利用紫外-可见吸收光谱法和三维荧光光谱法研究了4个人工增殖区中仿刺参(Apostichopus japonicus)前肠内含物溶解有机质(DOM)的光谱特征,从DOM的来源与组成等方面对人工增殖区仿刺参饵料环境状况进行评价。4个人工增殖区仿刺参前肠内含物DOM的紫外光谱数据E3/E4范围为1.56~2.98;DOM的腐殖化程度、芳香性及相对分子量平均值由高到低均依次为莱州、双岛、天鹅湖、俚岛;各海区仿刺参前肠内含物DOM在280 nm紫外可见吸光度值差异不显著(P<0.05),表明仿刺参所摄食沉积质中溶解有机碳(DOC)的相对含量差异不显著,4个资源增殖区提供给仿刺参DOC的能力相近。对仿刺参...

应用荧光发射光谱、荧光激发-发射光谱矩阵(EEMs)结合紫外-可见光吸收光谱对长江重庆段主城水体沉积物溶解性有机质(DOM)的光谱特性进行了研究。通过应用吸收指数E2/E3、荧光指数f450/f500和三维荧光光谱特征指纹等参数,对长江重庆段主城水体沉积物溶解性有机质(DOM)的来源、组成和空间分布规律进行了探讨。结果表明:沉积物溶解性有机质以类胡敏酸为主,其他的类富里酸、水体微生物代谢物质和类蛋白物质均有检出,陆源输入为水体沉积物溶解性有机质(DOM)主要来源,并且荧光强度在空间分布上呈现先升高后降低再升高的趋势。

有色溶解有机物(CDOM)是水生态系统中碳的重要来源，其光学性质可示踪海水中溶解有机物组分的动态信息。本研究利用紫外可见吸收光谱手段，分区域测定了桑沟湾春季水体及表层沉积物间隙水中CDOM的吸收光谱特征，探讨了CDOM的来源组成、空间分布特征、迁移转化过程及其与养殖活动的关系。结果显示：①波长为355的吸收系数[a(355)]范围为0.23～9.09/m，不同水层空间分布差异显著，表层和底层均从近岸区向贝藻区逐渐降低，之后在海带区升高后向外海逐渐降低；海带区从表层向底层先降低后升高，高密度、规模化的海带养殖释放了大量的CDOM，各区域沉积物间隙水a(355)是其表中底之和的1.3～2.5倍，CDOM在沉积物间隙水中富集并逐渐累积。②光谱斜率(S_(275～295))范围为0.013～0.036，外海区和海带区S_(275～295)均值显著高于其他各区，海带区和外海区CDOM中海源有机质占主要成分，而近岸区以陆源有机质为主；近岸区CDOM中的腐殖酸类物质含量从表层到底层逐渐降低，沉积物中积累的富里酸类物质含量较高，海带区和外海区呈相反趋势。③比紫外吸光度(SUVA_(254))范围为4.60～14.10 L/(mg·m)，贝类区、贝藻区和藻类区SUVA_(254)均呈现出从表层到底层逐渐增大的趋势，CDOM的芳香性逐渐增强并在沉积物间隙水中达到最大；海带区和外海区沉积物间隙水中的SUVA_(254)显著高于其他各区，表明海带区的规模化养殖活动向养殖海区及邻近海域贡献了较多的惰性溶解有机物，暗示着海带养殖活动有较强的碳汇效应并通过海流作用向外海输送。

目的应用高光谱技术阐释土壤有机质光谱规律及对有机质在土壤中的含量进行定量分析,为土壤肥力测定和评价提供指导。方法利用ASD FieldSpec Pro地物光谱仪在自然环境条件下对不同有机质含量的土壤样本进行光谱测量。通过对获取的土壤样品高光谱反射率进行倒数、导数、对数和标准化比值变换,运用统计单相关方法进行分析。结果确定了511 nm波长为诊断土壤有机质含量的敏感波段,采用450～750 nm可见光波段反射率均值对507～516 nm敏感范围反射率均值进行标准化比值处理后获得的有机质诊断指数(OII)对土壤有机质含量的估算精度较高,它们存在着简单的线性相关关系。结论土壤有机质诊断指数(OII)...

