HY-1 CCD宽波段水色要素反演算法

利用2003年春季黄海、东海区现场实测数据,建立了HY1卫星4波段CCD成像仪水色要素反演算法.由于HY1CCD的宽波段特性阻碍了黄色物质的反演,因此反演的水色要素仅包括水体表层的总悬浮物、悬浮泥沙(SS)以及叶绿素a的浓度.现场遥感反射率光谱由ASD地物波谱仪测量,对于叶绿素a的浓度利用现场萃取荧光法测量,总悬浮物、悬浮泥沙由实验室滤膜称重法获得.反演算法的拟合相关系数均大于0.88,平均相对误差在40%以下.对反演算法进行了误差灵敏度分析,结果表明对于总悬浮物、悬浮泥沙和低浊度水体中的叶绿素a的浓度反演算法能够满足日常的业务运行要求,但是对于高浊度水体中叶绿素a的浓度反演算法对某个波段组合比较敏感,仍需要进一步探讨.     

夏季台湾浅滩周边水域悬浮物质浊度和叶绿素a荧光分布特征

2004年7～8月在台湾浅滩周边水域进行了两个断面的水体悬浮物浊度、叶绿素a荧光调查,通过对该区域悬浮物质浊度、叶绿素a荧光的夏季分布变化特征研究,结合水文相关要素分析,初步揭示了区域海洋沉积和再悬浮过程对悬浮体浊度、叶绿素a荧光分布的影响。指出悬浮物质浊度在近岸与陆架外缘主要受再悬浮作用影响,而浅滩区再悬浮作用不明显：在陆架外缘区浮游植物的聚集作用对浊度有一定的贡献作用,而近岸区则不明显。     

夏季台湾浅滩周边水域悬浮物质浊度和叶绿素a荧光分布特征

2004年7~8月在台湾浅滩周边水域进行了两个断面的水体悬浮物浊度、叶绿素a荧光调查,通过对该区域夏季悬浮物质浊度、叶绿素a荧光的分布变化特征研究,结合水文相关要素分析,初步揭示了该区域海洋沉积和再悬浮过程对悬浮体浊度、叶绿素a荧光分布的影响.悬浮物质浊度在近岸与陆架外缘主要受再悬浮作用影响,而浅滩区再悬浮作用不明显;在陆架外缘区浮游植物的聚集作用对浊度有一定的贡献作用,而近岸区则不明显.     

海洋浊度传感器校准过程中“边界效应”的研究

针对海洋浊度传感器校准过程中,由检测装置的边界效应引入的系统误差进行实验研究。通过选用不同型号(OBS-3+和STM)的多个浊度传感器,在不同边界尺寸及不同浊度的水体中开展检测实验,归纳分析试验数据,得到各种实验条件下传感器的相对示值误差。在比较分析后得出结论:边界效应与检测装置的边界尺寸及水体浊度相关,尺寸越小、水体浊度越低,边界效应越显著。因此对于测量范围较宽(0~2 000 NTU)的浊度测量传感器建议采用轴向边界20 cm以上的检测装置,而测量范围在0～25 NTU的窄量程传感器建议在30 cm以上的检测装置中校准。     

黄、东海区总悬浮泥沙对HY-1 CCD数据叶绿素浓度反演的影响

悬浮泥沙含量对叶绿素浓度遥感反演具有一定的抑制作用,我国近岸水体受其影响更为严重.利用国家卫星海洋应用中心组织的2003年春季大规模黄、东海区海上试验获得的较高精度实测数据,详细分析了该海区各站点总悬浮泥沙含量、叶绿素浓度与遥感反射率之间的关系,确立了悬浮泥沙含量对叶绿素浓度反演的影响方式,从而获得了不同悬浮泥沙含量条件下,HY-1卫星CCD等效波段的叶绿素浓度反演模式.分析结果表明,将总悬浮泥沙含量小于6 mg/L定义为中低混浊度水体,把大于6 mg/L定义为中高混浊度水体,然后通过选择不同的悬浮泥沙修正指数分别建模,相关性能够达到实用反演的要求.建模的精度分别为中低混浊度水体,相关性R2= 0.919,平均相对误差= 0.277;中高混浊度水体,相关性R2= 0.877,平均相对误差=0.564.中高混浊度水体叶绿素浓度的反演误差较大,主要体现在低叶绿素浓度区(Cchl<1 mg/m3),表明利用CCD数据反演中高混浊度水体低值叶绿素浓度模式还有待于进一步完善.     

