基于OLCI数据的洱海叶绿素a浓度估算     

毕顺  李云梅  吕恒  朱利  牟蒙  雷少华  徐杰  温爽  丁潇蕾 《湖泊科学》2018,30(3):701-712

海陆颜色仪(OLCI)是搭载在Sentinel-3上的新型水色遥感传感器,其对于内陆清洁水体水质遥感监测的适用性有待验证.本研究以评价水体富营养化程度的重要参数叶绿素a(Chl.a)浓度为指标,以高原湖泊洱海为研究区,基于2017年4月19日共20个星地同步实验数据,建立了3种可应用于OLCI数据的Chl.a浓度遥感估算模型(波段比值模型、三波段模型以及FLH模型),并估算了当日洱海Chl.a浓度的空间分布.结果表明:(1)选用波段Oa8(665 nm)、Oa11(708.75 nm)和Oa12(753.75 nm)构建的三波段模型最适用于洱海水域的Chl.a浓度估算,其平均绝对误差百分比为12.37%,低于波段比值模型的16.04%和FLH模型的13.50%;(2)对OLCI使用的大气校正方法中,基于去瑞利散射的暗像元法对估算模型的适用性要优于6S、FLAASH以及QUAC方法;(3)洱海OLCI影像中近岸水体受邻近效应影响严重,近红外波段Oa12(753.75 nm)受陆地邻近效应影响的距离为1~2个像元,而Oa8(665 nm)、Oa10(681.25 nm)和Oa11(708.75 nm)波段为1个像元;(4)2017年4月19日全湖Chl.a浓度均值为12.15±5.72μg/L,洱海中部水域Chl.a浓度最低(9.00~12.00μg/L),北部水域浓度最高(12.00~22.76μg/L),南部水域浓度稍高(12.00~14.00μg/L),阳南溪与波罗江入湖口受降雨径流的影响出现"羽流现象",导致Chl.a浓度偏低,约为8.33μg/L.  相似文献   

若干水华相关藻类对太湖水体异味物质贡献的初步研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

李维唯  郭康宁  刘莉文  杨荧  李继影  徐恒省  李建宏 《湖泊科学》2018,30(4):916-924

太湖水体中嗅味物质2-甲基异莰醇(MIB)和土臭素(Geo)的出现与水华发生在时间上高度重叠,为探寻水华中常见藻类与嗅味的关系,本研究通过对实验室培养藻株和野外水样比较分析,探寻了部分藻株与太湖水体嗅味物质的关系.分析实验室培养的15株蓝藻(其中11株微囊藻)、4株绿藻和4株硅藻,仅硅藻培养物测定出了Geo,所有藻株均未检测出MIB;对太湖典型水样分析结果显示,水体中MIB与Geo的浓度与微囊藻细胞浓度无相关性;实验室模拟微囊藻水华腐败结果显示,无论是好氧还是厌氧条件下均未产生MIB和Geo;这些数据结果说明湖水中MIB和Geo与水华主要种群微囊藻无直接关系.在鱼腥藻水华中测出了高浓度的MIB,周年水样分析结果显示鱼腥藻细胞数与MIB浓度变化规律一致,因此鱼腥藻可能是MIB的重要来源.但实验室培养的Anabaena sp.PCC7120无论是在缺氮还是有氮培养条件下均不产MIB和Geo,说明嗅味物质的产生具有藻株特异性.  相似文献   

东洞庭湖沉积物覆水后磷形态变化及其释放量   总被引：4，自引：1，他引：3  

王婷  王坤  姜霞 《湖泊科学》2018,30(4):937-947

研究干燥覆水后低流速条件下东洞庭湖沉积物中磷的形态变化及释放量,可以为轻度富营养化湖泊中磷的生物地球化学循环提供基础数据,为季节性湖泊內源营养盐的迁移转化规律研究、內源营养盐的释放风险评价提供理论依据.本文采集处于干湿交替状态的东洞庭湖表层沉积物,利用室内模拟装置,研究风干沉积物低流速条件下覆水后沉积物及上覆水中磷的形态变化.结果表明,低流速覆水后东洞庭湖沉积物中的磷向上覆水及大气中迁移释放,上覆水中磷的释放量随覆水时长增大,释放速率随覆水时长减小,上覆水流速和磷释放量相关性显著.上覆水循环过程中释放到上覆水中的溶解态有机磷比溶解态活性磷更容易吸附于颗粒物而转化为颗粒态磷.覆水后沉积物中各形态有机磷、无机磷及磷的生物有效性均发生转变,覆水初期沉积物中无机磷向有机磷转化,磷的生物可利用性增大;上覆水循环过程中有机磷向无机磷转化,磷的生物可利用性减小;覆水后沉积物的无机磷的主要组分由铝磷转变为铁磷,有机磷的主要组分有从中活性有机磷向活性有机磷转变的趋势.  相似文献   

基于高频次GOCI数据的太湖悬浮物浓度短期动态和驱动力分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

