發(fā)布時(shí)間：2020-11-14 16:43

　　 浮游植物和有色溶解有機(jī)物(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)都是海洋環(huán)境中監(jiān)測(cè)水質(zhì)的光學(xué)指示物,其探測(cè)研究對(duì)于理解海洋生物地球化學(xué)過(guò)程和水生生態(tài)系統(tǒng)極具科學(xué)意義。針對(duì)我國(guó)近海水體浮游植物和CDOM熒光特征研究鮮有報(bào)道,本研究以黃渤海及東海海域?yàn)檠芯繀^(qū)域,基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的HS-6P和LIF熒光光譜數(shù)據(jù),構(gòu)建了適于研究區(qū)域的6種浮游植物群落及CDOM濃度熒光反演模型,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)原位熒光光譜的表層和剖面數(shù)據(jù),深入分析浮游植物群落及CDOM濃度水平和垂向空間分布特征。主要研究結(jié)果如下:(1)基于航次現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的HS-6P熒光光譜數(shù)據(jù),通過(guò)深入挖掘6種浮游植物群落與熒光光譜之間的內(nèi)在關(guān)系,提取對(duì)應(yīng)藻種的光譜特征表征因子,最終確定X7波段組合([fl(700)+fl(550)]/[fl(550)/fl(700)])與金藻和硅藻相關(guān)性最高,X1波段(即fl(700))與綠藻,隱藻,甲藻和定鞭金藻相關(guān)性最高。并且經(jīng)過(guò)四種函數(shù)擬合構(gòu)建了綠藻和金藻線性函數(shù)模型,隱藻,甲藻,硅藻和定鞭金藻冪函數(shù)模型。通過(guò)對(duì)各模型進(jìn)行留一法交叉驗(yàn)證表明反演精度均較高。(2)通過(guò)分別分析HS-6P和LIF熒光光譜與CDOM濃度之間的內(nèi)在關(guān)系,利用函數(shù)擬合得到兩種經(jīng)驗(yàn)的CDOM熒光反演算法。隨后采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)兩種模型進(jìn)行驗(yàn)證,判定系數(shù)R~2均大于0.8(p0.001),平均相對(duì)誤差MRE在24%以內(nèi),算法進(jìn)度較高。其中,LIF模型精度要優(yōu)于HS-6P模型。此外,本文基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)遙感反射率,通過(guò)光譜敏感性分析實(shí)驗(yàn),最終確定以X7=[R_(rs)(443)+R_(rs)(555)]/[R_(rs)(443)/R_(rs)(555)]為最優(yōu)波段組合構(gòu)建了CDOM遙感反演算法。最后,本研究通過(guò)對(duì)比分析基于熒光數(shù)據(jù)和遙感反射率的CDOM反演算法的反演效果,表明基于熒光數(shù)據(jù)的CDOM算法反演精度要優(yōu)于CDOM遙感算法。(3)通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)熒光光譜的表層及剖面數(shù)據(jù),得到研究區(qū)域?qū)��?yīng)的浮游植物群落及CDOM濃度水平和垂向空間分布圖。結(jié)果表明:從水平空間分布來(lái)看,浮游植物群落在黃渤海區(qū)域分布較均勻,且黃海值略高于渤海,靠近長(zhǎng)江口附近春季出現(xiàn)大值,黃渤海及東海區(qū)域的主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)藻種通常為硅藻和甲藻。CDOM濃度分布存在明顯的區(qū)域差異性,渤海CDOM濃度值明顯高于黃海,且近岸高于離岸。從垂向空間分布來(lái)看,浮游植物在靠近渤海中心的剖面,6種藻類(lèi)在葉綠素最大層出現(xiàn)高值分布,其中綠藻、甲藻和隱藻濃度高于金藻、硅藻和定鞭金藻。在靠近蘇北淺灘處,綠藻、隱藻、甲藻和定鞭金藻在葉綠素最大層顯示出高濃度分布,這可能受到富營(yíng)養(yǎng)化水體區(qū)域的影響。冬季CDOM的垂向空間分布均勻,表層包括次表層中CDOM值要低于中低層CDOM空間分布值。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：Q948.8
【部分圖文】：

圖 2.1 研究區(qū)域航次調(diào)查站位分布圖2.2 數(shù)據(jù)獲取及處理本文研究數(shù)據(jù)主要分為現(xiàn)場(chǎng)原位觀測(cè)數(shù)據(jù)和 GOCI 衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)�，F(xiàn)場(chǎng)原位觀測(cè)數(shù)據(jù)包括黃渤海及東海航次積累的數(shù)據(jù)集，如下表 2.1 匯總了各個(gè)航次時(shí)間段，觀測(cè)儀器，以及觀測(cè)參數(shù)。航次觀測(cè)數(shù)據(jù)涉及到剖面數(shù)據(jù)處理均采用 MATLAB 進(jìn)行插值，間隔為1 米分辨率的數(shù)據(jù)，同時(shí)選用 2 米的深度數(shù)據(jù)為表層數(shù)據(jù)。

日光光譜等 29 日黃渤海 Rrs(λ)，CDO 23 日東海 Chl-a，HPLC，HS-6 291 月黃渤海 Rrs(λ)，CDOM，ChHS-6P 熒光光譜，L 28 日黃渤海 Rrs(λ)，CDOM，ChHS-6P 熒光光 24 日黃渤海 Rrs(λ)，CDOM，ChHS-6P 熒光光據(jù)測(cè)量熒光光譜測(cè)量?jī)x器包括美國(guó)HOBILabs公導(dǎo)熒光探測(cè)儀 LIF 如圖 2.3 所示。

圖 2.3 LIF 激光熒光探測(cè)儀（來(lái)自 Chen 等[65]）首款商業(yè)化的多光譜后向散射儀，它能夠同時(shí)6P 擁有 6 個(gè)獨(dú)立的波段通道（442nm，488nm，5體后向散射系數(shù)，同時(shí)還擁有 2 個(gè)熒光波段通道，其最大測(cè)量深度為 500m，且每次在航次觀波段通道的熒光測(cè)量與其用于后向散射測(cè)量的（LED）不斷激發(fā)紫外波段中的 Chl-a 熒光和m 是由 442nm 處激發(fā)，而 CDOM 熒光發(fā)射光譜位測(cè)量過(guò)程中，首先將儀器隨水文絞車(chē)下降至水表面以下并再次下放（約 0.2m/s 的速度）至譜。
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本文編號(hào)：2883698