不同方法估算太湖叶绿素a浓度对比研究

基于2006-01-07～2006-01-09和2006-07-29～2006-08-01太湖地面实测高光谱数据以及同步水质参数数据,对比分析了三波段模型、两波段模型、反射峰位置法、一阶微分法4种方法用于估算太湖叶绿素a浓度的精度,并讨论其应用于遥感影像中估算叶绿素a浓度的可行性. 2次采样3类水色参数总悬浮物、叶绿素a浓度和有色可溶性有机物在440 nm处吸收系数的变化范围分别为12.24～285.20 mg·L^-1、 4.83～155.11 μg·L^-1和0.27～2.36 m^-1.前述4种方法在反演太湖水体的叶绿素a浓度时都取得较高的精度;决定系数分别为：0.813、 0.838、 0.872、 0.819,均方根误差分别为：13.04、 12.12、 13.41、 12.13 μg·L^-1;相对误差分别为：35.5%、 34.9%、 24.6%、 41.8%.反射峰位置法估算精度最高,但应用到叶绿素a浓度遥感影像估算比较困难.三波段模型和两波段模型的反演结果优于传统的一阶微分法,且在卫星遥感反演中具有良好的应用前景.根据模拟MERIS数据,分别得到最优三波段模型［R^-1(665)-R^-1(709)］×R(754)和两波段模型R(709)/R(681),其决定系数、均方根误差、相对误差分别为0.788、 13.87 μg·L^-1、 37.3%和0.815、 12.96 μg·L^-1、 34.8%,反映了MERIS数据能非常好地应用于太湖这类浑浊二类水体叶绿素a浓度的精确估算.     

水质遥感在太湖叶绿素a时空分布动态变化研究中的应用

通过研究MODIS遥感数据与太湖现场监测数据之间的规律,确定了一个基于MODIS数据的叶绿素a指数,并以此为基础构建出一个具有普适性的、反映太湖叶绿素a时空分布动态变化的反演模型,为太湖藻类爆发的机理、预警研究以及水环境管理累积数据,提供决策依据。     

叶绿素荧光技术在海草生态学研究中的应用

本文综述了近10 a来国外关于叶绿素荧光技术在海草生态学研究中应用的概况和进展,主要从以下两方面进行论述:(1)叶绿素荧光技术在海草各种环境因子胁迫(如光照、温度、盐度、藻类竞争、除草剂、重金属和毒性有机物等)测试下的应用;(2)海草叶片荧光特性的差异性对叶绿素荧光技术应用的影响以及荧光参数应用层面的拓展.最后对未来的研究提出了建议和展望,为我国在这方面的研究提供相关的依据.     

太湖水体中氮、磷空间分布特征及环境效应

研究分析了太湖水体中氮、磷空间分布规律. 结果表明,太湖水体中各种形态氮、磷的空间分布呈现出非均一性特征,梅梁湾、竺山湾、贡湖湾、西岸区和湖心区水体中总氮、总磷浓度显著高于其他湖区,溶解态氮/磷、碎屑氮/磷的空间分布规律与总氮/磷的基本一致. 总氮与溶解态氮、碎屑态氮之间存在显著的线性正相关,且相关系数分别为r_DN=0.819 2和r_DeN=0.696 9;总磷与溶解态磷、碎屑态磷也存在极显著的线性正相关,对应的相关系数为r_DP=0.747 7和r_DeP=0.926 0. 水体中叶绿素a的空间分布差异较大,最高浓度出现在太湖的西部(179.2 μg·L^-1±25.9 μg·L^-1),最低的则出现在东太湖七都水域附近(11.3 μg·L^-1±2.7 μg·L^-1). 叶绿素a与总氮、碎屑态氮、总磷、溶解态磷、碎屑态磷、高锰酸盐指数、pH值和悬浮质存在显著的线性正相关,对应相关系数为r_TN=0.662 2、r_DeN=0.873 9、r_TP=0.813 0、r_DP=0.407 7、r_DeP=0.878 1、r_COD=0.868 9、r_pH=0.517 3和r_SS=0.533 4,与溶解态氮、电导率和碱度之间相关不显著.     

从抽提叶绿素后的蚕沙中提取叶蛋白

本文分析了从抽提叶绿素后的蚕沙中提取叶蛋白的工艺条件。结果表明：以０７％ＮａＯＨ作提取剂,料比１∶７,于６０℃搅拌提取６ｈ,叶蛋白的提取率为８４１２％;再用（１＋１）ＨＣｌ调ｐＨ值为３５,即得叶蛋白沉淀。按上述工艺条件,叶蛋白得率（以蚕沙干物计）为１００９％,蛋白质含量为７６６８％,提高了蚕沙的综合利用价值     

NO2——N对铜绿微囊藻生理特性的影响

采用藻类生物测试标准方法研究了不同NO2--N初始浓度条件下铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长及生理变化.结果表明,相对BG11(NO2--N初始浓度为0)培养基,低初始NO2--N浓度(1,10mg/L)条件下铜绿微囊藻生长良好;高NO2--N初始浓度(20,30,40mg/L)条件下藻生长缓慢甚至停滞. NO2--N初始浓度由10mg/L到30mg/L,亚硝酸还原酶(NiR)活性和过氧化氢酶(CAT)活性呈增加趋势;在NO2--N初始浓度分别为20~30mg/L和20~40mg/L时,叶绿素a(Chl-a)含量和丙二醛(MDA)含量随NO2--N浓度增大而逐渐升高;在初始NO2--N浓度0,1,10,20,30mg/L条件下硝酸还原酶(NR)没有明显变化.这表明,铜绿微囊藻在NO2--N初始浓度10,20,30mg/L条件下能维持一定的生长,主要由于藻叶绿素含量的增加,NiR活性和防止细胞过氧化的酶CAT活性的提高所致.     