胡耀躲  张运林  杨波  张毅博 《湖泊科学》2018,30(4):992-1003

总悬浮物是水体中重要的光学敏感物质之一,很大程度上决定了水柱中光的吸收、散射和衰减,同时吸附营养盐、重金属和有毒有害物,对水体物质生物地球化学过程、沉积物埋藏动力和湖泊环境演化具有重要的意义.基于星地同步实验和静止水色成像仪GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)构建了太湖悬浮物浓度估算模型,并分析了典型风浪过程中太湖悬浮物浓度短期动态变化过程.研究表明:对太湖水体悬浮物浓度较为敏感的波段为GOCI的第7波段(745nm)和第8波段(865 nm),悬浮物浓度与对应波段遥感反射率线性相关决定系数分别为0.72和0.55;基于GOCI第7波段的悬浮物浓度单波段遥感估算模型能较为准确地估算太湖的悬浮物浓度,模型相对均方根误差和平均绝对百分误差分别为28.3%和24.4%.通过研究典型风浪过程前后太湖悬浮物浓度变化发现其短期动态变化显著,风速、风向是悬浮物浓度短期动态变化的重要驱动因素,悬浮物浓度与风速呈正比,并随着风向扩散;高频连续GOCI影像结果显示悬浮物浓度短期动态变化对风浪扰动的响应有一定的滞后性,滞后时间为数小时到1天,悬浮物沉降与沉积物再悬浮的临界风速约为3.4 m/s.  相似文献   

典型湖泊天然有机质与四环素的相互作用     

曹驰程  王友权  章奇  张晖 《湖泊科学》2018,30(4):1004-1011

采用荧光滴定法研究四环素(tetracycline,TC)与太湖溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)和玄武湖DOM的相互作用.三维荧光光谱结合平行因子分析显示,2个湖泊的DOM含有3个荧光组分:类富里酸组分C1、类色氨酸组分C2和类络氨酸组分C3.其中C2的荧光强度远高于C1和C3,是DOM的主要荧光组成.3个荧光组分与TC发生了不同程度的静态猝灭,特别当TC浓度为45.5μmol/L时,类蛋白组分的荧光强度完全被猝灭(100%),并且猝灭作用改变了DOM分子的微环境极性.同步荧光光谱联合二维相关图谱进一步表明类色氨酸组分优先和TC发生猝灭作用,其次为类络氨酸组分和类富里酸组分.Ryan-Weber方程适于拟合DOM与TC的猝灭过程,2个湖泊的DOM中3个荧光组分的络合常数lg K值范围为5.05~5.85,大小顺序为C2C3C1.因此,类蛋白组分为主的DOM对TC的络合作用大于类腐殖组分为主的DOM,影响抗生素在湖泊水体中的生物有效性和生态毒性.  相似文献   

洱海湖滨区蜻蜓物种多样性与环境影响因子关系初探     

杨国辉  徐吉山  杨盛春  张吉龙  张关令 《湖泊科学》2018,30(4):1075-1082

为探究洱海湖滨区环境因子与蜻蜓物种多样性之间的关系,2014年5月至2017年5月对洱海10个样点进行实地调查,记录植物20科46种,共采集蜻蜓11科22属28种1448个体,并对环境因子与蜻蜓多样性进行相关性分析.结果表明蜻蜓成虫多样性与植被丰富度、湿生植被覆盖度、挺水植被覆盖度和沉水植被覆盖度均呈正相关,与浮水植物覆盖度和人为干扰程度呈负相关;稚虫多样性与湖底底质和水体溶解氧呈正相关,并对结果进行了讨论.研究结果给洱海蜻蜓栖息地的保护及湖滨缓冲带生态修复提供了有益的参考和数据支持.  相似文献   

生态最相关水文指标的优选及其在洞庭湖环境流量估算中的应用     

程俊翔  徐力刚  姜加虎 《湖泊科学》2018,30(5):1235-1245

水文改变指标(IHA)能够较为全面地描述水文状况,在评估水文情势改变及其生态系统影响方面具有广泛的应用.尽管该指标体系较为完善,但是数量众多的水文变量仍然存在信息冗余问题.根据洞庭湖城陵矶水文站1955-2014年的径流量数据,采用主成分分析(PCA)筛选了生态最相关水文指标(ERHIs),结合ERHIs改进了用于估算环境流量的变化范围法(RVA),并将其应用在洞庭湖出口的环境流量估算中.基于PCA选取了年最大90日流量、年最小3日流量、年最小流量出现时间、3月流量、6月流量、流量逆转次数和低流量年内平均历时7个变量作为洞庭湖出口的ERHIs.纵向和横向的对比分析都表明选取的ERHIs是合理的.ERHIs不仅有效缓解了IHA的冗余性问题,还有利于抓住最关键的生态水文变量.根据ERHIs改进的RVA方法在设定洞庭湖出口环境流量时,极大地简化原来的众多管理目标,对生态水文研究、水资源管理和生态保护都具有重要的参考价值和借鉴意义.  相似文献   

