1997_2007年东海叶绿素a质量浓度的时空变化分析_伍玉梅
2005～2007年厦门岛周边海域水体叶绿素含量的时空变化特征
等 （９ １ １９ ）研 究 了海 洋 围隔生态 系 中叶绿 素含 量的变 化及 其 影 响因素 ， 林昱 等 （９ ２ １９ ）研 究 了在海 洋 围隔 生态 系富营养 化状态 中叶绿 素含量 以天 为时 间序 列 的短周期 变化 Ｊ陈其焕 等 （９ ３ 报道 了厦 门港 赤潮 发 ， １９ ） 生区 叶绿 素 口含量 的分布 变化特征 。 ， 。 洪华 生等 （９４ 、 １９ ） 高亚辉 等 （９４ １９ ）和 曹振 锐等 （ｏ５ 分别研究 了分 ２ｏ ） 粒 级浮游 植物 中的叶绿 素 ， 权 （９７ 、 王文 １９ ） 陈飞 舟 （９９ 和 陈兴 群 等 （０２ 分 别 研究 了厦 门的海 沧 沿 １９ ） ２０ ）
相应 值分 别为 Ｏｏ ５ ５ 、．３Ｉ／ ｍ ． 、 层 水叶绿 素 口含 量 的年 际 变化 趋 势相似 ， ．０～ ． １０８ ｇｄ 表 底 ｘ 高峰 值 都 出现在 ２０ ０６年 ， 谷值 都 出现 在 ２０ 低 ０５年 ， 总体 上呈 逐 年上 升趋 势 ． 年 中叶绿 素 Ⅱ含 量 的 季 节变 各 化与 某季 节是 否 出现 赤潮 有明显 的关 系． 正 常年份 中， 、 层 水叶绿 素 口含 量 季 节 变化 曲线 的 在 表 底
第２ ９卷 第 ３ 期 ２１ ０ ０年 ８月
台
湾
海
峡
Ｖｏ ． ９， Ｎｏ ３ １２ ． Ａｕ ．， ０１ ｇ ２ ０
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＯＣ ＡＮ Ｅ ＯＧＲ ＡＰＨＹ Ｎ ＴＡ Ｗ ＡＮ Ｔ ＡＩ Ｉ Ｉ Ｓ Ｒ Ｔ
２０ ２ ０ ０ ５～ ０ ７年 厦 门 岛 周 边 海 域 水 体 叶 绿 素 含 量 的 时 空 变 化 特 征
航 次现场跟踪监 测 资料 ， 究 了该海域 水体 叶绿 素含 量 的 时空 变化特 征． 果表 明 ： 测 期 间厦 门 研 结 监 岛周 边海域表 层水 叶绿素 口含 量在 ０ ２ ２ ． ５ ．８— ８ ５ ｄ 间， 均值 为 ３４ ｇ ｄ 平 均 占总叶 ｍ之 平 ．７ ／ ｍ ， 绿素含 量 的７ ． ％ ； 层 海水的相应 值分 别为 ０ ２ ０４ 底 ． ９～１ ． ９ ３ ３ ｇ ｄ ７ ． ％ ． 层 海水叶绿 ８ ６ 、 ．６ ／ ｍ 和 １ ８ 表
洪泽湖叶绿素a浓度的时空变化特征
洪泽湖叶绿素a浓度的时空变化特征齐凌艳;黄佳聪;高俊峰;黄琪;周毅;田威【摘要】叶绿素a浓度是衡量藻类生物量及评价水体营养状态的重要指标.基于洪泽湖2012年12月至2013年11月的水质监测数据,利用统计手段分析湖区叶绿素a浓度的时空变化规律,并进一步探究叶绿素a浓度与各项水质理化因子的响应关系.从时间维度上看,洪泽湖叶绿素a浓度季节变化规律在不同湖区有所差异,东部湖区叶绿素a浓度随季节变化曲线呈“双峰型”,分别在3月和8月达到峰值.北、西部湖区叶绿素a浓度在春季变化平缓.并在秋季达到峰值.从空间维度上看,3个湖区之间叶绿素a浓度在春、冬两季存在显著差异,其余季节差异不显著.典范对应分析表明洪泽湖不同月份、不同湖区叶绿素a浓度与水质理化因子之间存在不同的响应关系.本研究为探究洪泽湖藻类时空异质性原因、宏观掌控其营养状态以及制定相应水质改善措施提供参考依据.【期刊名称】《湖泊科学》【年(卷),期】2016(028)003【总页数】9页(P583-591)【关键词】叶绿素a;洪泽湖;时空变化;典范对应分析【作者】齐凌艳;黄佳聪;高俊峰;黄琪;周毅;田威【作者单位】中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008;中国科学院大学,北京100049;中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008;中国科学院大学,北京100049;江苏省水文水资源勘测局,南京210029;江苏省水文水资源勘测局,南京210029【正文语种】中文随着经济发展与人类活动加剧，水体富营养化已成为世界性的水环境问题. 近年来，世界各大淡水湖和我国滇池、太湖、巢湖等内陆淡水湖多次发生大规模蓝藻集聚现象，严重破坏水生态系统稳定，威胁当地生活生产用水安全. 叶绿素a(Chl.a)是藻类进行光合作用的重要色素，其在水中的浓度通常用于表征水中藻类总体含量以及评判水体的营养状态[1].国内外已开展大量淡水湖泊Chl.a浓度时空动态变化相关研究. Ghadouani等研究伊利湖的藻类和营养盐分布，表明Chl.a高浓度区主要集中于西部湖湾及北部沿岸地区，且与营养盐分布密切相关[2]. Jindal等对Prashar湖藻类随时间动态变化过程进行连续观测，发现Chl.a浓度曲线呈双峰型特征，分别在5月和9月达到峰值[3]. Wu等针对鄱阳湖藻类时空变化进行分析，得出结论：水下光照强度和透明度是限制藻类生长的关键因子，同时南部湖区Chl.a浓度高于北部湖区主要受水温和营养盐影响[4]. Yang等对巢湖Chl.a浓度和总氮(TN)、总磷(TP)等营养盐浓度进行空间分布和季节性变化特征研究，总结出巢湖藻类生物量存在明显先下降后上升的季节变化特点，同时东、西部湖区存在明显空间差异，西部湖区营养盐及Chl.a浓度高于东部主要受上游汇水影响[5-6]. Wu等通过对太湖短期连续观测表明，Chl.a浓度水平分布模式与风生流关系紧密[7]. 钱昊钟等分析太湖湖心、东南湖区与其他湖区Chl.a浓度差异，得出TP、水温和溶解氧是主要限制性因子[8].朱晶晶等发现滇池Chl.a浓度总体呈周期性波动缓慢上升趋势，4-11月上升达到峰值；空间分布上，滇池Chl.a浓度高值区多出现在靠近城镇的人口密集区域[9-10]. Huang等通过分析滇池水体富营养化与人类活动的响应关系，得出含高浓度营养盐的污水排放对滇池富营养化起到关键性作用[11]. 郭劲松等研究三峡小江回水区Chl.a浓度季节变化特征为夏、秋季高，春、冬季低[1,12]. Zhang等研究三峡水库蓄水后大宁河的藻类季节变化特征，得出水温和TN/TP是藻类暴发的关键因素[13]. 分析水体Chl.a浓度时空变化特征有助于深化对藻类水华发生过程机理的认识，从而为有效开展藻类水华防控治理工作提供科学依据.洪泽湖是苏北地区居民生活、农业用水、发电以及维护当地生境的重要水源地. 同时作为南水北调东线工程重要输水线路和调蓄湖泊，其水质不仅关系到南水北调水质安全，也关系到沿河、沿湖乃至整个淮河流域经济可持续发展[14]. 因此全面认识洪泽湖富营养化水平和藻类时空分布特征十分重要. 但是目前研究较多围绕洪泽湖富营养化水平定性分析和水质理化因子时空特征分析[15-16]，Chl.a浓度时空变化特征研究相对较少. 本文基于洪泽湖全年水质监测数据，采用方差分析和典范对应分析等统计手段研究洪泽湖藻类时空变化特征，进一步探究其藻类时空异质性原因，为宏观掌控洪泽湖营养水平、制定水质改善措施提供科学依据[16].洪泽湖地处淮河中游末端(33°06′～33°40′N，118°10′～118°52′E)，为中国第四大淡水湖泊. 湖区跨洪泽、淮阴、泗阳、泗洪和盱眙五县. 东岸平直，其余岸线曲折多湾. 湖区集水面积为15.6×104 km2，补给系数为99. 常年平均水位12.37 m，长65.0 km，最大宽55.0 km，平均宽为24.26 km，最大水深4.37 m，平均水深1.77 m. 湖区属北亚热带与南温带的过渡气候，多年平均气温16.3℃，7月平均气温最高为28.8℃. 多年平均降水量925.5 mm，年内7-9月降水量约占年降水量的65.5%. 湖水来源除大气降水外，主要依靠地表径流，入湖河流主要有8条(淮河、新汴河、老汴河、新濉河、老濉河、徐洪河、怀洪新河和安东河)，其中淮河流量最大[17]. 洪泽湖为吞吐型湖泊，换水周期约为35 d[18]. 湖流以吞吐流和风生流形式并存，在淮河入湖口水流以扇形扩散.根据湖盆形态，生境差异，水文、水力特征以及出入湖河流特性等因素，本研究将洪泽湖湖区分为3个子区：北部湖区、东部湖区和西部湖区. 