鄱阳湖碟形湖和通江水域有色可溶性有机物(CDOM)的吸收与荧光特性对比研究

有色可溶性有机物(CDOM)在水生态系统的生物地球化学循环中起着重要的作用.近年来,在全球气候变暖和人类活动的双重影响下,全球大部分湖泊出现了水文隔离现象.然而,水文隔离如何影响大型湖泊CDOM组成变化仍然知之甚少.本研究于2021年在鄱阳湖碟形湖和通江水域采集水样,运用紫外-可见吸收光谱与三维荧光光谱,结合平行因子分析法(PARAFAC)研究CDOM光学特性,揭示鄱阳湖碟形湖和通江水域CDOM组成和来源的差异.结果表明:①碟形湖溶解性有机碳(DOC)浓度以及CDOM在355 nm处的吸收系数〔a(355)〕的平均值均显著高于通江水域(p<0.001),表明受水文隔离影响的碟形湖水体中存在更丰富的有机物.②基于PARAFAC分析得出的类腐殖质荧光组分(C1、C2)和蛋白质荧光组分(C3)最大荧光强度值(Fmax)的平均值均表现为碟形湖高于通江水域;碟形湖和通江水域的类腐殖质组分(C1+C2)占总荧光强度的比例分别为71.96%和59.93%,且通江水域CDOM中蛋白质荧光组分C3的贡献率高于碟形湖.③通过碟形湖和通江水域CDOM特征参数的对比分析,得出碟形湖CDOM相对分子量和腐殖化程度均高于通江水域.研究显示,水文隔离对鄱阳湖CDOM空间分布及组成变化有显著的影响.

基于光谱特征的太湖表层水体有色可溶性有机物的光化学降解

本文利用紫外可见光吸收光谱、三维荧光光谱及同步荧光光谱开展了太湖表层水体有色可溶性有机物(CDOM)的光化学降解研究。结果表明,11天自然光照期间,太湖不同湖区CDOM的溶解态有机碳含量没有明显变化,吸收系数A_(254)和特定吸光度SUVA呈显著地下降趋势,而吸收光谱斜率S_(R)则呈现上升趋势。三维荧光光谱结果表明,类腐殖质荧光组分的荧光强度随光照时间的增加呈现明显的下降趋势,而类蛋白质组分则呈现波动的变化趋势。这一系列结果表明,光照能够促使大分子的类腐殖质转化为小分子的有机质。同步荧光光谱结合二维相关光谱分析进一步表明太湖表层水体CDOM中不同组分的光降解顺序大致为类腐殖质类→类蛋白质酪氨酸→类蛋白质色氨酸。

引黄水源水库平--丰水期有色可溶性有机物(CDOM)的来源、组成及差异分析

为探究引黄水源水库——门楼水库平水期和丰水期有色可溶性有机物(CDOM)的组成特征、来源及差异,运用紫外可见光谱技术(UV-vis)和三维荧光光谱(EEMs)技术,结合平行因子分析法(PARAFAC)分析2022年5月(平水期)和2022年7月(丰水期)有色可溶性有机物含量及组分变化。研究结果表明:PARAFAC识别出2类荧光组分,分别是C1(Ex=355 nm,Em=476 nm,类腐殖质组分)和组分C2(Ex=225 nm,Em=320 nm,类蛋白组分);丰水期CDOM组分荧光强度显著高于平水期。CDOM光谱参数表明,门楼水库水体处于中营养状态,水体CDOM受新生内源和外源输入共同影响,以自生源为主;水库CDOM具有相对分子量小、腐殖化程度较弱的特点。丰水期水库富营养化水平和CDOM相对浓度低于平水期;丰水期CDOM疏水性组分比例和芳香化程度高于平水期。水质理化指标、CDOM组分和光谱参数相关性分析结果表明SUVA_(260)和SUVA_(280)与DOC呈显著负相关,说明紫外可见光谱参数在一定程度上可以用来估算DOC的浓度;Chl.a浓度作为表征浮游植物生物量的指标,与DOC、a_(254)呈显著正相关。研究揭示了门楼水库水体CDOM的荧光特征、组分来源响应机制和水期差异,为进一步探究CDOM在引黄水源水库的环境行为特性、对水体富营养化的贡献以及对其它污染物环境行为的影响等提供基础资料。

