九龙江河口区养虾塘水体营养盐与叶绿素a含量的变化特征及影响因素

于2015年6月18日(养殖初期)、8月20日(养殖中期)和10月10日(养殖后期),在九龙江河口区3个陆基对虾(Penaeus vannamei)养虾塘,采集不同深度的水样,在实验室中,对水样进行测试分析,探讨九龙江河口区养虾塘水体中的可溶性无机氮、磷酸盐和叶绿素a(chlorophyll a)含量变化特征及其主要影响因素。研究结果表明,养虾塘水体中的可溶性无机氮、磷酸盐和叶绿素a的质量浓度分别为0.67~1.25 mg/L、0.019~0.148 mg/L和24.71~110.23μg/L,三者都是在养殖中期最大,在养殖初期最小;在不同养殖阶段,养虾塘水体中的营养盐含量随水深的变化略有差异,在每个养殖阶段,从水体表层到底层,水体叶绿素a含量都在逐渐减小。养虾塘水体中的营养盐含量受不同养殖阶段水质参数(水温、p H、溶解氧含量和盐度)、饵料投喂强度和虾生命代谢活动等因素影响,水体叶绿素a含量主要受到水温、盐度、营养盐含量和虾生物量的影响。     

广东省沿海城市人工水产养殖基地变化——基于2015—2019年Sentinel-1数据的实证研究

基于Google Earth Engine云计算平台以及哨兵1号雷达遥感影像等数据,对广东省14个沿海城市2015—2019年规则的陆上人工水产养殖基地进行面向对象方法提取,并对其空间分布变化趋势、高密度分布区域进行定量分析,对该类规则的水产养殖用地面积与各个城市经济发展之间的关系进行分析。对规则人工水产养殖基地的分类结果显示：基于雷达遥感影像提取水产养殖基地具有较高的精度,总体精度为90.5%,Kappa系数为0.81;分类结果表明：2015—2019年内广东省规则的陆上人工养殖基地总面积呈上升趋势,其中陆地岸线5 km范围内集中了80%的规则人工水产养殖基地,海湾和江河入海口的规则水产养殖用地密度最高、规模最大。对比不同城市间的分布模式亦可发现,汕头、潮州、珠海、中山、深圳、湛江、阳江的水产养殖用地向陆地岸线集中效应最强,汕尾、广州、揭阳、江门次之,茂名、东莞、惠州集中程度最低。总体而言,广东省各个沿海城市的水产养殖用地整体上呈现扩张趋势,规则水产养殖基地面积的增长与水产养殖产值呈现出显著的相关性,这进一步说明了人工水产养殖基地的用地扩张依然是目前广东省提高水产养殖产值的主要途径,这样的扩张趋势给海岸带的湿地、耕地和城市用地的分布和可持续利用带来了极大的挑战。     

威海市近海水产养殖信息提取方法研究

单独利用遥感影像光谱信息进行近海水产养殖信息提取时,养殖水体与自然水体易混淆,而单独利用遥感影像纹理信息提取近海水域水产养殖信息时,单一大块养殖水体与自然水体又难以区分。针对上述问题,利用OLI影像数据,提出了一种综合遥感影像光谱与纹理信息进行水产养殖信息提取的方法。首先,在对研究区养殖水体类型进行光谱特征分析的基础上,采用主成分变换方法,对OLI影像光谱信息进行压缩、挖掘和选取;其次,分析灰度共生矩阵窗口尺寸和纹理特征统计量对研究区水产养殖区域的区分能力,完成纹理特征的选取,并将选取的纹理信息和光谱信息进行特征协同;最后,对特征协同数据进行多尺度分割,根据各水体类型间的光谱特征和纹理特征的差异,构建研究区3种养殖水体的模糊逻辑隶属度函数,实现对研究区水产养殖信息的自动提取。研究结果表明,该方法能较好地提取研究区水产养殖信息,总体分类精度达到97.93%。     

