水体组分主要包括纯水、 非藻类颗粒物、 浮游藻类和有色可溶性有机物(colored dissolved organic matter,CDOM)，当太阳光辐射到水中，水体中各组分对太阳光有不同程度的吸收和散射. 水体的吸收系数作为水体主要的固有光学量之一，与水体组分及其浓度密切相关，是水体光学特性的主要决定因素，因此，在建立水质参数遥感反演的机制模型时，必须考虑水体的吸收特性.

目前，国内外已有许多学者对不同水域水体的吸收特性进行了研究，Babin等^[1]对欧洲部分沿海水域的浮游植物、 非藻类颗粒物和CDOM的吸收系数进行了测量与分析； Bricaud等^[2]对一类水体颗粒物和叶绿素a浓度变化进行分析，认为浮游藻类和非藻类颗粒物的吸收系数与叶绿素a浓度存在指数相关性； Allali等^[3]分析了赤道太平洋水域的浮游植物中叶绿素和光合活性色素吸收系数的空间变化； Blough等^[4]分析了加勒比海陆源输入的CDOM光谱特性及其S值与盐度的关系； 盖利亚等^[5]利用2007年11月三峡坝区水体的实测水色要素吸收系数数据，对总颗粒物、 浮游植物和CDOM的吸收系数特征进行了分析和研究； 乐成峰等^[6]根据实测的太湖梅梁湾水体组分吸收系数和水质参数，分析了水体中各组分在不同季节的吸收特性，并讨论了不同季节光谱吸收的主导因子； 施坤等^[7]对2009年4月太湖52个样点进行野外采样和室内分析，探讨研究了太湖水体浮游藻类的吸收系数的空间变化特征及其影响因素； 王长凤等^[8]对长江中下游三大淡水湖鄱阳湖、 太湖和巢湖进行5次野外实验，分析了长江中下游大型湖泊水体吸收特性； 张红等^[9]基于2009年9月滇池的野外采样数据，分析了滇池水体中光学活性物质的吸收特性及其空间分布、 与水体组分浓度的关系. 大量的研究表明，不同区域水体由于其水体组分所包含的成分、 浓度不同，导致其吸收特性有较大差别，需要分别加以研究.

河口为河流终点，即河流注入海洋或湖泊的地方. 就入海河口而言，它是一个半封闭的海岸水体，与海洋自由沟通，海水在其中被陆域来水所冲淡. 入海河口的许多特性影响着近海水域，且由于水体运动的连续性，测验方法和分析技术上的相似，往往把河口和其邻近海岸水体综合起来研究，因此它是海岸带的组成部分. 入海河口和其邻近海岸水体由于河流因素和海洋因素的共同作用，有着与内陆二类水体和开阔大洋水体不同的水体光学特征.

珠江口是三角洲网河和残留河口湾并存的河口，毗邻南海，作为近海水域，其吸收特性与内陆典型二类水体和开阔大洋水体的差别是一个值得研究的问题. 对于珠江口水体的吸收特性目前也有少量研究，如曹文熙等^[10]对悬浮颗粒物的吸收光谱及其区域模式进行了探讨，许晓强等^[11]对珠江口颗粒物吸收系数与盐度及叶绿素a浓度的关系进行了研究； 王桂芬等^[12]对珠江口一次藻华过程中水体总吸收系数和水色光谱的变化特性及其相互关系进行了研究. 但是这些研究都是针对个别水体组分或者典型的藻华过程，对正常情况下珠江口水体各组分光学特性的研究还比较欠缺.

本研究基于2013年7月珠江口实测数据，系统地分析了珠江口水体各组分的吸收特性，以期为珠江口水体光学特性及参数遥感反演模型的建立提供参考. 1 材料与方法 1.1 采样时间和点位

2013年7月在珠江口进行水样采集，样本分布如图 1所示. 共布置12个站点，连续采样3 d，共获得36个样本数据. 采集的样品放入存储箱内用冰保存，并于当天带回实验室进行分析处理，测定的参数包括总颗粒物浓度、 无机颗粒物浓度、 有机颗粒物浓度、 总颗粒物吸收系数、 叶绿素a浓度、 非藻类颗粒物吸收系数、 浮游藻类吸收系数、 CDOM 吸收系数. 删除测量失误的6个点，最后剩下30个样本用于研究.

