钦州湾水质自动监测的周年变化特征

【目的】研究钦州湾(茅尾海和钦州湾外湾)周年水质变化特征,探讨海湾水质经常性超标的原因。【方法】利用2012年在线自动监测数据,分析海域水温、盐度、pH值、溶解氧以及叶绿素的周年日、季变化。【结果】两个海区盐度、pH值、溶解氧均呈现一、四季度高,二、三季度低的特征,其中最高值出现在第一季度,最低值出现在第三季度。茅尾海叶绿素最高值出现在第三季度,而钦州湾外湾出现在第一季度。茅尾海和钦州湾外湾水质超标主要为pH值,超标天数分别为243d和42d。【结论】茅尾海和钦州湾外湾受河流影响明显,pH值经常性超标,主要原因是采用海水标准评价,建议尽快确定河口区范围、制定河口水质评价方法和标准,以对主要河口区水质进行合理评价和管理。     

基于Sentinel-2数据的山口红树林生理参数反演及时空特征

生理参数叶绿素含量、光合有效辐射吸收率、植被覆盖度和叶面积指数是湿地植被重要的特征参数,也是衡量湿地生态健康状况的重要指标.以广西山口红树林自然保护区为研究区,以逐月的Sentinel-2和MODIS影像数据为数据源,采用人工神经网络的方法对山口红树林的4种生理参数叶绿素含量、光合有效辐射吸收率、植被覆盖度和叶面积指数...     

基于Sentinel-2A岷江上游地表生物量反演与植被特征分析

 Sentinel-2A光学遥感卫星具有很高的空间分辨率、13个多光谱波段、独特的"红边"波段、大宽幅同时数据免费,为区域植被生态环境特征信息提取分析提供全新的解决方案。以岷江上游流域为研究区,选取欧洲空间局（ESA）发布的Sentinel-2A数据,通过对卫星参数、数据类型、格式等级、预处理方法进行分析,利用ESA的SNAP软件,提取岷江上游流域的L2A级数据和场景分类图;在生成的L2A数据基础上结合SNAP软件中生物物理量参数处理模块,分别计算反演出岷江上游的叶面积指数、光合有效辐射吸收率、叶绿素含量、冠层含水量和植被覆盖度5类生物量指标和5个县域内生物物理量均值与标准差,利用叶面积指数、光合有效辐射吸收率和叶绿素含量指标诠释岷江上游5个县域内植被生长及健康状态,再结合场景分类结果对岷江上游植被特征进行区位分析,该研究为区域生态环境定量评估提供了快捷高效的参考依据。     

基于PSR模型的钦州湾近岸海域水环境绩效评估研究

本研究以压力-状态-响应（PSR）模型为基础,在广西壮族自治区钦州湾构建钦州湾水环境绩效评估体系,测算2010-2017年该区域的环境绩效指数（EPI）,并结合钦州市2010-2017年的生态环境建设与环保工作进展进行数据分析。研究结果表明,在2010-2012年,钦州市在污染减排方面取得明显成效,环境绩效明显向好;2013年后由于高强度的工业化建设与海洋开发活动给环境带来巨大压力,环境绩效指数在2013年达到47.42,为近几年最低。其后随着当地对环境问题的重视、环保投资力度的加大以及人们环保意识的日益增强,自2014年开始环境绩效指数出现较大幅度回升,后处于平缓状态,波动范围不大,环境质量有所提高。评估结果较好地反映了钦州湾附近海域的水环境变化趋势,为钦州湾的未来发展计划提供理论依据与数据支撑。     

基于Sentinel-2的陆浑水库水质反演与富营养化评价

黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略之一,为了快速准确地监测黄河流域湖库富营养化的空间分布,提升当地相关部门管理水平,以河南省黄河流域陆浑水库为研究对象,利用高分辨率Sentinel-2A卫星影像,结合同期的地面实测数据,构建了富营养化评价模型.研究表明,模型拟合优度达到0.922 7,反演得到陆浑水库的水质参数及富营养化空间分布图,其中,水库84.64%的水体呈中营养状态,贫营养及轻度、中度、重度富营养水体分别达到总体的0.03%、10.50%、3.44%、1.40%,结果显示,基于高分辨率多光谱遥感卫星影像的监测方法能精确地展现内陆水体富营养化的时空分布特征.     

