夏季台湾浅滩周边海域叶绿素a荧光垂直分布对温盐的响应分析

根据2004年7-8月台湾海峡南部台湾浅滩周边海域的温度、盐度和叶绿素a荧光的观测资料,分析了调查期间温度、盐度、叶绿素a荧光垂直分布特征及其相互关系.结果表明,温盐环境因子的变化对叶绿素a荧光垂直分布有重要影响.夏季浅滩西侧近岸区出现的温盐跃层控制着叶绿素a荧光的垂直分层特征;浅滩南部陆架斜坡区中下层涌升水较强,于温盐跃层之中出现叶绿素a荧光的单峰;浅滩区水浅,基本上无(或弱)温盐跃层,叶绿素a荧光的垂向分布也较均匀;在浅滩区边缘,受上升流与浅滩强潮混合作用影响,叶绿素a对温盐的响应呈线性关系.     

南海西北部夏季叶绿素a浓度的分布特征及其对海洋环境的响应

南海生态动力学过程复杂,尤其是夏季,在东南季风的影响下,南海西部的上升流、西北部东北向的离岸流对该海区乃至整个南海生态动力学过程都有重要的影响。根据1999—2003年的SeaW-iFS卫星遥感叶绿素a浓度数据,结合2004年在南海北部海洋观测航次实测的叶绿素a浓度数据,分析了南海西北部夏季叶绿素a的分布特征;同时根据海表温度、风场、海面高度等卫星遥感历史资料,探讨了叶绿素a浓度的分布及其对环境因子的响应。结果表明,南海西北部夏季(6—8月)叶绿素a浓度的分布有显著的空间变化:在西部半径达500km低温、强风的半圆形海域范围叶绿素a浓度较高(>0.15mg.m-3),其中位于越南金兰湾东北部有一叶绿素a浓度更高的激流形带(>0.2mg.m-3);而在南海东北部夏季(6—8月)叶绿素a浓度明显偏低(<0.12mg.m-3)。叶绿素a的这种空间分布特征同季风等海洋环境因素之间有密切的关系。对比实测叶绿素a浓度显示,遥感叶绿素a浓度同实测叶绿素a浓度有很好的一致性。     

用于海洋环境科学的一种新方法--影响因子分析法

用影响因子法对象山港海域叶绿素a与海水理化因子之间关系分析,结果表明：水温、溶解氧(DO)、气温、盐度、化学耗氧量(COD)因子为叶绿素a浓度变化的重要有效影响因子,其中水温、溶解氧因子占主导地位。由于该海域的富营养化,N、P和Si营养盐已经不再是影响浮游植物生长的有效因子。在特定海域资料有限的情况下,影响因子法比普通的相关和灰色系统分析更具有透明性,能够有效剔除无效因子,定量表达各理化因子对叶绿素a的影响程度。用影响因子法可以明确地判断出特定海域各海水理化因子对叶绿素a影响的主次程度及其有效性,从而定量确定出影响叶绿素a浓度的主要因子。     

三峡库区蓄水后夏季长江口及其邻近水域粒级叶绿素a

了解长江口水域富营养化现状对浮游植物的影响及浮游植物对长江口水域富营养化现状的指示作用,根据2004年8月30日~9月4日在长江口水域进行的多学科综合调查结果,报道了调查区叶绿素a的空间分布及其粒级组成特征,并初步研究了其与环境因子的关系。叶绿素a浓度在长江河道内和口门外水域浓度变化范围分别为0.40~2.13mg.m-3,0.48~4.89mg.m-3,平均值分别为1.09mg.m-3,1.70mg.m-3;与三峡库区蓄水前相比叶绿素a浓度偏低,高值区向口门方向西移,其水平分布与浮游植物丰度分布基本一致。垂直方向上叶绿素a浓度峰值出现在20m以上水层,与浮游植物丰度垂向分布有一定的差异。在调查水域<20μm粒径叶绿素a的平均浓度比>20μm粒径叶绿素a要高。统计分析表明磷酸盐与叶绿素a浓度呈显著的正相关,是控制浮游植物生长的重要因子。     

渤海生产力研究——Ⅰ.叶绿素a的分布特征与季节变化

本文阐述了1982—1983年在渤海综合调查中所作的叶绿素a调查,分析研究了叶绿素a时空变化与环境因子的关系.结果表明,渤海水域叶绿素a的数量分布具有明显的时空变化特征,叶绿素a的变化范围为0.2—8.0mg/m3,其季节变化呈双峰状,高峰期在初春3月,次高峰在秋季9,10月间,初夏6月为低值期,冬季12,1月为一年中的最低期,叶绿素a的垂直分布变化不甚明显,春季叶绿素a最大值出现在5m以上水层中,夏、秋季最大值位于5—10m的水层中,冬季水体中叶绿素a的分布较为均匀,初步得出渤海水域叶绿素a分布的季节变化规律.     