鄱阳湖丰水期水体中叶绿素a含量空间分布及其与环境因子的关系

在2011年8月和2012年7月丰水期,在鄱阳湖湖区布设77个采样点,大规模采集水样,研究浮游植物生物量(以水体中叶绿素a含量表示)在湖区的空间分布,并探讨叶绿素a与相关环境因子之间的关系。结果表明,鄱阳湖丰水期水体中叶绿素a质量浓度较低,平均值为10.58μg/L;叶绿素a含量的空间分布特征为:东南湖区最高,中部湖区居中,北部通江区较低。Spearman秩相关分析结果表明,水体中叶绿素a含量与水体透明度显著正相关,与总悬浮颗粒物含量、总氮含量、亚硝态氮含量、硝态氮含量和溶解性总氮含量显著负相关,与其他营养盐含量不相关。水下光照条件是限制鄱阳湖浮游植物丰水期生长的主要因素;鄱阳湖水体交换时间较短,也在一定程度上抑制了浮游植物的生长;丰水期,高水位稀释了水体中的营养盐浓度,从而掩盖了其对浮游植物的作用,导致营养盐的作用不明显。     

2018年11月至2019年3月北仑河口虾养殖塘区水鸟分布及其影响因素分析北大核心CSCD

北部湾区域是东亚-澳大利西亚鸟类迁徙路线上水鸟的重要停歇地和越冬地。2018年11月至2019年3月,在广西北仑河口国家级自然保护区的缓冲区及其附近的克溪村、交东村、贵明村和榕树头村的虾养殖塘区,开展水鸟调查;随机在虾养殖塘中采集水样,测量虾养殖塘的水深、水温和盐度,计算虾养殖塘的水域面积,测定水样的pH和溶解氧含量,分析水体指标与水鸟种群数量的关系。研究结果表明,调查期间,在虾养殖塘区,共记录4目7科23种水鸟,其中,有3目3科5种水鸟为留鸟,有2目5科18种水鸟为冬候鸟;虾养殖塘水体的水深、水温、盐度和pH以及水域面积、水体中的溶解氧含量都对水鸟选择其作为栖息地有一定影响;冬季虾养殖塘水体的水深和春季的水域面积对水鸟种群数量的影响分别能解释总影响的28.51%和55.73%;冬季和春季,白鹭(Egretta garzetta)对虾养殖塘水环境的变化反应最敏感,水深对迁徙水鸟特别是鹬科水鸟种群数量的影响较大;水深和水域面积是迁徙水鸟是否选择虾养殖塘作为栖息地的重要影响因素。     

城市湿地公园周边干扰对其水环境健康的影响——以西溪国家湿地公园为例

城市湿地作为城市中的"湿岛",极易受到人类干扰,这种干扰不仅来自湿地内部,其周边的人为活动对湿地的干扰尤为严重。利用干扰邻近度的概念设计移动窗口算法,分析周边人为干扰对公园内部影响的特点。同时,计算水环境健康指数,辨识周边人为干扰对湿地公园水环境健康的影响。结果表明:1西溪湿地周边干扰面积占整个周边区域的37.7%,主要集中在北部周边区域,东部周边区域的干扰相对较少;2公园内64%的区域受到周边干扰的影响,且影响程度空间差异显著。由公园边缘向中心,干扰影响的强度急剧下降;3不同干扰影响程度下,水环境健康指数呈现明显差异。较强影响区域水体的总氮、总磷和叶绿素a浓度最高,且水体健康指数最低。     

基于GF-1影像的洞庭湖区水体水质遥感监测

湖泊水质监测是有效开展湖泊水环境综合管理与水污染防治实施的基础,也是湖泊藻华风险评估与生态安全建设的重要依据。本文基于GF-1号影像对2014-2016年洞庭湖水体的叶绿素a浓度、悬浮物浓度和透明度展开遥感监测,结果表明：叶绿素a主要集中在水流速度较慢的安乐湖、大小西湖和东洞庭湖西部地区,其他区域水体扰动力大,叶绿素含量a较低。透明度从北到南递增,与悬浮物浓度的分布趋势相反,符合常规监测规律。东洞庭湖水质较南洞庭湖和西洞庭湖差,水污染程度处于全湖最高水平。GF-1数据可精确反映叶绿素a浓度、悬浮物浓度和透明度指数的空间变化规律,也为后续高分遥感影像湖泊水质监测的应用研究提供了重要参考。     

