Дистанционная оперативная оценка трофического статуса Таганрогского залива по данным спектрометрической съёмки
Исследования проводили во время двух экспедиций на судне НИС «Профессор Панов» ЮНЦ РАН в марте и июне 2016 г. на 50 станциях в Таганрогском заливе и дельте Дона, в основном в зоне смешения речных и морских вод (Рисунок 1).
Спектры яркости и коэффициента спектральной яркости получали портативным малогабаритным спектрометром S41, производства фирмы «SolarLS». Спектральный диапазон прибора – 389–808 нм, спектральное разрешение 1.8 нм, яркость восходящего от воды излучения одновременно регистрируется в 512 каналах с помощью многоканального детектора фирмы Hamamatsu. Диспергирующий элемент – дифракционная решетка. Перед объективом спектрометра расположена трубка Гершуна (коллиматор со сменными насадками, позволяющими реализовать угловое расхождение объектива от 1° до 14°)
Последовательность проведения спектрометрических измерений изложена в работе (РД 52.24.729-2010). Съемку проводили в дневное время. Первичную спектрометрическую информацию считали пригодной для дальнейшей обработки в том случае, когда для эталона отношение яркости, измеренной при длине волны 665 нм, к яркости, измеренной при длине волны 533 нм, находилось в диапазоне 0.5–0.55. Для исключения случайных погрешностей в съёмке, каждый спектр восходящего излучения и эталона снимали не менее 5-7 раз.
Синхронно с проведением спектрометрической съемки непосредственно с участка водного объекта, попадающего в поле зрения спектрометра, с глубины около 0.5 м отбирали пробы воды. Фильтрование проб для последующего определения СХЛа и фиксацию проб для определения состава фитопланктона проводили во время перехода между станциями. Фильтры подсушивали, укладывали в чашку Петри и помещали в морозильную камеру для последующего анализа в лабораторных условиях.
Получено более 300 спектров яркости восходящего излучения на 50 станциях (Рисунок 1), по которым рассчитывали СКСЯ (Таблица 1).
Внимание! Для увеличения изображения кликните по его иконке в таблице 1.
К полученным СКСЯ применяли следующие методы (Таблица 1):
1) экспертный экспресс-метод оценки состояния ВО по (Сухоруков Б.Л. и др., 2017; Р 52.24.844-2016) – спектры сгруппированы по категориям (Рисунок 2 и Рисунок 3);
2) расчетный метод по биооптической модели (1) для оценки концентрации хлорофилла а (СХЛа) по (Gilerson, A. et al., 2010):
| СХЛа = [(ρ 708 / ρ665)×35.75 - 19.30] 1.124 | (1) |
3) расчетный метод по биооптической модели (2) для оценки концентрации фикоцианина (СФЦ) по (Mishra S., Mishra D.R., 2014):
| СФЦ = [(ρ629-1 - ρ659-1) × ρ724]× 476.33 + 96.16 | (2) |
Также приведены оценки СХЛастандартным аналитическим методом (Ritchie R.J., 2008).
| Станция | Дата | Концентрация, мг/м3 | СКСЯ | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Категории (ΔСХЛа)1) | СХЛа2) | СХЛа3) | СФЦ4) | |||
| м4р | 28.03.2016 | II (3-10) | 4,3 | 16,5 | 74,1 |  |
| м3р | 28.03.2016 | II (3-10) | 3,2 | 15,7 | 66,1 |  |
| м1 | 29.03.2016 | II (3-10) | 3,9 | 14,3 | 72,1 |  |
| м2 | 29.03.2016 | III (10-30) | 7,3 | 17,5 | 62,6 |  |
