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浒苔水体光谱特征参量时间序列数据拟合研究 总被引：1，自引：1，他引：0
开展时间序列浒苔水体光谱特征参量的拟合研究可为寻求最佳拟合方法,从而对进一步开展大尺度的高光谱高空间高时间分辨率遥感动态实时监测具有重要的参考价值。在实验室培养3种不同浓度的浒苔水体,用ASD光谱仪测定并获取浒苔水体的时间序列反射光谱,基于反射光谱定量提取光谱特征参量,构建时间序列数据;应用曲线拟合和时间序列ARMA模型开展浒苔水体光谱特征参量的时间序列拟合研究。结果表明:应用二阶或三阶多项式和ARMA模型可较高精度地拟合浒苔水体的光谱特征参量;但时间序列ARMA模型比多项式拟合模型更能反映浒苔水体光谱特征参量的时间序列数据的分布和变动特性。该研究可为浒苔灾害动态监测业务化运行部门提供浒苔光谱数据,同时也为光谱数据的处理和分析提供一种新的方法。 相似文献
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青岛近海浒苔光谱特征研究 总被引：2，自引：1，他引：1
针对从2008年以来,每年夏季我国黄海南部暴发大面积的浒苔(Enteromorpha)灾害,对海洋环境及经济造成不利影响的状况,为了进一步研究浒苔特性,为利用遥感手段监测浒苔提供一定的理论依据,通过实地测量不同条件下浒苔的光谱反射率曲线,定性分析了浒苔的光谱特征。结果表明,浒苔的基本光谱特征表现为在蓝光波段和红光波段形成反射谷,在绿光波段形成反射峰,而在近红外波段反射率明显增大,形成高反射峰。因此将红光波段和近红外波段作为敏感波段,利用NDVI(归一化植被指数)提取遥感图像上的浒苔信息,可取得较好效果,有利于浒苔监测。 相似文献
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《海洋湖沼通报》2016,(5)
温度是影响藻类生长繁殖的一个重要因素。本文针对2013年6月在黄海海域出现的大量浒苔和马尾藻事件,基于MODIS(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)卫星遥感数据,分析了此次事件中浒苔和马尾藻生消过程与海表面温度之间的关系。首先根据浒苔、马尾藻和水体的光谱特征曲线,本文利用大型浮游藻类指数(Macroalgae Index,MI)对浒苔和马尾藻进行了识别,并且对浒苔和马尾藻生消过程中的MI值和对应的海表面温度进行了分析,结果表明:在此次事件中,海水温度是影响浒苔和马尾藻生长繁殖的重要环境因子,浒苔和马尾藻处的海表面温度比周围水体的海表面温度高1~2℃,浒苔和马尾藻爆发的适宜温度范围为23~26℃。 相似文献
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黄海典型漂浮大型藻类光谱特征分析 总被引：2，自引：0，他引：2
利用实测高光谱和多光谱相机数据对在黄海海域采集的浒苔和马尾藻样本进行光谱特征分析。结果显示:漂浮大型藻类的高光谱反射率均值(Rmean_H)与多光谱反射率均值(Rmean_M)、高光谱藻类指数(VB-FAHH)与多光谱藻类指数(VB-FAHM)之间的相对误差小于15.6%,说明这两种数据具有较好的一致性;基于光谱特征波长的反射率建立比值光谱指数,其中浒苔和马尾藻的差异最为明显的是R640/R554指数;基于多光谱相机计算反射谷深度指数(T-depth),采用阈值法来区分浒苔和马尾藻,T-depth阈值的区分精度分别为69.6%±30.0%和69.6%±24.3%,稍优于虚拟基线漂浮藻类指数(VB-FAH)阈值的区分精度。 相似文献