图 1

Fig. 1

图 1 珠江口12个站点分布示意 Fig. 1 Distribution of the 12 sampling sites in the estuary of Zhujiang River

总颗粒物的吸收系数采用定量滤膜技术(QFT)测定^[13]，用直径为47 mm的GF/F滤膜(Whatman公司)过滤200~400 mL水样，在紫外分光光度计下测量滤膜上颗粒物的吸光度，用湿润程度相同的空白滤膜作为参比，并且以750 nm处吸光度为零点进行校正，总颗粒物的光谱吸收系数ap(λ)按下式计算得到：

非藻类颗粒物吸收系数的测量方法为用一定体积的次氯酸钠漂白水样中的藻类，漂白15 min后用上述同样的方法测定非藻类颗粒物的吸收系数ad(λ). 根据水体中各类物质吸收光谱的线性叠加原理，总颗粒物吸收系数减去非藻类颗粒物的吸收系数即为浮游藻类的吸收系数ap(λ).

CDOM吸收系数的测定采用0.22 μm的Millipore滤膜过滤已经过滤过颗粒物之后的水样，然后将CDOM水样放进比色皿中，用紫外分光光度计测定其吸光度，采样间隔为1 nm，然后根据Bricaud等^[14]的方法进行散射效应的校正，计算得到ag(λ).

叶绿素浓度测量采用陈宇炜等^[15]提出的浮游植物叶绿素a测定的“热乙醇法”进行测量，总颗粒物、 有机颗粒物、 无机颗粒物浓度的测量采用灼烧称重法. 1.3 负指数函数斜率的计算

非藻类颗粒物和CDOM的吸收光谱随波长的增加呈指数衰减，其光谱形态可以用负指数函数表示^[16]：

2 结果与分析 2.1 总颗粒物吸收特性

图 2是珠江口30个样本的总颗粒物吸收光谱曲线，从中可以看出，除了在675 nm附近有微弱的吸收峰以外，总颗粒物吸收系数随波长的增加呈指数衰减规律，不同样本的总颗粒物吸收系数变化较大. 在440 nm处总颗粒物吸收系数ap(440)的范围为0.55~7.21 m^-1，平均值为(2.67±0.32)m^-1，在675 nm处总颗粒物吸收系数a_p(675)的范围为0.08~0.85 m^-1，平均值为(0.34±0.04)m^-1，相应的总颗粒物浓度范围为4~62.4mg ·L^-1，平均值为23.68mg ·L^-1.

图 2

Fig. 2

图 2 总颗粒物吸收光谱曲线 Fig. 2 Absorption spectral curves of total suspended particles

从图 2中可以看到有4个样本的吸收光谱曲线明显高于其他样本，这4个样本分别为1号站点第1、 2 d数据,2号站点第2 d数据和4号站点第3 d数据. 表 1为1、 2、 4号站点3 d测量的总颗粒物浓度统计结果，光谱曲线较高的4个样本对应的总颗粒物浓度分别为48.8、 49.2、 62.4、 53.2 mg ·L^-1，明显高于其他26个样本的浓度. 1、 2、 4号站点3 d采样结果总颗粒物浓度均值高于30个样本的浓度均值23.7mg ·L^-1，同一站点不同采样时间得到的样本总颗粒物浓度有较大差别，这主要是由于不同时间风速风向以及水流速度的差异导致的.

