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冬季水鸟对崇明东滩水产养殖塘的利用

生态学报 2009年第12期29卷 6342-6350页

作者：华宁马志军马强宋国贤汤臣栋李博陈家宽复旦大学生物多样性科学研究所生物多样性与生态工程教育部重点实验室长江河口湿地生态系统野外科学观测研究站上海200433 崇明东滩鸟类国家级自然保护区上海崇明202183

自然湿地的丧失和退化给依赖湿地生存的水鸟带来了严重威胁,人工湿地作为水鸟栖息地的功能日益受到关注。水产养殖塘是人工湿地的重要类型之一。通过研究崇明东滩水产养殖塘冬季水鸟群落组成及其栖息地特征,发现大面积养殖塘比小面积养... 详细信息

自然湿地的丧失和退化给依赖湿地生存的水鸟带来了严重威胁,人工湿地作为水鸟栖息地的功能日益受到关注。水产养殖塘是人工湿地的重要类型之一。通过研究崇明东滩水产养殖塘冬季水鸟群落组成及其栖息地特征,发现大面积养殖塘比小面积养殖塘吸引更多种类和更高密度的水鸟。养殖塘在放水前水位较高时吸引更多游禽栖息,而在放水后水位较低时吸引更多涉禽;在放水过程中,养殖塘中水鸟的种类最多,密度最大。另外,在放水的不同时期,不同的环境因子对水鸟群落的影响不同:放水之前,养殖塘水面面积和平均水深是水鸟种类和数量的主要影响因子,其中游禽种类和数量受水面面积影响较大,涉禽种类和数量受平均水深影响较大;放水过程中,裸地面积、芦苇面积、干扰程度、平均水深和水深变异对水鸟、游禽和涉禽的种类和数量起主要作用;放水之后,水深变异对水鸟种类和数量的影响较大,而影响游禽种类和数量的主要因子是水面面积,影响涉禽种类和数量的主要因子是水深变异。研究表明,通过对影响水鸟栖息地利用的主要因子的有效管理,养殖塘在提供经济效益的同时也能为水鸟提供适宜的栖息地。

关键词：水产养殖塘人工湿地栖息地利用崇明东滩水鸟

越南东部近岸区域水产养殖塘分布及其对近海水体中叶绿素a质量浓度的影响

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湿地科学 2020年第2期18卷 207-218页

作者：孙喆罗菊花杨井志成马荣华张丽薛坤中国科学院流域地理学重点实验室中国科学院南京地理与湖泊研究所江苏南京210008 中国科学院大学北京100049 数字地球重点实验室中国科学院空天信息创新研究院北京100101

近岸区域水产养殖的无序化和集约化扩张会引起一系列水环境问题。利用2015年覆盖越南东部近岸区域的无云或少云的Landsat 8 OLI影像18景,采用面向对象与决策树相结合的分类方法,生产了研究区水产养殖塘空间分布数据;再利用近海水体中叶... 详细信息

近岸区域水产养殖的无序化和集约化扩张会引起一系列水环境问题。利用2015年覆盖越南东部近岸区域的无云或少云的Landsat 8 OLI影像18景,采用面向对象与决策树相结合的分类方法,生产了研究区水产养殖塘空间分布数据;再利用近海水体中叶绿素a质量浓度数据,分析越南东部近岸区域水产养殖塘对近海水体中叶绿素a质量浓度的影响。研究结果表明,2015年,越南东部近岸区域水产养殖塘呈现南北多、中间少的空间分布格局,水产养殖塘总面积为8 947.29 km^2;其中,湄公河三角洲的水产养殖塘面积最大,其约占总面积的84.93%;水产养殖塘面积与近海水体中的叶绿素a质量浓度显著正相关,而且水产养殖塘面积与距离海岸线80 km范围内近海水体中的叶绿素a质量浓度关系更密切;近岸区域水产养殖塘面积对近海水体中的叶绿素a质量浓度的影响有季节差异,整体上,春季和秋季其对近海水体中的叶绿素a质量浓度的影响较大。

关键词：水产养殖塘叶绿素a 近岸区域近海水域越南

基于U 2-Net深度学习模型的沿海水产养殖塘遥感信息提取

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自然资源遥感 2023年第3期35卷 17-24页

作者：王建强邹朝晖刘荣波刘志松浙江省水文地质工程地质大队宁波315012 浙江海洋大学信息工程学院舟山316022 潍坊市地下水及地质环境保护重点实验室潍坊261021

