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浮游植物降解过程中的水体光学特性研究

作　者: 易梅森
导　师: 王俊
学　校: 西北大学
专　业: 环境工程
关键词: 浮游植物黑水团降解光学特性
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

湖泊是地球上最重要的淡水资源之一,具有提供水源、灌溉农田和维持生态系统平衡等诸多功能。然而,随着社会经济的发展和人类活动的频繁,大量营养盐排放导致湖泊水体的富营养化程度越来越高,浮游植物不定期暴发水华,并在一定条件下引发“黑水团”现象,极大的破坏了湖泊生态系统,进而导致大批沿湖居民的饮水危机。目前对于浮游植物水华来说,除了集中人力组织打捞,没有更有效、快捷的防治途径,因此,特定时期对浮游植物的监测和预警显得格外重要。黑水团是浮游植物死亡分解过程中厌氧条件下形成的,要遥感监测黑水团,必须了解浮游植物消亡过程中的水体固有光学特性,特别是藻类降解过程中的水体吸收特性。本文通过2013年4月3日-5月9日室内降解实验和2013年3月25日-31日野外观测相结合的方法,研究浮游植物降解过程中的水体吸收特性变化,并利用软件和模型推演水体色彩,1探索水色变化机理。结果表明：浮游植物室内降解速度前3天最快,于25天后逐渐趋于稳定。aph(440)、aph(624). aph(675)与Cchl均存在显著相关,但样品Ⅲ的拟合度较差；低浓度藻液降解时,非藻类颗粒物以无机颗粒物为主,高浓度藻液分解时伴有大量非藻类有机颗粒物：ap(440)、 ap(675)和总悬浮颗粒物浓度仅呈弱相关性；CDOM构成比较复杂且相对不稳定；与太湖同期野外采样点相比,室内降解实验的总颗粒物和浮游藻类吸收光潜更相似,Sd和Sg更大。样品Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ9次采样的Lw和Rrs均值显示为样晶Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ,相应的Lw和Rrs光谱曲线变化趋势相似。随着chla和spim浓度的增加,Lw和Rrs相应变大：随着ag(440)的增加,Lw和Rrs相应不断变小。水体颜色除了色素淀积、水体吸收、藻类散射,还受细胞大小、潜在的浮游植物生长期以及人的视觉系统影响。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-19
  1.1 研究背景和意义  8-10
    1.1.1 研究背景  8-9
    1.1.2 研究目的与意义  9-10
  1.2 浮游植物生物学特性与水华机制  10-12
    1.2.1 浮游植物生物学特征  10-11
    1.2.2 浮游植物水华机制  11-12
    1.2.3 四阶段理论假说  12
  1.3 水体光学特性的有关概念  12-14
    1.3.1 固有光学特性  12-13
    1.3.2 表观光学特性  13
    1.3.3 固有光学特性和表观光学特性的关系  13-14
  1.4 国内外研究现状  14-16
    1.4.1 浮游植物降解的国内外研究现状  14-15
    1.4.2 水体光学特性的国内外研究现状  15-16
    1.4.3 有待深入之处  16
  1.5 研究内容  16-17
    1.5.1 浮游植物降解过程中的物质变化规律  16
    1.5.2 浮游植物降解过程中的吸收特性研究  16-17
    1.5.3 浮游植物降解过程中的敏感因子筛选及其致黑机理  17
    1.5.4 浮游植物降解过程中的水色推演研究  17
  1.6 技术路线  17-19
第二章研究区概况及研究方法  19-27
  2.1 研究区概况  19-21
    2.1.1 自然环境  19-20
    2.1.2 社会环境  20-21
  2.2 研究方法  21-27
    2.2.1 室内培养实验  21
    2.2.2 野外观测试验  21-22
    2.2.3 参数测定方法  22-25
    2.2.4 HYDROLIGHT软件模拟  25
    2.2.5 水色推演模型  25-27
第三章浮游植物降解过程中的吸收特性研究  27-41
  3.1 吸收系数  27-35
    3.1.1 浮游植物色素吸收系数(A_(PH))  27-29
    3.1.2 非藻类色素颗粒物吸收系数(A_D)  29-31
    3.1.3 总颗粒物吸收系数(A_P)  31-33
    3.1.4 CDOM吸收系数(A_G)  33-35
  3.2 吸收系数与物质变化的关系  35-41
    3.2.1 A_(PH)与物质变化的关系  35-36
    3.2.2 A_D与物质变化的关系  36-37
    3.2.3 A_P与物质变化的关系  37-38
    3.2.4 A_G与物质变化的关系  38-41
第四章浮游植物降解过程中的水色推演研究  41-48
  4.1 降解过程中的水色推演  41-43
    4.1.1 表观光学量  41-42
    4.1.2 色彩推演  42-43
  4.2 梯度模拟中的水色推演  43-48
    4.2.1 表观光学量  43-46
    4.2.2 色彩推演  46-48
结论与展望  48-50
参考文献  50-56
攻读硕士学位期间取得的科研成果  56-57
致谢  57

浮游植物降解过程中的水体光学特性研究

内容摘要

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