赵莹
- 作品数：11 被引量：92H指数：7
- 供职机构：中国科学院东北地理与农业生态研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国科学院“百人计划”更多>>
- 相关领域：环境科学与工程天文地球更多>>
- 基于HJ-CCD和MODIS的吉林省中西部湖泊透明度反演对比被引量：10
- 2016年
- 水体透明度能够反映光在水体中的穿透程度,影响水生植被及以光为依赖条件的水生生物的分布,获取透明度的传统方法是采用透明度盘进行测量,但也可以通过遥感方法获得.环境减灾卫星是专门用于环境与灾害监测预报的小卫星星座,影像覆盖范围广,空间、时相分辨率较高,可以为水环境遥感提供较好的数据源.MODIS数据在近岸水体和内陆大型湖泊水环境监测中也有广泛应用,它的时相分辨率也很高,但空间分辨率低.利用HJ-1A卫星CCD数据和MODIS日反射率产品(MOD09GA),以2012年9月吉林省石头口门水库、二龙湖、查干湖、月亮泡等地的实测透明度为基础(实测点数74个,最小值为0.134 m,最大值为1.410 m,平均值为0.488 m),根据灰色关联度选取构建模型的波段组合,建立水体透明度反演模型.HJ1A-CCD数据与MOD09GA数据建立的模型R2分别为0.639和0.894,均方根误差(RMSE)分别为0.248和0.135,模型验证的平均相对误差(MRE)分别为17.1%和9.5%,RMSE分别为0.207和0.089.MODIS数据以其较高的辐射分辨率使模型精度较高,但是HJ数据在应用于透明度小于1 m的水体时精度也较高(MRE=13.5%,RMSE=0.066).HJ-CCD数据在空间分辨率上的优势使其能够获得透明度空间分布的细节信息.比较两者反演得到的湖泊平均透明度,结果较为一致.
- 马建行宋开山邵田田赵莹温志丹
- 关键词：水体透明度遥感MODIS湖泊
- 辽河流域河流秋季CDOM光学特性及影响因素研究被引量：20
- 2018年
- 了解有色溶解有机物(CDOM)的光学特性有助于对水生生态系统中溶解有机物(DOM)循环过程的研究,而环境要素对CDOM光学特性的影响会进一步影响水环境中的碳循环过程.利用2013年9月和10月辽河水体实测数据对水体反射特性、CDOM的吸收特性、荧光特性及各种水质参数对CDOM光学特性的影响进行研究.结果表明,辽河流域河流总氮(均值4.40 mg·L^(-1))、铬浓度(均值0.0065 mg·L^(-1))超过国家地表水V类标准.悬浮泥沙光谱特征较为明显的水样,其CDOM的吸收曲线非常相近,叶绿素a光谱特征较为明显的水样,其CDOM吸收曲线之间的差别较大.辽河流域水体CDOM的吸收斜率S275-295(0.0163~0.0191 nm-1)高于其他大多数河流,而低于湖泊、水库.对比辽河流域河流发现,东辽河与辽河水体CDOM组成物质的分子量相对较小,东辽河CDOM的芳香性最高,而西辽河最低.根据荧光指数、腐殖化指数及生物源指数分析发现,辽河流域水体主要以陆源的、高等植物DOM为主,太子河、大凌河CDOM具有较为明显的自生源特征.通过荧光峰的分布发现,辽河水体CDOM以类腐殖酸荧光峰(A峰、C峰)为主,部分河流(辽河干流)同时表现出较强的类蛋白质荧光峰(B峰、T峰).通过冗余分析(RDA)发现,水体中溶解有机碳(DOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、总碱度(TAlk)、砷(As)及汞(Hg)与表征CDOM光学特性的参数之间存在显著的相关性(p<0.05),是CDOM光学特征的主要影响因子.
- 邵田田李柳阳王涛赵莹赵莹宋开山
- 关键词：光学特性主成分分析
- 青藏高原典型湖库光学吸收特性与光合有效辐射衰减系数初步研究被引量：5
- 2018年
- 青藏高原地区分布的湖泊数量众多、面积较大、分布范围广泛.受制于恶劣的自然条件,对该地区湖泊的光学吸收特性以及光合有效辐射衰减系数(Kd(PAR))的研究鲜有成果.本文依据2014和2015年间采集的13个典型高海拔、湖泊面积较大的湖库的现场实测数据和实验室测定数据,分析了采样湖库各个采样点的Kd(PAR)特征以及有色可溶性有机物(CDOM)、藻类颗粒物吸收及非色素颗粒物吸收特性,计算并分析了Kd(PAR)与透明度以及光学活性物质的关系.研究结果表明:青藏高原地区各湖库平均各项颗粒物吸收系数均较低,总颗粒物吸收系数在400~700 nm波段内不超过0.14 m^(-1)、CDOM吸收系数在355 nm波长处最高,为1.23 m^(-1)、最低接近于0、藻类颗粒物吸收特性不明显;实验数据完整的巴木错、格仁错和班公错的主导吸收组分各异,其中巴木错为CDOM吸收主导,格仁错与班公错为非色素颗粒物吸收主导;青藏高原采样湖泊总体Kd(PAR)平均值较小,仅为0.26 m^(-1),样点最大值出现在可鲁克湖(1.17 m^(-1)),最小值出现在普莫雍错(0.10 m^(-1));在采样湖泊中Kd(PAR)与透明度呈显著相关;Kd(PAR)与CDOM的相关性最强,叶绿素a浓度次之,与总悬浮颗粒物浓度的相关性最不显著.
