2021–2022年鄱阳湖丰水期水体富营养化指标空间分布数据集

生态系统国家野外站历史数据整编专题 II 区论文（已发表） • 版本 ZH4 Vol 9 (1) 2024

A dataset of spatial distribution of water eutrophication indicators in Poyang Lake during high flow period from 2021 to 2022

蒋名亮，杨海，刘贺，徐力刚

JIANG Mingliang, YANG Hai, LIU He, XU Ligang

DOI: 10.11922/11-6035.csd.2023.0075.zh
CSTR: 32001.14.11-6035.csd.2023.0075.zh
: 10.57760/sciencedb.07991

： 2023 - 02 - 22

： 2024 - 03 - 18

： 2023 - 05 - 08

： 2024 - 03 - 18

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6453 59 0

摘要&关键词

摘要：鄱阳湖是长江流域最大的通江湖泊，对维持长江流域生态功能具有举足轻重的作用。然而随着气候变化和人类活动的共同影响，其富营养化程度逐年增加，生态功能逐渐恶化。为研究鄱阳湖富营养化的时空变化特征，保护鄱阳湖水资源、水环境安全，于2021年和2022年夏季藻类生长高峰期基于野外采样规范均匀采集了鄱阳湖湖体72个点位的水样，在实验室严格按照国标和行业标准规定的方法完成了采样点水体富营养化指标总氮、总磷、高锰酸盐指数和叶绿素的测定，形成了鄱阳湖2021–2022年丰水期水体富营养化指标空间分布数据集。本数据集产品可准确表征鄱阳湖丰水期水体污染状况、富营养化状态及其在空间上的分布特征，对鄱阳湖流域污染管控，长江流域水环境保护具有重要的数据支撑意义。

关键词：鄱阳湖；水体富营养化；时空数据

Abstract & Keywords

Abstract: Poyang Lake, the largest lake connected to the Yangtze River, plays an important role in preserving the ecological balance of the Yangtze River Basin. However, due to the escalating effects of climate change and human activities, the eutrophication status of the lake has been increasing year by year, resulting in a gradual deterioration of its ecological function. In order to study the spatio-temporal variation characteristics of eutrophication in Poyang Lake and protect its water resources and environment, we systematically collected water samples from 72 sites across the lake during the peak algae growth periods of the summers from 2021 to 2022. In the laboratory, the determination of eutrophication indicators, including total nitrogen, total phosphorus, permanganate index and chlorophyll-a at sampling sites was conducted in strict accordance with the methods stipulated by national standards and industrial standards. Based on this, we obtained the dataset of spatial distribution of water eutrophication indicators in Poyang Lake during high flow period from 2021 to 2022. This dataset can provide precise insights into the water pollution and eutrophication status, as well as the spatial distribution characteristics of Poyang Lake during high flow season, which has important data supporting significance for the pollution control of Poyang Lake basin and water environment protection of the Yangtze River basin.

Keywords: Poyang Lake; Eutrophication; Spatio-temporal data

数据库（集）基本信息简介

数据库（集）名称	2021–2022年鄱阳湖丰水期水体富营养化指标空间分布数据集
数据作者	蒋名亮，杨海，刘贺，徐力刚
数据通信作者	徐力刚（lgxu@niglas.ac.cn）
数据时间范围	2021年7月和2022年7月
地理区域	鄱阳湖
数据量	21.05 KB
数据格式	*.xlsx
数据服务系统网址	https://doi.org/10.57760/sciencedb.07991
基金项目	科技基础资源调查专项（2021FY100704）；江西省科技厅重大科技研发专项“揭榜挂帅”制项目（20213AAG01012）。
数据库（集）组成	本数据集包括鄱阳湖72个水质采样点2021年7月和2022年7月两次的总氮、总磷、高锰酸盐指数和叶绿素的实验室检测数据。

Dataset profile

Title	A dataset of spatial distribution of water eutrophication indicators in Poyang Lake during high flow period from 2021 to 2022
Data authors	JIANG Mingliang, YANG Hai, LIU He, XU Ligang
Data corresponding author	XU Liang (lgxu@niglas.ac.cn)
Time range	July 2021 and July 2022
Geographical scope	Poyang Lake
Data Volume	21.05 KB
Data formate	*.xlsx
Data service system	<https://doi.org/10.57760/sciencedb.07991>
Source of funding	Special Project of Science and Technology Basic Resources Investigation (2021FY100704); Key Science and Technology Project of Jiangxi Province (20213AAG01012).
Dataset composition	This dataset includes laboratory test data for total nitrogen, total phosphorus, permanganate index and chlorophyll at 72 water quality sampling sites in Poyang Lake, collected in July 2021 and July 2022.