表 1(Table 1)

表 1 1、 2、 4号站点总颗粒物浓度统计 Table 1 Statistics of total suspended particles concentrations at sites 1,2,4/mg ·L-1 站点 第1 d 第2 d 第3 d 平均值 1号 48.8 49.2 21.2 39.7 2号 38.5 62.4 24 41.6 3号 37.5 33 53.2 41.2

表 1 1、 2、 4号站点总颗粒物浓度统计 Table 1 Statistics of total suspended particles concentrations at sites 1,2,4/mg ·L-1

总颗粒物的吸收系数近似于非藻类颗粒物吸收系数与浮游藻类吸收系数之和，因此总颗粒物的吸收一般可以分为两种类型，第一种类型是非藻类颗粒物吸收主导，第二种类型是浮游藻类吸收主导. 图 3为ap(λ)、 ad(λ)和aph(λ)的平均吸收光谱曲线，从中可以看出，珠江口的总颗粒物吸收特征符合第一种类型，除了675 nm附近叶绿素吸收峰外，非藻类颗粒物的吸收系数远大于浮游藻类的吸收系数，总颗粒物的吸收光谱与非藻类颗粒物吸收光谱相似，吸收系数随波长增加呈指数衰减. 根据曹文熙等^[10]对珠江口悬浮颗粒物吸收特性的研究，第一种类型的样本主要分布在盐度介于15~27之间，咸淡水强烈混合的内河口，光谱类型沿河口羽流带逐渐过渡，到近海逐步变为第二种类型. 水体混合方式是驱动河口水体组分变化的重要驱动力，珠江口的盐淡水混合一般为缓混合型，并且本研究采集的样本多靠近内陆河流出口处，河流携带大量陆源性颗粒物，因此非藻类颗粒物的吸收特别强烈，成为总颗粒物吸收的主导因素，这与曹文熙等^[10]和许晓强等^[11]对珠江口总颗粒物吸收系数的研究一致. 另外，在河口海湾等近海水域，潮流对水体组分的输移和扩散也起到一定作用.

图 3

Fig. 3

图 3 总颗粒物、非藻类颗粒物与浮游藻类的平均吸收光谱曲线 Fig. 3 Average absorption spectral curves of total suspended particles,non-algal particles and phytoplankton

为了进一步分析珠江口非藻类颗粒物和浮游植物对总颗粒物吸收系数的贡献，本研究对所有样本非藻类颗粒物吸收系数和浮游藻类吸收系数在总颗粒物吸收系数中所占的百分比进行了统计分析. 图 4为珠江口水体30个样本的非藻类颗粒物和浮游藻类在PAR 波段内的平均吸收占总颗粒物平均吸收的比例，可以看出，非藻类颗粒物的吸收在总吸收中占主导地位，除了655~695 nm波段范围内浮游藻类吸收系数在总颗粒物吸收中所占比例高于非藻类颗粒物所占的比例，其余波段非藻类颗粒物吸收占总颗粒物吸收的比例都在50%以上. 非藻类颗粒物与浮游藻类对总颗粒物吸收的贡献是随波长变化的变量，非藻类颗粒物在短波波段的贡献要大于长波波段的贡献，并随波长的增加大体上呈降低趋势； 浮游藻类的贡献变化则相反. 675 nm附近是浮游藻类的吸收峰，主导了该波段范围内总颗粒物吸收系数的变化.

图 4

Fig. 4

图 4 非藻类颗粒物吸收和浮游藻类吸收对总颗粒物吸收的贡献率 Fig. 4 Contributions of non-algal particles and phytoplankton to theabsorption of total suspended particles

图 5为非藻类颗粒物的吸收光谱曲线，从中可以看出，非藻类颗粒物的吸收系数随波长的增加而逐渐减小，其光谱特征遵循指数衰减规律. 在短波波段各样本的吸收系数差别较大，当波长大于700 nm后，吸收系数趋于零. 在440 nm处非藻类颗粒物吸收系数ad(440)的范围为0.29~5.97 m^-1，平均值为(2.16±0.29)m^-1.

