中国近海海表叶绿素及环境要素的空间分布和季节变化特征

基于中国近海海表生态动力要素(如海表温度和叶绿素)的每日卫星观测和再分析资料,针对叶绿素浓度、海表温度、风场、海洋锋面的空间分布及其季节性变化规律进行分析.中国近海的叶绿素空间分布总体呈现近岸高、离岸低、海盆中岛礁周围相对较高的分布特征.月均叶绿素浓度在大部分海区呈现显著的季节性变化,且存在明显的空间差异性,南海北部冬季较高而其他季节较低,东海、黄海和渤海海域春季较高而其他季节较低.进一步分析海表温度、风场、海洋锋面的分布特征和季节性变化,对比叶绿素的时空分布规律,结果表明：近岸海表温度多低于离岸海表温度,东海西侧发育出的冷舌向东南扩张,该区域面积在春季达到最大值;叶绿素浓度分布的季节变化有相似特征,叶绿素浓度较高的季节盛行东风和东北风,锋面频率最大值的区域与叶绿素浓度高值区域重合,说明叶绿素浓度与海表温度、风场、海洋锋面具有潜在关系.为刻画各参数的季节性特征,对各自时间序列进行正弦函数拟合,结果显示参数的季节变化特征在不同区域呈现不同的振幅、相位和显著性水平,表明尽管季节性特征主导了大部分海域动力和生态过程的变化,开展特定区域的季节性分析前有必要对其季节性变化的显著性进行评估.上述结...     

黄渤海海域叶绿素a浓度时空特征分布及影响因子分析

本文基于2003-2017年黄渤海海域MODIS卫星遥感数据,利用自组织映射神经网络模型（SOM）研究了叶绿素a浓度（Chl-a）的典型分布模式,分析了Chl-a变化趋势,并利用广义加性模型（Generalized Additive Model ,GAM）研究其与环境因子的关系。结果表明：黄渤海Chl-a存在明显的季节性变化,7月份浓度最低2.41 mg·m-3, 4月份浓度最高3.43 mg·m-3; Chl-a呈现从近海岸海域向深水海盆逐渐降低的变化趋势;将SOM模型提取的典型模式分为清澈、低浓度、中浓度和高浓度模式,这些模式有效地阐明了2003-2017年黄渤海Chl-a在时间上存在春季高,夏季低的变化趋势,Chl-a高值区主要分布在河流的入海口及近海岸;利用GAM模型发现海表温度（SST）、风速（wind）与Chl-a之间存在显著的非线性关系,SST、wind对Chl-a变化的解释率39.3%,SST对Chl-a变化的影响比wind更大;人类活动的增加对黄渤海Chl-a变化也起着重要的作用。     

渤海海域叶绿素浓度的遥感反演研究

以渤海海域为研究区域,以MODIS1B卫星影像为数据源,利用MODIS 250.m分辨率的波段反射率构建的NDPI(Normalized Difference Pigment Index)遥感指数结合叶绿素质量浓度(ρ)实测值进行回归拟合分析,建立基于MODIS1B数据的渤海海域叶绿素质量浓度遥感提取模型,并应用该模型反演出渤海海域叶绿素浓度的分布情况,对其分布进行了分析和评价.研究结果表明,利用MODIS1B数据监测渤海海域的水质情况是可行的.     

结合实测光谱数据的珠江口水质遥感监测

河口近岸海域面积广阔,生物生产力高,受人类活动及陆源物质的影响较大,是自然因素和人为因素共同影响水体生态环境的典型区域.文章研究了珠江口近岸海域水体叶绿素a浓度和悬浮物浓度的遥感定量反演方法,并在实验水域验证了现有遥感反演模型的适用性;结合实测数据和遥感影像数据,通过统计分析建立珠江口近岸水域的叶绿素a浓度和悬浮物浓度的反演模型;利用Landsat8遥感影像反演了珠江口近岸海域叶绿素a浓度和悬浮物浓度的分布情况,提取珠江口近岸水域面状水质信息;反演结果符合理论分析和实际情况,证明本研究建立的水质参数遥感反演模型及方法适用于珠江口近岸海域水质监测.     

