方開凱，黃廷林

(西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，西安 710055)

淮河流域周村水庫(kù)夏季CDOM吸收光譜特征、空間分布及其來源分析

方開凱，黃廷林

(西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，西安 710055)

基于2015年8月采集的24個(gè)淮河流域以周村水源水庫(kù)為代表的表層水樣的有色溶解性有機(jī)物(CDOM)吸收系數(shù)數(shù)據(jù)，研究了CDOM吸收光譜的空間分布特征，考察了CDOM的吸收系數(shù)與水質(zhì)參數(shù)的相關(guān)關(guān)系，同時(shí)探討了周村水庫(kù)夏季CDOM的潛在來源. 結(jié)果顯示:依據(jù)CDOM的吸收光譜空間分布特性及采樣點(diǎn)分布特征，周村水庫(kù)分為入庫(kù)口、過渡區(qū)和主庫(kù)區(qū)3個(gè)特征水域；CDOM的吸收系數(shù)沿入庫(kù)口到主庫(kù)區(qū)依次遞減，S值呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)；分析發(fā)現(xiàn)S240～500與a(355)和a*(355)呈極顯著負(fù)相關(guān)(R2=0.98、0.88)；CDOM吸收系數(shù)a(355)與溶解性有機(jī)碳(DOC)濃度具有良好的線性相關(guān)， 有利于建立DOC遙感反演模型；同時(shí)，CDOM吸收系數(shù)a(355)與aph(440)存在極顯著正線性相關(guān)，表明浮游植物的新陳代謝及其降解產(chǎn)物是夏季周村水庫(kù)CDOM的潛在來源. 綜上，通過對(duì)夏季周村水庫(kù)水體CDOM的研究，豐富了關(guān)于水源水體CDOM的調(diào)查資料，可為日后水庫(kù)的管理提供技術(shù)支撐.

有色可溶性有機(jī)物； 周村水庫(kù)； 吸收系數(shù)； 光譜斜率； 遙感反演；淮河流域

溶解性有機(jī)質(zhì)(DOM)廣泛存在于各個(gè)水域中，能顯著影響水體生物的地球化學(xué)循環(huán)[1]和碳循環(huán)[2]，而關(guān)于DOM特性的分析通常通過對(duì)溶解性有機(jī)碳(DOC)或有色可溶性有機(jī)物(CDOM)的特征解析來完成.其中CDOM也稱黃色物質(zhì)，其組成成分復(fù)雜，主要有腐殖酸、富里酸、棕黃酸和芳烴聚合物等，來源于陸源物質(zhì)和浮游植物降解. CDOM對(duì)光的衰減作用主要表現(xiàn)為吸收，它的光譜吸收特性與DOC濃度密切相關(guān)，通過對(duì)CDOM吸收及熒光特性的測(cè)定，有助于了解CDOM的來源及水生生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的過程，在水環(huán)境及水生生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的地位. 近年來，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)CDOM吸收光譜特征以及組成來源等進(jìn)行了大量研究，但主要集中于富營(yíng)養(yǎng)型湖泊[3-4]、河口[5]以及海洋[6]等水域. 然而目前關(guān)于我國(guó)亞熱帶流域CDOM的報(bào)道尚不多見， 針對(duì)亞熱帶中度富營(yíng)養(yǎng)水平的清潔飲用水源型水庫(kù)水體的研究更鮮有報(bào)道. 張運(yùn)林等[7]研究了云南高原湖泊CDOM的吸收特性，發(fā)現(xiàn)不同湖泊水體CDOM含量變化顯著；蘇文等[8]對(duì)比不同緯度水域CDOM含量得出，處于中溫帶的石頭門水庫(kù)CDOM含量高于位于亞熱帶的潘陽湖;段洪濤等[9]通過研究太湖沿岸不同水域的CDOM吸收光譜發(fā)現(xiàn)水體中腐殖酸和灰黃酸來源的復(fù)雜性。