基于ASTER影像的近海水产养殖信息自动提取方法

水产养殖地已经成为海洋环境监测的热点目标之一。采用具有高光谱分辨率和较高空间分辨率(15m)的ASTER遥感影像,以九龙江河口地区为研究示范区,进行近海水产养殖信息的自动提取方法研究。结果表明,利用ASTER影像的光谱信息和水产养殖地的纹理结构信息,可以实现近海水产养殖地的自动提取。先利用监督分类方法提取混淆有其他水体的水产养殖信息,采用邻域分析来增强水产养殖地的空间纹理信息。通过综合监督分类和水产养殖地空间纹理增强的结果,在专家决策分类器中建立决策规则,进行水产养殖地的自动提取,提取的精度达93%。     

粤港澳大湾区水体淹没频率变化及驱动力分析

文章围绕粤港澳大湾区建设的国家战略资源保障需求,基于2001—2020年粤港澳大湾区水体淹没频率数据库,利用空间分析与统计分析相结合的研究方法探究近20年来大湾区各类水体范围、特征及水体淹没频率的时空变迁规律,识别区域水体变迁的热点区域,探讨水体分布变迁的驱动因素,为强人类活动干扰区水资源综合管理、洪涝灾害防控等工作提供依据与指导。研究表明：1）近20年来粤港澳大湾区地表水体范围及淹没频率均呈萎缩趋势,最大、平均及季节性水体面积分别以50、31与11 km2/a速率衰减,大量季节性水体转化为永久水体与易涝区;2）粤港澳大湾区水面率变迁的时空差异、城乡差异均显著,东翼水面率略有增长,其余地区均大幅萎缩,城区水面率相对较低且下降幅度较大,城市扩张区永久水体衰减率达到90%;3）从水体类型看,基塘系统大量流失,上游大中型湖库面积略有增长;4）区域水体变迁的主导驱动因素为城市化引起的土地利用变化,其对年平均总体水体及基塘水体面积贡献率超过80%,湖库水体面积扩张则主要受降水驱动。     

滇池外海水体叶绿素a与水质因子关系研究

使用近5年滇池外海的水体理化指标监测数据,分析了滇池外海水体叶绿素a的时空分布特征,并使用多元逐步回归分析叶绿素a与水质因子的关系。研究结果表明,滇池外海水体叶绿素a浓度为0．003～0．475mg／L,长年平均浓度为0．063mg／L,每年2月最低,8月最高,夏季最高,冬季最低。近5年各测点年平均值2004年平均浓度最高,2005年最低。滇池外海叶绿素a的空间分布呈现出北高南低,中部呈现西高东低的态势。各水质因子在不同的位置对叶绿素a浓度的影响显著程度不一样,但叶绿素a浓度总体与透明度呈现负相关,与pH值呈显著的正相关,与水温呈现正相关。通过多元逐步回归分析,滇池外海水体叶绿素浓度回归方程在不同位置有1～4个因子入选,外海叶绿素a平均浓度的回归方程为：Chla=-0．336＋0．002·WT＋0．028·TN＋0．034·pH。     

