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近20年(2002—2020年)渤黄海真光层深度的时空变化遥感分析

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遥感学报 2022年第12期26卷 2507-2517页

作者：吕军王胜强孙德勇聂君伟焦红波张海龙梁涵玮南京信息工程大学海洋科学学院南京210044 国家海洋信息中心天津300171 自然资源部海岸带开发与保护重点实验室南京210024 南京信息工程大学地理科学学院南京210044

真光层深度Zeu(Euphotic Zone Depth)是指光合有效辐照度衰减为水体表面处1%时所对应的深度。它是描述水质特性的重要参数,对浮游植物光合作用,全球碳循环以及海洋环境变化的研究具有重要意义。本文基于多年在渤黄海现场实测数据,建立... 详细信息

真光层深度Zeu(Euphotic Zone Depth)是指光合有效辐照度衰减为水体表面处1%时所对应的深度。它是描述水质特性的重要参数,对浮游植物光合作用,全球碳循环以及海洋环境变化的研究具有重要意义。本文基于多年在渤黄海现场实测数据,建立了针对MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)传感器的Zeu遥感估算模型,该模型表现出良好的估算精度。在此基础上,利用2002年—2020年MODIS长时序卫星遥感数据,研究揭示了渤黄海Zeu的时空变化规律,结果显示,渤黄海Zeu具有近岸低、外海高的特点,并且明显表现出夏深冬浅的季节变化特征;长江口北舌状低值区夏季时往东北方向伸展,而在秋初时转向东南;在2002—2020年间,渤海、北黄海以及苏北浅滩的Zeu单调变化,而南黄海、济州岛南及长江口北的Zeu呈现波动式的变化趋势。此外,本文结合多源卫星遥感数据资料分析了Zeu时空变化的驱动因素,结果显示,在渤海、南黄海、北黄海及苏北浅滩,Zeu的时空变异受多种驱动因素的综合影响,其中海表面温度和光合有效辐射对Zeu的变化呈正向驱动,而风速和总悬浮颗粒物浓度呈负向驱动;此外,长江径流量对长江口北Zeu的变化也起着负向驱动作用,两者之间呈现强负相关关系(相关系数R=-0.55)。

关键词：真光层深度遥感估算 MODIS 渤黄海时空规律驱动因素

太阳高度角对太湖水体真光层深度变化的影响分析

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中国环境科学 2011年第10期31卷 1690-1696页

作者：邱辉赵巧华孙德勇朱伟军陶蓉茵钱昊钟姜雨薇季春华南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 南京信息工程大学遥感学院江苏南京210044

在假定水体表面为镜面、水体中无内光源、无非弹性散射的前提下,通过Kirk的辐射传输理论,研究了太湖水体中不同的太阳高度角对真光层深度变化的影响.结果表明,散射系数与吸收系数的比(b/a)值的大小是决定太阳高度角对真光层深度影响的... 详细信息

在假定水体表面为镜面、水体中无内光源、无非弹性散射的前提下,通过Kirk的辐射传输理论,研究了太湖水体中不同的太阳高度角对真光层深度变化的影响.结果表明,散射系数与吸收系数的比(b/a)值的大小是决定太阳高度角对真光层深度影响的关键因子,b/a≥15时,太阳高度角对真光层深度的影响较小,基本可以忽略.针对秋季太湖区域而言,在较短波段(400～540nm)b/a的值在整个湖区均较小,此时要考虑太阳高度角对真光层深度的影响;在较长波段(540～700nm),b/a的值在整个湖区均较大,可以不考虑太阳高度角对真光层深度的影响.