中国近海区域浮游植物生态对气候变化的响应

我国近海区域对气候变化高度敏感,浮游植物生态的变化关系到我国近海生态安全.采用重构的遥感数据等资料,分析并综述我国近海区域浮游植物叶绿素a浓度、初级生产力和浮游植物群落结构对气候变化背景下海水升温、风场等环境因子的响应.结果表明,东(南)中国海叶绿素a浓度略有上升(下降)的趋势,但浮游植物群落结构和生物量有明显的变化;其中,微微型浮游植物和甲藻占比增加,小型浮游植物物种成为海区优势种,暖水性种分布区北扩,而这与气候变化背景下海洋热动力环境的长期变化及其对营养盐供给的影响关系密切.分析还指出了气候变化对我国近海区域海洋生态影响研究迫切需要开展的若干工作.     

海洋围隔生态系中叶绿素a的变化及其影响因素

本文论述了在海洋围隔生态系中叶绿素a含量的变化及其影响因素。结果表明,叶绿素a含量与浮游植物细胞个数变化有较好的正相关。无机氮含量在14μmol/L以上时,对叶绿素a的影响不大,叶绿素a与活性磷含量有明显的正相关。光照是影响叶绿素a含量的重要因素之一。叶绿素a与食植性浮游动物个数变化关系密切。     

渤海叶绿素 a 浓度与环境因素的响应关系研究

基于 2003－2018 年的遥感反演和再分析数据, 分别在时域和频域上分析了渤海海表面温度、光合有效辐射、气溶 胶厚度、风速与叶绿素 a 浓度之间的响应关系。通过傅里叶变换在频域上得到各因素之间的相关性系数, 其显著高于直接在 时域上计算得到的相关性系数, 表明由于相位差的影响, 直接在时域进行相关性分析很可能会低估各因素之间的相关性。傅 里叶变换后的频谱图显示, 叶绿素 a 浓度存在一年、半年、4 个月与季节周期; 风速与气溶胶厚度存在明显的一年和半年周 期; 海表面温度和光合有效辐射具有明显的一年周期, 半年周期较其他几个因素不明显。交叉谱分析的结果表明： 叶绿素 a 浓度和所选的环境因子都在一年周期下具有最大的交叉振幅, 表明在此频率下响应最大; 风速、气溶胶厚度、光合有效辐射 分别超前于叶绿素 a 浓度约 5.0 个月、0.2 个月、0.2 个月, 海表面温度则滞后 1.9 个月。各环境因子之间相互关联, 共同影 响叶绿素 a 浓度的时间分布。     

造礁石珊瑚共生藻对富营养的响应研究

研究了多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)及其共生藻在硝酸盐、铵盐、磷酸盐胁迫条件下的响应.结果表明,石珊瑚共生藻光合效率在各营养盐浓度下分别受到程度不同的抑制;表面共生藻密度及共生藻叶绿素 a 含量在硝酸盐、磷酸盐和铵盐与磷酸盐结合条件下都有所降低,但前者较后者的变化有所滞后;在铵盐作用下表面共生藻密度和共生藻叶绿素 a 含量均有所升高.以石珊瑚共生藻光合效率及叶绿素 a 含量作为指示珊瑚共生体系对胁迫的响应指标较为灵敏.     

黎安港海水和沉积物中叶绿素a含量及与环境因子的关系分析

在2019年6月和9月对黎安港海域9个站点进行水质和沉积物采样调查,研究叶绿素a含量在潟湖内的空间分布,并探讨叶绿素a含量与相关环境因子的关系,为黎安省级海草特别保护区的海草资源保护与恢复提供基础数据及理论研究.结果表明:水体叶绿素a含量时空分布不均匀.6月,水体叶绿素a含量变化范围为3.34μg/L?14.64μg/...     

Development of a Neural Network Algorithm for Retrieving Concentrations of Chlorophyll, Suspended Matter and Yellow Substance from Radiance Data of the Ocean Color and Temperature Scanner

An algorithm is presented to retrieve the concentrations of chlorophyll a, suspended pariclulate matter and yellow substance from normalized water-leaving radiances of the Ocean Color and Temperature Sensor (OCTS) of the Advanced Earth Observing Satellite (ADEOS). It is based on a neural network (NN) algorithm, which is used for the rapid inversion of a radiative transfer procedure with the goal of retrieving not only the concentrations of chlorophyll a but also the two other components that determine the water-leaving radiance spectrum. The NN algorithm was tested using the NASA's SeaBAM (SeaWiFS Bio-Optical Mini-Workshop) test data set and applied to ADEOS/OCTS data of the Northwest Pacific in the region off Sanriku, Japan. The root-mean-square error between chlorophyll a concentrations derived from the SeaBAM reflectance data and the chlorophyll a measurements is 0.62. The retrieved chlorophyll a concentrations of the OCTS data were compared with the corresponding distribution obtained by the standard OCTS algorithm. The concentrations and distribution patterns from both algorithms match for open ocean areas. Since there are no standard OCTS products available for yellow substance and suspended matter and no in situ measurements available for validation, the result of the retrieval by the NN for these two variables could only be assessed by a general knowledge of their concentrations and distribution patterns. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