东海真光层深度的遥感反演与影响机理研究

利用水色遥感资料,通过建立遥感反演模型获得了我国东海海域1998年逐月真光层深度的时空分布.对东海真光层深度的季节性变化特征进行了总结,并分析了关键影响因素的控制机理.结果表明,季节性温度变化、长江入海冲淡水、海流的季节性分布(黑潮及东海暖流)以及不同物理、化学特征水团的锋面过程,是导致我国东海海域真光层深度季节性变化的主要控制因素.     

黄海冷水团水域物理-生态耦合数值模式研究

以物理-生态耦合数值模式为研究手段,对黄海冷水团水域叶绿素和营养盐垂向分布的季节变化进行了研究.模式成功地揭示了叶绿素和营养盐垂向分布季节变化的主要特征,叶绿素垂向分布最大值形成和演变过程、两次大量繁殖期及物理过程对其夏季垂向结构的影响.与实测资料比较表明:数值模拟结果与实测结果具有较好的一致性.     

基于贝叶斯网络的渤海湾水体富营养化模型

基于渤海湾的现场监测数据,结合已有水体富营养化建模经验,用结构方程模型(SEM)对渤海湾水体富营养化因子与叶绿素a之间的因果关系进行了识别和验证.根据SEM提供的因果关系,建立了基于贝叶斯网络(BN)模型的渤海湾赤潮监控区海域水体的富营养化模型,并用监测数据对BN模型进行了检验和性能评价.研究结果表明:与物理因子相比,营养物质对渤海湾海域富营养化的影响较大;近年来无机磷一直为渤海湾浮游植物生长的限制因子,但是硅酸盐对浮游植物生长的影响程度越来越大.     

黄海冷水团水域物理—生态耦合数值模式研究

以物理－生态耦合数值模式为研究手段，对黄海冷水团水域叶绿素和营养盐垂向分布的季节变化进行了研究。模式成功地揭示了叶绿素和营养盐垂向分布季节变化的主要特征，叶绿素垂向分布最大值形成和演变过程、两次大量繁殖期及物理过程对其夏季垂向结构的影响。与实测资料比较表明：数值模拟结果与实测结果具有较好的一致性。     

渤海海域主要港口有机锡化合物监测分析

为监测渤海海域有机锡污染情况,利用顶空固相微萃取与气相色谱火焰光度检测法于2008年5月对渤海海域7个重要港口9个站位的表层水体、底泥和低等海洋生物的有机锡污染现状进行调查.结果表明,渤海海域各主要港口水域表层水体有机锡含量较低,均低于检测限;底泥中有机锡污染物检出率达86%,含量大部分高于检测限及一般发达国家制定的环境有机锡残留标准.影响有机锡含量及其空间分布的主要因素包括港口船舶吞吐量、水文状况、季节及与大型码头的距离.调查结果表明,目前渤海海域各主要港口存在有机锡污染,部分港口污染还很严重.     

青海湖Chl-a浓度时空分布特征及与环境因子相关性分析

为了解青海湖叶绿素a(Chl-a)浓度时空分布特征及其与主要环境因子的相关性,2018年对青海湖Chl-a和主要环境因子浓度进行了野外调查,分析了Chl-a浓度分布特征与水体中营养元素等环境因子的相关性。结果表明:(1)青海湖Chl-a浓度较低,符合贫营养水体特征。(2)青海湖5月、7月、8月和9月底Chl-a浓度水平分布空间差异大,且季节变化显著;Chl-a浓度垂直分布大致从表层到底层逐渐增加,季节变化显著。(3)青海湖Chl-a浓度水平分布受多种环境因素的影响;青海湖Chl-a浓度垂直分布与水层深度呈现显著的相关性,紫外线强度在青海湖Chl-a浓度垂直分布中可能起重要作用。本研究将为青海湖Chl-a浓度的卫星定量遥感、青海湖浮游植物初级生产力定量估算等提供参考。     

湄洲湾表层海水石油烃的分布特征分析

2005年1月～11月,分4个航次对湄洲湾海区石油烃及相关环境因子进行调查,分析湄洲湾海域石油烃的污染状况,探讨石油烃在湄洲湾表层海水中的季节分布,以及与叶绿素a、溶解无机氮、溶解无机磷等环境因子的关系.结果表明,湄洲湾表层海水石油烃的质量浓度呈现春夏季高,秋冬季低;水平分布呈现湾外高,湾内低的特点,变化范围为4.10～341.99 μg·L-1,平均值为37.20 μg·L-1.湄洲湾表层海水石油烃的质量浓度与叶绿素a、溶解无机氮、溶解无机磷等环境因子存在较好的线性关系,相关系数分别达到0.651 7,0.953 2,0.858 4.湄洲湾水体的氮磷比为17.51,有利于石油烃的降解.     

