威海市褚岛北部海域生化参数分布特征及相关性分析

根据2017年7月14日、9月1日和9月3日在山东省威海市褚岛北部海域现场测定的数据,对叶绿素Chl-a、化学需氧量CODmn、溶解氧DO和酸碱度p H等海水生化参数的时空变化特征及相关性展开分析。分析结果表明:(1)在3次测量中,7月14日整个测试海域Chl-a和CODmn浓度处于低值,DO和p H处于高值状态,其中6号站点DO达到9.08 mg/L,p H达到8.10;9月1日整个测试海域中Chl-a和CODmn浓度处于高值,其中12号站点叶绿素浓度达到5.04 mg/m3,CODmn达到0.755 mg/L,p H和DO处于低值状态;9月3日的观测值,Chl-a和CODmn数值与7月14日相近,p H和DO数值与9月1日相近;(2)从空间上看,在整个测试海域中,Chl-a、CODmn和p H的高值区有单峰和双峰型;DO的高值区基本是单峰型;(3)从3个航次整体测量数据来看,Chl-a与CODmn、DO和p H相关性不显著;CODmn与DO有显著相关性,但与p H相关性不显著,DO和p H相关性显著,从具体航次测量数据来看,这些生化参数之间的关系展现出复杂性。     

南海北部海域波浪特征的卫星遥感研究

卫星高度计可获取有关海南流浪和粗糙度的信息，并可给出较高精度的海浪有效流高值。以１９８８年ＧＥＯＳＡＴ高度计资料为依据，研究了分析南海北部海域的有效波高特征，并与常规断面调查所得结论作了比较分析。     

应用CDOM光学特性估算水体COD——以辽宁省盘锦市双台子河和辽东湾为例

有色可溶性有机物(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)是水体中一类重要的光吸收物质,在水色遥感中,其光学特性主要以440 nm处的吸收系数和光谱斜率来表征,利用这些光学特性进行水环境要素遥感反演具有较广泛的应用前景.化学需氧量(chemical oxygen deman...     

南海北部海域叶绿素a浓度时空特征遥感分析

利用2007-2010年MODIS的L2级叶绿素a浓度产品作为数据基础, 对叶绿素a浓度年平均和月平均数据进行分级分区处理, 研究南海北部海域叶绿素a浓度时空分布特征及其与海洋环境因素的关系。初步研究结果表明:2007-2010年在南海北部海域叶绿素a浓度的高值区(>5.0 mg/m3)主要分布在广东省沿岸河流的入海口, 分布范围在夏季最大, 在春秋次之, 在冬季最小;叶绿素a浓度的次高值区(1.0～5.0 mg/m3)主要分布在海岸线到50 m等深线之间的海域, 分布范围夏冬较大, 能扩展到50 m等深线附近, 而春秋较小, 会退缩到50 m等深线以内;叶绿素a浓度的中值区(0.3～1.0 mg/m3)主要分布在50 m到100 m等深线之间的海域, 时空变化复杂;叶绿素a浓度的低值区(<0.3 mg/m3)主要分布在100 m等深线以外的海域, 其区域平均值夏季最低, 春秋次之, 冬季最高, 同时该区域叶绿素a浓度在春夏秋三季空间分布较均匀, 而冬季受季风和黑潮入侵影响空间分布较为复杂。南海北部海域海表叶绿素a浓度的时空变化特征与季风、沿岸河流、海流、海表温度等海洋环境因素的变化有关。     

DOC遥感研究进展——基于全球大河DOC与CDOM保守性特征

目前,溶解有机碳(DOC)遥感反演研究主要集中在河口及陆源影响较大的边缘海区,大多数是利用DOC与有色溶解有机物(CDOM)或DOC与盐度的经验关系获取。为了较好的理解DOC的遥感反演机理,收集了全球主要大河(流量排名前25中16条)及边缘海DOC与CDOM浓度与保守性分布状况,发现大多数河口CDOM呈现保守性分布,DOC呈现非保守性分布。基于DOC与CDOM保守性行为的主要影响因素分析以及研究海区的生物地球化学特征,论述了DOC遥感反演算法的研究进展,提出了DOC遥感反演需要考虑DOC受不同主要控制因素(如保守混合与生物作用等)的影响,并对这些控制因素进行量化。     

