內(nèi)陸水體一般包括湖泊、水庫(kù)、河流及城市水體等,由于受到時(shí)空變化和人類(lèi)活動(dòng)的影響,內(nèi)陸水體的光學(xué)性質(zhì)較為復(fù)雜。不同區(qū)域內(nèi)或者同一研究區(qū)不同的水體類(lèi)型,溶解性有機(jī)碳(DOC)濃度和有色溶解有機(jī)物(CDOM)光學(xué)特性之間存在著較大的差異。通常選取CDOM的吸收系數(shù)表征CDOM濃度,通過(guò)三維熒光光譜(EEM)表征CDOM熒光組分。利用平行因子分析方法(PARAFAC)或體積積分方法(FRI)分離出不同的CDOM熒光組分,進(jìn)而分析CDOM熒光組分或者吸收系數(shù)與DOC濃度之間的相關(guān)性,為遙感估算內(nèi)陸水體DOC濃度奠定基礎(chǔ)。本論文主要選取東北地區(qū)的湖水,全國(guó)流域內(nèi)(松花江、遼河、海河、黃河和淮河、長(zhǎng)江、珠江和內(nèi)流區(qū))的河水以及典型代表性的東北地區(qū)(哈爾濱市,長(zhǎng)春市和沈陽(yáng)市)和華北地區(qū)(北京市和天津市)的城市水體DOC濃度以及CDOM吸收與熒光進(jìn)行研究,并利用遙感影像對(duì)黑龍江與松花江交匯處的水體CDOM濃度進(jìn)行反演,主要得出以下主要結(jié)論:1.東北地區(qū)的湖泊群的DOC濃度在不同水體和不同季節(jié)之間存在著明顯差異,微咸水湖泊高于淡水湖泊(t-檢驗(yàn),p0.001);冬季結(jié)冰期的冰下水體明顯高于非冰期湖泊水體(t-檢驗(yàn),p0.001)。通過(guò)EEM-PARAFAC方法分離出CDOM熒光組分,主要包括類(lèi)腐殖質(zhì)組分和類(lèi)蛋白組分(類(lèi)色氨酸和類(lèi)酪氨酸組分)。每一種CDOM熒光組分的平均熒光強(qiáng)度在不同的湖泊水體中會(huì)呈現(xiàn)出一定的不同,主要受到鹽度、污染源、土地利用/土地覆蓋及季節(jié)變化的影響。2.對(duì)東北地區(qū)(哈爾濱市,長(zhǎng)春市,沈陽(yáng)市)和華北地區(qū)(北京市和天津市)的城市水體DOC濃度研究發(fā)現(xiàn),受污染的水體明顯高于清潔水體;東北地區(qū)的景觀城市水體明顯高于華北地區(qū)的景觀城市水體(t-檢驗(yàn),p0.001)。通過(guò)EEM-PARAFAC方法分離出CDOM熒光組分,主要包括類(lèi)腐殖質(zhì)組分和類(lèi)蛋白組分(類(lèi)色氨酸和類(lèi)酪氨酸組分)。隨著從華北地區(qū)到東北地區(qū)的過(guò)渡,水體中類(lèi)腐殖質(zhì)成分基底值逐漸增大;隨著污染水平的增大,類(lèi)色氨酸組分的熒光強(qiáng)度逐漸增大。3.由于受到氣候,水文以及地理特征的影響,全國(guó)各個(gè)流域的河水的平均DOC濃度呈現(xiàn)出明顯的不同,其中四個(gè)流域(海河,黃河和淮河,長(zhǎng)江和內(nèi)流河)內(nèi)的DOC濃度的平均值處于2.0–6.0 mg L~(-1)。DOC濃度的平均值的最小值出現(xiàn)在珠江流域,最高值出現(xiàn)在遼河流域。處于東北地區(qū)的松花江流域DOC濃度明顯低于遼河流域的DOC濃度(t-檢驗(yàn),p0.001),這主要是由于遼河流域受到了嚴(yán)重的污染,DOC濃度大大增加。通過(guò)EEM-FRI方法劃分出五個(gè)熒光區(qū)域:類(lèi)酪氨酸,類(lèi)色氨酸,微生物作用產(chǎn)生的類(lèi)蛋白,類(lèi)腐殖酸和類(lèi)富里酸區(qū)域。這五種熒光區(qū)域的熒光強(qiáng)度在各個(gè)流域內(nèi)存在著一定的差異,即使在同一流域內(nèi)也存在著明顯的差異。4.對(duì)于不同的湖水,河水以及城市水體,隨著波長(zhǎng)的增加,CDOM吸收系數(shù)a(254)、a(280)、a(350)、a(355)與DOC濃度之間的相關(guān)性逐漸減弱。由于受到人類(lèi)活動(dòng)的嚴(yán)重影響,城市水體的CDOM吸收系數(shù)與DOC濃度之間的相關(guān)性變得比較復(fù)雜。對(duì)于河水,在松花江流域,遼河流域,海河流域和青海湖流域,CDOM吸收系數(shù)a(254)與DOC濃度均存在著較強(qiáng)的相關(guān)性。5.在利用實(shí)測(cè)的高光譜反演松花江與黑龍江交匯處水體CDOM濃度的模型中,單波段,一階微分和波段比模型均可以取得較好的結(jié)果,其中模型的精度順序?yàn)?一階微分單波段波段比。利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)Landsat 8/OLI和Sentinel 2B分別對(duì)水體CDOM濃度進(jìn)行空間反演均得出單一波段可以用于指示松花江與黑龍江交匯處CDOM濃度的空間變化。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：X87
【部分圖文】：