图 5

Fig. 5

图 5 非藻类颗粒物吸收光谱曲线 Fig. 5 Absorption spectral curves of non-algal particles

图 5中吸收光谱曲线明显高于其他样本光谱曲线的4个样本与上文总颗粒物吸收光谱曲线较高的样本一致，进一步说明了珠江口水体总颗粒物吸收为非藻类颗粒物主导型，光谱曲线较高的4个样本对应的非藻类颗粒物浓度分别为43.2、 42.8、 55.2、 50mg ·L^-1，高于30个样本的浓度均值19.5mg ·L^-1(表 2).

表 2(Table 2)

表 2 1、 2、 4号站点非藻类颗粒物浓度统计 Table 2 Statistics of the non-algal particles concentrations at sites 1,2,4/mg ·L-1 站点 第1 d 第2 d 第3 d 平均值 1号 43.2 42.8 16 34 2号 32.5 55.2 20.8 36.1 3号 33.5 26.5 50 36.7

表 2 1、 2、 4号站点非藻类颗粒物浓度统计 Table 2 Statistics of the non-algal particles concentrations at sites 1,2,4/mg ·L-1

利用 最小二乘法拟合得到Sd值的范围为0.012~0.0165，平均值为0.0136±0.0002. 表 3列举了部分内陆水域以及海洋沿岸水域非藻类颗粒物Sd值的研究结果^{[1,5,9,10,17]}，对比分析可知，珠江口及其他海洋沿岸水域的Sd值比三峡、 滇池、 太湖这些内陆水体的Sd值变化范围大，这主要是因为Sd值主要受非藻类颗粒物组成影响，不同水体非藻类颗粒的成分不同，珠江口及海洋沿岸水域不仅受内陆河流注入的影响，还受到一定程度的海洋潮流影响，盐水和淡水的混合导致非藻类颗粒物的来源及成分比较复杂，Sd值空间变化较大. 另外本研究的珠江口Sd值均值相对较大，说明非藻类颗粒物吸收系数衰减较快，而曹文熙等^[10]研究的珠江口及其临近水域冬季Sd均值为0.012，比本文对珠江口夏季水体的研究结果小，这说明不同年份不同季节同一水域的非藻类颗粒物组成和浓度的不同对吸收系数有一定的影响.

表 3(Table 3)

表 3 不同水域Sd值统计结果 [1,5,9,10,17]/nm-1 Table 3 Statistic results of Sd value in different waters/nm-1 区域 Sd值空间变化范围 Sd值均值 珠江口夏季(本研究) 0.012~0.0165(0.0045) 0.0136±0.0002 珠江口及其临近水域冬季 0.0101~0.0171(0.007) 0.0120±0.002 太湖春季 0.0114~0.0149(0.0035) 0.0122±0.0007 太湖梅梁湾夏季 0.0056~0.0090(0.0034) 0.0070±0.0008 滇池水域 0.01166~0.0144(0.00274) 0.0120±0.002 三峡坝区水域 0.01014~0.0128(0.00266) 0.0115±0.00155 亚得里亚海 0.0114~0.0168(0.0054) 0.0128±0.0011 大西洋 0.0089~0.0161(0.0074) 0.0124±0.0015 波罗的海 0.0114~0.0147(0.0033) 0.0130±0.0007 英吉利海峡 0.0093~0.0155(0.0062) 0.0117±0.0011 地中海 0.0104~0.0178(0.0074) 0.0129±0.0016 北海 0.0096~0.0134(0.0038) 0.0116±0.0007

表 3 不同水域Sd值统计结果 [1,5,9,10,17]/nm-1 Table 3 Statistic results of Sd value in different waters/nm-1

非藻类颗粒物的来源主要有陆源输入和浮游植物的降解两种，为了进一步分析珠江口非藻类颗粒物的来源，本研究以特征波段440 nm与675 nm为参考波段，对非藻类颗粒物的吸收系数和总颗粒物浓度、 叶绿素浓度的相关性进行了分析，结果如图 6所示. 从中可以看出，ad(440)和ad(675)都与总颗粒物浓度呈现较好的线性关系，而与叶绿素浓度的相关性较弱. ad(675)与叶绿素浓度的相关性和ad(440)与叶绿素浓度的相关性相比有所提高，ad(675)与总颗粒物浓度的相关性和ad(440)与总颗粒物浓度的相关性相比有所降低，这主要是因为675 nm是叶绿素的吸收峰，一定程度上影响了吸收系数与颗粒物浓度的相关性. 总的说来，珠江口水体非藻类颗粒物的主要来源是陆源性输入，浮游植物的降解对非藻类颗粒物的吸收影响不大.