鄱阳湖湿地典型植被群落地下水—土壤—植被—大气系统界面水分通量及水源组成     

许秀丽  李云良  谭志强  张奇 《湖泊科学》2018,30(5):1351-1367

地下水-土壤-植被-大气系统(GSPAC)界面水分传输是湿地生态水文过程研究的关键.本文选取鄱阳湖湿地高位滩地的2种典型植被群落:茵陈蒿(Artemisia capillaris)和芦苇(Phragmites australis)群落为研究对象,运用HYDRUS-1D垂向一维数值模拟,量化了湿地GSPAC系统界面水分通量,阐明了典型丰水年(2012年)和枯水年(2013年)鄱阳湖湿地植被群落的蒸腾用水规律和水源组成.结果表明:(1)茵陈蒿和芦苇群落土壤-大气界面的年降水入渗量为1570~1600 mm,主要集中在雨季4-6月,占年总量的60%;植物-大气界面的年蒸腾总量分别为346~470 mm和926~1057 mm,其中7-8月植被生长旺季最大,占年总量的40%~46%;地下水-根区土壤界面的向上补给水量受不同水文年水位变化的影响显著,地下水年补给量分别为15~513 mm和277~616 mm,主要发生在蒸散发作用强烈和地下水埋深较浅的时段.(2)植被蒸腾用水分为生长初期(4-6月)和生长旺季(7-10月)2个阶段,丰水年植被的整个生长期蒸腾用水充足,枯水年植被生长旺季的蒸腾用水受到严重水分胁迫,实际蒸腾量仅为潜在蒸腾量的一半左右.(3)不同水文年湿地植被生长旺季的水源贡献不同:丰水年茵陈蒿群落以地下水补给为主,芦苇群落以湖水和地下水补给为主;枯水年茵陈蒿群落以降水和前期土壤水储量为主,芦苇群落以地下水补给为主.本研究结果有助于揭示湿地植被的水分利用策略,为阐明湖泊水情变化与植被演替的作用机理提供参考依据.  相似文献   

水体浊度对风速、风向及其时间累积效应的响应——以太湖贡湖湾为例     

赵巧华  陈诗祺  陈纾杨 《湖泊科学》2018,30(6):1587-1598

水体浊度是影响水下光场及营养盐循环的关键要素之一，其变化过程与水生生态环境演变关系密切.基于2015-2016年7个时段于太湖贡湖湾内外的金墅和上山村两站点的水体浊度及东山气象站的逐时风场数据，利用分位统计等方法，探讨了风速、风向及时间累积效应对水体浊度的影响.结果表明：在以风场驱动为主要动力来源的大型浅水湖泊中，春、秋两季水体浊度的变化频率高于夏、冬两季，且春季变率更为突出；冬季风场和水体浊度的变率均较夏季明显.风场（包括风速、风向及其累积时间）是影响水体浊度变化的关键因素.其中风速是主要决定性因子；风向对水体浊度有较明显的影响，其通过对风速效应的修正进而影响水体浊度，该修正作用可用三角函数表征；水体浊度变化同时还受前期风场累积的影响，其前期时间累积效应的有效时段为2~10 h.该研究给出了风速、风向及风场累积效应的耦合对水体浊度的影响模型，有助于弄清风场对水体浊度变化的影响机制.  相似文献   

云南错恰湖两百年来气候环境变化与重金属污染     

柴轶凡  张灿  孔令阳  赵成 《湖泊科学》2018,30(6):1732-1744

高海拔地区由于特殊的自然环境对气候变化和营养输入的响应十分敏感.在人类活动逐渐加强的背景下，高山湖泊高分辨率的沉积物记录了人与自然相互作用的演变过程.选取云南西北部典型高山湖泊——错恰湖，获取长度37 cm的连续湖泊沉积序列，基于铅铯测年法得到年代深度模型，并对湖芯样品进行总有机碳、总氮及正构烷烃的多指标测定和元素测量，结合气象监测数据探讨分析错恰湖的有机质来源和流域环境演化特征.根据气候代用指标的变化，两百年来错恰湖泊环境及区域气候演化可以分成4个主要阶段：1807-1900年：湖泊水位上升、湖面扩大，有机质丰度下降，有机质以外源贡献为主，内源比例上升；1900-1950年：湖泊水位开始下降、湖面收缩，有机质丰度下降，外源有机质来源增加；1950-1982年：湖泊水位下降、湖面进一步收缩，有机质丰度下降，外源输入比例继续增加；1982-2007年：湖泊水位下降、湖面收缩，有机质含量上升且以陆源输入为主，同时内源贡献比例开始增加.在元素测定结果中，人类活动对应了湖泊沉积重金属含量变化的3个阶段：1950年以前，重金属含量低且稳定，可视作自然背景阶段，人类影响忽略不计；1950年以后，湖泊流域工农业逐渐发展，人为干扰凸显；直到1982年以后，冶炼工业的进步加强了重金属的污染态势，并通过大气传输沉降被湖泊沉积物记录.错恰湖沉积记录的分析讨论在总结该区域气候环境演化历史的同时，加深了对气候人类活动湖泊生态系统相互作用过程的理解，为高山湖泊响应人类活动影响提供了证据.  相似文献