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浮游植物是海洋生态系统中的主要初级生产者，构建海洋食物网、生物泵和元素循环（包括碳循环、氮循环和硅循环等）的基石。因此，海洋生态系统中的元素循环和能量流动均与浮游植物的生长和代谢息息相关。海洋碳循环是全球碳循环的关键环节，也是全球生态系统中生物地化循环的重要组成部分。尽管浮游植物在海洋碳循环中起着至关重要的作用，但是直接测定浮游植物的初级生产力和碳生物量依旧受到传统技术和方法的限制。本文详细介绍了有关浮游植物初级生产力和碳生物量检测的各种技术和方法，列举了其各自的优缺点。目前，测定海洋浮游植物初级生产力的主要方法有黑白瓶法、遥感估算法、碳同位素测定、快速重复率荧光法；测定海洋浮游植物碳生物量的主要方法有细胞体积转换法、流式细胞术、电子探针X射线显微分析、分位数回归模型估算法。通过对比分析发现碳同位素与快速重复率荧光法相结合可以更高效测定出初级生产力，而最具优势与应用前景的碳生物量检测方法是基于分位数回归模型估算法。其中，基于分位数回归模型估算法具有拟合异常值、测定结果准确等优势，能够实现现场浮游植物群落以及各个功能群碳生物量的估算，并能够与卫星遥感技术手段相结合，可以应用于大尺度和长时间序列的海洋浮游植物碳生物量估算。通过本文的综述，一方面为海洋浮游植物初级生产力和碳含量的研究提供一个基本和系统的认识，另一方面为深入研究浮游植物在海洋碳循环以及全球碳循环中的作用提供参考。 相似文献
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红树林作为热带、亚热带以红树植物为主体的海岸带生态系统，是重要的海岸湿地类型之一。本文使用多源、多时相遥感数据，形成了1969-2020年粤港澳大湾区岸线、围填海、养殖区、红树林分布数据图集，并利用联合红树林识别指数(CMRI)对大湾区现存红树林进行时序分析得到红树林林龄数据集。结果表明，通过多源遥感数据解译得到现存红树林数据集，结合CMRI时序数据可以建立现存红树林变迁历史，进而有效估算红树林林龄。粤港澳大湾区红树林的时空分布发生了明显变迁，现存红树林面积约为3 316 hm2，大湾区内部各地区存量林龄差异较大，整体林龄均值为20 a。近50年间，岸线整体向海移动，岸线变迁、围填海和养殖区变化显著影响红树林面积、空间分布及林龄大小，人工种植是近20年红树林恢复的主因。 相似文献
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无人机多源遥感数据的获取、融合以及应用是当今研究的热点和难点。文中以城洲岛为例,针对海岛特殊的地理生态环境,获取无人机多源遥感数据。结合无人机多光谱遥感数据定量分析各遥感植被指数与植被叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)的响应关系,构建单因子遥感反演模型;基于无人机激光LiDAR点云提取海岛植被冠层高度模型(Canopy Height Model,CHM),并将其作为自变量引入到多源统计回归分析中,从而构建多源遥感数据协同反演模型,对区域尺度下海岛叶面积指数(LAI)进行估算,开展验证和精度评价。结果显示,加入植被冠层高度因子的协同反演模型的判定系数R2为0.92,绝对平均误差系数为12.29%,预测精度要优于单因子反演模型(判定次数R2为0.86,绝对平均误差系数19.95%)。研究表明,加入了植被冠层高度因子的协同反演模型能在一定程度上提高乔木植被LAI的预测精度。实践证明,无人机多源遥感技术在生态学定量研究中具有巨大的潜力和广阔的应用前景。 相似文献
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北极海域海面风场和海浪遥感观测能力分析 总被引：1，自引：1，他引：0
