Correction of atmospheric effect on ADEOS/OCTS ocean color data: Algorithm description and evaluation of its performance     

Hajime Fukushima  Akiko Higurashi  Yasushi Mitomi  Teruyuki Nakajima  Toshimitsu Noguchi  Toshio Tanaka  Mitsuhiro Toratani 《Journal of Oceanography》1998,54(5):417-430

This paper first describes the atmospheric correction algorithm for OCTS visible band data used at NASDA/EOC. Sharing a basic structure with Gordon and Wang’s Sea WiFS algorithm, it uses 10 candidate aerosol models including the “Asian dust model” introduced in consideration of the unique feature of aerosols over the east Asian waters. Based on the observations at 670 and 865 nm bands, the algorithm selects a pair of aerosol models that account best for the observed spectral reflectances, and synthesizes the aerosol reflectance used for the atmospheric correction. Two different schemes for determining the value of the parameter for the aerosol model selection are presented and their anticipated estimation error is analyzed in terms of retrieved water reflectance at 443 nm. The results of our numerical simulation show that the standard deviation of the estimation error of the “weighted average” scheme is mostly within the permissible level of ±0.002, reducing the error by 18% on average compared to the “simple average” scheme. The paper further discusses the expected error under the old CZCS-type atmospheric correction, which assumes constant aerosol optical properties throughout the given image. Although our algorithm has a better performance than the CZCS algorithm, further analysis shows that the error induced by the assumption taken in the algorithm that the water-leaving radiance at 670 nm band is negligibly small may be large in high pigment concentration waters, indicating the necessity for future improvements.  相似文献   

夏季新安江水库(千岛湖)颗粒物吸收光谱特征分析   总被引：3，自引：1，他引：2  

殷燕  刘明亮  王明珠  何剑波  高玉蓉  虞左明 《湖泊科学》2014,26(5):713-723

通过对2013年夏季新安江水库(千岛湖)53个站点悬浮颗粒物的吸收光谱进行研究,系统分析了总颗粒物吸收系数ap(λ)、非藻类颗粒物吸收系数ad(λ)和浮游藻类光谱吸收系数aph(λ)的变化规律以及影响因素.结果表明:总颗粒物吸收除西北河流区上游段外,其他各站点均呈现出明显的浮游藻类吸收特性,反映新安江水库总颗粒物中浮游藻类贡献较高.全库ap(440)在0.068 ～0.629 m-1之间变化,西北河流区总颗粒物吸收系数显著大于其他水域,而湖泊区与西南河流区则显著小于其他水域.非藻类颗粒物吸收光谱随着波长增加大致呈现出指数函数衰减的规律,其光谱斜率Sd均值为8.52±1.62μm-1,存在显著的空间差异,但整体偏低,与新安江水库无机颗粒物含量低有关.ad (440)与浮游藻类色素浓度存在显著的线性相关,表明夏季新安江水库非藻类颗粒物可能主要来源于浮游藻类降解.浮游藻类的光谱吸收在440和675 nm附近有明显的吸收峰.aph(440)和aph(675)存在显著的空间差异,其与浮游藻类色素浓度存在极显著的正线性关系,而与总悬浮颗粒物浓度相关性较弱.  相似文献   

