[1]付宇,韦玉春,周宇,等.水体中有色可溶性有机物的测量及其变化[J].南京师大学报(自然科学版),2012,35(01):95-103.
　Fu Yu,Wei Yuchun,Zhou Yu.The Measurement and Changes of Chromophoric Dissolved Organic Matter in Water[J].Journal of Nanjing Normal University(Natural Science Edition),2012,35(01):95-103.
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水体中有色可溶性有机物的测量及其变化()
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《南京师大学报（自然科学版）》[ISSN:1001-4616/CN:32-1239/N]

卷:
第35卷
期数:
2012年01期
页码:
95-103
栏目:
地理学
出版日期:
2012-03-20

文章信息/Info

Title:
The Measurement and Changes of Chromophoric Dissolved Organic Matter in Water
作者:
付宇;韦玉春;周宇;
南京师范大学教育部虚拟地理环境重点实验室，江苏南京210046
Author(s):
Fu Yu; Wei Yuchun; Zhou Yu
Key Lab of Virtual Geographic Environment,Ministry of Education,Nanjing Normal University,Nanjing 210046,China
关键词:
有色可溶性有机物; 吸光度; 水色; 碳循环
Keywords:
chromophoric dissolved organic matter;  absorbency; water color; carbon circulation
分类号:
X524
摘要:
有色可溶性有机物( CDOM) 是水色遥感的重要组分之一，在水生生态系统、光学遥感、有机污染、全球碳循环等方面具有重要的研究意义，这已成为国内外学者研究的热点． 本文系统总结了国内外CDOM 测量计算的方法、测量中存在的问题、CDOM 的时空变化特点及其相关因素，以期为相关的工作提供参考． 目前CDOM 的常规测量计算方法包括光谱吸收系数和荧光光谱法两种，前者使用355 nm、375 nm、440 nm 等波长处的吸收系数来表示CDOM 的浓度，后者采用200 nm ～ 435 nm 激发波长和250 nm ～ 600 nm 发射波长的荧光强度来表示 CDOM 的浓度． CDOM 吸收系数在不同时间段、不同区域、不同深度或不同类型水体中均存在差异，且其值大小与盐度、叶绿素a 浓度、DOC、悬浮泥沙浓度等因素存在一定的相关性．
Abstract:
Chromophoric dissolved organic matter ( CDOM) is one of the major constituents in water color remote sensing． It is significantly important in the research field such as aquatic ecosystem，optical remote sensing，organic pollution and global carbon circulation，and becoming a hot research topic． This paper systematically summed up the measurement and calculation methods of CDOM，measurement problems，spatial and temporal changes of CDOM and its correlative factors，so as to provide a reference for related work． Presently，routine measurement and calculation methods of CDOM include spectral absorption coefficient and fluorescence spectrum method，CDOM concentration is expressed by absorption coefficient at 355 nm， 375 nm or 440 nm in the former，and expressed by fluorescence intensity at excitation wavelength between 200 nm and 435 nm，and emission wavelength between 250 nm and 600 nm in the latter． CDOM absorption coefficient in water varying with time，region，depth or water body type，and its value is correlated with factors such as salinity，chlorophylla concentration，DOM ( dissolved organic matter) ，suspended sediment concentration and others．

参考文献/References:

［1］ 沈红，赵东至，付云娜，等． 黄色物质光学特性及遥感研究进展［J］． 遥感学报， 2006， 10( 6) : 949-954．
［2］ Zhang Y L，Wu S C，Qin B Q，et al． Absorption of light by chromophoric dissolved organic matter( CDOM) in Meiliang Bay of Taihu Lake ［J］． China Environmental Science，2004，24 ( 4) : 405-409．
［3］ Bricaud A，Morel A，Prieur L． Absorption by dissolved organic matter of the sea ( yellow substance) in the UV and visible domains ［J］． Limnol Oceanogr，1981，26( 1) : 43-53．
［4］ 刘明亮，张运林，王鑫，等． 太湖有色可溶性有机物4 种光谱模型的对比［J］． 生态与农村环境学报， 2009， 25 ( 1) : 42- 46．
［5］ 张运林，秦伯强，梅梁湾． 大太湖夏季和冬季CDOM 特征及可能来源分析［J］． 水科学进展， 2007， 18( 3) : 415-423．
［6］ 王鑫，张运林，张文宗． 太湖北部湖区CDOM 光学特性及光降解研究［J］． 环境科学研究， 2008， 21( 6) : 130-136．
［7］ 陈楚群，潘志林，施平． 海水光谱模拟及其在黄色物质遥感反演中的应用［J］． 热带海洋学报， 2003， 22( 5) : 33-39．
［8］ 雷惠，潘德炉，陶邦，等． 东海典型水体的黄色物质光谱吸收及分布特征［J］． 海洋学报， 2009， 31( 2) : 57-62．
［9］ 张绪琴，张士魁，吴永森，等． 海水黄色物质研究进展［J］． 黄渤海海洋， 2000， 18( 1) : 89-92．
［10］ Kalle K． The problem of the Gelbstoff in the Sea［J］． Oceanography and Marine Brology， 1996，4 : 91-104．［11］ Gagosian R R，Stuermer D H． The cycling of biogemic compounds and their diagenetically，iransformed products in seawater ［J］． Mar Chem，1977，5 ( 4 /6) : 605-632．
［12］ Carder K L，Steward R G，Harvey G R，et al． Marine humic and fulvic acids: Their effects on remote sensing of ocean chlorophyll ［J］． Limnol Oceanogr，1989，34( 1) : 68-81．
［13］ 吴永森，张士魁，张绪琴，等． 海水黄色物质光吸收特性实验研究［J］． 海洋与湖沼， 2002， 33( 4) : 402-406．
［14］ Stedmon C A，Markager S． Behaviour of the optical properties of coloured dissolved organic matter under conservative mixing ［J］． Est Coast Shelf Sci，2003， 57: 973-979．
［15］ 孔德星，杨红，吴建辉． 长江口海域黄色物质光吸收特性［J］． 海洋环境科学， 2008， 27( 6) : 629-631．
［16］ 朱建华，李铜基． 黄东海非色素颗粒与黄色物质的吸收系数光谱模型研究［J］． 海洋技术， 2004， 23( 2) : 7-13．
［17］ 李猛，郭卫东，夏恩琴，等． 厦门湾有色溶解有机物的光吸收特性研究［J］． 热带海洋学报， 2006， 25( 1) : 9-14．
［18］ 周虹丽，朱建华，李铜基，等． 青海湖水色要素吸收光谱特性分析［J］． 海洋技术， 2005， 24( 2) : 55-58．
［19］ 黄昌春，李云梅，孙德勇，等． 太湖CDOM 紫外吸收特性及其分子量时空分布特征［J］． 中国环境科学， 2009， 29( 3) : 261-268．
［20］ 赵巧华，秦伯强． 太湖有色溶解有机质光谱吸收空间的分异特征［J］． 中国环境科学， 2008， 28( 4) : 289-293．
［21］ Warnock R E，Gieskes W C． Regional and seasonal differences in light absorption by yellow substance in the southern bight of the North Sea ［J］． Journal of Sea Research，1999， 42( 3) : 169-178．
［22］ 张运林，张恩楼，刘明亮． 云南高原湖泊有色可溶性有机物和颗粒物光谱吸收特性［J］． 湖泊科学，2009，21( 2) : 255-263．
［23］ 柳先平，李磊，戴金凤，等． 不同水体中有色可溶性有机物质荧光光谱定量分析研究［J］． 光谱学与光谱分析， 2007， 27( 10) : 2 083-2 087．
［24］ Zhang Y L，Zhang B，Wang X，et al． A study of absorption characteristics of chromophoric dissolved organic matter and particles in Lake Taihu ［J］． Hydrobiologia，2007，592( 1) : 105-120．
［25］ Hoge F E，Vodacek A，Blough N V． Inherent optical properties of the ocean: Retrieval of the absorption coefficient of chromophoric dissolved organic matter from fluorescence measurement［J］． Limnol Oceanogr，1993， 38( 7) : 1 394-1 402．
［26］ Ferrari G M，Dowell M D． CDOM absorption characteristics with relation to fluorescence and salinity in coastal areas of the Southern Baltics Sea［J］． Est Coast Shelf Sci， 1998， 47( 1) : 91-105．