卫星遥感是开展北极海域海面风场和海浪分布特征与变化规律研究的重要手段。本文基于在轨多源卫星遥感数据，从遥感观测空间覆盖、时间覆盖和多源卫星遥感数据融合等方面开展北极海域海面风场与海浪遥感观测能力分析，研究主要结果为:基于ASCAT和HY-2A散射计可实现北极海域海面风场遥感观测，通过多星联合观测可获取北极海域时空分辨率优于12 h和0.1°的海面风场遥感融合数据；基于HY-2A、CryoSat-2、SARAL和Sentinel-3高度计可实现北极海域海浪遥感观测，同样通过多星联合观测可获取北极海域时空分辨率优于1 d和0.25°的海浪有效波高遥感融合数据；基于2016年北极海面风场和海浪遥感融合数据，分析得出北极海域海面风场和海浪在2月处于极大值，然后逐渐减小，7月最小，随后开始逐渐增大。本研究表明，基于多源散射计和高度计遥感观测可实现北极海域海面风场和海浪的高时空分辨率遥感业务化监测。 相似文献
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红树林(Mangroves)是生长在热带和亚热带海岸潮间带的木本植物群落。老鼠簕(Acanthus ilicifolius)是我国红树林林下灌丛的主要物种,是林下植被碳库的主要构成成分。本研究选取深圳福田红树林区的林下、林窗、林缘和光滩等不同生境下自然生长的老鼠簕植株,测定植株生物量和光合特性等相关指标。研究表明,林窗生境下的老鼠簕植株的光合能力、光合固碳速率和地上生物量累积均达到最大;林下生境最不利于老鼠簕植株固碳;光滩的老鼠簕植株具有较高的地下生物量累积,但由于其蒸腾速率高、水分利用率低下,其固碳较低。光照强度是决定不同生境老鼠簕植株固碳的关键因子。在未来我国红树林造林中,老鼠簕可作为林下植被构建,以提高红树林生物量总碳库,但最适宜老鼠簕固碳的光照约为40%~80%。本文研究结果将为红树林造林实践中的物种选择和林分构建提供理论参考。 相似文献
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基于高空间分辨率的红树林卫星遥感监测技术进展 总被引：1，自引：0，他引：1
卫星遥感技术是红树林生态系统监测的重要手段。文章系统地总结了红树林的光谱特征,给出了目前应用于红树林生态监测的高空间分辨率卫星包括IRS-P6、SPOT-5、IKONOS、OrbView-3、QuickBird的主要技术参数以及它们在红树林遥感监测中的应用程度,叙述了目视解译法、波段组合法、图像分类法、专家分类法、模糊分类法和面向对象分类法等遥感监测技术方法在红树林的生态参数包括类外区分和类内区分、生物量和健康状况等的遥感提取的应用和精度对比情况。另外,对应用高分辨率卫星遥感资料监测红树林的技术发展趋势进行了讨论。 相似文献
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为了研究利用滨海湿地草本植物的形态指标来估算植物生物量,根据黄河三角洲互花米草(Spartina alterniflora)的调查数据,运用Pearson相关系数和回归分析法,分析了互花米草的形态指标高度、密度、茎直径与地上生物量、地下生物量、总生物量的相关性,构建了回归模型。结果表明:地上生物量和总生物量均与植株高度、密度、茎直径在0.01水平上显著相关,地下生物量与植株密度在0.01水平上显著相关。将相关性显著的生物量和相应的形态指标进行回归分析发现,其拟合优度较好,其中,拟合优度最优的回归模型分别是地上生物量与高度的“J”型增长曲线模型(拟合优度为R2=0.904)、总生物量与密度的一元线性回归模型(拟合优度为R2=0.659)。经过应用精度验证,上述两个模型评价结果均较好,估算值与实测值绝对误差范围为0.01~0.17 kg/m2,相对误差范围为0.71%~12.02%,符合实际估算应用需求。研究结果说明互花米草的生物量可以通过与其相关性较高的形态指标进行回归估算获得。 相似文献