周村水庫(kù)位于山東省棗莊市市中區(qū)淮河流域運(yùn)河水系西伽河上游，水庫(kù)控制流域面積121 km2，總庫(kù)容8404×104m3，水面面積8.54 km2，水庫(kù)建成于1960 年，是棗莊市主要的城市供水水源地. 周村水庫(kù)處于中緯度亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥.由于1990s開始在庫(kù)區(qū)大規(guī)模養(yǎng)魚，大量的剩余餌料以及魚類排泄物造成水庫(kù)水質(zhì)嚴(yán)重污染，因此城市供水一度中斷. 近年來由于網(wǎng)箱養(yǎng)殖的全面禁止以及相應(yīng)保護(hù)措施的實(shí)施，水質(zhì)得到改善，重新恢復(fù)供水. 然而目前關(guān)于周村水庫(kù)的研究主要集中于水質(zhì)演變與沉積物的污染釋放[10-11]，針對(duì)周村水庫(kù)CDOM的研究卻還未見報(bào)道. 根據(jù)本課題組前期周村水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果[12]并結(jié)合綜合營(yíng)養(yǎng)指數(shù)法(TSI)得出周村水庫(kù)水質(zhì)目前處于中度富營(yíng)養(yǎng)化水平(TSI(∑)=69.87). 本次研究主要根據(jù)夏季水庫(kù)CDOM吸收系數(shù)的空間分布特征和光學(xué)參數(shù)，探討了CDOM吸收系數(shù)與DOC、總氮(TN)、溶解性總氮(DTN)等水質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系，豐富了亞熱帶水源水體CDOM的調(diào)查資料，以期為日后研究水源水庫(kù)CDOM特征提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 采樣時(shí)間和采樣點(diǎn)

于2015年8月中旬，在周村水庫(kù)用GPS定位系統(tǒng)對(duì)研究區(qū)采樣點(diǎn)精確定位，共設(shè)置24個(gè)采樣點(diǎn)，涵蓋了周村水庫(kù)各個(gè)支流及庫(kù)區(qū)全部水域(圖1).

圖1 周村水庫(kù)采樣點(diǎn)位置Fig.1 Sampling sites of Zhoucun Reservoir

1.2 樣品采集與參數(shù)測(cè)定

采樣過程中利用3 L有機(jī)玻璃采樣器采集表層(0～50 cm)水樣. 水樣采集后放入500 ml聚乙烯瓶中，暗處冷藏帶回實(shí)驗(yàn)室，4 d內(nèi)完成全部指標(biāo)測(cè)試. TN和DTN濃度的測(cè)定參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版)[13]. DOC和TOC濃度的測(cè)定使用TOC分析儀(ET1020A).

CDOM吸收系數(shù)的測(cè)定：水樣用Whatman GF/F膜(0.22 μm)過濾，避免水體中懸浮物的影響. 采用DR6000紫外分光光度計(jì)測(cè)定200～800 nm 處的吸光度OD(λ). 采用如下公式計(jì)算和校正CDOM的吸收系數(shù)[14]:

a′(λ) = 2.303OD(λ)/r

(1)

a(λ) =a′(λ)-a′(700)·λ/700

(2)

式中，a′(λ)和a(λ)分別為未經(jīng)散射校正的波長(zhǎng)為λ處的吸收系數(shù)和經(jīng)過散射校正過后的波長(zhǎng)為λ處的吸收系數(shù)(m-1)；λ為波長(zhǎng)(nm);r為光程路徑(m).

由于CDOM成分復(fù)雜，無法確定其濃度值，一般采用波長(zhǎng)280[15]、350[16]、355[17]或者375 nm[18]等處的CDOM吸收系數(shù)來表征CDOM濃度，本文分別將a(280)、a(350)、a(355)以及a(375)與DOC濃度進(jìn)行線性擬合，相關(guān)系數(shù)(R2)分別為0.47、0.43、0.59和0.43(P<0.01)，其中a(355)與DOC濃度的R2值最大，因此本文更適合采用355 nm處的吸光系數(shù)表征DOM濃度.

