基于2002-2018年MODIS数据的黄海叶绿素a时空变化研究     

田洪阵  刘沁萍  Joaquim I. Goes  Helga do Rosario Gomes  杨萌萌 《海洋通报》2020,39(1):101-110

浮游植物作为食物链的基础,对海洋生态系统具有重要影响。黄海作为我国重要的渔场,渔业资源面临枯竭的危险,因此对该区浮游植物进行研究具有重要意义。叶绿素a浓度是反映浮游植物生物量的重要指标。利用谷歌地球引擎平台对2002-2018年的MODIS Aqua叶绿素a浓度数据进行处理,并研究其时空分布与变化特征,然后结合区域气候、水文与地理特征以及海洋表面温度、风速、盐度、光合有效辐射和混合层厚度数据分析了其分布与变化的原因。研究发现:受陆源营养物质输入、近岸上升流以及黄海中央冷水团影响,叶绿素a浓度分布呈现由近岸向黄海中部递减特征;在季风、气候、水文的控制下,受风速、海洋表面温度、光合有效辐射、中央冷水团的影响,叶绿素a浓度的最大值出现在4月份,而最小值出现在6、7月份;受苏北沿岸海域海水污染和水体富营养化影响,沿岸海域盐度明显增加,海州湾叶绿素a浓度增速较大;影响黄海叶绿素a浓度变化的环境因子较复杂,除了部分月份存在显著的相关影响因子外,在全年和各季中不存在主导影响因子。  相似文献   

水面菲涅尔反射对~761 nm叶绿素荧光估算的影响     

温颜沙  邓建明  毛志华  石静  周杨  鲁婷  陆应诚 《遥感学报》2018,22(3):424-431

叶绿素荧光是光合作用的有效探针,可用于海洋浮游植物的监测与定量评估。太阳诱导叶绿素荧光覆盖可见光—近红外650—800 nm,在～685 nm与～740 nm表现出两个形态不同的荧光峰特征。基于～685 nm荧光峰的叶绿素浓度反演算法较为成熟,但在高悬浮物和高叶绿素浓度的水体中,算法的有效性不足。基于叶绿素荧光在氧气吸收谱段(O2-A)的填充作用,水体遥感反射率光谱～761 nm峰值中包含有太阳诱导叶绿素荧光信号,能用于水体叶绿素浓度的估算,但该反射峰形态特征还取决于传感器的光谱分辨率。本研究基于不同光谱分辨率的大气吸收谱线特征,模拟了水体遥感反射率光谱(750—775 nm)上太阳诱导叶绿素荧光的信号响应特征;分析了利用遥感反射率(～761 nm)计算叶绿素荧光的原理,阐明了不同光谱分辨率条件下水体叶绿素荧光信号在反射光谱上的形态变化规律。采用水面以上测量法获取的离水光谱辐亮度,包含了水面的菲涅尔反射信号,由于真实的菲涅尔系数难以准确测量,这给基于～761 nm处遥感反射率峰值的荧光信号估算带来不确定性影响。研究表明,假定菲涅尔系数为0时,虽然～761 nm叶绿素荧光信号与其浓度具有较好的线性统计关系,但却带来较大的不确定性;这种不确定的影响,在低浓度叶绿素水体中表现明显,在高浓度叶绿素水体中,影响相对较小;准确估算菲涅尔系数,有助于减少这种不确定性影响。对基于遥感反射率～761 nm叶绿素荧光信号的深入探讨,将能推动未来水体叶绿素荧光的识别与利用。  相似文献   

基于PSO算法的BP神经网络对植被叶片氮素含量的预测     

王杰  徐锡杰  解斐斐 《北京测绘》2018,32(11)

  相似文献   

基于UHD185成像光谱仪的茶叶叶绿素含量反演     

王云将  费腾 《地理空间信息》2018,(3)

UHD185成像光谱仪可分析茶叶中叶绿素的含量,从而快速、无损地鉴定茶树的健康状况和茶叶的品质。以华中农业大学茶园为研究区,通过无人机搭载UHD185成像光谱仪进行光谱测量和叶绿素含量测定,利用偏最小二乘法回归(PLSR)、向前逐步回归结合PLSR和支持向量机(SVM)非线性回归方法建立光谱数据和叶绿素含量的反演模型。结果表明,利用PLSR建立的回归模型得到的叶绿素预测值和实测值的相关系数为0.65;利用向前逐步回归结合PLSR建立的回归模型得到的叶绿素预测值和实测值的相关系数达到0.78;SVM非线性回归建模的相关性较高,预测值和实测值的相关系数为0.88。因此,可利用向前逐步回归结合PLSR和SVM非线性回归作为茶叶叶绿素含量的反演模型。  相似文献   

