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球速体育样芯剖析技术应用案例(十二) 高光谱成像研究波兰?abińskie湖万年沉积物

时间：2021-01-25 作者：球速体育点击量：

球速体育样芯剖析技术应用案例(十二)

高光谱成像研究波兰?abińskie湖万年沉积物

2008到2010年，我国处于富营养的湖泊数量已占大都，占视察总数的78.7%，其中，处于轻度富营养、中度富营养和重度富营养湖泊数量划分占视察总数的50.7%、21.3%和6.7%；处于中营养的湖泊数量占视察总数的14.6%，且不绝向富营养化湖泊转变；处于贫营养状态的湖泊数量只占视察总数的 6.7%，主要漫衍于青藏高原湖区与云贵高原湖区，我国湖泊富营养化形势已很是严峻。

——《湖库富营养化防治技术政策》

上一期《球速体育样芯剖析技术应用案例》, 我们介绍了利用XRF和HSI研究波兰东北部Jaczno半混淆湖全新世光养生物群落和缺氧动态的案例，本期将介绍利用这两大技术应用于波兰?abińskie湖沉积物推断全新世10,800年间水体初级生产力及混淆状况的案例。

全世界湖泊的富营养化和缺氧现象正在增加，可是人类对数千年来湖泊初级生产力和缺氧变革的理解却很有限，需要恒久纪录以了解湖泊生态系统的自然变异性，并增进对生产力和缺氧驱动因素的了解。瑞士伯尔尼大学地舆与Oeschger气候变革研究中心的科研人员接纳的多署理要领，将高区分率高光谱成像（HSI）获得的色素数据、XRF数据与超高效液相色谱叶绿素、类胡萝卜素和细菌叶绿素等数据相结合，以研究波兰?abińskie湖沉积物万年标准内的营养状态变革和缺氧演变。研究结果宣布于2020年《Science of the Total Environment》（A high-resolution record of Holocene primary productivity and water-column mixing from the varved sediments of Lake?abińskie, Poland）。

注：Oeschger气候变革研究中心是伯尔尼大学卓越的跨学科气候研究中心，该中心建立于2007年，以现代气候研究的先驱Hans Oeschger的名字命名，在许多领域处于国际研究的最前沿。

研究亮点

ü由10,800年沉积物样芯推断水体生产力和缺氧状况

ü使用高光谱成像（HSI）对湖泊沉积物色素进行定量

ü在人类砍伐森林之前，全新世期间缺氧状况连续保存

ü高光谱成像重建亚年级（季节）标准生产力和缺氧状况

重点问题

1）在已往的10,800年中，水体初级生产力和氧气浓度如何变革？

2）自然和人类影响在推动初级生产力或湖泊变革方面发挥了什么作用？

研究要领

该研究使用ITRAX XRF CORSCANNER在伯尔尼大学对样芯进行扫描（铬管，曝光时间20s，30kV，50mA）,样芯2.1-0.8m的扫描区分率为0.5mm，19.4-2.5m的扫描区分率为2mm。所有XRF数据均以每秒计数（cps）盘算，然后均质化，以使重叠样芯部分中每个元素的标准偏差和均值相等。凭据数据质量和关注点选择要害的XRF元素进行剖析,解析遵循Davies等人（2015年）利用XRF对湖泊沉积物所作的研究以及?arczyński等人（2019年）的研究结果。将钾、锆和钛元素作为集水区成岩输入的署理物，铁、锰、硫和磷作为氧化还原条件改变的指标，铜和磷作为水生产量或有机物含量的指标，钙/钛比率作为内生性方解石的署理物，硅/钛比率作为生物硅的署理物（硅藻和金藻的品貌）。

高光谱成像（HSI）则使用SPECIM PFD-CL-65-V10E推扫式高光谱相机凭据Butz等人的要领完成（2015）,相对吸收带深度（RABD）指数用于量化与沉积色素相关的吸收特征，以60×60μm（像素）区分率进行丈量。RABD₆₅₅_–685max指数代表TChl-a（叶绿素a及其衍生物），并作为总藻类品貌的代表；RABD₈₄₅指数代表Bphe-a（细菌叶绿素），作为紫色硫细菌（PSB）的特定生物标记。PSB生活在分层水体的化跃层，需要光和还原后的硫才华进行光相助用，因此，Bphe-a标明该含氧/缺氧界限保存于该湖的光合带内。通太过光光度计丈量值与样品位置的平均RABD指数值进行线性回归，将RABD指数值换算为真实浓度（μg/g干沉积物）。