图 6

Fig. 6

图 6 ad(440)、ad(675)与叶绿素浓度、 总颗粒物浓度的相关性 Fig. 6 Correlation between ad(440) & ad(675) and chlorophyll a & total suspended particles concentration

从图 7浮游藻类的吸收光谱曲线可以看出,440 nm附近由于叶绿素a的吸收出现吸收峰,450~550 nm处吸收系数大致随波长的增大而降低,490 nm附近的胡萝卜素β的吸收峰并不明显,550~650 nm之间浮游藻类吸收系数变化不大，少数样本在624 nm 处由于藻蓝素的吸收出现一个小峰值，该峰值是藻蓝素最显著的特征，也是反演藻蓝素浓度的理想波段，在675 nm由于叶绿素a的吸收出现了一个明显的峰值,700 nm以后便逐渐减小，在近红外波段可近似忽略. 个别样本在440 nm处的吸收峰不明显，呈现近似非藻类颗粒物的吸收光谱特征，根据赵巧华等^[18]的研究，部分浮游藻类吸收系数在400~520 nm范围内具有非藻类颗粒物吸收的特点是由于用色素提取法进行藻类提取时，将非藻类颗粒物中的其他色素一并提取，从而系统地放大了浮游藻类的吸收系数造成的，对于非藻类颗粒物来源丰富的大型浅水湖泊而言，其放大效应更为明显. 珠江口水体藻类含量较低，所以非藻类颗粒物吸收系数的放大现象可能成为部分样本在440 nm处浮游藻类吸收峰不明显的主要原因.

图 7

Fig. 7

图 7 浮游藻类吸收光谱曲线 Fig. 7 Absorption spectral curves of phytoplankton

图 7中吸收光谱明显较高的3个样本分别为1号站点第1、 2 d数据和2号站点第1 d数据，对应表 4叶绿素a浓度统计结果，这3个样本对应的叶绿素a浓度分别为29.3、 41.85、 41.78 mg ·m^-3，明显高于30个样本浓度均值.

表 4(Table 4)

表 4 1、 2号站点叶绿素a浓度统计 Table 4 Statistic results of chlorophyll a concentrations at sites 1,2 /mg ·m-3 站点 第1 d 第2 d 第3 d 平均值 1号 29.3 41.85 23.02 31.39 2号 41.78 8.45 14.65 21.63

表 4 1、 2号站点叶绿素a浓度统计 Table 4 Statistic results of chlorophyll a concentrations at sites 1,2 /mg ·m-3

aph⁽⁴⁴⁰⁾和aph⁽⁶⁷⁵⁾的范围分别为0.1368~1.5103 m^-1和0.0633~0.7451 m^-1，平均值分别为(0.5071±0.061)m^-1和(0.2177±0.0269)m^-1，相应的叶绿素浓度范围为2.09~41.85mg ·m^-3，平均值为9.39mg ·m^-3. 目前已有不少研究结果表明，由于受色素组成的影响，浮游植物吸收与叶绿素a 浓度的关系多数为非线性的. Bricaud等^[19]对马尾藻海、 河口与海湾、 地中海、 大西洋等海区的一类和二类水体数据的综合分析结果显示aph(443)与叶绿素a浓度存在很好的指数函数关系； 盖利亚等^[5]研究表明对于三峡坝区附近水体，多项式关系能较好地描述浮游植物吸收与叶绿素a的关系； 曹文熙等^[10]发现珠江口水体浮游植物吸收系数与叶绿素a浓度存在较好的幂函数关系； 李方等^[20]研究发现用指数函数描述石头口门水库6月和9月aph⁽⁴⁴⁰⁾和aph⁽⁶⁷⁵⁾与叶绿素a的关系均最佳.