基于Landsat-TM和MODIS的非洲水体分布格局研究

卫星遥感是进行洲际或者全球尺度内陆水体信息提取的最有效、最为切实可行的技术手段。作为全球水资源较为匮乏的大洲,以遥感技术进行非洲内陆水体信息提取研究具有重要的应用价值。文章以2010年Landsat TM/ETM+卫星遥感影像数据为基础,辅以MODIS遥感影像,基于面向对象的分类方法,选用归一化差值水体指数（Normalized Difference Water Index,NDWI）及波段组合（Band 4/Band 2）进行水体信息提取。并根据不同气候区,选取4个典型区,监测年内水体的变化情况。结果表明：1）非洲内陆水体面积为311 479.2 km2,其中湖泊总面积为209 018.5 km2,占水体总面积的67.1%;河渠总面积64 550.1 km2,占20.7%;水库坑塘总面积37 910.7 km2,占12.2%。非洲拥有水库211个,总面积13 438.7 km2。2）撒哈拉以南的非洲是水体主要的分布区,统计分析表明约97%的水体分布在该地区。3）热带沙漠气候区湖泊面积呈减少趋势,热带草原气候区湖泊受干湿季节影响上下波动较大,热带雨林气候区和地中海气候区湖泊面积变化较小,总体上4个典型区水体面积变差系数＜10%。     

科尔沁沙地近水区域土地利用及沙漠化时空过程研究——以奈曼旗为例

以奈曼旗的西湖和舍力虎水库周边10 km范围区域为研究地,以1987年至2007年期间5个年份的Landsat TM影像为基本数据源,按与水体的空间距离,对近水区域各类土地利用面积百分比进行分地带统计。该过程通过ArcGIS平台下的缓冲区分析完成。结果表明,近水区域的土地利用活动和沙地分布的空间差异性十分显著。结果显示:①近水区域土地利用空间分布受地表水资源分布影响显著,在1~6 km范围以内,耕地面积百分比与到水体的距离呈正相关,草地、沙地面积百分比与到水体的距离呈负相关;②各类土地利用类型面积年际变化明显,草地面积百分比呈波动性降低,耕地面积百分比逐年上升,林地面积百分比在1999年后明显比1999年以前有所增加,沙地面积百分比在1999年以前呈现逐年升高的趋势,在1999年以后迅速降低;③土地利用活动的变异程度对近水区域沙地空间分布具有重要影响,二者具有明显的线性相关性。越靠近水体,土地利用活动的年际变化越频繁,导致过垦、过牧的可能性越高,沙地面积百分比越高。     

南极夏季普里兹湾叶绿素a的时空变化研究

利用SeaWiFs、MODIS卫星数据所获取的南极普里兹湾表层海水叶绿素a（Chl-a）与海表温度（SST）的遥感数据,并结合我国2001-2011年南极科学考察所获得的现场数据,对该区域的海表温度、叶绿素a与营养盐的分布规律进行分析。结果表明：研究海区的叶绿素a的分布具有明显的区域特征,以陆架坡为界,湾内向湾外表现出明显的递减趋势;在湾内陆架区,浮游植物的旺发主要受海冰消融以及营养盐供给的影响,十年南极夏季叶绿素a浓度的遥感区域平均值为1.40mg/m3;在陆坡区,浮游植物的繁殖主要受到水文条件的影响,十年的夏季遥感平均值为0.44mg/m3;在湾外深海区,浮游植物的繁殖主要受到水文条件与铁元素的影响,浓度较低,十年的夏季遥感平均值为0.25mg/m3。在整个南极夏季,研究海域每月的叶绿素a浓度与海表温度呈现出一定的正相关性（R2=0.505）,而在年际变化上,叶绿素a与海表温度的变化趋势也有着明显的相似性,表明温度是叶绿素a浓度的主要影响因素。通过研究多变量厄尔尼诺指数与湾内表层叶绿素a浓度的关系,可知在相对敏感的湾内陆架区,厄尔尼诺/拉尼娜可能会对叶绿素a的浓度产生影响,在厄尔尼诺年,叶绿素a的浓度较高;而在拉妮娜年,叶绿素a的浓度较低,表明高纬度海区浮游植物的生长与繁殖对中低纬度的ENSO事件存在一定的响应联系。     

