基于層次聚類分析的遼西濕地關(guān)鍵污染因子空間差異性研究

基于層次聚類分析的遼西濕地關(guān)鍵污染因子空間差異性研究

作為“地球腎”，城市濕地在癌癥的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化、微環(huán)境的調(diào)節(jié)和水源的保護(hù)方面發(fā)揮著重要作用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人口急劇膨脹和生活水平的提高,在自然與人為擾動(dòng)因子雙重作用下,城市濕地水質(zhì)量惡化日趨嚴(yán)重,成為城市化過(guò)程中急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。由于人類活動(dòng)及自然影響因素存在時(shí)間和空間差異性,因此城市濕地水質(zhì)通常表現(xiàn)出明顯的時(shí)空變異特征,如何有效識(shí)別濕地水質(zhì)時(shí)空變化特征成為控制濕地水環(huán)境污染的關(guān)鍵所在。因子分析(FA)、聚類分析(CA)等多元統(tǒng)計(jì)技術(shù)能充分利用大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)定性地識(shí)別監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)的時(shí)空分布特征,成為國(guó)內(nèi)外水質(zhì)時(shí)空變化特征分析的主流技術(shù),并廣泛應(yīng)用于城市工業(yè)區(qū)、流域等地表水質(zhì)時(shí)空變化及潛在影響因子分析。作為國(guó)家級(jí)濕地公園的杭州西溪,李玉鳳等利用2009年春夏兩季西溪濕地水質(zhì)的月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),評(píng)價(jià)了水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化程度;李靜等運(yùn)用遙感(RS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)以及土地利用空間變化模型,分析了城市擴(kuò)展等人類活動(dòng)對(duì)西溪濕地面積變化和空間位移的影響等。但未見(jiàn)基于多元統(tǒng)計(jì)技術(shù)的西溪濕地水質(zhì)時(shí)空變化及影響因子分析的文獻(xiàn)報(bào)道。鑒于此,本研究基于因子分析技術(shù)定性地識(shí)別西溪濕地春夏秋冬關(guān)鍵污染因子及主要潛在污染源、基于聚類分析技術(shù)明晰西溪濕地春夏秋冬水質(zhì)污染空間變異特征,為西溪濕地污染控制和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化選取提供科學(xué)依據(jù)。1模型和方法1.1集城市濕地公園概況西溪濕地公園占地面積達(dá)數(shù)十平方公里,濕地公園內(nèi)生態(tài)資源豐富、自然景觀質(zhì)樸、文化積淀深厚,是目前國(guó)內(nèi)唯一的集城市濕地、農(nóng)耕濕地、文化濕地于一體的國(guó)家濕地公園。該濕地公園地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)北緣,四季分明,光照充足,雨量充沛,兼具涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、調(diào)蓄洪水、美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候等生態(tài)功能。然而,隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展,人類在濕地內(nèi)的活動(dòng)更加頻繁,使其面臨面積逐漸減少、生態(tài)環(huán)境破壞等問(wèn)題,影響其可持續(xù)發(fā)展。1.2樣品采集和測(cè)定指標(biāo)本研究選擇沿山河、蔣村港、深潭口、秋雪庵、百家樓和蔣村集市6個(gè)點(diǎn)位為研究對(duì)象(見(jiàn)圖1),于2007—2011年分別在春、夏、秋、冬四季采集樣品,監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括pH、BOD5、高錳酸鹽指數(shù)、COD、總磷、總氮、石油類、葉綠素a、氨氮、溶解氧、透明度、水溫、藍(lán)藻門(mén)、綠藻門(mén)、硅藻門(mén)、隱藻門(mén)、甲藻門(mén)、裸藻門(mén)、金藻門(mén)、浮游植物總量,共20個(gè)指標(biāo)。其中,pH和溶解氧分別采用pH計(jì)和便攜式溶解儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定,其他水質(zhì)指標(biāo)在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)定。