北部湾近岸海洋初级生产力遥感估算研究

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海洋初级生产力是指海洋浮游植物通过光合作用将无机物转换为有机物的速率,它是评估海洋生态环境质量的重要依据,对海洋环境资源的开发规划具有重要参考价值。本研究通过建立VGPM模型估算广西北部湾近岸海域初级生产力,评估原模型应用于近岸Ⅱ类水体的估算精度,根据模型参数的敏感性分析结果校正模型敏感参数,应用参数校正后的VGPM模型估算2009年~2018年间北部湾近岸海域的初级生产力,并分析相关环境因子对初级生产力的影响,主要结论如下:(1)VGPM模型使用原参数估算海洋近岸Ⅱ类水体的初级生产力时,估算结果明显偏高,14个采样点初级生产力分别平均偏高873.04 mg C·m-2·d-1、1008.09 mg C·m-2·d-1、1089.09 mg C·m-2·d-1和1611.40mg C·m-2·d-1。(2)VGPM模型中参数敏感性最高的为叶绿素a浓度,其次为真光层深度,光合有效辐射和海表温度的参数敏感性较弱。(3)利用叶绿素荧光基线高度与叶绿素a实测数据建立了线性回归模型,回归模型R2为0.821;使用此回归模型可有效地降低MODIS遥感产品的叶绿素a浓度在海洋近岸Ⅱ类水体中的误差。应用参数校正后的VGPM模型再次估算2009年北部湾海域初级生产力,结果表明初级生产力的遥感估算结果和实测数据在4个不同采样时间的平均误差、平均偏差和标准差分析中都表现出了明显的精度提高。(4)初级生产力时空分布分析结果表明:在空间分布上,初级生产力的高值区主要出现在钦州湾和廉州湾,廉州湾的初级生产力明显高于其他区域,防城港的初级生产力最低。2010年秋季廉州湾区域的初级生产力为近10年来最高;2018年春季北部湾近岸初级生产力为近10年来最低。时间分布上,总体来说,广西北部湾近岸海域十年间初级生产力在各季节发展趋势稳定,未出现较大的波动。(5)初级生产力与环境因子相关性分析结果表明:海表温度和初级生产力之间呈现一定的正相关性;在冬春季节光合有效辐射与初级生产力具有正相关性,但夏秋季节由于过高的光照强度的存在,会对初级生产力造成一定的抑制;营养盐相关性分析结果表明,广西北部湾海域的海洋浮游植物对营养盐的种类需求和浓度需求都具有一定的季节性差异特征;盐度相关性分析结果表明,盐度较高的水体状态会对海洋浮游植物的生长繁殖造成一定的抑制作用。
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