基于水色遥感研究南海浮游植物群落结构季节变化

摘要

浮游植物作为海洋生态系统中最主要的初级生产者，其群落结构的组成影响着海洋碳循环，对海洋生物地球化学循环有非常重要的意义。水色遥感反演浮游植物群落结构分布具有高时空分辨率的优势，本研究使用PHYSAT和Uitz两种算法，分别反演南海浮游植物优势类群季节分布和浮游植物粒级结构季节分布，简要分析了影响南海浮游植物季节变化的影响因子。
　　采用PHYSAT算法根据四种优势浮游植物类群（硅藻、原绿球藻、聚球藻和微型真核浮游植物）的不同光谱特征，通过SeaWiFS卫星的水色遥感数据资料反演，得到了南海海域13年平均（1998～2010年）浮游植物优势类群逐月分布，并分析了其季节变化特征。研究结果表明，在南海浮游植物生物量所占百分比微型真核生物＞原绿球藻＞聚球藻＞硅藻，除硅藻外其他三种浮游植物优势类群都表现出了很强的季节差异。冬季，微型真核生物在南海所占百分比为全年最高(88％)，原绿球藻(10％)和聚球藻(1％)为全年最低;春季分布正好相反，微型真核生物全年最低(40％)，原绿球藻(50％)全年最高，聚球藻(13％)为全年第一个峰值;夏季和秋季的各优势浮游植物类群比例接近，秋季，聚球藻(14％)出现第二个峰值，全年分布表现为双峰结构，硅藻在南海所占比例较小，仅在南海北部近岸区域占优，其中在秋季(3％)比例略高于其他季节(1～2％)。
　　根据Uitz算法反演Micro、Nano和Pico三种粒级浮游植物在南海的季节分布。依据原文中给出的公式，和各粒级对应的系数，使用MODIS叶绿素浓度数据，得到了南海10年平均（2002～2011年）的浮游植物粒级结构的季节分布。南海浮游植物粒级结构的时空变化很大。从不同粒级对叶绿素浓度的贡献量来看，Pico粒级在全年的大部分时间中贡献量最大，Nano粒级其次，Micro粒级最小。冬季，Pico粒级(25～50％)的贡献量从北向南呈先增加后减小的趋势，Nano(40～50％)和Micro粒级(10～30％)的贡献量呈逐渐减小的趋势，在18°N以北Nano粒级的贡献量大于Pico粒级;春季，整个海域粒级结构的贡献量空间分布非常均匀，Pico(40～45％)＞Nano(15～20％)＞Micro(10～15％);夏季，在大部分海域，Pico(45～50％)＞Nano(40～45％)＞Micro(10～15％)，受越南射流的影响，在越南的东北部，Nano和Micro粒级所占的比重增加，Nano粒级的贡献量最大;秋季，分布趋势与冬季非常相似，稍有不同之处，Pico粒级的贡献量在东部(45～50％)大于西部(40～45％)。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究目的与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．2 南海浮游植物群落结构研究进展

1．2．1 浮游植物群落结构水色遥感反演算法研究进展

1．3 主要研究内容

2 研究区域、数据资料及方法

2．1 研究区域环境特征

2．2 数据资料

2．3 研究方法

2．3．1 浮游植物群落结构的表征方法

2．3．2 水色遥感反演算法

3 环境因子的季节分布

3．1 海表面温度季节分布

3．2 叶绿素a浓度季节分布

3．3 营养盐季节分布

4 南海优势浮游植物类群的季节变化

4．1 浮游植物优势类群季节变化

4．2 浮游植物优势类群分布典型区域分析

4．3 浮游植物粒级结构季节变化

4．4 浮游植物粒级结构分布典型区域分析

5 结论与展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