基于GOCI影像和水体光学分类的内陆湖泊叶绿素a浓度遥感估算

叶绿素a作为水质参数之一,常用来作为衡量水体富营养化程度的指示标准.利用从太湖及洞庭湖获取的326个实测数据,基于实测遥感反射率对水体光谱进行光学分类,结果表明所采集的样点可分为3种水体类型.结合GOCI的波段设置,建立了不同类型水体的叶绿素a浓度反演模型.水体类型一可以利用490 nm(3波段)和555 nm(4波段)来反演,水体类型二可利用660 nm(5波段)和443 nm(2波段),水体类型三利用745 nm(7波段)和680 nm(6波段).精度分析表明,分类后的平均相对误差明显下降,类型一为38.91%、类型二为24.19%、类型三为22.90%;类型一均方根误差为4.87μg·L-1、类型二为8.13μg·L-1、类型三为11.66μg·L-1;分类前后的总体平均相对误差由49.78%降低到29.59%,总体均方根误差由14.10μg·L-1降低到9.29μg·L-1,分类后反演精度得到了显著提高.利用2013年5月13日8景GOCI影像反演了太湖的叶绿素a浓度,结果表明,2013年5月13日太湖叶绿素a浓度日变化显著,高值区主要集中在竺山湾、梅梁湾、贡湖湾,低值区主要集中在湖心区以及南部区域,10:00以后太湖西南部沿岸的叶绿素a浓度显著降低.这种先分类后反演的方法对于二类水体的模型反演精度的提高具有重要作用.     

三种抗生素对几种海洋微藻叶绿素a含量影响的初步研究

实验室条件下,研究了氯霉素(chloramphenicol ,Cm)、遗传霉素 (geneticin G418)、青霉素 (penicillin)对三种常见海洋饵料微藻:小球藻 (Chlorella vulgaris Beij. ) ,金藻8701(Isochrysis galbana Parke 8701.) 和小新月菱形藻(Nitzschia closterium Ehr.)叶绿素a含量的影响.结果表明: (1) 低于100 mg/L的氯霉素对小球藻和金藻8701叶绿素a含量影响较小(P>0.05);氯霉素浓度大于50 mg/L时,小新月菱形藻叶绿素a含量显著降低(P<0.05) .(2) 不同浓度的G418均明显抑制三种微藻叶绿素a含量的增加.(3) 低于100 mg/L的青霉素能够促进三种藻叶绿素a的增加,相对增长率随青霉素浓度的升高而逐渐下降;三种藻对青霉素的敏感性存在差异.试验结果可为微藻无菌培养体系的建立提供参考.     

污水排海工程生物监测

本文阐述了污水排海工程及其生物监测的必要性和优越性，描述了污水排海工程纳污海域的分区和生物学要求，并讨论了污水排海工程生物监测的基本内容。     

基于HJ1A-CCD数据的高光谱影像重构研究

遥感影像高光谱重构可以从较少的光谱波段还原出丰富的高光谱信息,为水环境遥感提供更加适用的数据源,对内陆水体水色遥感具有重要意义.利用2009年6月13日获取的HJ1A-HSI和HJ1A-CCD数据,构建HJ1A-CCD数据的高光谱重构模型,重构结果表明:①与地面实测数据相比,重构数据和HJ1A-HSI数据在660～900 nm波长范围内的平均相对误差分别为0.305 1和0.337 7;②重构影像信息熵和平均梯度都高于HJ1A-HSI影像.此外,分别利用HJ1A-HSI数据和重构数据建立叶绿素a浓度的三波段反演模型,发现重构数据能得到更高的反演精度.     

基于机器学习方法的太湖叶绿素a定量遥感研究

为了比较评价人工神经网络和支持向量机2种机器学习算法在水质遥感中的应用能力,本研究首先从基础理论和学习目的入手,对比分析了2种机器学习算法的理论体系;其次,以太湖为例,基于MODIS遥感影像,构建了反演太湖叶绿素a浓度的2种机器学习方法模型,通过对模型的验证、稳定性和鲁棒性分析以及全湖反演结果对比3个方面评价了2种模型的泛化能力.验证结果表明,支持向量机模型对验证样本预测结果的均方差根和平均相对误差分别为5.85和26.5%,而人工神经网络模型的预测结果均方差和平均相对误差则高达13.04和46.8%;稳定性和鲁棒性评价亦说明,以统计学习理论为基础的支持向量机模型具有更加良好的稳定性、鲁棒性,空间泛化能力优于人工神经网络模型;2种机器学习算法对太湖叶绿素a的浓度分布反演结果基本一致,但人工神经网络模型因其学习目标设定和网络构建中的“过学习”等缺陷,造成了对东太湖以及湖心区叶绿素a的反演结果与实际监测结果差异较大.     

