太阳辐射减弱麦田根际土壤酶与有效微量元素的相关性分析

由于大气气溶胶浓度增加地表太阳辐射减弱地球变暗。采用遮光网模拟太阳辐射减弱,设置60%、40%、20%、15%、0%的遮光递度,大田种植冬小麦,测定了冬小麦拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期根际土壤过氧化氢酶、转化酶、脲酶的活性以及根际土壤Cu、Fe、Mn、Zn等有效微量元素的含量。采用相关性分析、通径分析和主成分分析等方法分析了太阳辐射减弱后土壤酶活性和土壤有效微量元素的相关性。结果显示,太阳辐射减弱,降低了小麦根际有效Fe、Zn和Mn的含量以及脲酶活性。有效Cu元素除了孕穗期有所增加外其它时期也均为降低。过氧化氢酶和转化酶的活性的变化没有明显规律性。太阳辐射减弱使得土壤过氧化氢酶活性与有效Fe、Zn极显著的正相关,脲酶与Zn也达显著水平。Zn和Fe对土壤酶的直接通径系数和间接通径系数都较大。太阳辐射减弱改变了土壤酶和微量元素在土壤肥力中的权重,最大肥力权重脲酶被过氧化氢酶所取代。结果表明,太阳辐射减弱影响了土壤根际有效微量元素含量和土壤酶的活性,提高了土壤酶和微量元素之间的相关性,反映土壤肥力微小变化的敏感土壤质量指标有一定的变化,脲酶的肥力权重降低,过氧化氢酶的肥力权重增加。     

藻源型湖泛发生过程水色变化规律

利用Y-型沉积物再悬浮发生模拟装置,模拟湖泛发生过程,分析水体吸收特性变化特征;同时,利用Hydrolight和CIE颜色匹配函数模拟水体颜色,分析湖泛水色变化规律.结果表明:在湖泛发生过程中,可溶性有色物质(CDOM)浓度(ag)不断增大,无机颗粒物浓度及吸收(ad)总体呈减小的趋势,而浮游植物色素浓度及吸收(aph)随时间变化不规律;基于Hydrolight模拟湖泛水体,离水辐亮度(Lw)和遥感反射比(Rrs)均随时间不断变小;3)另外,随SPIM或ag(443)的变大,水体颜色逐渐由绿色变为棕色.当SPIM增至40mg/L时,水体呈现棕色;当ag(443)达到10m-1时,水体呈现红棕色.通过研究湖泛发生过程水体光学特性和水色变化规律,有助于构建高精度的湖泛遥感监测模型.     

各向异性反射对基于光谱混合分析的植被盖度估算的影响

光谱混合分析法是解决亚像元植被盖度反演估算问题最行之有效的方法,线性光谱混合分析又是其中最常用的研究手段。传统观点认为基于线性光谱混合分析的植被盖度估算精度主要受多重散射和端元光谱可变性的影响,而且各向异性反射这个地物表面所固有的特性也常常被忽略。研究设计了由寸苔草、沙和水3种地物类别组成的棋盘式混合地物反射率光谱测试方案,在探讨分析传统的多重散射与端元光谱可变性的基础上,进一步分析评价了各向异性反射对基于光谱混合分析的植被盖度估算的影响。结果表明,各向异性反射是不可忽视的,在最小化多重散射及端元光谱可变性的影响后,考虑各向异性反射后寸苔草盖度估算精度显著提升,均方根误差RMSE下降了52%。研究不仅证实了各向异性反射在植被盖度估算问题中的重要性,还印证了其是同种端元类型光谱差异性的另一重要来源,拓宽了端元光谱可变性的范畴,为利用光谱混合分析法更准确地进行植被盖度估算提供了新的思路和方法。     

ESTIMATION OF OPTICAL PROPERTIES OF WATER FROM SECCHI DISK DEPTHS1

ABSTRACT: Optical information on a water body is often required when only Secchi disk depths are available. Many limnologists and water managers have attempted to estimate diffuse light attenuation in water from Secchi depth data assuming a simple inverse relationship. However, we show theoretically that the product of Secchi depth and the diffuse attenuation coefficient is markedly dependent on the reflectance coefficient (“brightness”) of water. Data from 28 New Zealand lakes of diverse optical character demonstrated this dependence over a wide range of reflectance (1.1 to 35.9 percent). Uncritical estimation of attenuation coefficients for diffuse light from Secchi depths, using the currently available simple inverse expressions, is discouraged because of the possibility of bias.     

基于实测光谱的杭州湾悬浮物浓度遥感反演模式

悬浮物是我国近海水质遥感监测的主要参数之一.利用ASD地物光谱仪测量杭州湾水体的反射光谱,同步采集表层水样获取悬浮物浓度,模拟水色卫星MODIS和MERIS的波段设置提取遥感反射率,基于人工神经网络分别建立2种悬浮物浓度的遥感反演模式.实测结果表明,杭州湾水体中悬浮物浓度较高,泥沙含量远远大于叶绿素浓度,平均值分别为705 mg/L和1.164 mg/m³;2个监测站位的悬浮物浓度表现出时空上的差异,尤其是随潮汐变化的短周期变异十分显著;实测水体反射率光谱曲线在650～700 nm之间与800 nm附近分别出现峰值,光谱曲线一阶微分结果显示第一反射峰的位置随着悬浮物浓度增大向长波方向移动.基于神经网络建立的模拟算法充分利用了卫星不同通道的光谱信息,可以同时模拟水体中色素与非色素悬浮物的浓度,模型取得了较好的拟合效果,R²均大于0.95,可以应用于实际卫星遥感反演,尤其是MERIS数据,因其具有相对较高的空间分辨率,在近海水环境遥感监测中的应用前景更为广阔.     