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引言

鄱阳湖是中国最大的淡水湖泊，位于长江中游、江西北部，地理位置在东经115.49°–116.46°、北纬28.24°–29.46°之间^[1]，也是中国加入“世界生命湖泊网”的唯一代表，在全球生态格局中的生态地位具有无可替代性^[2-4]。鄱阳湖是长江流域的一个过水性、吞吐型和季节性重要湖泊，不仅为鄱阳湖流域生态系统以及候鸟提供了不可或缺的生态服务功能，而且对长江中下游及河口区生态功能的维护具有举足轻重的作用^[3,5-6]。

鄱阳湖是目前长江中下游地区营养水平最低的大型浅水湖泊（富营养指数TSI=58.0），但由于流域社会经济的快速发展以及近年来鄱阳湖经济区的建立，鄱阳湖正处于从中营养向富营养水平过渡的关键时期^[7-8]。从20世纪80年代鄱阳湖水质以I、Ⅱ类为主，至90年代I、II类水体占比平均下降到70%；2003年调查数据则显示I、II类水体平均占比下降至50%，2008年全国湖泊调查及中国科学院南京地理湖泊所鄱阳湖湿地野外观测研究站建站后鄱阳湖水环境长期定位监测数据显示，鄱阳湖I、II类水体已不足30%^[9-10]。影响水质类别的主要污染物——TN、TP的全年平均水平已进入IV水标准，且仍呈现逐年上升趋势，水质逐步恶化，水体富营养化已进入临界水平。此外近年来在鄱阳湖都昌和星子水域频现局部蓝藻水华，预示着鄱阳湖已逐步趋向藻华生长增殖的生态转变。

鄱阳湖水质及水动力流场受五河七口来水影响，五河及长江污染源类型及污染负荷具有较大的差异，因此五河及长江入湖污染物主控因子及污染浓度也存在很大的差异，特别是在丰水期鄱阳湖湖面面积大，流域降雨径流强，纳污范围广，污染来源多样，在此影响下，鄱阳湖湖体污染具有很大的空间异质性。通过实现最新的高密度的多源数据共享，协助多领域科学家研究鄱阳湖水环境时空分布特征，对于辨析鄱阳湖污染物来源及协助鄱阳湖污染防控具有很大的科学意义和实践指导价值。然而以往公布的鄱阳湖水环境相关数据集很少，其中王卷乐等发布了鄱阳湖2000–2013年的悬浮物反演数据集，该数据集只反映水体悬浮物指标且实测点主要集中在北部湖区^[11]；刘贺等发布过鄱阳湖2013–2018年的水环境监测数据，但其只有6个监测点位且缺乏关键的叶绿素a这项关键的富营养化指标数据^[10]。总体来说，以往的鄱阳湖水环境数据集涉及的采样点位少，且缺乏最新的数据。因此，实现鄱阳湖最新的高密度水质采样数据共享，对广大学者开展鄱阳湖水环境生态研究，把握鄱阳湖水环境现状、时空演变及其保护具有重要的支撑作用。

1 数据采集和处理方法

根据鄱阳湖独特的湖体形态及均匀布点的原则，2021年和2022年7月份分别在鄱阳湖湖体采集了72个水样，采样点分布如图1所示。样品采集过程中使用5L的有机玻璃采水器采集水下0.5m的水样，密封装入500 ml的聚乙烯水样瓶中，置于便携式可移动冰箱冷藏。采样结束后在实验室测定水样的高锰酸盐指数、总氮、总磷和叶绿素a浓度。其中高锰酸盐指数采用酸性法测定（GB11892-1989），总氮和总磷使用过硫酸钾紫外分光光度法/连续流动–盐酸萘乙二胺分光光度法测定（HJ667-2013、GB/T 11893-1989），叶绿素a测定方法为热乙醇-分光光度法（HJ897-2017）。

图1 鄱阳湖丰水期采样点分布图

Figure 1 Distribution of the sample sites during the high flow period of Poyang Lake

2 数据样本描述

数据集以微软电子表格（Microsoft Excel，xlsx）格式存储，共一个工作簿两个工作表，工作表分别命名为2021和2022，分别表示2021年和2022年数据。每个工作表数据均有73行8列，第一行为每个采样点的信息名称，第2到73行为1号到72号采样点数据信息，采样点编号形式为PYHXX，如PYH01，其中PYH表示鄱阳湖、01表示点位数字序号为01；第1到第8列分别为采样点编号、采样点的经度World Geodetic System 1984格式（WGS84，EPSG:4326，°）、采样点的纬度（WGS84格式，°）、采样点的采样时间（年-月-日时：分：秒）、采样点水体高锰酸盐指数（COD_Mn，mg/L）、采样点水体总氮浓度（TN，mg/L）、采样点水体总磷浓度（TP，mg/L）和采样点叶绿素a浓度（chl-a，mg/m³）。以2022年7月41号采样点的数据举例，其数据如表1所示，表中指示41号点编号为PYH41，采样点位置为东经116.01443°、北纬29.18424°，采样时间为2022年7月18日14时09分，该点水体高锰酸盐指数为1.88 mg/L，总氮浓度为1.734 mg/L，总磷0.126 mg/L，叶绿素a12.016 mg/m³。图2展示了鄱阳湖丰水期采样点2021年高锰酸盐指数、总氮浓度和2022年总磷、叶绿素a浓度在空间上的分布特征。