第 1 章 引言15圖1.1 技術(shù)路線Figure 1.1 Technical routes of this thesis1.3.3 創(chuàng)新點(diǎn)1．采用 EEM-PARAFAC 方法對(duì)東北地區(qū)的湖水 CDOM 熒光組分進(jìn)行提取，分析 CDOM 熒光組分隨空間尺度和時(shí)間尺度的動(dòng)態(tài)變化特征。2．采用 EEM-PARAFAC 方法對(duì)東北地區(qū)（哈爾濱市，長(zhǎng)春市和沈陽(yáng)市）和華北地區(qū)（北京市和天津市）的城市水體 CDOM 熒光組分進(jìn)行提取，分析 CDOM熒光組分從華北地區(qū)過(guò)渡到東北地區(qū)的空間尺度的動(dòng)態(tài)變化特征。3．利用 EEM-FRI 方法對(duì)全國(guó) 7 大主河流域內(nèi)的河水 CDOM 熒光區(qū)域進(jìn)行劃分，分析 CDOM 熒光區(qū)域隨不同流域及不同環(huán)境因素影響的動(dòng)態(tài)變化特征。

1.1 東北地區(qū)典型采樣湖泊分布以及部分湖泊及周?chē)h(huán)境（a）采樣湖泊分布；（b–d）Landsa影像上部分湖泊及周?chē)h(huán)境。1，石頭口門(mén)水庫(kù) STR；2，二龍湖 ELL；3，新立城 XLC；甸泡 XDP；5，月亮泡 YLP；6，查干湖 CGL；7，新華湖 XHL；8，趙家屯 ZJT；9水庫(kù) DQR；10，紅旗水庫(kù) HQR；11，庫(kù)里泡 KLP；12，南引水庫(kù) NYR；13，喇嘛寺MS；14，龍虎泡 LHP；15，西葫蘆泡 XHLP；16，火燒黑泡 HSH；17，呼倫湖 HLL18，尼爾基水庫(kù) NEJ；19，山口湖 SKL。igure 2.1 Map of water sampling locations for 13 fresh water and 6 brackish water lakes inortheast China surrounded by various land use/cover (e.g. cropland, grassland, forest andresidents).

吉林西部查干湖和月亮泡湖泊群的采樣點(diǎn)分布。月亮泡湖泊群：YLL，月亮泡；XHP；TLH，他拉紅；查干湖泊群：CGL，查干湖；XMP，新廟泡；XDP，辛甸泡；KLP庫(kù)里泡。e 2.2 Locations of the water sampling sites for Chagan lake group and Yueliang lake groin the western part of Jilin Province, Northeast China.城市水體市水體則選取東北地區(qū)典型的三大省會(huì)城市（哈爾濱市，長(zhǎng)春市和沈陽(yáng)市地區(qū)典型的兩大直轄市（北京市和天津市）的水體在空間尺度上進(jìn)行采圖 2.3）。沈陽(yáng)市作為遼寧省的省會(huì)，坐落在渾河（遼河的支流）岸邊。地區(qū)重要的工業(yè)城市以及運(yùn)輸和商業(yè)中心。長(zhǎng)春市作為吉林省的省會(huì)，工業(yè)為主。長(zhǎng)春市內(nèi)主要分布著大量的公園景觀水體和穿過(guò)整個(gè)城市的
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本文編號(hào)：2851341