浒苔反射光谱库系统设计与实现

浒苔光谱特征是遥感之本,可为浒苔灾害的遥感实时监测与预警研究提供重要基础数据。本文基于Delphi开发工具和Interbase数据库平台,采用"面向应用"的系统开发方法,运用dbExpress、DataSnap技术和TeeChart组件,设计并实现了浒苔反射光谱数据库系统,利用本系统可以实现对海量浒苔光谱数据及其属性信息的共享、信息查询、可视化分析和管理等功能。     

城市生活污水偏振反射特性研究

人类正面临着水污染的严峻挑战,其中生活污水是水污染的一大来源。研究城市生活污水的液面偏振反射特性,对于水资源的监测与利用、环境生态保护都具有重大理论意义和应用前景。本文选取不同浓度的三个生活污水样本,应用二向反射光度计测了不同样本在2π空间的多角度偏振反射光谱数据,建立探测方位角、光线入射角、探测天顶角、偏振角、波段等方面对所测水体的偏振反射数据的关系,并进行了初步分析与研究。这为偏振遥感在水资源环境上的应用奠定了实验基础,并对生活污水的偏振光遥感进行了初步研究。     

针对硝化菌抗盐机理的研究

为研究盐度对硝化菌的影响,以及硝化菌对盐度的抵抗机理,以模拟皮革废水为处理对象,考察了硝化菌硝化作用过程中的脱氮效率,脱氮数率,pH值,溶解氧,以及硝化菌胞外聚合物的含量与成分变化。结果表明在盐度逐步提高的情况下,出水氨氮从几乎检测不出升高到80 mg/L左右,硝化菌脱氮效率下降明显,并且有一定的规律性。pH值先降后升,溶解氧随着时间推移逐渐升高,但是随着盐度提高规律性越来越不明显。硝化菌所产生的胞外聚合物随着盐度提高,胞外聚合物总量有所提高,其主要成分含量发生变化,即多糖所占比例从35.2%升高到63.6%,蛋白质所占比例从58.8%减少到30.9%,从而影响活性污泥的絮凝性,从机理方面来解释盐度对硝化菌硝化作用的影响。     

太湖水体上行漫射衰减系数的变化特征研究

水体上行漫射衰减系数是反映水体中上行光强衰减的重要光学参数,它直接影响着水下光场分布,对水环境生态系统变化具有重要意义.然而,对于太湖水体而言,上行漫射衰减系数的变化特征尚不明确.为此,本课题组于2010年4月29日到5月2日对太湖水体28个采样点进行了野外原位观测,获取了相应的水体光学参数和水质参数数据集.在分析水体上行衰减系数光谱特征和空间分布特征的基础上,对其与太阳高度角、悬浮物浓度和叶绿素浓度之间的关系进行了研究.结果表明,上行漫射衰减系数的光谱特征表现为短波蓝光部分衰减系数较大,长波红光部分衰减系数较小,且衰减系数在575~700 nm之间随着波长的增加变化不明显,在675 nm附近出现相对高值,其与叶绿素a浓度存在显著的相关关系(r=0.574,n=28,p<0.05).下行与上行漫射衰减系数随波长的变化特征大致相似,其差值谱线的变化规律为:小于400 nm的范围内,呈线性减小;在400~800 nm之间除760 nm附近有一峰值外,其余部分基本无明显变化;大于800 nm时,又迅速增加.上行衰减系数在不同湖区的空间分布大致为:开阔水域区>草型湖区>典型藻型湖区>草、藻过渡型湖区,藻型和草、藻过渡湖区在675 nm附近的峰值皆较为明显.上行衰减系数基本上随太阳高度角的增大而减小,上行漫射衰减系数与悬浮物浓度的偏相关性最好(r=0.963,n=28,p<0.05),太阳高度角次之(r=0.474,n=28,p<0.05),叶绿素浓度的最低(r=0.175,n=28,p<0.05).     

Age-dependent association between testosterone and crown UV coloration in male blue tits (Parus caeruleus)

The proximate basis of sexual traits can suggest mechanisms maintaining honesty in signalling. A central role hereby has been attributed to testosterone, although its importance for brightly coloured plumage has been questioned. We determined circulating testosterone levels in male blue tits captured at the start of breeding and demonstrated an age-dependent relationship between testosterone and male crown UV/blue coloration. In yearling males, testosterone increases with increasing ornamentation (higher UV chroma, higher chroma, more UV-shifted hue), whereas in older males, this relationship is negative, with less UV-ornamented males having higher testosterone. This pattern is robust since it occurred in 2 years, before and after egg laying, and in males sampled during the day and during the night, despite a tenfold difference in testosterone levels. Since more UV-ornamented young males gain higher within-pair paternity, while less UV-ornamented older males achieve more extra-pair matings, the results imply that higher testosterone is associated with reproductive success and attractiveness in both age classes. We hypothesise that this relationship could result from causal effects of testosterone on coloration or through associations with behaviour and suggest ways to test these hypotheses. Our results caution against premature dismissal of a potential role for testosterone in maintaining honesty of plumage signals.