摘要:我国目前约有面积大于1km²的湖泊有3000个,绝大部分属高叶绿素和高悬浮物浓度水体,属于典型的Ⅱ类水体,物质组成多样,水体的光学辐射传输复杂,且有大范围的光学浅水.我国的湖泊水质/水色遥感虽然取得了一定进展,但借鉴海洋水色遥感的相关理论和经验,还需要解决以下四个关键问题:1)兼顾海洋沿海水质遥感,发展专用的静止卫星湖泊水质遥感器;2)在当前多光谱遥感资料基础上研发高光谱湖泊水质因子提取的遥感定量化模型,提高反演精度;3)深化湖底底质对湖泊水质/水质遥感影响研究,发展湖底水质遥感反射率精确计算模型;4)发展适用于湖泊水体区域性Ⅱ类水体大气校正方法,并集成反演、遥感产品制作、分发等技术,构建湖泊水体水质/水色业务化运行体系.

摘要:利用遥感技术监测太湖蓝藻水华具有重要的现实意义.基于不同遥感数据,包括MODIS/Terra、CBERS-2CCD、ETM和IRS-P6 LISS3,结合蓝藻水华光谱特征,采用单波段、波段差值、波段比值等方法,提取不同历史时期太湖蓝藻水华.结果表明:MODIS/Terra数据可以利用判别式Band 2>0.1和Band 2/Band 4>1提取蓝藻水华;CBERS-2 CCD、ETM和IRS-P6 LISS3数据可以利用Band4大于一定阈值和Band4/Band3>1提取蓝藻水华;波段比值(近红外/红光>1)算法稳定,可以发展成为蓝藻水华遥感提取普适模式.同时,本文成功利用ETM和IRS-P6 LISS3数据Band4波段对蓝藻水华空间分布强度进行了五级划分.这为今后利用遥感技术,建立太湖蓝藻水华监测和预警系统奠定了基础.

摘要:内陆水体叶绿素a浓度定量反演是水质遥感的热点与难点.本文基于对内陆水体叶绿素a、悬浮物、溶解有机物与水分子的光谱特征分析,从半分析生物光学模型出发,利用太湖实测的水面ASD高光谱遥感数据三波段组合,进行迭代优化,得到与叶绿素浓度密切相关而受悬浮物与黄色物质影响小的最优波段组合模型,反演精度较高,其决定系数和均方根误差分别为0.8358、3.816mg/m³,该方法可以有效地反演高浓度悬浮物主导光学特性的水体叶绿素a浓度.

摘要:MODIS数据有免费、波段丰富、时间分辨率高等优点,是进行太湖蓝藻监测的重要数据源,由于MODIS传感器接收的是地物反射太阳辐射的信号,太阳辐射与地球大气的相互作用会引起传感器接收到的信号失真,为了提高利用MODIS数据监测太湖蓝藻的精度,必须对其进行大气校正.本文介绍了FIAASH大气校正模型的基本原理,并对2007年4月25日MODIS数据的前七个波段进行试验,对比分析了影像大气校正前后的NDVI值以检测大气校正的效果;分析表明,大气校正前后NDVI的变化趋势基本上相同,但大气校正后的NDVI动态范围更大,校正后NDVI的平均值和标准差增大,大气校正在一定程度上有效地降低了大气对遥感影像的影响,达到了增强信息的目的:最后,利用大气校正获取的地表真实反射率数据的第二波段与第一波段的比值,运用阈值法提取蓝藻信息,经试验当阈值为1.9时提取出来的蓝藻分布图基本上与实际相符.利用MODIS影像可以快速、及时地监测蓝藻爆发的位置及爆发程度.

摘要:MODIS-Terra和MERIS数据被用于芬兰湾蓝藻水华的监测,并对两者的性能进行了比较.研究结果表明:MODIS-Terra波段设置主要针对一类大洋水体,缺乏预警藻蓝素的有效波段;MERIS传感器设置了620nm和665nm波段,基本对应藻蓝素的吸收峰(630nm)和反射峰(650nm),具有蓝藻水华探测的潜力,但在藻华未成型之前,海岸带水体不同优势藻类具有相似的叶绿素特征,较难辨别蓝藻水华.总的来说,MODIS和MERIS数据比较困难实现蓝藻水华初期预警,但可以有效监测已成型的蓝藻水华.这一方法可以用于中国太湖或者海岸带水体藻华探测和监测研究.