针对近海沿岸复杂地理环境中“同谱异物”效应导致传统方法提取水产养殖塘边界模糊、精度较低的问题,提出了基于U 2-Net深度学习模型的沿海水产养殖塘遥感信息提取方法。首先,对遥感影像进行预处理,选择合适的波段组合方式以区分养殖塘... 详细信息

针对近海沿岸复杂地理环境中“同谱异物”效应导致传统方法提取水产养殖塘边界模糊、精度较低的问题,提出了基于U 2-Net深度学习模型的沿海水产养殖塘遥感信息提取方法。首先,对遥感影像进行预处理,选择合适的波段组合方式以区分养殖塘和其他地物;其次,通过目视解译进行样本制作;然后,利用U 2-Net深度学习模型训练并提取沿岸养殖塘;最后,利用局部最佳法确定养殖塘范围。实验结果表明,该方法平均总体精度达到95.50%,平均Kappa系数、召回率和F值分别为0.91,91.45%和91.01%;在养殖塘个数及面积评价方面,提取出养殖塘区19块,共计9.79 km^(2),区块数和面积的平均准确度分别为94.06%和93.18%。本研究能够快速、准确地开展海岸带区域养殖塘制图,能够为海洋资源管理和可持续发展提供技术支持。

关键词： U 2-Net 遥感图像水产养殖塘复杂海洋环境

基于空间形态和水环境参数的海岸带水产养殖塘遥感监测

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基于空间形态和水环境参数的海岸带水产养殖塘遥感监测

作者：彭亚华东师范大学

学位级别：硕士

水产养殖是保障全球粮食安全和营养供给的重要环节。近几十年来,野生渔业资源的濒于枯竭,全球人口数量的不断上升和日益增长的粮食和蛋白质需求,共同推动了水产养殖业的快速发展。海岸带低洼的地势,丰富的咸淡水资源,使其成为水产养殖... 详细信息

水产养殖是保障全球粮食安全和营养供给的重要环节。近几十年来,野生渔业资源的濒于枯竭,全球人口数量的不断上升和日益增长的粮食和蛋白质需求,共同推动了水产养殖业的快速发展。海岸带低洼的地势,丰富的咸淡水资源,使其成为水产养殖发展的主要场所。然而,海岸带水产养殖的快速发展也导致了一系列环境和生态问题。比如,沿海土地利用类型的大规模转变、湿地自然生境的破坏、近岸水体富营养化等。中国水产养殖占全球水产养殖的最大份额,养殖活动遍布整个沿海区域。水产养殖塘作为我国水产养殖的重要模式之一,其分布直接反映我国的水产养殖空间布局。快速、准确获取海岸带水产养殖塘的时空分布信息,为水产行业管理和可持续发展提供支撑,遥感技术手段发挥着关键作用。目前已有研究聚焦于沿海水产养殖塘的遥感提取,但多基于常规水体指数和面向对象识别方法。由于水产养殖塘与盐田,湖泊、库塘等水体空间形态的相似性,致提取结果仍存在着精度不稳定和错分等问题。目前,尚未有研究将水产养殖塘的高营养状态特征作为水产养殖塘的遥感判别规则。因此,为实现更为精准的提取工作,本研究将水环境参数纳入到水产养殖塘的判别体系中,基于谷歌地球引擎（GEE）云平台和Sentinel-2 MSI时间序列数据,提出了一种结合水产养殖塘空间形态和叶绿素a浓度（Chlorophyll-a,Chl-a）,营养状态指数（Tropic State Index,TSI）和浮游藻类指数（Floating Alge Index,FAI）的海岸带水产养殖塘遥感智能识别算法。利用该算法,本文完成了2017年、2019年、2021年中国海岸带水产养殖塘的遥感提取,并对中国海岸带水产养殖塘的空间分布现状、动态以及驱动因素,水产养殖塘的水环境现状及其动态进行了分析。主要结论如下:（1）提出了一种基于空间形态和水环境参数的海岸带水产养殖塘时序遥感智能识别算法。该算法利用水体指数和阈值方法,融合时序遥感数据排除暴雨淹没、稻田等具有季节性特征水体对提取结果的影响;基于水产养殖塘空间形态筛选规则水体图斑,并利用从生物光学模型中反演的三种水环境参数,即Chl-a浓度,TSI和FAI,解决水产养殖塘与盐田、河流、湖泊、库塘等具有相似形态特征和光谱特征水体之间的错分与误分问题。经验证,在空间异质性明显的中国海岸带,本文算法总体精度可达到91%。（2）2021年,中国海岸带水产养殖塘总面积为1,023,034 ha。山东省,广东省和江苏省三省水产养殖塘分别占中国海岸带水产养殖塘总面积的24.07%,19.06%,12.34%。中国海岸带水产养殖塘分布具有明显的聚集性特征。1)表现在地理位置上:密集地分布在渤海湾、苏北平原和珠江口等低洼平原和河口区域。2)表现在离海距离上:海岸线5 km范围内,水产养殖塘分布最为密集,约占研究区内水产养殖塘总面积的58%。随着离海距离增加,其单位缓冲区内水产养殖塘面积逐渐减少,水产养殖强度不断降低,超过80%的水产养殖塘集中在岸线15 km缓冲区内。（3）2017年～2021年,中国海岸带水产养殖塘面积总体呈现减少的趋势,四年间面积累计减少31,961ha,在地理空间格局上呈现“北增南减”的特征。具体到各省份,主要呈现出四种不同的变化趋势:1)先增加,后减少。如江苏省和台湾省;2)基本稳定。如天津市,上海市和香港特别行政区;3)持续增加。如山东省;4)持续减少。如河北省和广东省。（4）2017年～2021年,中国海岸带水产养殖塘的水环境参数均值总体呈下降趋势。2021年中国海岸带水产养殖塘的Chl-a浓度、TSI和FAI均值分别为25.70μg/L、59.34、0.015,与2017年的27.01μg/L、61.90、0.017相比,分别下降了4.85%、4.14%、11.76%。通过分析水产养殖塘水环境参数和水产养殖种类的关系,结果表明,中国海岸带水产养殖塘的水环境参数与其水产养殖种类具有显著的相关性。在鱼、虾类养殖塘中,其Chl-a浓度、TSI和FAI均值约为35.05μg/L,65.33,0.038;而在海参养殖塘中,其水环境参数均值约为21.20μg/L,55.33,-0.001。因此,遥感反演水体水环境参数不仅可以区分水产养殖塘与其他类型水体,在区分不同水产养殖种类上也具有很大的潜力。