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浒苔在近岸搁浅后会破坏海岸景观,干扰水上运动,给滨海旅游业造成严重影响。本文使用无人机搭载的多光谱和可见光传感器对山东半岛的海阳、乳山和文登的三个海滩搁浅的浒苔进行航拍监测,并结合地物光谱测量数据,分别选择归一化植被指数（NDVI）、差值植被指数（DVI）和虚拟基线高度浮藻指数（VB-FAH）对海滩搁浅浒苔与岸边植被及非植被（海水、沙滩）进行识别评估,并分别估算了三个研究区搁浅浒苔的生物量。研究结果表明：NDVI可以识别植被和非植被,但无法区分潮间带上部和潮间带下部分布的浒苔;DVI和VB-FAH对植被和非植被的区分度不高,但对不同分布的搁浅浒苔具有一定的区分度,其中,DVI对潮间带上部和潮间带下部分布浒苔的识别能力优于VB-FAH。因此,通过对岸边植被进行腌膜,利用DVI构建海滩搁浅浒苔生物量估算模型,实现了海滩搁浅浒苔生物量的估算。海阳、乳山和文登三个海滩搁浅浒苔的生物量分别为1 468 t、745 t和5 034 t,本文提出的方法可以为搁浅浒苔的清理和资源合理分配提供技术支持。 相似文献
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基于GOCI的2017年南黄海浒苔演变遥感分析 总被引：3，自引：0，他引：3
本文应用GOCI高时间分辨率遥感影像，提取浒苔敏感波段并构建合适的评价指标，对NDVI、IGAG、KOSC绿潮主流算法探测能力进行比较，结合目视解译和阈值分割法，对2017年南黄海浒苔信息进行提取并进行演变特征分析。结果表明：NDVI算法的探测能力和稳定性显著优于其他两种，GOCI影像7、8近红外波段的选择对浒苔提取结果存在一定影响，最优为7、5波段组合；2017年浒苔总体经历了“出现-发展-暴发-衰退-消亡”五个阶段，持续时间约为68d，影像中浒苔最早出现在5月13日的盐城外海海域，最后出现在7月12日，最大覆盖面积出现在6月4日，为2363.12km2，在风、流场共同作用下，先向北移动，后在6月下旬沿山东半岛南侧转向东北，前锋位置最终停滞于青岛-烟台-威海一线并逐渐消亡。其发展规律与运移路径与往年相似，但持续时间与暴发时期最大覆盖面积显著少于往年，GOCI影像高时间分辨率的优势使浒苔灾害的逐小时动态监测成为可能。 相似文献
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选用相同自然光照和固定水环境条件下的3种密度梯度(0.5,2.5和5.0g/L)的浒苔藻体反射光谱为研究对象,通过单变量参数定义提取了高光谱特征参量,并选用能较好体现浒苔藻体光谱特征差异的特征变量如黄边位置、蓝边位置、归一化植被指数NDVI,比值植被指数RVI[719,680]和VI[555,680],应用曲线模拟法对这些具有时间序列特点的高光谱特征变量进行曲线估计,并分析其演变规律。结果表明:黄边位置无法模拟。应用二次函数或三次函数能高精度地模拟各个特征变量,蓝边位置曲线估计模型的判定系数最高达0.498;归一化植被指数NDVI为0.926,比值植被指数RVI[719,680]为0.729,比值植被指数VI[555,680]为0.765。这些特征变量随着时间的推移而呈现先上升后下降或先下降后上升再下降的起伏规律,演变趋势与浒苔藻体密度存在非线性关系;除了蓝边位置和黄边位置外,其他特征参量均可较好地描述浒苔藻体反射光谱特征的演变趋势。该研究为深入进行浒苔藻体的定量遥感研究提供数据支持和技术支撑。 相似文献
