涠洲岛活珊瑚覆盖率变化的仿真分析

摘要

为了更好地理解环境参数对珊瑚礁生态的影响,以涠洲岛为研究区域,结合历史文献所记载的活珊瑚覆盖率(Live Coral Cover,LCC)资料,利用MODIS2003-2015年遥感观测获取的环境参数,即叶绿素a质量浓度(Chl-a)、海表温度(SST)和光合有效辐射(PAR),探讨LCC变化与环境参数之间的关系,并建立了LCC变化模型。首先计算出每个环境参数3~10个月的移动平均值,并用皮尔逊相关系数计算得到与LCC变化相关性最大的环境参数值;然后考虑环境参数值之间、前后不同年份的LCC之间可能存在的自相关性,利用主成分分析法消除这些自相关之后,再利用非线性约束优化方法估计LCC与环境参数值关系的经验模型。该模型的系数为Chl-a(-0.10904)、SST(-0.06162)和PAR(0.01358),据此推测,人类活动所造成的海水富营养化可能是涠洲岛LCC下降的最主要原因。最后,对涠洲岛珊瑚礁未来的发展与变化进行仿真和预测,结果表明:涠洲岛在环境不变的条件下其LCC会稳定在10%左右,而在当前气候变暖的条件下其珊瑚有可能会在2120年左右存在开始消失的风险。