摘要:利用MODIS高光谱遥感数据动态监测太湖地区蓝藻水华发展过程,并结合水温环境因子,探讨蓝藻爆发的环境条件.首先,通过简单的比值植被指数,实现蓝藻生物量的遥感估算;根据六期遥感估算结果,监测太湖蓝藻动态发展过程.然后,利用MODIS热红外波段(31和32),采用分裂窗算法,同步反演出的太湖表面水体温度,探讨蓝藻爆发的水温条件,及蓝藻生长与水体温度之间的关系.研究结果表明,在水体富营养化前提下,水体温度是影响蓝藻生长的重要环境因子;合适的水体温度(24-30℃)是蓝藻爆发的必要条件;大于30℃的高温,对蓝藻的生长有明显的抑制作用.

摘要:2007年太湖大规模蓝藻暴发,再次引起了人们对太湖环境的关注.有效地提取蓝藻水华信息对分析蓝藻动态分布有重要意义,而卫星遥感技术是进行太湖水质监测与保护的措施之一.本文以2007年4月23日CBERS-02星CCD数据为主要的数据源,以NDVI值为测试变量,运用CART算法确定分割阈值,从而通过构建决策树的方法识别蓝藻水华信息,分析其蓝藻水华的提取结果,取得了较好的效果.文中还在GIS技术支持下,提取了2007年5月17日MODIS影像中的蓝藻水华信息.本次研究为以后开展长期的太湖蓝藻水华动态监测提供技术参考.

摘要:在使用多光谱遥感图像提取太湖水生植被分布时,由于水体中悬浮物和藻类等物质的影响,容易产生"异物同谱"现象,大面积水体被误分为沉水植被.本文首先通过TM图像反演太湖水体的透明度,基于RVI和NDVI植被指数,分别建立两类决策树,即透明度辅助的分类决策树和无透明度参与的分类决策树,将太湖分为水体、以浮叶植被为主导的水生植被和以沉水植被为主导的水生植被等三种类型.透明度辅助下的NDVI分类决策树方法,较好地消除分类过程中的"异物同谱"现象,是进行太湖水生植被分类的一种最好方法选择,把这种方法应用于2002年7月15日的Landsat ETM卫星遥感影像,结果表明太湖中以沉水植被为主导的水生植被约407.6km²,以浮叶植被为主导的水生植被约82.2km².

摘要:针对2007年5月太湖爆发的蓝藻水华事件,利用MODIS植被指数数据对其进行遥感监测.结果表明:MODIS数据可成功提取蓝藻水华信息.近红外/红光波段比值识别模式和植被指数NDVI值、EVI值识别模式均可确定蓝藻分布范围,但前两者不易将高浑浊水体区分开来,或不易识别低蓝藻分布区域,因此易扩大或缩小蓝藻分布范围;而后者由于引入了背景调节参数,可有效抑制背景水体及泥沙的影响,因此根据EVI值得到的蓝藻范围及强度较为真实的反映了藻华情况.该研究可为今后利用遥感技术,建立太湖蓝藻水华监测系统奠定基础.

摘要:2004年10月,在太湖设置67个采样点,现场测量了水体遥感反射比、后向散射系数和辅助参数,实验室分析了水体的悬浮物浓度和水色要素吸收系数.本文在对遥感反射比光谱分析的基础上,比较了几种水体遥感反射比光谱估算悬浮物浓度的方法,结果发现广泛应用的带比值项的算法,虽然可以应用于太湖总悬浮物浓度估算,但是普遍存在相对误差较高的弱点.通过对光谱的分析,确定了750nm单波段算法的参数,并提出了利用近红外812nm波峰高度来估算水体悬浮物的方法.文中还详细阐述了为什么比值算法等在太湖水体悬浮物浓度估算中相对误差比较高,并解释了利用近红外估算精度高的原因,并指明以上算法在遥感应用中的优点和不足,以及现实水体(水质)遥感对现有遥感器配置和遥感算法的需求.

