基于DINEOF方法重构台湾海峡叶绿素a遥感缺失数据的初步研究

卫星遥感观测是研究海洋环境变化的一种重要方法,但由于观测周期和天气影响等原因,观测数据经常存在一定的缺失,这使得遥感数据在海洋环境连续变化的应用研究中受到一定的限制.为解决此问题,本文采用了经验正交函数分解插值方法(DINEOF)重建缺失的遥感观测数据.首先,基于Sea Wi FS(1998年1月至2010年12月)、MODIS-Aqua(2002年7月至2014年12月)和MODIS-Terra(2000年2月至2014年12月)三级叶绿素a月平均数据产品,按像素点平均的方法组合成原始资料集;其次,利用DINEOF方法重构该资料集的缺失部分,从而得到完整的1998~2014年台湾海峡及邻近海域叶绿素a浓度的月平均数据集;再通过分析重构影像与原始资料的时空误差和验证重构影像的时空变化特征等方法,评价了所用算法和重构数据集的合理性.结果表明:基于遥感组合数据,采用DINEOF方法重构的叶绿素a遥感影像,能够有效地反映研究海域叶绿素a浓度的时空变化规律.研究还表明,该方法操作简便,无需先验信息,且重构精度高,能有效重构大面积缺失的影像数据资料,为探索海洋环境和生态的长期变化规律提供了较好的基础.     

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。     

HPLC方法分析表层海水叶绿素a含量

以ODS-2 Spherisorb C18反相HPLC分析柱,流动相A(体积比为80：20的甲醇,pH=7．2的0．5mol／L乙酸氨水溶液,0.01％BHT W：V)、流动相B(87．5：12．5的乙腈：水,0.01％BHT W：V)和流动相C(乙酸乙酯),梯度洗脱,流速为1mL／min,紫外检测波长为436nm,HPLC方法分析辽东湾表层海水中的叶绿素a含量。该方法灵敏度高,检测限为10ng／L。对HPLC、荧光法和分光光度法的叶绿素a分析结果进行了比较。     

北太平洋鱿鱼渔场叶绿素a分布特点及其与渔场的关系

根据2001年～8月对位于39°～43°N,152°E～171°W的北太平洋鱿鱼渔场进行的水温、盐度、叶绿素a、浮游植物和鱿鱼捕捞等的调查结果,主要分析北太平洋鱿鱼渔场表层叶绿素a分布特点及其与环境因子、中心渔场的关系.分析结果表明,调查区表层叶绿素a含量变化为0.03～0.32 mg/m3,平均为0.13 mg/m3,其中中部渔场表层叶绿素a含量值最大,东部渔场次之,西部渔场最低;调查海域表层叶绿素a含量分布与表层温度、盐度存在较好的对应关系,叶绿素a含量高值区对应高温区,冷涡区含量最低,暖涡区含量最高;叶绿素a含量随盐度的增加而增加;在西部、中部、东部渔场,表层叶绿素a含量与浮游植物数量呈正相关关系;表层叶绿素a的分布与鱿鱼中心渔场存在较好的对应关系,中心渔场主要位于0.1 mg/m3叶绿素a等值线舌状部分或叶绿素a水平梯度较大处,渔场中心的叶绿素a值大于0.1 mg/m3.叶绿素a分布与环境要素及渔场的相关性分析表明叶绿素a可作为鱿鱼渔场分析中的一个重要参考指标.     

太湖水体光学衰减系数的特征及参数化

利用2001-2002年周年太湖全湖不同湖区湖泊光学及表层水样的实测资料,分析了太湖水体表层光学衰减系数与透明度、无机和有机颗粒物质及叶绿素a的相关关系,建立了表层水光学衰减系数与无机、有机颗粒物质及叶绿素a多元线性回归方程。结果表明,光学衰减系数与透明度的关系为：Kdg0.096 1.852/ST;表层水光学衰减系数与无机、有机颗粒物质及叶绿素a多元线性回归方程为：Kd=0.219 0.0768Ciss 0.214Cdet 0.006Cchl;光学衰减系数变化的主要影响因子是无机及有机颗粒物。     

东、黄海典型海区分粒级浮游植物叶绿素a的周日波动及影响因子

本文分析了东、黄海典型海区3个测站在2000~2003年间4个航次的叶绿素a周日变动特征,结果表明由于地理环境、水文特征以及季节差异,各海区叶绿素a表现出各自不同的变动特点.在东海陆架区,日变化上表层各粒级主要以半日周期为主,受黑潮入侵程度不同而略有变化;长江口由于受到潮汐的影响,各粒级的日变化同潮汐的涨落相对应,主要为半日周期;黄海中部海区叶绿素a尤其是NANO级浮游植物在周日变化上以全日周期为主,受黄海冷水团强弱不同而不同.本文进一步应用渐近回归初步分析了多种环境因子对叶绿素a周日变化的影响.     