关键词：真光层深度太阳高度角太湖水体

湛江湾真光层深度与初级生产力的时空变化及其影响因素

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海洋学报 2022年第8期44卷 31-41页

作者：余果钟雅枫付东洋陈法锦刘大召徐华兵刘贝广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088 广东海洋大学化学与环境学院广东湛江524088 广东海洋大学海洋与气象学院广东湛江524088 南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江)南海资源大数据中心广东湛江524025

基于2016-2017年4个季节航次数据,分析了湛江湾真光层深度与初级生产力的时空变化特征及其影响因素。结果表明,湛江湾真光层深度平均值为(6.95±3.17)m,空间变化比季节变化明显,K_(d)(PAR)与浊度存在显著的正相关关系,建立的线性回归模... 详细信息

基于2016-2017年4个季节航次数据,分析了湛江湾真光层深度与初级生产力的时空变化特征及其影响因素。结果表明,湛江湾真光层深度平均值为(6.95±3.17)m,空间变化比季节变化明显,K_(d)(PAR)与浊度存在显著的正相关关系,建立的线性回归模型R为0.73(p真光层深度的影响占主导地位。利用VGPM模型得到初级生产力(以碳计)的平均值为(639.53±427.95)mg/(m^(2)·d),其时空特征与真光层深度基本保持一致,真光层深度比叶绿素a浓度更能解释初级生产力的时空分布模式。

关键词：真光层深度初级生产力 Kd(PAR) 浊度 VGPM 湛江湾

太湖真光层深度谱的分布特征及其介质影响探究

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环境科学学报 2016年第3期36卷 778-784页

作者：赵巧华王玲杭蓉蓉南京信息工程大学南京210044

基于2010年5月份全湖28个站点分层测量的水体下行辐照度以及各光学介质（有机悬浮物LOI、无机悬浮物ISS、叶绿素a Chl-a）浓度的实测数据,本文运用岭回归分析法,分析了不同湖区5月份真光层深度谱的分布特征及其影响因素.结果表明整个有... 详细信息

基于2010年5月份全湖28个站点分层测量的水体下行辐照度以及各光学介质（有机悬浮物LOI、无机悬浮物ISS、叶绿素a Chl-a）浓度的实测数据,本文运用岭回归分析法,分析了不同湖区5月份真光层深度谱的分布特征及其影响因素.结果表明整个有效光合辐射范围内,3种因素对真光层深度的贡献均为负,ISS浓度是真光层深度的主要贡献因子,贡献率达0.48-0.62;其次为LOI浓度,贡献率为0.34-0.45;Chl-a浓度的贡献最小,贡献率为0.05-0.09.675 nm处,ISS的贡献具有谷值,Chl-a与LOI的贡献却为峰值;520-650 nm处Chl-a贡献值保持低值.此外,按各采样点的真光层深度谱分布的线型向量空间余弦相似度（cosine）进行分步聚类（Ascending Hierarchical）,将全湖分为二类,梅梁湾、竺山湾、贡湖湾以及胥口湾以北区域为第一类,其余区域为第二类.结合全湖所有采样点的各介质浓度数据,发现第一类采样点LOI与Chl-a的相对浓度大于第二类,此两类介质浓度凸显了650 nm、675 nm处真光层深度谱分布曲线的波谷特征.

关键词：太湖真光层深度光谱分布悬浮物浓度岭回归分析

丹江口水库不同水文期真光层深度特征及影响因素分析

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长江流域资源与环境 2014年第1期23卷 53-59页

作者：屈月明蔡庆华申恒伦李斌中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室湖北武汉430072 中国科学院大学北京100049

丹江口水库是南水北调中线工程的引用水源地。于2011～2012年对水库不同水文期的水下光合有效辐照度及引起光衰减的3种主要物质（无机颗粒悬浮物、藻类叶绿素a、溶解性有机碳）进行调查，分析了真光层深度的时空动态及影响因素。结果表... 详细信息

