用三维荧光光谱-平行因子分析法研究长江口南部有色溶解有机物荧光的季节变化

The southern Changjiang River Estuary has attracted considerable attention from marine scientists because it is a highly biologically active area and is biogeochemically significant.Moreover,land-ocean interactions strongly impact the estuary,and harmful algal blooms(HABs) frequently occur in the area.In October 2010 and May 2011,water samples of chromophoric dissolved organic matter(CDOM) were collected from the southern Changjiang River Estuary.Parallel factor analysis(PARAFAC) was used to assess the samples' CDOM composition using excitation-emission matrix(EEM) spectroscopy.Four components were identified:three were humic-like(C1,C2 and C3) and one was protein-like(C4).Analysis based on spatial and seasonal distributions,as well as relationships with salinity,Chl a and apparent oxygen utilization(AOU),revealed that terrestrial inputs had the most significant effect on the three humic-like Components C1,C2 and C3 in autumn.In spring,microbial processes and phytoplankton blooms were also important factors that impacted the three components.The protein-like Component C4 had autochthonous and allochthonous origins and likely represented a biologically labile component.CDOM in the southern Changjiang River Estuary was mostly affected by terrestrial inputs.Microbial processes and phytoplankton blooms were also important sources of CDOM,especially in spring.The fluorescence intensities of the four components were significantly higher in spring than in autumn.On average,C1,C2,C3,C4 and the total fluorescence intensity(TFI) in the surface,middle and bottom layers increased by123%–242%,105%–195%,167%–665%,483%–567% and 184%–245% in spring than in autumn,respectively.This finding corresponded with a Chl a concentration that was 16–20 times higher in spring than in autumn and an AOU that was two to four times lower in spring than in autumn.The humification index(HIX) was lower in spring that in autumn,and the fluorescence index(FI) was higher in spring than in autumn.This result indicated that the CDOM was labile and the biological activity was intense in spring.     

三维荧光光谱及平行因子分析法在CDOM研究中的应用

文章对有色可溶性有机物(Chromophoric dissolved organic matter:CDOM)三维荧光特性的研究进行了综述,指出了三维荧光光谱分析在水体CDOM特性研究中存在的优缺点;阐述了平行因子分析法在水体CDOM研究中的具体应用程序及运用此方法识别得到的水体组分;汇总了当前表征CDOM荧光特性的常用指标;总结了国内外在三维荧光光谱研究水体CDOM特性方面的进展,详述了不同类型水体中CDOM的组分特性、生物地球化学循环的研究热点以及影响CDOM三维荧光光谱特性的一些主要因素;最后,对三维荧光光谱技术在未来的发展及应用进行了展望。     

船舶压载水中荧光溶解有机物的光谱特征研究

采用三维激发-发射荧光光谱(3D-EEMs),结合平行因子分析(PARAFAC),研究了2015年12月至2020年1月停靠上海洋山港和江苏省江阴港的42艘入境船舶压载水中荧光溶解有机物(FDOM)的组成特征及其来源,并探讨了FDOM用于鉴别置换和未置换压载水的可行性。结果显示,船舶压载水中FDOM主要由3种荧光组分组成：类色氨酸荧光组分C1,λ_ex为275 nm,λ_em为332 nm;UVB类腐殖质组分C2,λ_ex为290和315 nm,λ_em为386 nm;UVA类腐殖质组分C3,λ_ex为250和360 nm,λ_em为446 nm。组分C1在船舶压载水FDOM中荧光强度百分比最高,其次为组分C3,组分C2最低。显著性分析显示,未置换压载水中组分C1显著高于置换压载水(p<0.05)的,而组分C2和C3则无显著差异(p>0.05)。荧光指数分析表明,未置换压载水FDOM受陆源输入和微生物活动的共同影响,而置换压载水由于远离近岸,水体生物活动为...     

