基于SST的东海原甲藻比生长率时空分布规律研究

以东海近岸海域为研究区,结合2005年—2016年月均海水温度卫星遥感产品,根据比生长率的温度响应关系,模拟了东海原甲藻比生长率的时空分布。在此基础上,分析了东海原甲藻比生长率的月际变化、年际变化,并与赤潮发生频次进行了对比分析,结果表明,东海原甲藻在每年4月—6月间的比生长率较高,相应的赤潮高发时段也出现在该时段;其中,5月份东海原甲藻赤潮发生频次约占全年的69%,这与藻种比生长率月际变化有较好的一致性;赤潮一般发生在月度增温阶段,且赤潮发生频次与增温幅度呈正相关;此外,赤潮发生频次与比生长率年际变化趋势总体有一定相关性,但个别年份有所出入。本文研究结果可为进一步定量开展海洋生态系统评价技术,及其对气候变化的响应研究提供参考。     

海温季节性变化对藻类生长影响的定量研究

利用沿海海洋观测台站多年的海温观测资料,依据赤潮藻比生长率与海水温度间的响应关系,模拟了不同适温藻种比生长率在相同海区季节性变化规律,以及同一适温藻种比生长率在不同海区的季节性变化规律。结果表明:不同适温藻种在相同海区有不同的高生长时段,赤潮藻通常易在高生长时段出现爆发性增殖而形成赤潮;同样的,由于南北地域的差异性导致海温季节性变化规律不同,同一适温藻种在不同海区最大比生长率出现的时间也各不相同,比生长率的季节性变化规律有较大差异。以夜光藻和东海原甲藻为例,模拟了该藻种在各自赤潮多发海域比生长率的季节变化规律,并与1933～2009年间的赤潮灾害发生记录资料对比,藻种在各海区的高生长时段与赤潮高发期较为吻合。     

三种典型赤潮藻的散射特性研究

基于室内藻液配比实验的实测数据研究了抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)、强壮前沟藻(Amphidinium carterae)及海洋原甲藻(Prorocentrum micans)的散射特性。结果表明,3种典型赤潮藻的归一化散射光谱存在较大差异,但红光波段675 nm处叶绿素强吸收引起的散射谷均非常明显,而蓝绿光波段散射谷的波长位置却有所不同;400 nm、550 nm、660 nm、750 nm波段的散射系数与叶绿素浓度均存在非常高的相关性,回归曲线因藻种差异变化较大;绿蓝、红蓝及红绿波段的散射比与叶绿素浓度均存在正相关关系,表明随叶绿素浓度增加水色逐渐趋近于长波颜色,回归曲线也因藻种差异变化较大。     

基于遥感的辽河三角洲湿地生态系统服务价值评估

利用中巴资源卫星对辽河三角洲盘锦湿地类型进行调查的基础上,综合应用环境经济学、资源经济学等方法对辽河三角洲湿地生态系统的服务功能价值进行了评估,得出该区域湿地生态系统的服务功能总价值为90.243×108元RMB.休闲娱乐、大气组分调节、物质生产和水文调节是该区域湿地生态系统服务功能价值的主要贡献者,分别占到系统总服务功能价值的25.93%、25.03%、22.35%和20.44%.     

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.     

基于Sentinel-2 MSI影像的秦皇岛海域叶绿素a浓度遥感反演

基于2013-2018年秦皇岛海域实测遥感反射率和叶绿素a浓度数据,建立了该海域Sentinel-2MSI影像的叶绿素a浓度遥感反演模型。结果表明：443 nm、490 nm和560 nm处的等效遥感反射率比值与叶绿素a浓度相关系数普遍高于其他波段或组合,通过经典的OC3Mv6算法拟合分析,得到秦皇岛海域叶绿素a浓度遥感反演的最佳算法,R²=0.804,MAPE=40.2%,RMSE=4.73 mg/m³;利用2016年7月6日的实测叶绿素a浓度数据对Sentinel-2 MSI遥感反演结果进行了真实性检验,MAPE=35.9%,可以满足应用要求;采用2020年2月、5月、7月及10月Sentinel-2 MSI影像进行叶绿素a浓度反演,发现春、夏季秦皇岛海域叶绿素a浓度梯度变化显著,而秋、冬季叶绿素a浓度分布相对均匀,且春、夏季沿海海域叶绿素a浓度明显高于秋、冬季。     

基于Sentinel-3 OLCI影像的渤海FUI水色指数遥感提取及应用

水色是水体水文学特征的基本要素之一。水色测定主要是采用福莱尔比色表(Forel-Ule Scale)将自然水体按颜色从深蓝到红棕共分为21个级别,用以观测、记录海洋和内陆水体的颜色。基于2020—2021年大辽河口、黄河口西南及秦皇岛近岸海域的现场实测数据和同步Sentinel-3 OLCI影像,验证了FUI水色指数遥感提取结果的准确性,发现当现场测量时间与卫星过境时间接近时,FUI水色指数遥感提取结果与实测结果基本一致。利用2021年1—12月Sentinel-3 OLCI影像,提取了渤海月均FUI水色指数遥感产品,发现渤海FUI水色指数的主要变化区间为5~17,整体呈现辽东湾、渤海湾及莱州湾沿岸海域高,秦皇岛海域及其他离岸海域低的空间分布特征,且存在秋冬季高、春夏季低的时间变化规律。此外,FUI水色指数对诸多海洋生态环境问题具有显著的指示功能。尝试将其应用于海洋水色异常和海水水质类别观测,均取得了较好的应用效果。由此可见,FUI水色指数遥感提取将在今后的海洋生态环境监测与评价方面发挥重要作用。