基于Sentinel-2卫星遥感影像的云南省文山州三七种植面积估算研究

中药材多种植在自然条件适宜的山区,其种植区域地形复杂,种植地块多呈不规则碎片状,采用传统调查方法难以准确地计算种植面积和估测产量.卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)在遥感影像中准确高效地提取农作物空间分布有着较好的实验效果.因此,将CNN的特征提取能力应用于中药材种植,通过...     

钦州湾潮流场及污染物输运特征的数值研究

【目的】钦州港作为广西重要的港口,港口快速发展的同时带来污染物排放量的不断增加。为保证钦州湾海洋生态的可持续发展,必须深入分析钦州湾的水交换与污染物输运特征。【方法】基于2010年秋季钦州湾的调查结果,应用ECOMSED模型构建了钦州湾三维潮流与污染物(以COD为例)输运模型。潮流模型的调和常数来自俄勒冈大学的中国海潮汐模型,污染物输运模型的开边界与初始值来自于调查结果。【结果】模型结果与海流调查结果吻合较好。钦州湾平均涨潮时与平均落潮时分别为11.4h与8.7h,对应落潮流大于涨潮流;平均潮差为2.8m,最大潮差4.25m,平均纳潮量约为10.8×108 m3;钦州湾的水体交换半周期为7d,而水体交换80%的时间约为28d;钦州湾COD浓度越往北越大,越靠近湾外越小,COD逐时浓度最大值约为1.27mg·L-1;钦州湾保税港区围填海后金鼓江北端和西侧的COD浓度分别上升约20%和10%。【结论】广西钦州湾保税港区的围填海工程对金鼓江的污染物浓度分布影响较大。     

基于Sentinel-1和Sentinel-2影像的洪泽湖国家湿地公园水生植被信息提取

【目的】探索利用光学遥感和雷达遥感数据进行湖泊湿地水生植被信息提取方法。【方法】以洪泽湖国家湿地公园为研究区,基于Sentinel-1的SAR影像和Sentinel-2的MSI影像,利用面向对象影像分析技术,结合EVSI、NDVI、SR特征指数和对象之间的上下文特征,以及挺水植被高度的差异所对应SAR影像上的后向散射系数,在对象级的基础上建立决策树模型对湿地水生植被进行分类,分析洪泽湖国家湿地公园水生植被以及挺水植被的分布状况。【结果】研究区水生植被类群分类精度为89%,Kappa系数为0.85;挺水植被种群分类精度为85.2%,Kappa系数为0.76。与基于像元分析方法的结果相比,面向对象的影像分析方法具有更高的精度;湿地水生植被以沉水植被和挺水植被为主,其中挺水植被中以荷叶和芦苇为主。【结论】本研究提出的湖泊湿地水生植被信息提取方法具可行性,可为湿地管理与决策提供科学依据。     

钦州湾三墩作业区排污阈值的数值模拟研究

排污容量的研究对海洋生态环境保护有重要意义.随着钦州湾茅尾海污染呈逐渐严重趋势,为改善水质状况,钦州市将排污口外迁至三墩作业区,因此,研究该区域的排污阈值可为决策提供科学依据.本研究通过一阶降解系数的物质对流-扩散模型模拟钦州湾三墩区不同排污口的扩散情景,选出最优排污口并计算排污阈值.研究表明:不同排污口排放的物质扩散...     

基于HPLC色素分析的钦州湾外湾海域冬季浮游植物群落结构

为了研究钦州湾外湾海域浮游植物群落分布特征,于2021年1月(冬季)在该海域进行综合调查。研究应用高效液相色谱(HPLC)技术分析表层水的光合色素组成,进而使用CHEMTAX软件估算浮游植物的群落结构。调查结果表明,调查海域浮游植物的优势类群为硅藻,其后依次为隐藻和青绿藻,它们分别占据了浮游植物总生物量的62.29%、20.25%和9.77%。从粒级结构上看,小型浮游植物(主要为硅藻)的贡献率为39.25%,粒径小于20 μm的浮游植物贡献率为60.75%;硅藻的细胞粒径范围较广,而隐藻、甲藻和蓝藻的细胞粒径多在20 μm以下。在空间分布上,硅藻的生物量由近岸向远岸海域逐渐升高,隐藻和青绿藻的分布则相反;微型和微微型浮游植物在盐度低、营养盐含量较高的近岸区占优势,小型浮游植物的生物量则由近岸向高盐度、低营养盐的远岸海域逐渐增大。浮游植物类群的空间分布特征与核电站温排水、盐度、潮流、营养盐以及贝类养殖等环境因素关系密切。     