水樣的采集、保存、運(yùn)輸和分析方法參考《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第4版)。1.3數(shù)據(jù)分析和處理1.3.1數(shù)據(jù)處理方法主成分分析技術(shù)能夠在盡可能不損失信息或者少損失信息的情況下,將多個(gè)變量減少為少數(shù)幾個(gè)能概括大量數(shù)據(jù)信息因子的方法,被用來(lái)提取最重要的水質(zhì)參數(shù)。因子分析(FA)以主成分分析為基礎(chǔ),通過(guò)不同旋轉(zhuǎn)法對(duì)主成分分析提取的主要影響因子進(jìn)行旋轉(zhuǎn),得到主因子(VFs)?；赟PSS軟件的因子分析主要步驟見(jiàn)文獻(xiàn)。通過(guò)因子分析定性地識(shí)別西溪濕地春、夏、秋、冬四季潛在關(guān)鍵污染因子及水質(zhì)變化特征。1.3.2高度相選擇性聚聚類分析是將研究對(duì)象按其共性進(jìn)行分類,其目的在于辨認(rèn)某些特征上相似的事物,并把事物就這些特征劃分成若干類,使具有高度共質(zhì)性的聚為同一類,而具有高度相異性的聚為不同類的事物。系統(tǒng)聚類法又稱為層次聚類法、分層聚類法兩種,其中層次聚類分析應(yīng)用廣泛,其親疏程度的計(jì)算包括兩類:第一類是樣本數(shù)據(jù)之間距離,第二類是樣本與小類、小類與小類之間距離。本研究采用Ward法和歐氏平方距離法,若樣本聚為一類,則說(shuō)明這些樣本具有相同的性質(zhì),即污染程度具有一定的相似性,通過(guò)上述方法可以有效得出樣本空間污染程度分布樹(shù)狀圖,從而歸納西溪濕地春夏秋冬水質(zhì)污染空間變異特征。2結(jié)果與討論2.1類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)春、夏、秋、冬四季西溪濕地水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,對(duì)測(cè)定的20個(gè)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析各水質(zhì)參數(shù)平均值、最大值、最小值等,水質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知,對(duì)平均值而言,BOD5、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、溶解氧依次為3.48、4.23、0.99、5.29mg/L,滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)Ⅲ類水質(zhì)要求;總磷、總氮、石油類、COD依次為0.11、2.87、0.29、24.17mg/L,超過(guò)GB3838—2002中的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值,其中總氮超過(guò)Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值。對(duì)最大值而言,BOD5、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、石油類、氨氮和COD依次為26.40、18.30、0.81、14.90、1.60、13.10、59.60mg/L,均超過(guò)Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值,表明在某些時(shí)間段,西溪濕地水質(zhì)不容樂(lè)觀。水體浮游植物總量與水體富營(yíng)養(yǎng)化之間存在一定關(guān)聯(lián)性,水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,濕地水體浮游植物總量呈現(xiàn)春季>冬季>夏季>秋季的規(guī)律,結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道的浮游植物總量與水體富營(yíng)養(yǎng)化之間的關(guān)系,認(rèn)為春、夏、秋、冬季西溪濕地均為富營(yíng)養(yǎng)化水體。2.2濕地水質(zhì)污染狀況對(duì)春、夏、秋、冬四季原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)Kaiser法標(biāo)準(zhǔn)化后,用于因子分析的輸入數(shù)據(jù),采用最大方差正交旋轉(zhuǎn)法進(jìn)行因子旋轉(zhuǎn),得到春、夏、秋、冬四季西溪濕地旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣(見(jiàn)表2)。春、夏、秋、冬四季分別提取得到2~4個(gè)主因子(特征值大于1),與LIU等的研究結(jié)果相結(jié)合,認(rèn)為載荷值≥0.75、0.50~0.75以及0.30~0.50分別表示該水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)“強(qiáng)”、“中”以及“弱”相關(guān)。