香港近岸海域悬浮固体浓度空间变异特征的地统计分析

以香港近岸海域为研究区,基于2009~2012年HJ-1A/B CCD数据和实测数据,建立悬浮固体浓度遥感反演模型,运用地统计学方法对模型反演结果进行分析,探索研究区内悬浮固体浓度空间分布及其变异特征.结果表明:香港近岸海域北部深圳湾附近常年处于悬浮固体浓度的高值区,东北部珠江入海口海域悬浮固体浓度受季节影响明显,大屿山以南的南部海域的浓度值常年处于较低水平,并具有明显的季节特征.2009~2012年的地统计数据表明,香港近岸海域悬浮固体浓度值总体处于较低水平,月均值为12.25mg/L,由北向南递减趋势明显.全年大部分时间空间变异特征明显,空间自相关性较强,其中3月份的块金值/基台值最小,仅约为0.0005.     

香港近海海域叶绿素a定量反演及时空变化分析

以2009~2019年HJ-1A/B卫星多光谱数据和对应日期的实测数据为数据源,通过预处理提取出各波段组合反射率并与实测叶绿素a浓度数据进行统计相关性分析,选取相关性最高的波段组合作为特征变量与2/3的实测叶绿素a浓度数据进行建模,并用剩下的1/3实测叶绿素a浓度数据进行精度验证以确定最佳遥感反演模型,最后根据最佳反演模型对2009-2019年的香港近海海域叶绿素a浓度进行反演,明晰该海域近10年的叶绿素a浓度时空变化特征.结果表明：利用HJ-1A/B卫星多光谱数据反演香港近海海域叶绿素a浓度的最佳波段组合为第3波段和第2波段比值（B3/B2）,相关系数（r）为0.893;最佳反演模型为利用B3/B2构建的e指数回归模型（Chl=0.004e^6.693(B3/B2)）,决定系数（R²）为0.934,均方根误差（RMSE）为0.255μg/L,平均相对误差（RPD）为25%;近10年香港近海海域的叶绿素a浓度时空变化特征：空间上整体呈现“东高西低,由东向西逐渐减小”的分布特征,西部海域比东部海域平均浓度低5μg/L左右;2017年内呈“春低秋高,夏升冬降”的随季节变化特点,其中秋季最高,夏春两季次之,冬季最低.     

福建近岸海域悬浮泥沙浓度遥感定量监测研究

论文在分析MODIS数据对海洋水体反射光谱特征的基础上,选用合适的探测波段构成悬浮泥沙遥感参数,并根据2003~2004年福建近岸海域海洋监控区内9个站点的海洋水色数据建立悬浮泥沙浓度遥感定量反演模式。利用已建立的模式对2001~2005年福建近岸海域悬浮泥沙浓度进行遥感反演,根据反演结果分析该海域悬浮泥沙浓度的分布及其变化特征,着重分析闽江口海域的悬浮泥沙运动特点。结果表明:福建近岸海域悬浮泥沙浓度与基于MODIS蓝光(0.438~0.448μm)和绿光(0.545~0.565μm)探测波段数据构成的遥感参数呈指数函数关系,定量反演效果比较理想,反演结果能客观地揭示福建近岸海域悬浮泥沙的浓度分布及其变化特征,为今后对该海域悬浮泥沙运动规律的深化研究奠定了基础。     

2019年渤海氮磷营养盐季节变化及富营养化状况

本研究采用2019年渤海四个季节表层的氮磷营养盐数据,对渤海氮磷营养盐浓度、N/P和富营养化状况的季节变化进行了分析和评价。结果表明:DIN和PO₄-P的季节分布明显不同,DIN平均浓度表现为秋季最高、冬季和春季次之、夏季最低的季节分布特征,而PO₄-P平均浓度最高值出现在秋季,其他季节浓度相近;空间分布上,DIN及各组分（NH₄-N除外）均呈现近岸高、中部低的空间分布,受河流输入影响显著,虽然在近岸海域如辽河口出现PO₄-P的高值区,但PO₄-P各季节分布变化较大,并在秋、冬季节出现渤海中部浓度升高的情况,可能是受陆源输入和海洋中磷的内源循环的共同影响;同一季节近岸海域N/P远高于近海海域,渤海近岸海域呈现显著的磷限制,近海海域由于出现大片N/P小于16的区域,可能出现潜在氮限制的现象;富营养化指数（EI）结果显示,渤海富营养化区域主要集中在辽河口,该海域常年为中度富营养化区域,过量的DIN是富营养化的主要原因。     