海河流域典型水库水体有色可溶性有机物筛查分析

为研究海河流域水体中有色可溶性有机物,采集海河流域典型水库水体中表层样品,利用高通量筛查技术,基于与CDOM(440)检测值相关分析和理化性质分析,识别研究区与水色特征相关的有色可溶性有机物。经实验室内验证筛选出避蚊胺、十四烷酸、十八烷酸及叔丁基苯醌4类化合物与CDOM的关联关系;再经实际样品验证,判别避蚊胺或是该研究区域影响水色遥感的一种重要可溶性有机物。

热带东印度洋6°N断面有色可溶性有机物(CDOM)光谱吸收特性

有色可溶性有机物(colored dissolved organic matter,CDOM)光谱吸收特性是构建生物光学模型及水色遥感反演算法的重要基础。在2011年4月1日至5月中旬的东印度洋综合科学考察实验研究航次中,采集了6°N断面9个站位的CDOM样品并进行了测量;通过分析吸收系数aCDOM、光谱斜率值S、CDOM分子量相对大小的指示参数M值等参量,探讨了该断面处CDOM浓度与组成成分的分布及影响因素。分析结果发现,aCDOM(355)的变化范围为0.131—0.524m?1,平均值为0.272m?1;aCDOM(375)的变化范围为0.081—0.453m?1,平均值为0.242m-1,该范围小于近岸水体,高于东南太平洋海水,与南海北部18°N断面相近。叶绿素a浓度与CDOM吸收系数及光谱斜率没有表现出明显的相关性。CDOM光谱斜率的变化范围较大,其中S300—500nm的变化范围为0.008—0.019nm?1,平均值为0.012nm?1。S300—350nm与M值之间表现出正相关关系,吸收系数与光谱斜率及M值呈现出很好的负相关关系。结合该断面CTD资料发现,在30—90m水层高盐水团的影响下,M值在高盐区的平均值大于其右侧相同深度的结果,aCDOM(355)在高盐区的平均值小于其右侧相同深度的结果;在垂直方向上,受高盐水团影响区域M值没有表现出明显规律,而在其右侧则随着深度的增加M值逐渐减小,aCDOM(355)逐渐增加。

太湖有色可溶性有机物(CDOM)对COD及BOD_(5)的指示意义

化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD_(5))及溶解性有机碳(DOC)是指示湖泊水质的重要指标,然而上述指标测定通常耗费大量时间、试剂及人力物力且排放大量有害废液.有色可溶性有机物(CDOM)是溶解性有机物(DOM)中可以强烈吸收光谱中的紫外光和可见光的部分,数据测定耗时短、方便快捷,且样品处理过程环境友好,能在很大程度上反映湖泊水质.本研究基于2016年2、5和8月在太湖均匀布设的32个采样点进行样品采集,运用光谱吸收与三维荧光-平行因子分析(EEMs-PARAFAC)探究太湖CDOM的光谱吸收和荧光组分,探讨CDOM光谱指标对湖泊BOD_(5)、COD及DOC浓度等湖泊环境质量指标的可替代性.结果表明:(1)运用EEMs-PARAFAC方法解析出3种荧光组分:类腐殖酸C1、类酪氨酸C2和类色氨酸C3.(2)COD和BOD_(5)和DOC在空间上呈现出相似的分布趋势,不同水期的最高值均出现在竺山湾和梅梁湾,由西北湖区至中部敞水区、东南湖湾递减.(3)在不同水期,COD、BOD_(5)、DOC浓度和C1组分均表现为丰水期极显著大于枯水期和平水期,a 254在丰、平、枯水期间无显著性差异,最大值出现在丰水期;C2与C3组分均在枯水期和平水期极显著大于丰水期.(4)在不同水文时期,COD、BOD_(5)和DOC浓度均与a 254、类腐殖酸C1呈显著正相关,丰水期太湖COD、BOD_(5)和DOC浓度与CDOM光谱指标的线性相关性要优于枯水期和平水期.(5)CDOM光谱指标在不同水文时期均能很好地替代COD、BOD_(5)和DOC等作为反映太湖水体中有机物污染程度及湖泊水质的指标.