基于奇异谱分析的深圳近海净初级生产力时间序列研究

海洋净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)长时间序列分析可获取NPP多年变化趋势、季节变化等动态信息,对海洋环境的监测与预报具有重要意义。本文以2003～2013年月际尺度净初级生产力卫星遥感产品为数据源,通过奇异谱分析提取标准化净初级生产力时间序列的长期趋势和周期振荡特征。研究表明,①浮标监测数据的叶绿素a浓度、海表温度与MODIS的叶绿素a浓度、海表温度产品变化趋势基本一致,NPP时间序列产品可用于分析深圳近岸海域净初级生产力的变化趋势。②空间分布上,深圳西部海域的NPP和叶绿素a浓度远高于大鹏湾和大亚湾,大鹏湾和大亚湾的NPP和叶绿素a浓度均值及变化趋势非常接近。三个海区NPP、叶绿素a浓度、海表温度和光合有效辐射在季风转换期变化剧烈。③长期趋势上,深圳西部海域呈现2 a周期波动趋势,在均值附近以年为周期上下波动。大鹏湾和大亚湾2003～2006年NPP低于平均水平, 2008年后NPP开始以年为周期围绕平均值上下波动, 2012年后NPP整体与均值持平。④周期特征上,深圳西部海域、大鹏湾和大亚湾的NPP呈"W"或"M"型周年变化,存在夏季主高峰(6～7月)和冬季次高峰(12～1月)。     

15年测高资料反演南海北部潮汐结果的分析

在调和分析的基础上,结合差比关系的运用,利用T／P和Jason-1卫星测高数据进行了南海北部潮汐状况的反演、分析。其中沿轨数据和交点数据的海面异常（SLA）样本标准差（STD）值计算表明,对于15年资料而言,潮汐分析结果已基本一致。对3年轨道改变后的T／P资料分析发现,运用差比分析的办法能使其分析精度有20％左右的提高,达到与15年资料相近的分析效果。最后文章将近岸的反演结果与实测值作了对比,得出在大多数地区（除水动力复杂区域外）,沿轨数据的反演水位与实测值的误差均值小于19cm,STD值小于14cm。     

中国海洋水色遥感器瑞利散射定标研究

水色遥感是海洋环境监测的主要技术手段之一.对于任何海洋水色遥感器来说,监测其在轨期间的定标系数变化是非常重要的,否则无法得到精确的定量产品.以我国“HY-1B”卫星水色遥感器为研究对象,开展了基于大洋水体上空的瑞利散射定标方法研究,利用通过对SeaWiFS数据叶绿素、离水辐亮度和气溶胶产品进行分析,选择了符合条件的7个海区实施大气瑞利散射定标,根据2010年12月份选定的4个区域定标结果得到不同海区/不同时间获得的定标系数一致性较好,CH1至CH6的定标系数标准差分布在0.9％～2.1％的范围内,因此瑞利散射定标是有效的非现场定标方法,具有较高的定标精度,其总误差在4.09％.     

基于荧光猝灭原理的溶解氧分析仪的研制及其应用

研制出一种对溶解氧敏感的传感膜,其荧光材料主要是邻菲咯啉钌。由光源发出的中心波长为465 nm的强光照射到铺有该络合物的膜片上,激发出中心波长为620 nm的荧光,水体中的溶解氧会对激发出的荧光产生猝灭效应,猝灭程度与溶解氧的质量浓度之间存在线性关系。该膜片在无氧水中的荧光强度是空气饱和水中的20倍,变化较为明显。对比检测荧光信号在待测水体中猝灭前后的强度,即可测出水体中溶解氧的质量浓度。基于这一原理和荧光测量技术研制了光学溶解氧分析仪,利用该仪器对6处不同水域的天然水体进行测试,所得测试结果与国标碘量法的测试结果之间不存在显著性差异,误差≤2%,响应时间<1 min。在海水中30 m深处进行36h稳定性考察,所得溶解氧质量浓度数值平均偏差小于0.2 mg.L-1,证实仪器可适应较为恶劣的环境,且稳定性较好。     

海洋生物-光学算法研究──南黄海叶绿素浓度的估算

根据1995年9月中日合作南黄海现场观测资料，对南黄海生物一光学算法进行研究。首先对南黄海现场多光谱反射比数据进行因子分析，解反射比协方差矩阵的特征问题；解出特征值和对应的特征向量，求出主因子，然后建立叶绿素a浓度对主因子的多元线性回归方程，并对算法进行回报和预报检验。计算结果表明，该算法具有较高精度，同时也显示出天气条件对估算精度产生较大影响。     

