梁湖的生態(tài)環(huán)境已發(fā)生了較大的改變，而這些改變對浮游植物的生長又至關(guān)重要。為了更好的掌握和研究梅梁湖的水質(zhì)狀況，確保無錫市飲用水源地的水質(zhì)安全，本文旨在通過對梅梁湖浮游植物的生物指標(biāo)以及環(huán)境因子等14個指標(biāo)的R型聚類分析，以及22個站點的Q型聚類分析。探討梅梁湖水質(zhì)的富營養(yǎng)化特征，以期為今后的梅梁湖的監(jiān)測和治理提供理論支持。

1 材料方法

1.1 樣點布置與采樣時間

根據(jù)2008年4月～11月無錫市環(huán)境監(jiān)測中心站對梅梁湖及其附近水域夏季藻類應(yīng)急巡視要求，本次監(jiān)測共設(shè)22個站點，考慮到夏季東南風(fēng)和調(diào)水引流等對梅梁湖富營養(yǎng)化的影響，其中不但包括湖主體13個站點，還包括拖山及沙渚水域等9個站點。應(yīng)急巡視的頻率要求是除臺風(fēng)等惡劣天氣不能行船外，22個站點每天巡視一次。

1.2 理化指標(biāo)與測定方法

水質(zhì)指標(biāo)測定方法：高錳酸鹽指數(shù)(COD)用酸性法、氨氮(NI-13-N)用納氏試劑分光光度法、總磷(TP)用鋁銻抗分光光度法，和總氮(TN)用過硫酸鉀氧化——紫外分光光度法測定。理化項目采樣為2008年4月～11月的每個星期一。

現(xiàn)場測定電導(dǎo)率、水溫(WT)、溶解氧(DO)、pH、濁度、藍綠藻類密度(藻密度)和葉綠素等指標(biāo)由儀器YSl6600水質(zhì)多參數(shù)分析儀(美國)測定。風(fēng)速和風(fēng)向由現(xiàn)場風(fēng)速風(fēng)向儀測定；光照強度由光照計現(xiàn)場測定；透明度(SD)用薩氏盤測定。YSl6600水質(zhì)多參數(shù)分析儀數(shù)據(jù)均和實驗室國標(biāo)方法做過比對，數(shù)據(jù)無顯著性差異?，F(xiàn)場巡視的項目是在巡視期間每天進行(臺風(fēng)等惡劣天氣除外)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析方法

運用SPSS13.0軟件進行聚類分析。對梅梁湖及其附近水域22個站點的生物及環(huán)境因子等14個因子進行R型聚類分析，以及22個站點的Q型聚類分析。

2 結(jié)果與討論

本文主要運用系統(tǒng)聚類，系統(tǒng)聚類分析分為兩種形式，一是對研究對象本身進行分類，稱為Q型聚類，另一類是對觀察對象的指標(biāo)進行分類，R型聚類。

2.1 R型聚類

R型聚類反映出梅梁湖水質(zhì)環(huán)境的重要特征，詳見圖2。

(1)14個指標(biāo)總體總體可分為4類：藻密度、pH、DO、WT和光照；葉綠素、氨氮、TP、TN、電導(dǎo)率和CODMn；濁度和風(fēng)速；SD。

(2)在聚類過程中藻密度和pH的相關(guān)系數(shù)最大．最先聚_在一起。pa是藻類生長的重要環(huán)境條件，夏季梅梁湖的優(yōu)勢種主要是微囊藻(Microcysfis spp．)，pH在8.0～9.5之間為宜，水溫在28℃～32℃時繁殖快，生長旺盛。隨后，藻密度和oH又與DO聚在一起。夏季微囊藻的大量繁殖，往往會因為強光合作用而使水體中的DO和pH升高，因此，三者之間往往呈協(xié)同的正相關(guān)關(guān)系。光照和水溫聚在一起，表明水溫的升高與光照有著較為密切的關(guān)系。隨后，光照和水溫又與藻密度、pH、DO同聚一類，可見，這一大類主要與藻類的生長繁殖有關(guān)。

(3)TN和電導(dǎo)率聚在一起后，又與COD相聚；葉綠素與氨氮聚在一起后，又與TP相聚；隨后兩類再聚在一起。表明TN相對于水體中的其他離子來說，其對電導(dǎo)率貢獻量最大?？梢奣N的污染較為嚴(yán)重。由于水體當(dāng)中的氨氮是可被植物吸收的最主要的氮營養(yǎng)鹽存在形式，所以最先與代表藻類生長狀況的葉綠素聚在一起；TP往往被認(rèn)為是藻類生長的限制因子，調(diào)查期間，梅梁湖TP為0.09 mg／L，N／P為29，可見相對于TN來說，也許TP是梅梁湖藻類的營養(yǎng)鹽限制因子。這一大類主要反映了水體當(dāng)中無機營養(yǎng)鹽的主要組成，以及藻類生長的限制性因子。