基于GF1_WFV的千岛湖水体叶绿素a浓度时空变化

基于高分一号（GF-1）遥感影像以及水体实测样点数据,运用波段对数组合,以千岛湖为研究对象,构建和择优了叶绿素a浓度反演模型,对2013~2019年千岛湖区域水体叶绿素a浓度值进行了估算,并利用变异系数、Mann-Kendall显著性检验模型、Theil-Sen趋势分析模型对其时空变化特征进行了分析.研究表明,基于波段对数组合的反演模型可用于千岛湖清洁水体叶绿素a浓度值的反演（R²=0.8976）;年际变化分析发现,在研究期限内,千岛湖水体叶绿素a浓度平均值维持在较低水平,近94%的水体像元叶绿素a浓度小于3.65μg/L,水质较佳;时空动态分析进一步发现,千岛湖水体叶绿素a浓度值大都经历了较为微小的波动变化,其中,有超过67%的水体像元浓度值呈现出微小的增长趋势,在分布上也呈现出一定的空间格局形态.     

基于GF1_WFV的千岛湖水体叶绿素a浓度时空变化

基于高分一号（GF-1）遥感影像以及水体实测样点数据,运用波段对数组合,以千岛湖为研究对象,构建和择优了叶绿素a浓度反演模型,对2013~2019年千岛湖区域水体叶绿素a浓度值进行了估算,并利用变异系数、Mann-Kendall显著性检验模型、Theil-Sen趋势分析模型对其时空变化特征进行了分析.研究表明,基于波段对数组合的反演模型可用于千岛湖清洁水体叶绿素a浓度值的反演（R²=0.8976）;年际变化分析发现,在研究期限内,千岛湖水体叶绿素a浓度平均值维持在较低水平,近94%的水体像元叶绿素a浓度小于3.65μg/L,水质较佳;时空动态分析进一步发现,千岛湖水体叶绿素a浓度值大都经历了较为微小的波动变化,其中,有超过67%的水体像元浓度值呈现出微小的增长趋势,在分布上也呈现出一定的空间格局形态.     

海南岛近岸海域溶解无机磷时空分布及富营养化

根据2016年枯水季、丰水季和平水季海南岛近岸海域表层海水现场调查资料,对该海域表层海水中溶解无机磷（DIP）的时空分布特征进行研究,评价其污染水平和营养盐结构,分析该海域富营养化程度,并探讨了研究区域DIP的主要来源及与环境因子之间的关系.结果表明,海南岛近岸海域表层海水DIP的平均浓度为（0.008±0.006）mg/L,浓度范围为0.000~0.062mg/L,万宁小海海域是3个水季的主要污染区域;平水季研究海域DIP污染水平高于枯水季与丰水季;富营养化指数变化范围为0.00~3.94,平均为（0.21±0.46）,总体上海南岛近岸表层海水富营养化程度较低,但局部海域富营养化问题依然突出.     

长江口及邻近海域沉积物中石油烃污染特征

根据2004~2009年丰水期对长江口及邻近海域的调查监测资料,研究了沉积物中石油烃的时空分布特征及污染情况,分析了其影响机理.结果表明,石油烃平均含量为176.25mg/kg,沉积物无石油烃污染;沉积物中石油烃空间分布格局整体上呈由近岸向远岸递减的趋势,陆源输送、水动力条件、细颗粒物质的吸附以及絮凝作用是控制石油烃分布的主要因素;调查海域空间分布尺度上可以划分为4个海域,MDS排序分析以及ANOSIM检验均支持了划分结果;沉积物中石油烃含量为近岸最大浑浊带最高,其次为近岸区和泥质区,在远岸区则常年存在一个石油烃含量的低值区.     

