遥感海洋初级生产力的生物－地理动力学问题

卫星遥感为大尺度海洋观测提供了一种可行方法。卫星资料应用于海洋初级生产力研究中最重要的是建立由海洋水色遥感资料得出的色素浓度计算初级生产力的合适算法。由于植物生理学方面的问题，建立一个合适的初级生产力算法有一定的困难。了解和确立水体中浮游植物的生理速率参数与分布结构动态是必要的。本文在分析水下光场和藻类光合作用光谱响应基础上，阐述了海洋初级生产力遥感中的生物－地理动力学问题。     

海洋初级生产力的遥感研究进展

近年来，海洋初级生产力的遥感反演成为科学界研究的热点问题之一．海洋初级生产力的遥感模型发展迅速．本文综述了海洋初级生产力遥感历史、近几年海洋初级生产力遥感估算模型的新发展和各种模型的局限性．结合各种初级生产力模型，讨论了模型建立所需要的参数；并讨论了初级生产力遥感的主要发展趋势，即根据各个海区的生物一光学特性，对初级生产力参数的估算将越来越区域化．     

基于VGPM的中国近海净初级生产力的时空变化研究

海洋初级生产力对影响全球碳循环有显著作用,在一定程度上控制着海–气界面CO2的交换,是全球气候变化中的重要课题。随着科学技术的发展,卫星遥感资料已经被广泛地应用于海洋初级生产力研究,文章利用中等分辨率成像光谱仪(MODIS)卫星遥感传感器资料(2003—2014年)分析我国近海海域海洋净初级生产力在近十几年的月度、季度、年度变化趋势,以期对相关研究提供参考。     

我国获得美国海星号卫星资料免费接收权

我国获得美国海星号卫星资料免费接收权海洋水色遥感是利用航天或航空传感器上对海洋水色敏感的电磁波来监测海水叶绿素浓度、悬浮泥沙浓度以及海水污染浓度等海洋水色因子，用以评估海洋初级生产力、河口海岸泥沙运输量及过程、海水有害物质含量以及污染源和污染范围，进...     

海洋水色遥感及Landsat—5TM数据在海南岛东部海域水色分析中的应用

海洋水色反映了水中物质的不同含量，卫星遥感技术的发展使得应用可见光传感器监测大范围海洋水色的变化成为可能，而且由于影响水色的主要物质：叶绿素、悬浮泥沙、黄色物质等在估算初级生产力、泥沙迁移、海洋水质的重要作用，水色遥感已越来越为国内外海洋学家所关注。本文在叙述海洋水色遥感的基本原理，发展概况之后，介绍了应用陆地卫星Ｌａｎｄｓａｔ的专题绘图仪ＴＭ数据对海南海域进行水色遥感的工作，包括现场数据采集，卫     

北冰洋卫星水色遥感观测能力评价与展望

卫星水色遥感是研究北冰洋海洋生态系统及其气候变化响应的重要技术手段。本文从北冰洋卫星水色遥感产品的时空覆盖及其制约因素分析入手,通过剖析北冰洋遥感反射率、叶绿素a浓度、初级生产力等卫星关键水色产品的定量化水平及不确定性来源,凝练了未来需突破的若干关键技术。(1)7～8月是一年之中北冰洋卫星水色遥感产品空间覆盖率最高的时段(约为56%～62%),而每年10月至来年3月则不足20%,海冰覆盖(9月影响最小)、云雾干扰(4～8月影响最为严重)、低光照(9月至来年3月影响最为严重)是主要的制约因素,多星融合可在一定程度上提高水色产品的空间覆盖率。(2)4～6月是北冰洋卫星遥感反射率产品精度最高的时段,高质量数据的占比可达82%,其次为1～3月和7～9月(75%),10～12月最低(57%);基于半分析算法的溶解有机物浓度卫星遥感反演精度较高(误差约为12%),而卫星标准叶绿素a浓度产品则存在低值区高估、高值区低估的问题(相对误差为82%～112%);初级生产力遥感产品存在明显不确定性,叶绿素a浓度及其垂向分布、藻类光合作用参数等是主要的不确定性来源。(3)提升北冰洋水色遥感观测能力需突破以下关键科学技术问题:(1)高纬度海域卫星水色遥感资料的高精度处理方法;(2)基于北冰洋水体光学特性的高精度区域性水色反演模型;(3)多星协同的北冰洋水色观测技术;(4)协同卫星遥感与无人移动观测的北冰洋环境监测技术;(5)北冰洋海洋光学性质的参数化模型构建。     