北部湖区即成子湖区域，水体流动性差，并且受宿迁市城市尾水的影响，水质总体略差；西部湖区包括溧河洼区域，地势较高且水深较浅，水生植物分布面积相对较广，生长茂盛[19]，水质整体较好；东部湖区包括淮河入湖口、过水通道及蒋坝闸湾，湖区水体流动性好，湖流运动较为剧烈. 根据上述湖区形态特征，本研究在全湖共布设8个水质监测站点. 北部湖区设有颜圩、高湖2个监测点；西部湖区有临淮、洪泽湖区(宿迁南)2个监测点；东部湖区布设洪泽湖区(淮安北)、洪泽湖区(淮安西)、洪泽湖区(淮安东)和洪泽湖区(淮安南)4个监测点(图1).本研究选取2012年12月-2013年11月采集的洪泽湖月水质监测数据样本，运用统计软件IBM SPSS Statictis 19和Canoco for Windows 4.5对数据进行统计分析. 数据是由江苏省水文水资源勘测局提供的常规监测资料. 监测项目包括5项：化学需氧量(COD)、溶解氧(DO)、TP、TN和叶绿素a(Chl.a)浓度. 其中COD浓度用高锰酸盐指数法测定，DO浓度用电化学探头法测定，TP和TN浓度分别用钼酸铵分光光度法和碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定，Chl.a浓度用分光光度法测定. 此外，日平均气温(T)数据来自国家气象中心的盱眙站(站点编号：58138). 根据研究区全年气温变化规律和地处四季分明的温带地区，综合参考传统气候统计法，将研究区季节划分为：春季为3-5月，夏季为6-8月，秋季为9-11月，冬季为12至次年2月.洪泽湖Chl.a浓度的季节变化规律在不同湖区有所差异(图2). 北、西部湖区Chl.a浓度在冬末(1月)出现明显的上升趋势，平均浓度达22.73±2.58 μg/L. 进入春季(3-5月)，Chl.a浓度稍有波动(13.45±4.91 μg/L)后，变化趋于平缓(17.95±4.94 μg/L). 春季湖区平均气温达到15.54℃，日光照时长为6.45 h，光照气温条件适宜. 同时春耕施肥等面源污染带来营养盐汇入，营养盐水平较高，水体中TN平均浓度为1.35 mg/L，TP平均浓度为0.045 mg/L. 藻类生理、生化活性恢复，生长速率加快，种群生物量快速增加后趋于稳定. 夏季(6-8月)洪泽湖区平均气温达到26.99℃，光照时长为5.72 h. 虽然光照充足、温度适宜，但大规模藻类生长为浮游动物及其他大型鱼类牧食提供便利，同时营养盐也被快速消耗，遏制藻类数目的进一步增加. 造成不同站点Chl.a浓度先后回落至低浓度(3.38±1.59 μg/L)后才逐步上升. 进入秋季，藻类种间竞争得到缓解，优势种得以快速增殖，使Chl.a浓度在9月左右达到峰值(36.28±45.92 μg/L)，其中颜圩站点浓度高达104.9 μg/L. 随后10-11月Chl.a浓度受气温下降、光照减弱影响，呈波动下降状态. 冬季湖区气温降至2.78℃，藻类代谢基本停止，进入衰亡、休眠期[20]，因此Chl.a浓度逐步下降至最低浓度(1.55±1.98 μg/L).东部湖区Chl.a浓度季节变化曲线呈“双峰型”(图2)，分别在3月和8月达到浓度峰值. 冬末春初(1-3月)洪泽湖的适宜光照和温度以及较高营养盐水平(TN浓度为4.30 mg/L，TP浓度为0.079 mg/L)使得藻类快速从底泥中复苏，进行大量增殖. Chl.a浓度持续上升直至第1个峰值浓度(13.45±4.89 μg/L). 随后Chl.a浓度表现为迅速下降状态，且至峰谷低浓度(1.68±0.67 μg/L). 研究表明在大型浅水湖泊中，水动力对浮游生物的数量、分布影响十分明显. 如果水体滞留时间变长、流速变缓，浮游植物拥有更长时间生长，在适宜的营养条件下数量往往会显著增长[21]. 但由于东区包含过水通道，水体流动性大且流速快. 藻类受水流冲刷，不容易集聚，造成Chl.a浓度曲线的下降. 夏季(6-8月)藻类在充足光照下达到最大光合效率，藻类生物量成倍增加，使得Chl.a浓度再次上升并于8月达到第2个浓度峰值(25.18±13.45 μg/L). 秋季(9-11月)光照减弱且温度持续下降使Chl.a浓度上下波动且总体呈下降趋势. 冬季(12月)伴随着藻类大量休眠死亡、群落解体，Chl.a 浓度下降为最低值(1.15±0.69 μg/L).洪泽湖全年Chl.a浓度均值表现为北部湖区(18.50±21.26 μg/L)>西部湖区(9.8±5.94 μg/L)>东部湖区(7.68±7.96 μg/L). 单因素方差分析(ANOVA，表1)结果显示3个湖区的Chl.a浓度之间在春季存在显著差异(P<0.05)，其余季节差异不显著.春季和冬季东部湖区Chl.a浓度显著低于北、西部湖区(图3)，春季浓度均值为北部湖区(19.95±3.13 μg/L)>西部湖区(12.95±3.85 μg/L)>东部湖区(6.06±6.00μg/L). 冬季浓度均值为北部湖区(14.66±9.39 μg/L)>西部湖区(10.32±8.40 μg/L)>东部湖区(4.02±3.41 μg/L). 3个湖区的温度和光照等气象条件相近，但是营养盐水平有所不同. 东部湖区的TN和TP浓度均高于北、西部湖区(图4)，表明营养盐不是春季和冬季东部湖区Chl.a浓度的限制因子. 东部湖区Chl.a在春、冬季浓度较低很有可能是由于其过水通道特性，流动性较好. 研究表明流速可能对着生藻类生物量具有显著影响，较大流速环境不适合着生藻类的生长[22]. 当流速过大时，水流的冲刷作用使藻类的生长、繁殖环境受到破坏，藻类的增长和聚集受到有效抑制[23-24]. 北、西部湖区相对封闭，湖流运动相对较弱，藻类较容易进行快速繁殖. 同时西、北部湖区周围农耕渔业比东部湖区发达，虽然营养盐浓度低于东区，但是足够为藻类提供生长物质基础，加之适宜的光照温度，藻类生物量可以稳定上升.夏季和秋季3个湖区之间Chl.a浓度无显著差异(图3)，夏季浓度均值表现为东部湖区(13.64±11.84 μg/L)>北部湖区(7.45±6.86 μg/L)>西部湖区(5.93±2.37μg/L). 根据Chl.a浓度季节变化规律可知，东部湖区由于春季藻类生物量下降，种内竞争大大减弱，造成在夏季藻类快速增长，而北、西部湖区在夏季则是由于种内、种间竞争加剧造成生物量下降. 两者比较，东部湖区Chl.a浓度高于其他2个湖区. 秋季洪泽湖Chl.a浓度均值表现为北部湖区(29.75±40.85 μg/L)>西部湖区(10.04±4.72 μg/L)>东部湖区(7.84±3.60 μg/L). 北部湖区Chl.a浓度远高于其他两个湖区，其中颜圩站点在9月和11月分别出现Chl.a浓度极大值(104.9和48μg/L). 北部湖区由于引水条件较好以及水草丰富，水产养殖业迅猛发展，沿岸多为人工开挖鱼塘和围网养蟹池[14,25]，造成该区水污染严重，同时雨水冲刷引发农业和养殖业面源污染，造成水质富营养化水平较高(图4). TN和TP浓度分别达到1.76±1.66和0.14±0.12 mg/L. 丰富的营养盐条件促使藻类大规模生长暴发，造成北部湖区局部Chl.a浓度较高.图3 洪泽湖不同湖区水体Chl.a浓度的季节变化Fig.3 Seasonal variation of Chl.a concentrations of waters in different zones of Lake Hongze图4 洪泽湖不同湖区TN、TP及Chl.a浓度的变化Fig.4 Changes of TN, TP and Chl.a concentrations in different zones of Lake Hongze2.3 Chl.a浓度与水质理化因子的CCA分析典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)提供了分析浮游植物群落与环境因子之间对应关系的工具[26]. 本研究进行全年月份和湖区站点Chl.a浓度与水质理化因子(化学需氧量、溶解氧、TP、TN、温度)之间的CCA分析，结果表明，两种CCA分析的轴1特征值均大于其余轴. 从浮游植物与环境因子之间的相关系数中，可以看到与轴1和轴2的相关性都较高(表2).