长江口及邻近海域沉积物中石油烃污染特征

根据2004~2009年丰水期对长江口及邻近海域的调查监测资料,研究了沉积物中石油烃的时空分布特征及污染情况,分析了其影响机理.结果表明,石油烃平均含量为176.25mg/kg,沉积物无石油烃污染;沉积物中石油烃空间分布格局整体上呈由近岸向远岸递减的趋势,陆源输送、水动力条件、细颗粒物质的吸附以及絮凝作用是控制石油烃分布的主要因素;调查海域空间分布尺度上可以划分为4个海域,MDS排序分析以及ANOSIM检验均支持了划分结果;沉积物中石油烃含量为近岸最大浑浊带最高,其次为近岸区和泥质区,在远岸区则常年存在一个石油烃含量的低值区.     

2009年辽东湾北部海域Pb和Cd的时空分布特征及其污染风险评价

2009年4月、8月、11月和12月分别对辽东湾北部海域海水和沉积物中的重金属Pb和Cd进行取样分析,并对分析结果进行评价.结果表明,辽东湾北部海域海水中Pb的季节分布特征为:春季＞秋季＞冬季＞夏季,Cd含量随季节变化差别不大.Pb和Cd的空间分布特征总体为近岸高,离岸低,由近岸向离岸方向递减.辽东湾北部海域水体中Pb...     

东海二甲基硫时空变化特征及影响因素分析

基于已建立的DMS广义可加混合模型(GAMM),采用东海现场实测数据和卫星遥感海表温度(SST)和局地校正叶绿素a(Chl-a)v5.0(LMCv5.0)数据,获得1998-2020年共23年的东海表层DMS数据集,分析了东海表层海水DMS浓度时空特征和影响因素.结果表明:东海表层海水DMS年平均浓度为2.67nmol/L,呈现外海低、近岸高的空间分布特征,并具有显著的季节变化:春夏季浓度较高,秋冬季浓度偏低.根据所获得的23年的数据,东海表层海水DMS浓度年际变化具有明显空间差异性,近岸呈现明显先上升后降低的年际变化特征,而外海的年际变化不明显.春、夏两季东海表层海水DMS浓度空间分布差异主要受Chl-a影响,秋、冬两季其差异主要受Chl-a和SST协同作用的影响.Chl-a是影响长江口及邻近海域DMS年际变化的主要因素,SST是影响苏北沿岸DMS年际变化的主要因素.河流输入的营养盐可能是长江口DMS的影响因素.春季(冬季)海表风速和长江口DMS存在相似(相反)年际变化特征.     

向海湿地贴地气层中CO2日平均浓度空间分异特征

研究了向海湿地贴地气层中CO2浓度8月份的日平均值在水平方向及垂直方向上的空间分异特征.结果表明,向海湿地贴地气层CO2日平均浓度在246~266mol/mol之间,低于三江平原湿地贴地气层乃至全球CO2浓度值,4个高度(0.1,0.6,1.2,2m)水平方向纬度分异显著,变异显著区基本一致;垂直分异差异显著,芦苇和香蒲湿地变异最大,岸边坡地变异最小.     

太湖叶绿素a浓度时空分异及其定量反演

利用2005年实测叶绿素a浓度数据分析了太湖叶绿素a浓度的时空分布特征,并利用同步光谱数据,分季节对太湖叶绿素a浓度的反演模型进行研究,从而分析叶绿素a的时空变化对反演模型的影响.首先分析1a内叶绿素a浓度随时间的变化规律,然后利用反距离加权插值法绘制叶绿素a浓度不同季节空间分布图,分析叶绿素a浓度在不同季节的空间分布规律,在此基础上分春、夏、秋3个季节和中营养化、轻度富营养化、中度富营养化、重度富营养化4个营养状态进行叶绿素a浓度定量反演模型研究.结果表明,太湖叶绿素a浓度具有明显的时空分布特征.夏季叶绿素a浓度最高,冬季最低,平均浓度分别为56.29μg/L、13.61 μg/L.秋季由于受到夏季高浓度的影响,叶绿素a浓度高于春季,平均值分别为26.43μg/L、34.78μg/L;夏季叶绿素a浓度空间变化最大,冬季全湖叶绿素a浓度含量较为均一,空间变化不明显,秋季空间差异要大于春季;全年北部湖区的空间差异较大,而南部湖区相对较小.不同季节叶绿素a反演算法模型不同,春、秋季波段比值法反演效果较好;而夏季微分法反演效果明显好于其它反演算法,不同营养状态条件下反演算法差异相对较小.     