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MODIS影像是浒苔业务化卫星遥感监测的重要数据源,但其空间分辨率(250m)较低,混合像元效应导致传统的NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)阈值法浒苔提取误差较大。为解决此问题,本文以准同步的较高分辨率的HJ-1CCD影像浒苔提取结果为基准,建立基于MODIS NDVI与浒苔像元丰度(浒苔覆盖面积占像元面积百分比)关系的浒苔信息提取模型,利用该模型可提取每个像元的丰度(即浒苔覆盖率),从而提高整景影像浒苔覆盖面积提取精度。该模型可为浒苔灾害等级的确定以及防灾减灾应急决策提供支持。 相似文献
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浒苔的暴发会对水体生态环境产生巨大的影响, 对此进行遥感监测具有十分重要的意义。本文基于现场同步实测的有色溶解有机物(colored dissolved organic matter, CDOM)吸收系数、叶绿素浓度以及光谱数据建立遥感反演模型,再结合MODIS卫星影像提取山东半岛南侧近岸海域在各年份浒苔暴发前后CDOM与叶绿素浓度的时空分布特征。结果表明, 浒苔的消亡分解会在水体中产生大量的CDOM, 但浒苔的生长繁殖同样会消耗CDOM, 此外CDOM还受到浒苔暴发时期强烈的光降解作用。在各种因素的综合作用下, 研究区海域CDOM浓度在浒苔暴发时期微弱升高, 浒苔消亡后CDOM浓度则开始回落。浒苔在暴发期会抑制其他浮游微藻的生长, 使研究区海域叶绿素浓度有所降低, 而浒苔消亡后叶绿素浓度有所上升。水体中的叶绿素受多种生物地球化学因素的影响, 因此叶绿素浓度的降低与浒苔的暴发强度之间没有明确的相关性。遥感反演可以大范围快速地提取水体中各种要素的分布情况, 但就浒苔的暴发对海水中各要素的影响机制而言, 还需要结合各种生态环境因子进行综合分析。 相似文献
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绿潮生物学机制研究 总被引：1，自引：4，他引：1
绿潮发生机制极其复杂,但其核心机理是绿潮暴发时漂浮"藻席"中的浒苔快速形成巨大生物量,涉及浒苔生物学过程对环境的响应及其生理生化基础。为此,本文在已有研究报道的基础上,对浒苔生活史研究进行了充分的理论补遗;分析了漂浮"藻席"中浒苔生长与繁殖过程,认为该过程是绿潮生物量形成的关键;阐述了浒苔孢子囊形成是对富营养化背景下海水溶解无机氮(DIN)中硝态氮高占比的响应,认为一氧化氮分子可促进浒苔营养细胞向孢子囊的转化;解析了浒苔细胞对逆境因子的响应途径与机制。基于已有的研究成果,本文对浒苔引发绿潮的生物学过程进行了理论推定。人为或自然因素使固着浒苔处于漂浮状态,形成小规模"藻席";富营养化背景下海水DIN中硝态氮占比的升高赋予了浒苔巨大的繁殖潜能,漂浮过程溶解无机碳(DIC)"充裕"和"不足"两个阶段的交替以及食藻动物啃食产生的藻片段使孢子囊形成比例大幅提升;孢子原位萌发等使释放的孢子在"藻席"中获得了附着基,个体数目随之指数增长;结合漂浮浒苔的高生长速率,"藻席"规模不断扩大,短时间内形成巨大生物量。同时,本文还对今后的绿潮研究提出一些建议,认为啃食动物在浒苔生物量消长过程中发挥重要作用,在漂浮"藻席"系统中扮演着"生态引擎"的功能,同时系统阐明浒苔孢子的原位萌发等现象的生物学机理应该是未来绿潮的重要研究内容。 相似文献
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营养盐对浒苔生长影响的围隔生态实验 总被引：6，自引：0，他引：6
