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摘 要

采用交叉试验设计和协方差分析法考察了镜月湖水体溶氧的时空变化，并试图建立溶氧的可预测模型。结果表明，协变量温度、主因子时间、采样点、水层对溶氧的影响极显著(Plt;0.01)，三因子间一级和二级互作对溶氧的影响极显著(Plt;0.01)。建立了溶氧与三因子的数学模型，失拟检验结果表明该模型恰当；模型拟合度R² =99.97%，矫正Adj.R² =99.95%，预测Pred.R²=99.92%，表明该模型拟合极好，可用于实际预测。溶氧在时间上的规律是日出时达到谷值，日落时达到峰值；在空间上的变化规律是西侧高、东侧低，浅层高、深层低。研究结果对于预测水体的实际溶氧具有一定指导意义。

关键词： 镜月湖、溶解氧、昼夜变化、时间、水层、位点

Abstract：The spatial and temporal variation of dissolved oxygen (DO) was examined using the crossover experimental design and analysis of covariance method in the study, attempting to establish a reliable model for the prediction of dissolved oxygen. The results showed that the effects of temperature, time of DO measurement, sampling spot, water layer were highly significant (Plt;0.01); the first-order and second-order interaction effects between 3 factors on dissolved oxygen were highly significant (Plt;0.01). the mathematical model of dissolved oxygen towards the above three factors was built, with R², Adj. R² and Pred. R² more than 99%, - indicating that the goodness-of-fit and predictive capability of the model were very satisfactory, and could be employed to forecast the change of dissolved oxygen. Dissolved oxygen reached the minimum at sunrise, and the maximum at sunset. The spatial variation was that dissolved oxygen content in the west side was higher than in the east, and was even lower at the bottom water layer. DO content gradually dropped with increased depth of water. Research results could provide some guidelines for the accurate projection of DO content in the Mirror Moon Lake.

Key words：Mirror Moon Lake, dissolved oxygen, nychthemeral variation, time, water layer, sampling spot

目 录

1.引言 5

2. 材料与方法 5

2.1 采样点 5

2.2 仪器与试剂 6

2.2.1仪器设备 6

2.2.2试剂与材料 6

2.3 实验准备 6

2.4 取样 7

2.5 试验设计 7

2.6 数据处理 7

3.结果与分析 7

3.1 因子的影响 8

3.2 因子间互作 9

3.3 建立模型 10

3.3 模型可靠性 11

3.4 因子多重比较 13

3.4.1 位点间的多重比较 13

3.4.2 时间的多重比较 14

3.4.3 水层的多重比较 14

4. 讨论 15

4.1 昼夜变化规律 15

4.2 垂直变化规律 15

4.3水平变化规律 15

4.4因子间互作规律 16

4.5模型建立 16

4.6意义和局限性 16

结 论 17

参 考 文 献 18

致 谢 21

1.引言

近几年来，我国大部分城市的多所高校均在兴建校园人工景观湖，为师生提供舒适整洁的生活、学习、居住环境。但由于校园人工景观湖的总水量少，集水面积小，水体与周边生态环境联系紧密，受污染几率高，自净能力差，调节交换能力弱，小型景观水体的稳定性非常脆弱，水体污染现象较为普遍。

镜月湖位于某市师范学院内，该景观湖依地形而建，岸边设置了离湖面高度1米的石阶和宽度3-4米不等的岸坡绿化带，该湖整体构成可看作是一小规模的景观水体，它是校园景观一个不可或缺的部分，对调控微生态气候以及改善校园生态环境具有重要意义。

目前，国内外对溶解氧昼夜变化的研究均建立在海湾、湖泊等大型水体上，常见的典型水体有黑海、墨西哥湾、北亚得力亚海、波罗的海、切萨皮克湾^[1-3]、钱塘江、辽河、珠江等^[3-7]，特别是长江，关于长江溶解氧昼夜变化的报导特别普遍^[8-16]。这些研究均重视溶氧的季节性变化，并伴随光照、气压、气温、盐度以及各种理化因子的影响，时间跨度长、水域面积大、考察因子多、整体情况较复杂。而对于小型水体溶氧昼夜变化的研究却鲜有耳闻，特别是关于校园人工景观湖的溶氧昼夜变化研究更是尚未见报道。以往对小型水体的研究大部分通过盐度、pH等单因素实验来进行，侧重考察温度，少部分建立了对应的模型，但这些研究未能考察因子间的互作效应，因此存在一定局限性。

本文以镜月湖水体为研究对象，通过实验确定了湖水的深度，选取了合适的水层、采样点和时间点，在此基础上分析研究了时间、位点、水层对水体溶氧的互作效应，并建立了数学模型。本研究旨在阐明镜月湖水体溶解氧的垂直分布及水平分布，以及在垂直分布上的昼夜变化规律，初步探讨小型景观水体溶解氧昼夜变化的机理，目的是为今后校园人工景观湖的综合管制和水质维护提供一定的科学依据。

2. 材料与方法

2.1 采样点

镜月湖位于东经119°00’13.46”,北纬33°38’34.77”,湖岸线长达696m，湖面海拔13m，湖沿岸3米以内为浅水区，水深1.5米,湖心深水区水深3m，平均水深2.5m，水面面积14880m²，占地约22亩，蓄水量22320m³。它是王营镇某学院一处典型的景观湖，位于生科楼、图书馆、体育馆的包围中，湖面呈月牙状，湖的凹处朝西。湖四周砌满了石栏，水面低于岸阶，湖的北、西、东面分别设有台阶，方便取水，且这三个方位水体受污染的程度也不尽相同：东面污水与湖水基本混合；西面靠近泔水进口，湖水与泔水尚未混合；北面污染相对较轻，水域暴露面积较大。故选定这三个具有代表性的位置为取样点(Fig.1)，进行现场采样。

图1 镜月湖采样点示意图

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