长江口沉积物总有机碳（TOC， Total Organic Carbon）含量会随着外源磷的输入而发生变化。采用泥（沉积物）水质量比约为1：1，周期为56d的室内模拟试验系统设置包括对照组在内的6个输入过磷酸钠的浓度梯度试验组，研究不同水平的外源磷输入所引起的沉积物中TOC含量的变化特征。同时，运用紫外-可见光吸收光谱方法研究含磷物质的加入对沉积物中溶解有机质结构变化的影响。实验结果显示：各实验组沉积物TOC含量在第56天比对照组分别减少了3.60%、7.08%、8.09%、9.33%、11.80%，表明随着外源磷输入量增加，长江口沉积物中TOC加速分解。在试验周期内，沉积物溶解有机质的腐殖化程度、芳香化程度最大值与磷的输入量呈正相关。溶解有机质分子量和芳香环结构变化幅度与外源磷的输入量呈正相关，说明外源磷输入量的增大能够加快沉积物溶解有机质的变化。随着实验时间的增加，不同磷水平溶解有机质的腐殖化程度和芳香化程度呈现先上升，随后开始下降的趋势；而溶解有机质的分子量随着时间的增加逐渐减小，其芳香环取代基上的取代基逐渐替换为更具有活性的官能团。表明沉积物有机碳含量减少过程中先生成腐殖质，随着腐殖质继续分解，其腐殖化程度降低，且腐殖化程度和芳香化程度具有同一性。

为了解三峡水库水体中溶解有机物(DOM)的特征及来源,以小江回水区为研究对象,对其DOM的三维荧光光谱进行了测定与分析,探讨了荧光强度与DOC、CODMn和叶绿素a的关系。结果显示:小江回水区DOM的三维荧光光谱主要表现出3个峰,类腐殖质荧光峰A、类蛋白荧光峰B和C;DOM荧光强度与DOC、CODMn相关性较好,表明荧光溶解有机物质的含量可以较好反映水体中有机碳和可被氧化有机物的含量;在8月份非水华暴发时期荧光强度和叶绿素a相关性较差,表明DOM荧光物质主要不是由浮游植物产生。综合分析可以推断小江回水区DOM的来源既有外源输入,也有内源输入,且外源输入对DOM荧光物质的贡献大于内源输入。

按照河床形态、水文条件、排污口分布、支流状况等特点从长江万州段及长江支流苎溪河选取8个断面进行采样,对水样中溶解性有机物(DOM)的荧光光谱特征进行了分析和研究。利用日立F-4500荧光分光光度计对长江水、普通自来水和纯水在紫外光激励下产生的荧光光谱及其特性进行了比较研究。同时,研究了不同水样、不同取样点的水体DOM的荧光特性和三维荧光光谱图。结果表明:长江水在波长290 nm左右的紫外光激励下能产生较强的荧光。荧光峰是350~550 nm范围的宽谱峰,荧光峰值波长在450 nm左右。但是不同取样点水样的荧光峰强度明显有差异,在4号、5号、2号取样点的水样荧光强度明显高于其他取样点,这与采样点...

为了研究养殖海带的生态环境效应，通过南日岛海带养殖区现场测量和取样，分析了海带的生长速率、组织C、N 、P含量和元素比值，以及养殖区颗粒和溶解有机物的季节变化。结果显示，在1个生长周期内，海带的湿重与长度呈明显幂函数关系（W = 0.02 L~(7.57)，R~(2) = 0.84），海带的湿重、长度和宽度与养殖天数具有明显的线性相关关系（湿重、长度和宽度与养殖天数的R~(2)分别为0.96、0.96和0.93）。海带C/N比变化范围为9.13～18.66，N/P比变化范围为11.32～18.48，C/P比变化范围为153.18～267.99。海带C/P比与P含量呈明显指数函数关系（Y = 748.30 e -4.10X，R~(2 )= 0.88），C/N比与N含量呈明显指数函数关系（Y = 50.21 e ~(-0.60X)，R~(2 )= 0.92）。海带养殖海区POC、PON和POP的变化范围分别为0.33～0.86、0.07～0.11和0.01～0.02 mg/L；DOC、DON和DOP含量的变化范围分别为1.98～17.06、0.20～0.55和0.01～0.04 mg/L。海带C、N 、P含量的变化范围分别为22.82%～26.43%、1.65%～2.97%和0.25%～0.42%。收获时海带的平均碳氮磷含量分别为26.17%、1.76%和0.29%，2018年福建海带养殖总产量76.83万t计算，即通过收获可移除C、N 、P分别为20.13、1.35和0.22万t。研究表明，养殖海带可能是养殖区海水有机物的重要来源，是近海碳循环的重要组成之一。

