浙南海域的赤潮生物

利用2002—2004年浙南海域浮游植物的多次调查资料,对发生在浙南海域常见的赤潮生物进行分析整理,为赤潮的常规监测和应急监测提供背景资料。共检测到47种赤潮生物,其中有8种曾发生过赤潮,浙南海域主要的赤潮生物有具齿原甲藻Prorocentrumdentatum、微小原甲藻Prorocentrummininum、米金裸甲藻Gymnodiniummikimotoi、夜光藻Noctilucascintillans、长耳盒形藻Biddulphiaaurita等。此外,布氏双尾藻Ditylumbrightwellii、圆海链藻Thalassiosirarotula、掌状冠盖藻Stephanopyxispalmeriana、小等刺硅鞭藻DictyochafibulafibulaEhrenberg以及一些角藻属种类等赤潮生物也存在潜在威胁。     

Red Tide Frequency Analysis Using the Extreme Value Theory

In recent years, the red tide erupted frequently, and caused a great economic loss. At present, most literatures emphasize the academic research on the growth mechanism of red tide alga. In order to find out the characters of red tide in detail and improve the precision of forecast, this paper gives some new approaches to dealing with the red tide. By the extreme values, we deal with the red tide frequency analysis and get the estimation of T-times red tide level U （T） , which is the level once the consistence of red tide alga exceeds on the average in a period of T times.     

2006年夏季渤海湾赤潮重点监控区的赤潮生物

2006年5月至8月渤海湾赤潮重点监控区共发生3次赤潮,引发赤潮的赤潮生物分别为赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、赤潮异弯藻-海洋卡盾藻(Heterosigma akashiwo- Chattonelta marina)、夜光藻(Noctiluca scintillans)。本文研究了赤潮生消过程中赤潮生物的变化和发展情况,揭示赤潮生物的生长特性及其危害,为赤潮的预警提供基础资料。     

2017年春、夏季黄海35°N共发的绿潮、金潮和赤潮

于2017年4月至6月，沿南黄海35°N断面出现了罕见的绿潮、金潮和赤潮等有害藻华共发现象。本研究通过现场定时定速拖网等方法，对黄海35°N断面不同站位的大型漂浮藻类进行了定量观测，并对赤潮区浮游植物进行了显微镜观察。结果表明：沿35°N断面的漂浮绿藻和马尾藻生物量具有明显的时空变化特征，4月下旬漂浮绿藻和马尾藻开始零星出现，5月下旬生物量和分布范围明显增加，在6月上旬达到最大，随后在6月下旬降低。漂浮绿藻和马尾藻的分布区域存在差异，120°30''—122°30''E为两者共同分布海域，向西以漂浮绿藻为主，向东则以马尾藻为主。分别于5月下旬和6月下旬在黄海35°N断面发现了1次米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）赤潮和1次赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）赤潮。基于现场获取的水文数据，本文对南黄海海域的环境条件及其对有害藻华分布的影响进行了讨论。沿35°N断面共发的绿潮、金潮和赤潮现象表明黄海海域正面临严峻的海洋生态问题，通过对该海域赤潮、金潮和绿潮的长期观测，可望揭示这些藻华灾害形成机制和演变规律，为针对性地开展有害藻华预报、预警和防控提供科学依据。     

中高空间分辨率宽波段光学卫星传感器参数赤潮探测影响研究

中高空间分辨率宽波段光学卫星已成为赤潮监测的主要数据源,但与水色卫星传感器不同,中高空间分辨率卫星传感器主要面向陆地应用,其波段数量少、宽度大,由此对赤潮探测带来的影响尚待研究。为此,本文基于不同优势种赤潮实测高光谱数据、时空同步的GF-1 WFV2、GF-1 WFV3传感器影像、Sentinel-2A MSI传感器影像及GF-6 WFV传感器影像,探究了波段设置、光谱响应函数、信噪比及空间分辨率对赤潮探测的影响,并分析了红边波段赤潮探测优势。结果表明:波段设置对赤潮探测影响大,特别是红光波段和红边波段的中心波长和波段宽度;波段设置相同的情况下,赤潮探测精度受光谱响应函数的影响大,受信噪比的影响较小;空间分辨率对赤潮探测的影响较大,空间分辨率的提升有助于提高赤潮探测的精度。红边波段赤潮探测实验表明,较之红光波段,基于红边波段的赤潮探测具有明显的优势,平均F1-Score提高了11%。本文的研究结果一方面可为赤潮中高空间分辨率卫星探测的数据选取提供理论依据,另一方面可为中高空间分辨率卫星传感器的设计提供参考。     

<Emphasis Type="Italic">Cochlodinium polykrikoides</Emphasis> red tide detection in the South Sea of Korea using spectral classification of MODIS data