有色可溶性有机物(CDOM)吸收作为湖库化学需氧量监测替代指标的探讨

化学需氧量是衡量水体中有机物量及污染程度的综合性指标,也是我国《地表水环境质量标准(GB 3838—2002)》的重要评价指标.然而,由于测定过程缓慢和使用了有毒有害试剂易于形成二次污染,现行标准的高锰酸钾和重铬酸钾化学需氧量测定方法无法做到环境友好,也不能反映当前快速和实时监测的技术需求.因此,迫切需要发展操作简便、快速高效、灵敏可靠、环境友好和环保绿色的化学需氧量替代检测方法.本文首先从文献计量学视角比较我国与世界上发达国家化学需氧量研究主题论文发文量,剖析了我国发展化学需氧量替代检测方法的迫切性.基于全国大范围65个湖库706个样本有色可溶性有机物吸收系数、化学需氧量和其他水质参数同步调查数据,构建广覆盖范围的有色可溶性有机物特征波长吸收系数和化学需氧量间高精度线性关系模型,确定了地表水环境质量评价的吸收系数阈值,模型可以广泛应用于不同类型(深水、浅水、大型、中型、小型)和不同营养状态(贫、中、富营养)湖库水体有机物浓度的定量表征,具有一定普适性.通过对比有色可溶性有机物吸收系数和传统的高锰酸钾、重铬酸钾法优势和不足,明确了有色可溶性有机物吸收系数替代化学需氧量用于湖库水体开展有机物表征和污染程度评价的可行性和应用前景.

基于随机森林的内陆湖泊水体有色可溶性有机物(CDOM)浓度遥感估算

水体中的有色可溶性有机物(CDOM)是湖泊生态系统中氮、磷等有机营养物质的重要来源,利用卫星遥感数据反演内陆水体中CDOM浓度一直是个挑战.因此本文基于滇池2009年9月、2017年4月以及太湖2016年7月的现场原位观测和室内实验,在分析水体固有光学特性的基础上,引入机器学习算法,建立了基于哨兵-3A OLCI传感器的我国内陆湖泊水体CDOM浓度随机森林反演模型.利用独立的验证数据集对所构建的随机森林模型及常用的波段比值模型、一阶微分模型、半分析模型、BP神经网络模型等的反演精度进行评价.结果表明:随机森林模型的均方根误差为0.14 m-1,平均相对误差为21%,与反演效果相对较好的BP神经网络模型相比,均方根误差降低了50%,平均相对误差降低了38%,反演精度得到了显著的提高.根据随机森林算法的特征重要性参数提供的各自变量影响力结果,发现B11(709 nm)和B6(560 nm)波段贡献率最大,是反演CDOM的敏感波段.最后将随机森林模型应用到滇池2017年4月12日、太湖2017年5月18日的哨兵-3A OLCI影像上,得到滇池、太湖水体CDOM浓度分布图.滇池CDOM浓度的分布特征大致符合东北、西南高,中西部低的趋势,且河口处的CDOM浓度高于湖泊水体,表明径流的输入给滇池水体带来了大量的CDOM.太湖CDOM浓度的分布特征大致符合西部高,湖心区和东部低的趋势.太湖西部以及北部梅梁湾受入湖河流影响较大,CDOM浓度较高,太湖开敞区远离河口处,受外源河流的影响逐渐减小,且由于湖水的不断稀释,CDOM浓度不断降低.太湖东部水生植物很多,湖水较为清澈,CDOM浓度较低.