关键词：海岸带水产养殖塘 Sentinel-2 Chl-a浓度 TSI FAI GEE

亚热带河口区对虾养殖池塘浮游植物初级生产力变化

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湖泊科学 2022年第3期34卷 881-893页

作者：洪妍杨平仝川赵光辉李玲唐晨张彦谭莹莹阮蔓菁湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350007 福建师范大学地理科学学院福州350007 福建师范大学亚热带湿地研究中心福州350007

浮游植物初级生产力是评估水产养殖系统结构与功能的基础环节,对渔业资源的开发与管理具有重要意义.于2018年510月,采用黑白瓶法对闽江河口区的3个南美白对虾养殖塘(PondⅠ、PondⅡ和PondⅢ)水体浮游植物初级生产力进行了原位监测,初步... 详细信息

浮游植物初级生产力是评估水产养殖系统结构与功能的基础环节,对渔业资源的开发与管理具有重要意义.于2018年510月,采用黑白瓶法对闽江河口区的3个南美白对虾养殖塘(PondⅠ、PondⅡ和PondⅢ)水体浮游植物初级生产力进行了原位监测,初步研究了初级生产力在池塘间的差异性及其时间变化特征.结果显示,养殖期间养殖塘水体浮游植物总初级生产力(GPP)、呼吸消耗量(R_(P))和净初级生产力(NPP)变化范围分别为619.99~9498.67、1003.16~7063.33和-4179.50~6362.96 mg O_(2)/(m^(2)·d),均值分别为(4386.22±409.72)、(3607.53±150.27)和(778.68±260.16)mg O_(2)/(m^(2)·d),呈现出PondⅡ>PondⅢ>PondⅠ的特征.时间变化上,养殖塘水体浮游植物GPP和NPP呈现出随养殖阶段推移而增加的特征.多元逐步回归分析结果显示,N营养盐和叶绿素a浓度是影响养殖塘水体浮游植物初级生产力时空变化的主要因子.GPP/R_(P)系数在养殖初期小于1,而在养殖中后期大于1,表明养殖塘水体在养殖初期以异养生产为主,而中后期以自养生产为主.本文研究结果表明,今后在开展大尺度滨海水产养殖塘初级生产力精确评估及其相关模型参数构建时,需考虑池塘间水体初级生产力的时间变化特征.

