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2001~2006年太湖水体物理及水体化学监测数据集

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2001~2006年太湖水体物理及水体化学监测数据集

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2001~2006年太湖水体物理及水体化学监测数据集

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            数据来源:CSCD中国科学引文数据库

20012006年太湖水体物理及水体化学监测数据集

许金朵1,马荣华1*,王贞1,胡佳俊1

1. 中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京  210008

*  通讯作者(Email: rhma@niglas.ac.cn)

要:2001~2006年太湖水体物理及水体化学监测数据集是对中国科学院南京地理与湖泊研究所太湖湖泊生态系统研究站提供的8个常规监测站点2001~2006年常规水质监测数据进行整理而得。长序列的水质监测数据,可以准确、全面地反映水质变化发展趋势,为湖泊水环境富营养化研究、水环境保护、污染源控制与治理提供科学依据和基础数据支撑。为了更好地利用这些数据,采用国际规范的数据处理方法和质量控制体系,对观测的水质数据进行整理和质量控制,并已经公开出版、共享和提供下载。

关键词:太湖;水质;水化学;监测数据

Water physical and chemical data of Taihu laboratory (2001 – 2006)

Jinduo Xu, Ronghua Ma, Zhen Wang, Jiajun Hu

Abstract: This dataset is provided by TaiLLER (Taihu Laboratory for Lake Ecosystem Research) of Nanjing Institute of Geography & Limnology, Chinese Academy of Sciences. It contains 8 routine monitoring sites data which were sampled from 2001 to 2006. The long sequence of water quality monitoring data can response exactly the development trend of water quality change and provide data support for study on eutrophication of lake water environment, water environment protection, pollution control and management. We take international standard data processing method and quality control system to ensure the observation data quality. We publish these data publicly and provide online access service for them. These data provide support for the limnological research.

Keywords: Taihu Lake; water quality; water chemistry; observation data

数据库(集)基本信息简介

数据库(集)中文名称

2001~2006年太湖水体物理及水体化学监测数据集

数据库(集)英文名称

Water physical and chemical data of Taihu laboratory (2001 – 2006)

通讯作者

马荣华(rhma@niglas.ac.cn)

数据作者

许金朵、马荣华

基金项目

地球系统科学数据共享平台、中国科学院科技数据资源整合与共享工程、中国国家生态系统观测研究网络

数据时间范围

2001~2006年

地理区域

太湖

数据格式

.xlsx

数据量

0.16 MB

数据服务系统网址

http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/13

数据库(集)组成

本数据集包含太湖站水质观测站点经纬度数据以及太湖站2001~2006年水体物理和水体化学观测数据,其中水体物理要素与水体化学要素指标包括水温、透明度、pH、悬浮物、电导率、碱度、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、总磷、总氮、氨氮、磷酸盐、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮等

 

引  言

太湖,古名震泽,又名具区、笠泽[1],位于长江三角洲的南缘,是中国五大淡水湖之一,湖泊面积2427.8 km2,水域面积为2338 km2 [2],在区域和社会经济发展中具有举足轻重的地位。近年来由于流域经济的快速发展和不合理的开发利用导致太湖水质恶化,富营养化趋势明显,生态系统急剧退化[3]。为了便于对以太湖为代表的大型浅水湖泊进行长期、系统和稳定的野外定位观测试验及研究,中国科学院南京地理与湖泊研究所建立了太湖湖泊生态系统研究站(简称“太湖站”),以湖泊科学的基础研究和应用基础研究为主,长期积累大型湖泊资料[4]。长时间序列的湖泊观测数据可为研究富营养化湖泊物质转换与能量流动,湖泊物理、化学和生物过程对蓝藻水华暴发的作用机理,探索湖泊富营养化和水环境污染机理,揭示湖泊富营养化、沼泽化和生态灾变等关键科学问题发挥重要的作用。

太湖站(图1)由位于江苏省无锡市滨湖区的太湖梅梁湖之滨的本部(31°24′N,120°13′E)和位于苏州市东太湖之滨的东太湖水体农业试验站两部分组成[4]。自1991年建站以来,一直连续收集太湖的水体物理和化学指标。1991~1995年,在太湖北部近1000 km2的湖面上布设了8个采样点;1995~2004年,在原点位逐月监测的前提下,将监测点位拓展到了全太湖。本数据集为太湖站其中8个常规监测站点2001~2006年观测的水体物理和水体化学数据资料。