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为掌握黄河口湿地植被地上生长部分碳储量的空间分布情况,基于GF-1WFV卫星数据,对黄河口湿地植被地上生长部分碳储量开展了遥感估算模型研究,并根据研究区植被类型空间分布特点,对不同植被类型地上生长部分碳储量的特征开展了分析,结果表明:6种植被碳储量估算模型中,基于NDVI建立的指数模型为单位面积碳储量估算最佳模型,其决定系数(R2)最大,值为0.76,均方根误差(RMSE)最小,值为19.1g/m2;在不同植被类型分布区,地上植被单位面积碳储量平均值大小顺序为互花米草芦苇草甸柽柳林潮滩芦苇盐地碱蓬,其中各区域平均值最大为78.1g/m2,最小为46.7g/m2。研究结果为提高黄河口湿地植被的碳储量提供了有效措施,即合理优化植被类型的空间分布、恢复裸滩上盐地碱蓬的生长和提高植被类型盖度。 相似文献
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文章根据2019年、2020年漳江口红树林保护区内互花米草、沉积物、潮间带底栖生物的调查结果，结合历史遥感影像资料分析互花米草的入侵过程。结果表明：漳江口红树林保护区互花米草高潮区株高略低于同潮区红树植物，亦低于中潮区互花米草株高，更倾向于向光滩扩张；研究区域互花米草区沉积物中总氮、硫化物和有机碳含量高于光滩，全盐含量低于光滩；根据研究区域的遥感影像分析，2011—2019年漳江口互花米草保持较高的速率扩张，2020年互花米草扩张进入稳定期；根据丰度生物量比较法，2020年互花米草区的潮间带底栖生物群落结构较2019年稳定。在研究互花米草入侵对滨海湿地的影响时，除了考虑调查方法、时空因素和样地互花米草入侵时间的长短外，还应考虑互花米草入侵的不同扩张时期。 相似文献
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近年来的研究指出红树林在海岸带碳固定和碳储存方面发挥着重要的作用。尽管印度尼西亚的红树林面积在全球占很大的比重，对于该地区红树林的有机碳储量和土壤有机碳来源的认识仍有限。本研究调查了印度尼西亚北苏拉威西海洋型的Wori红树林中生态系统有机碳储量及其空间分布特征，以及土壤有机碳的来源，以期加深该地区红树林“蓝碳”功能的认识。研究结果显示，Wori红树林0-50cm深度土壤中有机碳储量为15.4 kg/m2，占生态系统碳储量的主要部分（65%）。红树植物生物量和生态系统碳储量分别为8.3 kg/m2和23.7 kg/m2。土壤有机碳储量在不同离岸距离的采样站位中未表现出显著的空间分布差异，而生物量碳储量则在外滩最高。13C稳定同位素分析结果表明红树林土壤中蓄积的有机碳主要来源于红树林有机质，而潮水中的悬浮有机质和红树林外缘的海草并不构成红树林土壤有机碳的重要来源，它们的贡献者都低于20%。研究结果进一步证实了热带地区海洋型红树林湿地在碳储存以及红树植物对碳固定方面的重要性。 相似文献
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基于案例推理的海洋涡旋特征信息空间相似性研究 总被引：5，自引：0，他引：5
目前对海洋涡旋的分析主要采用水团、近海海流分析和数值模拟方法，这些方法结合不同的区域资料已经有过很多成功的研究。但面对日益增长的多源、大面积海洋遥感数据，在快速自动化提取海洋涡旋的空间信息方面还存在很多难题。因此该文针对海洋涡旋空间信息的快速定量分析问题，提出了基于案例推理(Case-Based Reasoning，CBR)的海洋涡旋空间相似性研究方法。该方法首先采用多源数据(遥感数据、遥感反演数据、观测数据等)进行历史涡旋案例定量分析，并构建基于CBR的海洋涡旋案例表达模型和历史案例库；继而采用“基于重心矢径的序列分析方法”进行历史涡旋空间相似性分析，并结合典型的海洋涡旋区域给出具体实例。研究结果表明该方法是可行的。 相似文献