2008年6月在青岛近海围隔实验研究了营养盐对浒苔生长的影响。结果表明,添加营养盐的围隔浒苔湿重生物量明显高于未添加营养盐的对照组和海区实验组。一次性添加f/2配方的营养盐和一次性添加N的2组浒苔日均相对增长率分别达10%和9%,围隔外海区对照只达4%。浒苔可在短期内快速大量地吸收营养盐,一次性添加f/2配方的营养盐储备液(水体浓度约f/8)的围隔中,浒苔24 h内对N和P的吸收速率分别为9.25μmol.g-1.h-1、0.63μmol.g-1.h-1。丰富的营养盐能够促进浒苔的迅速生长,营养盐的种类和浓度对浒苔的生长影响显著,种类多、浓度高的营养盐环境有利于浒苔生长。相对于NH4-N和PO4-P,充足的N源是浒苔快速生长的重要影响因素。 相似文献
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近年来，海水富营养化导致近海海域大型海藻过量繁殖，成为世界性的环境问题。自2007年以来，浒苔绿潮在黄海海域连续暴发，造成巨大经济损失。为探究浒苔大规模暴发与氮磷比值(N/P)的关系，及其与其他大型绿藻在不同N/P下的竞争机制，研究了浒苔(Ulva prolifera)与石莼(Ulva lactuca)在不同N/P下单独培养和共培养时的生长情况，探究了浒苔及石莼生长的变化；结合苏北浅滩海域现场N/P的调查结果，分析了浒苔绿潮暴发的可能机制。研究结果表明:(1)浒苔单独培养时，在一定范围内高N/P能促进浒苔的生长，氮对于浒苔的影响大于磷。(2)石莼单独培养时，低N/P下石莼长势最好，但改变N/P对石莼的影响并不显著。(3)浒苔和石莼共培养时，浒苔生长受到了一定限制，低N/P下浒苔生长受限更显著。(4)苏北浅滩海域高N/P更适合浒苔的生长，可能是浒苔绿潮能够大规模暴发的原因之一。 相似文献
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绿藻浒苔对浮游植物群落结构影响研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了解浒苔(Enteromorpha prolifera)对浮游植物群落的影响,于2011年7月末在青岛第三海水浴场附近海域,现场采集了浒苔鲜组织和含自然浮游植物群落的海水,进行了10d 的浒苔与浮游植物群落室内受控共培养实验。设计4个处理,包括1个对照组和3个实验组,每个处理设置3个平行。对照组未添加浒苔,实验组分别按照0.8(低)、2.4(中)和7.2 g/L(高)的湿质量进行添加。研究结果表明,在整个共培养期间,硅藻的生长受到了浒苔明显的抑制,在3个不同的实验组细胞丰度显著降低(ANOVA, P<0.05),降幅分别达到84.1%、92.1%和95.3%。优势种长菱形藻(Nitzschia longissima)在高实验组的第10天,细胞丰度更是低至对照组的0.38%。甲藻丰度在各组皆表现出先升高后降低的趋势,优势种利玛原甲藻(Prorocentrum lima)在高实验组的第3天,细胞丰度高达对照组的98.7倍。浒苔通过影响浮游植物细胞丰度和优势种演替,改变了浮游植物的群落结构。高密度浒苔的存在会使浮游植物优势种组成趋于单一,物种多样性程度和群落稳定性大为降低。但是,浒苔对单细胞浮游植物的克生作用可以抑制赤潮藻的过度繁殖,有益于赤潮的生物防治和水域环境的生态修复。 相似文献
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采用PCR方法，将扩增的产物直接测序，测定了孔石莼Ulva pertusa和浒苔Enteromorpha prolifeFa的5．8S rRNA基因序列，与肠浒苔、扁浒苔、缘管浒苔、礁膜、北极礁膜、袋礁膜和格氏礁膜等7种已知的大型海洋绿藻的同一基因序列合并进行比较，分析了核苷酸序列差异和碱基替换特点，并构建系统发生树。结果表明，浒苔和孔石莼的颠换率为0．690％，小于浒苔与肠浒苔、扁浒苔、缘管浒苔的颠换率；且浒苔与孔石莼之间的Kimura双参数距离也小于浒苔与肠浒苔、扁浒苔以及缘管浒苔之间的平均Kimura双参数距离。相对于浒苔属的其他物种，浒苔与孔石莼的亲缘关系更近。在构建的系统发生树中，缘管浒苔与孔石莼聚为一类，表现出与石莼属物种更近的亲缘关系。 相似文献