用于海洋现场监测的小型叶绿素a荧光计和浊度计

论文描述了一种叶绿素荧光计和浊度计,该仪器采用超亮LED作为叶绿素荧光激发光源,IR管作为浊度照明光源,在光机系统设计上将叶绿素测量功能和浊度测量功能合并,从而使该仪器具备小型化、精度高、便于集成的特点。试验结果表明,该仪器可以用于海洋现场测量。     

夏初海坛岛邻近海域上升流分布特征与叶绿素a、浊度关系

2005年6月初在台湾海峡海坛岛邻近海域进行了3个断面的水体温度、盐度、浊度、荧光叶绿素a调查,通过上述要素分析,阐述了该海域上升流发生阶段的分布特征以及荧光叶绿素a、水体浊度的变化规律,指出荧光叶绿素a的分布特征除与营养盐的限制相关外,水体浊度对荧光叶绿素a的分布也起着控制作用,同时在上升流涌升最强烈的地区往往出现了浊度最大值,可能与底层物质的再悬浮相关。该研究对于深化认识区域海洋学过程以及影响具有积极意义。     

叶绿素传感器海上应用影响因素研究进展

叶绿素浓度是衡量海洋浮游植物丰度的重要指标,快速准确地测定海水中的叶绿素含量,对于业务化监测和科学研究都具有重要的现实意义。基于活体荧光法的叶绿素传感器操作简便,可长期原位在线监测,能轻易获取大量实测数据,是当前海水叶绿素高精度测量手段的主要发展趋势。由于在海上应用时受到多种环境因素的影响,叶绿素传感器数据与实验室萃取法数值之间存在较大偏差。作者综述了科学界在浊度、光照、温度、盐度等海洋环境因素及藻类生理因素对叶绿素传感器测量的影响规律、影响机理和数据校正方法的研究进展,并对活体荧光法叶绿素传感器海上应用数据质量控制方法的研究思路进行了展望。     

大连湾及邻近海域水体叶绿素浓度荧光遥感算法研究

叶绿素荧光遥感算法为探测近岸海域二类水体叶绿素浓度开辟了新途径．基于大连湾及邻近海域的实测数据,本文研究了海水叶绿素浓度的荧光遥感算法．结果表明：随着海水叶绿素质量浓度的增高,荧光峰出现显著的红移现象,叶绿素质量浓度与荧光峰波长存在着正相关关系．此外,基于MODIS、MERIS及GLI传感器荧光波段建立的荧光基线高度算法较差,不适用于该研究海域．选择680、685、690、695、700、705nm作为荧光峰波长建立的荧光基线高度算法,随着选定波长的增大,该算法拟合的相关性逐渐增高,最大相关系数（R2）可达0．91;而以实测荧光峰波长建立的荧光基线高度算法最佳,乘幂函数拟合优于线性拟合,拟合方程为P（chl）=3．167×10^5 FLH^1.45（R2=0．93）．本研究为新一代海洋水色卫星传感器的开发、建造提供了科学依据,并为已有高光谱传感器在叶绿素荧光遥感反演方面的应用打下了基础．     

高温胁迫对三角褐指藻和纤细角毛藻叶绿素荧光动力学的影响

研究高温胁迫(35~50℃)对三角褐指藻和纤细角毛藻叶绿素荧光动力学的影响。利用调制式叶绿素荧光仪(Wa-ter-PAM)测定了:PSⅡ的最大光能转化效率(Fv/Fm);PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo);PSⅡ的实际光能转化效率(ΦPSⅡ=yield);光合电子传递效率(ETR);光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)等主要参数。结果表明,与对照组相比,高温胁迫下2种硅藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR和qP均明显降低,并且随着胁迫温度的升高,胁迫时间的延长,下降幅度也逐步增大;NPQ则先升高后下降。另外,还对高温胁迫下2种硅藻的响应机制以及叶绿素荧光技术在筛选耐高温微藻品系中的应用进行了初步探讨。     

