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生存条件着手，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。提出了互补性参数的引入可能是模型改善的原因。通过作者在大亚湾的初步试验表明；水交换状态参数的引用，模型的误差从６．５％降为０．２６％，精度大大提高，从而证明了该方法的可行性和有效性。     

福建北部主要港湾的初级生产力

福建北部主要港湾（三沙、罗源、兴化和湄洲湾）2000年5、8、11月的初级生产力调查表明：三沙湾叶绿素a生物量和初级生产力低、变化幅度小,罗源湾和兴化湾8月均出现高的叶绿素a生物量和初级生产力,较之早期的可比资料表明,除三沙湾外,其他各港湾的初级生产力有明显的增加并出现局部的“藻华”.     

海洋初级生产力的结构

海洋初级生产力的研究发展到今天,其内涵和信息已不是一个简单的量值所能表达得了的,必须建立起一个能够反映其生态学意义的关于生产力结构的概念。在这个概念中,初级生产力的结构归纳为以下4个方面:(1)组分结构,即不同类群生产者(包括自养微生物、各类浮游植物等)对初级生产力贡献的比例;(2)粒级结构,即不同粒径级(<2μm,2—20μm,>20μm)生产者对初级生产力贡献的比例;(3)产品结构,即初级生产产品中颗粒有机碳(POC)和溶解有机碳(DOC)的分配比例;(4)功能结构,即新生产力占总初级生产力的比例。     

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．     

海洋中铁的来源,形态和初级生产力的限制作用

在海洋中,铁和Ｎ,Ｐ等主营养盐一样,也是一样限制浮游植物初级生产力的重要因素,由于铁是一种化学活性较高的元素,所以海水中铁的形态,来源及沉降会直接影响其生物可利用性,目前人们一般采用预富集／原子吸收法（ＡＡＳ）或是借助于电分析技术（如催化极谱）来测定海水中的铁。     

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。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。     

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。     

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。     

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。     

胶州湾口内初级生产力的周年定点观测

于１９８３年１１月－１９８５年１１月利用黑白瓶测氧法研究了胶州湾东南部的初级生产力及其与各环境因子的关系。结果表明，调查区内初级生产力的变化范围是０．１０－２．８２ｇ／（ｍ＾２．ｄ）碳，年初级生产量的平均是２０６ｇ／ｍ＾２碳，夏半年（５－１０月）的初级生产量平均占全年生产量的７３．４５％，浮游植物的光合作用对有效太阳辐射能的平均利用率是０．６４％，初级生产力与水温，日太阳辐射能等均呈明显的正相磁，     

胶州湾初级生产力周年变化

根据2003年5月—2004年4月逐月对胶州湾初级生产力的调查研究,分析讨论了胶州湾初级生产力的周年动态变化特征。结果表明,胶州湾初级生产力存在着明显的季节变化:夏季是一年中的高峰,平均为835.72mgC/(m2.d),春、秋季次之,分别为286.00mgC/(m2.d)和247.81mgC/(m2.d),冬季最低,平均为102.27mgC/(m2.d)。初级生产力平面分布特征为:夏季高值区一般位于湾西北部和东北部近岸水域,秋季至次年春末的高值区一般位于湾东北部近岸水域,湾中部和湾口海域较低。湾外海域除夏末秋初与湾中部水平接近外,其它季节比湾中部和湾口低,呈自湾内向湾外递降的分布趋势。6月下旬记录到7213.48mgC/(m2.d)初级生产力的最高值,位于湾东侧近岸,该高值持续时间很短,在时间上恰巧对应于一周前的一次强降雨过程。温度是影响胶州湾初级生产力季节变化的决定因子。     

渤海晚春浮游植物粒度分级生物量与初级生产力

浮游植物生物量与生产力是海洋生态系食物网的结构与功能的基础环节，是供养其摄食者——浮游动物的物质基础，从而直接或间接地影响海区鱼、虾、贝等经济渔业资源的变动。对浮游植物粒度分级生物量与生产力的研究有助于从更深层次上研究海洋生态系自然群落结构、功能及其环境调控，并可对了解其捕食者群体的特性和营养关系提供重要信息。 渤海是一个半封闭的浅海，生态环境的季节变化显著，同时渤海周围又是人口相对集中，工农业生产较为发达的区域，易受人为因素的影响。20世纪80-90年代初，科学家们曾在渤海进行过不少初级生产力的观测(费尊乐等，1988；朱明远等，1993；吕端华等，1999)，但该海域浮游植物生物量与生产力粒度结构方面的资料尚为欠缺。而近年来渤海生态环境日趋恶化，渔业资源严重衰退，因此在该海域进行生态系统动力学，特别是浮游动物种群动力学的研究时，必须同步开展初级生产力结构的动态变化及其控制过程研究。 本研究是国家自然科学基金重大项目“渤海生态系统动力学与生物资源持续利用”的一个重要组成部分，旨在研究渤海春末、夏初对虾产卵期浮游植物现存生物量和初级产力的粒度结构、周日和空间变化及其与环境之间的关系，特别是浮游动物摄食之间关系，从而为渤海生态系统动力学模式的建立和生物资源的可持续利用提供科学依据。     