太湖典型草、藻型湖区有色可溶性有机物的吸收及荧光特性

2 0 0 4年 4月对太湖典型草、藻型湖区东太湖和梅梁湾有色可溶性有机物 (CDOM)的吸收和荧光特性进行了研究 .通过实验测定方法得到东太湖和梅梁湾CDOM的光谱吸收系数及其荧光值 .结果表明 ,溶解性有机碳 (DOC)的浓度在 6 . 3～ 17. 2mg/L间变化 ,其均值为 9. 0 8± 2. 6 6mg/L ;CDOM在 2 80nm和 35. 5nm的吸收系数分别为 11 2～ 32 6m-1(平均值17 4 6m-1± 5 . 75m-1)和 2 . 4m～ 8. 3m-1(平均值 4 . 17m-1± 1 .4 7m-1) ;35. 5nm波长处CDOM的比吸收系数为 0 . 31～ 0 . 6 4L·(mg·m) -1,平均值 0 . 4 6L·(mg·m) -1± 0 . 0 8L·(mg·m) -1.35 5nm的激发波长、4 5 0nm的发射波长处的荧光值的变化范围0 5 0～ 3 91nm-1(平均值 1 32nm-1± 0 84nm-1) .2类草、藻型湖区的DOC浓度、CDOM吸收系数、35 5nm处荧光值均存在显著性差异 ,但CDOM比吸收系数和指数函数斜率则没有显著性差异 ,由此则反映了CDOM来源的一致性 .CDOM的吸收系数与DOC浓度的相关性随波长的降低而增加 ,在短波部分存在明显的正相关 .35. 5nm处的荧光值、DOC浓度与CDOM吸收系数存在如下显著性的正相关关系 :Fn(35. 5 ) =0 . 5 4 4 (± 0 . 0 35 )a(35. 5 ) - 0 . 94 6 (± 0 .15 2 ) ,DOC =1 5. 37(± 0 . 196 )a(35 .5 ) +2 . 6 83(

太湖梅梁湾有色可溶性有机物的空间分布及光学行为

2004年3月对太湖梅梁湾有色可溶性有机物(CDOM)的吸收和荧光等光学行为进行研究,并由此探讨了CDOM的空间分布．结果表明,溶解性有机碳(DOC)的浓度在10．48-19．72 mg／L间变化,其均值为13．20±2．79 mg／L;CDOM在280 nm,355 nm和440 nm的吸收系数分别为18．73-31．91 m-1(平均值23．19±4．36 m-1)、4．63-7．14 m-1(平均值5．76±0．91 m-1)、1．45-2．99 m-1(平均值1．92±0．40 m-1);355 nm波长处CDOM的比吸收系数为0．34-0．57 L／(mg·m),平均值0．44±0．06 L/(mg·m);表征CDOM分子大小的比值a(250)／a(365)变化范围为5．05-7．55;355 nm的激发波长、450 nm的发射波长处的荧光值的变化范围0．79-3 04 nm-1(平均值1．69±0．77 nm-1)．CDOM吸收系数、DOC浓度、荧光强度的分析显示CDOM浓度呈现从河口往湾内、湾口递减的趋势．CDOM吸收与DOC浓度的相关性随波长的降低而增加,在短波部分存在明显的正相关．355 nm处的荧光值、DOC浓度与CDOM吸收系分别存在如下显著性正相关关系:Fn(355)=0．692(±0．135)a(355)-2．297(±0．786),a(355)=0．233(±0．061)DOC+2．690(±0．816)．280 -500 nm、280-360 nm、360-440 nm指数函数斜率S值分别为13．86±0．91、18．54±1．11、12．93±0．92μm-1,S值与比吸收系数之间存在显著的负线性相关关系,而与a(25)／a(365)值则存在显著的正线性关系．比吸收系数越大,a(250)／a(365)值和S值就越小,对应的CDOM分子量就越大,腐质酸的比例就越高．

太湖梅梁湾有色可溶性有机物的光化学降解

经0.22μm孔径过滤的太湖梅梁湾水样在UV-B辐射的照射下,有色可溶性有机物(CDOM)吸收和荧光强度明显下降,且与UV-B光源距离、辐射时间及辐射剂量呈正相关关系.拟合结果表明,CDOM吸收系数和荧光值的下降随时间符合一阶动力学方程,距光源5,15,25,35,45cm处时,CDOM吸收系数[a(280)]光化学降解的一阶动力学常数分别为0.0156,0.0116,0.0060,0.0051,0.0029;对应的荧光值Fn(355)的一阶动力学常数分别为0.0256,0.0198,0.0141,0.0102,0.0055.CDOM光化学降解过程中吸收系数与定标后的荧光值存在显著的正相关.实验结果用于野外情况可以推导出太湖表层水体中CDOM在夏季也会发生明显的光化学降解.