海洋水色卫星与水色遥感发展趋势

海洋水色卫星通过海洋水色遥感器探测浮游生物色素、悬浮泥沙和溶解有机物等海洋水色主要参数,从中提取海洋初级生产力、水团、流系、锋面、涡漩、上升流、沿岸水质、海洋渔场状况等海洋环境信息,基本可以满足海洋开发和全球环境研究的大部分需要。 1 频繁的国际海洋水色卫星发射 据不完全的统计,从1995年至2001年,各国已发射和计划发射的用于海洋水色探测的卫星有10余颗。现已知列入发射计划的有:     

利用SeaDAS从SeaWiFS卫星数据反演中国东海叶绿素浓度

卫星海洋遥感反演海中叶绿素浓度,对海洋初级生产力估算及赤潮预报均有重要意义.本文介绍了SeaWiFS卫星传感器业务化算法OC4,利用SeaDAS软件反演中国东海叶绿素浓度,并与东海同步现场数据进行验证.结果表明:利用SeaDAS方法计算的东海叶绿素含量与实测含量之间具有较好的相关性,但总体上计算值要高于实际测量值;东海叶绿素含量具有分带性,河口、近岸海域高,中陆架次之,外陆架最低,这种发育特点与该海域的陆源营养盐输入、海洋动力系统有着显著的关系.     

南海真光层深度的遥感反演

海水真光层是指海洋浮游植物进行光合作用的水层,海水真光层深度的反演有利于对海洋初级生产力的估算。介绍了真光层深度的遥感反演算法,并根据实测资料,通过经验拟合得到南海海水真光层深度与海水漫衰减系数Kd(490)的关系:zeu=2.784/Kd(490)。经过与实测资料的对比发现,与其它通过叶绿素估算真光层深度的算法相比,本算法的精度明显提高。利用遥感估算的Kd(490)数据计算2003年南海的真光层深度,结果表明,南海陆源营养成分的输入以及南海环流是影响南海真光层变化的主要因素。     

东海南部海洋净初级生产力与鲐鱼资源量变动关系的研究

海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量,我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果,但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样,将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼(Scomber japonicus)捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系,探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明,净初级生产力与标准化CPUE(Catch Per Unit Effort)不存在显著的线性关系(P>0.05),但呈显著非线性关系(P<0.05),且这种非线性关系表现为倒抛物线,即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高,但当净初级生产力进一步增加,鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制,但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。     

海洋浮游植物初级生产力及碳生物量的检测技术研究进展

浮游植物是海洋生态系统中的主要初级生产者，构建海洋食物网、生物泵和元素循环（包括碳循环、氮循环和硅循环等）的基石。因此，海洋生态系统中的元素循环和能量流动均与浮游植物的生长和代谢息息相关。海洋碳循环是全球碳循环的关键环节，也是全球生态系统中生物地化循环的重要组成部分。尽管浮游植物在海洋碳循环中起着至关重要的作用，但是直接测定浮游植物的初级生产力和碳生物量依旧受到传统技术和方法的限制。本文详细介绍了有关浮游植物初级生产力和碳生物量检测的各种技术和方法，列举了其各自的优缺点。目前，测定海洋浮游植物初级生产力的主要方法有黑白瓶法、遥感估算法、碳同位素测定、快速重复率荧光法；测定海洋浮游植物碳生物量的主要方法有细胞体积转换法、流式细胞术、电子探针X射线显微分析、分位数回归模型估算法。通过对比分析发现碳同位素与快速重复率荧光法相结合可以更高效测定出初级生产力，而最具优势与应用前景的碳生物量检测方法是基于分位数回归模型估算法。其中，基于分位数回归模型估算法具有拟合异常值、测定结果准确等优势，能够实现现场浮游植物群落以及各个功能群碳生物量的估算，并能够与卫星遥感技术手段相结合，可以应用于大尺度和长时间序列的海洋浮游植物碳生物量估算。通过本文的综述，一方面为海洋浮游植物初级生产力和碳含量的研究提供一个基本和系统的认识，另一方面为深入研究浮游植物在海洋碳循环以及全球碳循环中的作用提供参考。     