辽宁省近12年对流层甲醛柱浓度时空变化及其影响因素

基于OMI遥感反演的对流层甲醛柱浓度资料,研究了辽宁省2005—2016年对流层甲醛柱浓度的时空分布特征,并分析了对流层甲醛柱浓度的主要影响因素.结果表明:近12年辽宁省对流层甲醛柱浓度整体上波动较大,2005—2013年逐渐增大,平均增速为0.74×1015molec·cm-2,空间分布上整体表现为低值区主要分布在辽西山地丘陵地区,高值区分布在沈阳以东大部分地区,浓度在12×1015~13×1015molec·cm-2之间;2005—2008年辽宁省甲醛污染相对较轻,对流层甲醛柱浓度整体多在3级水平以下;2009—2013年之间,对流层甲醛柱浓度的3级分布区域逐渐缩小,4级分布区域不断扩大,并在2010年出现5级水平污染区域且于2013年达到最大.春季各个区域对流层甲醛柱浓度相对于其它季节较低,夏季各个地区对流层甲醛柱浓度值整体上高于其它季节,以4级及5级水平污染为主,秋、冬季各个区域的对流层甲醛柱浓度值分布居于春、夏两季之间.辽宁省对流层甲醛柱浓度的月变化特征大致符合正弦曲线分布特征,即对流层甲醛柱浓度自1月不断上升,于6月达到峰值后又不断下降.能源消耗及工业生产与大气中甲醛的浓度的变化息息相关,人口数量及生产总值与对流层甲醛柱浓度也具有显著的正相关关系.高温利于甲醛的扩散和挥发,辽宁省独特的地形地理位置对甲醛的扩散与传播产生影响.     

东营市近岸海域营养盐时空分布及富营养化评价

为深入研究现阶段东营市近岸海域的营养盐状况,本文以东营市管理海域为独立单元,根据东营市近岸海域2021年冬季、春季、夏季、秋季4个航次30个站位的海水水质监测数据,分析了东营市近岸海域中营养盐溶解性无机氮（DIN）和活性磷酸盐（DIP）的时空分布特征,分别应用富营养化指数法及潜在性富营养化评价模式对整个海域的水质富营养化程度进行评价。结果表明,东营市近岸海域冬季、春季、夏季3个季节均有80%以上的站位DIN浓度符合二类海水水质标准,且空间分布整体呈现南部高、北部低的趋势;秋季DIN浓度整体较高,符合二类海水水质标准的站位仅占比6.7%;4个季节所有站位DIP浓度均符合一类海水水质标准,季节变化和空间分布未呈现明显差异;富营养化指数法评价结果显示,东营市近岸海域除秋季富营养化程度较高外,其他季节基本未呈现富营养化状态;潜在性富营养化评价模式分析结果表明,东营市近岸海域的氮磷摩尔比均大于Redfield比值（16）,总体呈现磷限制状态,秋季尤为凸显,93.3%的站位为磷限制潜在性富营养状态。研究结果可为掌握东营市近岸海域环境质量时空状况和陆海统筹的环境治理提供科学依据,为深入打好渤海污染防治攻坚战,推进黄河流域生态保护和高质量发展提供技术支撑。     

陆源营养盐输入对青岛近岸海域DMS生物生产的影响

近海海域是全球DMS的重要排放源,同时近海海域,尤其是城市近岸海域是生态环境受人为干扰最为严重的区域.为了解人为活动对DMS生物生产的干扰,以青岛近岸海域为研究区域,在2001～2002年进行了不同季节的采样.发现该区域DMS存在季节变化,在生物量高的夏季,水体的DMS浓度也最高;高营养盐区域DMS/Chl a(单位叶绿素的DMS产量)低;低透明度区域DMS/Chl a也较低,且在长日照的夏季,透明度与DMS/Chl a有显著相关关系.     

