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1、熱帶海洋學(xué)報(bào)JOURNALOFTROPICALOCEANOGRAPHY2010年第29卷第2期:33—38細(xì)胞結(jié)構(gòu)對(duì)浮游植物光學(xué)特性的影響http://jto.scsio.a(chǎn)c.on;http://www.jto.a(chǎn)c.cn周雯1,曹文熙1,李彩1,王桂芬1,孫兆華1,趙俊1,2(1.中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東廣州510301;2.中國(guó)科學(xué)院研究生院,北京100039)摘要:藻細(xì)胞抽象為細(xì)胞質(zhì)和葉綠體構(gòu)成的兩層球體結(jié)構(gòu),結(jié)合Aden.Kerker散射理論,分析了藻細(xì)胞各物理屬性對(duì)其光學(xué)特性
2、的影響,同時(shí)也與均勻球體藻細(xì)胞的光學(xué)特性進(jìn)行了對(duì)比分析。分析結(jié)果表明,與均勻球體結(jié)構(gòu)相比,葉綠體為外裹層的細(xì)胞結(jié)構(gòu)將顯著增強(qiáng)其后向散射效率及后向散射比率,而葉綠體為內(nèi)核層的細(xì)胞結(jié)構(gòu)因打包效應(yīng)將削弱藻細(xì)胞的吸收效率;當(dāng)葉綠體為外裹層時(shí),細(xì)胞粒徑大小、葉綠體相對(duì)體積、葉綠體復(fù)折射率的虛部都對(duì)藻細(xì)胞的吸收效率會(huì)產(chǎn)生顯著影響;同時(shí),細(xì)胞粒徑大小和葉綠體復(fù)折射率實(shí)部是決定細(xì)胞后向散射效率和后向散射比率的兩個(gè)重要指標(biāo)。關(guān)鍵詞:細(xì)胞結(jié)構(gòu);兩層球體;Aden.Kerker理論:浮游植物;光學(xué)特性中圖分類(lèi)號(hào):P733.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章
3、編號(hào):1009.5470(2010)02.0033—06EffectsofalgalcellstructureontheopticalpropertiesofphytoplanktonZHOUWenl,CAOWen.xil,LICail,WANGGui.fenl,SUNZhao.hual,ZHAOJunl,2(1.LED,SouthChinaSeaInstituteofOceanology,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou510301,China;2.GraduateUniv.ofCh
4、ineseAcademyofSciences,Beij'ing10039,China)Abstract:Thealgalcellswerefirstsimplifiedastwo-layerstructureconsistingofcytoplasmandchloroplast,andbasedonAden-Kerkertheory,theinfluenceofphysicalpropertiesofalgalcellsontheiropticalpropertieswasthendiscussed.There—suit
5、swerealsocomparedwiththeopticalpropertiesofhomogenoussphericalalgalcells.Theyshowedthat,comparedtoho·mogenoussphericalcellstructure,thecellstructureswithchloroplastasouterwouldenhancethebackscatteringefficiencyfactorandbackscatteringratio,whilethecellstructurewit
6、hchloroplastascorewouldreducetheabsorptionefficiencyduetopackageefficiency;Forthealgalcellswithchloroplastasouter,thevariationsofcellsize,relativechloroplastvolumeandtheimaginarypartofrefractiveindexofchloroplastwouldhaveimportantinfluenceonabsorptionefficiencyof
7、algae;bothcellsizeandtherealpartofrefractiveindexofchloroplastwerethetwokeyfactorsforbackscattefingefficiencyandbackscat-teringratioofalgae.Keywords:cellstructure;two··layersphere;Aden—Kerkertheory;phytoplankton;opticalproperty浮游植物光學(xué)特性是海洋光學(xué)和海洋水色遙感科學(xué)研究和應(yīng)用的基礎(chǔ),其光學(xué)特性
8、的研究對(duì)水下光場(chǎng)分布、水色遙感算法、赤潮監(jiān)測(cè)以及浮游植物種群結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)等方面都有重要的理論及應(yīng)用價(jià)值【l-41。細(xì)胞結(jié)構(gòu)是影響浮游植物光學(xué)特性的重要因素之一【5l,更接近真實(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的描述將增進(jìn)對(duì)浮游植物光學(xué)特性的深入理解。散射理論是將浮游植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性聯(lián)系起來(lái)的重要橋梁。由于對(duì)藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)的了解非常有限,且均勻