鸭绿江河口最大浑浊带水动力特征对叶绿素分布的影响

在河口最大浑浊带有独特的生态动力过程。利用鸭绿江河口最大浑浊带上下游两个定点站和大面站的流速、叶绿素和浊度数据,在分析最大浑浊带形成的基础上探讨了悬沙浓度与叶绿素浓度分布的对应关系及最大浑浊带水动力特征对叶绿素分布的影响。分析结果表明,定点站大小潮涨落潮时均出现悬沙浓度与叶绿素a浓度的高值分布中心,该中心主要出现在底部,且高叶绿素a浓度与高悬沙浓度中心相对应。通过对最大浑浊带形成机制的分析发现,强烈的底部泥沙再悬浮是鸭绿江河口最大浑浊带形成的主要原因。最大浑浊带内悬沙浓度与叶绿素a浓度的相关关系均为底层大于表层,大潮高于小潮;高叶绿素a浓度与高悬沙浓度时刻有很好的对应关系,在一定程度上表明水动力特征对叶绿素a浓度在时间和空间上的分布有重要影响。初步分析认为鸭绿江河口最大浑浊带内的高叶绿素a浓度主要是由再悬浮作用使底部沉积物中的底栖藻类和沉积物一起聚集在水体的底部造成的,但是该结论还有待结合其他相关研究进一步检验。     

黄河入海物质输运通道

渤海水体浊度的分布及其季节变化反映了悬浮物质的分布、输运及其季节特征。本文利用2012—2016年渤黄海8个航次现场观测的水体温度、浊度数据,并结合CCMP(Cross—CalibratedMulti—Platform)风场数据、ROMS(RegionalOceanModelSystem)海流数值模拟结果,分析了渤海海域水体浊度季节分布特征。水体浊度的大小与风速的季节变化密切相关,冬季,黄河口及附近海域的浊度值最高,离岸31km到56km处浊度值从180NTU迅速下降至54.3NTU,而其他季节的浊度较低;渤海全年20m以深海域再悬浮较弱,以水平扩展为主。进而甄别了黄河口附近高浊度水体向渤黄海输运的两条路径,分别为:冬夏季均存在的沿渤中浅滩西侧通道向渤海北部扩展和冬季存在的沿莱州湾湾口向渤海海峡南部及北黄海输运,该两条路径主要由环流场控制。     

Diurnal variability in turbidity and coral fluorescence on a fringing reef flat: Southern Molokai,Hawaii

Terrigenous sediment in the nearshore environment can pose both acute and chronic stresses to coral reefs. The reef flat off southern Molokai, Hawaii, typically experiences daily turbidity events, in which trade winds and tides combine to resuspend terrigenous sediment and transport it alongshore. These chronic turbidity events could play a role in restricting coral distribution on the reef flat by reducing the light available for photosynthesis. This study describes the effects of these turbidity events on the Hawaiian reef coral Montipora capitata using in situ diurnal measurements of turbidity, light levels, and chlorophyll fluorescence yield via pulse-amplitude-modulated (PAM) fluorometry. Average surface irradiance was similar in the morning and the afternoon, while increased afternoon turbidity resulted in lower subsurface irradiance, higher fluorescence yield (ΔF/F_m^′), and lower relative electron transport rates (rETR). Model calculations based on observed light extinction coeffecients suggest that in the absence of turbidity events, afternoon subsurface irradiances would be 1.43 times higher than observed, resulting in rETR for M. capitata that are 1.40 times higher.     

Benthic photosynthesis in submerged Wadden Sea intertidal flats

In this study we compare benthic photosynthesis during inundation in coarse sand, fine sand, and mixed sediment (sand/mud) intertidal flats in the German Wadden Sea. In situ determinations of oxygen-, DIC- and nutrient fluxes in stirred benthic chamber incubations were combined with measurements of sedimentary chlorophyll, incident light intensity at the sediment surface and scalar irradiance within the sediment. During submergence, microphytobenthos was light limited at all study sites as indicated by rapid response of gross photosynthesis to increasing incident light at the sea floor. However, depth integrated scalar irradiance was 2 to 3 times higher in the sands than in the mud. Consequently, gross photosynthesis in the net autotrophic fine sand and coarse sand flats during inundation was on average 4 and 11 times higher than in the net heterotrophic mud flat, despite higher total chlorophyll concentration in mud. Benthic photosynthesis may be enhanced in intertidal sands during inundation due to: (1) higher light availability to the microphytobenthos in the sands compared to muds, (2) more efficient transport of photosynthesis-limiting solutes to the microalgae with pore water flows in the permeable sands, and (3) more active metabolic state and different life strategies of microphytobenthos inhabiting sands.     

