论文摘要
本文以太湖为研究区,基于大量的野外采样、实验室分析和数学模拟数据集分析了春、夏、秋、冬四个季节浮游植物和CDOM光谱吸收系数的在太湖的时空分布特征,研究了夏季河流输入对太湖CDOM的影响,建立了基于生物光学模型和固有光学量数据的浮游植物光谱吸收及CDOM的反演模型,并进行精度验证,筛选出了较好的遥感估算模型,同时利用所建立浮游植物光谱吸收的三波段模型对Simis等(2007)建立的藻蓝素遥感反演模型进行了优化,有效的提高其反演精度,使其能够更好的适用于太湖这样的大型、浑浊的富营养化湖泊。为太湖CDOM和藻蓝素的遥感监测提供了科学依据。主要结论如下:全湖范围内浮游植物光谱吸收分布春季最高,冬季最低。从春季到夏季、秋季、冬季表现出减少的趋势。空间上,四个季节浮游植物光谱吸收的最大值都出现在太湖梅梁湾内,且从北向南逐渐降低;最小值则多出现在太湖中南部湖区和东太湖,且湖心区域要小于近岸水体。根据叶绿素a反演常用的三波段模型,分析出浮游植物光谱吸收系数与对应波段遥感反射率之间的相关关系,最为敏感的三个光谱波段建立统计回归模型aph(665)=2.131[Rrs-1(673)—Rrs-1(698)]×Rrs(731)+0.095,并根据用水色传感器MERIS的波段设置,建立了基于MERIS数据的三波段模型。使用验证数据对三波段模型、MERIS数据的三波段模型和Simis等(2007)所建立的藻蓝素PC模型中浮游植物光谱吸收模型分别进行了验证,发现在太湖地区前两种模型精度要明显好于后一种模型。最后利用所建立的高精度三波段模型将Simis等(2007)的PC模型进行了优化,推出了优化的Simis等(2007)PC模型,经验证,这一优化模型适用于太湖这样的浑浊浅水湖泊,可以用来反演太湖中藻蓝素的浓度。CDOM的分布冬季浓度最高,春季最低,其中冬季略大于秋季,显著大于夏季和春季,夏季则略大于春季。所呈现出的时间分布特征与浮游植物光谱吸收正好相反;从空间上看,春季和冬季表现出相同的规律,都是梅梁湾内最高,然后向南部湖区显著降低,说明春冬季节CDOM主要是分布在梅梁湾内,而夏季和秋季规律相同,以湖心为界北部湖区大于南部湖区,两个湖区内部CDOM分布无显著差异。在夏季三条河流CDOM输入研究中,直湖港CDOM浓度最高,大浦河次之,长兜港最低,反映了太湖北面外源河流污染物输入大于西南面。直湖港、大浦河、长兜港三条河流内CDOM光谱吸收以(355)的均值为4.76±0.79m-1,显著大于湖泊开敞水域的3.62±0.84m-1(ANOVA, p<0.005)。从河流往河口再往湖泊开敞水域CDOM光谱吸收大致呈现逐渐下降的趋势,反映了丰水期外源河流输入CDOM对湖泊内CDOM的重要贡献。利用平行因子分析法对CDOM三维荧光图谱解析获得4组荧光组分,其中组分1和组分2为类蛋白荧光组分、组分3和组分4组类腐殖酸荧光组分,从河口至大太湖开场水域类腐植酸荧光强度逐渐减小,类蛋白组分荧光则明显增大,暗示河流主要带来类腐植酸荧光有机物。在CDOM遥感估算研究中,经单波段、一阶微分和BP神经网络模型三种不同CDOM反演方法精度分析、比较发现:3种方法的精度为:BP神经网络模型>单波段模型>一阶微分模型。使用验证数据得出BP神经网络模型r2为0.68,相对均方根误差RRMSE为14.9%,平均相对误差MRE为11.7%土9.3%。表明BP神经网络模型可以较好的应用于冬季太湖CDOM浓度的反演估算。
论文目录
相关论文文献
- [1].太湖水柱中复苏蓝藻对过氧化氢的生理响应研究[J]. 西华师范大学学报(自然科学版) 2019(03)
- [2].藻蓝素减轻大鼠脓毒症性急性肺损伤及其分子机制[J]. 基础医学与临床 2014(07)
- [3].蓝藻素通过诱导血红素氧化酶-1表达发挥对急性脓毒性肺损伤的保护作用[J]. 中国生化药物杂志 2014(01)
- [4].螺旋藻藻蓝素的提取及其稳定性研究[J]. 食品工业 2014(11)
- [5].蓝藻:让湖水变色的小生物[J]. 环境与生活 2013(Z1)
- [6].太湖水体吸收分解(Ⅱ):浮游植物色素吸收分解[J]. 湖泊科学 2012(06)
- [7].糖脂康中试产品中藻蓝素、叶绿素、类胡萝卜素含量测定[J]. 大理学院学报 2011(02)
- [8].水产养殖水体中蓝藻的防治[J]. 农业知识 2019(22)
- [9].藻蓝素对脓毒性急性肺损伤大鼠血红素氧合酶-1表达的影响及分子机制[J]. 中南医学科学杂志 2014(02)
- [10].太湖秋冬季蓝藻水华MODIS卫星遥感监测[J]. 遥感信息 2009(04)
- [11].不同光质对嗜热蓝细菌Synechococcus sp.PCC6715生长的影响[J]. 北京大学学报(自然科学版) 2020(04)
- [12].来自细胞深处的呼唤(上)[J]. 科学24小时 2015(09)
- [13].藻蓝素的提取及其光学性质研究[J]. 应用化工 2010(04)
- [14].基于MODIS影像估测太湖蓝藻暴发期藻蓝素含量[J]. 中国环境科学 2009(03)
- [15].藻蓝素对脓毒症急性肺损伤大鼠的保护作用[J]. 中南医学科学杂志 2013(05)
- [16].平板式光生物反应器中光照强度对极大螺旋藻生长和生理生化的影响[J]. 安徽农业大学学报 2019(06)
- [17].螺旋藻中营养成分检测及其生物学活性研究[J]. 中国卫生检验杂志 2012(05)
- [18].基于途径工程的极大螺旋藻藻蓝蛋白α亚基的生物合成[J]. 农业生物技术学报 2010(03)
标签:太湖论文; 浮游植物光谱吸收论文; 反演模型论文; 高光谱遥感论文;