辽东湾海域有色可溶性有机物荧光特征分析

为了分析辽东湾有色可溶性有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)的分布特征,于2015年4月14日—5月3日采用"走航式"测量方法,分别获取了辽东湾海域32个站位表层、5、10 m 3个不同深度水层的CDOM荧光图谱、吸收系数和石油物质含量等数据。结果表明:表层(0 m)CDOM的荧光图谱分为3种类型:单峰型、双峰型和三峰型,5、10 m深水层CDOM的荧光图谱主要为单峰型和双峰型;3种峰型均包含位于激发波长(Ex)/发射波长(Em)为225~235 nm/325~350 nm的荧光峰,这主要是海水浮游植物自身降解产生的色氨酸产生的;在靠近海上油气开采平台和双台子河入海口的海域,油物质和CDOM的共同作用,使得位于这些区域的站点表层的荧光强度明显增强,荧光峰的范围也有所增大;表层、10 m深水层荧光强度最大值和最小值随站位的走势基本一致,而5 m深水层的走势就比较复杂;无论是哪种类型的荧光峰,其位置随着水深的增加基本保持不变,荧光强度随水深变化规律不明显。本研究中建立的由荧光峰强度(Af)和CDOM在440 nm处吸收系数[ag(440)]的比值来求解光谱斜率(S)的模型,可为利用荧光和可见光遥感技术反演光谱斜率S提供一种新方法。

太湖梅梁湾有色可溶性有机物对光的吸收

探讨了太湖梅梁湾不同湖区有色可溶性有机物(CDOM)对光的吸收、光衰减系数的变化及与DOC浓度的关系、CDOM吸收对光衰减系数的贡献率以及指数函数曲线斜率S值.结果表明,不同类型湖区CDOM吸收系数差异明显,ad(440)、ad(320)的变化范围分别为1.22～2.58m-1,6.24～10.69m-1;DOC浓度最高值出现在梁溪河口,为12.74mg/L,最低值出现梅梁湾口,为6.87mg/L,大致呈由湾内向湾口逐渐递减的趋势;DOC与CDOM吸收系数在波长320nm以下存在显著性相关,波长320～700nm CDOM吸收对光衰减系数的贡献率在0.69%～60.9%间变化,400nm以下紫外短光部分贡献率均大于20%,空间上短波部分贡献率在河口区、五里湖比梅梁湾内及沿岸带要大;CDOM吸收的指数函数曲线斜率S在13.9～18.1μm-1间.

太湖流域昆承湖春季颗粒物和有色可溶性有机物吸收特性

利用2010年4月23日在昆承湖采集的水体吸收系数数据,对总悬浮物颗粒物、浮游植物色素颗粒物、非色素颗粒物和有色可溶性有机物的吸收特征进行研究.结果表明,春季昆承湖水体除675 nm附近具有叶绿素吸收峰的红光波段外,非色素颗粒物吸收系数大于浮游植物色素颗粒物吸收系数,总颗粒物吸收系数光谱分布与非色素颗粒物的吸收光谱类似,即吸收系数随波长的增大而减小;非色素颗粒物和有色可溶性有机物的吸收系数随波长的增大接近指数衰减规律,且不同波段存在一定关系,非色素颗粒物在400和440 nm的吸收系数与总颗粒物浓度存在显著多项式关系;多项式关系能较好地表达浮游植物色素颗粒物单位吸收系数与叶绿素a浓度之间的关系;不同采样点的组分吸收系数对总吸收系数的贡献不同,大致有四种表现类型.