丹江口水库是南水北调中线工程的引用水源地。于2011～2012年对水库不同水文期的水下光合有效辐照度及引起光衰减的3种主要物质（无机颗粒悬浮物、藻类叶绿素a、溶解性有机碳）进行调查，分析了真光层深度的时空动态及影响因素。结果表明，丹江口水库真光层深度的变化范围为：1．036～15．350m；丰水期、平水期和枯水期的均值分别为：6．084m、5．353m、7．647m。丹江库区、汉江库区沿库尾至坝前均有上升的趋势。在丹江库区的敞水区真光层深度较大，水质较好。逐步回归分析表明，丹江口水库水体真光层深度主要受到无机颗粒悬浮物及浮游植物影响，但在不同水期、不同库区影响因素表现不同：在丰水期、平水期，无机颗粒物与浮游植物对真光层深度的深浅起主导作用；枯水期真光层深度波动不大，其主要影响因素为藻类叶绿素a与溶解性有机碳。

关键词：丹江口水库真光层深度无机颗粒悬浮物藻类叶绿素a 溶解性有机碳

太湖秋季真光层深度空间分布及浮游植物初级生产力的估算

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湖泊科学 2008年第3期20卷 380-388页

作者：张运林冯胜马荣华刘明亮秦伯强中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008 南京农业大学江苏南京210095

基于2004年10月对全湖67个采样点水下光合有效辐射(photosynthetically active radiation:PAR)和各光学活性物质浓度的测定,分析了真光层深度的空间分布及其影响因素.利用实测的叶绿素a浓度,真光层深度,PAR强度,由水温计算得到的最佳固... 详细信息

基于2004年10月对全湖67个采样点水下光合有效辐射(photosynthetically active radiation:PAR)和各光学活性物质浓度的测定,分析了真光层深度的空间分布及其影响因素.利用实测的叶绿素a浓度,真光层深度,PAR强度,由水温计算得到的最佳固碳速率以及由经纬度计算的日照周期等,在垂向归纳模型(vertically generalized production model:VGPM)的支持下估算了全湖秋季浮游植物初级生产力.真光层深度的变化范围为0.37-5.27m(均值为1.52±1.06m),高值出现在东太湖、胥口湾、东西山之间等水生植物分布茂盛的草型湖区,而在梅梁湾、湖心区以及西南面的开阔湖区真光层深度均较小.回归分析显示,真光层深度主要受制于非色素颗粒物浓度,浮游植物和溶解性有机物的贡献相对要小得多.叶绿素a浓度和VGPM模型估算的浮游植物初级生产力变化范围分别1.21-53.59μg/L、77.4-2484.9mg/(m2·d),其时空分布基本一致,高值出现在富营养化的藻型湖区梅梁湾,低值出现在胥口湾和西南开阔湖区.VGPM模型和经验模式对比结果显示两者值比较接近并存在显著相关(r2=0.79,p真光层深度、温度、PAR强度以及日照周期对初级生产力的影响,其变化范围明显大于经验模型,也更能反映初级生产力的空间变化.

关键词：太湖真光层深度 VGPM模型叶绿素a 浮游植物初级生产力

太湖典型湖区真光层深度的时空变化及其生态意义

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中国科学（D辑） 2006年第3期36卷 287-296页

作者：张运林秦伯强胡维平王苏民陈宇炜陈伟民中国科学院南京地理与湖泊研究所

利用1998-2004年在太湖不同湖区进行的多次水下辐照度观测资料及全湖典型湖区13个站点1993-2003年的悬浮物和风速资料，分析了PAR真光层深度的影响因素，并获得太湖典型湖区真光层深度的时空变化以及2号点真光层深度的光谱分布．结果表... 详细信息