吸收光譜斜率S值的確定：CDOM吸收光譜從紫外到可見波長(zhǎng)隨波長(zhǎng)的增加大致呈現(xiàn)指數(shù)衰減規(guī)律，一般用如下公式進(jìn)行表示[19]：

a(λ)=a(λ0)exp[S(λ0-λ)]

(3)

式中，λ0為參照波長(zhǎng)(nm)，一般選取440 nm；S為指數(shù)函數(shù)曲線光譜斜率(μm-1)，本文采用最小二乘法對(duì)240～500 nm之間波段進(jìn)行非線性擬合，得到不同S值.

CDOM的光譜特征是由DOM的組分和濃度共同決定的，通過如下公式[16,20]將CDOM吸收系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，可表征單位DOC濃度的CDOM對(duì)光的吸收能力：

a*(λ)=a(λ)/[DOC]

(4)

式中，a*(λ)和a(λ)分別為波長(zhǎng)在λ處的CDOM比吸收系數(shù)和吸收系數(shù)，單位分別為L(zhǎng)/(mg C·m)和m-1.

分子量參數(shù)M值的確定：根據(jù)如下公式得到M值，可以估算CDOM分子量的大小，M 值與分子量大小呈反比，M值越大，對(duì)應(yīng)的分子量越小. CDOM分子量的大小能反映腐殖酸與富里酸在CDOM中的比例，一般腐殖酸平均分子量較大，富里酸則相對(duì)較小，因此CDOM分子量越大，腐殖酸所占比例越高[21].

M=a250/a365

(5)

1.3 分析與統(tǒng)計(jì)

采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，包括方差分析、樣本平均值和標(biāo)準(zhǔn)差等，P<0.01為相關(guān)性極顯著；0.010.05為相關(guān)性不顯著.利用Origin 8.0軟件進(jìn)行相關(guān)分析作圖. 使用ArcGIS 10.1軟件作a(355)、DOC等指標(biāo)空間分布的等值線圖.

2 結(jié)果與討論

2.1 CDOM光譜吸收特征及空間分布

圖2 夏季周村水庫(kù)CDOM的光譜吸收系數(shù)Fig.2 Absorption coefficients of CDOM in summer in Zhoucun Reservoir

夏季周村水庫(kù)各采樣點(diǎn)的CDOM吸收光譜形狀呈高度一致性，從紫外光譜到可見光譜呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)(圖2). 為了更好地分析周村水庫(kù)不同流域CDOM的空間變化規(guī)律，本文根據(jù)24個(gè)采樣點(diǎn)在水庫(kù)分布位置的特征及a(355)的大小將其分為3類，其中8#、9#、13#和14#為一類，a(355)值接近5 m-1，位于入庫(kù)區(qū)，水深只有1～2 m，簡(jiǎn)稱A類區(qū)；6#、7#、10#、12#和15#為一類，其a(355)值在4 m-1左右，位于過渡區(qū)，水深達(dá)到2～5 m，稱為B類區(qū)；其余采樣點(diǎn)歸為一類，a(355)值約為2.5 m-1，位于主庫(kù)區(qū)，水深達(dá)5～11 m，為C類區(qū).

周村水庫(kù)的CDOM吸收系數(shù)a(355)平均值為3.94±0.32 m-1，變化范圍為2.99～4.83 m-1，遠(yuǎn)高于洱海(1.67 m-1)和前屯水庫(kù)(1.08 m-1)[7]，略低于太湖 (4.51±0.36 m-1)[22]和石頭口水庫(kù) (5.567±4.106 m-1)[23]，由此可見周村水庫(kù)夏季CDOM濃度較高.

本文利用克里金插值法[24]繪制了周村水庫(kù)CDOM吸收系數(shù)的等值線圖. 周村水庫(kù)的CDOM吸收系數(shù)存在顯著的空間分布差異(圖3a)，大致規(guī)律為A類區(qū)>B類區(qū)>C類區(qū)，A類區(qū)為周村水庫(kù)的上游入庫(kù)口，入庫(kù)徑流的輸入攜帶了部分CDOM，使入庫(kù)口水域的CDOM含量相對(duì)較高，而且相對(duì)應(yīng)的DTN和DOC濃度也高于其余水域(圖3b和圖3c)，最大值出現(xiàn)在9#，表明該上游水域的CDOM含量最高；C類區(qū)為周村水庫(kù)的主庫(kù)區(qū)，最小值出現(xiàn)在22#和23#，DTN和DOC濃度也相對(duì)較低；B類區(qū)CDOM含量介于兩者之間，為過渡區(qū).