DOC遥感研究进展——基于全球大河DOC与CDOM保守性特征

目前,溶解有机碳(DOC)遥感反演研究主要集中在河口及陆源影响较大的边缘海区,大多数是利用DOC与有色溶解有机物(CDOM)或DOC与盐度的经验关系获取。为了较好的理解DOC的遥感反演机理,收集了全球主要大河(流量排名前25中16条)及边缘海DOC与CDOM浓度与保守性分布状况,发现大多数河口CDOM呈现保守性分布,DOC呈现非保守性分布。基于DOC与CDOM保守性行为的主要影响因素分析以及研究海区的生物地球化学特征,论述了DOC遥感反演算法的研究进展,提出了DOC遥感反演需要考虑DOC受不同主要控制因素(如保守混合与生物作用等)的影响,并对这些控制因素进行量化。     

南海北部西侧海域粘土矿物的含量分布特征及来源分析

应用X射线衍射(XRD)方法对南海北部西侧海域315个表层沉积物<2μm的粘土组分进行分析.结果表明,本研究区粘土矿物有伊利石、绿泥石、蒙脱石和高岭石,其组合特征在不同区域表现出明显的差异.根据粘土矿物的空间分布特征以及研究区的海底地形特征,研究区大致可以分为3个不同区块:A区是珠江口外的大陆架区域;B区是海南岛以东陆架陆坡区域;C区为西沙海槽至西沙群岛附近区域.根据研究区表层粘土矿物分布特征、周围河流供给的主要粘土成分以及洋流搬运作用,发现A区高岭石(平均含量为19%)主要来自珠江,伊利石与绿泥石(平均含量分别为53%和18%)主要由台湾的河流提供,有珠江物质的混合,蒙脱石含量较低(平均含量为10%).B区的高岭石(平均含量为13%)主要由海南岛的河流提供,蒙脱石(平均含量为16%)主要由吕宋岛的河流提供,B区东部的伊利石和绿泥石来自台湾的河流,B区西部伊利石和绿泥石主要来自红河、越南中部河流,海南岛物源亦有贡献.C区高岭石含量较低(平均含量为12%),越南中部河流和红河为C区蒙脱石(平均含量为14%)的主要物源区,C区东部伊利石和绿泥石来自台湾的河流,C区西部伊利石和绿泥石主要来自红河、越南中部河流.     

珠江口海域a_g(440)遥感模式研究及应用

有色可溶性有机物质(Coloured Dissolved Organic Matter,CDOM)直接影响着海水的光学性质,为水体有机污染物含量遥感反演的基础参数之一。在水色遥感研究领域,一般用440nm波长位置的吸收系数ag(440)来表示其浓度,因而建立ag(440)遥感反演模式,对于掌握相关海域CDOM浓度的空间变化规律及进一步提取其他水环境参数具有重要的作用。利用2013年11月和2014年2月两个航次在珠江口海域现场采集的表观光学量及固有光学量数据,建立了基于HJ-1/CCD卫星传感器的ag(440)遥感反演模型,并应用于珠江口海域,得到该区域2012年1月至2014年6月晴天CDOM浓度空间动态分布图。研究结果表明:(1)现场测定的珠江口海域ag(440)在0.1~0.3m-1,且不同断面ag(440)呈现出一定的规律性变化;(2)利用现场实测数据对遥感模式估算值进行验证,计算出估算值的相对误差为9%,表明所建立模式具有较高的准确率;(3)遥感反演的CDOM空间分布数据与实测数据得到的分布特征基本吻合,整个珠江口及其邻近海域ag(440)的数值范围为0.07~0.31m-1,而且珠江口西部海域ag(440)高于中部和东部海域。     

