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《上海海洋大学》 2017年
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基于遥感数据的东海浮游植物时空分布特征及其与环境因子的关系分析

党晓岩  
【摘要】:东海是中国最大的陆架边缘海,沿岸水系众多,外海水系与沿岸冲淡水交汇形成了独特的海洋物理环境,有利于浮游植物的生长。浮游植物普遍存在于各类水体中,是测量水质的指示生物,目前国内外多借用叶绿素a浓度来表征浮游植物生物量。利用叶绿素a浓度来监测浮游植物生物量的两种方法中,遥感手段相较常规的现场测量具有时效性强,数据量大,投入少收益大的优势。目前藻华发生过程的研究大部分集中于北大西洋,对于北太平洋的研究鲜有报道,所以基于遥感数据对东海浮游植物时空分布特征进行分析,研究环境因子对浮游植物生长的影响,并在长江口、南麂列岛等这样有代表性的生态区域给予明确的描述对东海生态变化的预测具有重要意义。本文根据地理位置和生态特征选取9个子区域为研究区,利用卫星遥感技术收集到的叶绿素a(chlorophyll a,Chl-a)数据和环境数据(海表温度(sea surface temperature,SST),风速(wind speed,WS),光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR))进行浮游植物的时空特征分析。首先利用1997-2007年(Sea Wi FS)和2008-2015年(MODIS)的叶绿素a数据进行长时间序列的东海浮游植物生物量时空分布研究,证明了两个不同传感器数据的一致性,然后根据19年叶绿素生物量的变化情况进行正常年份的浮游植物时空变化分析,以期摒除异常环境因子对藻华爆发的影响。然后采用3月-10月份(64天-288天)的Chl-a浓度数据,根据高斯曲线模型拟合得到藻华发生的起始时间、峰值时间、结束时间和持续时间。最后截取了2003-2015年的月数据进行偏相关分析,结合偏相关分析结果得到环境因子对浮游植物生长的影响。本研究的结果主要包括以下几个方面:(1)东海浮游植物生物量的时空分布规律:东海近海的子区域4、6浮游植物生物量最高,位于长江口海域的子区域4藻华发生在6-9月份,位于台州列岛海域的子区域6藻华发生在5-7月份。靠近台湾海峡海域的子区域8、9浮游植物生物量浓度最低,子区域8两次藻华发生的时间分别是2-3月份和10-12月份,子区域9藻华发生的时间为11、12月到次年1、2月份。位于南麂列岛海域的子区域7,地理位置在台州列岛海域和台湾海峡之间,此处海域的浮游植物生物量低于台州列岛海域,高于台湾海峡,浮游植物藻华集中在2-3月份。靠近黄海海域的区域1、3浮游植物生物量低于区域4、6,高于区域8、9,藻华发生时间均为5-6月份。远离近海的两个子区域2、5,子区域5处在长江口不远处的外海,浮游植物生物量不低,呈现两个藻华爆发区间且爆发时间相隔不远:5月份和7-8月份。子区域2浮游植物生物量较低,藻华发生在3-4月份。(2)浮游植物藻华发生的时空分布规律:台州列岛海域浮游植物藻华达到峰值时间最早,东海南部海域达到峰值时间最晚,这两个区域浮游植物藻华的持续时间较长;东海北部海域和台湾海峡浮游植物藻华持续时间较短;长江口及近黄海海域,近岸与远海区域浮游植物藻华到达峰值的时间相距天数、藻华现象的持续时间基本一致;近海浮游植物藻华在纬度上呈现一定的规律性,从高纬度到低纬度,浮游植物藻华峰值发生的时间不断延后,爆发持续时间逐渐增长。(3)东海海域从北到南海表温度依次升高;风速大小排列为:长江口、台州列岛海域最弱,北部居中,南部最强;光合有效辐射大小排列为:东海中、北部基本相同,南部最大。环境因子与东海代表性区域的相关性关系为:长江口及其外海海域浮游植物生物量与光合有效辐射显著相关,台州列岛海域、东海南部海域与风速显著相关,东海北部外海区域、南麂列岛海域、福建近海海域则与温度显著相关,而东海北部近海海域的最相关影响因子尚不明确,需要在之后的研究中加入营养盐或其他的因子来加以研究。
【学位授予单位】:上海海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:Q948.8

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