本文用a*(λ)來表征CDOM對(duì)光的吸收能力，而a*(λ)隨水體的不同而變化. 周村水庫(kù)夏季a*(355)平均值為1.56±0.18 m-1. 對(duì)比a*(355)與a(355)的等值線圖可以發(fā)現(xiàn)其空間分布相似，因此對(duì)兩者進(jìn)行線性回歸，發(fā)現(xiàn)a*(355)與a(355)存在顯著的正線性相關(guān)(圖4)，通過單因素方差分析(ANOVA)發(fā)現(xiàn)3類水域中a*(355)存在顯著差異(P<0.01)(表1)，并且A類區(qū)>B類區(qū)>C類區(qū)，說明夏季周村水庫(kù)各水域的CDOM來源存在顯著差異.

圖3 夏季周村水庫(kù)a(355)、DOC濃度和a*(355)的空間分布Fig.3 Spatial distribution of a(355), DOC concentration and a*(355) in summer in Zhoucun Reservoir

圖4 CDOM吸收系數(shù)a(355)與比吸收系數(shù)a*(355)的線性回歸Fig.4 Liner regression between a(355) and a*(355)

2.2 指數(shù)函數(shù)光譜斜率S值的確定

結(jié)合Warnock[25]、施坤等[26]對(duì)CDOM吸收光譜曲線的研究發(fā)現(xiàn)，在275～295 nm附近有一個(gè)顯著的吸收肩，為了更好地對(duì)CDOM吸收光譜參數(shù)化，本文將波段分為4個(gè)范圍：240～500、320～500、280～320以及240～280 nm，分別擬合了周村水庫(kù)CDOM吸收光譜斜率S值(圖5). 24個(gè)采樣點(diǎn)4個(gè)波段的S值S240～500、S320～500、S280～320和S240～280分別為 13.57±0.84、 11.43±1.31、 18.08±1.38和9.23±0.52 μm-1. 從均值來看，S280～320是S320～500的1.58倍，表明短波波段S值要高于長(zhǎng)波段.S240～500值空間分布與CDOM吸收系數(shù)a(355)(圖3a)呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)(圖6)，說明不同類型水域S240～500值的空間分布存在顯著差異. 并且，C類區(qū)>B類區(qū)>A類區(qū)，最大值出現(xiàn)在22#，最小值在9#采樣點(diǎn)，與a(355)呈現(xiàn)相反的趨勢(shì).S值的區(qū)域性差異說明研究區(qū)域CDOM組成及來源存在差異[27]. 根據(jù)Helms等[28]提出的指標(biāo)SR(S275～295/S350～400)對(duì)CDOM分子影響因子進(jìn)行影響程度劃分，認(rèn)為SR<1為非陸源，SR>1為陸源. 該水庫(kù)S275～295和S350～400分別為18.27±1.28和11.64±1.40 μm-1，因此SR均值為1.58，變化范圍為1.42～1.69，大于1，呈陸源特征. 此外，Carder等[29]研究認(rèn)為CDOM物質(zhì)構(gòu)成中腐殖酸和富里酸的相對(duì)比例會(huì)影響S值大小，腐殖酸比例越高、富里酸比例越低，則CDOM分子量越大，S值越小. A類區(qū)為周村水庫(kù)的上游入庫(kù)口，其水體攜帶了部分有機(jī)成分，腐殖酸比例偏大(M值為5.63±0.42)，從而導(dǎo)致S值偏低，而主庫(kù)區(qū)向城市管網(wǎng)正常供水導(dǎo)致水體所含的腐殖酸較少(M值為4.80±0.44)，從而得到較高的S值.

