[發明專利]一種II類水體藻類生物多樣性指數的快速估算方法

在審

• 申請號: 202210023847.6
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114971129A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 劉乃森;杜成功;史紅波;穆歡;劉廷武
• 申請（專利權）人: 淮陰師范學院;江蘇省洪澤湖漁業管理委員會辦公室
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F7/556;G01N33/18
• 代理公司: 淮安菁聯知識產權代理事務所(普通合伙) 32378
• 代理人: 張麗

本發明公開了一種II類水體藻類生物多樣性指數的快速估算方法，該方法使用了哈希DS 5X水質監測儀原位采集的葉綠素濃度和藍藻細胞數，構建了適用于白馬湖、洪澤湖的Pielou均勻度指數、Shannon?Wiener多樣性指數快速估算方法，實現現場快速估算藻類生物多樣性，為評價水體健康程度提供依據。

技術領域

本發明涉及水體生態健康評價領域，更具體地說，它涉及一種II類水體藻類生物多樣性指數的快速估算方法。

背景技術

內陸湖泊、河流、水庫為II類水體，海洋為I類水體。II類水體的水質直接影響著周邊居民的生活以及生產，藻類生物多樣性是評價水體健康程度的方法之一。藻類生物多樣性指標有多種，Pielou均勻度指數和Shannon-Wiener多樣性指數是常用指標，Pielou均勻度指數數值越大表示水質越好，0~0.2表示水體為富營養化，0.2~0.3表示中富營養化，0.3~0.5表示中營養化，大于0.5表示貧營養，水質很好；Shannon-Wiener多樣性指數也是數值越大水質越好，0~1表示水體為富營養化，1~2表示中富營養化，2~3表示中營養化，大于3表示貧營養化，水質很好。白馬湖、洪澤湖為淮安市的重要水源，其中白馬湖為淮安市的第二水源地，不同的湖泊其生物多樣性存在較大差異，了解湖泊及其入湖、出湖河流的藻類生物多樣性，對于評價水體健康程度以及水環境治理保護具有極為重要的意義。藻類多樣性評價需采集水樣后對不同種屬的藻類鏡檢計數，然后計算多樣性指數。水樣采集后需固定、藻類富集、鏡檢計數，整個過程耗時長，無法現場初步評價水體健康情況，目前急需通過原位檢測的水質參數初步估算生物多樣性的方法。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種解決上述問題的一種II類水體藻類生物多樣性指數的快速估算方法，實現現場快速估算白馬湖、洪澤湖及周邊河流藻類生物多樣性，為評價水體健康程度提供依據。

富營養化水體的水質較差，在合適的氣象條件下，藍藻會大量的繁殖，進而消耗水中溶解氧，影響其它水生生物生長，并向水體釋放毒素，嚴重污染水體。水體的葉綠素濃度是包含藍藻在內的所有藻類的葉綠素總和，藍藻細胞數僅表征藍藻數量的多少，當藍藻大量生長時，水體中的其它藻類數量會受到抑制，生物多樣性下降，因此可利用水體的葉綠素濃度和藍藻細胞數快速估算生物多樣性。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種II類水體藻類生物多樣性指數的快速估算方法，

（1）利用哈希DS 5X水質監測儀原位檢測水體，得葉綠素濃度C、藍藻細胞數N；

（2）利用葉綠素濃度C，藍藻細胞數N構建指數，

；

哈希DS 5X水質監測儀的藍藻細胞數的單位為cells/ml，1000N是將其轉換為常用單位cells/L，同時因為該數值過大，與葉綠素濃度C的數量級相差太大，所以對其取對數，從而可以表征藍藻的葉綠素濃度；水體中葉綠素濃度包含藍藻的葉綠素濃度和其它藻類的葉綠素濃度，因此從葉綠素濃度C中減去藍藻葉綠素濃度即可得到其它藻類的葉綠素濃度，即的分母。表示了藍藻與其它藻類數量的比值，因藍藻對營養鹽濃度的要求更低，因此水體中的藍藻更易生長，當藍藻數量較多時，其它藻類的生長會受到抑制，從而導致生物多樣性的下降。分母中的1.95是調整的曲線形狀使其與Pielou均勻度指數、Shannon-Wiener多樣性指數呈線性關系。

（3）利用快速估算Pielou均勻度指數J， ；

（4）通過Pielou均勻度指數J數值大小評判水體水質好壞，數值越大表示水質越好，0~0.2表示水體為富營養化，0.2~0.3表示中富營養化，0.3~0.5表示中營養化，大于0.5表示貧營養。

另一方案是，

（1）利用哈希DS 5X水質監測儀原位檢測水體，得葉綠素濃度C、藍藻細胞數N；