To distinguish true red tide water (particularly Cochlodinium polykrikoides blooms) from non-red tide water (false satellite high chlorophyll water) in the South Sea of Korea, we developed a systematic classification method using spectral information from MODIS level products and applied it to five different harmful algal bloom events. Red tide and nonred tide waters were classified based on four different criteria. The first step revealed that the radiance peaks of potential red tide water occurred at 555 and 678 nm. The second step separated optically different waters that were influenced by relatively low and high contributions of colored dissolved organic matter (CDOM) (including detritus) to chlorophyll. The third and fourth steps discriminated red tide water from non-red tide water based on the blue-to-green ratio in areas with lower and higher contributions of CDOM to chlorophyll, respectively. After applying the red tide classification (using the four criteria), the spectral response of the red tide water, which is influenced by pigment concentration, showed different slopes for the blue and green bands (lower slope at blue bands and higher slope at green bands). The opposite result was found for non-red tide water, due to decreasing phytoplankton absorption and increasing detritus/CDOM absorption at blue bands. The results were well matched with the discoloration of water (blue to dark red/brown) and delineated the areal coverage of C. polykrikoides blooms, revealing the nature of spatial and temporal variations in red tides. This simple spectral classification method led to increase user accuracy for C. polykrikoides and non-red tide blooms (>46% and >97%) and provided a more reliable and robust identification of red tides over a wide range of oceanic environments than was possible using chlorophyll a concentration, chlorophyll anomaly, fluorescence analysis, or proposed red tide detection algorithms.     

服务于赤潮高精度快速检测的决策树RX高光谱遥感算法

本文应用辽东湾鲅鱼圈研究区赤潮高光谱遥感数据,针对互信息RX(Reed-Xiaoli)和传统相关系数RX等单源算法赤潮检测结果不稳定,可能出现漏检和误检的问题,提出基于互信息和相关系数的决策树RX赤潮高精度检测模型,结果表明:与单源算法相比,决策树RX算法赤潮高光谱遥感检测得到的ROC曲线较稳定;与经典的非监督和监督遥感分类算法相比,决策树RX算法的错分情况明显减少,检测精度较高,总体精度达96%以上;子空间划分得到的特征波段组合,能够在不降低赤潮检测精度的前提下,检测速度提高3倍;耀斑抑制后数据1的特征波段组合赤潮检测总体精度提高了1.82%。     

几种海洋溶藻菌溶藻效果研究

选择海南三亚红沙港易发赤潮--塔马亚历山大藻(Alexandriumtamarense)和中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)做为实验藻类,从三亚红沙港海域筛选的海洋细菌中分离出一株溶藻细菌,编号为B7和已发现具有抑藻作用的:恶臭假单胞菌、铜绿假单胞菌、巨大芽孢杆菌作为实验材料与两种藻共同培养表现的牛态关系的差异性.结果表明:在实验室条件下,分别在藻细胞生长的延滞期和指数期加入细菌过滤液,发现4种海洋细菌的过滤液对两种藻生长有不同的抑制作用效果.同时文中对海洋细菌抑藻作用机理、赤潮的生物防治可能性进行了讨论.     

封闭环境中赤潮发生过程的数学模纵

基于有连续注入营养基的培养室内微生物的连续培养模式,提出一种描述在封闭环境中赤潮发生过程的藻类生长的营养动力学模型。对4种不同形式的营养增长函数,讨论了营养物质增长速度对藻类生长的影响效果。利用微分方程定性分析方法,探讨了一次赤潮发生过程4个阶段的数学模拟问题,并给出具体划分4个阶段的数值计算方案。     

福建九龙江口秋茄红树林鹧鸪菜几种营养元素含量的季节变化

研究了福建九龙江口秋茄(Kandelia candel)红树林潮间带的红藻鹧鸪菜(Caloglossa leprieurii)的氮、磷、钾、钠、钙与镁6种营养元素含量的季节变化。氮、磷、钾与钠均以春季含量最高；钙与镁分别以秋季和冬季最高。氮与磷含量冬季最低，钾含量秋季最低；钠、钙、镁均以夏季含量最低，6种元素含量的季节变化模式不一致。营养元素含量的季节变化表明鹧鸪菜春季富集的营养物质较多，与春季有较高的生物量一致。营养元素含量的季节变化反映了鹧鸪菜的生长与环境因子的季节变化。鸥鸪菜的氮、磷含量高于土壤含量。并明显高于水体氮、磷含量，说明鹧鸪菜能强烈富集环境中的氮、磷，因此鸥鸪菜类的大型藻类的存在可能是红树林区赤潮极少发生的原因之一。     

有毒赤潮藻及其毒素的危害与检测

海洋中可引发赤潮的藻类约有300种,其中有毒赤潮藻为80种左右。现已知道的赤潮藻主要毒素有麻痹性贝毒、腹泻性贝毒、记忆缺失性贝毒、神经性贝毒、西加鱼度和溶血性毒素,前5种毒素的结构已经基本得到证实。有毒赤潮藻的毒素可以在海洋生物体内积累,人类误食含有藻毒素的食品时可能中毒,严重者还可能死亡。海洋有毒赤潮藻及其毒素的检测已经成为当今全球赤潮研究和监测的重要内容之一,可以通过形态学分类方法、分子生物学技术(遗传探针)和免疫学检测技术对有毒赤潮藻进行检测;可以通过生物学、物理化学检测方法和神经受体结合、免疫学检测技术对赤潮藻毒素进行检测。     