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近几年来在我国青岛海域连续暴发的浒苔绿潮造成了巨大的经济损失并且破坏了近海海洋生态系统平衡。因此,浒苔绿潮受到了越来越多的关注。本研究重点关注了绿潮暴发期间不同海域浒苔藻体生理特征和孢子囊形成情况。研究发现,不同海域里浒苔藻体生理特征差异显著,孢子囊比例显著不同,并且观察到漂浮浒苔的原位萌发。2017年5月中旬,我们在苏北浅滩紫菜养殖区域(33.78°N,121.29°E)对筏架绠绳上生长的绿藻,退潮后滩涂散落的绿藻和涨潮时海面上漂浮的绿藻进行为期5天的野外采集。另外,在2017年6月随科考船对浒苔暴发海域的浒苔样本进行采集。采集范围在(33.5°—36.5°N, 120°—124°E)。结果表明,从低纬度到高纬度,浒苔F_v/F_m(光系统Ⅱ最大光化学量子产量)值从0.65逐渐降低至0.3左右;YⅡ(光系统Ⅱ实时光化学量子产量)值也从最高0.5左右降低至最低0.1。此外,定生浒苔F_v/F_m值为0.6—0.8左右,明显高于漂浮浒苔; YⅡ值也有类似趋势。在孢子囊形成比例方面,定生浒苔约有5%藻体形成了孢子囊,而漂浮浒苔中孢子囊形成比例达到20%。数据表明,低纬度区域为浒苔来源地,浒苔生理活性良好,孢子囊形成比例低。随着浒苔往北漂移,其生理活性降低。并且,漂浮浒苔孢子囊形成比例显著性高于定生浒苔。本文认为,浒苔脱离来源区后,孢子囊的快速形成、成熟和孢子释放以及孢子的原位萌发是浒苔生物量激增的重要原因。 相似文献
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近年来富营养化等海洋污染现象日益加重，我国近海每年都会暴发浒苔绿潮和微藻赤潮现象。本文在实验室模拟条件下，研究了不同状态不同含量的浒苔（Ulva prolifera），即浒苔新鲜藻体、浒苔培养液和浒苔干粉末与东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）共培养时产生的竞争抑制作用。结果表明，浒苔新鲜藻体、浒苔培养液和浒苔干粉末在初始质量含量大于1 g/L的条件下都会对东海原甲藻产生抑制作用，浒苔干粉末的抑制强度远远超过浒苔培养滤液和浒苔新鲜藻体。在二者共培养时，出现了“低促高抑”的现象，即浒苔含量较低时会促进东海原甲藻的生长，而高含量的浒苔则抑制东海原甲藻的生长，且抑制作用随浒苔含量的升高而增大。浒苔对东海原甲藻的这种抑制作用，一方面可能来自于营养物质的竞争和消耗，另一方面可能来自于浒苔释放的化感物质对东海原甲藻产生的影响。利用浒苔对东海原甲藻的抑制作用，可为东海原甲藻赤潮的生物防治提供一种思路与方法。 相似文献
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通过对不同海区浒苔及其与紫菜之间的比较,分析评价了江苏海区定生浒苔和漂浮浒苔的营养特性。通过主成分分析可以将江苏浒苔与其他浒苔和紫菜明显区分开,说明江苏浒苔的营养具有区域一致性。江苏浒苔具有高蛋白、低膳食纤维的特点,浒苔中钙、镁含量高于紫菜,磷含量低于紫菜。江苏浒苔的必需氨基酸含量组成适合人体需要,是良好的蛋白质来源。第一限制氨基酸为甲硫氨酸,呈味氨基酸含量达到氨基酸总量的33.6%—42.9%,具有较好的呈味特性。江苏浒苔的铅、铬离子含量较高,食用风险不容忽视。 相似文献