中国近海鲐鱼资源时空分布与海洋净初级生产力的关系研究

海洋净初级生产力影响了浮游动植物的空间分布和丰度，因此决定了海洋渔业的潜在产量。本文根据2006-2015年7-9月中国远洋渔业数据中心提供的中国近海鲐鱼捕捞数据和海洋净初级生产力遥感数据，以单位捕捞努力量渔获量（CPUE）表征资源丰度，以经度和纬度重心表征空间分布，分析研究了鲐鱼资源丰度和空间分布与海洋净初级生产力的关系。研究结果表明，2006-2015年鲐鱼产量、CPUE、经度和纬度重心呈现明显的月份和年际变化，7-9月渔场内净初级生产力空间分布模式不同。频率分布结果表明7-9月鲐鱼对应的适宜净初级生产力浓度范围分别为300~500 mg/（m2·d）（以碳计，下同），300~400 mg/（m2·d），300~400 mg/（m2·d）。相关分析结果表明，鲐鱼资源丰度与适宜净初级生产力海域范围比例呈显著正相关，且鲐鱼纬度重心与适宜净初级生产力海域平均纬度呈显著正相关关系，这表明渔场内的净初级生产力大小和分布模式显著影响鲐鱼的资源丰度和渔场重心位置。在鲐鱼主要分布海域25°~30°N，120°~130°E范围内，鲐鱼资源丰度与净初级生产力大小呈显著负相关关系。此外，不同气候条件下鲐鱼渔场净初级生产力大小变化不同，2007年和2010年强拉尼娜年份以及2009年中强厄尔尼诺年份鲐鱼渔场范围海洋净初级生产力降低，但适宜的海洋净初级生产力范围增大，导致鲐鱼资源丰度上升；而2015年超强厄尔尼诺年份鲐鱼渔场范围内海洋净初级生产力上升，但适宜的海洋净初级生产力范围显著减小，因此鲐鱼资源丰度相对降低。研究表明，中国近海鲐鱼资源时空分布与海洋净初级生产力具有显著关联。     

利用叶绿素资料计算初级生产力

海水中浮游植物叶绿素浓度是海洋生物调查中的一个重要观测参数，它不仅是表征浮游植物生物量的一个指标，而且利用它与浮游植物光合作用之间的相互关系还可以估算水域初级生产力，目前许多学者正致力于利用叶绿素资料计算初级生产力的研究，本文阐述根据叶绿素浓度计算初级生产力的方法，Ｒｙｔｈｅｒ－Ｙｅｎｔｓｃｈ模式，生态学数理模式和遥感模式，文章对方法应用中一些问题作了分析讨论。     

海洋水色卫星遥感二类水体反演算法的国际研究进展

根据国际海洋水色卫星的研究发展与应用现状，回顾了国际海洋水色卫星遥感二类水体现有反演算法的基本原理和存在的优缺点，以及提高反演精度需要的技巧。指出二类水体反演算法相对一类水体算法的复杂性，要建立全球通用的反演算法还要继续研究更好的光学模型，使得各种反演算法具有实验室之外的实验应用价值。     