SeaWiFS遥感资料分析中国海域气溶胶光学厚度的季节变化和分布特征

通过与地基气溶胶观测数据的对比,确认了SeaWiFS气溶胶光学厚度产品用于研究中国海域气溶胶分布和变化特征的有效性。在此基础上,分析了中国海域气溶胶光学厚度的季节变化和地理分布特征。研究结果表明,中国东部海域平均气溶胶光学厚度存在以中纬度为中心的纬向分布;受沙尘、季风气候的影响,中国海域气溶胶光学厚度存在季节变化,不同海区有不同的季节变化和分布特征。渤海、黄海及东海有类似的变化特征,春季都受到沙尘气溶胶的影响,使中国东部海域气溶胶光学厚度普遍高于0.160,且对东海的影响最大;夏、秋季逐渐减小,冬季有所回升。南海气溶胶光学厚度均值为0.150,随时间变化不明显,但地理分布变化显著;受季风气候的影响,从春季到冬季,气溶胶光学厚度高值中心从高纬海域向低纬海域转移,范围也逐渐扩大。冬季南海大部分海域气溶胶光学厚度都达到0.160以上,是整个中国海域冬季气溶胶光学厚度最大的海区。气溶胶光学厚度的季节变化和地理分布特征为研究中国海区域气候变化和海洋生态提供了依据。     

西太平洋秋季130°E断面有色溶解有机物的分布特征及光降解行为研究

对2018年秋季西太平洋130°E断面上层水体有色溶解有机物(CDOM)的光学特性及光降解行为进行了研究。结果表明,西太平洋上层水体CDOM的吸收系数a(320)变化范围为0.025～0.64 m^-1,平均值为(0.20±0.08) m^-1;a(320)在表层相对较低,主要与表层CDOM的光漂白去除有关;在100～200 m水层较高,主要与次表层的生物活动有关。利用三维荧光光谱-平行因子分析技术,识别出两种荧光组分:类酪氨酸组分C1和海洋类腐殖质组分C2。C1主要源于棉兰老冷涡-上升流所带来的营养物质对浮游植物生产活动和微生物活动的促进作用;C2主要源于黑潮所带来的海洋类腐殖的输入。光化学降解实验发现,CDOM吸收值的损失主要发生在紫外波段;光照60 h后,类酪氨酸组分相较于海洋类腐殖质组分更易发生光降解;且光降解是西太平洋海域CDOM的重要去除途径。     

Spatial and temporal distribution of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) fluorescence and its contribution to light attenuation in UK waterbodies

Vertical attenuation of light through the water column (K_d) is attributable to the optically active components of phytoplankton, suspended particulate material (SPM) and chromophoric dissolved organic matter (CDOM). Of these, CDOM is not routinely monitored and was the main focus of this study. Concentrations and spatio-temporal patterns of CDOM fluorescence were investigated between August 2004 and March 2006, to quantify the correlation coefficient between CDOM and salinity and to better characterise the contribution of CDOM to K_d. Sampling was conducted at a broad range of UK and Republic of Ireland locations; these included more than 15 estuaries, 30 coastal and 70 offshore sites in the southern North Sea, Irish Sea, Liverpool Bay, Western Approaches and the English Channel.An instrument package was used; a logger with multi-sensor array was deployed vertically through the water column and concurrent water samples were taken to determine salinity, CDOM fluorescence and SPM. Surface CDOM fluorescence values ranged between 0.05 and 16.80 S.Fl.U. (standardised fluorescence units). A strong, negative correlation coefficient of CDOM to salinity (r² = 0.81) was found. CDOM absorption (aCDOM_λ) was derived from fluorescence measurements and was in the range 0.02–2.2 m⁻¹ with mean 0.15 m⁻¹. These results were comparable with direct measurements of aCDOM_λ in the same geographic regions, as published by other workers.Spatial differences in CDOM fluorescence were generally explicable by variation in salinity, in local conditions or catchment areas; e.g. CDOM at the freshwater end was 3.54–11.30 S.Fl.U., reflecting the variety of rivers sampled and their different catchments. Temporal changes in CDOM fluorescence were related to salinity. A significant and positive correlation was found between CDOM and K_d, and although CDOM was found to be less influential than SPM on K_d, it was still of significance particularly in coastal and offshore waters of lower turbidity.     