摘要:本文基于MODIS卫星影像探讨太湖蓝藻水华的识别、监测问题.通过比较MODIS影像上不同蓝藻浓度的波段反射率值的差别,得到对蓝藻信息响应的敏感波段,利用特定波段的合成,可基本识别蓝藻的分布信息,并基于蓝藻的光谱响应特征,采用比值模型方法、进一步确定蓝藻分布的相对浓度信息.最后通过不同时相蓝藻浓度的叠加分析,得出了蓝藻水华的动态变化信息.

摘要:对我国五大淡水湖:鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖、洪泽湖,鄱阳湖内包括进贤、余干、珠湖、都昌、湖口、永修,合计10个群体三角帆蚌78个个体核糖体DNA基因转录间隔子ITS-1进行PCR扩增、序列测定,获得78条长度为430 bp的同源序列.同源基因序列分析显示,五大淡水湖10个群体三角帆蚌78条ITS-1序列片段,G+C的含量都明显高于A+T的含量.鄱阳湖三角帆蚌的核苷酸多态性指数最高,而巢湖的核苷酸多样性指数最低.基于ITS-1序列片段的遗传距离表明,鄱阳湖内六个点群体间遗传距离很小,在0.0071到0.0092之间.五大湖间三角帆蚌群体遗传距离较远,在0.0752到0.1381之间,ITS-1序列片段构建系统树显示,鄱阳湖6个群体聚在了一起为单独一支,并与巢湖群体亲缘关系相近.洞庭湖群体和洪泽湖群体亲缘关系相近,单独为一支.太湖群体从鄱阳湖、巢湖群体分离开来,单独为一支.

摘要:利用组织培养技术对工具种轮叶黑藻进行快繁研究,建立无菌体系后,在0.5和1倍MS培养液中添加0.5-2mg/LBA及0.1-0.2mg/L IAA进行芽诱导:在0.25、0.5和1倍MS培养液中添加0.1-0.2mg/L IAA进行根诱导.结果发现,1倍MS+ 1mg/L BA+0.1mg/L IAA培养基获得最大芽数及芽生物量,最适合芽诱导;0.5倍MS+0.1mg/LIAA或1倍MS+0.2mg/L IAA培养基最能促进根的发展.芽增殖使轮叶黑藻繁殖效率达每季度1800倍以上;再经根诱导,快速形成完整植株,提高定居能力.在室外水体中以两种密度(100株/m~2,320株/m~2),,三种底质(沙,泥,泥+沙1. 1 V/V))上进行移栽,成活率100%.21d后,高密度群落覆盖度大于70%.表明该技术不仅可在短期内获得大量种苗,且种质优,为沉水植被恢复工程奠定关键的基础.

摘要:本实验分别选用武汉东湖中营养和富营养湖区的湖水和底泥,并在水柱中添加氮或磷以设置高营养、中营养、中营养添加磷、中营养添加氮等四种营养环境.测定这四种营养条件下栽培苦草(Vallisneria natans)的生长和生化指标变化,探讨不同营养环境对苦草生长的影响机制.实验结果表明,苦草的生物量、叶数和新芽数等生长指标在中营养环境最高,中营养环境添加磷次之,中营养环境添加氮较低,在高营养环境最低;苦草可溶性糖和游离氨基酸含量在高营养环境中最高,在中营养环境、中营养环境添加磷和中营养环境添加氮等处理间没有明显差异.结果分析表明,高营养环境影响苦草的碳氮代谢水平并抑制苦草生长,这可能是由于苦草过量富集高营养环境中的氮素造成的;中营养环境中氮的升高会在一定程度上抑制苦草的生长,而磷的升高对苦草生长没有明显抑制作用.

摘要:利用微型生态系统研究背角无齿蚌(Anodonta woodiana)高密度养殖情况下对微型生态系统水柱中不同形态氮磷浓度和浮游藻类群落结构的影响,结果显示蚌的高强度滤食:(1)减少微型生态系统中悬浮态氮的含量,明显增加了水柱中的溶解性氮、磷含量,但是对总氮、总磷和正磷酸盐含量没有显著影响;(2)显著减少所有浮游藻类的数量和生物量,提高水体透明度,同时迅速改变微型生态系统中浮游藻类的群落结构,降低了微囊藻等蓝藻的数量及其所占的相对百分比,而绿藻所占的比例迅速上升;(3)导致微型生态系统的生态结构发生了显著变化,上行效应(Bottom-up effects)在浮游藻类与营养盐的关系方面发生了变化,实验组水柱中氮、磷含量与浮游藻类的相关关系显著降低;(4)并不能有效降低微型生态系统的富营养水平.