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红树林、盐沼和海草床被称为三大海岸带蓝碳生态系统，在维持海洋生物多样性、净化水质、营养物质循环以及固碳、储碳等方面发挥重要作用。该研究以蓝碳生态系统分布广泛的广东和广西作为研究区，研究海岸带蓝碳生态系统与海洋生态红线的容斥关系，进而进行海岸带蓝碳生态系统的保护空缺分析，在此基础上提出海洋生态红线外的推荐优先保护区域。该文基于2019年卫星遥感影像、2020年和2021年现场调查和无人机遥感数据，获知广东海岸带蓝碳生态系统总面积为14 481.39 hm2(红树林11 928.87 hm2,盐沼1 258.00 hm2,海草床1 294.52 hm2),广西海岸带蓝碳生态系统总面积为11 751.30 hm2(红树林10 171.70 hm2,盐沼1 450.36 hm2,海草床129.24 hm2)。结果显示，广东海岸带蓝碳生态系统面积的62.13%、广西海岸带蓝碳生态系统面积的59.88%分布在海洋生态红线内。... 相似文献
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广西钦州湾百年来红树林演变的有机碳同位素和孢粉示踪及其影响因素 总被引：1，自引：0，他引：1
气候变化和人类活动制约下的红树林演变是一种长时间尺度效应,而沉积物则是记录这种响应的最佳档案。采用古生态学研究思路,选择有效的示踪参数是解读这一档案的有效途径。本文通过广西钦州湾红树林区1根柱状沉积物中有机碳同位素(δ13C)、C/N分析和孢粉鉴定,以沉积物中的红树林源有机碳贡献和红树植物孢粉组合为示踪参数,在210Pb年龄框架构建的基础上,通过对比研究红树林源有机碳贡献和红树孢粉组合特征,揭示百年来钦州湾红树林兴衰和群落演替规律;进而重塑其红树林演变历史:兴盛期(1864-1918年)、衰退期(1918-1968年)和低谷期(1968-2007年),这与土地替代、遥感分析和现场勘测数据较为吻合。结合气候变化和人类活动资料,发现钦州湾红树林的近期衰退主要源于人类活动的影响,尤其是虾塘围垦;而与气候变化关系不大。 相似文献
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红树林生态系统在全球气候变化和碳循环过程中发挥着很重要的作用，准确评估红树林湿地的碳收支，对于保护和恢复海洋蓝色碳汇以及全球气候治理工作具有重要的意义。本研究以海南东寨港国家级自然保护区的红树林湿地为研究对
象，采用 《对 2006 IPCC 国家温室气体清单指南的 2013 增补：湿地》 （简称 《湿地指南》） 中的计算方法，利用野外现场调查数据及已有的研究成果作为参数，评估和量化海南东寨港红树林湿地在 2010—2018 年期间的碳收支情况。研究表明：（1） 2010 年红树林面积为 1 627.21 hm2，全部为成熟红树林，碳储量为 5.85*105t C；2018 年红树林面积为 1 665.42 hm2，其中 1 625.84 hm2为成熟红树林，碳储量为 6.71*105t C，39.58 hm2为过渡期红树林，碳储量为 4.36*103t C，总碳储量为6.75*105t C。 （2） 2010—2018 年期间红树林碳储量增加了 9.0*104t C。另外，有 1.37 hm2的红树林湿地退化为水域，释放了81.36 t 的碳储量。因此，2010—2018 年期间东寨港红树林湿地碳收支为+8.99*104t C，整体上表现为净碳汇生态系统。本研究结果可为气候变化背景下海南红树林湿地的保护与恢复、风险评估以及气候治理提供科学参考。 相似文献
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红树林是最典型的滨海生态系统之一，红树林种间类型的精确识别对于红树林生态系统保护、修复及碳储量评估具有重要意义。遥感是开展红树林种间类型识别的有效手段，但传统的遥感红树林分类方法多是基于像元开展的，分类结果“椒盐”现象严重且精度还有很大提升空间。因此，本研究以东寨港红树林保护区为例，基于Sentinel-2 MSI影像，在传统遥感分类方法的基础上引入图像分割技术，分别构建了面向对象的支持向量机（Support Vector Machine,SVM）和随机森林（Random Forest,RF）分类法，并在此基础上对各模型的分类精度和适用性进行了分析。模型对比结果表明：（1）图像分割技术的引入能有效改善分类结果的“椒盐”现象，提升红树林种间类型的识别精度，基于像元使用SVM和RF分类算法总体分类精度分别可达78.82%(Kappa=0.75)和82.94%(Kappa=0.82)，面向对象的SVM和RF模型分类总体精度分别可达81.5%(Kappa=0.78)和92.67%(Kappa=0.88)，相较于以像元为分类对象的模型而言，后者精度分别提高了2.68%和7.43%;(2)从4个模... 相似文献