由表2可知,通過(guò)主成分分析及方差極大法旋轉(zhuǎn),提取得到春季影響西溪濕地水質(zhì)4個(gè)主因子,累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到88.29%,即提取的4個(gè)主因子可以反映大部分的環(huán)境信息。第一主因子(VF1)的方差貢獻(xiàn)率為56.35%,強(qiáng)正相關(guān)的因子變量為BOD5、高錳酸鹽指數(shù)、pH、葉綠素a、綠藻門(mén)、硅藻門(mén)、隱藻門(mén)、甲藻門(mén)、裸藻門(mén)和浮游植物總量;第二主因子(VF2)解釋了16.81%的水質(zhì)變化,其與總磷和藍(lán)藻門(mén)的濃度呈強(qiáng)正相關(guān);第三主因子(VF3)與總氮呈現(xiàn)明顯強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明該主因子與化學(xué)肥料的施用有一定關(guān)聯(lián)性;第四主因子(VF4)與透明度具有較好的強(qiáng)正相關(guān),與溶解氧具有中負(fù)相關(guān),這與該濕地水體有機(jī)物濃度較高,有機(jī)物降解過(guò)程中消耗大量溶解氧的事實(shí)相符。本研究濕地地表水采集點(diǎn)周圍雖無(wú)工廠,但存在市政排污口排放現(xiàn)象,因此推斷工業(yè)廢水為潛在污染源。此外,BOD5、總磷、總氮等指標(biāo)在春季平均值達(dá)到最大值,由于濕地長(zhǎng)期受居民區(qū)生活污水、公園餐飲廢水及樹(shù)葉、藻類沉積的影響,有較多的有機(jī)污染物在底泥淤積,通過(guò)與上層水體的反復(fù)交換,不斷向上釋放高濃度污染物,從而導(dǎo)致濕地地表水質(zhì)出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化。故通過(guò)因子載荷矩陣可以得出濕地地表水水質(zhì)在春季主要受到居民生活污水、農(nóng)業(yè)面源污水等因素影響,可適當(dāng)采取農(nóng)田回灌、生活污水截污納管等環(huán)保措施,減少對(duì)濕地地表水的污染。夏季最大方差旋轉(zhuǎn)因子矩陣提取出影響西溪濕地水質(zhì)的3個(gè)主要因子,3個(gè)因子VF1、VF2、VF3的特征值分別為12.08、3.03和1.43,其貢獻(xiàn)率分別為71.07%、17.82%、8.34%,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率已經(jīng)達(dá)到97.32%,這3個(gè)因子基本上包含了幾乎全部指標(biāo)的所有信息。因此,VF1、VF2、VF3能夠比較好地替代原有的20個(gè)變量。其中,VF1與BOD5、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、葉綠素a、藍(lán)藻門(mén)、綠藻門(mén)、硅藻門(mén)、隱藻門(mén)、甲藻門(mén)、裸藻門(mén)和浮游植物總量呈強(qiáng)正相關(guān),可解析為耗氧有機(jī)物類及浮游植物類水質(zhì)污染因子。VF2與營(yíng)養(yǎng)鹽類污染指標(biāo)總氮、氨氮強(qiáng)正相關(guān),因此說(shuō)明夏季受農(nóng)業(yè)面源影響較大;同時(shí)VF2與水溫呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)關(guān)系,與透明度具有中正相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明夏季水體總氮、總磷濃度高,浮游植物總量增加,水體透明度降低。VF3與pH和溶解氧強(qiáng)正相關(guān),表明隨著氣溫的升高,水中飽和溶解氧濃度降低,不利于水中微生物和魚(yú)類的生存。鑒于此,可以定性地推測(cè)夏季西溪濕地水質(zhì)有機(jī)物含量及營(yíng)養(yǎng)鹽類污染物(總氮、氨氮)較高,應(yīng)該是夏季降雨量較大,降雨地表徑流面源污染影響造成的,其次受生活污水影響也較大。由秋季方差最大正交旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣可知,影響西溪濕地水質(zhì)因子可歸納為2個(gè)主因子,VF1、VF2的特征值分別為13.75和1.78,其貢獻(xiàn)率分別為80.82%和10.45%,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率已經(jīng)達(dá)到91.27%。