图 8给出了珠江口水体30个样本在440 nm和675 nm处浮游藻类的吸收系数与叶绿素浓度的相关性，可以看出aph⁽⁴⁴⁰⁾与叶绿素浓度存在很好的多项式关系，决定系数为0.82. aph⁽⁶⁷⁵⁾与叶绿素a浓度存在很好的线性关系，决定系数为0.92. 675 nm处吸收系数与叶绿素a浓度的相关性比440 nm处的相关性要好，说明珠江口水体辅助色素对浮游藻类吸收系数的影响主要在短波波段，而长波波段叶绿素a的影响占主导地位.

图 8

Fig. 8

图 8 aph(440)和aph(675)与叶绿素浓度的相关性 Fig. 8 Correlation betweenaph(440)& aph(675) and chlorophyll a concentration

为了进一步分析珠江口水体浮游藻类的色素组成，采用440 nm处的吸收系数与675 nm处的吸收系数之比aph(440)/aph(675)来反映色素的组成情况，其值越大则辅助色素的比例就越高^{[7, 19, 20, 21]}. 本研究中aph(440)/aph(675)的值在1.2328~4.2909之间，平均值为2.4404±0.1269，比李方等^[20]研究的石头口门水库aph(440)/aph(675)的值稍高，低于王桂芬等^[21]研究的南海北部水体的值，也低于Sosik等^[22]、 Millán-Núez等^[23]在加利福尼亚湾流海区的研究结果. 王桂芬等^[21]研究表明该比值在外海的上层水体较大，而在近海岸水体较小，珠江口aph(440)/aph(675)值较小，辅助色素的比例较低，对浮游藻类吸收的影响较低，叶绿素a占主导地位，这主要是因为珠江口河口水体真光层深度一般比大洋水体浅，上层海水光照较弱，但营养盐含量丰富，该环境下浮游植物的色素细胞粒径较大，而且所含的辅助色素较少^[24].

色素组成的变化对浮游植物比吸收系数有着重要的影响，珠江口水体浮游藻类在440 nm和675 nm处的比吸收系数a_ph ^{* (440)}和a_ph ^{* (675)}的范围分别为0.0239~0.1876 m^-1和0.0106~0.0783 m^-1，平均值分别为(0.087±0.009)m^-1和(0.0359±0.003)m^-1，a_ph ^{* (440)}的变化范围比a_ph ^{* (675)}的变化范围大，同样表明辅助色素的影响主要集中在短波波段. 图 9为440 nm和675 nm处的比吸收系数a_ph ^{* (440)}和a_ph ^{* (675)}与叶绿素a的关系，可以看出比吸收系数随叶绿素a浓度的增加而减小，呈现幂指数衰减规律. 另外，比吸收系数的变化还受到多种因素的影响，如沿岸上升流、 对流、 盐淡水混合及复杂的光场分布等^[24].

图 9

Fig. 9

图 9 aph * (440)和aph * (675)与叶绿素a浓度的关系 Fig. 9 Correlation between aph * (440) aph * (675) and chlorophyll a concentration

CDOM的吸收主要集中在蓝光和紫外光波段，图 10为CDOM在240~450 nm的吸收光谱曲线，可以看出CDOM的吸收光谱呈现随波长的增加而减小的特点，没有明显的峰值和谷值,290 nm之后的吸收系数遵循指数衰减规律，而在紫外波段的吸收呈现明显的特征，在250~290 nm之间存在一个吸收肩，这与文献^{[25, 26, 27, 28]}的研究结果一致. 440 nm处的CDOM吸收系数ag(440)范围为0.0461~0.5067 m^-1，均值为(0.2794±0.0188)m^-1.