香港海域叶绿素-a浓度的时空分布规律

选取香港海域7个水环境控制区在1988－1999年期间每月或每半月定位边疆聚样的37个水质测站，每个测站选用17个水质参数，研究香港海域海岸带水体叶绿素－a浓度及其相关因子的时空分布规律。对37个测站17个参数作聚类分析，结果表明，香港海域东部由半封闭海湾组成的水域控制区，其赤潮发生频率较高；西部水域属于河口环境。多变量分析结果表明，BOD5对叶绿素－a浓度普遍存在显著性影响，氮和光照条件在东部地叶绿素－a浓度的影响比西部海域更显著，而磷以及包括盐度，温度，溶解氧和pH在内的海洋物理化学条件在西部海域有更显著的影响。在整个香港海域，年内平均最高叶绿素－a浓度主要出现在冬末春初和夏末秋初，东部海域的年平均叶绿素－a浓度一般高于西部海域。香港海域的叶绿素－a浓度普遍存在一个8－10年的周期性变化规律。     

青藏高原湖泊面积动态变化及其对气候变化的响应

为了探究整个青藏高原湖泊总面积变化的原因,本文利用RS和GIS技术,提取了1960 s—2015年青藏高原大于1 km2的湖泊数据,分析了近50年来青藏高原湖泊面积的动态变化,并结合相应的气象数据,通过相关性分析及回归分析等方法分析了影响湖泊面积变化的主要气象因子。结果表明:(1)青藏高原整体变暖湿的过程中大于1 km2湖泊的总面积呈现增长-减少-加速增长的趋势,从1960 s—2015年共增长了9138.60 km2,增长率为23.90%;(2)100~500 km2级别的湖泊总面积占青藏高原湖泊总面积的比重最大,各不同等级的湖泊总面积总体呈上升趋势;(3)青藏高原4500~5000 m海拔范围内的湖泊总面积最大,海拔4500~5000 m及海拔3000 m以下的湖泊面积变化较剧烈,呈现波动中增长的趋势,其余海拔范围内的湖泊面积基本维持稳定;(4)青藏高原西部地区和北部地区的湖泊总面积总体上呈现增长趋势,东部及南部地区湖泊总面积基本维持稳定,整个青藏高原湖泊面积变化的区域在空间上呈现扩张趋势;(5)年平均气温、年降水量及年蒸发量与湖泊面积呈现显著的相关性,研究区边缘地区湖泊面积和年平均气温有显著相关性,研究区中部地区湖泊面积同年平均气温、年降水量及年蒸发量有显著相关性,而研究区东北部及中西部部分地区湖泊面积和年平均气温及年蒸发量有显著相关性。通过气象因子与湖泊总面积的回归分析结果表明,年平均气温和年蒸发量变化是导致青藏高原湖泊总面积改变的主要原因。本研究填补了青藏高原长时间序列和多尺度的湖泊面积动态变化方面的空白,同时本研究得出的湖泊数据可以为其他研究人员提供一定的帮助。     

基于混合光谱理论的太湖水体叶绿素a浓度提取

TM图象多波段数据作为遥感监测水体叶绿素a浓度的数据源,已有多种遥感定量模型与之对应,但主要还是以经验模型为主。利用TM数据首先采用特征波段比值方法,建立太湖水体合适的叶绿素a浓度反演的遥感定量模型。由于经验模型的缺陷性,还提出了基于TM数据的水体混合光谱分析模型,同时分析了端元光谱提取方法对模型求解的影响。通过计算叶绿素a浓度模型估算结果与实地测量数据的相关系数和均方根误差(RMSE),可以发现混合光谱分析模型也是水体叶绿素a浓度遥感估算的另一条佳径。     

