加拿大，不列颠哥伦比亚省，维多利亚，天鹅湖
光线穿透水体对湖泊生态系统中浮游植物和大型植物的光合作用至关重要。在富营养化系统（富含磷酸盐和硝酸盐等营养物质的湖泊）中，藻华往往会阻碍光线穿透，从而降低生物体产生溶解氧 (DO) 的潜力。溶解氧的下降会导致缺氧，最终导致鱼类大量死亡。为了更好地理解光线穿透与光合产氧之间的关系，我们使用 Thunder Optic R 型光谱仪测量了光强度及其成分频率与水深的关系。这些实验是在加拿大不列颠哥伦比亚省维多利亚市的一个小湖天鹅湖（9.3 公顷）进行的。光谱仪的配置适用于现场操作（图 1），即将一根光纤电缆放入水体中，直至到达不同的深度。在这些深度，使用 Spectragryph 软件采集光谱样本，并比较频率变化和强度随深度的变化。在此过程中，还使用手持式 YSI ODO Pro 探头以相同的深度间隔收集 DO 数据。
图 1. 用于水生光穿透研究的 R 型光谱仪的现场配置。
试验结果表明，光照强度与溶解氧浓度之间存在很强的相关性。图2展示了两个不同试验日期的光谱和溶解氧浓度的汇总图。图中标出了每个深度的光谱曲线，并用彩色分光镜条带直观地展示了该深度的光照情况。对每个深度的光谱曲线进行了面积积分，并与溶解氧浓度一起绘制，结果显示，随着光照强度的降低，溶解氧浓度也会降低。
图 2. Thunder Optics 的 R 光谱仪的光谱与深处的 DO 的比较。
这些实验于2019年开展，目前正在为2021年野外作业季进行更全面的采样做准备。在水生系统中，硅藻、蓝藻、鞭毛虫和绿藻等生物的演替呈现季节性。有些生物形成表面藻垫，有些则悬浮在水体中。每种生物利用阳光和产氧的能力各不相同，光吸收率和反射率也各有不同。这些光学差异已从下拉式相机图像中观察到（图3）。为了补充2021年野外作业季光谱仪获取的数据，我们将在5月至10月的采样间隔内采集水样，以确定优势物种。
图 3. 2020 年下拉相机图像，显示光线和 DO 的季节性变化。
苏州长显