秋季西溪濕地水質(zhì)與總磷、總氮、葉綠素a、氨氮、硅藻門(mén)、隱藻門(mén)、裸藻門(mén)和浮游植物總量與VF1強(qiáng)正相關(guān),與BOD5、高錳酸鹽指數(shù)和水溫等中正相關(guān),表明秋季影響水質(zhì)的主要因子為營(yíng)養(yǎng)鹽類污染;VF2與甲藻門(mén)和綠藻門(mén)呈強(qiáng)正相關(guān),與pH、溶解氧和藍(lán)藻門(mén)等中正相關(guān),與透明度強(qiáng)負(fù)相關(guān),表明浮游植物數(shù)量增加,降低水體透明度。氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物含量與浮游植物總量呈正相關(guān),秋季水體總氮、總磷濃度相對(duì)較低,故其浮游植物總量較低。由此可推測(cè)認(rèn)為,秋季西溪濕地水質(zhì)受居民生活污水影響有所改善,但仍然是主要污染源。冬季影響西溪濕地水質(zhì)的指標(biāo)可以歸類為4個(gè)主要因子,4個(gè)主因子VF1、VF2、VF3和VF4的特征值分別為6.48、4.79、2.79和1.60,其貢獻(xiàn)率分別為38.09%、28.20%、16.39%和9.43%,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到92.11%。VF1與總氮、總磷、硅藻門(mén)呈強(qiáng)正相關(guān),與BOD5、氨氮、水溫、隱藻門(mén)呈中負(fù)相關(guān);VF2與葉綠素a、浮游植物總量呈強(qiáng)正相關(guān);VF3與BOD5、水溫呈強(qiáng)正相關(guān),與透明度呈強(qiáng)負(fù)相關(guān);VF4與藍(lán)藻門(mén)、綠藻門(mén)呈強(qiáng)正相關(guān),與溶解氧呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)。西溪濕地冬季水體總氮、總磷等營(yíng)養(yǎng)鹽類污染物濃度仍較高,雖然冬季氣溫較低,但藍(lán)藻、硅藻等藻類生長(zhǎng)仍較迅速,導(dǎo)致水體透明度和溶解氧濃度降低。因此,從上述污染因子分析可推測(cè),冬季污染源主要來(lái)自居民生活污水污染。2.3浮游植物總量與監(jiān)測(cè)點(diǎn)位聚類分析是根據(jù)一些監(jiān)測(cè)點(diǎn)位監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)值,按照一定的數(shù)學(xué)公式計(jì)算這些參數(shù)或指標(biāo)的相似程度,把相似的指標(biāo)歸為一類。筆者采用離差平方和法和歐氏平方距離法,對(duì)春、夏、秋、冬四季的VF1、VF2進(jìn)行聚類分析,結(jié)果見(jiàn)圖2至圖5。由圖2可知,在(Dlink/Dmax)×100<25(Dlink/Dmax表示個(gè)案鏈鎖距離與最大鏈鎖距離之比)處,春季對(duì)于VF1(BOD5、高錳酸鹽指數(shù)、pH、葉綠素a、綠藻門(mén)、硅藻門(mén)、裸藻門(mén)和浮游植物總量)而言,沿山河單獨(dú)成為一類,蔣村港、蔣村集市為第二類,深潭口、百家樓、秋雪庵為第三類。沿山河BOD5、高錳酸鹽指數(shù)分別為7.51、5.10mg/L,蔣村港BOD5、高錳酸鹽指數(shù)、總磷質(zhì)量濃度分別為4.43、4.73、0.12mg/L,蔣村集市BOD5、高錳酸鹽指數(shù)分別為3.31、3.93mg/L,其他3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位BOD5、高錳酸鹽指數(shù)分別低于3.00、4.00mg/L;與GB3838—2002進(jìn)行對(duì)比分析,認(rèn)為沿山河水質(zhì)劣于Ⅴ類,蔣村港、蔣村集市水質(zhì)介于Ⅱ類和Ⅲ類之間,深潭口、百家樓、秋雪庵水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類水環(huán)境功能。秋雪庵、深潭口、百家樓葉綠素a平均值分別為6.08、7.79、9.48mg/L,沿山河、蔣村集市、蔣村港葉綠素a平均值分別11.33、14.87、30.72mg/L;對(duì)浮游植物總量而言,秋雪庵、深潭口、百家樓平均值分別為171.04萬(wàn)、194.33萬(wàn)、260.54萬(wàn)個(gè)/L,沿山河、蔣村集市、蔣村港平均值分別246.30萬(wàn)、238.54萬(wàn)、709.10萬(wàn)個(gè)/L,因此認(rèn)為沿山河、蔣村港、蔣村集市3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)富營(yíng)養(yǎng)化程度高于深潭口、百家樓、秋雪庵。VF2(總磷和藍(lán)藻門(mén))中秋雪庵、百家樓、深潭口為一類,沿山河、蔣村港、蔣村集市為另一類;沿山河、蔣村港、蔣村集市3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位總磷平均值分別為0.38、0.12、0.09mg/L,而深潭口、秋雪庵、百家樓3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)總磷平均值分別為0.05、0.05、0.08mg/L,與GB3838—2002進(jìn)行對(duì)比,認(rèn)為沿山河、蔣村港、蔣村集市監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)為劣Ⅴ類,深潭口、秋雪庵、百家樓監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)介于Ⅱ類和Ⅲ類之間。