表2 洪泽湖Chl.a浓度与理化因子CCA分析的统计信息Tab.2 Summary statistics for the first two axes of CCA performed between Chl.a concentration and water quality factors in Lake Hongze分析对象轴1轴2月份CCA分析站点CCA分析月份CCA分析站点CCA分析特征值0.2770.2550.0930.062浮游植物与环境因子相关性0.9990.9590.9910.818浮游植物与环境因子方差累积百分数69.173.992.191.9洪泽湖12个月的Chl.a浓度都分布在主轴1和主轴2构成的4个象限内，这4个象限基本把研究区4个季节的Chl.a浓度分隔开. 第1象限内分布春初(3月)和秋季中旬(10月)的Chl.a浓度，与TN浓度表现为正相关；第2象限分布冬季(1、2月)和春季(4、5月)的Chl.a浓度，与TN/TP表现出正相关；第3象限分布秋季(9、11月)的Chl.a浓度，与COD表现出负相关；第4象限分布夏季(6、7、8月)的Chl.a浓度与TN、TP浓度表现出不同程度的正相关(图5). 以上结果证明，除秋季外，其余季节Chl.a浓度均受不同程度的营养盐浓度影响. 氮、磷营养盐是藻类生长不可或缺的元素，同时在一定程度上，温度升高能显著促进藻类对营养盐的吸收利用[27]，因此夏季Chl.a浓度表现为与TN浓度呈正相关. 春、冬两季大多数月份Chl.a浓度与TN/TP呈正相关，研究表明TN/TP对藻类的暴发性生长具有重要意义，是水中浮游植物营养结构特点的重要反映[28].图5 洪泽湖水质理化因子与月际Chl.a浓度的CCA分析结果(Chl1～Chl12分别代表1-12月的Chl.a浓度)Fig.5 Results of canonical correspondence analysis between water quality parameters and monthly chlorophyll-a concentration in Lake Hongze洪泽湖3个湖区的站点可以较好地根据象限区分开，东部湖区站点(洪泽湖区(淮安北)、洪泽湖区(淮安西)、洪泽湖区(淮安东)、洪泽湖区(淮安南))位于轴1右侧，与温度、DO分别呈正、负相关关系(图6). 通常情况下温度上升可以促进藻类生长繁殖. 但温度是影响水体DO的关键因素，非夏季月份，温度的升高导致DO浓度降低[29]，因此两者呈负相关. 此外东区是过水通道，湖流运动相对剧烈，一定程度上影响DO浓度，因而东部湖区Chl.a浓度受温度和DO影响. 北部湖区(颜圩)Chl.a浓度主要受营养盐浓度影响，受DO浓度等因子影响较弱，主要是由于北部湖区相对封闭，且周围养殖、农耕业相对发达，外源营养盐的排入对北区Chl.a浓度产生重大影响. 西部湖区同时受TN和DO浓度的影响，西部湖区周边也进行了一定程度开发，人工投饵与施肥等均会对该区营养盐状况产生影响. 同时，淮河从西区老子山附近入湖，湖流运动也会对该区藻类生长造成影响.图6 洪泽湖水质理化因子与各站点Chl.a浓度的CCA分析结果(yw：颜圩；gh：高湖；lh：临淮；sqn：洪泽湖区(宿迁南)；hab：洪泽湖区(淮安北)；hax：洪泽湖区(淮安西)；had：洪泽湖区(淮安东)；han：洪泽湖区(淮安南))Fig.6 Results of canonical correspondence analysis between water quality parameters and chlorophyll-a concentration in each water sampling site of Lake Hongze3 结论与讨论选取洪泽湖2012年12月至2013年11月水质监测数据，通过方差分析和CCA 统计分析归纳总结洪泽湖Chl.a浓度时空变化规律，并进一步探究其原因. 从时间维度上看，洪泽湖Chl.a浓度季节变化规律在不同湖区有所差异. 东部湖区Chl.a 浓度随季节变化曲线呈“双峰型”，北、西部湖区Chl.a浓度在春季保持平缓，夏季有所回落后上升，在秋季达到峰值. 从空间维度上看，3个湖区的Chl.a浓度变化在春、冬季均存在显著差异(P<0.05)，其余季节差异不显著. 全年月份和湖区站点Chl.a浓度与水质理化因子(COD、DO、TP、TN、温度)之间的CCA分析(图6)显示，不同月份和不同湖区Chl.a浓度与水质理化因子之间存在不同的响应关系. 从以上结论可以看出：1)洪泽湖是典型的过水性湖泊，东区包含过水通道，湖流运动较为剧烈，对藻类生长起到一定的抑制作用.2)洪泽湖北区营养盐水平和Chl.a浓度较高，多是由于上游城市汇水以及周围水产养殖、农耕施肥带来的过剩营养盐. 丰富的营养盐为藻类大量繁殖提供物质基础，因而造成北部湖区较为严重的水质污染.3)在洪泽湖藻类防控治理方面，应该充分考虑上游污水的截留减排以及控制周围农业、渔业的投饵施肥量，以降低湖区营养盐浓度，有效控制藻类生物量.致谢：感谢国家气象中心提供建模气象数据.4 参考文献[1] 郭劲松, 陈园, 李哲等. 三峡小江回水区叶绿素a季节变化及其同主要藻类的相互关系. 环境科学, 2011, 32(4): 976-981.[2] Ghadouani A，Smith REH. 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Journal of Lake Sciences, 2009, 21(4): 509-517.[29] 曾春芬, 黄文钰, 王伟霞等. 天目湖溶解氧分布特征及环境影响因子. 长江流域资源与环境, 2010, 19(4): 445-451.Spatial-temporal variation characteristics of chlorophyll-a concentration in Lake HongzeQI Lingyan1,2, HUANG Jiacong1, GAO Junfeng1**, HUANG Qi1,2, ZHOU Yi3 & TIAN Wei3(1: Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy ofSciences, Nanjing 210008, P.R.China)(2: University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, P.R.China)(3: Jiangsu Province Hydrology and Water Resources Investigation Bureau, Nanjing 210029, P.R.China) Abstract：Chlorophyll-a concentration is usually measured to indicate algae biomass and to evaluate eutrophication level of freshwater lakes. Based on the water quality monitoring data from December 2012 to November 2013, this paper is aimed to analyze the spatial-temporal variation characteristic of chlorophyll-a concentration in Lake Hongze and further to explore the relationship of chlorophyll-a concentration and other water quality factors. Firstly, from the statistical charts of series chlorophyll-a concentration from eight water sampling sites, the seasonal variation curve of eastern zone showed a bimodal in about March and August. However, the seasonal variation curve of chlorophyll-a concentration in the northern zone and western zone were