［27］ Stedmon C A，Markager S． The optics of chromophoric dissolved organic matter ( CDOM) in the Greenland Sea: An algorithm for differentiation between marine and terrestrially derived organic matter［J］． Limnol Oceanogr， 2001， 46( 1) : 2 087- 2 093．
［28］ Rochelle，Newall E J，Fisher T R． Chromophoric dissolved organic matter and dissolved organic carbon in Chesapeake Bay ［J］． Mar Chem，2002，77( 1) : 23-41．
［29］ 吴永森，吴绍渊，魏然，等． 不同过滤条件下黄色物质的吸收光谱演化特征分析［J］． 海洋与湖泊， 2008， 39( 6) : 585- 590．
［30］ Stedmon C A，Markager S，Kaas H． Optical properties and signatures of chromophoric dissolved organic matter( CDOM) in Danish coastalwaters［J］． Est Coast Shelf Sci，2000，51( 2) : 267-278．
［31］ Keith D J，Yoder J A，Freeman S A． Spatial and temporal distribution of coloured dissolved organic matter ( CDOM) in Narragansett Bay，Rhode Island: Implications for phytop lankton in coastalwaters［J］． Est Coast Shelf Sci，2002，55: 705- 717．
［32］ Fargion G S，Mueller J L． Ocean optics protocols for satellite ocean color sensor validation，revision ［R］． Greenbelt: National Aeronautical and Space Administration，2000: 125-153．
［33］ Green S A，Blough N V． Optical absorption and fluorescence properties of chromophoric dissolved organicmatter in naturalwaters ［J］． Limnol Oceanogr，1994，39( 8) : 1 903-1 916．
［34］ Kowalczuk P，Cooper W J，Whitehead R F，et al． Characterization of CDOM in an organic rich river and surrounding coastal ocean in the South Atlantic Bight［J］． Aquat Sci，2003，65( 4) : 384-401．
［35］ 王鑫，张运林，赵巧华． 水体各组分吸收系数的测量方法研究［J］． 安全与环境学报， 2007，7 ( 4) : 97-102．
［36］ 王林，赵冬至，傅云娜，等． 黄色物质吸收系数ag( 440) 与斜率Sg 相关关系［J］． 大连海事大学学报， 2007， 33( S2) : 179-182．
［37］ Yacobi Y Z，Alberts J J，Takacs M，et al． Absorption spectroscopy of colored dissolvedorganic carbon in Georgia USA rivers: the impact of molecular size distribution［J］． Journal of Limnology，2003，62( 1) : 41-46．
［38］ 张运林． 水体中有色可溶性有机物的研究进展［J］． 海洋湖沼通报， 2006，3 : 119-127．
［39］ Maul G A，Gordon H R． On the use of the earth resources technology satellite ( Landsat-1) in optical oceanography［J］． Remote Sensing Environ， 1975，4: 95-128．
［40］ Markager S，Vincent W． Spectral light attenuation and the absorption of UV and blue light in natural waters［J］． Limnol Oceanogr，2000，45: 642-650．
［41］ 郭卫东，夏恩琴，韩宇超，等． 九龙江口CDOM 的荧光特性研究［J］． 海洋与沼， 2005， 36( 4) : 349-357．
［42］ 韩宇超，郭卫东． 河口区有色溶解有机物( CDOM) 三维荧光光谱的影响因素［J］． 环境科学学报， 2008， 28( 8) : 1 646- 1 653．
［43］ 刘明亮，张运林，秦伯强． 太湖入湖河口和开敞区CDOM 吸收和三维荧光特征［J］． 湖泊科学， 2009， 21( 2) : 234-241．
［44］ 夏达英，李宝华，吴永森，等． 海水黄色物质荧光特性的初步研究［J］． 海洋与湖沼， 1999， 30( 6) : 719-724．
［45］ 季乃云，赵卫红． 海洋溶解有机物荧光特征研究进展［J］． 海洋环境科学， 2007， 26( 1) : 95-100．
［46］ 乐成峰，李云梅，查勇，等． 太湖梅梁湾水体组分吸收特性季节差异分析［J］． 环境科学， 2008， 29( 9) : 2 448-2 455．
［47］ Castillo C D，Coble P G，Morell J M，et al． Analysis of the optical properties of the Orinoco River plume by absorption and fluorescence spectroscopy ［J］． Marine Chemistry，1999，66: 35-51．