南极普里兹湾海域夏季表层水体颗粒有机碳及其同位素分布特征

基于中国第29次南极科学考察在普里兹湾海域采集的61个站位的表层悬浮体样品的颗粒有机碳(POC)及其稳定同位素(δ13CPOC)测试结果,结合卫星遥感解译的研究区海水表面温度(SST)、叶绿素a(Chl a)浓度和海冰覆盖率数据,研究了普里兹湾海域表层水体悬浮POC的分布特征,探讨了悬浮体中POC的来源及其形成过程。结果表明,2013年夏季普里兹湾表层悬浮POC浓度为0.28—0.84 mg·L-1,平均浓度为0.48 mg·L-1;δ13CPOC值的变化范围为-29.68‰—-26.30‰,平均值为-28.01‰。表层水体悬浮POC分布呈现近岸高于远岸,西部高于东部的特征。POC的高值区主要分布在冰架附近,与表层水体Chl a浓度和海冰覆盖率分布趋势基本一致,表明夏季普里兹湾表层水体悬浮POC主要由浮游植物现场生产,而浮游植物的生长受到了海冰的显著影响。在普里兹湾外部海域表层水体悬浮颗粒物δ13CPOC值从东向西逐渐偏负,而调查区东部从近岸向远海逐渐偏负,反映该海域δ13CPOC分布特征主要受到浮游植物吸收与固定CO2速率的影响。中山站附近海域δ13CPOC值显著偏负,可能是受到近岸海域陆源有机质输入和浮游生物种属改变的影响。     

广东省典型湖泊叶绿素浓度垂向变化模型及影响机制

叶绿素浓度垂向变化影响遥感反演精度和富营养化评价。湖泊水体叶绿素浓度影响因子众多,其垂向变化规律仍是当前的研究难点。以广东省3个典型湖泊的叶绿素浓度、营养盐浓度、藻种及粒径结构等数据,分析了叶绿素浓度垂向变化规律与影响机制,并用不同函数来拟合建模。结果表明：各水体不同时期拟合函数各异,需要分时间、分区域讨论;浅水区域（或浅水湖泊）叶绿素浓度自上而下先减后增,用傅立叶变换拟合效果佳;深水区域的规律是自上而下递减明显,用高斯函数拟合效果较好。浅水区域,光照和水温对垂向浓度的影响在本研究中体现不明显,但营养盐及底泥对其影响较明显;深水区域的垂向浓度变化是藻种、水温、营养盐等因子共同作用的结果。     

1987年以来4个时期武汉市湿地面积、分布和变化

以1987年、1996年、2005年和2017年Landsat TM/OLI影像为数据源,采用动态度模型和平面空间质心分析方法,研究了4个时期武汉市各类型湿地面积及其变化和质心分布动态。研究结果表明,4个时期武汉市湿地总面积总体上在减少,其中湖泊面积减少幅度最大,与1987年相比,2017年其面积减少了299.75 km~2;4个时期天然湿地中的内陆滩涂和沼泽面积的单一和双向动态变化度都较高;人工湿地中的库塘/沟渠面积的双向动态变化度较高;湖泊质心向东南方向迁移5.39 km,沼泽质心向西南方向迁移12.15 km,河流质心向东北方向迁移0.20 km,建设用地质心向西北方向迁移了3.00 km;武汉市天然湿地的萎缩与建设用地的扩张密切相关。     

3个时期安徽省湿地分布及其变化研究

利用覆盖安徽省的2000年、2005年和2010年Landsat TM影像数据,利用ENVI软件和Arc GIS软件,解译遥感影像,提取出3个时期的湿地信息数据,分析湿地分布的变化。研究结果表明,与2000年相比,2010年安徽省湿地面积增加了707.44 km2,增加了7.64%,达到9 961.95 km2;2010年,沼泽、河流、湖泊、运河/水渠和水库/坑塘面积占湿地总面积的比例分别为39.30%、26.79%、31.42%、1.78%和0.71%;安徽省湿地主要分布于淮河流域、长江中部流域、新安江水系区域以及江淮之间中、东部等地区;沼泽湿地面积增加,水库/坑塘的面积减少;与2000年相比,2010年的湿地扩张区主要分布在淮河流域,湿地萎缩区主要分布在安徽省长江流域中段和淮河流域中段区域,湿地萎缩区是人类活动强度大的区域。