基于T-S模糊神经网络的信息融合在赤潮预测预警中的应用

基于T-S模型的模糊神经网络不但具有模糊逻辑和神经网络两者的优点,又具有很好的学习能力。将基于T-S模型的模糊神经网络的信息融合算法应用在赤潮的预测预警中,研究各种理化因子与赤潮藻类浓度间非线性对应规律和有效预测赤潮藻类浓度。仿真实验表明这种方法具有有效的赤潮预测预警功能。     

厦门西海域一次中肋骨条藻赤潮与水文气象的关系

采用常规水文气象观测与赤潮现场监测相结合的方法,探讨厦门西海域一次中肋骨条藻(Skeletonema costatum)赤潮的形成与水文气象的关系。结果表明,赤潮发生前,水温、盐度、气压、风速风向和潮汐的变化对赤潮生物的生长繁殖和积累产生重要的正面影响,从而促使该赤潮的发生。     

基于深度置信网络(DBN)的赤潮高光谱遥感提取研究

赤潮是严重的海洋灾害,有效监测赤潮对于保护海洋生态环境具有重要意义。高光谱遥感具有光谱分辨率高、图谱合一等优势,适合于海洋赤潮监测。深度学习是机器学习领域的前沿,为高光谱遥感分类提供了新的思路。深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)兼具监督分类与非监督分类的特点,通过构建DBN模型,将DBN应用于赤潮灾害遥感监测中,应用渤海机载高光谱遥感数据开展赤潮分类,以达到提取高光谱图像中赤潮水体范围的目的。通过设置对照实验,对比经典的SVM监督分类方法与ISODATA非监督分类方法,发现DBN模型在相同实验条件下具有更高的分类精度,赤潮遥感提取精度提高了3%～11%。     

分子生物学技术在赤潮毒素分析监测中的应用

有毒赤潮事件的频繁爆发,不仅对海洋生物及自然资源造成了极大的危害,还严重威胁到公众健康。因此,各国都在积极寻求快速灵敏的检测方法,加强对赤潮毒素的分析及监测。现代分子生物学技术的发展为新型快速检测方法的建立提供了可能。对利用分子生物学技术对赤潮毒素进行检测的几种方法——全细胞PCR法、DNA探针法及信使基因细胞受体法进行了讨论。这些新技术旨在检测出环境中的痕量赤潮毒素和有害生物,杜绝赤潮毒素或有毒藻进入到食物链,从而最大限度保护公众健康、水环境及自然资源。     

治理赤潮的化学方法

治理赤潮的化学方法分为直接灭杀法、凝聚剂沉淀法和天然矿物絮凝法。比较而言,天然矿物絮凝法具有成本低、无污染等优点,是目前国际上较重视的开发应用方法。     

大鹏湾夜光藻赤潮发生要素的结构分析

根据１９９０－１９９２年期间对大鹏湾所发生的夜光藻赤潮的大量研究资料，从气象，海况，化学，生物等４方面筛选出大鹏湾夜光藻赤潮发生环境的２２种基本要素，并利用演绎结构模拟（ＩＳＭ）方法，分析各要素之间的直接（因果）关系和间接关系，推导出大鹏湾夜光藻赤潮发生要素的整体关联结构图，从６个先后层次上层上直观地反映出赤发生的全过程。为建立赤潮发生机理的动态数学模型打下基础，且可为研制赤潮预报系统提供若干参考     

广西北部湾海域赤潮演变趋势分析及其防控思路

伴随广西北部湾经济区的建立与开发,北部湾海域污染加剧,赤潮灾害愈发严重。文章综述1984—2015年广西北部湾海域赤潮演变趋势,结果表明:①赤潮发生频率和发生面积逐年增加;②赤潮种类呈现增多趋势。通过分析赤潮演变趋势,提出防控的思路:①加强广西北部湾入海流域及沿海地区污染防治和近岸海域环境保护;②利用生物技术进行赤潮生物防控;③加强科技支撑和提升赤潮科学研究能力。     

夜光藻的营养动力学

从饵料，外界营养条件和离子变动的角度研究了夜光藻的营养动力学。结果表明，夜光藻与基饵料之间存在类似米氏方程的定量关系，外界离子变动可以影响夜光藻的重量活动，并提出了夜光藻赤潮形成的生化聚集机制。     

应用遗传神经网格方法分析赤潮监测数据

简要介绍了遗传神经网络方法的原理 ,探讨了应用遗传神经网络方法研究辽东湾海域丹麦细柱藻 (Leptocylindrusdanicus)赤潮与其环境因子之间的关系 ,计算了各环境因子对丹麦细柱藻赤潮的贡献。结果表明 ,温度、盐度、DIN的变化对研究海域丹麦细柱藻种群密度的增长有比较重要的影响 ,DIN是营养限制因子。遗传神经网络是分析赤潮监测数据的有效方法 ,值得进一步探索