基于浮游植物吸收的海洋初级生产力模型的不确定性分析

Satellite-derived phytoplankton pigment absorption(a_(ph)) has been used as a key predictor of phytoplankton photosynthetic efficiency to estimate global ocean net primary production(NPP). In this study, an a_(ph)-based NPP model(Ab PM) with four input parameters including the photosynthetically available radiation(PAR), diffuse attenuation at 490 nm(K_d(490)), euphotic zone depth(Z_(eu)) and the phytoplankton pigment absorption coefficient(a_(ph)) is compared with the chlorophyll-based model and carbon-based model. It is found that the Ab PM has significant advantages on the ocean NPP estimation compared with the chlorophyll-based model and carbonbased model. For example, Ab PM greatly outperformed the other two models at most monitoring sites and had the best accuracy, including the smallest values of RMSD and bias for the NPP estimate, and the best correlation between the observations and the modeled NPPs. In order to ensure the robustness of the model, the uncertainty in NPP estimates of the Ab PM was assessed using a Monte Carlo simulation. At first, the frequency histograms of simple difference(δ), and logarithmic difference(δ~(LOG)) between model estimates and in situ data confirm that the two input parameters(Z_(eu) and PAR) approximate the Normal Distribution, and another two input parameters(a_(ph) and K_d(490)) approximate the logarithmic Normal Distribution. Second, the uncertainty in NPP estimates in the Ab PM was assessed by using the Monte Carlo simulation. Here both the PB(percentage bias), defined as the ratio of ΔNPP to the retrieved NPP, and the CV(coefficient of variation), defined as the ratio of the standard deviation to the mean are used to indicate the uncertainty in the NPP brought by input parameter to Ab PM model. The uncertainty related to magnitude is denoted by PB and the uncertainty related to scatter range is denoted by CV.Our investigations demonstrate that PB of NPP uncertainty brought by all parameters with an annual mean of5.5% covered a range of –5%–15% for the global ocean. The PB uncertainty of Ab PM model was mainly caused by a_(ph); the PB of NPP uncertainty brought by a_(ph) had an annual mean of 4.1% for the global ocean. The CV brought by all the parameters with an annual mean of 105% covered a range of 98%–134% for global ocean. For the coastal zone of Antarctica with higher productivity, the PB and CV of NPP uncertainty brought by all parameters had annual means of 7.1% and 121%, respectively, which are significantly larger than those obtained in the global ocean. This study suggests that the NPPs estimated by Ab PM model are more accurate than others, but the magnitude and scatter range of NPP errors brought by input parameter to Ab PM model could not be neglected,especially in the coastal area with high productivity. So the improving accuracy of satellite retrieval of input parameters should be necessary. The investigation also confirmed that the SST related correction is effective for improving the model accuracy in low temperature condition.     

泉州湾初级生产力的时空变化特点

近海港湾浮游植物的春季藻华,初级生产力的分布和变化及其与环境物理化学之间的相互关系已有许多研究,如:潮汐对浮游植物藻华形成的驱动作用[1],垂直稳定或混合对浮游植物生物量粒级分布和初级生产力的影响[2~5],控制港湾浮游植物藻华的过程[6~10],营养盐类对浮游植物生长的限制[11,12]以及浮游植物季节性藻华[13]等.     

渤海湾天津近岸海域初级生产力及网采浮游植物种类组成

于2012至2013年调查了渤海湾天津近岸海域的初级生产力和网采浮游植物种类组成。2012—2013年春季调查海域初级生产力为2.20～23.18 mgC/(m²·d),平均值为9.54 mgC/(m²·d),高值区主要分布在塘沽附近海域;夏季初级生产力为6.37～138.37 mgC/(m²·d),平均值为44.13 mgC/(m²·d),高值区主要分布在北塘和汉沽附近海域。与1982—1983年和1992—1993年同期调查结果相比,近30 a来渤海湾初级生产力呈下降趋势。网采浮游植物经初步分析发现2门59种(包括未定名种),其中硅藻49种,占种类组成的83.1%;甲藻10种,占种类组成的16.9%;优势种主要为柔弱根管藻Rhizosolenia delicatula、布氏双尾藻Ditylum brightwellii、中华盒形藻Bidduiphia sinensis、中肋骨条藻Skeletonema costatum、旋链角毛藻Chaetoceros curvisetus、尖刺菱形藻Nitzschia pungens、丹麦细柱藻Leptocylindrus danicus和浮动弯角藻Eucampia zoodiacus。调查海域春季浮游植物细胞丰度为3.32×10³～3.85×10⁷ cell/m³,夏季为2.48×10⁶～4.65×10⁹ cell/m³,夏季明显高于春季;从分布上看,北部和南部的浮游植物细胞丰度高于中部,主要是由天津近岸海域河流分布造成。浮游植物多样性指数在春季和夏季的均值分别为1.865和1.560。2012—2013年浮游植物细胞丰度及其分布主要与水深、化学需氧量、pH值、溶解氧和无机磷相关性较大。     

