【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水环境保护水质检测，具体涉及一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法。
技术介绍
1、现有技术的水体富营养化的预警方法主要集中于理化指标的定点或实时监测：水体定点监测数据的获取相对来说更为可靠、稳定，但该方法存在时效性不高且监测成本高的缺点；实时监测从数据获取角度来说较为方便、快捷，但测定结果易受环境条件的影响，得出的数据存在一定的误差；另外理化指标监测对于水体富营养化状况评价或准确性不足，或计算方法过于复杂和繁琐，不具有实际应用价值。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的缺陷，本专利技术提供一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，能通过测定湖泊水样中微生物物种的丰度和生物量数据，准确地评价湖泊的富营养化程度。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，包括以下步骤：
4、s1、通过高通量测序分别获取湖泊各采样点在不同时期水样中总微生物所含的物种信息；
5、s2、根据高通量测序结果分析湖泊各采样点在不同时期水样中微生物的多样性和丰度，并分析不同水样间的微生物群落结构差异；
6、s3、测定湖泊各采样点在不同时期水样的理化性质指标，并作为各采样点在相应时期的环境因子，确定在不同时期影响湖泊微生物群落结构与丰度的环境因子子集，明确湖泊中微生物物种组成与物质循环和能量流动路径，构建湖泊中的微食物环；
7、s4、建立湖泊中的微食物环与
8、s5、通过测定湖泊水样中微生物物种的丰度和生物量数据，根据所述相关性响应机制评价湖泊富营养化程度。
9、进一步地，步骤s2具体为：根据高通量测序结果，通过对otus进行alpha多样性指数、丰度分析，分析湖泊各采样点在不同时期水样中微生物的多样性和丰度，通过beta多样性分析，分析不同水样间的微生物群落结构差异。
10、进一步地，步骤s3具体为：测定湖泊各采样点在不同时期水样的理化性质指标，并作为各采样点在相应时期的环境因子，对比研究湖泊各采样点在不同时期的微生物群落结构，确定在不同时期影响湖泊微生物群落结构与丰度的环境因子子集，明确湖泊中微生物物种组成与物质循环和能量流动路径，构建湖泊中的微食物环。
11、进一步地，步骤s3中：所述理化性质指标包括物理指标和化学指标，所述物理指标包括温度和浊度，所述化学指标包括溶解氧、溶解性有机碳、总氮和总磷。
12、进一步地，步骤s3中：所述环境因子子集具体通过以下方式确定，对湖泊水样中的微生物进行环境因子约束化的pca分析，通过bioenv函数判断环境因子与湖泊水样中微生物群落分布差异的最大pearson相关系数，通过最大pearson相关系数得到环境因子子集。
13、进一步地，步骤s4具体为：根据所述环境因子与微食物环中的优势功能微生物物种生物量的相关性分析结果，并根据所述环境因子子集中的环境因子的分布情况与湖泊水样中微生物物种组成结构的相关性分析结果，建立湖泊中的微食物环与环境因子的相关性响应机制，其中所述环境因子子集中的环境因子为显著相关和极显著相关的环境因子。
14、进一步地，步骤s5具体为：通过测定湖泊水样中的优势功能微生物物种的丰度和生物量数据，根据所述相关性响应机制评价湖泊富营养化程度。
15、进一步地，步骤s5还包括：通过监测当前湖泊水样中显著相关的环境因子的分布情况预测湖泊水样中微生物物种组成与结构，得出湖泊中的微食物环动态发展趋势，并根据所述微食物环动态发展趋势对湖泊未来的富营养化程度进行预警。
16、相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：
17、本专利技术利用微生物个体小且对污染物反应灵敏的特性，能够更加准确地评价湖泊的富营养化程度，为湖泊富营养化程度的监控提供了良好的依据。
18、本专利技术通过高通量测序的方法能够高效、准确地分析湖泊各采样点在不同时期水样中微生物的多样性和丰度，并能分析不同水样间的微生物群落结构差异，提高了相关性响应机制预警的精度和便捷性。
19、本专利技术利用微食物环与环境因子的相关性数据，相较于单个生物与环境指标的相关性更加全面和准确。
20、本专利技术的方法在应用时，需要建立湖泊中的微食物环与环境因子的相关性响应机制，可对相应湖泊的富营养化程度实施长期监控并预警。