在夏季,VF1(BOD5、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、葉綠素a、藍(lán)藻門(mén)、綠藻門(mén)、硅藻門(mén)、隱藻門(mén)、甲藻門(mén)、裸藻門(mén)和浮游植物總量)中沿山河和蔣村港分別單獨(dú)成為一類,深潭口、秋雪庵、百家樓、蔣村集市聚為另一類。沿山河監(jiān)測(cè)點(diǎn)位各指標(biāo)數(shù)據(jù)明顯高于其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,其中,對(duì)于BOD5而言,沿山河平均值為7.99mg/L,蔣村港平均值為6.08mg/L,均大于6.0mg/L;蔣村集市、深潭口、秋雪庵、百家樓4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位平均值均小于3.00mg/L。對(duì)于高錳酸鹽指數(shù)而言,沿山河平均值為6.74mg/L,蔣村港平均值為7.08mg/L,均大于6.00mg/L;蔣村集市、百家樓、秋雪庵、深潭口高錳酸鹽指數(shù)平均值分別為3.97、3.76、3.52、3.38mg/L。對(duì)于總磷而言,沿山河平均值為0.29mg/L,蔣村港平均值為0.18mg/L,均大于0.10mg/L;蔣村集市、深潭口、秋雪庵、百家樓4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位平均值均小于0.10mg/L。與GB3838—2002進(jìn)行對(duì)比分析,綜合各主因子認(rèn)為蔣村集市、百家樓、秋雪庵、深潭口4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類,而沿山河和蔣村港2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)劣于Ⅳ類。BOD5是水體中的好氧微生物在一定溫度下將水中有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)質(zhì)中所需要的溶解氧量,而沿山河、蔣村港監(jiān)測(cè)位點(diǎn)濃度較高,說(shuō)明該點(diǎn)有機(jī)物濃度較高,由于沿山河、蔣村港兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)離周邊居民住宅和飲食商鋪較近,推測(cè)水體污染主要是生活用水,建議周圍居民生活污水排污納管,減少對(duì)濕地地表水的排放污染。VF2(總氮、氨氮、透明度、水溫)中,沿山河、蔣村港兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)聚為一類,深潭口、秋雪庵、百家樓、蔣村集市為一類;總氮沿山河和蔣村港兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)位平均值分別為4.76、3.42mg/L,深潭口、秋雪庵、百家樓、蔣村集市各點(diǎn)平均值分別為0.89、1.73、1.08、1.17mg/L;氨氮沿山河和蔣村港兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)位平均值分別為1.76、2.18mg/L,深潭口、秋雪庵、百家樓、蔣村集市各點(diǎn)平均值小于0.50mg/L,與GB3838—2002進(jìn)行對(duì)比分析,綜合考慮總氮、氨氮等指標(biāo),認(rèn)為沿山河和蔣村港水質(zhì)為劣Ⅴ類,而深潭口、秋雪庵、百家樓、蔣村集市4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)介于Ⅲ類和Ⅴ類之間。秋季基于層次聚類分析技術(shù)的關(guān)鍵污染因子水質(zhì)空間變異特征與前兩季有相似之處。由圖4可知,對(duì)于VF1(總磷、總氮、葉綠素a、氨氮、硅藻門(mén)、隱藻門(mén)、裸藻門(mén)、浮游植物總量)而言,沿山河、蔣村港監(jiān)測(cè)點(diǎn)聚為第一類,秋雪庵、百家樓、深潭口、蔣村集市聚為第二類。秋季沿山河總磷、總氮、氨氮分別為0.25、3.19、1.78mg/L,蔣村港總磷、總氮、氨氮分別為0.14、2.46、1.87mg/L,其他4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位總磷、總氮、氨氮平均值分別小于0.07、1.00、0.50mg/L。綜合分析認(rèn)為,沿山河、蔣村港水質(zhì)為劣Ⅴ類,秋雪庵、百家樓、深潭口、蔣村集市水質(zhì)介于Ⅱ類和Ⅲ類之間。