- 尚盈辛宋开山蒋盼马建行温志丹赵莹
- 关键词：青藏高原
- 辽河东西支流与干流水体光学特性和组分对比研究被引量：3
- 2015年
- 通过对东、西辽河和辽河干流有色溶解有机物(CDOM)吸收特性和荧光特征以及溶解有机碳(DOC)浓度的分析,对比研究不同子流域CDOM的光学特性差异,并分析影响CDOM与DOC浓度的主要因素.对比研究发现,辽河干流CDOM与DOC相关性(R=0.89,P<0.01)高于西辽河(R=0.81)与东辽河(R=0.75).总悬浮物浓度(TSM)和总碱度与不同子流域CDOM/DOC相关性较高.不同流域内CDOM与DOC的浓度变化较大,西辽河CDOM和DOC浓度明显高于东辽河和辽河干流.流域内土地利用、气候条件对两者浓度的影响显著,林地和CDOM及DOC浓度存在显著负相关(R=-0.41,-0.56),即林地面积越大,CDOM和DOC浓度越低;而农田与两者存在正相关(R=0.40,0.32),农田面积越大,相应的CDOM和DOC浓度越高;降雨量与CDOM和DOC呈现明显的负相关(R=-0.53,-0.38),说明降雨对河流CDOM的稀释作用较大.对于CDOM荧光强度Fn(355)与CDOM浓度来说,在每个子流域两者均存在较好的相关性,特别是西辽河流域(R=0.96,P<0.01).CDOM的三维荧光光谱发现,东、西辽河及辽河干流均表现出较强的类腐殖酸荧光峰(A峰和C峰),同时辽河干流表现出很强的类蛋白质峰(T峰).CDOM的吸收斜率(S)以及基于荧光光谱的FI和HIX表明东、西辽河和辽河干流CDOM的主要来源是外源高等植物输入的大分子量DOM,但是,西辽河和辽河干流CDOM的分子量要小于东辽河CDOM组成物质.
- 邵田田宋开山丁智李思佳赵莹张柏
- 关键词：东辽河西辽河CDOMDOC
- 长春城市水体夏秋季温室气体排放特征被引量：16
- 2016年
- 为掌握我国东北地区城市湖泊水体温室气体的释放/吸收特征,本研究分别于夏季和秋季,对位于吉林省长春市的7个城市湖泊(南湖、北湖、雁鸣湖、胜利公园、地理所内湖、天嘉公园和长春公园)表层水中的CO_2和CH_4分压[p(CO_2)和p(CH_4)]进行了监测,并对影响p(CO_2)和p(CH_4)季节变化的相关环境和水质参数进行了分析.研究结果表明在夏季和秋季这7个城市湖泊表层水体中CH_4都处于过饱和状态;除夏季的南湖和胜利公园内湖,其它湖泊CO_2也都处于过饱和状态,且不同湖泊间的温室气体分压具有显著性差异(P<0.05),通量也同样具有显著性差异(P<0.05).除了南湖和胜利公园内湖外,其它各湖泊在夏秋季节都是大气CO_2和CH_4的'源',且对大气中温室气体的贡献都以CO_2为主.环境参数与p(CO_2)或p(CH_4)之间的相关性分析表明,在夏季,城市湖泊表层水体中p(CO_2)和p(CH_4)都与日照时数呈显著负相关(r_(p(CO_2))=-0.48,P<0.05;r_(p(CH_4))=-0.63,P<0.01),日照时数通过影响水生植物的光合作用进而影响水体中CO_2和溶解氧浓度,p(CH_4)还与降水量呈显著正相关(r_(p(CH_4))=0.44,P<0.05);在秋季,p(CO_2)与气温呈显著负相关(r_(p(CO_2))=-0.39,P<0.05).另外,水质参数与p(CO_2)和p(CH_4)的相关性分析表明,这些城市湖泊表层水体的p(CO_2)和p(CH_4)都与水体pH显著负相关(r_(p(CO_2))=-0.51,r_(p(CH_4))=-0.82,P<0.01),与盐度显著正相关(r_(p(CO_2))=0.38,P<0.05;r_(p(CH_4))=0.75,P<0.01),p(CH_4)还与水体DOC、TN和TP均具有显著相关性(P<0.01).从研究结果可以推测在这7个富营养城市湖泊中,水体的营养物水平及其所决定的浮游植物生物量并不是影响表层水体p(CO_2)的最主要因素,而日照时数、水体pH和盐度与夏秋季表层水体中的p(CO_2)和p(CH_4)有较大关联.