潜流带水流特性及氮素运移转化研究进展

为进一步探明潜流带表层沉积物对地表水体的"源汇"关系及季节性转化规律,综合阐述了当前国内外在河道和湖泊潜流带方面的研究进展,包括不同区域潜流带内水流形态及其对氮素运移转化的影响机制、潜流带内部环境变化梯度和温度分布季节性变化对潜流带好氧-厌氧区分布范围及氮素硝化反硝化过程的影响、潜流带中氮素与地表水体的交换特征及季节变化规律,并结合当前的研究动态提出了潜流带水流特性及氮素运移转换研究中存在的问题并对研究进行展望。     

岳阳南湖水体环境参数相关性及富营养化特征分析

采用2001年岳阳南湖常规监测数据,分析南湖水体中生态环境特征参数的季节变化和相互关系。分析表明,南湖水体各生态参数中,总磷、总氮、氨氮和叶绿素a呈现明显的季节性变化,总磷和叶绿素a变化一致,在夏季形成高峰,冬季最低,磷是南湖水体富营养化的限制因子,而夏季藻类的增殖对氮的消耗是氨氮与总氮浓度降低的原因。     

北海近岸海域化学需氧量分布特征及其影响因素研究

【目的】系统分析北海近岸海域化学需氧量(COD)的平面分布特征及季节变化,探讨不同环境要素对COD分布的影响。【方法】根据2010年6月~2011年3月期间在北海近岸海域4个航次20个站位的生态环境调查数据,采用标准指数法、相关性系统法等对该海域的COD时空分布及其环境影响因子进行分析讨论。【结果】COD高值区及超标的站位主要位于河口附近海域,其余大部分海域COD标准指数均1,处于一类海水水质范围。除夏季外,调查海域各个季节COD浓度与温度之间的相关系数均为正值,且大于0.45;各季节COD浓度与盐度之间的相关系数普遍高于0.5,两者之间呈较好的负相关关系;春、夏及秋季COD与叶绿素之间的相关指数均较高;COD与悬浮物含量呈正相关性,除夏季较小相关系数为0.596外,其余季节的相关系数均在0.7以上。【结论】各季节调查海域表层海水COD的平面分布特征基本一致,主要表现为近岸高、外海低,由沿岸向离岸方向呈逐渐降低的趋势。COD主要来源于陆源输入,尤其是河流输入。     

岳阳南湖水体环境参数相关性及富营养化特征分析

采用2001年岳阳南湖常规监测数据，分析南湖水体中生态环境特征参数的季节变化和相互关系。分折表明，南湖水体各生态参数中，总磷、总氮、氨氮和叶绿素a呈现明显的季节性变化，总磷和叶绿素a变化一致，在夏季形成高峰，冬季最低，磷是南湖水体富营养化的限制因子，而夏季藻类的增殖对氮的消耗是氨氮与总氮浓度降低的原因。     

北部湾夏冬季海表温度、叶绿素和浊度的分布特征及调控因素

基于2006年6～8月和2006年12月～2007年2月的MODIS数据,分析北部湾夏季和冬季的海表温度、叶绿素及浊度的时空分布特征,并引入叶绿素与浊度的比值探讨浊度的控制因素,揭示径流、环流、风场和地形对北部湾上层水体环境要素的调控机制.夏季北部湾海表温度分布较为均匀,叶绿素浓度和浊度值沿岸带较高,外海较低.沿岸流海域浊度的主要影响因子是陆源输出物质和再悬浮沉积物,上升流海域则是浮游植物影响为主.冬季湾北沿岸流海域SST明显较低,海南岛西侧及中央海域存在一暖水舌,强化的混合作用导致叶绿素和浊度均明显高于夏季,再悬浮沉积物的影响也高于夏季.夏季发育跨中央海域的东向物质输送通道,冬季则发育西向物质输送通道.     