different. The tendency of chlorophyll-a concentration in above two zones kept steady in spring, decreased in middle of summer and then increased to the summit in about September. There were significant differences among three zones in spring and winter, meanwhile, the difference of chlorophyll-a concentration in other two seasons was not significant. In spring and winter, the chlorophyll-a concentration in eastern zone was apparently lower than that of the other two zones, which was mainly due to its high liquidity and the frequent movement of lake currents. Moreover, because of a large amount of nutrients from the surrounding farmland and fish pond injecting into the southern zone, the chlorophyll-a concentration inthis zone was much higher than that of other zones. Finally, the canonical correspondence analysis between chlorophyll-a concentration and aquatic factors, including chemical oxygen demand, dissolved oxygen, total phosphorus, total nitrogen and temperature, was applied in the present research. The results revealed different response relationship existed in different months and locations. Therefore, reducing the polluted inflow from upstream, farm and fish pond was probably effective way to control algae biomass in Lake Hongze.Keywords：Chlorophyll-a; Lake Hongze; spatial-temporal variation; canonical correspondence analysisJ. Lake Sci.(湖泊科学)， 2016， 28(3)： 583-591DOI：10.18307/2016.0314©2016 by Journal of Lake Sciences* 国家重点基础研究发展计划“973”项目(2012CB417006)资助. 2015-03-05收稿；2015-09-01收修改稿. 齐凌艳(1988～)，女，博士研究生；E-mail：***************.** 通信作者；E-mail:*****************.cn.夏季和秋季3个湖区之间Chl.a浓度无显著差异(图3)，夏季浓度均值表现为东部湖区(13.64±11.84 μg/L)>北部湖区(7.45±6.86 μg/L)>西部湖区(5.93±2.37μg/L). 根据Chl.a浓度季节变化规律可知，东部湖区由于春季藻类生物量下降，种内竞争大大减弱，造成在夏季藻类快速增长，而北、西部湖区在夏季则是由于种内、种间竞争加剧造成生物量下降. 两者比较，东部湖区Chl.a浓度高于其他2个湖区. 秋季洪泽湖Chl.a浓度均值表现为北部湖区(29.75±40.85 μg/L)>西部湖区(10.04±4.72 μg/L)>东部湖区(7.84±3.60 μg/L). 北部湖区Chl.a浓度远高于其他两个湖区，其中颜圩站点在9月和11月分别出现Chl.a浓度极大值(104.9和48μg/L). 北部湖区由于引水条件较好以及水草丰富，水产养殖业迅猛发展，沿岸多为人工开挖鱼塘和围网养蟹池[14,25]，造成该区水污染严重，同时雨水冲刷引发农业和养殖业面源污染，造成水质富营养化水平较高(图4). TN和TP浓度分别达到1.76±1.66和0.14±0.12 mg/L. 丰富的营养盐条件促使藻类大规模生长暴发，造成北部湖区局部Chl.a浓度较高.典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)提供了分析浮游植物群落与环境因子之间对应关系的工具[26]. 本研究进行全年月份和湖区站点Chl.a浓度与水质理化因子(化学需氧量、溶解氧、TP、TN、温度)之间的CCA分析，结果表明，两种CCA分析的轴1特征值均大于其余轴. 从浮游植物与环境因子之间的相关系数中，可以看到与轴1和轴2的相关性都较高(表2).洪泽湖12个月的Chl.a浓度都分布在主轴1和主轴2构成的4个象限内，这4个象限基本把研究区4个季节的Chl.a浓度分隔开. 第1象限内分布春初(3月)和秋季中旬(10月)的Chl.a浓度，与TN浓度表现为正相关；第2象限分布冬季(1、2月)和春季(4、5月)的Chl.a浓度，与TN/TP表现出正相关；第3象限分布秋季(9、11月)的Chl.a浓度，与COD表现出负相关；第4象限分布夏季(6、7、8月)的Chl.a浓度与TN、TP浓度表现出不同程度的正相关(图5). 以上结果证明，除秋季外，其余季节Chl.a浓度均受不同程度的营养盐浓度影响. 氮、磷营养盐是藻类生长不可或缺的元素，同时在一定程度上，温度升高能显著促进藻类对营养盐的吸收利用[27]，因此夏季Chl.a浓度表现为与TN浓度呈正相关. 春、冬两季大多数月份Chl.a浓度与TN/TP呈正相关，研究表明TN/TP对藻类的暴发性生长具有重要意义，是水中浮游植物营养结构特点的重要反映[28].洪泽湖3个湖区的站点可以较好地根据象限区分开，东部湖区站点(洪泽湖区(淮安。
南海不同海区叶绿素a和海水荧光值的垂向变化
南海不同海区叶绿素a和海水荧光值的垂向变化
黄良民
【期刊名称】《热带海洋》
【年(卷),期】1992(011)004
【摘要】本文根据1985—1990年的实测资料,探讨南海某些海区叶绿素a和海水荧光值的垂向变化特征及其与某些环境因子的关系。
结果表明,南海南部、东沙群岛附近(夏季)、巴士海峡西部和台湾海峡南部海区的叶绿素a和荧光值的垂向变化曲线以单峰型为主,次表层出现较高值,认为与温跃层、营养盐和溶解氧的垂直梯度有关。
采用最小二乘拟合法,得出南海南部和东沙群岛附近海区叶绿素a和荧光值的垂向变化计算公式。
【总页数】7页(P89-95)
【作者】黄良民
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】Q945.11
【相关文献】
1.近7年来渤海海区冬季表层海水叶绿素浓度的遥感反演及其变化分析 [J], 于堃;陆殿梅;熊黑钢
2.温室不同黄瓜幼苗叶绿素荧光参数和叶绿素相对含量的变化 [J], 朱进
3.叶绿素荧光带对南海海水光谱反射的影响 [J], 钟其英;郭运孝
4.南海南部海区障碍层季节变化及其对垂向热传输的影响 [J], 朱良生;邱章
5.南海东北部夏季叶绿素a浓度垂向变化特征及其对水动力过程的响应 [J], 徐文龙;王桂芬;周雯;许占堂;曹文熙
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南海北部海域叶绿素 a浓度时空特征遥感分析