丹江口水库表层沉积物有色可溶性有机物空间分布特征及其来源分析

利用三维荧光光谱(Excitation-emission matrices,EEMs)与平行因子分析模型(Parallel factor analysis,PARAFAC)技术研究丹江口水库表层沉积物有色可溶性有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)荧光组分、空间分布特征和来源,以及不同组分荧光强度与其它沉积物指标的相关性.结果表明,丹江口水库37个采样点CDOM由3类5个荧光组分组成,即类蛋白组分C1(285/345 nm)和C2(225,270/335 nm);陆源类腐殖质组分C3(260/450 nm)和C4(360/450 nm)及自生源类腐殖质组分C5(225,310/405 nm).其中代表类蛋白组分的C1和C2占较高比例,占总荧光强度的百分比的平均值为46.37%,C3与C4和C5占总组分的比例平均值分别为34.33%和19.31%.空间分布上3种荧光峰高值都集中在汉江的入湖河口处及丹江库区居民较多的城镇处,且呈现河流大于库区的趋势.荧光指数(FI)、腐殖化指数(HIX)和生物源指数(BIX)都表明丹江口水库沉积物CDOM的来源具有陆源及生物源的双重特征,陆源主要来源于汉江干流和周边城市居民的活动,以及部分区域农业畜禽养殖;生物源主要来自微生物及藻类的降解.相关性分析说明沉积物CDOM与N、P元素的迁移和转化有密切的关系.

赤潮异弯藻有色可溶性有机物的变化以及对其他微藻的影响

赤潮消长显著影响海洋中有色可溶性有机物(CDOM)的变化。赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)是一种常发的鱼毒性赤潮种类,是产生CDOM较显著的种类。本文以赤潮异弯藻CDOM为研究对象,分析了CDOM在种群消长中的变化特征,研究了光对赤潮异弯藻CDOM组成物质变化的影响,并就此变化对其他微藻种群生长造成的影响进行了定量研究。结果表明:(1)以紫外吸收的定量变化为指标,赤潮异弯藻CDOM的量与种群消长呈互逆相关:种群密度增加,CDOM降低;种群密度降低,CDOM增加;长期培养种群中,CDOM含量增加。(2)光对该藻产生的CDOM物质组成和定量有显著影响,紫外照射能显著漂白CDOM,类腐殖质和腐殖酸降解明显。(3)该藻CDOM变化影响其他微藻种群生长:CDOM显著促进微小卡罗藻(Karlodinium micrum)、小硅藻(Nitzschia closterium f.minutissima)的种群生长,受光降解后对小硅藻的促进作用降低,但对微小卡罗藻的促进作用不变;CDOM抑制海洋原甲藻(Prorocenturm micans)种群生长,光降解后,其抑制作用降低。赤潮异弯藻赤潮产生的大量且稳定的CDOM可以影响海洋微型生物群落结构。

太湖冬季有色可溶性有机物吸收荧光特性及遥感算法

基于2006年和2007年1月两次太湖采样,对50个点位的有色可溶性有机物(CDOM)光谱吸收、荧光、溶解性有机碳(DOC)浓度及遥感反射率进行测定与分析,探讨冬季太湖CDOM的吸收荧光特性及空间分布,建立CDOM吸收系数的遥感反演算法.结果表明,太湖冬季CDOM在355nm处吸收系数a(355)变化范围和均值分别为1.83-7.34m-1、3.37±1.01m-1,相应的荧光及DOC浓度变化范围、均值分别为9.79-29.18N.FL.U、13.4±3.37N.FL.U;4.61-10.45mg/L、6.37±1.24mg/L.CDOM吸收系数、CDOM荧光值、DOC浓度三者呈显著正相关.空间分布上,两次调查均显示CDOM吸收系数、CDOM荧光值、DOC浓度呈现出明显的南低北高,最大值都出现在太湖北部的藻型湖区梅梁湾内,最小值则在东太湖和贡湖湾2个草型湖区.通过单波段、一阶微分和BP神经网络模型3种不同CDOM反演方法精度的分析、比较发现,BP神经网络模型反演结果最好,模型验证的相对均方根误差和平均相对误差分别为14.9%、11.7%,可以用于冬季太湖CDOM吸收系数a(355)的遥感估算.