表1 周村水庫(kù)CDOM光學(xué)參數(shù)與水質(zhì)參數(shù)

Tab.1 Optical parameters and quality parameters in Zhoucun Reservoir

水域a?(355)/(L/(mgC·m))a(355)/m-1TOC/(mg/L)DOC/(mg/L)S240～500/μm-1DTN/(mg/L)TN/(mg/L)A類區(qū)1．86±0．01?5．08±0．293．84±0．672．73±0．1412．02±0．380．32±0．111．13±0．55B類區(qū)1．68±0．13?4．27±0．292．90±0．322．55±0．0813．18±0．300．34±0．120．66±0．26C類區(qū)1．44±0．07?3．53±0．152．81±0．432．45±0．0914．12±0．210．24±0．110．49±0．17全庫(kù)1．56±0．183．94±0．323．00±0．582．52±0．1413．58±0．840．28±0．120．63±0．35

*表示P<0.01，存在極顯著差異.

圖5 周村水庫(kù)不同擬合波段的S值Fig.5 S values derived from different fitting bands ranged in Zhoucun Reservoir

圖6 周村水庫(kù)S240～500值的空間分布Fig.6 Spatial distribution of S240～500 value in Zhoucun Reservoir

張運(yùn)林等[22]研究梅梁灣及太湖發(fā)現(xiàn)CDOM吸收系數(shù)與S值存在顯著負(fù)相關(guān)(r=0.51)；王林等[30]研究黃海北部CDOM吸收系數(shù)同樣得出此結(jié)論(r=0.64～0.87)；Hancke等[31]在研究巴倫支海時(shí)得到CDOM吸收系數(shù)與S值的反比例函數(shù)[S=7.4+1.1/a(375)]. 本文對(duì)不同波段得到的S值進(jìn)行擬合，得到a(355)、a*(355)與不同波段的S值的回歸方程，斜率變化范圍為-0.740～0.160，截距的變化范圍為1.27～13.99，CDOM吸收系數(shù)a(355)和比吸收系數(shù)a*(355)與S240～280均無相關(guān)性 (r=0，P>0.05)，與其他波段的S值呈現(xiàn)不同程度的相關(guān)性(表2).

對(duì)比線性回歸決定系數(shù)，S240～500與CDOM吸收系數(shù)和比吸收系數(shù)的線性回歸決定系數(shù)分別達(dá)到0.98和0.88，說明兩者關(guān)系穩(wěn)定，對(duì)于今后應(yīng)用S240～500代替a(355)、a*(355)估算周村水庫(kù)CDOM濃度有著重要意義. 如馮龍慶等[32]利用455 nm的遙感反射率為自變量，以a(355)為因變量建立了估測(cè)模型.

表2 各波段S值與CDOM吸收系數(shù)a(355)和比吸收系數(shù)a*(355)的線性回歸結(jié)果

Tab.2 Linear regressions between spectral slope (S) value anda(355),a*(355)

參數(shù)S值擬合波段/nm回歸方程R2Pa(355)與S240～500a(355)=-0．740S240～500+13．990．98<0．01320～500a(355)=-0．324S320～500+7．650．43<0．01280～320a(355)=-0．275S280～320+8．920．33<0．01240～280a(355)=0．160S240～280+2．460．000．54a?(355)與S240～500a?(355)=-0．204S240～500+4．330．88<0．01320～500a?(355)=-0．091S320～500+2．610．40<0．01280～320a?(355)=-0．071S280～320+2．850．33<0．01240～280a?(355)=0．032S240～280+1．270．000．67

2.3 CDOM來源及與各水質(zhì)參數(shù)之間的關(guān)系

圖7 CDOM吸收系數(shù)a(355)與DOC濃度的線性回歸Fig.7 Linear regression between CDOM absorption coefficient and DOC concentration