【目的】针对黄土高原丘陵地多、地形复杂、有机质含量低、采样困难以及因采煤活动引起大面积土地损毁等问题，在土地复垦与综合整治过程中，为快速定量监测与评估复垦农田土壤质量提供一种新的方法。【方法】以山西省襄垣县复垦农田土壤为研究对象，选取由北向南土地损毁中间条带状区域采集样品１５２个，进行室内土壤农化分析、光谱测定，运用Ｐａｒ Ｌｅｓ ３．１软件对光谱曲线进行多元散射校正（ｍｕＬｔｉＰｉｃａｔｉｏｎ ｓｃａｔｔｅｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ，ｍｓｃ）、基线偏移（ｂａｓｅＬｉｎｅ ｏｆｆｓｅｔ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ，ｂｏｃ）和ｓａｖｉｔｚｋｙ－ＧｏＬａｙ ｆｉＬｔｅｒ平滑去噪预处理。对土壤原始光谱反射率．．．

为探究温度和溶解氧(DO)对仿刺参存活、代谢及运动能力的影响,采用实验生态学方法,测定了水温为15°C、DO浓度为(1.0±0.1)mg/L低氧胁迫条件下大规格仿刺参[(39.35±0.40)g]单位时间内的移动距离和体表面积的变化;测算了水温15°C(适宜温度)、20°C和25°C条件下,2种规格[大(32.70±4.46)g、小(10.31±2.03)g]仿刺参在(1.0±0.1)mg/L低氧胁迫下的半致死时间(LT50),比较分析了3个温度水平(15、20及25°C)和3个DO水平[(1.0±0.1)、(3.0±0.1)及6.5 mg/L(正常DO含量)]交互作用下2种规格仿刺参的呼吸代谢强度。结果显示,水温15°C、(1.0±0.1)mg/L低氧胁迫下,随胁迫时间的增加,仿刺参运动速度总体呈现降低趋势,至胁迫72 h全部死亡;体表面积呈先增大后减小的趋势,整个胁迫期间,身体均处于伸长状态,至死亡仍显著高于对照组。(1.0±0.1)mg/L低氧胁迫时,水温15°C条件下大规格仿刺参半致死时间(LT50)为54.0 h,小规格为44.7 h;水温20°C条件下大规格仿刺参LT50为48.9 h,小规格为39.3 h;水温25°C条件下大规格仿刺参LT50为33.4 h,小规格为28.9 h。15°C组大小2种规格仿刺参的半致死时间均高于对应的20°C和25°C组,且大规格个体的低氧耐受能力高于小规格个体。相对于20°C和25°C组,在3个DO水平下,15°C组2种规格仿刺参的呼吸代谢均最为活跃,但与15°C常氧组相比,(1.0±0.1)mg/L低氧胁迫时仿刺参的呼吸代谢强度均受到明显抑制。研究表明,低氧胁迫下,仿刺参可能会通过拉长身体增加体表面积来增加氧气摄入量,并以减少运动、降低代谢强度等策略来应对低氧环境,延长存活时间。

草炭有机质提取物胡敏酸、富里酸、水溶解态有机质的红外光谱研究显示 ,三者的含氧官能团组成相似 ,但基团含量差异较大 .胡敏酸、富里酸、水溶解态有机质与金属离子 (Cu2 +、Cd2 +、Pb2 +、Zn2 + )络合物的红外光谱表明 ,除 -COOH外 ,-OH、C=O、-NH2 等官能团也参与了对金属离子的络合 ,但不能很好地揭示哪种金属离子具有形成络合物的最大倾向