福建平潭外海域夜光藻赤潮期营养元素和溶解态痕量金属动态与响应

福建平潭外海域春季常发生夜光藻(Noctiluca scintollans)赤潮(又称“蓝眼泪”现象).为探讨这一特殊赤潮时期水体营养要素及痕量金属的变化及响应情况，于2022年4月对该海域(28个站位)进行了大范围的水文、化学及生态观测.水文数据显示平潭东北海域存在季风性涌升现象.营养盐数据表明，平潭海域表层海水总无机氮浓度为6.0～97.7μmol/L,高值区出现在平潭东北的海水涌升区域，其中以铵盐为主(约60%),磷酸盐浓度高达3.0μmol/L.溶解态痕量金属Cd、Co、Ni、Mn的高值区与总无机氮分布基本一致，而Cu在调查海域则表现较稳定.生态数据显示叶绿素a浓度高值区主要出现在近岸以及外侧海域，以小型浮游生物(粒径20～200μm)为主.现场观测和流式细胞计数表明，夜光藻赤潮区域与微型浮游生物(粒径<20μm)分布相吻合，并主要聚集于涌升流区域.上述结果表明，涌升过程带来的营养元素(铵与磷)及金属直接促进了微型浮游生物的生长，是形成平潭海域夜光藻赤潮的重要前提条件之一.     

2009-2011年渤海湾赤潮监控区营养盐概况分析

根据2009--2011年的5—10月在渤海湾赤潮监控区6个监测站点进行的连续监测结果,分析、探讨渤海湾赤潮监控区营养盐的变化特征及富营养化概况．结果表明：近3年来,渤海湾赤潮监控区海域受到了无机氮和活性磷酸盐的污染,水体处于严重的富营养化状态,且无机氮的污染程度明显高于活性磷酸盐;从空间分布上看,渤海湾赤潮监控区海域活性磷酸盐的空间变异系数在0．14～0．39之间,高于其他项目的空间变异系数,说明活性磷酸盐在空间分布上的差异明显大于无机氮和硅酸盐;在时间分布上,表层海水营养盐质量浓度存在明显的月变化特征,出现先增高后降低的趋势,在8月份其质量浓度达到最高值;从营养盐的结构特征上看,NO3--N占无机氮质量浓度的57％～70％,是该海域无机氮的主要存在形式;从赤潮监控区的富营养化等级划分来看,赤潮监控区由2009--2010年的磷限制状态转为2011年的富营养化状态．     

南麂列岛海域硅藻和甲藻群落的分布特征

于2006年4月~2007年3月采集浙江南麂列岛海域水样,研究了硅藻和甲藻群落在该海域的种类组成、生态分布特征和季节动态.共鉴定浮游植物93种,其中硅藻35属68种,甲藻11属21种.南麂海域浮游植物细胞丰度较高,年平均细胞丰度达到3.19105cellsL-1.硅藻集群的高峰区主要集中在夏季和秋季,细胞在表层水体的含量高于底层水体,调查期间共记录硅藻赤潮事件1起,发生于2006年8月,优势种类是中肋骨条藻.甲藻赤潮仅在春季（5月）发生,优势种类为原甲藻种类,包括三角棘原甲藻和东海原甲藻,分别在5月中旬和5月下旬先后引发赤潮,甲藻在表层水体含量高于底层水体.     

基于FVCOM的物理—生物地球化学耦合模型构建与应用

通过使用FABM框架将水动力模型FVCOM与生态模型ERSEM进行耦合,构建了一个新的适用于近岸复杂地形并完整描述了低营养级生态系统的物理—生物地球化学耦合模型:FVCOM-FABMERSEM.基于该耦合模型分别建立了垂向一维模型和长江口三维模型.使用欧洲L4站的多年观测资料对垂向一维模型(1DV)进行验证,验证结果良好.使用长江口三维模型模拟长江口及其附近海域2013—2016年的历史过程,经与营养盐和Chl-a观测数据校验,并利用MODIS卫星遥感的海洋表层Chl-a分布数据对春季藻类暴发的空间分布进行了验证,证明建立的耦合模型能正确刻画长江口区域的温度、盐度、硝酸盐、磷酸盐、Chl-a等物理和生物地球化学过程.同时,使用模型对长江口锋面区域的特征进行了再现,并讨论了盐度锋、泥沙锋、营养盐锋和叶绿素锋相伴产生与相互作用的关系.