Blough等[33]對(duì)沿海環(huán)境中DOM的研究表明:CDOM代表了DOM中能強(qiáng)烈吸收紫外輻射的光敏成分，其吸收系數(shù)與DOC濃度呈顯著正相關(guān). 馮龍慶等[32]研究發(fā)現(xiàn)太湖CDOM吸收系數(shù)與DOC濃度的相關(guān)值為0.69；Vantrepotte等[34]在法屬圭亞那的研究發(fā)現(xiàn)其相關(guān)值為0.78；Spencer等[35]研究美國(guó)30條河流同樣得出CDOM吸收系數(shù)與DOC濃度存在顯著正相關(guān)(r=0.0034～0.453)的結(jié)論. 對(duì)于周村水庫(kù)而言，CDOM吸收系數(shù)與DOC、TOC、TN、DTN濃度和aph(440)均呈極顯著線性正相關(guān)(表3). 其中DOC濃度與CDOM吸收系數(shù)的相關(guān)值為0.59，該結(jié)果與陳欣等[36]研究同處于亞熱帶的長(zhǎng)江口得到的決定系數(shù)(r=0.59)一致. 本次研究獲得的CDOM吸收系數(shù)a(355)與DOC濃度的關(guān)系為(圖7):a(355)=3.437 DOC-4.71(R2=0.59).

表3a(355)與水質(zhì)參數(shù)的相關(guān)系數(shù)

Tab.3 Correlation coefficients betweena(355) and the water quality parameters

水域DOCTOCDTNTNaph(440)rPrPrPrPrPA類區(qū)0．010．310-0．350．685-0．400．7440．710．101-0．110．487B類區(qū)-0．330．9030．470．124-0．150．5430．420．142-0．040．420C類區(qū)0．980．0080．120．1110．060．1950．070．1690．310．019全庫(kù)0．59<0．010．37<0．010．32<0．010．75<0．010．78<0．01

因此本文認(rèn)為通過遙感探測(cè)夏季周村水庫(kù)CDOM濃度反演DOC濃度也具有可行性.但是Rochelle-Newalle等[37]認(rèn)為DOC來源不同會(huì)影響CDOM的光譜特征，通常認(rèn)為由河流攜帶的陸源 DOC含有更多的類腐殖酸 DOC，而浮游植物新陳代謝及降解產(chǎn)生的 DOC 含更多的類氨基酸 DOC. 張運(yùn)林等[22]對(duì)太湖夏、冬兩季的CDOM吸收系數(shù)與DOC濃度的相關(guān)性進(jìn)行分析得出，相比于冬季(r=0.74～0.80)，夏季CDOM吸收系數(shù)與DOC濃度相關(guān)性較弱(r=0.32～0.42)，因此該反演關(guān)系的應(yīng)用必須建立在CDOM在DOC中所占的比例恒定而且針對(duì)特定的區(qū)域和季節(jié)基礎(chǔ)上. 本文以后通過增加與CDOM相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)的研究(例如葉綠素等)，同時(shí)對(duì)周村水庫(kù)水體DOC的構(gòu)成以及光譜特征時(shí)空變化特征進(jìn)行研究，以探討水庫(kù)全部水域的CDOM和DOC濃度之間的相關(guān)關(guān)系，來豐富亞熱帶水源水庫(kù)不同季節(jié)不同區(qū)域的相關(guān)特性資料，為以后研究打下基礎(chǔ)，這樣才能獲得適合研究區(qū)域的穩(wěn)定的DOC遙感反演模型.

通過分區(qū)域比較，主庫(kù)區(qū)(C類區(qū))的浮游植物吸收系數(shù)aph(440)與CDOM吸收系數(shù)的相關(guān)值r為0.31，顯著大于入庫(kù)口(A類區(qū))和過渡區(qū)(B類區(qū))，說明主庫(kù)區(qū)的CDOM不僅來自于陸源輸入，水體浮游植物的新陳代謝和降解對(duì)其也具有重要的貢獻(xiàn)，殷燕等[16]研究表明夏季位于亞熱帶的新安江水庫(kù)入庫(kù)口(A類區(qū))的TN濃度與CDOM吸收系數(shù)的相關(guān)性較大，而與aph(440)呈負(fù)相關(guān)，表明該區(qū)域的CDOM主要來自上游陸源輸入，本實(shí)驗(yàn)結(jié)論與其相似. 由此可見，研究區(qū)域CDOM光學(xué)屬性對(duì)于CDOM來源分析有著重要的指示意義.