對(duì)于VF2(綠藻門(mén)、甲藻門(mén)、透明度)而言,同樣沿山河和蔣村港兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)位水質(zhì)劣于秋雪庵、百家樓、深潭口、蔣村集市4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。在冬季,VF1(總磷、總氮、硅藻門(mén))和VF2(葉綠素a、浮游植物總量)聚類結(jié)果與秋季基本一致。對(duì)VF1而言,將沿山河、蔣村港監(jiān)測(cè)點(diǎn)位聚為第一類,深潭口、秋雪庵、百家樓、蔣村集市聚為第二類,各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位總磷濃度大小依次為沿山河>蔣村港>蔣村集市>深潭口>百家樓>秋雪庵;各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位總氮濃度大小依次為沿山河>蔣村港>深潭口>蔣村集市>秋雪庵>百家樓。與GB3838—2002綜合對(duì)比分析認(rèn)為,沿山河、蔣村港水質(zhì)為劣Ⅴ類,深潭口、秋雪庵、百家樓、蔣村集市水質(zhì)總體優(yōu)于沿山河和蔣村港,水質(zhì)介于Ⅳ類和Ⅴ類之間。冬季VF2聚類結(jié)果與秋季VF2一致。聚類分析結(jié)果表明,西溪濕地四季水質(zhì)存在空間差異性。沿山河、蔣村港監(jiān)測(cè)點(diǎn)位靠近居民住宅區(qū)、商品商業(yè)區(qū),受生活污水、餐飲用水的影響較大,故總磷、總氮、氨氮、BOD5等指標(biāo)監(jiān)測(cè)值較高,春夏秋冬四季均為重度污染;深潭口、秋雪庵、百家樓、蔣村集市4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)優(yōu)于沿山河、蔣村港兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,其春夏秋冬四季污染程度在中度污染和輕度污染之間更替,大體呈現(xiàn)春秋兩季水質(zhì)優(yōu)于夏冬兩季。2.4不同水質(zhì)監(jiān)測(cè)因子的水質(zhì)變化特征因子分析技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在它不是對(duì)原有變量的取舍,而是根據(jù)原始變量的信息進(jìn)行重新組合,找出影響變量的共同因子,化簡(jiǎn)數(shù)據(jù);同時(shí),它通過(guò)旋轉(zhuǎn)使得因子變量更具有可解釋性,命名清晰性高。本研究以2007—2011年春、夏、秋、冬四季各污染因子實(shí)測(cè)值為基礎(chǔ)進(jìn)行了因子分析,有效提取了春夏秋冬相互關(guān)聯(lián)的若干主要參數(shù)信息,并根據(jù)各主因子的方差貢獻(xiàn)率大致定性地對(duì)各主要污染因子進(jìn)行重新命名并定性地推斷影響四季水質(zhì)的關(guān)鍵污染因子主要潛在來(lái)源。春季影響西溪濕地水質(zhì)關(guān)鍵污染因子為耗氧有機(jī)污染物和浮游植物,夏季關(guān)鍵污染因子為耗氧有機(jī)污染物、營(yíng)養(yǎng)鹽和浮游植物,秋季和冬季關(guān)鍵污染因子均為營(yíng)養(yǎng)鹽類物質(zhì)。建議西溪濕地管理部門(mén),春季和夏季應(yīng)加強(qiáng)居民生活污水、降雨地表徑流等農(nóng)業(yè)面源污染削減控制,秋季和冬季主要控制居民生活污水,以此實(shí)現(xiàn)進(jìn)入濕地地表水體污染負(fù)荷的削減。聚類分析把不同水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位各關(guān)鍵水質(zhì)污染因子視作多維空間中的許多點(diǎn),根據(jù)關(guān)鍵水質(zhì)污染因子之間的相似性而逐步歸群成類,從而合理地將各監(jiān)測(cè)指標(biāo)分成若干類,能為監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供重要參考,即對(duì)管理部門(mén)而言可以用盡量少的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)定性地反映整個(gè)區(qū)域水體污染程度?；诰垲惙治黾夹g(shù)的西溪濕地四季關(guān)鍵污染因子水質(zhì)空間變化特征結(jié)果表明,春季沿山河水質(zhì)較差(劣Ⅴ類),蔣村港、蔣村集市水質(zhì)介于Ⅱ類和Ⅲ類之間,深潭口、秋雪庵、百家樓水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn);夏、秋、冬三季的沿山河、蔣村港兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)均為劣Ⅴ類,秋雪庵、百家樓、深潭口、蔣村集市監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)優(yōu)于沿山河和蔣村港。因此,對(duì)西溪濕地管理部門(mén)而言