图 10

Fig. 10

图 10 CDOM吸收光谱曲线 Fig. 10 Absorption spectral curves of CDOM

马荣华等^[29]的研究认为不同波段范围的Sg值差异较大，相同波段范围内不同样本之间的Sg值差别较小，并表明通过分波段获取的Sg值具有较低误差. 为了使CDOM吸收参数化更为精确，本研究按照珠江口CDOM的吸收特征分段拟合Sg值. 图 11为标准化的CDOM吸收光谱曲线，它能够很好地避免CDOM浓度对光谱形态的影响^[25,27]. 根据曲线形态可以把整个光谱区间分成A(240~260 nm)、 B(261~290 nm)和C(291~450 nm)三段，并对这三段分别拟合CDOM吸收系数光谱斜率Sg值.

图 11

Fig. 11

图 11 CDOM标准化吸收光谱曲线 Fig. 11 Normalized absorption spectral curves of CDOM

图 12为珠江口水体CDOM吸收系数3 个波段范围内的光谱斜率Sg值，A段Sg值的范围为0.0157~0.0292 m^-1，均值为(0.0223±0.0004)m^-1； B段Sg值的范围为0.0116~0.0227 m^-1，均值为(0.0141±0.0004)m^-1； C段Sg值的范围为0.0124~0.027 m^-1，均值为(0.0176±0.0004)m^-1. 珠江口不同波段范围Sg值的大小分别为：A段>C段>B段，与施坤等^[25]对太湖水体的研究结果一致，说明CDOM在A段(240~260 nm)衰减得更快，这进一步反映了Sg值的取值与波段的选择有关.

图 12

Fig. 12

图 12 珠江口水体Sg值的空间分布 Fig. 12 Spatial distribution of Sg values in the estuary of Zhujiang River

根据De Haan^[30]、 Peuravuori等^[31]的研究，CDOM相对分子质量大小可以通过250 nm和365 nm处吸收系数的比值M值进行示踪，M值越大对应的相对分子质量越小. 而相对分子质量可以反映腐殖酸和富里酸在CDOM中的比例^[32]，腐殖酸的相对分子质量一般较大，而富里酸则较小. 因此M值越大，则CDOM中腐殖酸的相对含量越低，富里酸的相对含量就越高. 表 5为不同水体M值统计结果^[9,25]，相比较之下，本研究中珠江口水体M值比内陆水体M值小，说明珠江口水体的CDOM中腐殖酸含量较高. Helms等^[33]的研究表明，相对于高盐度海湾区中含有大量低分子量(<1000)富里酸的CDOM，低盐度的陆源CDOM含有大量的高分子量腐殖酸.

表 5(Table 5)

表 5 同水体M值统计结果 [9,25] Table 5 Statistic results of M values in different waters 项目 M值变化范围 M值均值 本研究 5.45~9.067 6.974±0.115 滇池 6.443~10.238 7.678±0.164 巢湖 8.57~15.22 10.6±1.57 太湖 6.94~9.88 8.66±0.088

表 5 同水体M值统计结果 [9,25] Table 5 Statistic results of M values in different waters

对Sg值和M值的相关性进行分析，结果如图 13所示. M值与A段的Sg值呈现较强的线性相关，决定系数为0.76，与B段的Sg值相关性为0.67，与C段的Sg值相关性最差，仅为0.54. 这说明并不是所有波长范围内的Sg值都对CDOM分子组成具有较强的敏感性，对于珠江口水体而言，A段的Sg值对CDOM分子组成最为敏感. 另外珠江口水体的Sg值与M值呈现正相关，Sg值越大，M值越大，富里酸含量越高，CDOM相对分子质量越小； 相反，Sg值越小，腐殖酸含量越高，CDOM相对分子质量越大，这进一步说明CDOM组成是影响Sg值的关键因素.