绿潮迁移过程中环境要素与浒苔藻体生物学特征的相关性分析     

管晨  郝雅  侯承宗  唐学玺  王影 《海洋与湖沼》2021,52(1):114-122

浒苔(Ulva prolifera)引起的大规模绿潮起源于黄海南部,在向北迁移过程中生物量迅速扩增,在海州湾附近(35°N左右)迅速增加达到峰值。在绿潮漂浮迁移过程中,海水表层温度、溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)和磷酸盐(PO4^3-P-)变化显著。本文以迁移过程中的浒苔为研究对象,分析了环境要素变化与浒苔藻体的生物学特征间的关系。结果显示,随着绿潮的漂浮迁移,浒苔藻体光系统Ⅱ最大光化学量子产量Fv/Fm从0.7逐渐降低至0.45左右,光系统Ⅱ实际光化学量子产量Y(Ⅱ)从0.55逐渐降至0.25左右;硝酸还原酶活性(nitrate reductase activity,NRA)从2.7μmol/L NO2^-/(mg·h)降至0.5μmol/L NO2-/(mg·h)左右;生殖分配率(RA)从15%逐渐上升至50%左右。相关性分析表明,DIN与浒苔藻体的生物学特征相关性呈极显著,表明在漂浮迁移中,DIN对浒苔的生物学特征至关重要。温度对浒苔藻体光合活性和NRA的影响极显著;光照强度对浒苔藻体光合活性的影响极显著,对NRA的影响显著;盐度和PO4^3--P显著影响浒苔藻体的光合活性和NRA,而这四种环境要素与浒苔形成生殖细胞的相关性不显著。本文认为,绿潮漂浮迁移过程中,浒苔藻体光合活性、营养盐吸收等生物学特征对环境中DIN的变化响应最敏感,其他环境要素对浒苔藻体的影响程度大小依次为温度、PO4^3--P、盐度和光照强度。绿潮漂浮迁移过程中环境要素的变化直接影响了浒苔的生长与生殖,尤其是海州湾附近(35°N左右)是浒苔藻体状态改变的分水岭。  相似文献   

城市河道黑臭底泥对挺水植物光合荧光特性的影响   总被引：4，自引：1，他引：3  

欧媛  韩睿明  李强  王文林  王国祥 《湖泊科学》2015,27(4):643-648

城市河道黑臭现象日益严重,探讨常见湿地植物在黑臭底泥中的生长,有利于为河道修复物种选择提供科学依据.研究黑臭底泥对3种常见湿地植物——菖蒲(Acorus calamus)、美人蕉(Canna indica)及慈姑(Sagittaria sagittifolia)生长状况和叶片叶绿素荧光参数的影响.结果表明:菖蒲和美人蕉在第30~40 d时生物量增量明显降低,慈姑的生物量增量在整个实验中持续增加;通过比较3种湿地植物的荧光参数可知,菖蒲和美人蕉的光化学淬灭系数(q P)、相对光合电子传递速率(r ETR)值在第10 d时达到最大,分别为41.33μmol/(m2·s)和68.60μmol/(m2·s),后30 d一直下降;慈姑q P、r ETR值在第30 d时增加;在第40 d时,美人蕉q P值下降,非光化学淬灭系数(q N)值上升,叶片有较强的热耗散能力,而菖蒲的q P、q N值同时下降,黑臭底泥对菖蒲叶片的光合系统PSⅡ造成伤害.这说明黑臭底泥对菖蒲和美人蕉的光合能力产生较长期抑制,而慈姑可较快适应黑臭底泥的胁迫.因此利用湿地植物修复黑臭河道时,可优先选择慈姑,其次是美人蕉,最后是菖蒲.  相似文献   

我国水华蓝藻的新类群——阿氏浮丝藻(Planktothrix agardhii)生理特性   总被引：3，自引：2，他引：1  

林燊  彭欣  吴忠兴  李仁辉 《湖泊科学》2008,20(4):437-442

阿氏浮丝藻(Planktothrix agardhii)是水华蓝藻的重要类群,实验对我国不同省份分离到的5株阿氏浮丝藻生长速率、色素组成、光合活性参数进行了测定.结果表明分离于广州的HABll28叶绿素a(Chla)含量较低,藻蓝蛋白(c-Pc)比例和含量较高.电子传递速率(ETR)测定结果表明,HABIl28的ETR曲线较高,最大ETRme值也显著高于其余4株,高效的光能电子传递链弥补了光合色素Chla的不足,以致HABIl28保持了中性的生长速率.分离于武汉东湖的HAB631则与之正好相反,较高的ChLa受限于光能电子传递链的薄弱,生长速率表现较低.分离于北京、上海、昆明的3株藻株在各项生理指标上无显著差异.  相似文献   