胶州湾的初级生产力和新生产力

海洋初级生产力是海洋食物链的基础,是进行海洋生物资源评估和合理开发利用的基本依据。70年代在国际生物圈计刘(IBP)的推动下,本领域的一些学者曾在世界各大洋的代表性海区进行过大量现场观测研究。最近,随着世界性的资源与环境问題的日趋严重,全球C循环已成为人们关注的研究课题。海洋初级生产力是了解全球C循环必不可少的指标之一,因而再度成为生物海洋学家的研究对象。新生产力是总初级生产力的一部分,亦是海洋N循环的特征参数,对于大洋水域而言,它反映了真光层生物群落的净生产力,代表了真光层向下输出的C通量,是当今有关国际研究计划,如全球海洋通量联合研究( JGOFS)的核心内容之一。初级生产力和新生产力的研究,对于海洋生物资源的持续利用和C、N生物地球化学循环具有十分重要的意义。 胶州湾作为我国温带地区的典型海湾,已成为我国生态研究系统网络(CERN)的野外观测站。代表性的地理位置和强度开发下的生态条件,使其生态学资料在环境监测和资源开发方面极具理论意义和应用价值。胶州湾的初级生产力曾用黑白瓶生氧量法测定过(郭玉洁等,1992),而新生产力的实测研究在国内尚属空白。本文运用14C,15N同位素示踪方法,在胶州湾进行了季节性的初级生产力和新生产力现场实验研究,获得了比较系统的观测资料。     

三门湾秋季浮游植物现存量和初级生产力

对1987年9月浙江三门湾海区浮游植物细胞丰度、叶绿素a浓度和初级生产力的分布特征及其与环境的关系进行了研究。结果表明,调查海区的浮游植物细胞丰度、叶绿素a浓度和初级生产力均具有明显的空间区域性分布特征。叶绿素a浓度高值区位于三门湾顶部和健跳港口,从湾顶部往湾口海区方向,叶绿素a浓度逐渐下降。初级生产力的分布趋势与叶绿素a浓度的分布趋势一致。表层水浮游植物平均细胞丰度为(3.36±1.39)×103个/dm3,表、底层平均叶绿素a浓度分别为(1.47±0.42)μg/dm3和(1.12±0.19)μg/dm3,平均初级生产力为(36.0±29.5)mg/(m2·d)。     

杭州湾锋区浮游植物现存量和初级生产力

１９８７年１２月和１９８８年７月，对杭州湾锋区附近海域的浮游植物细胞丰度、优势种类、叶绿素ａ浓度和初级生产力进行了现场测定。结果表明，夏季海域浮游植物细胞丰度（１９．９５×１０６个／ｍ３）高于冬季（５．６０×１０６个／ｍ３）。主要为广温低盐河口性类群和近岸广温广盐性类群占优势。夏季表层平均叶绿素ａ浓度为２．７４ｍｇ／ｍ３，冬季为１．２７ｍｇ／ｍ３。其平面分布特征表现为，表层浓度高于中层和底层，小潮汛的浓度高于大潮汛，落潮时的浓度高于涨潮时，跟踪测站的浓度高于Ｅ断面。夏季平均初级生产力为１５０．２７ｍｇＣ／（ｍ２·ｄ）。杭州湾为高悬浮物浓度的海域，光强成为初级生产力的主要限制因素之一。     

湄洲湾夏季的初级生产力

湄洲湾１９９２年夏季的叶绿素ａ，三磷酸腺苷，碳比积累速率，初级生产力的变化范围和均值分别为０．４５－４．７２，１．４９ｍｇ／ｍ＾３；０．１２－１．０７，０．３１μｇ／ｄｍ＾３；０．０６－０．５８，０．３４ｄ＾－１；０．０７－０．３４，０．２１ｍ／（ｍ＾２．ｄ）。叶绿素ａ与三磷酸腺苷之间。初级生产力与碳比积累速率之间均呈正相关关系。叶绿素ａ三磷本能腺苷的比值为４．８，湄洲湾夏季浮游植物的生长受氮不足