［48］ 张运林，秦伯强，杨龙元． 太湖梅梁湾有色可溶性有机物的空间分布及光学行为［J］． 湖泊科学， 2006， 18( 4) : 319- 326．
［49］ Frenette J J，Arts M T，Morin J． Spectral gradients of downwelling light in a fluvial lake( LakeSaint-Pierre，St-Lawrence River) ［J］． Aquatic Ecology，2003，37( 1) : 77-85．
［50］ Seritti A，Russo D，Nannicini L，et al． DOC，absorption and fluorescence properties of estuarine and coastal waters of the Northern Tyrrhenian Sea ［J］． Chemical Speciation and Bioavailability，1998，10( 3) : 95-106．
［51］ Clementson L A，Parslow J S，TurnbullA R，et al． Properties of light absorption in a highly coloured estuarine system in southeast Australia which is prone to blooms of the toxic dinoflagellate Gym nodinium catenatum［J］． Est Coast Shelf Sci， 2004，60( 1) : 101-112．
［52］ 段洪涛，马荣华，孔维娟． 太湖沿岸水体CDOM 吸收光谱特性［J］． 湖泊学， 2009， 21( 2) : 242-247．
［53］ 陈晓玲，陈莉琼，于之锋，等． 长江中游湖泊CDOM 光学特性及其空间分布对比［J］． 湖泊科学，2009，21( 2) : 248- 254．
［54］ 宋玲玲，仇雁翎，张洪恩，等． 淀山湖有色可溶性有机物的光谱吸收特性［J］． 湖泊科学， 2007， 19( 3) : 250-254．
［55］ 邢小罡，赵冬至，刘玉光，等． 渤海非色素颗粒物和黄色物质的吸收特性研究［J］． 海洋环境科学， 2008， 27( 6) : 595- 598．
［56］ 朱建华，李铜基． 探讨黄色物质吸收曲线参考波长选择［J］． 海洋技术， 2003， 22( 3) : 10-14．
［57］ 杨顶田，陈伟民，吴生才，等． 湖泊中有色可溶性物质对近紫外及蓝光衰减的影响［J］． 湖泊科学， 2003， 15( 3) : 269- 274．
［58］ 张运林，秦伯强，马荣华． 太湖典型草、藻型湖区有色可溶性有机物的吸收及荧光特性［J］． 环境科学， 2005， 26( 2) : 142-147．
［59］ 杨顶田，陈伟民，曹文熙． 长江下游湖泊水体中有色可溶性物质的生物光学模式［J］． 遥感学报，2005，9( 4) : 387- 393．
［60］ Morris D P，Zagarese H，Williamson C E，et al． The attenuation of Solar UV radiation in lakes and the role of dissolved organic carbon［J］． Limnol Oceanogr，1995，40( 8) : 1 381-1 391．
［61］ Schwarz J N，Kowalczuk P，Kaczmarek S，et al． Two models for absorption by coloured dissolved organic matter ( CDOM) ［J］． Oceanologia，2002，44( 2) : 209-241．
［62］ Chen Z，Hu C，Conmy R N，et al． Colored dissolved organic matter in Tampa Bay，Florida［J］． Marine Chemistry，2007， 104: 98-109．
［63］ Kirk J T O． Light and Photosynthesis in Aquatic Ecosystem［M］． England: Cambridge University Press， 1994．
［64］ Laurion I，Ventura M，Catalan J，et al． Attenuation of ultraviolet radiation in mountain lakes: Factors controlling the among- and within-lake variability［J］． Limnol Oceanogr，2000，45( 6) : 1 274-1 288．
［65］ Kratzer S，Sahl IN B H． Assessing secchi and photic zone depth in the baltic sea from satellite date［J］． Ambio，2003，32 ( 8) : 572-579．
［66］ 马荣华，戴锦芳，张运林． 东太湖CDOM 吸收光谱的影响因素与参数确定［J］． 湖泊科学， 2005， 17( 2) : 120-126．
［67］ 张运林，秦伯强，杨龙元，等． 太湖梅梁湾水体悬浮颗粒物和CDOM 的吸收特性［J］． 生态学报， 2006， 26( 12) : 2 127- 2 131．
［68］ Boss E，Pegau W S，Zaneveld J R V，et al． Spatial and temporal variability of absorption by dissolved material at a continental shelf［J］． Journal of Geophysical Research-Oceans，2001，106( C5) : 9 499-9 507．

备注/Memo

备注/Memo:
基金项目:江苏省普通高校自然科学研究计划资助( 09KJA420001) 、国家自然科学基金( 40771152) ．
通讯联系人:付宇，硕士，研究方向: 遥感与GIS 应用． E-mail: fuyu1203@ gmail． com
更新日期/Last Update: 2013-03-11