图 13

Fig. 13

图 13 Sg值和M值的相关性 Fig. 13 Correlation between Sg values and M values

水体的总吸收包括纯水吸收、 浮游藻类吸收、 非藻类颗粒吸收和CDOM吸收，由于纯水吸收是固定的，因此本节讨论水体各组分吸收贡献时不考虑纯水吸收. 图 14为珠江口水体30个样本浮游藻类、 非藻类颗粒物、 CDOM在440 nm处的吸收对总吸收的贡献率，可以看出非色素颗粒物吸收在总吸收中占主导地位，所有样本非藻类颗粒物吸收占总吸收的比例都在47%以上，其中最高占89%，最低占47%，平均占69%. 浮游藻类吸收对总吸收的贡献远小于非色素颗粒物，其所占比例最高为36%，最低位4%，平均为19%. CDOM吸收对总吸收的贡献最小，所有样本的贡献率都在30%以下，其中最高占28%，最低占2%，平均占12%. 由此可以看出，影响珠江口水体吸收特性的主要因素是非藻类颗粒物，浮游藻类和CDOM的影响较小，因为珠江口水体叶绿素浓度较低，而非色素颗粒物浓度较高，是总颗粒物的主要组成部分.

图 14

Fig. 14

图 14 440 nm处ad、aph、 ag对总吸收at的贡献率 Fig. 14 Contributions of non-algal particles,phytoplankton and CDOM to the total absorption at 440 nm

图 15为M值与CDOM吸收贡献率之间的关系，可以看出，M值越小，CDOM吸收贡献率越大，说明当CDOM中腐殖酸含量较高时，CDOM对水体总吸收的贡献大，相反腐殖酸含量较低时，CDOM对水体总吸收的贡献小.

图 15

Fig. 15

图 15 M值与CDOM吸收贡献率之间的关系 Fig. 15 Correlation between M values and contribution of CDOM total absorption

(1)珠江口的总颗粒物吸收特征为非藻类颗粒物主导类型，除675 nm附近有微弱的吸收峰以外，总颗粒物吸收系数随波长的增加呈指数衰减规律.

(2)非藻类颗粒物的吸收系数遵循指数衰减规律，其主要来源是陆源性输入，Sd均值相对较大，空间变化幅度与海洋沿岸水体类似，比内陆水体的Sd值变化幅度大，这是由于珠江口及海洋沿岸水域受内陆河流注入和一定程度的海洋潮流影响，河口盐水和淡水的混合导致非藻类颗粒物的来源及成分比较复杂.

(3)浮游藻类的吸收系数在440 nm和675 nm处出现叶绿素吸收峰，少数样本在624 nm 处由于藻蓝素吸收出现小峰值，部分样本在440 nm处的吸收峰不明显，呈现近似非藻类颗粒物的吸收光谱特征. 多项式关系能较好地表达aph(440)与叶绿素a浓度的关系，而aph(675)与叶绿素a浓度存在很好的线性相关，辅助色素对浮游藻类吸收系数的影响主要在短波波段，长波波段叶绿素a的影响占主导地位. 比吸收系数随叶绿素a浓度的增加而减小，呈现幂指数衰减规律.

(4)珠江口水体CDOM吸收系数在290 nm之后遵循指数衰减规律，在紫外波段250~290 nm之间存在一个吸收肩，按光谱特征分段拟合Sg值能够更好地表达CDOM吸收特性. 相对分子质量M值与A段(240~260 nm)的斜率Sg值呈现较强的正相关，珠江口水体的M值较小，CDOM中腐殖酸含量较高.

(5)珠江口水体非色素颗粒物吸收在总吸收中占主导地位，浮游藻类吸收对总吸收的贡献远小于非色素颗粒物，CDOM吸收对总吸收的贡献最小. 当CDOM中腐殖酸含量较高时，CDOM对水体总吸收的贡献大，相反腐殖酸含量较低时，CDOM对水体总吸收的贡献小.

(6)分析模型以水体光学传输机理为理论基础，通过建立固有光学量、 表观光学量和水体组分浓度之间的关系，模拟水中光场分布，进而构建水质参数遥感反演模型，是水质遥感监测的一种重要方法. 吸收系数作为固有光学量之一，是水质参数遥感反演模型构建的重要参数. 本研究系统地分析了珠江口水体组分的吸收特性，为珠江口水体水质参数遥感反演模型的建立提供了参考.