| м3 | 29.03.2016 | III (10-30) | 27,9 | 26,3 | 48,1 |  |
| м8 | 29.03.2016 | IV (15-57) | 13,2 | 36,7 | 42,6 |  |
| м9 | 29.03.2016 | V (33-120) | 37,9 | 47,7 | 13,8 |  |
| м15 | 29.03.2016 | IV (15-57) | 58,4 | 50,4 | 6,8 |  |
| м16 | 29.03.2016 | V (33-120) | 64,5 | 47,2 | 22,8 |  |
| м20 | 29.03.2016 | IV (15-57) | 51,6 | 43,9 | 26,9 |  |
| м21 | 29.03.2016 | IV (15-57) | - | 48,1 | 15,1 |  |
| м25 | 29.03.2016 | IV (15-57) | 48,7 | 49,6 | 8,1 |  |
| м31 | 29.03.2016 | IV (15-57) | 58,1 | 58,5 | -7,3 |  |
| м34 | 29.03.2016 | V (33-120) | 48,1 | 68,3 | -38,1 |  |
| м40 | 29.03.2016 | IV (15-57) | 38,9 | 45 | 17,3 |  |
| м39 | 29.03.2016 | III (10-30) | 64,2 | 35,8 | 33,9 |  |
| м23 | 30.03.2016 | III (10-30) | - | 48,7 | 0,5 |  |
| м19 | 30.03.2016 | IV (15-57) | - | 53,2 | 8,9 |  |
| м17 | 30.03.2016 | IV (15-57) | - | 49,3 | 8,6 |  |
| м18 | 30.03.2016 | IV (15-57) | 32,7 | 48,1 | 21,1 |  |
| м14 | 30.03.2016 | IV (15-57) | - | 48,1 | 3,2 |  |
| м13 | 30.03.2016 | IV (15-57) | - | 48,4 | 8,4 |  |
| м11 | 30.03.2016 | IV (15-57) | - | 35,5 | 29,3 |  |
| м12 | 30.03.2016 | IV (15-57) | 42,1 | 39,7 | 22,8 |  |
| р. Дон | 26.03.2014 | III (10-30) | 22,8 | 22,8 | 47,3 |  |
| р. Дон | 05.04.2016 | III (10-30) | 24,3 | 21,3 | 46,6 |  |
| и0 | 28.06.2016 | III (10-30) | - | 21,9 | 64,1 |  |
| и1 | 28.06.2016 | III (10-30) | 23 | 25,1 | 71,1 |  |
| и2 | 28.06.2016 | III (10-30) | 14,1 | 17,9 | 58 |  |
| и3 | 28.06.2016 | V (33-120) | - | 45,7 | 68,8 |  |
| и4 | 28.06.2016 | V (33-120) | 54,7 | 48,2 | 50,4 |  |
| и59 | 28.06.2016 | V (33-120) | - | 54,6 | 14,9 |  |
| и58 | 28.06.2016 | V (33-120) | - | 47,8 | 37 |  |
| и57 | 28.06.2016 | IV (15-57) | - | 27,5 | 58,9 |  |
| и54 | 28.06.2016 | VI (>75) | 174,5 | 76,6 | 98,2 |  |
| и52 | 28.06.2016 | VI (>75) | - | 48,9 | 65,1 |  |
| и33 | 29.06.2016 | IV (15-57) | 36,1 | 34 | 69,7 |  |
| и32 | 29.06.2016 | V (33-120) | - | 43,2 | 74,6 |  |
| и31 | 29.06.2016 | IV (15-57) | - | 39,6 | 61,6 |  |
| и15 | 29.06.2016 | IV (15-57) | 17,7 | 23,3 | 55,8 |  |
| и16 | 29.06.2016 | III (10-30) | - | 12,3 | 42,9 |  |
| и18 | 29.06.2016 | II (3-10) | - | 11,2 | 51,4 |  |
| и19 | 29.06.2016 | III (10-30) | 8,3 | 13,5 | 46,6 |  |
| и20 | 29.06.2016 | III (10-30) | - | 19,6 | 56,4 |  |
| и21 | 29.06.2016 | IV (15-57) | 18,5 | 30 | 64,5 |  |
| и22 | 29.06.2016 | IV (15-57) | - | 36,4 | 74,8 |  |
| и23 | 29.06.2016 | V (33-120) | 46,2 | 58,7 | 123,6 |  |
| и41 | 30.06.2016 | V (33-120) | 62,6 | 59,3 | 139 |  |
| и40 | 30.06.2016 | V (33-120) | - | 45,7 | 71,2 |  |
| и10 | 30.06.2016 | V (33-120) | - | 39,9 | 83,1 |  |
| и37 | 30.06.2016 | V (33-120) | - | 42,7 | 73,5 |  |
| и7 | 30.06.2016 | V (33-120) | 66,3 | 66,5 | 95,8 |  |
| р. Дон | 06.07.2016 | III (10-30) | 5,1 | 12,5 | 71,8 |  |
| р. Дон | 06.07.2016 | III (10-30) | 15,2 | 28,6 | 56,7 |  |
Примечание: 1) категории СКСЯ по (Сухоруков Б.Л. и др., 2017), в скобках указан диапазон СХЛа, 2) СХЛа, определенная аналитическим методом, 3) СХЛа, рассчитанная по формуле (1), 4) СФЦ, рассчитанная по формуле (2). Номера станций соответствуют рисунку 1.