3 結(jié)論

1)夏季周村水庫(kù)CDOM的空間分布可劃分為3類，其CDOM吸收系數(shù)a(355)呈現(xiàn)出A類區(qū)(入庫(kù)口)>B類區(qū)(過渡區(qū))>C類區(qū)(主庫(kù)區(qū))的規(guī)律. CDOM比吸收系數(shù)a*(355)和a(355)之間呈極顯著正相關(guān).

2)S240～500與CDOM吸收系數(shù)的空間分布都存在顯著差異.S240～500與a*(355)和a(355)之間的顯著負(fù)相關(guān)對(duì)于日后在周村水庫(kù)遙感反演CDOM濃度具有重要意義.

3) CDOM吸收系數(shù)a(355)與DOC濃度呈現(xiàn)協(xié)同一致的變化趨勢(shì)，但是鑒于DOC物質(zhì)構(gòu)成的復(fù)雜性以及CDOM的季節(jié)性變化特征，不同季節(jié)下兩者之間相關(guān)關(guān)系的研究成為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容.

4)夏季周村水庫(kù)CDOM吸收系數(shù)a(355)與浮游植物吸收系數(shù)aph(440)間存在極顯著正線性相關(guān)，表明浮游植物的新陳代謝及其降解為夏季水庫(kù)CDOM的潛在來源.

5)在未來的工作中將增加與CDOM相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)的研究，并且對(duì)水樣進(jìn)行三維熒光掃描，結(jié)合平行因子分析的方法對(duì)夏季周村水庫(kù)CDOM的空間分布特征及來源作進(jìn)一步分析.

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Summer absorption characteristics, spatial distribution and source analysis of CDOM in Zhoucun Reservoir in Huaihe Catchment

FANG Kaikai, HUANG Tinglin**, ZHANG Chunhua, ZHOU Shilei, ZENG Mingzheng, LIU Fei & XIA Chao

(SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering,Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi’an710055,P.R.China)

Based on the data of the absorption coefficient of colored dissolved organic matter (CDOM) from 24 surface water samples collected from Zhoucun Reservoir in Huaihe Catchment, we analyzed the spatial distribution characteristics of CDOM absorption coefficient, investigated the correlation between CDOM absorption coefficient and environmental parameters, and explored the possible source of CDOM in the reservoir. The samples collected from the reservoir were categorized into three different groups (storage port, transition region and main reservoir area), the absorption coefficients (a(355) anda*(355)) had a decrease process from the storage port to main reservoir area, while theSvalue exhibited an increased trend. Meanwhile, significantly negative correlations of the value ofS240-500were found witha(355) anda*(355), respectively, which may have implications for the remote sensing estimation of CDOM in this study. A significantly negative correlation betweena(355) and dissolved organic carbon (DOC) concentration was conducive to the establishment of DOC remote sensing inversion model, and relationships betweena(355) andaph(440) implied the potential contribution of phytoplankton metabolism and degradation products to the CDOM pool in the Zhoucun Reservoir. These results on the CDOM analysis made a significant contribution to the management of the Reservoir in the future.

Colored dissolved organic matter; Zhoucun Reservoir; absorption coefficient; spectral slope; remote sensing inversion; Huaihe Catchment

*國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51478378)和國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAC04B02)聯(lián)合資助. 2016-02-15收稿; 2016-04-05收修改稿. 方開凱(1991～), 男, 碩士研究生；E-mail: fangkaikaikevin@163.com.

*通信作者; E-mail: huangtinglin@xauat.edu.cn.，張春華，周石磊，曾明正，劉 飛，夏 超

J.LakeSci.(湖泊科學(xué))， 2017， 29(1)： 151-159

DOI 10.18307/2017.0117

?2017 byJournalofLakeSciences