抚仙湖秋、冬季光衰减特征及其与有色可溶性有机物的关系

为了研究抚仙湖紫外辐射(UVR)和光合有效辐射(PAR)衰减的时空特征及其与有色可溶性有机物(CDOM)、悬浮物(SS)、浮游植物(叶绿素a表征)等因子的关系,于2014年10月(秋季)、2015年1月(冬季)开展现场调查,结果显示:秋季不同波长(段)的漫射衰减系数Kd(305)、Kd(340)和Kd(PAR)分别为1.27±0.12、0.68±0.11和0.32±0.13 m-1,冬季分别为1.13±0.10、0.63±0.07和0.36±0.07 m-1;秋季CDOM的不同波长吸收系数ag(254)、ag(305)和ag(340)分别为4.09±0.26、1.18±0.09和0.57±0.05 m-1,冬季分别为2.95±0.24、0.61±0.11和0.11±0.07 m-1,秋季ag(254)、ag(305)和ag(340)显著高于冬季;秋季Kd(305)显著大于冬季,这与秋季(雨季)较高的CDOM丰度、浮游植物生物量(及SS浓度)有关.秋季ag(305)/Kd(305)、ag(340)/Kd(340)均显著高于冬季;秋季及秋冬季整体而言,ag(254)与Kd(305)、Kd(340)呈显著正相关,各多元逐步回归方程中均包含ag(254),说明CDOM吸收对UVR的衰减有重要贡献.空间差异方面,秋季北部的ag(254)、Kd(305)和Kd(340)显著高于南部,冬季南北部无明显差异,或与雨旱季北岸河流输入的CDOM和SS的情况有关.此外,浮游植物对UV-B衰减的影响和SS(与CDOM的交互作用)对UV-A衰减的影响更在于季节变化方面,而影响UVR、PAR衰减的各因子的相对贡献有待进一步量化.

云南高原湖泊有色可溶性有机物和颗粒物光谱吸收特性

云南高原湖泊是我国湖泊分布最密集的五大湖群之一,不但湖泊数量众多而且类型多样.由于湖泊所处位置海拔较高,容易受日益增强UV-B辐射影响.通过对云南高原34个湖泊有色可溶性有机物和颗粒物吸收测定,分析其光谱吸收特性及对总吸收的贡献,有利于深刻理解紫外辐射在高原湖泊内衰减.不同湖泊间CDOM吸收差异明显,其大小与水体营养盐状况相关,CDOM吸收系数与水体总氮存在显著正相关.增加背景项的指数函数模型能最好模拟CDOM光谱吸收.除在浮游植物浓度非常高的杞麓湖、听湖、星云湖,颗粒物吸收系数在675nm附近存在一个吸收峰外,其它湖泊总颗粒物光谱吸收大致随波长的增加吸收系数逐渐降低,呈现非色素颗粒物光谱吸收特征,整体上颗粒物吸收以非色素颗粒物为主.CDOM对总吸收的贡献主要集中在600nm以下波长,尤其是400nm以下的紫外波段,其在紫外波段(350-400nm)的贡献明显要大于光合有效辐射波段(400-700nm)(ANOVA,P<0.001).特别对于透明度SD≥1.0的清澈型湖泊,CDOM吸收对紫外辐射衰减的贡献更大,其吸收很大程度上决定了紫外辐射的影响深度.

太湖有色可溶性有机物荧光的空间分布及其与吸收的关系

利用紫外分光光度法和荧光法测定了2004年12月到2005年3月太湖不同湖区有色可溶性有机物(CDOM)的吸收和荧光,分析了CDOM荧光发光光谱、空间分布及其与吸收系数、溶解性有机碳(DOC)浓度之间的关系。结果表明,在355 nm光激发下,CDOM在450 nm处荧光峰值相当明显。CDOM荧光值存在明显空间差异,高值出现在竺山湾、梅梁湾、五里湖等湖区,低值出现在东太湖、贡湖湾等湖区,污染严重的北部湖区一般高于南部湖区。定标后的荧光值Fn(355)、CDOM吸收系数a(355)、DOC浓度4个月均值分别为(11.87±3.49)N.FL.U、(3.45±1.33)m-1、(9.50±2.79)mg.L-1。Fn(355)与CDOM吸收系数、DOC浓度存在非常显著的线性关系,并且随波长降低相关性逐渐增加。4次观测到的a(355)与Fn(355)线性关系式的斜率值相差很小,相对比较稳定,a(355)与Fn(355)的比值在30%左右。