关键词：水产养殖塘叶绿素a 初级生产力 GPP/R 系数时空变化亚热带河口

河口区养殖塘水-气界面N_(2)O扩散通量比较

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中国环境科学 2021年第3期41卷 1074-1085页

作者：唐晨杨平展鹏飞何清华赵光辉 YANG Hong 李玲徐锦仝川湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福建福州350007 福建师范大学地理科学学院福建福州350007 福建师范大学亚热带湿地研究中心福建福州350007 衡阳师范学院城市与旅游学院湖南衡阳421002 Department of Geography and Environmental Science University of ReadingReadingRG66ABUK

以闽江河口区水产养虾塘为研究对象,于2017年6~11月,采用漂浮箱法和扩散模型法同步原位观测了养殖塘N_(2)O排放通量.结果表明,研究期间悬浮箱法和扩散模型法获得的养殖塘水-气界面N_(2)O通量变化范围分别为(0.38±0.05)~(20.63±5.63)μ... 详细信息

以闽江河口区水产养虾塘为研究对象,于2017年6~11月,采用漂浮箱法和扩散模型法同步原位观测了养殖塘N_(2)O排放通量.结果表明,研究期间悬浮箱法和扩散模型法获得的养殖塘水-气界面N_(2)O通量变化范围分别为(0.38±0.05)~(20.63±5.63)μg/(m^(2)·h)和(2.77±0.52)~(17.23±2.27)μg/(m^(2)·h),随时间推移均呈现“增加-降低-增加-降低”的双峰变化特征.两种方法观测的N_(2)O通量均与水温、水体硝酸盐氮(NO3--N)和氨氮(NH_(4)^(+)-N)浓度呈现显著正相关关系(P悬浮箱法>模型DMCL98>模型DMW92a>模型DMMY95>模型DMCW03>模型DMLM86.相比其他几种模型方法,模型RC01与悬浮箱法测得的养殖塘水-气界面N_(2)O通量相关性系数最高.本研究结果初步表明,今后进行东南沿海河口区养殖塘N_(2)O通量的大尺度观测研究时,可考虑选择RC01模型法来代替悬浮箱法进行测定,进而减小人力及物力的投入.

关键词：氧化亚氮悬浮箱法扩散模型法水产养殖塘亚热带河口

闽江河口养虾塘养殖期和非养殖期CO2通量变化特征

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环境科学研究 2020年第4期33卷 949-957页

作者：赵光辉杨平谭立山张逸飞吴玥仝川福建师范大学地理科学学院福建福州350007 福建师范大学亚热带湿地研究中心福建福州350007 湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福建福州350007

为揭示河口区陆基养虾塘从养殖期到非养殖期一年间的CO2通量变化,以福建省闽江河口鳝鱼滩陆基养虾塘为研究对象,于2016年5月—2017年3月采用悬浮箱静态箱-气相色谱法对养虾塘养殖期水-大气界面和非养殖期沉积物-大气界面白天CO2垂直通... 详细信息

为揭示河口区陆基养虾塘从养殖期到非养殖期一年间的CO2通量变化,以福建省闽江河口鳝鱼滩陆基养虾塘为研究对象,于2016年5月—2017年3月采用悬浮箱静态箱-气相色谱法对养虾塘养殖期水-大气界面和非养殖期沉积物-大气界面白天CO2垂直通量进行原位观测.结果表明:①养虾塘在整个研究期间CO2通量变化范围为-62.87~162.81 mg/(m^2·h),平均值为(42.66±18.12)mg/(m^2·h),总体上表现为大气CO2的释放源,且呈非养殖期CO2通量平均值〔(78.51±16.61)mg/(m^2·h)〕显著高于养殖期〔(17.98±18.26)mg/(m^2·h)〕的特征.②养殖期间,养虾塘CO2通量呈“排放-吸收”交替变化的特征,而非养殖期养虾塘一直是大气CO 2的净排放源.③养虾塘养殖期CO2通量时间变化特征主要受到ρ(DOC)(DOC为总溶解有机碳)、ρ(SO4^2-)、ρ(Cl^-)、盐度、pH、ρ(Chla)(Chla为叶绿素a)的影响,其中,pH和ρ(SO4^2-)是其主要影响因子,而ρ(TDN)(TDN为总溶解氮)、ρ(TDP)(TDP为总溶解磷)、ρ(SO4^2-)对非养殖期CO2通量时间变化影响较大.研究显示,滨海陆基养殖塘是大气CO2的重要来源,其排放通量多低于河流、水库等水生生态系统,但高于湖泊生态系统;养殖塘CO2通量受人为影响明显,其较高的变异性与养殖生物、饲料投放以及浮游藻类有关.