苏州河叶绿素a动态特征及其与环境因子的关联分析

通过对苏州河叶绿素a的时空动态特征及叶绿素a含量与理化及生物因子的关联分折，探讨了苏州河水体叶绿素a的动态规律与各因子的相关性。研究表明，该水域叶绿素a含量不仅表现出明显的季节变异，而且呈现了年际变化的趋向，同时也具有空间上的差异。叶绿素a含量与水温呈密切正相关；浮游植物对溶解氧的影响是非常小的，溶解氧含量主要是受水温控制，两者呈负相关关系；氮和磷不是该水体浮游植物生长的限制因子，氨氮的相对含量与叶绿素a呈明显负相关关系，而亚璃酸盐、璃酸盐氮含量与叶绿素a呈明显正相关关系；浮游植物的兴衰除受硫酸盐含量的限制外，与高等水生植物的消长也存在着一定的关联性。     

水动力对浮游生物影响的围隔研究

利用3个围隔装置,于2007年8月～2008年7月间研究了0.002、0.10、0.15和0.30 m.s-1共4种表面流速对围隔内浮游植物和浮游动物生长的影响.结果表明,0.15、0.30 m.s-1这2种表面流速下围隔内壁附着水绵生物量分别是对应静止条件下的2.3倍和31.3倍,0.10、0.15和0.30 m.s-1这3种表面流速下围隔内Chl-a浓度分别为对应静止围隔中的45%、54%和26%,浮游动物生物量分别为对应静止围隔中的38%、27%和6%.这些现象的作用机制可能在于水动力产生的剪切力促进水绵的营养生殖、紊动强制裹挟浮游植物破坏其光生境、水绵繁殖抑制浮游植物生长和水动力扰动降低浮游甲壳动物捕食成功率.     

林泽湿地抗SO2木本植物的初步研究

通过对长江口崇西湿地研究基地中12种木本植物叶片进行不同浓度NaHSO₃溶液〔c(NaHSO₃)分别为0,10,20,30,40,50和100 mmol/L〕浸泡处理,研究大气SO₂浓度变化对植物叶绿素荧光参数和快速光响应曲线的影响. 结果显示,12种湿地木本植物叶片的光系统Ⅱ最大光量子产量(Fv/Fm)和最大光电子传递速率(ETR_max)都随SO₂浓度的增高而下降,并且不同物种的下降程度各异,说明SO₂胁迫使植物光合作用反应中心光系统Ⅱ受到伤害,光电子传递速率受到抑制,光合作用效率降低. 通过对12种木本植物响应不同SO₂浓度的光合生理特性变化的相似性进行聚类分析表明,沼生栎(Quercus palustris)、乌桕(Sapium sebiferum)和白蜡(Fraxinus griffithii)为抗污能力较强的树种,落羽杉(Taxodiumdistichum)为敏感物种.      

泉州城区浅水湖泊生物有效磷分布特征及其与叶绿素a的相关性

通过对泉州城区浅水湖泊水体生物有效磷及叶绿素a的采样分析,探讨水体中生物有效磷的分布特征及其与叶绿素a的相关性,结果表明:泉州东湖水体生物有效磷浓度在0.25 mg·l-1-0.38 mg·l-1之间,西湖水体生物有效磷浓度在0.05mg·l-1-0.10mg·l-1之间.东、西湖溶解态生物有效磷和颗粒态生物有效磷均与总生物有效磷的浓度有着相似的空间分布趋势.东湖水体叶绿素a与西湖水体叶绿素a含量相差悬殊.除东湖颗粒态生物有效磷之外,东湖和西湖各种生物有效磷浓度与叶绿素a含量之间有显著的线性相关关系.湖泊周边的地形、风浪和船只运行扰动是影响生物有效磷浓度和叶绿素a含量的重要原因.     

微囊藻中叶绿素a提取方法的优化

用组织研磨、浸泡提取、热浴超声3种提取方法和丙酮、甲醇、乙醇3种提取溶剂,从实验室纯培养微囊藻中提取叶绿素a,并以高效液相色谱法测定其质量浓度。结果表明,经组织研磨破碎藻细胞后用甲醇提取的效果好于丙酮和乙醇,经浸泡和超声破碎藻细胞后用乙醇的提取效果好于丙酮和甲醇;使用乙醇-热浴超声法在所有的试验组合中获得最佳提取效果,条件为：乙醇温度为50℃-55℃,超声6min-8min后再静置提取5h-6h。