難分解性溶存有機態と窒素負荷が河川一次生産量に及ぼす影響評価

持久性溶解有机物和氮负荷对河流初级生产的影响评价

基本信息

批准号：
08F08393
负责人：
藤野毅
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、植物プランクトンは種ごとに含まれる色素が異なることから独自の色調を有することに着目し、吸光スペクトル分布のわずかな違いからサンプル水に含まれる植物プランクトンの種類をその存在壁を推定する手法として、二段階線形回帰法(Two Step Linear Regression Analyses, TSLR)を提案している。また、自然淡水中の主な着色成分は、植物プランクトンとその死骸などによる溶存分解有機炭素(Dissolved Organic Carbon)、および粒子状の懸濁物である。二段階線形回帰法ではこれらの各種藻類および溶存有機物を含んだ水の吸光スペクトル強度が各波長地域でそれぞれの存在量に対して一次の比例関係にあることを仮定し、線形回帰分析により波長毎の濃度に対する吸光度の勾配(勾配ベクトル)を決定する。複数の植物プランクトンおよびDOCが存在する水の吸光スペクトルはこれらの勾配ベクトルの線形結合であり、可視光域における吸光スペクトル強度値から重回帰分析により求められる係数により、それぞれの存在量を推定した。室内実験では、4種類の植物プランクトンを一定条件化で培養し、DOCを合わせて5種類のサンプルについて勾配ベクトルを決定した後、混合サンプルに対して重回帰分析を適用し、それぞれの量を推定することが確認された。さらに、異なる勾配ベクトル間の角度が大きいものほど推定誤差が小さくなることから、主成分分析による次元圧縮を行い、勾配ベクトルを3次元部分空間に展開することにより、この状況を可視化することができた。但し、難分解性溶存有機物の区別に対しては現段階では困難である。

在这项研究中，我们关注的是每种浮游植物因其所含色素不同而具有独特的色调，并根据吸收光谱分布的细微差异来估计样本水中所含浮游植物的类型。为此，我们提出了两步线性回归分析（TSLR）。此外，天然淡水中的主要着色成分是浮游植物及其尸体中溶解的有机碳以及颗粒悬浮物。两步线性回归方法假设含有这些各种藻类和溶解有机物的水的吸收光谱强度与其在每个波长区域的丰度具有一阶比例关系，确定吸光度与浓度（梯度矢量）的斜率。含有多种浮游植物和 DOC 的水体的吸收光谱是这些梯度向量的线性组合，并且使用由可见光范围内的吸收光谱强度值进行多元回归分析确定的系数来估计每种浮游植物的丰度。在实验室实验中，在一定条件下培养了四种类型的浮游植物，并结合DOC确定了五种类型样品的梯度向量后，对混合样品进行多元回归分析以估计每种的数量。证实此外，由于不同梯度向量之间的角度越大，估计误差越小，因此可以通过使用主成分分析压缩维度并将梯度向量扩展到三维子空间Ta来可视化这种情况。然而，现阶段很难区分持久性溶解有机物。