南海北部海域叶绿素 a浓度时空特征遥感分析马翱慧;刘湘南;李婷;刘美玲【摘要】利用2007－2010年MODIS的L2级叶绿素a浓度产品作为数据基础，对叶绿素a浓度年平均和月平均数据进行分级分区处理，研究南海北部海域叶绿素a浓度时空分布特征及其与海洋环境因素的关系。
初步研究结果表明：2007－2010年在南海北部海域叶绿素a浓度的高值区（＞5.0 mg/m3）主要分布在广东省沿岸河流的入海口，分布范围在夏季最大，在春秋次之，在冬季最小；叶绿素a 浓度的次高值区（1.0～5.0 mg/m3）主要分布在海岸线到50 m等深线之间的海域，分布范围夏冬较大，能扩展到50 m等深线附近，而春秋较小，会退缩到50 m等深线以内；叶绿素a浓度的中值区（0.3～1.0 mg/m 3）主要分布在100 m等深线以外的海域，其区域平均值夏季最低，春秋次之，冬季最高，同时该区域叶绿素a浓度在春夏秋三季空间分布较均匀，而冬季受季风和黑潮入侵影响空间分布较为复杂。
南海北部海域海表叶绿素a浓度的时空变化特征与季风、沿岸河流、海流、海表温度等海洋环境因素的变化有关。
3）主要分布在50 m到100 m等深线之间的海域，时空变化复杂；叶绿素a浓度的低值区（＜0.3 mg/m%The temporal and spatial distribution of a chlorophyll a (Chl-a) concentration in the northern South China Sea (NSCS) and its relationship with marine environmental factors were studied based on the annually and monthly mean images (January 2007 to December 2010) of the Chl-a concentration ,which were obtained from the MODIS chlorophyll a concentration Level 2 products ,then classified into seven re-gions basedon the isobaths and divided into six grades .The preliminary results showed that during 2007-2010 in the NSCS ,the highest value area (>5mg/m3 ) of Chl-a concentration was mainly distributed in Guangdong coastal estuaries ,and the biggest in summer ,followed in spring and autumn ,the smallest in winter ;The second highest value area(1.0~5.0mg/m 3 ) of the Chl-a concentration was mainly in the wa-ters between coastline and 50m isobaths .The distribution range of Chl-a concentration in summer and win-ter was larger ,extending to the vicinity the 50 m isobath ,smaller in spring and autumn ,keeping within 50 m isobath ;the mid-value area(0.3~1.0 mg/m 3 ) of the Chl-a concentration mainly distrubuted between 50 and 100 m isobath with complex temporal and spatial variation ;the low value area(<0.3 mg/m3 ) of the Chl-a concentration distributed basically in the waters beyond the 100 m isobath ,where the regional aver-age of monthly mean Chl-a concentration was the lowest in summer ,followed by spring and autumn ,the highest in winter ,and where the spatial distributions of the Chl-a concentration were homogeneous in spring ,summer and autumn ,but due to the monsoon and the intrusion of Kuroshio ,became more complex in winter .The temporal and spatial features of the Chl-a concentration in the NSCS were affected by the variations of the marine environmental factors ,such as monsoon ,coastal rivers ,ocean currents ,sea sur-face temperature ,etc .【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】8页(P98-105)【关键词】南海北部海域;MODIS;叶绿素a浓度;时空变化【作者】马翱慧;刘湘南;李婷;刘美玲【作者单位】中国地质大学北京信息工程学院，北京100083;中国地质大学北京信息工程学院，北京100083;中国地质大学北京信息工程学院，北京100083;中国地质大学北京信息工程学院，北京100083【正文语种】中文【中图分类】P722.7海洋浮游植物作为海洋有机物的初级生产者，在海洋生态系统的物质循环和能量转化过程中起着重要作用［1］。
YC湖区叶绿素a时空变化特征及影响因素分析
资源·环境·植保
YC 湖区叶绿素 a 时空变化特征及影响因素分析
谢茂嵘 刘 帅 吕 文 杨文晶 杨 惠 姜 宇 孙瑞瑞 蔡晓钰 杨金艳
（江苏省水文水资源勘测局苏州分局，江苏苏州 215011）
摘要 本研究基于 2021 年 YC 湖区水质逐月监测，分析了湖区生态系统响应参数（叶绿素 a）及氮、磷营养盐的
关键词 叶绿素 a；时空变化特征；生态系统；环境因子；多元逐步回归分析
中图分类号 X524
文献标识码 A
文章编号 1007-7731（2024）09-0077-07
Temporal and spatial characteristics of chlorophyll a and its influencing factors in YC Lake
安徽农学通报 2024 年 09 期 关环境因子的空间分布特征及相关性的研究还处 于 探索阶段。本研究通过对 2021 年 YC 湖区水质 进行监测，分析其各水质因子的年内变化趋势，探 究叶绿素 a 与相关环境因子的时空变化特征以及 其响应关系，为中小型浅水湖泊的治理提供参考。
1 材料与方法
1.1 监测站点布设 湖 体 水 域 总 面 积 为 117.4 km2，分 为 西 湖
和底层的混合水样，保温箱保存带回实验室分析水 质参数。实验室内用 Whatman GF/F、GF/C 玻璃纤
括 高 锰 酸 盐 指 数（CODMn）、TP、TN、Chl-a、氨 氮 （NH3-N）和 SD。
- 78 -
谢茂嵘等：YC湖区叶绿素a时空变化特征及影响因素分析
1.3 数据分析 采用 Excel 软件处理湖区 21 个监测点位的逐月
水质监测数据，绘制叶绿素 a 与环境因子的时间变
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
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
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.