基于环境小卫星数据反演太湖叶绿素含量     

王伟轩  吉长东 《测绘与空间地理信息》2018,(4):192-195

以太湖为研究对象,根据环境一号卫星数据和实测得到的水面叶绿素a浓度,利用ENVI软件对太湖地区进行校正和裁剪等有关处理并获取光谱信息与实测叶绿素含量来进行建模选取,最后对模型反演结果进行对比并做精度验证。选取了遥感影像成像叶绿素a浓度值,对得到的58个样本进行分析,从样本随机选取2/3的数据用于建模,剩下1/3数据用于模型验证,得到了37个建模样本和20个验证样本,通过验证说明,本文所建立叶绿素a浓度反演模型具有较高的精度。  相似文献   

秦皇岛外海低氧区颗粒物吸收光谱特征     

于廉涛  张桂成  杨伟  赵亮  李梦婷  宋贵生 《海洋与湖沼》2024,55(1):107-117

近年来, 渤海夏季低氧现象频发, 引起了人们的广泛关注。然而对该海域低氧形成的机制还未得到充分认识。研究基于在秦皇岛外海的现场观测, 分析了海水中颗粒物吸收光谱特征及其与不同粒径浮游植物叶绿素a (chl a)组成、环境因子的关系, 评估了夏季底层水体脱氧过程中有机物来源与特征。结果显示,夏季秦皇岛外海微型浮游植物chl a占总量的80%。表层水体中, 总颗粒物吸收光谱[a_p(l)]特征由浮游植物色素吸收光谱[a_ph(l)]主导, 在中、底层水体中则由碎屑颗粒物吸收光谱[a_d(l)]主导。垂向上, a_p(440)和a_d(440)均表现为表层<中层<底层。结果还表明, 浮游植物粒径主导秦皇岛外海chl a的光吸收效率, 即a^*_ph(440)。基于三粒级chl a含量, 可利用多元回归预测a_ph(440)。碎屑颗粒物的吸收光谱同样受浮游植物群落、有机质相对含量等的影响。研究结果表明初级生产产生的微型颗粒有机物是底层水体脱氧的主要底物。  相似文献   

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 《海洋与湖沼》2024,55(2):347-362

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 km²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。  相似文献   

叶绿素荧光遥感在陆地生态系统碳循环和陆气相互作用中的应用研究进展          下载免费PDF全文

邱博  郭维栋 《大气科学学报》2022,45(6):801-814

陆地生态系统通过植被光合作用可以吸收约30％的人为碳排放,在全球碳循环、减缓大气二氧化碳浓度上升等方面具有重要作用。最近10年发展起来的日光诱导叶绿素荧光遥感技术,可以监测植被实际光合作用,为全球陆地生态系统碳循环的研究提供了新的思路和方法。本文回顾了叶绿素荧光遥感产品发展及其在陆地生态系统碳循环和陆气相互作用中的应用研究进展,特别是在全球植被总初级生产力估算和陆地生态系统碳循环模型发展方面的进展,并进一步讨论了该领域研究面临的挑战和未来的发展方向。  相似文献   

快速失水下5种喀斯特植物离体叶片叶绿素荧光的响应     

邢德科  于睿  陈璐  吴沿友  赵玉国  李林  付为国 《中国岩溶》2021,40(3):459-465

文章设置饱水及随后失水处理自然生长的5种喀斯特植物叶片,测定其叶绿素荧光参数,分析各植物光合过程的响应特征。结果显示:盐肤木（Rhus chinensis）PSII反应中心活性及电子传递受严重失水影响,而其稳定的光能转化及光化学效率得益于叶绿素浓度的不断增加;构树（Broussonetia papyrifera）和金银花（Lonicera japonica）的叶绿素浓度逐渐升高随后趋于稳定,构树PSII反应中心对失水敏感,其活性及光能转化对随后持续失水逐渐适应。金银花光合结构及PSII反应中心表现稳定;火棘（Pyracantha fortuneana）叶绿素浓度从第4小时开始增加,光合结构趋于稳定,电子传递速率及光能转化逐渐增加;杨梅（Myrica rubra）电子传递速率及光化学效率均较低。   相似文献   

总体最小二乘法在浮游植物色素吸收系数模型估算中的应用          下载免费PDF全文

李芝凤  李铜基  朱建华 《海洋技术学报》2019,38(4):9-14

采用常规最小二乘法(LS)和总体最小二乘法(TLS)对浮游植物色素吸收系数与叶绿素a浓度之间的关系进行了研究。利用2003-2012年6个航次243组实测数据,建立了LS和TLS模型,应用模型估算典型波段的色素吸收系数值,并对两种模型进行了验证。采用平均绝对百分误差和均方根误差两种方法进行模型效果评估,结果显示,两种评估方法均能很好地说明,在400～700 nm光谱范围内,TLS拟合结果优于LS拟合结果。总体最小二乘法在综合考虑了参数误差和测量误差的情况下,拟合结果精度更高,更符合实际情况,估算结果的准确性要优于常规最小二乘法。  相似文献