- 温志丹宋开山赵莹邵田田李思佳
- 关键词：城市湖泊CH4温室气体
- 查干湖和新立城水库秋季水体悬浮颗粒物和CDOM吸收特性被引量：14
- 2016年
- 分别于2012年9月对不同盐度水体的查干湖和新立城水进行水体野外采样和室内实验分析,通过测定颗粒物、CDOM等光学活性物质的吸收系数来对比分析两种水体的光学活性物质的吸收特性、来源及其在400~700 nm范围内对总吸收系数的贡献.结果表明,综合营养状态评价指数显示秋季查干湖、新立城水库水体属于中等富营养化,总悬浮颗粒物的吸收光谱表现均与色素类颗粒物吸收光谱相似.对于盐度较大的查干湖水体(EC=988.87μS·cm^(-1)),非藻类颗粒物占主导地位,各组分贡献率为非藻类颗粒物>色素颗粒物>CDOM;而盐度较低的新立城水库水体(EC=311.67μS·cm^(-1)),色素颗粒物贡献率略大于非藻类颗粒物贡献,各组分贡献率依次为:色素颗粒物>非藻类颗粒物>CDOM.查干湖总悬浮颗粒物吸收系数α_p(440)、α_p(675)和非藻类颗粒物吸收系数α_d(440)分别与TSM(总悬浮颗粒物)、ISM(无机悬浮颗粒物)和OSM(有机悬浮颗粒物)、Chl-a(叶绿素a)相关性均较好,相关系数在0.55以上;新立城水库α_p(440)、α_p(675)与Chl-a相关性较好(0.77和0.85,P<0.05),α_d(440)与ISM具有相关性(0.74,P<0.01),与OSM表现为负相关(-0.63,P<0.05).查干湖CDOM吸收系数a_g(440)仅与OSM表现为负相关性(-0.54,P<0.05),而新立城水库α_g(440)与其他参数均无相关性.通过对CDOM吸收曲线在250~400 nm的拟合所得到的S_g以及相对分子量M_r发现,查干湖的S_g[(0.021±0.001)m^(-1)]大于新立城的S_g[(0.017 6±0.001)m^(-1)],而CDOM的相对分子量M_r值分别为11.44±2.00(7.5~15.09)、7.53±0.79(6.17~8.89),查干湖M_r值高于新立城水库水体,表明查干湖CDOM组成较新立城水体中CDOM的分子量小,组成更趋向于小分子.查干湖受风速和湖岸坍塌的影响产生矿物悬浮、沉积微粒,水体颗粒物以非藻类为主,部分来自于浮游植物降解产物;新立城水库水体不仅有径流携带的陆源性无机物的输入,同时水体浮游植物
- 李思佳宋开山赵莹穆光熠邵田田马建行
- 关键词：有色可溶性有机物浮游植物新立城水库
- 辽河水体光学吸收特性的季节变化被引量：9
- 2016年
- 吸收特性是水体重要的光学特性,也是建立生物光学模型的基本参数。利用2013年5月和9月辽河流域水体实测数据对总悬浮颗粒物、浮游植物、非藻类颗粒物以及有色溶解有机物(CDOM)的吸收特性、季节变化进行了研究。研究表明,总颗粒物的吸收光谱曲线与非藻类颗粒物的吸收光谱基本保持一致并且与非藻类颗粒物的吸收[a_d(λ)]以及浮游植物的吸收[a_(ph)(λ)]都呈现显著相关。两个季节,a_d(440)均是总吸收的主要组成部分,CDOM的吸收[a_(CDOM)(440)]则大于a_(ph)(440)的贡献率,但9月a_d(440)的吸收所占比例较5月高。辽河水体非藻类颗粒物中矿物颗粒物的含量较其他一般水体要高。通过分析5月及9月的aph(440)/a_(ph)(675)发现浮游植物中辅助色素与叶绿素a浓度(Chla)的组成季节性变化不大,但其空间特征表现较为明显。另外,CDOM的吸收特性与非藻类颗粒物的吸收相似,呈现出较大的空间差异性;辽河S_(CDOM)基本小于其它河流、湖泊、河口等水体,其CDOM主要由大分子物质组成。
- 邵田田宋开山丁智赵莹王铭杜嘉张柏
- 关键词：颗粒物CDOM
- 兴凯湖春季水体悬浮颗粒物和CDOM吸收特性被引量：12
- 2015年
- 为了分析兴凯湖水体光学活性物质的吸收特性、来源和空间分布以及对400~700 nm范围内总吸收的贡献,于2013年5月对该水体进行野外实验,对水体中浮游藻类、非藻类颗粒物和有色可溶性有机物的吸收特性和水质参数进行测定.结果表明：总悬浮颗粒物的吸收光谱与非藻类颗粒物相似,色素颗粒物含量较少且单一,非藻类颗粒物在总悬浮颗粒物吸收中占主导地位,其贡献率始终在50%以上.CDOM吸收曲线的拟合函数斜率值Sg均高于其它水体.440 nm处总悬浮颗粒物和非藻类颗粒物的吸收系数ap（440）、ad（440）与总悬浮颗粒物、无机悬浮颗粒物和有机悬浮颗粒物浓度相关性均较好,与叶绿素a（Chl.a）浓度的相关性较差.兴凯湖与其它Ⅱ类水体的差异性表现在440 nm处CDOM吸收系数ag（440）与Chl.a浓度、溶解性有机碳（DOC）浓度均无显著相关性,说明DOC以无色部分为主.总体上,大兴凯湖各吸收系数和水质参数均值均低于小兴凯湖,后者水质受农耕区退水及周围渔业、旅游业的影响较大.