养马岛附近海域藻华期间有色溶解有机质的生物可利用性研究

本研究利用吸收光谱和荧光激发-发射矩阵光谱-平行因子分析(EEMs-PARAFAC),研究了养马岛附近海域海水中有色溶解有机质(CDOM)的浓度、组成、来源和生物可利用性,并估算了浮游植物生长繁殖对CDOM及具有生物可利用性CDOM的贡献。结果表明,表、底层海水中CDOM浓度(以吸收系数a₃₅₀计)平均值分别为1.62±0.42 m^-1和1.30±0.47 m^-1,光谱斜率(S_275-295)平均值分别为0.022±0.003 nm^-1和0.023±0.003 nm^-1。利用PARAFAC模型识别出4种荧光组分,分别为陆源类腐殖酸C1、类色氨酸C2、类酪氨酸C3和微生物源类腐殖酸C4。荧光指数(FIX)、腐殖化指数(HIX)和生物指数(BIX)显示,CDOM受陆源输入和海洋自生源的综合影响。降解实验结果显示,表、底层海水中生物可利用性CDOM百分比(%△a₃₅₀)平均值分别为(23.36%±17.94%)和(8.93%±20.30%)。C1、C2和C4组分的荧光强度在培养之后降低,而C3组分的荧光强度上升。各荧光组分生物可利用性依次递减的顺序为:%△C1(23.75%±8.96%)＞%△C4(20.83%±11.71%)＞%△C2(11.67%±38.87%)＞%△C3(-29.61%±39.90%),显示培养之后CDOM的平均分子量和腐殖化程度降低。表层海水中a₃₅₀、%△a350与Chl a之间存在显著线性相关关系,据此可以估算出浮游植物生长繁殖对CDOM的贡献为36.9%,对具有生物可利用性CDOM的贡献为85.0%。     

秋季胶州湾有色溶解有机物荧光特性研究及其来源分析

利用三维荧光光谱(EEMs)-平行因子分析(PARAFAC)技术研究了秋季胶州湾有色溶解有机物(CDOM)的荧光成分组成、分布特征及来源。PARAFAC模型解析出胶州湾CDOM由2类5个荧光组分组成,即类腐殖质成分C1(355nm/430nm)、C2(320nm/390nm)、C3(380nm/465nm)、C4(420(330)nm/505nm)及类蛋白质成分C5(280/325nm)。类腐殖质成分C1、C2、C3和C4的平面分布模式基本一致,呈现由近岸海域向湾中心海域逐渐减小的趋势,而类蛋白质成分C5则是由湾东北部近岸海域向西南部海域呈逐渐减小的趋势。分析表明,秋季胶州湾CDOM类腐殖质成分C1、C2、C3和C4的主要来源为陆源输入,而类蛋白质成分C5主要受城市排污的影响。系统聚类分析表明,以团岛南端和红岛西侧连线为界,所有采样站位被分为两类,分界线西部区域站位CDOM各荧光成分相对含量分别为C1:31.8%~35.5%,C2:30.3%~33.7%,C3:17.1%~20.2%,C4:4.5%~5.2%,C5:9.6%~12.5%;分界线东部区域站位CDOM各荧光成分相对含量分别为C1:30.6%~34.6%,C2:28.8%~32.7%,C3:17.0%~19.1%,C4:3.3%~4.8%,C5:12.1%~18.2%。西部区域CDOM具有较高的C4含量和较低的C5含量,大沽河等河流的陆源输入特征明显,而东部区域CDOM则具有较高的C5含量和较低的C4含量,反映该区域受城市排污影响显著。另外,秋季胶州湾CDOM的HIX范围为1.8~3.2之间,较小的腐殖化因子值反映了秋季胶州湾CDOM的腐殖化程度高较低,在环境中存在时间较短。     