图1  太湖站地理位置

1  数据采集和处理方法

太湖站2001~2006年水体物理和水体化学观测数据,涉及太湖站8个常规监测站点,分别为THL00(太湖站0号观测站,120.22°E,31.54°N)、THL01(太湖站1号观测站,120.19°E,31.51°N)、THL03(太湖站3号观测站,120.19°E,31.48°N)、THL04(太湖站4号观测站,120.19°E,31.44°N)、THL05(太湖站5号观测站,120.19°E,31.41°N)、THL06(太湖站6号观测站,120.13°E,31.50°N)、THL07(太湖站7号观测站,120.18°E,31.34°N)和THL08(太湖站8号观测站,120.17°E,31.25°N),定点长期观测太湖水体物理和水体化学数据,观测频率为1次/月。太湖水质水体物理数据包括透明度、水深、水位等指标;水体化学数据包括总磷、总氮、磷酸盐、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、溶解氧、生化需氧量等指标。

1.1  太湖水体物理数据

湖泊水体物理要素是湖泊生态系统的重要参数[5],太湖2001~2006年水体物理和水体化学观测数据中的水体物理要素,包含太湖水深、水温、透明度、悬浮物、电导率在内逐月观测的数据。水温采用水温计,水温计每年校核使用;透明度采用塞氏圆盘,每个点测定3次,取均值;悬浮物采用烘箱经过2次烘干称重,使误差小于1/10000 g;电导率使用电导率仪进行监测,对电导率仪每3个月进行一次标定(表1)。

太湖站水质监测用仪器及质量控制表[4]

1.2  太湖水体化学数据

太湖2001~2006年水体物理和水体化学观测数据中的水体化学要素,包含总磷、总氮、磷酸盐、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、悬浮物、总氮、pH、4种阳离子、氯化物、硫酸盐、水温、透明度、电导率等指标的逐月观测数据。其中,碱度、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量要素使用10 ml微量滴定管进行测定,使用前对浓度进行标定;总磷、磷酸盐、总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮使用紫外分光光度计进行测定;硫酸盐、氯化物、钾、钠、钙、镁采用离子色谱法进行测定(表2)。

太湖站水质监测使用仪器及质量控制表[4]

2  数据样本描述

2001~2006年太湖水体物理及水体化学监测数据集,为Excel表格型数据,包含两个Excel数据文件,分别为“太湖站水质观测站点数据.xlsx”和“2001–2006年太湖水体物理及水体化学监测数据.xlsx”。其中“太湖站水质观测站点数据.xlsx”数据文件,描述太湖站8个水质常规监测站点的空间点位信息(表3);“2001–2006年太湖水体物理及水体化学监测数据.xlsx”数据文件,包含2个表单文件,分别为“2001–2006年太湖水体物理监测数据”和“2001–2006年太湖水体化学监测数据”。“2001–2006年太湖水体物理监测数据”表单中包含了2001~2006年太湖站8个水质常规监测站点逐月的水体物理要素观测数据(表4),“2001–2006年太湖水体化学监测数据”表单中包含了2001~2006年太湖站8个水质常规监测站点逐月的水体化学要素观测数据(表5)。在2001~2006年太湖水体化学监测数据中,个别站点的部分指标如溶解性总氮、溶解性总磷、高锰酸盐指数、硅酸盐、碱度因人工采样差异和仪器故障等原因存在数据项缺失情况;个别指标如五日生化需氧量在2006年才纳入常规监测指标体系,出于数据完整性考虑,该指标也被整合进来,但从2006年起开始有数据。

表3  太湖站水质观测站点数据表内容

表4  20012006年太湖水体物理监测数据表内容

表5  20012006年太湖水体化学监测数据表内容

3  数据质量控制和评估

针对原始观测数据和实验室分析的数据,数据质量控制过程包括对源数据的检查整理、单个数据点的检查、数据转换和入库,以及元数据的编写、检查和入库。对源数据的检查包括文件格式化错误、存储损坏等明显的数据问题以及文件格式、字段标准化命名、字段量纲、数据完整性等。单个数据点的检查中,主要针对异常数据进行修正、剔除。