作者：林丽贞陈纪新刘媛曹振锐黄邦钦 LIN Li-zhen CHEN Ji-xin LIU Yuan CAO Zhen-rui HUANG Bang-qin 作者单位：林丽贞,陈纪新,黄邦钦,LIN Li-zhen,CHEN Ji-xin,HUANG Bang-qin(厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室、环境科学研究中心,福建,厦门,361005)
刘媛,曹振锐,LIU Yuan,CAO Zhen-rui(纽约州立大学石溪分校,美国,纽约,002838)
刊名：台湾海峡ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF OCEANOGRAPHY IN TAIWAN STRAIT 年，卷(期)：2007 26(3) 分类号：P.7 关键词：海洋生态周日变化叶绿素a 分粒级控制因子东海黄海。
伶仃洋夏季叶绿素a时间变化特征及分析
伶仃洋夏季叶绿素a时间变化特征及分析曾滇婷;李君益;谢玲玲;叶小敏;周达【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2022(41)2【摘要】文章使用2019年7月5日—20日在珠江河口伶仃洋定点连续观测的海表面叶绿素a质量浓度、海表面气温、气压、风速、风向、海表温度、盐度、流速、流向、遥感降雨量数据和中等分辨率成像光谱仪可见光波段影像,利用小波分析和集成经验模态分解方法分析了观测期间内伶仃洋海表面叶绿素a的时间变化特征及其影响因子。
分析结果表明,观测期间海水表层叶绿素a质量浓度的变化范围为0.44~1.75μg·L^(-1),平均值为0.80μg·L^(-1),其变化周期主要为6h、12h 和24h。
其与相对应周期的潮流存在明显的相位关系,并且在降雨后两者的相位关系发生了转换。
7月5日—12日,叶绿素a与潮流基本呈反相位关系,涨急时叶绿素a质量浓度低,落急时叶绿素a质量浓度较高,浓度相差约为0.3μg·L^(-1)。
珠江流域在7月8日—13日发生了一次强降雨过程,降雨前后海水表层叶绿素a质量浓度在6h、12h和24h周期波段的振幅由0.02~0.09μg·L^(-1)增加到0.15μg·L^(-1)左右。
同时,降雨对珠江河口的叶绿素a质量浓度造成了一个持续80h的增加过程,浓度增加了0.3μg·L^(-1)。
发生降雨后,7月13日—20日期间潮流滞后于叶绿素a约6h,水位最高时叶绿素a质量浓度最低,水位最低时叶绿素a质量浓度最高。
由以上结果可以看出,降雨不仅引起了河口区叶绿素a质量浓度的增加,还造成了叶绿素a和潮流间相位关系的转换。
【总页数】10页(P16-25)【作者】曾滇婷;李君益;谢玲玲;叶小敏;周达【作者单位】广东海洋大学;陆架及深远海气候资源与环境广东省高校重点实验室;国家卫星海洋应用中心;国家海洋技术中心;自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室【正文语种】中文【中图分类】P735.12【相关文献】1.西安夏季碳气溶胶细粒子时间变化特征分析2.2011年春、夏季黄、东海叶绿素a和初级生产力的时空变化特征3.南海东北部夏季叶绿素a浓度垂向变化特征及其对水动力过程的响应4.华北地区夏季水资源特征分析及其对气候变化的响应(Ⅱ):华北地区夏季水量丰、枯与气候变化的关系5.华北地区夏季水资源特征分析及其对气候变化的响应(Ⅰ):近40年华北地区夏季水资源特征分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
近40年来中国湖泊叶绿素a浓度的时空分异特征分析
近40年来中国湖泊叶绿素a浓度的时空分异特征分析武昭鑫;孔祥生;徐兆鹏;曾健;刘鑫【期刊名称】《海洋与湖沼》【年(卷),期】2024(55)2【摘要】随着经济社会快速发展,中国湖泊表现出不同程度的富营养化,湖泊生态正面临着严峻挑战。
叶绿素a是评价水体营养状态的重要指标,可以反映湖泊中浮游植物生物量情况。
基于Landsat系列数据集,对1986~2022年间中国范围内面积在10 km^(2)以上湖泊叶绿素a浓度分布状况进行研究,并对各区域叶绿素a浓度演变趋势进行分析,结果表明:(1)中国湖泊叶绿素a浓度存在地域性空间分布差异。
叶绿素a浓度分布整体呈现东南高,西北低的态势,大约69%的湖泊处于轻富营养化程度,中富营养化状态约占17%。
以35°N和100°E为分界线,各区域叶绿素a浓度随经纬度呈现出一定的变化规律。
(2)近40年间中国湖泊叶绿素a浓度年均值处于缓慢波动上升趋势,时间序列呈现先降低后升高,再降低的变化状态。
所有湖泊叶绿素a浓度显著上升的数量占比约为30%,显著下降的占比约为24.8%,变化不显著的约占45.2%。
整体变化较为稳定,变异系数处于中等波动水平以下,波动较大的区域位于青藏高原,东北地区和长江中下游的部分地区。
(3)各流域内湖泊叶绿素a浓度时空分异特征表现为:空间分布上,内陆流域和西南流域普遍较低,珠江流域和东南流域较高。
时间变化上,除了西南流域和内陆流域的湖泊叶绿素a浓度呈现下降趋势外,其他流域均为上升趋势。
中国湖泊叶绿素a浓度呈现出明显的地域性差异和时间变化趋势,这主要归因于地区气候、水文条件、土地利用以及人类活动变化等因素。
受温暖湿润气候和较强人类活动的影响,东南部地区的湖泊叶绿素a浓度相对较高。
西北部地区气温偏低,降水较少,湖泊叶绿素a浓度普遍较低。
近40年的时间尺度上,受城市化、工业化快速发展和全球气候变化的共同影响,中国整体湖泊叶绿素a浓度呈缓慢上升趋势。
叶绿素a荧光遥感研究进展
第11卷 第1期2007年1月遥 感 学 报J OURNAL OF REMOTE SENSI N GV o.l 11,N o .1Jan .,2007收稿日期:2005-10-20;修订日期:2006-01-25基金项目:国家863计划项目(编号:2005AA635200,2005AA604150)及908计划项目(编号:908-02-03-01)资助。
作者简介:邢小罡(1982) ),男,中国海洋大学海洋环境学院物理海洋博士研究生,现参加国家海洋环境监测中心课题研究。
主要研究方向为海洋水色遥感。
E-m ai:l x i ngx i aogang2004@hot m ai .l co m 。
文章编号:1007-4619(2007)01-0137-08叶绿素a 荧光遥感研究进展邢小罡1,2,赵冬至2,刘玉光1,杨建洪2,沈 红2,3,赵 玲2,王 林2,3(1.中国海洋大学物理海洋研究所,山东青岛 266100;2.国家海洋环境监测中心,辽宁大连 116023;3.大连海事大学环境科学与工程学院,辽宁大连 116026)摘 要: 继叶绿素a 反演的/蓝绿比值法0后,叶绿素a 荧光遥感成为海水叶绿素a 浓度反演的重要方法,对提高二类水体和赤潮水体的叶绿素a 浓度的反演精度效果明显。
本文回顾了人们对水体叶绿素a 荧光的认识、测量和研究的历史过程,介绍了荧光产生的生物学机理以及它随叶绿素a 浓度的正相关和/红移现象0等主要光谱特征。
本文还总结了荧光量子产量、不同藻种生理状态、水体其他物质及大气的吸收等多种因素对叶绿素a 荧光遥感的影响。
基于对叶绿素a 荧光光谱特征和影响因素的认识,人们相继建立了两种荧光遥感方法)))基线荧光高度法和归一化荧光高度法。
对于前景广阔的叶绿素荧光遥感领域,人们正进行着更深入的研究与探索,积累更多的现场数据和卫星同步数据,逐步完善和改进反演模型。