白洋淀超微真核藻的空间分布特征及关键影响因子     

雷瑾  史小丽  张民  李胜男  陈开宁  杨州 《湖泊科学》2019,31(6):1559-1569

超微真核藻个体微小、比表面积大,具有高效的碳吸收速率,对水体初级生产力具有重要的贡献.目前对淡水超微真核藻的认知还非常有限.于2017年5月对白洋淀进行采样调查,结合流式细胞术和高通量测序技术探究了白洋淀超微真核藻群落结构的空间分布特征及关键环境影响因子.结果表明,白洋淀超微真核藻的平均丰度为7.59×104cells/ml,且随着营养水平的升高呈现先增加后降低的变化趋势.回归分析表明,超微真核藻丰度在中营养水平水域主要受溶解性总磷和TN/TP影响,在富营养水域主要与盐度有关.测序比对结果表明在纲水平上白洋淀超微真核藻主要以绿藻纲Chlorophyceae、硅藻纲Bacillariophyceae、中心硅藻纲Coscinodiscophyceae、金藻纲Chrysophyceae为主,不同区域差异不大.但在操作分类单元(Operation Taxonomy Units,OTU)水平上,超微真核藻群落结构在白洋淀不同营养状态湖区存在显著差异,中营养水域主要类群为栅列藻科Scenedesmaceae,近囊胞藻属Paraphysomona sp.,定鞭藻纲Haptophyceae和甲藻纲Dinophyceae为主,而富营养水域主要类群为红球藻科Haematococcaceae,金藻纲的Chromulinale sp.和Chrysophycea sp..Bioenv分析表明,对超微真核藻群落组成影响最大的环境因子是溶解性总氮、溶解性总磷、TN/TP、硝态氮、溶解氧.本研究表明超微真核藻的群落结构存在较明显的环境异质性,对白洋淀水体富营养化状态有很好的指示.  相似文献   

超声波处理对微囊藻群体光合活性和沉降过程的影响     

谭啸  段志鹏  李聂贵  孙玉童  戴凯文  朱峰 《湖泊科学》2017,29(6):1324-1330

关注微囊藻群体在超声处理下光合活性变化及超声解除后的浮力恢复情况,可以为超声波控藻技术提供理论依据和数据支撑,具有重要的实践意义.本研究采用处理后水柱中叶绿素a浓度的垂向分布比例和叶绿素荧光变化情况分析微囊藻群体在超声波处理下的光合活性变化和沉降过程.结果表明,适量的超声处理(35 kHz、0.0353 W/cm~3)能在避免破裂藻细胞的同时,显著抑制其光合活性;60 s的处理造成了45.5%的光合活性被抑制.然而,在适宜生长条件下,所有实验组藻细胞中受抑制的光合活性均在24 h内恢复至对照组的80%左右.此外,在上述超声条件下,5 s的超声处理能使水柱中叶绿素a浓度在短时间内(0.5 h)的去除率达79.5%.然而,当处理时间小于30 s时,大于90%的沉降藻细胞可在超声解除后的72 h内恢复浮力上浮;而当处理时间延长至60 s以后,藻细胞基本丧失了上浮能力.通过分析发现,超声处理后微囊藻群体的粒径分布对藻细胞沉降及上浮过程起决定性作用,并且还发现微囊藻群体在超声处理时首先表现为藻细胞失去浮力下沉和光合系统受损,进而发生大群体振散.  相似文献   

青藏高原东南缘高山湖泊藻类响应气候变化和大气沉降的长期特征     

朱云  陈光杰  孔令阳  李静  陈小林  李平  马欠  周起  黄林培  任雁 《湖泊科学》2023,35(6):2155-2169

高山湖泊远离人类活动直接影响,通常具有面积小、寡营养、食物网单一等特点,对气候变化和营养输入具有较高的敏感性。我国青藏高原东南缘地区氮沉降通量较高、增温幅度显著,已有研究显示该地区可能受湖泊类型、流域特征等影响存在差异性的湖泊响应模式。本研究选择该区域位于树线以下、具有不同水深的3个小型湖泊(盖公错纳、沃迪错、碧沽天池)开展沉积物调查和对比研究,通过钻孔样品测年、理化特征和藻类(硅藻群落、藻类色素)等多指标分析,结合区域气候定量重建和氮沉降等数据收集,评价了过去300年来藻类演替模式的异同特征及湖泊水深的调节作用。结果显示,3个湖泊中硅藻的优势物种与群落组成差异明显。深水型湖泊盖公错纳(最大水深39.4 m)的硅藻群落以浮游种为主(占比达82%),优势种为眼斑小环藻(Pantocsekiolla ocellata)、科曼小环藻(Pantocsekiella comensis);深水型湖泊沃迪错(最大水深20.7 m)的硅藻群落中浮游种和底栖种约各占50%,优势种为眼斑小环藻(Pantocsekiella ocellata)、连结脆杆藻(Saurosira construens);浅水湖...  相似文献   