图2  数据质量控制

针对太湖站开展的常规观测项目,在数据入库阶段建立了完善的质量控制过程(图2),保证已入库数据的完整性和一致性。观测阶段,由长期工作在太湖站的专业人员进行观测和观测仪器维护工作。数据整理和入库过程的质量控制方面,主要分为两个步骤:(1)进行了各种源数据的集成、整理、转换、格式统一;(2)通过一系列质量控制方法,去除随机及系统误差。使用的质量控制方法,包括极值检查、内部一致性检查,以保障数据的质量。元数据由太湖站数据观测人员和数据整编人员根据太湖站制定的元数据标准格式(包含数据名称、时间范围、字段说明、观测方法、知识产权等)进行填写,并聘请相关领域的研究人员对元数据描述进行审核。

4  数据使用方法和建议

太湖站长期监测、累积的水质观测资料,表征了太湖水体中污染物的变化趋势,为太湖蓝藻监测以及预测预警提供基础分析资料,为太湖水环境管理、水质评价和水质规划等提供科学依据[6]

本数据集除了储存在Science Data Bank(http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/13)网站上,也已在湖泊–流域科学数据中心(http://lake.geodata.cn)和中国湖泊数据库(http://www.lakesci.csdb.cn)同步发布并提供数据查询下载服务和数据可视化工具(http://lake.geodata.cn/LakeDB)。平台提供基于空间点位(图3)和数据集属性字段的数据查询功能。在数据集浏览页面,首先选择要查询的观测点位,在查询条件中选择要查询的时间范围,点击“查询”按钮即可检索出相应的数据记录;在“表格”选项卡的水质要素复选框中,可同时选取多个指标(图4);单击“导出数据”即可将查询结果导出为Excel 文件格式,下载到本地;点击“曲线图”选项卡,选择相应的水质要素,点击“绘图”按钮,可绘制出该要素的曲线变化趋势图(图5)。

图3  太湖水质数据查询(点位选择)

图4  太湖水质数据查询

图5  太湖水质数据曲线图绘制

致  谢

本数据得到中国科学院南京地理与湖泊研究所太湖站的大力支持和帮助,并得到国家科技基础条件平台–地球系统科学数据共享平台、中国生态系统研究网络(CERN)和中国科学院“十二五”科技数据资源整合与共享工程的资助。

作者分工职责

许金朵(1982—),女,江苏省睢宁县人,硕士,工程师,研究方向为数据库建设、数据共享和地图学与地理信息系统,主要承担湖泊–流域科学数据中心建设和运行服务。

马荣华(1972—),男,山东省淄博市人,博士,研究员,研究方向为数据共享、湖泊水环境遥感,主要承担湖泊–流域科学数据中心运行和管理。

王贞(1983—),女,河北省邯郸市人,本科,工程师,研究方向为数据库建设,承担本文太湖站水质观测数据的整理和质量控制。

胡佳俊(1988—),男,江苏省南京市人,本科,工程师,研究方向为地图学与地理信息系统,主要承担本文太湖站水质观测数据的数据库建设。

参考文献

[1]  王苏民, 窦鸿身. 中国湖泊志[M]. 北京: 科学出版社, 1998.

[2]  秦伯强, 罗潋葱. 太湖生态环境演化及其原因分析[J]. 第四纪研究, 2004, 24(5): 561~568.

[3]  李伟, 崔丽娟, 赵欣胜, 等. 太湖岸带湿地土壤动物群落结构与多样性[J]. 生态学报, 2015, 35(4): 944~955.

[4]  秦伯强, 胡春华. 中国生态系统定位观测与研究数据集——湖泊湿地海湾生态系统卷 江苏太湖站(1991–2006)[M]. 北京: 中国农业出版社, 2010.

[5]  何俊, 谷孝鸿, 刘国锋. 东太湖水生植物及其与环境的相互作用[J]. 湖泊科学, 2008, 20(6): 790~795.

[6]  秦伯强. 太湖生态与环境若干问题的研究进展及其展望[J]. 湖泊科学, 2009, 21(4): 445~455.

引用数据

(1)  许金朵, 马荣华. 2001~2006年太湖水体物理及水体化学监测数据集[DB/OL]. Science Data Bank. DOI: 10.11922/sciencedb.170.13.

 

引文格式:许金朵, 马荣华, 王贞, 胡佳俊. 2001~2006年太湖水体物理及水体化学监测数据集. 中国科学数据, 2016, 1(2).  DOI: 10.11922/csdata.170.2015.0014.

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