- 李思佳宋开山陈智文赵莹邵田田穆光熠关莹
- 关键词：吸收光谱有色可溶性有机物浮游植物
- 内陆水体CDOM光学特性与遥感反演研究进展被引量：5
- 2018年
- 内陆水体(湖泊、水库、河流)在全球碳循环过程中起着重要作用,其中有色溶解有机物(CDOM)是内陆水体中溶解态有机物质,对水体的光学特性和生物地球化学过程具有重要的影响.由于受到时空变化和人类活动的影响,内陆水体的CDOM组分、来源与光学性质较为复杂.不同区域内或者同一研究区不同的水体类型,CDOM光学特性之间存在着较大差异,通常选取CDOM的吸收系数表征CDOM浓度,通过三维荧光光谱(EEM)表征CDOM荧光组分与来源.首先论述了CDOM的重要作用,并从文献计量学的角度分析了CDOM近20多年的研究进展;其次阐述了CDOM吸收与荧光特性的变化特征,进而分析CDOM荧光组分或者吸收系数变化的驱动因素,阐明了光化学作用与微生物作用对其组分与吸收的影响;最后根据CDOM与溶解有机碳(DOC)的关系,简述了遥感在估算内陆水体CDOM及DOC方面的作用,并讨论了CDOM研究的不足与展望.
- 宋开山温志丹刘阁尚盈辛赵莹杜云霞
- 关键词：内陆水体CDOM荧光特性遥感
- 辽河下游CDOM吸收与荧光特性的季节变化研究被引量：15
- 2014年
- 有色溶解有机物(CDOM)是一类广泛分布于水体中的溶解有机物(DOM),是水环境中最大的溶解有机碳贮库.辽河是中国七大河流之一,年径流量为14.8亿m3,因此对于辽河CDOM的研究对辽河有机碳通量的估算具有重要意义.基于吸收光谱和荧光光谱分析了不同季节辽河下游河流中CDOM的光学特性.通过分析CDOM的吸收光谱及斜率(S)得到春季水样CDOM在355 nm的吸收系数[aCDOM(355)]低于秋季和冬季;秋季CDOM的分子量要小于冬季和春季,而春季CDOM的分子量大于秋、冬季.通过对比分析3期荧光强度及各荧光峰(类腐殖酸荧光峰,峰A、峰C;类蛋白质荧光峰,峰B、峰T),发现辽河下游水体CDOM的荧光特性表现明显的季节性,而且都表现出较强的类蛋白质荧光峰(峰B和峰T).春季的两个类腐殖质荧光之间以及秋、冬季两个类蛋白质荧光之间均存在很强的相关性(R2>0.9),说明来源或性质相同.春季CDOM的两个类蛋白质荧光峰的相关性较差(R2=0.21),反映了其组分的复杂性和来源的多样性;春季水体显现出较强的类腐殖酸荧光峰,说明外源输入是春季水体CDOM中类腐殖酸成分的主要来源.另外,本研究将aCDOM(355)和Fn(355)进行分析发现冬季两者相关性最好(R2=0.75),秋季次之(R2=0.48),冬季结果较不理想(R2=0.01).通过荧光峰值与CDOM浓度之间的相关分析可以得到荧光峰B是秋、冬季CDOM荧光的主要控制发光基团(R=0.66;R=0.89),而春季CDOM的类腐殖酸荧光(峰A和峰C)表现比较突出(R=0.74;R=0.82).
- 邵田田赵莹宋开山杜嘉丁智
- 关键词：CDOM吸收光谱荧光强度三维荧光光谱