(4)濁度最先與風(fēng)速聚在一起。說明濁度與風(fēng)速的關(guān)系最為密切，梅梁湖是一個淺水型湖泊，平均水深不到2 m，所以風(fēng)浪很容易使底泥泛起，從而影響到濁度。SD與其他各類指標(biāo)關(guān)系密切程度最差，一般而言，湖泊中的藻密度和葉綠素a與透明度有較好的相關(guān)性，但這種關(guān)系在梅梁湖數(shù)據(jù)分析的結(jié)果中卻并不明顯。推測太湖流域水土流失是可能的影響因素，梅梁湖湖周圍大量泥沙進入湖體，使湖水透明度與藻密度和葉綠素a之間的相關(guān)性受到了干擾。

Q型聚類反映出梅梁湖采樣站點之間的關(guān)系與歸類。

2.2 Q型聚類

(1)22個站點總體總體可分為7類：東部水域：2#、3#、4#、5#和6#；沙渚水域：7#、8#、10#和11#；拖山水域：9#、13、14#和15#；北部水域：19#、20#、21#和22#；湖心水域：16#、17#和18#；梅園水廠：1#；烏龜山：12#。

(2)東岸水域和湖心水域關(guān)系密切，最先聚在一起；拖山水域和沙渚水域關(guān)系密切，最先聚一起；上述4個水域聚在一起后，又與西北水域聚在一起。表明西北部水域與其他水域的關(guān)系較為疏遠(yuǎn)，西部水體的外源污染較為嚴(yán)重，近年來梅梁湖西部通過武進港和直湖港接納了大量無錫、常州工業(yè)廢水和生活污水，并通過間江口進入太湖，加之梅梁湖夏季盛行東南季風(fēng)．所以西北部水域往往成為梅梁湖污染最為嚴(yán)重的水域。

3 結(jié)論

R型聚類分析表明，目前梅梁湖藻類的大量生長和繁殖仍將是要面對的最主要問題；1N和cODMn的關(guān)系密切，表明在梅梁湖有機污染中，1N是主要的污染因子；TP相對于TN來說，與生物指標(biāo)(藻密度和葉綠素)有著更加密切的關(guān)系，表明相對于TN來說，TP可能是梅梁湖藻類生長的營養(yǎng)鹽限制因子。

O型聚類分析表明，7類水域在污染狀況上的空間分布與梅梁湖富營養(yǎng)化分布趨勢基本一致，西北部水域仍然是梅粱湖較為獨立的水域。盡管近年來，為了改善梅梁湖的水體循環(huán)(尤其是北部水域水質(zhì))，進行了從望虞河調(diào)水，然后再從北部粱溪河將湖水引入運河，以期提高水體流動和自凈能力的“引江濟太”的工程。但是由于梅粱湖的本底污染比較嚴(yán)重，加之調(diào)水的頻次和水量有限，在今后一段時間內(nèi)梅梁湖西北部仍將是污染最為嚴(yán)重的水域。

4 梁象秋等.水生生物學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1995:14

5 張澎浪、孫承軍.地表水體中藻類的生長對pH值及溶解氧含量的影響[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2004.20(4):49～50

6 王慶安、黃時達、孫鐵珩.多藻淺水體中pH 值和溶解氧協(xié)同周期性變化初探[J].四川環(huán)境，2001.20(2):4～7

7 謝 平.論藍藻水華的發(fā)生機制——從生物進化、生物地理化學(xué)和生態(tài)學(xué)視點[M].北京:科學(xué)出版社，2007.76～88

8 張 巍等.太湖水質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性與富營養(yǎng)化特征分析[J].環(huán)境污染與防治，2002.24(1):50～52

Study on the Influential Factors of the Water Quality

in Meiliang Lake Based on Cluster Analysis

Guo Wei，Zhang Junyi

Abstract:Cluster analysis were applied to the analysis of the blue-green algae density， chlorophyll， TN and TP， such as 14 water quality factors in this paper， based on emergency monitoring data of the Meiliang Lake measured by Wuxi environmental monitoring centre in 2008 from April to November. The 14 Water quality factors was divided into 4 categories by the R-Cluster analysis， and 22 sites was divided into 7 categories by the Q-Cluster analysis. The results showed that the Meiliang lake algae growth and reproduction was still the main problems to face; TN was a major factor in the pollution of organic pollutants in Meiliang Lake; Compared to TN， the TP was a nutrient limiting factors. Meiliang Lake north-west was still the most polluted area.

Key words:Meiliang Lake; cluster analysis; water quality factors