天津近岸海域大气颗粒物无机组分季节变化及源析

2006~2007年在天津近岸海域分4个季节走航采集了不同粒径大气颗粒物样品,分析了其质量浓度以及元素、离子和碳等化学组成,并应用富集因子以及特征化合物比值对其来源进行了探讨.结果表明,天津近岸海域TSP,PM10和PM2.5的质量浓度分别为(294.98±3.95),(279.87±17.53),(205.50±38.13)μg/m3,且呈现出明显的季节变化,秋季颗粒物浓度最高,冬季次之,夏季最低. TSP、PM10和PM2.5中总元素浓度分别为48.76, 47.94,32.08 μg/m3. TSP中含量最高的离子是Na+, PM10和PM2.5中含量最高的离子是Cl-. 3种不同粒径中OC浓度秋、冬两季均明显高于春夏两季. Al/Fe的比值分析结果表明,春季TSP的主要来源为土壤尘,秋、冬季PM10和PM2.5主要受燃煤的影响. Cu、Zn和Pb的富集系数较高,其中Pb在冬季PM10中富集达到最高为741.3. NO3-/SO42-的变化范围为0.28~0.85,春夏季该比值较高于秋冬季,反映了该海域同时受燃煤与机动车污染的影响.OC/EC变化范围为2.13~5.58,表明该海域气溶胶中存在着大量二次有机碳.     

海州湾营养盐空间分布特征及影响因素分析

根据2009年12月覆盖海州湾的33个站位的调查资料,分析了海州湾海域营养盐的空间分布特征,通过地统计分析探讨了营养盐的主要污染来源及其特征,并采用富营养状态质量指数进行了评价。结果表明:营养盐要素的站位空间聚类划分为南北两侧共7类区域,近岸区域的划分表现出明显的入海河口控制特征,离岸区域受到了外海潮流和入海河口的综合影响。无机氮平均含量为524.42(121.75~1 083.65)μg/L,活性磷酸盐为19.98(3.47~36.10)μg/L,富营养化水平以临洪河口为中心向外由富营养向贫营养过渡的趋势,具有明显的空间变异特征,营养盐表现出磷限制性特征。来源分析表明海州湾营养盐主要来源于临洪河口的陆域入海污染影响,潮流动力和地形地貌特征控制了营养盐的扩散。     

基于Sentinel-3 OLCI影像的秦皇岛海域悬浮物浓度遥感反演

基于2013~2021年期间秦皇岛海域遥感反射率、悬浮物浓度及叶绿素a浓度等实测数据,开展了该海域Sentinel-3 OLCI影像的悬浮物浓度遥感反演模型研究.结果表明,文献中常用的典型经验模型形式均不适用于秦皇岛海域,以490、620及708.75nm为悬浮物反演的敏感波段,以560nm为参比波段,将各敏感波段与参比波段的比值作为自变量,最终建立了适用于秦皇岛海域的Sentinel-3 OLCI四波段悬浮物浓度遥感反演模型（R²=0.69,MAPE=24.79%,RMSE=2.82mg/L）;并采用2021年7月24日Sentinel-3 OLCI影像进行悬浮物浓度遥感反演产品的真实性检验,得到反演值与实测值的平均相对误差为13.24%.将上述四波段模型用于2021年1~12月秦皇岛海域的Sentinel-3 OLCI影像,反演得到月均悬浮物浓度,发现秦皇岛海域悬浮物浓度整体呈现沿岸海域高、离岸海域低,秋冬季高、春夏季低的时空变化特征;且2018~2021年秦皇岛海域悬浮物浓度的年均值逐年递减,水体越来越澄清.     

京津冀对流层甲醛的时空演变特征及其影响因素

依据2009—2016年OMI卫星反演的逐日数据,结合遥感图像处理技术和克里金插值法,对京津冀地区对流层甲醛柱浓度的时空特征及影响因素进行了分析.结果发现,2009—2016年8年间京津冀地区甲醛柱浓度年际变化总体呈上升趋势,年均增长率为1.01%,最大增长率出现于2009—2010年,为12.91%.8年间,甲醛柱浓度值具有波动性,最低值和最高值分别出现于2009年和2013年.研究区甲醛柱浓度季节变化表现为夏季值秋季值冬季值春季值,甲醛柱浓度月均值在每年的6月达到最高.甲醛柱浓度空间分布的低值区大多处于地势较高的京津冀地区西北部,高值区主要分布在京津冀地区南部平原.甲醛柱浓度变化不仅与自然因素的温度呈显著正相关,与气压呈显著负相关,还与社会经济因素中的煤炭消耗量、原油消耗量及工业增加值等呈正相关.京津冀地区甲醛柱浓度时空特征总体受当地自然和社会经济因素的综合影响.