关键词: 叶绿素a ;荧光遥感;基线荧光高度;归一化荧光高度;MOD IS ;M ER IS 中图分类号: TP79 文献标识码: AProgress in Fl uorescence R e m ote Sensi ng of Chlorophyl-l aX I NG X i ao -ga ng 1,2,Z HAO Dong -zhi 2,L I U Y u -gua ng 1,YANG Jian -hong 2,S HEN H ong 2,3,Z HAO L i ng 2,WANG L i n 2,3(1.Instit u te of Physic a lO c eanogra ph y,Ocean Universit y of Ch i na ,Shandong Q i ngdao 266100,Ch i na ;2.N ationa lM arineE nviron m e n t a lM on itorin g Center ,L i aon i n Da li an 116023,China ;3.Colle g e o f Environ m ent Eng i neeri ng ,Da li an M ariti m e Un i versit y,L i a onin g D alian 116026,Ch i na )Abstract : Besides e mpiri ca l algorithm w ith the Blue -G reen R ati o ,fluor escence re mote se nsi ng of Chl orophyllsis also a n m i portant and validm ethod for retri ev i ng chlorophyl-l a c once ntr ation i n the ocean ,especially for Case Ⅱw aters and the sea w it h algal bloo m i ng .This study revie w s the histor y of initial cogn itions ,invest i gations and deta iled a ppr oac hes to w ards chl orophyll fluorescence ,intr oduces the b i olog i ca lm ec ha n i s m of fl uorescence re mote sensi ng and m ai n spectral characteristics suc h as the posit i ve correlat i on bet wee n fl uorescence and c hlor ophyll concentrat i on ,the Red -Shift pheno m ena .In addition ,there ar e m a ny i nflue ntial factors whic h i ncrease the co m plex ity of fluor escence re m ote sensing ,suc h as fluor escence quantu m yiel d ,physi olog ical status of various al gae ,substance w ith relate d optical property in the ocean ,at m ospheric absorpt i on etc .Based on these cognit i ons ,sci entists have found t wo w a ys to calc ulate t he a mount of fl uorescence detected by ocean color se nsors :fluorescence line hei ght and nor m alized fluor escence he i ght .These t wo ways ar e c urrently the foundation to retrieve c h l or ophyl-l a conce ntration in the ocean .A s the i n -situ measure m ents a nd sync hr onous satellite data areaccu mulated ,the fluor escence re m ote sensi ng of chl orophy l-l a conce ntration in Case Ⅱwaters shoul d be understood more deepl y and ne w algorit hm coul d be e xpected .K ey words : chlorophyl-l a ;fl uorescence re m ote sensi ng ;fl uorescence line hei ght ;nor m alized fl uorescence hei ght ;MOD I S ;MER IS138遥感学报第11卷1引言海洋水色遥感是利用水色卫星传感器获取可见光和红外波段的海面离水辐亮度并反演海表面水色信息的遥感技术。
基于GOCI的东海叶绿素a浓度3种反演算法的对比及其昼变化分析
基于 ＧＯＣＩ的东海叶绿素 ａ浓度 ３种 反演算法的对比及其昼变化分析
王 芮１，２，伍玉梅２，杨胜龙２，崔雪森２，王 琳３，４，张胜茂２
（１．上海海洋大学，上海 ２０１３０６；２．中国水产科学研究院东海水产研究所，上海 ２０００９０； ３．农业部渔业遥感科学观测实验站，北京 １０００４１；４．中国水产科学研究院，北京 １０００４１）
相比 于 ＭＯＤＩＳ（Ｍｏｄｅｒａｔｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）、ＳｅａＷＩＦＳ（Ｓｅａｖｉｅｗｉｎｇｗｉｄｅｆｉｅｌｄｏｆ ｖｉｅｗｓｅｎｓｏｒ）等遥感传感器，第一颗地球静止水色 卫 星 ＣＯＭＳ （Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｏｃｅａｎ ａｎｄ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｓａｔｅｌｌｉｔｅ）上 搭 载 的 水 色 成 像 仪 ＧＯＣＩ（Ｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙｏｃｅａｎｃｏｌｏｒｉｍａｇｅｒ）拥有更高 的时间分辨率 （１ｈ）和 更 高 的 信 噪 比，而 且 相 对 于 ＳｅａＷＩＦＳ增加了 ６８０ｎｍ波段和 ７４５ｎｍ波段，可 用于水体中叶绿素的反演以及大气的精确校正， 全天提供目标区域 ８个时间的观测数据，对于监 测海洋水体叶绿素 ａ浓度的细节变化、赤潮等突 发性事件，有着极大的应用前景［１０］。中国东海是 典型的陆 架 海 域，长 江 等 河 流 入 海，使 之 富 集 叶 绿素、悬浮物质和黄色物质等影响海洋光学性质 的海水组分 ［１１］，这 也 导 致 海 水 富 营 养 化、赤 潮 等 海洋灾害现象频繁发生，给沿海经济带来巨大损 失。因此，利用 ＧＯＣＩ数据反演东海叶绿素 ａ浓 度，能更高 频 次 地 开 展 东 海 赤 潮、绿 潮 等 突 发 性 海洋灾害事件的观测，研究它们的时空变动特点 和规律，对开展相关的监测和预报具有十分重要 的意义。
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中剔除了那些常年严重缺值的地点, 只保留了观测
值至少超过 85 个月的地点, 并采用了 Kriging 插值 法补充少量资料缺损地点的数值[17] . 引入距平参数
分析 Q( 叶绿素 a) 与多年平均值的偏差, 该距平是以
1998 $ 2006 年的同月平均值作为基本参考点.