表1 2022年41号采样点水质数据

编号	经度（°）	纬度（°）	采样时间	高锰酸盐指数（mg/L）	总氮（mg/L）	总磷（mg/L）	叶绿素a（mg/m³）
PYH41	116.018289	29.075223	2022-07-18 14:09:00	1.88	2.21	0.111	7.570

图2 鄱阳湖丰水期2021年高锰酸盐指数、总氮和2022年总磷、叶绿素a空间分布图

3 数据质量控制和评估

3.1 现场采样

水样采集前在标准样瓶瓶盖和瓶身上均标记好采样点编号和时间，防止样品编号出错；样品采集过程中多次润洗采样瓶和采样器，防止水样交叉污染；水样采集完成后，现场添加固定剂、使用便携式移动冰箱等措施尽量减少运输过程带来的样品变质，所有采样设备均保持良好的工作状态，专业实验员按操作规范采集样品。

3.2 样品分析

分析方法参照国家或行业标准分析方法《水质分析方法》（SL78-94-1994）、《水和废水监测分析方法（第四版）》和《陆地生态系统水环境观测规范》等制定水样各理化指标分析标准和方法^[12-14]，保证所获分析结果的精密度、灵敏度和准确度。各监测项目的分析应在其规定保存时间内完成。全部水样的氮磷叶绿素分析均在水样采集后1日内完成前处理，5日内完成样品测定。测试过程中通过添加平行样和测试标准物来验证数据的可靠性以及稳定性，如遇异常值重新测定，以确保消除试管清洗不净等因素造成的数据误差。

3.3 数据质量评估

为保证鄱阳湖站实验人员数据测定的可靠性，每批水样测试之前都要测定一次标准样品，以检验实验分析人员的水质测试精度；为消除或减少水质检测过程中由试剂、蒸馏水或器皿带入的杂质所造成的系统误差，每测定10个水样后需要测定1个由超纯水构成的空白样品，对仪器进行调零；同时，每个样品设置3个平行样，以防止测量过程中偶然误差的产生。

4 数据使用方法和建议

本数据集为鄱阳湖近两年丰水期水体主要富营养化指标总氮、总磷、叶绿素a的空间高密度监测数据，对研究鄱阳湖丰水期水体污染空间分布、污染物溯源、污染影响因素分析具有重要的数据支撑作用。

用户可登录Science Data Bank（https://doi.org/10.57760/sciencedb.07116）下载数据，或者将数据需求以电子邮件形式发送至鄱阳湖站官方邮箱pyl@cern.ac.cn申请下载。

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数据引用格式

蒋名亮, 杨海, 刘贺, 等. 2021–2022年鄱阳湖丰水期水体富营养化指标空间分布数据集[DS/OL]. Science Data Bank, 2023. (2023-05-08). DOI: 10.57760/sciencedb.07991.

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稿件与作者信息

论文引用格式

蒋名亮, 杨海, 刘贺, 等. 2021–2022年鄱阳湖丰水期水体富营养化指标空间分布数据集[J/OL]. 中国科学数据, 2024, 9(1). (2024-03-15). DOI: 10.11922/11-6035.csd.2023.0075.zh.

蒋名亮

JIANG Mingliang

主要承担工作：数据校核、分析及汇交。

（1989—），男，江西吉安人，博士，助理研究员，主要研究方向为湿地生态水文。

杨海

YANG Hai

主要承担工作：现场采样，数据整理校验。

（1988—），男，江苏无锡人，博士，助理研究员，主要从事平原区产汇流机制研究。

刘贺

LIU He

主要承担工作：现场采样、实验室化学测试。

（1991—），男，江苏徐州人，大专，助理工程师，主要研究方向为水质水环境。

徐力刚

XU Ligang

主要承担工作：数据终审、质量控制。

lgxu@niglas.ac.cn

（1977—），男，四川仁寿人，博士，研究员，主要研究方向为流域生态学。

科技基础资源调查专项（2021FY100704）；江西省科技厅重大科技研发专项“揭榜挂帅”制项目（20213AAG01012）。

Special Project of Science and Technology Basic Resources Investigation (2021FY100704); Key Science and Technology Project of Jiangxi Province (20213AAG01012).

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出版历史

I区发布时间：2023年5月8日（版本ZH1）

II区出版时间：2024年3月18日（版本ZH4）