21、本专利技术的方法在应用时，利用相关性响应机制，可通过微食物环中的优势功能微生物物种的丰度和生物量数据，对湖泊中的水体富营养化因子浓度进行预测，进而能很好地评价水体的富营养化程度，还可通过监测当前湖泊水样中显著相关的环境因子的分布情况预测湖泊水样中微生物物种组成与结构，得出湖泊中的微食物环动态发展趋势，并根据微食物环动态发展趋势对湖泊未来的富营养化程度进行预警，以便及时调整水体的物质循环与能量流动，并为水质生物修复提供精确的数据和方向。
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1.一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于，步骤S2具体为：根据高通量测序结果，通过对OTUs进行Alpha多样性指数、丰度分析，分析湖泊各采样点在不同时期水样中微生物的多样性和丰度，通过Beta多样性分析，分析不同水样间的微生物群落结构差异。
3.根据权利要求1所述的一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于，步骤S3具体为：测定湖泊各采样点在不同时期水样的理化性质指标，并作为各采样点在相应时期的环境因子，对比研究湖泊各采样点在不同时期的微生物群落结构，确定在不同时期影响湖泊微生物群落结构与丰度的环境因子子集，明确湖泊中微生物物种组成与物质循环和能量流动路径，构建湖泊中的微食物环。
4.根据权利要求3所述的一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于，步骤S3中：所述理化性质指标包括物理指标和化学指标，所述物理指标包括温度和浊度，所述化学指标包括溶解氧、溶解性有机碳、总氮和总磷。
5.
6.根据权利要求1所述的一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于，步骤S4具体为：根据所述环境因子与微食物环中的优势功能微生物物种生物量的相关性分析结果，并根据所述环境因子子集中的环境因子的分布情况与湖泊水样中微生物物种组成结构的相关性分析结果，建立湖泊中的微食物环与环境因子的相关性响应机制，其中所述环境因子子集中的环境因子为显著相关和极显著相关的环境因子。
7.根据权利要求6所述的一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于，步骤S5具体为：通过测定湖泊水样中的优势功能微生物物种的丰度和生物量数据，根据所述相关性响应机制评价湖泊富营养化程度。
8.根据权利要求7所述的一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于，步骤S5还包括：通过监测当前湖泊水样中显著相关的环境因子的分布情况预测湖泊水样中微生物物种组成与结构，得出湖泊中的微食物环动态发展趋势，并根据所述微食物环动态发展趋势对湖泊未来的富营养化程度进行预警。
...【技术特征摘要】
1.一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于，步骤s2具体为：根据高通量测序结果，通过对otus进行alpha多样性指数、丰度分析，分析湖泊各采样点在不同时期水样中微生物的多样性和丰度，通过beta多样性分析，分析不同水样间的微生物群落结构差异。
3.根据权利要求1所述的一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于，步骤s3具体为：测定湖泊各采样点在不同时期水样的理化性质指标，并作为各采样点在相应时期的环境因子，对比研究湖泊各采样点在不同时期的微生物群落结构，确定在不同时期影响湖泊微生物群落结构与丰度的环境因子子集，明确湖泊中微生物物种组成与物质循环和能量流动路径，构建湖泊中的微食物环。
4.根据权利要求3所述的一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于，步骤s3中：所述理化性质指标包括物理指标和化学指标，所述物理指标包括温度和浊度，所述化学指标包括溶解氧、溶解性有机碳、总氮和总磷。
5.根据权利要求3所述的一种基于微食物环的湖泊富营养化的评价和预警方法，其特征在于，步骤s3中：所述环境因子子集具体通过以...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆志波，沈成媛，胡伟，魏进，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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