基于遥感反演的莱州湾水色变化的多时相分析

悬浮泥沙和叶绿素是海洋水色的重要部分,是反映河口海岸地区生态环境状况的重要指标。本文基于Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,在不依赖地面实测数据的条件下,结合水文气象数据,利用光谱信息建立水色遥感模型对莱州湾1996—2015年不同时期的悬浮泥沙和叶绿素变化进行研究。研究结果表明:(1)此模型可以快速反演出较大空间尺度内的水色时空分布情况。(2)1996—2015年这一时期内悬浮泥沙浓度变化明显,枯水期的悬浮泥沙扩散范围总体大于丰水期,悬浮泥沙高浓度区主要分布在黄河口附近海域和沿岸区域,泥沙主要来源于陆源输沙和海水中的泥沙再悬浮,悬浮泥沙的扩散主要受潮流的影响,风和波浪等动力因素也在一定程度上影响着悬浮泥沙的扩散;(3)此外,莱州湾叶绿素高浓度区主要分布在莱州湾东—南部海域,其分布具有明显的季节性,春季(5月)海水温度升高,水中营养物质垂直混合好使得叶绿素浓度处于较高态势。     

Dynamics of the Polychaetes Desdemona ornata and Perinereis cultrifera and Their Resources of Food in a Mediterranean Mudflat

Abstract. Availability of food in the sediment can play an important role in determining the dynamics of deposit feeders. Generally the abundance of deposit feeders during winter and spring is related to an increase in the nutritive value of the sediment due to the concurrent microalgal peaks. This work investigated, in 1998, the seasonal variability patterns in the nutritive value of the sediment and in the abundance of two polychaetes, Desdemona ornata (Sabellidae: Fabriicinae) and Perinereis cultrifera (Nereididae), that probably feed on benthic microalgae. Previously, in 1997, these two species were abundant in winter and spring. During that winter, the amount of chlorophyll a in the sediment was quite variable due to grazing activities. Three manipulative field experiments were carried out in winter and spring (January, March and April 1998) to test the hypothesis that increasing the amount of chlorophyll a increases the nutritional value of the sediment and the abundance of Perinereis cultrifera and Desdemona ornata . The results indicated that the patterns of variability for these species and for chlorophyll a were similar to those observed in 1997. In plots where microalgal growth was stimulated experimentally, Perinereis cultrifera increased in January and Desdemona ornata increased in January and March. The role of food in regulating the abundances of Perinereis cultrifera and Desdemona ornata is discussed.     

The study of fluorescence characteristics and biochemical composition of a marine diatom Thalassiosira pseudonana 3H in light and dark cycles-Ⅱ. The effects of light

The effects of light on the fluorescence characteristics and biochemical composition of a marine diatom Tha-lassiosira pseudonana in light and dark cycles were investigated with semi-continuous culture. The results indicate that, with the increase of growing light intensity, DCMU enhanced fluorescence yield (Fd/Chl), enhanced fluorescence ratio (Fd/F) , cellular carbohydrate content. carbohydrate/chlorophyll a and carbohydrate/protein ratio increased , but the fluorescence yield and cellular chlorophyll a content decreased; The protein content declined with the increase of light intensity in the range of 10- 100 μmol/ (m2·s) and increased at higher than 100 μmol/ (m2·s). Sampling time during the day had great effect on the relationships between growing light intensity and cellular chlorophyll a , carbohydrate content , carbohydrate/chlorophyll a and carbohydrate/protein ratio.     

光强和营养盐对伪矮海链藻昼夜节律变化的影响 Ⅰ.细胞分裂、叶绿素α及活体荧光特性

于1989年1月—1989年8月采用连续培养和半连续培养方法进行了伪矮海链藻细胞分裂、叶绿素α含量和活体荧光特性与光、营养盐关系的研究。结果表明,细胞分裂、活体荧光、叶绿素α均呈现光照期的增长速率明显高于黑暗期的增长速率的日变化规律,荧光增强比则在光照期开始后或黑暗期结束时出现最高值;光强和营养盐不仅影响各指标日变化的幅度,而且还可改变荧光增强比峰值出现时间。因此,在研究细胞分裂、叶绿素α和荧光特性的昼夜节律时,必须考虑光和营养盐这两个重要因素。