基于计算机视觉的头足类角质颚特征研究Ⅱ:形态学参数测量

角质颚形态被广泛应用于头足类种类鉴定与种群判别,基于游标卡尺的手动径向测量是获取角质颚形态参数最常用的方法.本文提出一种利用计算机视觉提取角质颚形态参数的方法,首先通过MATLAB编程提取角质颚特征点及空间坐标,然后计算特征点间的空间距离,最后将提取的角质颚形态学参数值与手动径向测量的结果进行比较.研究结果表明:利用两...     

赤潮的高光谱监测及预警方法

有害赤潮发生频度有逐年增加的趋势, 建设赤潮的早期监测和预警系统是一个难点。文章研究表明, 珠江口赤潮前后, 叶绿素a浓度和细胞密度变化范围分别为0.9—31.1mg•m-3 和1.28×104 —1.76×106cell•L-1, 优势藻为聚生角毛藻; 高光谱辐射计获取的光漫射衰减系数、遥感反射率和荧光强度可反演叶绿素a浓度和细胞密度, 其中反演叶绿素a浓度的平均相对均方根差(RRMS)为30.6%、33.8%和77.4%, 而反演细胞密度的平均RRMS为83.6%、83.9%和136.4%。因高光谱辐射计可以获取每小时或者更短时间尺度的数据, 因此, 装备了高光谱辐射计的光学浮标可用于赤潮监测与预警系统。     

不同盐度、温度及光照对漂浮浒苔生理生态的影响

为研究不同盐度、温度及光照对漂浮浒苔生理生态的影响,我们将实验室内培养的浒苔置于不同盐度、不同温度及不同光照强度条件下培养,测定藻体光合参数。不同盐度条件下,对浒苔叶绿素荧光参数测定结果表明,在盐度为0的条件下,浒苔样品实际量子效率Fv/Fm快速降低,随后Fv/Fm维持在较低水平,在盐度10‰~40‰范围内,在前5天各处理样品Fv/Fm没有明显变化,之后样品Fv/Fm有不同程度的降低。不同实验温度条件下,对浒苔叶绿素荧光参数测定结果表明,在5℃~25℃,浒苔Fv/Fm呈现先上升后下降趋势。不同光照条件下,对浒苔叶绿素荧光参数Fv/Fm进行测定,其数值都在第一天发生了显著降低,之后稍有波动。藻体Fv/Fm变化有所不同,处理的前2天中,所有条件下样品都有相同幅度的降低,处理第三天时,光强400μmol/(m²·s)下比其他光强下的要显著低14%~16%;到培养后期,则以160μmol/(m²·s)下要明显较高,即160μmol/(m²·s)下藻体Fv/Fm的降低总体较为平缓。光照实验表明,浒苔在低光照条件下的实际量子效率要高于高光照条件,且最大量子效率的测定也进一步证实了该结果,表明高光照条件会引起浒苔光合作用能力下降。     

伶仃洋夏季叶绿素a时间变化特征及分析

文章使用2019年7月5日—20日在珠江河口伶仃洋定点连续观测的海表面叶绿素a质量浓度、海表面气温、气压、风速、风向、海表温度、盐度、流速、流向、遥感降雨量数据和中等分辨率成像光谱仪可见光波段影像, 利用小波分析和集成经验模态分解方法分析了观测期间内伶仃洋海表面叶绿素a的时间变化特征及其影响因子。分析结果表明, 观测期间海水表层叶绿素a质量浓度的变化范围为0.44~1.75µg·L^-1, 平均值为0.80µg·L^-1, 其变化周期主要为6h、12h和24h。其与相对应周期的潮流存在明显的相位关系, 并且在降雨后两者的相位关系发生了转换。7月5日—12日, 叶绿素a与潮流基本呈反相位关系, 涨急时叶绿素a质量浓度低, 落急时叶绿素a质量浓度较高, 浓度相差约为0.3µg·L^-1。珠江流域在7月8日—13日发生了一次强降雨过程, 降雨前后海水表层叶绿素a质量浓度在6h、12h和24h周期波段的振幅由0.02~0.09µg·L^-1增加到0.15µg·L^-1左右。同时, 降雨对珠江河口的叶绿素a质量浓度造成了一个持续80h的增加过程, 浓度增加了0.3µg·L^-1。发生降雨后, 7月13日—20日期间潮流滞后于叶绿素a约6h, 水位最高时叶绿素a质量浓度最低, 水位最低时叶绿素a质量浓度最高。由以上结果可以看出, 降雨不仅引起了河口区叶绿素a质量浓度的增加, 还造成了叶绿素a和潮流间相位关系的转换。