采用离 散功率谱方法分析东海 Q( 叶绿素 a) 的
Rrs510PRrs555) ]
( 2)
式中, C a 为 Q( 叶绿素 a) , mgPm3; R 为卫星测得的遥
感反 射 率. Q( 叶绿素 a) 的 平 均 相 对 误 差 为 36147% , 均方根差为 0173 mgPm3 [ 9,14] . 周伟华 等[ 4]
的 2002 年 4 月 长 江 口 综 合 调 查 数 据 表 明,
于短周期的变化, 对我国东海长周期 Q( 叶绿素 a) 的
变化鲜见报道. 为此, 笔者借助于目前观测时间最
长、可信度较高的 SeaWiFS 卫星资料对东海及其分
海区的Q( 叶绿素 a) 年平均分布、季节变化及多年变
化进行了分析.
1 数据与方法
1. 1 数据说明
Q( 叶绿素 a) 月均值是由美 国国家航空航天局
WU Yu- mei, XU Zhao- li, CUI Xue- sen, FAN Wei
Key Laboratory of Marine & Estuarine Fisheries, Ministry of Agriculture, East China Sea Fisheries Research Institute, Shanghai 200090, Ch ina
T k = nPk
( 5)
最后, 对离散功率谱方法获得的主要振动功率
谱及周 期 进 行 F 检验, 超 过 95% 的 置 信限 才 有 效[ 18] .
2 结果与讨论
2. 1 Q( 叶绿素 a) 的年变化及空间分布特点
Abstract: The tempora-l spatial changes of chlorophyl-l a concentration 1Q( ch-l a) 2 obtained by SeaWiFS in the East China Sea ( ECS) during 1997- 2007 were analyzed. The results showed that the annual average Q( ch-l a) in the inshore area was much higher than that in the offshore; the average sharply decreased from inshore to offshore; and the highest Q( ch-l a) was located in the estuary of the Yangtze River. In the ECS, Q( ch-l a) showed a significant annual cycle, reaching the highest in March and April and the lowest in July and August every year. In the recent 11 years, Q( ch-l a) and annual anomalies decreased in the ECS, especially in the inshore. Q( ch-l a) was the highest ( > 210 mgPm3 ) in the north inshore, and was higher ( 01 8- 210 mgPm3) in the south inshore and the Taiwan Strait, and was the lowest ( < 110 mgPm3 ) in the north and south offshores. The Q( ch-l a) in the inshore of the ECS was mainly affected by the rich nourishment brought by the land flows, which resulted in high Q( ch-l a) , great change and short period. Q( ch-l a) in the offshore and T aiwan Strait was largely impacted by the Kuroshio and its offset, which resulted in low Q( ch-l a) , little change and long period. Key words: East China Sea; SeaWiFS; chlorophyl-l a; spectrum analysis
期长.
关键词: 东海; SeaWiFS; 叶绿素 a; 谱分析
中图分类号: X55
文 献标志码: A
文章编号: 1001- 6929( 2008) 06- 0137- 06
Tempora-l spatial Change of Concentration of Chlorophyl-l a in the East China Sea During 1997-2007
128b30cE, 23b30 cN~ 33b00cN, 鉴于长江及沿岸陆地
径流的悬浮泥沙含量过高, 水体过于混浊, 会严重影
响 Q( 叶绿素 a) 的反演精度, 因此剔除了从连云港到
福州沿岸附近的海区.
1. 2 数据处理及方法
东海近海海区上空由于云覆盖较多且近岸的水
体比较混浊, 因此出现了较多的缺值, 故在数据处理
可能. 对叶绿素及其初级生产力的相关研究已有一定
进展[ 4-13] . 周伟华等[ 4] 利用 4 个月的实测资料, 研究 了长江口海区 Q( 叶绿素 a) 及初级生产 力的分布特
1 38
环境科学研究
第 21 卷
点; 林学举等[ 5] 采用近半个月的资料分析了东海和
黄海典型海域 Q( 叶绿素 a) 的垂向变化与周日波动;
东海渔业资源非常丰富, 我国著名的舟山渔场 和大沙渔场等分布于此, 但它也是我国赤潮的高发 区, 频繁大面积的赤潮爆发严重破坏了该地区海洋 的生态环境, 并且影响 到了海洋鱼类 食品的安全.
收稿日期: 2008- 02- 28
修订日期: 2008- 04- 19
基金项目: 国家自然 科学基 金重 大研究 计划项 目( 90511005) ; 我国
显著性变化周期. 该方法的基本思想是对于某个含
有 n 个时间序列的数据 xt ( t = 1, 2, ,, n) , 首先, 计
算该数据在不同波数 k 时的傅里叶系数:
E ak =
2 n
n t= 1
xt
cos
2Pk n
(
t
-
1)
E bk =
2 n
n t= 1
xt
sin
2Pk n
(
t
-
1)
( 3)
式中, ak 和 bk 分别是第k 个波数对应的余弦和正弦
出现在 3) 4 月, 波谷在 7) 8 月. 在近 11 年间, Q( 叶绿素 a) 及距平呈下降趋 势, 最 显著的 是在东海 近海海 区. Q( 叶绿素 a) 及
距平的变化具有明显的区域性, 东海北部近海多年的月 均值最高1Q( 叶绿素 a) > 210 mgPm32, 南部近海和台湾 海峡次之( 018~
Q( 叶绿素 a) 为 01246~ 91080 mgPm3, 平均值为 11090 mgPm3 . SeaWiFS 卫 星得 到的 Q( 叶绿素 a) 为 0117~
7188 mgPm3, 平均 值为 1144 mgPm3, SeaWiFS 卫星获
得的Q( 叶绿素 a) 与实测值比较接近, 即 SeaWiFS 卫
卫星遥感技术与应用, wym- 07@ 163. com.
海水叶绿素质量浓度是海洋生态研究中的一个重要
指标, 其在预防赤潮灾害、保护海洋环境、分析渔场 形成等均具有指导作用. 海洋叶绿素质量浓度具有 区域性强、变化快的特点[ 1-2] , 但却难以对其进行大 面积、长时间的实测, 所以相关数据比较匮乏. 但 20 世纪 70 年代以来发射的多颗海洋水色观测卫星为 海洋环境研究提供了较高精度的水色数据[ 3] , 使开 展海上大范围、长时间的叶绿素质量浓度研究成为
第 21 卷 第 6 期
环境科学研究 Research of Environmental Sciences
Vol. 21, No. 6, 2008
1997 ) 2007 年东海叶绿素 a 质量浓度的时空变化分析
伍玉梅, 徐兆礼, 崔雪森, 樊 伟
中国水产科学研究院 东海水产研究所, 渔业 资源遥感信息技术重点开放实验室, 上海 200090
摘要: 分析 了 1997) 2007 年由 SeaWiFS 卫星获得的我国东 海Q( 叶绿素 a) 的时空 变化特 点. 结果表 明, Q( 叶绿素 a) 多 年平均
值在近海明显高于外海, 近海往外快速递减, 最高值位 于长江 口大沙 滩. 东 海Q( 叶绿素 a) 呈明显 的年周 期性变 化, 波 峰基本
( NASA) 提供的 1997 年 10 月 ) 2007 年 5 月 SeaWiFS
卫星三级反演数据, 该数据采用的计算公式为:
C = 10( 0. 366- 3. 067R+ 1.93R2+ 0. 649R3- 1. 532R4) a
( 1)
R = lg[ max ( R rs443PR rs555, R rs490PRrs 555,