长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源与混合行为

河口碳的生物地球化学过程是全球碳循环的重要组成。通过测定溶解无机碳（DIC）及其稳定同位素丰度（δ13C_DIC）,溶解有机碳（DOC）,有色溶解有机物（CDOM）,颗粒有机碳（POC）及其稳定同位素丰度（δ13C_POC）与元素比值（N/C）及相关指标,研究了2014年7月长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源和混合行为。结果表明,DIC浓度、DOC浓度、POC含量分别为1 583.2~1 739.6 μmol/L,128.4~369.4 μmol/L和51.2~530.8 μmol/L,这些不同形态碳及CDOM的荧光组分的分布模式相似,均是从口内到口外,整体呈现先增大后减小的趋势,并与盐度呈现非保守混合行为。添加作用主要发生在在口门处最大浑浊带附近。与含量相反,从口内到口外,δ13C_DIC和δ13C_POC均呈现逐渐减小再增大的趋势,在口门附近达到最低值,分别为-9.7‰和-26.7‰。在口门附近不同形态碳含量上升及δ13C_DIC、δ13C_POC的降低可能主要与沉积物再悬浮及微生物作用有关。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的结果显示,河口内外POC来源变化明显,口内POC以陆源有机碳贡献为主,平均为62.3%,口外海源贡献逐渐增加。CDOM相关参数结果表明长江口CDOM主要来自陆源输入,海源及人类活动等也对其产生影响。     

基于遥感反演的浒苔绿潮暴发对有色溶解有机物与叶绿素时空分布特征的影响

浒苔的暴发会对水体生态环境产生巨大的影响, 对此进行遥感监测具有十分重要的意义。本文基于现场同步实测的有色溶解有机物(colored dissolved organic matter, CDOM)吸收系数、叶绿素浓度以及光谱数据建立遥感反演模型,再结合MODIS卫星影像提取山东半岛南侧近岸海域在各年份浒苔暴发前后CDOM与叶绿素浓度的时空分布特征。结果表明, 浒苔的消亡分解会在水体中产生大量的CDOM, 但浒苔的生长繁殖同样会消耗CDOM, 此外CDOM还受到浒苔暴发时期强烈的光降解作用。在各种因素的综合作用下, 研究区海域CDOM浓度在浒苔暴发时期微弱升高, 浒苔消亡后CDOM浓度则开始回落。浒苔在暴发期会抑制其他浮游微藻的生长, 使研究区海域叶绿素浓度有所降低, 而浒苔消亡后叶绿素浓度有所上升。水体中的叶绿素受多种生物地球化学因素的影响, 因此叶绿素浓度的降低与浒苔的暴发强度之间没有明确的相关性。遥感反演可以大范围快速地提取水体中各种要素的分布情况, 但就浒苔的暴发对海水中各要素的影响机制而言, 还需要结合各种生态环境因子进行综合分析。     

地中海黄色物质次表层极大值的季节变化观测

首次通过2008-2009年在西北地中海和东地中海海域投放的两台Bio-Argo浮标的观测数据,分析与研究了该海区黄色物质次表层极大值的季节变化规律.研究表明次表层黄色物质在夏季开始爆发,伴随着叶绿素a浓度的逐渐降低;到冬季在强烈的垂向混合作用下结束.且黄色物质极大值的深度与叶绿素a浓度极大值(DCM)的深度基本一致,说明虽然黄色物质与浮游植物之间并不存在直接联系,但浮游植物的降解是黄色物质的主要来源.文中推测,可能由于该海区浮游植物与微生物的强耦合,导致了黄色物质与叶绿素a之间存在明显的反变关系.     

大洋河河口海域有色溶解性有机物的光学特性及遥感反演模型

有色溶解性有机物(CDOM)在河口混合过程中近似呈保守行为,可作为水团运动的示踪剂.基于2009年5月6日大洋河河口海域水体调查的实测数据,对该区域CDOM光学特性及遥感反演模型进行了研究,结果表明:研究区域CDOM主要来自河流输入,成分相对较稳定,属于典型的近岸二类水体区域;波长275～295 nm的光谱斜率和波长4...