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红树林对维护生物多样性以及生态平衡等具有重要意义。因此，高效、精确地提取红树林植被信息以及实时对其进行监测十分必要。本文提出了一种高分辨率遥感影像红树林像素级精确提取的深度学习方法。针对红树林遥感分类精度不高的问题，通过强化图像中心信息，弱化边缘信息的方法引入CLoss损失函数，添加Dropout、Batch Normalization层构建了适用于红树林识别的CU-Net模型，采用滑动重叠拼接方法构建了新的预测模型，有效解决了预测结果边缘信息不足以及有拼接痕迹的问题。将本文方法的识别结果与U-Net、SegNet、DenseNet模型的预测结果以及传统的SVM、RF方法进行对比，结果表明，本文模型相较于其他深度学习模型泛化能力更强，识别效果更好，在两个测试区域的平均总体精度、平均交并比分别达到了94.43%、88.12%，平均F1-分数在红树林和普通树木的精度分别达到了95.96%、90.49%，精度明显高于传统的SVM、RF方法，也高于其他几种神经网络方法，验证了该模型在红树林识别领域的有效性，可为高分辨率遥感红树林识别领域提供一条新的思路。 相似文献
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本文全面总结分析了国内外关于红树林在消浪（波）弱（缓）流、抵御风暴潮灾害、防风，以及减轻海啸灾害和适应海平面上升等领域的研究进展。结果表明，100 m宽度的红树林带可消减13%～66%的海浪波高，每千米宽度的红树林带可将风暴潮最高水位消减4～48 cm，数百米宽度的红树林可以使海啸引起的淹没深度降低5%～30%。红树林植被密度、植被带的宽度、植被形态特征、地形与高程等因素是影响其减灾功能的关键因素。红树林减灾作用机理研究和定量评估方法主要包括基于现场观测数据分析、物理模型试验和数值模拟3类方法。众多学者开展了红树林对水体流动的拖曳力系数研究，模拟了红树林中的水体运动的波流运动模型。然而，目前红树林减灾功能的现场观测数据仍然偏少，物理模型试验和数值模型中采用的红树模型较为简单，对不同种类红树林的复杂特征以及植被柔性作用的考虑尚显不足，需要进一步研究。此外，红树林保护修复应该充分考虑生态和减灾协同增效的因素，构建基于自然解决方案的海岸综合防护体系，提出红树林生态系统修复的优化布局。 相似文献
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南海北部湾铁山港码头建设期间，邻近区域红树林带植株出现受损死亡现象。本研究构建基于遥感增强包含红树林潮间带的海湾水沙嵌套模型，评估码头建设对红树林带潮流、泥沙输移及冲淤的影响。结果表明：海湾水沙嵌套模型可充分利用南海海流模拟信息，且精细化模拟了工程建设附近海域泥沙输移规律。采用全球地表水覆盖几率遥感反演数据与当地潮位的信息融合技术，为红树林带水沙模拟提供了可靠地形信息。码头建设主要影响红树林带南部潮流，涨急时流速减小，落急时部分潮沟通道流速增大。当进港方案更改为过水钢栈桥，红树林带东南部流速略有增加。码头施工期，红树林带69%～72%范围的悬浮泥沙浓度增量介于20～50 mg/L之间。码头建设前，红树林带泥沙平均冲淤量为0.27 cm/a；进港方案分别为不过水通道和过水钢栈桥，码头建设后红树林带淤积量增加的面积占比分别为96.6%和89.3%，平均冲淤量分别为0.45 cm/a和0.36 cm/a。过水钢栈桥替换不过水通道，红树林带冲淤增量下降了50.0%。研究结论可为潮间带水沙环境模拟和红树林带保护决策提供科学依据。 相似文献