番茄HP1和HP2基因RNA共干涉载体的构建及遗传转化

番茄HP1和HP2是色素积累的负调控因子,在光形态建成和色素积累调控中起着重要作用.将番茄HP1、HP2基因片段导入到植物表达载体pBI121,用番茄果实特异表达的TMF7基因的启动子替换原有的CaMV 35S启动子,构建果实特异表达HP1、HP2双基因RNA共干涉植物表达载体pBI121-TMF7-HP1HP2.通过根癌农杆菌介导转入番茄子叶,经组织培养成功获得转基因植株.半定量RT-PCR分析显示,转基因植株果实内HP1、HP2的表达量均明显低于野生型植株果实.转基因植株果实叶绿素含量比野生型明显升高,而叶片中的叶绿素含量无明显差异.该研究结果为采用基因工程的方法改善番茄果实营养品质作出了新的尝试和提出了新的思路.图6表2参15     

华南沿海地区小型水库叶绿素a浓度的影响因子分析

在华南沿海地区,小型水库是重要的供水水源.于2006年4月、8月、12月3次对珠海市12座小型水库的叶绿素a(Chl.a)、浮游植物、总氮(TN)、总磷(TP)、透明度(SD)等进行采样测定,分析了叶绿素a浓度的分布、动态及其与浮游植物和环境因子的关系.12座水库叶绿素a浓度分布范围为1.3～33.2 μg/L,抽水水库的叶绿素a浓度在8月份最低,而非抽水水库的叶绿素a浓度在8月份最高.12座水库TN浓度分布范围为0.18～1.76 mg/L,TP浓度分布范同为0.01～0.79 mg/L.总磷与叶绿素a浓度显著相关,In(Chl.a)=0.55961n(TP)+4.5581(R2=0.2337,P<0.01).总氮与叶绿素a浓度呈正相关关系,In(Chl.a)=0.60771n(TN)+2.6199(R2=0.2004,P<0.01).浮游植物生物量为0.135～8.759 mg/L.非抽水水库主要以绿藻、硅藻、甲藻为优势类群,但木头冲水库12月份以蓝藻为优势种类.抽水水库的浮游植物优势种变化较大,叶绿素a浓度与浮游植物生物量呈显著正相关,In(Chl.a)=0.27921n(biomass)+2.1083(R2=0.245,P<0.01).叶绿素a浓度与环境因子的相关性具有明显的季节变化,这主要是由营养盐负荷和水文条件的季节变化所决定.抽水与非抽水水库的叶绿素a浓度与环境因子的相关性具有明显的差别,这主要是由于涮水改变了水体的营养盐负荷和水文节律.叶绿素a浓度与浮游植物生物量具有正相关关系,这种相关性的季节变化随浮游植物组成的变化(特别是优势种类的变化)而变化.图7表1参29     

基于MODIS模拟的辽东湾叶绿素a的遥感反演模型

叶绿素a浓度对于水质和富营养化评价、赤潮探测及海洋生产力研究有重要意义.利用卫星遥感反演获取叶绿素a浓度弥补了传统采样方法的数据离散化、耗时长且费用高的缺陷,可以实时和全面地观测大尺度海洋叶绿索a分布.通过实测光谱模拟卫星波段,可以在一定程度上削除大气干扰,有助于准确地确定特征波段和建立遥感反演模型.本文以辽东湾为研究区,利用现场实测光谱模拟了MODIS波段,并在光谱特征分析基础上进行叶绿素a的特征波段选择,通过比较单波段和波段比值法等算法,建立了2个具有区域特色的叶绿素a遥感反演模型,并进行了模型验证.结果表明:在辽东湾海域,运用红光附近特征波段667和678 nm来反映叶绿素特征比传统蓝绿光波段(440和550nm)似乎更能削弱其它水体组分的干扰,突出辽东湾水体的特点.利用667、678和551nm的三波段模型要比单纯考虑667和678nm波段比值的模型要好一些,该模型r为0.856,标准差为0.190.模型验证预测值和实测值的相关系数为0.93(p<0.01),表明了模型良好的预测能力.模型具有明显的区域特色,结果是否具有普适性,还需进一步验证.     

超旱生植物沙冬青高温胁迫下的快速叶绿素荧光动力学特征

沙冬青Ammopiptanthus mongolicus是温带荒漠地区唯一的常绿阔叶灌木,由于其生长的沙漠中极端高温远高于其它地区,因此研究沙冬青对高温胁迫的响应特征对于解释植物的抗逆机理具有极为重要的意义.快速叶绿素荧光动力学可以在无损情况下探知叶片光合机构的热损伤程度,JIP-test方法将测量值转化为多种具有生物学意义的参数,因而被广泛应用于高温胁迫的有关研究中.对不同环境条件下快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的分析可以深入了解植物光合机构对环境的适应机制.本文利用高频采样叶绿素荧光仪在野外下测定了沙冬青在不同温度处理下的荧光响应情况.研究结果表明,沙冬青耐热性在40～45℃;25℃、30℃及40℃时的F_V/F_M在O.80以上,光合反应正常.50℃时出现高温胁迫特征:1)F_V/F_M降低为0.73;2)OJIP曲线变形为OKJIP曲线,K点出现在300 ms左右,值为245.00;3)反应中心的活性下降,Q_A-的还原速率加快.这些变化是由于光合反应中的电子传递受阻引起的,而光合反应中心并没有被破坏,胁迫条件解除后,光合机构还可恢复,说明沙冬青具有极强耐热性.