利用1998-2004年在太湖不同湖区进行的多次水下辐照度观测资料及全湖典型湖区13个站点1993-2003年的悬浮物和风速资料，分析了PAR真光层深度的影响因素，并获得太湖典型湖区真光层深度的时空变化以及2号点真光层深度的光谱分布．结果表明，PAR真光层深度主要受悬浮物浓度影响，其次则是叶绿素a浓度，溶解性物质对其影响甚微．1993-2003年典型湖区PAR真光层深度年均值在1．04—1．95m之间变化（均值为1．35±0．23m），空间上大致可以分为3类区，其中湖心区、河口区最小，为Ⅰ类区；梅梁湾、五里湖、贡湖湾其次，为Ⅱ类区；东太湖最大，为Ⅲ类区，对应的均值分别为1．1，1．4，2．0m左右．不同湖区真光层深度季节变化存在一定差异，其中湖心区真光层深度夏、秋2季大于冬、春2季，梅梁湾是冬季要大于其他3季，而东太湖则是冬季均要小于其他3季，五里湖、贡湖湾和河口区4季变化则不是很明显．真光层深度的光谱分布最小值出现在400nm的蓝光波段，最高值出现在580nm附近的绿光波段．1998—1999年在2号点每季多日连续观测得到PAR真光层深度春、夏、秋、冬4季的均值分别为2．00±0．21，2．52±0．45，1．58±0．24，2．00±0．15m，而浮游植物吸收的440nm峰值对应的真光层深度则只有0．81—1．47m（均值为1．07±0．29m），明显低于1．98±0．41m的平均PAR真光层深度．

关键词：太湖真光层深度漫射衰减系数悬浮物生态意义

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太湖真光层深度的计算及遥感反演

湖泊科学 2009年第2期21卷 165-172页

作者：李云亮张运林刘明亮中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室太湖湖泊生态系统研究站南京210008 南京大学地理与海洋科学学院南京210093

真光层是浮游植物进行光合作用的水层,真光层反演有利于初级生产力的进一步估算.利用2007-01-07和2006-08-01两期陆地卫星TM数据与同步水质参数数据,建立太湖水体非色素颗粒物浓度和叶绿素a浓度的反演模型,反演出太湖冬、夏两季的非色... 详细信息

真光层是浮游植物进行光合作用的水层,真光层反演有利于初级生产力的进一步估算.利用2007-01-07和2006-08-01两期陆地卫星TM数据与同步水质参数数据,建立太湖水体非色素颗粒物浓度和叶绿素a浓度的反演模型,反演出太湖冬、夏两季的非色素颗粒物、叶绿素a浓度.然后根据在太湖建立的真光层深度与非色素颗粒物、叶绿素a浓度之间的关系模型,计算得到太湖冬、夏两季真光层深度空间分布.结果表明,就整个湖区而言,冬季真光层深度变化范围为0.27-2.28m,均值为0.56±0.22m,夏季真光层深度变化范围为0.21-2.03m,均值为0.98±0.24m.从空间上看,冬季时真光层深度的变化规律为:南太湖真光层深度显著大于冬季,但不同湖区真光层深度季节变化也存在一定差异,其中梅梁湾、贡湖湾、西部沿岸、湖心区、胥口湾、南太湖夏季真光层深度大于冬季,而竺山湾和东太湖夏冬变化则不是很明显.

关键词：太湖真光层深度非色素颗粒物叶绿素a 反演

台湾海峡真光层深度半分析算法遥感反演的真实性检验

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厦门大学学报（自然科学版） 2007年第A01期46卷 12-17页

作者：陈晶晶商少平商少凌近海海洋环境科学国家重点实验室(厦门大学)

应用SeaWiFS遥感数据,采用最新的基于固有光学特性的半分析算法进行台湾海峡真光层反演,与卫星过境时间±2小时内实测的数据比对的结果,平均相对误差为16.7%,均方根误差为0.077 81,遥感反演与实测数据之间相关系数达到0.87.相对于叶绿... 详细信息

应用SeaWiFS遥感数据,采用最新的基于固有光学特性的半分析算法进行台湾海峡真光层反演,与卫星过境时间±2小时内实测的数据比对的结果,平均相对误差为16.7%,均方根误差为0.077 81,遥感反演与实测数据之间相关系数达到0.87.相对于叶绿素反演算法(平均相对误差38.0%,均方根误差0.152 4,相关系数0.56),有较高的反演准确性.说明该算法不仅适用于Gulf of Mexico、Monterey Bay和Arabian Sea,也适用于台湾海峡.

关键词：台湾海峡真光层深度遥感半分析算法叶绿素