论文部分内容阅读
世界上多数淡水湖泊都受到富营养化的影响，我国更是有半数以上的湖泊处于富营养化状态，浮游植物大量繁殖，影响生态环境甚至周边居民的生产生活。随着湖泊的营养化进程，其浮游植物群落结构也发生改变，富营养湖泊的浮游植物构成绝大部分属于绿藻门、硅藻门和蓝藻门。不同门类浮游植物的光合辅助色素有很大的差别，并在达到一定数量后引起水体光学特性的改变。蓝藻水华暴发前，浮游植物群类结构的变化可通过其指示型色素的浓度变化来反映。
本文以典型富营养化湖泊太湖为研究区，于2011年3月（春季）和11月（冬季）采集了水体光学属性及水样色素浓度数据，并结合室内实测数据进行分析，在对比并综合了浮游植物色素吸收系数反演的QAA模型和Gons模型的基础上，基于浮游植物色素吸收由遥感反射比反演各藻类中广泛存在的叶绿素a以及绿藻、硅藻、蓝藻各自的指示型色素叶绿素b、叶绿素c和藻蓝素的浓度。同时，针对MERIS波段设置对基于实测光谱建立的模型进行修正，用于冬春季节太湖表层水体叶绿素a和藻蓝素浓度的反演。此项研究依托于项目——基于浮游植物色素反演的富营养化湖泊主要藻类遥感识别机理(国家自然科学基金，No.41171273)。主要研究结果如下:
(1)经过参数率定后，QAA模型对于光谱形态较为简单的颗粒物后向散射谱的反演精度较高，但是对于组分多样、形态复杂的吸收谱的反演精度较低。Gons模型对浮游植物色素吸收的反演精度优于QAA模型，并可通过代入QAA模型反演得到的后向散射谱进一步提高反演精度。
(2)针对太湖水体，叶绿素a的比吸收与经验值基本一致，叶绿素b和叶绿素c的比吸收系数与经验值相比则有不同程度的提高。在比吸收系数无法确定的情况下，偏最小二乘回归可以较为准确的反演浮游植物色素浓度，其结果优于基于经验比吸收的浮游植物色素吸收分解模型。
(3)针对MERIS波段设置修正的吸收反演模型可较为准确地反演红光区吸收系数，并可进一步通过经验模型反演叶绿素a和藻蓝素的浓度。冬春季节，太湖叶绿素a浓度基本在0～60μg·L-1之间变化;藻蓝素浓度整体较低，绝大部分水域的藻蓝素浓度在5μg.L-1以下。