关键词： CO2通量水沉积物-大气界面水产养殖塘闽江河口

亚热带河口陆基养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量时空动态特征

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生态学报 2018年第6期38卷 1994-2006页

作者：杨平金宝石谭立山仝川福建师范大学地理科学学院福州350007 湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350007 福建师范大学亚热带湿地研究中心福州350007

以福建闽江和九龙江河口陆基养虾塘为研究对象,通过野外原位观测和室内模拟培养实验,开展了河口陆基养虾塘养殖期间水体溶解性有机碳(DOC)和溶解性无机碳(DIC)及养虾塘沉积物-水界面碳交换通量变化特征的研究。结果表明:时间变化上,养... 详细信息

以福建闽江和九龙江河口陆基养虾塘为研究对象,通过野外原位观测和室内模拟培养实验,开展了河口陆基养虾塘养殖期间水体溶解性有机碳(DOC)和溶解性无机碳(DIC)及养虾塘沉积物-水界面碳交换通量变化特征的研究。结果表明:时间变化上,养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量在闽江河口呈现8月中旬>10月中旬>6月中旬的特征,在九龙江河口表现为随养殖阶段推移而增加的趋势;空间变化上,闽江河口养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量显著高于九龙江河口;沉积物释放溶解性碳速率与水体溶解性碳浓度呈现显著正相关关系,沉积物碳释放过程是引起养虾塘水体溶解性碳浓度时空变化的重要因素。表明河口区水产养虾塘碳循环研究时需考虑不同形态碳生物地球化学循环的时空差异性。

关键词：溶解性有机碳溶解性无机碳碳通量沉积物-水界面水体水产养殖塘福建

闽江河口养殖塘水体溶存氧化亚氮浓度及扩散通量研究

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环境科学学报 2019年第7期39卷 2296-2305页

作者：金宝石杨平赵宽仝川曾从盛安庆师范大学资源环境学院皖江流域水环境保护与污染控制安徽省教育厅重点实验室安庆246011 福建师范大学地理科学学院湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350007

水产养殖生态系统由于其高氮负荷而成为氧化亚氮(N2O)的潜在释放源.本文以福建闽江河口养虾塘为研究对象,采用静态顶空-气相色谱法测定分析了表层水体溶存N2O浓度和饱和度,基于薄边界层模型计算了水-气界面N2O扩散通量,在此基础上结合... 详细信息

水产养殖生态系统由于其高氮负荷而成为氧化亚氮(N2O)的潜在释放源.本文以福建闽江河口养虾塘为研究对象,采用静态顶空-气相色谱法测定分析了表层水体溶存N2O浓度和饱和度,基于薄边界层模型计算了水-气界面N2O扩散通量,在此基础上结合气象要素与水环境因子分析其主要影响因素.结果表明,养殖塘水体溶存N2O浓度和饱和度的均值分别为17.96 nmol·L^-1和198.03%,时间变化上表现为养殖中期显著高于养殖末期和初期,且具有一定的日变化特征.相关分析表明,N2O浓度及饱和度与温度、水体NH4^+-N和叶绿素a浓度呈显著正相关(p养殖塘水-气界面N2O扩散通量的均值分别为20.80、183.75和298.52 nmol·m^-2·h^-1,3种扩散通量均呈现出随着养殖时间推移显著增加的特征,风速和水体溶存N2O是影响河口养殖塘N2O扩散通量的重要因子.N2O扩散通量与扩散系数的取值密切相关,但不同模型方程计算得出的扩散系数存在显著差异,比较发现,RC01模型更适合河口区养殖塘水-气界面N2O扩散通量估算.本研究结果可为完善水产养殖生态系统的N2O排放清单编制和近海水环境保护提供一定的科学依据.

关键词：氧化亚氮溶存气体扩散通量水产养殖塘闽江河口