【目的】土壤有机质含量是反映土壤肥力的重要特征,利用高光谱技术对有机质(OM)含量进行定量化反演为土壤信息化管理和资源评价提供了重要的依据。【方法】利用ASD2500高光谱仪在室内条件下测定了风干土壤样品的可见—近红外光谱,分析了不同区域范围土壤光谱反射率曲线形状变化和土壤有机质含量的变化特点,并针对东北地区以黑土为主的土样光谱反射率不同变换形式与有机质含量进行了相关性分析。【结果】结果表明,有机质含量较高的黑土的光谱曲线与其它土壤类型的光谱曲线在形状上有很大差异,即在600～900nm附近,以黑龙江土样为代表的东北黑土表现为直缓上升,而河南和山东的潮土则表现为曲陡上升。相关分析结果表明,土壤...

【目的】探讨组合模型在山地红壤有机质含量高光谱估算中应用的可行性,以期为土壤有机质含量估测提供基础数据和科学依据。【方法】基于山地红壤光谱的全波段(400~2 450 nm)研究范围,选择偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络(BP)和支持向量机回归分析(SVMR)3种单一高光谱估测模型,分别获得预测结果,并重构预测结果数据,以绝对误差和最小为目标,计算固定权重与不固定权重两种组合模型的权重值,并基于径向基函数(RBF)神经网络法建立组合模型,探讨不同赋权方法与是否重构数据条件下的最优组合模型。通过均方根误差(RMSE)、预测偏差比(RPD)和决定系数(R2)评价山地红壤有机质含量的预测精度。【结果】单一预测模型中的SVMR估测精度最高,验证决定系数(R2)为0.64,均方根误差为9.76 g·kg-1,测定值标准差与标准预测误差的比值为1.67;在组合模型数据不重构的条件下,不定权组合模型要优于定权组合模型;在组合模型数据重构的条件下,定权组合模型要略优于不定权组合模型,估测精度相差不大;最优模型是数据重构定权组合模型,模型验证决定系数(R2)为0.87,均方根误差为7.91 g·kg-1,测定值标准差与标准预测误差的比值为2.06;组合模型验证精度优于单一模型,说明利用RBF组合模型估算山地红壤有机质含量是可行的。【结论】对山地红壤有机质含量的快速估测而言,单一模型具有操作简单、运算速度快等特点,因而具有较大应用价值,但组合模型能较大限度地利用各种预测样本信息,从而能有效减少应用单一模型时所受随机因素的影响,从而提高山地红壤有机质含量的估测精度。

【目的】构建适合土壤有机质含量估测的高光谱参数及定量反演模型。【方法】系统分析中国中、东部地区5种不同类型土壤风干样本有机质含量与350～2500nm波段范围高光谱反射率之间的关系,利用特征光谱参数和BP神经网络建立土壤有机质的定量估测模型。【结果】光谱一阶导数构成的两波段光谱参数与土壤有机质含量的相关性明显优于原始光谱,尤其采用Norris平滑滤波后导数光谱效果更好。光谱参数构成形式以差值指数最好,其次为比值和归一化指数。与土壤有机质含量相关程度最高的光谱参数是由可见光区554nm和近红外区1398nm两个波段的一阶导数组合而成的差值指数DI(D554,D1398),两者呈显著指数曲线关系,...

【目的】在三峡库区王家沟小流域,研究不同土地利用方式对SOM含量反演精度的影响。【方法】利用来自园地、旱地、水田3种土地利用类型土壤样本的有机质含量及高光谱数据,构建了不同土地利用方式下的土壤有机质含量反演模型。【结果】不同土地利用方式下的土壤有机质反演模型精度并不相同:水田土壤有机质含量反演模型精度最高(总相关系数为0.838,标定集和验证集的相关系数分别为0.865和0.776);旱地有机质含量反演精度居中,总相关系数为0.781;园地土壤标定集和验证集中土壤有机质预测值和实测值之间也具有显著的相关性,但其精度最低(总相关系数为0.700)。混合来自园地和旱地两种土地利用方式的土壤样本建立的紫色土土壤有机质含量反演模型精度(总相关系数为0.528)低于单一土地利用方式的土壤有机质含量反演精度。【结论】与土壤类型相比,有机质含量的反演精度对土地利用方式更为敏感。考虑土地利用方式的影响,有助于提高土壤有机质含量反演精度。