钦州湾可溶性化学品泄漏预测

【目的】随着海洋经济发展,钦州湾船舶运输量不断上升,化学品泄漏事故风险也不断增加,因此增强对化学品泄漏事故的应急模拟研究具有重要意义。【方法】应用水动力模型及其物质输运模块对钦州湾金鼓江的可溶性化学品泄漏事故进行情景模拟。【结果】水动力模型结果与实测潮位和实测潮流吻合较好。低潮时发生泄漏,化学品向北漂移,48h后影响范围覆盖金鼓江上游全部水域、保税港区沿海及其以南的外海,污染面积为42.884 0km2;高潮时发生泄漏,48h后污染面积几乎为低潮泄漏时的8倍,影响范围向南超过21°33′N,向北几乎到达茅尾海中部,对茅尾海七十二泾处的养殖以及旅游产业等造成很大的影响。【结论】化学品泄漏事故会对海洋水质环境造成很大负面影响,今后将考虑风场的作用,进一步完善广西近海可溶性化学品泄漏模拟工作,为地方经济发展和海洋环境保护提供科技支撑。     

铁山港湾近8年溶解氧状况与变化趋势

溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)是判断水质优劣的重要指标之一,为弄清2013-2020年广西铁山港湾溶解氧的变化特点,对该港湾近8年自动监测结果的年均值、日均值、季节均值等进行统计分析.结果表明:铁山港内湾、外湾溶解氧浓度年均值均呈波动下降趋势,内湾溶解氧降幅较外湾明显,内湾低于第二类水质标准的天数由8...     

基于自动站监测数据的广西廉州湾藻类生态灾害特征分析

广西廉州湾地处河口地区,藻类暴发性增殖的现象时有发生。为探究广西廉州湾藻类增殖的规律,本研究根据藻类暴发性增殖现象时存在溶解氧、pH值、叶绿素同步升高或降低的特征,对2015-2020年廉州湾海域运行的自动监测站和赤潮现场监测的数据进行统计分析。结果显示,廉州湾藻类暴发性增殖的现象主要发生在南流江、西门江至大风江入海口的近岸海域,暴发的频次呈现逐年下降的趋势。从不同季节来看,冬季和夏季发生的频次较高,但藻类增殖现象的持续时间基本未超过7 d。藻类增殖现象发生的频次呈逐年下降的趋势,这可能与南流江上游环境整治有关,反映出入海河流水质改变对近岸海域的直接影响。因此,持续保持陆地污染源科学有效的管理对廉州湾的生态环境保护有重大意义。     

基于荧光猝灭原理的光纤化学传感器在线监测水中溶解氧

利用氧分子对芘丁酸的荧光具有猝灭作用的特性,构造出基于荧光猝灭原理的光纤氧化学传感器。就用于水中溶解氧在线监测的光纤光谱仪的搭建、传感探头的设计及传感膜的制作进行了探索,并对传感器的响应性能进行了考察。结果表明以三醋酸纤维素为固相支持剂、邻苯二甲酸二辛酯为增塑稳定剂、芘丁酸为分析物识别器制备的传感膜对溶解氧的响应具有良好的可逆性,稳定性,较快的响应时间和较长的使用寿命。与标准法相对照,用本仪器系统测定了不同盐度的人工海水中的溶解氧浓度,两种方法在不同浓度水平下的溶解氧测定值均无显著性差异。本法的日内和日间RSD在2.4%～6.1%之间。     

基于钦州湾验潮站2008-2020年潮位序列的潮汐特征研究

潮汐是钦州湾的主要海洋动力,对物质输运、海洋工程、海洋生态环境等都有重要影响。本研究基于钦州湾验潮站2008-2020年共13年的水位观测资料,利用潮汐调和分析、偏度计算和线性回归等方法,分析钦州湾长时间的潮汐变化、潮不对称性特征及海平面变化趋势。结果表明,钦州湾验潮站潮汐以O₁、K₁分潮占优,属于规则全日潮。主要分潮振幅有显著的年际变化,2008年为最小值,O₁为95.82 cm, K₁为88.18 cm, M₂为39.53 cm; 2016年达到最大值,O₁为104.27 cm, K₁为95.15 cm, M₂为46.16 cm,这一变化与月赤纬角的变化有关。钦州湾潮不对称现象显著,涨潮历时比落潮历时多2-3 h,造成该现象的主要原因是受到半日分潮和全日分潮之间相互作用的影响,其中主要贡献来源于O₁、K₁、M₂之间的相互作用,占总潮汐偏度的80...