浮游生物来源溶解有机物的三维荧光特征研究

应用三维激发-发射荧光光谱技术,研究了中肋骨条藻和采集水样中浮游植物在光照和避光条件下培养实验过程中产生的溶解有机物,分析了三维荧光光谱中荧光峰数目、位置和荧光强度的变化,探讨了浮游植物和细菌在有机物产生中的作用.结果表明,光照条件下浮游植物生长产生类蛋白和类腐殖质荧光有机物,在衰亡期2类有机物的荧光强度迅速增加;而在避光条件下,类蛋白有机物荧光强度明显降低,类腐殖质有机物的荧光强度保持不变.2类有机物的荧光峰位置和荧光强度变化与初始有机物的性质及光照环境有关.     

基于db7小波的活体浮游植物荧光识别分析技术研究

通过小波变换可对信号的不同频率成分进行分解,为弱信号特征提取提供了有效途径。通过db7小波对分属7个门32个属的43种浮游植物的三维荧光光谱进行分析,后经Bayes判别分析选择小波分解后的第三层尺度分量作为最佳荧光识别特征谱,并通过系统聚类法将最佳特征谱在不同的条件下聚类进而得到门、属上的标准谱库。基于此,运用多元线性回归辅以非负最小二乘法建立浮游植物三维荧光光谱识别技术。利用该技术对4128个单种浮游植物样品和636个混合浮游植物样品进行识别分析。单种浮游植物样品在属水平上的识别正确率为75%,门水平上的识别正确率为95%;浮游植物混合样品中的优势种在属水平上的识别正确率为83%,门水平上的识别正确率为91%。结果表明:该技术可以实现对浮游植物的快速准确识别。     

我国海洋捕捞业政策变迁、结构特征及优化研究——基于政策文本的量化分析

自20世纪80年代以来,我国出台了众多海洋捕捞相关政策,厘清这些政策变迁规律对海洋捕捞业的健康发展具有重要意义。本文对1986年以来我国海洋捕捞业的政策文本展开量化分析,构建政策时间维度、政策工具维度、政策价值维度三维政策文本分析框架,梳理当前捕捞业政策变迁和结构特征,并深入分析了捕捞业政策与现实的匹配性。研究发现,海洋捕捞业的部分政策目标之间存在一定的冲突和矛盾;政策工具体系全面,但不同政策工具数量分布不均衡;早期政策的经济价值取向突出,社会、生态价值相对不足,需要适时调整政策价值取向。未来应明确政策目标,推动海洋捕捞管理范式由投入控制向产出控制的转变;优化政策工具组合,引导渔民自觉养护海洋渔业资源,提高海洋捕捞业政策的有效性;整合政策价值取向,协调产业发展、资源养护和渔民利益的关系,推动海洋捕捞可持续发展。     

辽东半岛大孤山古溺谷平原沉积环境的复原——基于岩心黏土混浊水电导率和pH值以及硅藻组合

对位于辽东半岛大孤山北侧砬底村沟谷中的钻孔岩心作黏土混浊水电导率、硅藻分析和pH值测定。结果显示黏土混浊水电导率曲线和咸水种硅藻含量曲线大体一致,表明黏土混浊水电导率和硅藻分析具有良好的一致性,可以相互印证。据硅藻组合、土导电率值和pH值的结果,将LD孔岩心从下到上分为4个沉积环境带:Ⅰ带为全新世海侵期的溺谷环境;Ⅱ带海水影响逐渐减弱的潮间带环境;Ⅲ带的泥炭环境分为Ⅲ-1带的受外洋海水影响的盐性沼泽湿地环境和Ⅲ-2带为积水的淡水湖沼环境;Ⅳ带分为两个亚带,Ⅳ-1带为有一定水深的陆相沼泽湿地环境,Ⅳ-2带为受海水影响的陆相沼泽湿地环境。另外黏土混浊水电导率与pH值也呈良好的反相关对应关系,这表明pH值也可以成为恢复古环境的一个重要的辅助指标。