海水光谱模拟及其在黄色物质遥感反演中的应用

以海洋水色因子(悬浮泥沙、叶绿素、黄色物质)浓度的大量实测资料为主要输入，对水体光谱反射率进行模拟(正演)，进而分析黄色物质浓度与模拟光谱资料的关系，确定提取黄色物质浓度信息的最佳波段组合，并以此波段组合建立黄色物质浓度信息提取模式(反演)。对模拟光谱资料与卫星遥感光谱资料的关系进行了推导，将反演模式应用于卫星遥感资料，并利用SeaWiFS资料提取珠江口水域黄色物质浓度信息，初步实现了海水黄色物质浓度的卫星遥感信息提取。     

改善港湾初级生产力遥感探测方法的探讨

从遥感光谱信号在海水中的传播特点出发，分析了目前应用遥感方法探测港湾初级生产力精度不高的原因；并从港湾初级生产力的自下而上条件着手，指出水交换状态是一种有效的可监测因素，可将其引入到港湾初级生产力的遥感探测模型中。     

河口悬浮泥沙浓度Sea WiFS遥感定量模式研究

利用海洋水色卫星 Seastar/SeaWiFS数据和准同步实测表层含沙量资料,建立长江口区悬浮泥沙遥感定量模式.通过“exact closed-form”算法对多时相SeaWiFS数据进行几何定位,并利用大气辐射传输简化理论对其进行大气校正,求得各波段遥感反射率;在完成投影变换和几何精校正之后,建立遥感参数与含沙量相关关系,得到长江口区悬浮泥沙遥感定量模式.     

利用叶绿素资料计算初级生产力

海水中浮游植物叶绿素浓度是海洋生物调查中的一个重要观测参数。它不仅是表征浮游植物生物量的一个指标，而且利用它与浮游植物光合作用之间的相互关系还可以估算水域初级生产力。目前许多学者正致力于利用叶绿素资料计算初级生产力的研究．本文阐述了根据叶绿素浓度计算初级生产力的方法：Ryther－Yentsch模式、生态学数理模式和遥感模式。文章对方法应用中的一些问题作出了分析讨论。     

基于MODIS卫星遥感数据的西北太平洋初级生产力与环境参数的相关性

为掌握西北太平洋初级生产力的变化规律，科学预防赤潮灾害频发和海洋环境污染，保障海洋渔业等产业的发展，文章利用2007—2018年的MODIS卫星遥感数据，分别分析西北太平洋2个典型区域的叶绿素浓度、光合有效辐射、海表温度和净初级生产力的时空变化特征及其相关性，通过相关性对比分析不同区域净初级生产力的主要影响因素及其差异性，并根据异常气候条件（“厄尔尼诺”现象）年份的情况验证上述相关性结论。研究结果表明：区域A位于中高纬度的亲潮和黑潮寒暖流交界处，区域B受副热带环流和黑潮共同作用且台风较活跃，由于二者营养盐水平不同，净初级生产力的主要影响因素具有差异性；由于酶的活性受海表温度影响较大，营养盐浓度较高海域（区域A）的净初级生产力主要考虑海表温度的影响；营养盐浓度较低海域（区域B）的净初级生产力受叶绿素浓度和海表温度影响较大，其中与海表温度相关性较高的原因主要是叶绿素浓度（浮游植物生物量）受海表温度影响较大；2个区域的净初级生产力受光合有效辐射影响较小；异常气候条件年份（2015年）中，2个区域净初级生产力和相关环境参数的变化特征可验证上述相关性结论。     

卫星海洋遥感数据的无损压缩及解压算法

在分析卫星海洋遥感单轨三级数据产品特征的基础上,针对游程编码无损压缩算法特征,提出了优化游程编码压缩算法,运用该算法实现了海洋遥感三级数据产品的无损压缩,并与流行的WinRAR压缩软件进行了比较测试,结果表明上述算法对海洋遥感数据均有较高的压缩率,优化游程编码压缩算法在空间复杂度及时间复杂度上均有明显的比较优势,可极大节约海洋遥感数据的存储与共享发布空间。