三角帆蚌对水体悬浮物和叶绿素a消除量的研究

本研究在不同温度条件下分别测定了一龄(△1)和三龄(△3)三角帆蚌对水体中悬浮物和叶绿素a的消除量;研究了三角帆蚌对叶绿素消除效果与水体中藻类生物量之间的关系,并在池塘中挂养1200只三角帆蚌四个月。结果表明:三角帆蚌对水体中悬浮物和叶绿素a的消除率均随水温升高而提高,其中消除效果在总重量相同时△3>△1,较高水温条件下三角帆蚌在悬浮物中优先利用藻类;同一温度下,水体中藻类量增大时,三角帆蚌对叶绿素a的消除量增大而消除率却降低;在池塘挂养测试中与对照池塘比较,四个月后三角帆蚌因大量消除了池塘水中的悬浮物和叶绿素a,使池塘水体透明度提高从26cm提高到了80cm。     

近20年渤海叶绿素a浓度时空变化

浮游植物作为食物链的基础,对海洋生态系统具有重要作用。渤海作为我国最大的内海和重要渔业生物的产卵场、育幼场和索饵场,该区浮游植物研究具有重要意义。叶绿素a浓度是反映浮游植物生物量的重要指标。利用Google Earth Engine平台,对1997–2010年的宽视场海洋观测传感器(SeaWiFS)叶绿素a浓度数据和2002–2018年的水色卫星中分辨率成像光谱仪传感器(MODIS Aqua)叶绿素a浓度数据进行合并,并研究其时空变化特征。研究表明,近20年来,渤海全年叶绿素a浓度增加了14.1%,且增加显著。叶绿素a浓度在所有季节都呈现增加趋势;除11月外,其他各月都呈现稳定或增加趋势。从滦河入河口沿岸至渤海海峡的渤海中部,叶绿素a浓度增加较明显。同时也分析了海洋表面温度、风速和降水量数据。夏季渤海周边区域降水量和风速增加以及秋季海表温度的降低都有助于同季叶绿素a浓度的升高。渤海浮游植物可能受陆源营养物质输入影响较大。     

钦州湾海洋环境的富营养化水平评价及其对浮游植物叶绿素a的影响

文章通过钦州湾现场调查资料,分别利用单因子污染指数法和富营养化指数法对湾内水质的污染状况和富营养化水平进行评价,并分析讨论不同的富营养化水平条件下浮游植物叶绿素a的响应。结果显示,钦州湾的污染状况和富营养化程度从湾顶至湾外呈现由重至轻的梯度变化,并出现两个“极端区域”：茅尾海化学需氧量（COD）和营养盐的污染指数劣于三类海水水质标准并重度富营养化;外湾污染指数符合一类海水水质标准并贫营养化。分析表明,茅尾海的重度富营养化是由河流输入、相对封闭的地形以及过度的牡蛎养殖造成,而外湾的贫营养化则主要归因于较少的水产养殖和陆源污水排放以及大量的浮游植物对磷酸盐的消耗。叶绿素a在这两个区域均呈现低值,茅尾海内主要是由于贝类滤食大粒径浮游植物和真光层深度下降引起,而外湾则是氮磷比（N/P）失衡,浮游植物生长受磷限制导致。另外,核电站温排水有可能是导致叶绿素a较高的原因。减少茅尾海内的养殖规模,种植红树林,集中污水于外湾排放,加强温排水口的水质监控是保证钦州湾海洋生态环境可持续发展的手段。     

空间变异对海洋叶绿素a质量浓度遥感产品精度验证的影响

海洋叶绿素a质量浓度遥感产品是海洋初级生产力与海洋生态系统固碳能力研究的重要数据源,为了保证数据的可靠性,对遥感产品进行精度验证以及验证误差的成因分析尤为重要.遥感产品的验证过程中,由于空间变异的存在,使得遥感像元尺度内的实测数据具有不同的离散程度和统计分布特征,并由此产生了不同的误差统计结果.本文选择MODIS-Aq...