光和温度对两种绿潮藻光合途径及抗氧化功能的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

马茜  王玉珏  孙西艳  刘东艳 《海洋学报》2020,42(8):21-29

绿潮是潮间带绿藻大量增殖形成的高生物量生态灾害，其暴发不仅受到温度、营养盐等环境因素的驱动，而且与自身光合能力的强弱密切相关。本研究以绿潮物种—肠浒苔(Ulva intestinalis)和Ulva expansa为研究对象，通过室外培养实验，检测了它们在夏季高温、高光强条件下的光合途径与抗氧化生理特征，并分析了与光合产物的对应关系。研究结果表明，肠浒苔与U. expansa的光合途径与抗氧化能力存在显著差异。前者的C₄光合途径关键酶活性在光合作用过程中出现高表达特征，与光、温度存在显著相关性，C₃光合途径关键酶活性在中午受到强光抑制；组织δ13C的变化范围为?17.1‰～?15.7‰，表明其光合作用可能由C₃和C₄途径共同参与。后者的C₄光合途径关键酶活性表达较弱，且与光、温度不存在显著相关性，C₃光合途径关键酶活性没有出现明显的光抑制现象；组织δ13C的范围为?23.5‰～?21.9‰，表明其光合作用主要依靠C₃途径进行。此外，肠浒苔在培养过程中表现出了较强的抗氧化能力，可能与其在高温、高光强条件下启动C₄光合途径密切相关。肠浒苔与U. expansa的比较研究说明，藻类C₄光合途径存在显著种间差异性。  相似文献   

东南亚近岸海区浮游植物光合色素和群落组成—印度尼西亚贯穿流和吉兰丹河口区的比较研究     

王磊  黄浩  安丽娜  THOHA Hikmah  BONG Chuiwei  肖武鹏  顾海峰 《海洋学报(英文版)》2018,37(12):18-27

Water samples were collected in order to study the spatial variation of photosynthetic pigments and phytoplankton community composition in the Lembeh Strait(Indonesia) and the Kelantan River Estuary(Malaysia)during July and August 2016, respectively. Phytoplankton photosynthetic pigments were detected using high performance liquid chromatography combining with the CHEMTAX software to confirm the Chl a biomass and community composition. The Chl a concentration was low at surface in the Lembeh Strait, which it was 0.580–0.682 μg/L, with the average(0.620±0.039) μg/L. Nevertheless, the Chl a concentration fluctuated violently at surface in the Kelantan River Estuary, in which the biomass was 0.299–3.988 μg/L, with the average(0.922±0.992) μg/L. The biomass at bottom water was higher than at surface in the Kelantan River Estuary, in which the Chl a concentration was 0.704–2.352 μg/L, with the average(1.493±0.571) μg/L. Chl b, zeaxanthin and fucoxanthin were three most abundant pigments in the Lembeh Strait. As a consequence, phytoplankton community composition was different in the two study areas. In the Lembeh Strait, prasinophytes(26.48%±0.83%) and Synechococcus(25.73%±4.13%) occupied ～50% of the Chl a biomass, followed by diatoms(20.49%±2.34%) and haptophytes T8(15.13%±2.42%). At surface water in the Kelantan River Estuary, diatoms(58.53%±18.44%)dominated more than half of the phytoplankton biomass, followed by Synechococcus(27.27%±14.84%) and prasinophytes(7.00%±4.39%). It showed the similar status at the bottom water in the Kelantan River Estuary,where diatoms, Synechococcus and prasinophytes contributed 64.89%±15.29%, 16.23%±9.98% and 8.91%±2.62%,respectively. The different phytoplankton community composition between the two regions implied that the bottom up control affected the phytoplankton biomass in the Lembeh Strait where the oligotrophic water derived from the West Pacific Ocean. The terrigenous nutrients supplied the diatoms growing, and pico-phytoplankton was grazed through top down control in the Kelantan River Estuary.  相似文献