基于水華藍(lán)藻固有光學(xué)特性的主要類群定量識別方法

 藍(lán)藻水華是湖泊水體富營養(yǎng)化的重要特征之一，不同水華藍(lán)藻類群形成的水華特征、危害及其治理方法差異顯著.因此，如何快速、準(zhǔn)確地掌握不同藍(lán)藻類群的時空分布特征成為實施富營養(yǎng)化湖泊污染治理與生態(tài)恢復(fù)、藍(lán)藻生態(tài)災(zāi)害預(yù)測預(yù)警中一個亟待解決的科學(xué)問題.本研究基于純藻種實驗室培養(yǎng)和室內(nèi)光學(xué)控制實驗，在微囊藻（Microcystis）、魚腥藻（Dolichospermum）、束絲藻（Aphanizomenon）3種主要水華藍(lán)藻固有光學(xué)特性的基礎(chǔ)上，通過甄別不同水華藍(lán)藻的吸收、散射和后向散射光譜的特征波段，構(gòu)建了基于吸收和散射特性的5種水華藍(lán)藻類群的非線性最優(yōu)化定量識別模型，其中，基于440、620和675 nm 3個波段吸收的a-CIM_{440，620，675}具有較為穩(wěn)定的定量識別能力；并基于野外實測光學(xué)特性數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了巢湖主要水華藍(lán)藻類群的定量監(jiān)測，初步分析了巢湖主要水華藍(lán)藻類群的時空分布特性.研究表明，巢湖的水華藍(lán)藻以魚腥藻、微囊藻為主，束絲藻較少，魚腥藻主要出現(xiàn)在溫度較低的季節(jié)，微囊藻在夏季的西部湖區(qū)占優(yōu)勢；巢湖水華主要為微囊藻藻華和魚腥藻藻華，且濃度較高的藍(lán)藻主要存在于水體表面以下20 cm范圍內(nèi)；微囊藻和魚腥藻在非藻華斷面垂向上均勻分布.本研究可為富營養(yǎng)化湖泊藍(lán)藻水華預(yù)測預(yù)警以及相關(guān)管理部門決策提供重要的理論依據(jù)和科學(xué)支撐.

褚喬,張壹萱,張玉超,馬榮華,胡旻琪.基于水華藍(lán)藻固有光學(xué)特性的主要類群定量識別方法.湖泊科學(xué),2021,33(1):74-85. DOI:10.18307/2021.0122Chu Qiao,Zhang Yixuan,Zhang Yuchao,Ma Ronghua,Hu Minqi.Quantitative identification methods of bloom-forming cyanobacterial groups of inland lakes based on inherent optical properties. J. Lake Sci.2021,33(1):74-85. DOI:10.18307/2021.0122