摘要:对牛山湖5个站点的浮游生物群落DNA多态性进行了RAPD指纹和PCR-DGGE指纹分析,并探讨了其与理化因子的关系.结果如下:1)从40条随机引物中筛选出9条引物,共获得93条谱带,多态率为58%;各站点所得谱带平均为67条,其中Ⅰ站最少,为61条,Ⅴ站最多,为74条;2)PCR-DGGE指纹图谱共含102条谱带,其中原核生物56条,真核生物46条,谱带总数以Ⅲ站、Ⅳ站和Ⅴ站较多,Ⅰ站和Ⅱ站较少;3)Ⅱ站的总磷、叶绿素、化学耗氧量、硬度及电导率最高;各站点间溶氧和pH差异较小.相似性聚类分析表明,浮游生物群落DNA指纹将5个站点划分为两支,Ⅰ站和Ⅱ站聚为一支,Ⅲ站、Ⅳ站和Ⅴ站聚为另一支,理化因子将Ⅰ站、Ⅲ站、Ⅳ站和Ⅴ站聚为一支,Ⅱ站单独聚为一支.研究表明牛山湖浮游生物群落DNA指纹结构与理化因子具有一定的相关性,并且与环境主要限制因子总磷的含量是密切相关的.因此,浮游生物群落级水平DNA分析能简便、准确、迅速地反映水质状况,这方面资料的积累可以为建立一种基于分子生物学简便而灵敏的水环境评价体系提供科学依据.

摘要:白鲟是是世界上最大的淡水鱼之一,为我国独有,被誉为"长江中的活化石".目前白鲟群体已极度濒危,获取其新鲜材料非常困难,因此本文以保存于中科院水生所标本馆的福尔马林固定白鲟标本为研究材料,尝试从其肌肉、心脏、鳍条和肝脏组织提取白鲟基因组DNA,并检验相近种匙吻鲟和中华鲟微卫星引物对白鲟有无适用性.实验包括福尔马林固定白鲟标本从组织预处理到消化、抽提等步骤的整体优化过程;通过一系列对比试验分析在不同条件下提取到基因组DNA片段大小的差异,最终实现了福尔马林固定白鲟标本基因组DNA的稳定提取,并提出后续实验的延伸设想加以完善.

摘要:本文研究了不同重碳酸盐(HCO₃^-)碱度2.3mmol/L(ALK2.3)和12.4mmol/L(ALK12.4)条件对蛋白核小球藻光合活性、色素组成、丙二醛(MDA)含量与胞外多糖的影响.实验结果表明,碱度增加对蛋白核小球藻光合活性呈促进-抑制-促进效应,ALK2.3对光合活性影响的强度高于ALK12.4.碱度增加提高叶绿素b/叶绿素a(Chl.b/Chl.a)的值,降低类胡萝卜素/叶绿素(Caro/TChl)的值,并且ALK12.4条件下对藻细胞的作用程度强于ALK2.3.此外碱度增加刺激蛋白核小球藻胞外多糖分泌,ALK2.3在培养初期提高MDA含量,ALK12.4下细胞MDA含量显著降低.说明碱度增加会促进蛋白核小球藻光合活性,促进光合产物的积累与分泌.暗示胞外多糖的分泌可能是细胞适应高碱度的一种自我保护机制.

摘要:本文提出微曝气垂直流湿地的概念,并通过柱状模型实验模拟研究了其对云南滇池流域城郊低浓度生活污水的处理效果.测定了模型的氧利用效率,最高为14.04%.在高水力负荷15.29m³/(m²·d)、气水比1:2的条件下,BOD₅和NH₄-N去除率分别为74.4%和63.5%,出水平均含量分别为4.96mg/L和2.72mg/L.结果说明,微曝气垂直流湿地工艺能满足低浓度生活污水高水力负荷的处理要求,微曝气耗能折价0.04-0.05元/m³.