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基于控制因子分析的方法,本研究建立了夏季珠江口海域海水CO₂分压(pCO₂)的遥感反演模型。基于珠江水与黑潮水的两端元混合,建立了水平混合和热力学作用的量化模型,并生成了查找表。同时,建立了基于黄色物质(含碎屑)吸收系数的盐度遥感算法,实现珠江口海域表层盐度的遥感反演。利用走航pCO₂和匹配的遥感叶绿素质量浓度产品,建立了生物作用的量化模型。通过集成水平混合和生物作用,最终实现夏季珠江口海域pCO₂的遥感反演。与走航pCO₂比较表明,仅考虑水平混合和热力学作用的遥感结果会显著高估,考虑生物作用后,遥感结果无论在量值和空间变化趋势上均与实测结果相符。此外,遥感反演结果表明,夏季珠江口近岸水域为CO₂的汇区,而离岸的陆架水域则为CO₂的弱源。

本文运用MIKE3数值模拟软件,建立了晋江海域海水淡化排海三维温、盐扩散模型,模拟了不同潮期、潮时盐度的水平和垂直方向扩散情况。结果表明,浓海水排海后盐度分布受水位和流速的影响,水位越高、流速越大,稀释和扩散作用越明显,在垂向上的扩散距离越小。规模20万t/d海水淡化工程浓海水排放对附近海域盐升的水平影响在几百米范围内,垂向影响在3 m以内,且随着水位和流速的增加在水平和垂向上能够较快稀释扩散,在附近不存在环境敏感区的情况下,不会对海洋环境造成显著影响。

太阳耀光是来自粗糙海面的直接太阳反射光,其强度与海面粗糙度密切相关,而海面粗糙度主要受海面风场影响。因此,包含太阳耀光信息的光学遥感影像在海洋动力过程和海面风速探测中具有积极意义。本文利用2016年2月到2017年3月期间成像的25幅Terra卫星MISR(Multi-angle Imaging Spectro Radiometer)传感器的多角度遥感影像,分别提取了太阳的高度角和方位角、正视和后视影像的卫星观测角、方位角等信息,校正获得正视和后视影像的太阳耀光辐射强度,进一步反演海表面粗糙度信息,进而计算海面风速。最后利用ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的模式风速数据与反演获得的风速结果进行对比验证。结果表明,两者的相关系数较高(R=0.745),均方根误差和平均绝对偏差值分别为1.514 m·s^-1和1.319 m·s^-1。初步实验结果表明,利用MISR多角度光学遥感影像估算海表面风速是可行性的。

本文研究了泥沙悬浮液浊度对叶绿素荧光计测定水样中活体叶绿素荧光的影响。结果表明,浊度产生的荧光效应和遮蔽效应对活体叶绿素荧光测定具有显著影响。在100 NTU浊度范围内,浊度会导致荧光效应使活体叶绿素荧光值测量结果随着浊度的增大而增大,并构成良好的线性关系;实际测定水体中硅藻的活体叶绿素荧光值时,泥沙悬浮液的浊度会导致遮蔽效应使活体叶绿素荧光值测量结果随着浊度的增大而减小,水体中硅藻质量浓度越高遮蔽效应越显著,在1 000 mV(约10 μg/L)硅藻质量浓度,100 NTU浊度条件下,浊度遮蔽效应可导致活体叶绿素荧光值偏低20%。根据近海泥沙实验数据,本文提出了一种活体叶绿素荧光检测的浊度影响修正方法,在100 NTU浊度内,修正后叶绿素荧光值偏差率都下降到±10%以内,校准后的荧光值与真实叶绿素荧光值较为接近。

监测和了解海岸线的动态变化对海岸带防护、海岸资源的合理开发和利用具有重要意义。本文以Landsat TM/OLI影像为数据源,通过Canny边缘检测算子提取1990年、2000年、2010年和2015年的海南岛海岸线,获取岸线长度以及陆地面积变化等信息,分析了海南岛25 a年来的海岸线时空变化特征。结果表明:1990—2015年海南岛海岸线总长度增加33.58 km,海岸线总体向海推进,沿岸陆地面积呈增加的趋势;岸线变迁主要集中在北岸和东岸,人工岸线长度增长显著,淤泥质岸线等自然岸线长度减少;海岸线变化主要受人为因素影响,海岸开发方式呈现出多样化,以围垦养殖、城镇建设和港口码头建设为主。

本文提出了一种基于纹理特征的围填海SAR图像分水岭分割方法,首先对机载MiniSAR图像进行灰度共生矩阵纹理滤波,获得纹理特征图像,再对纹理特征图像进行分水岭算法分割,将获得的形态学重建图像进行门限阈值分割,得到最后的二值化分割结果。该方法一方面通过调整灰度共生矩阵纹理滤波的窗口大小,抑制了斑点噪声的影响;另一方面,利用分水岭算法对边缘模糊杂乱图像的优势,提高了围填海信息提取的准确性。实验结果表明,本方法对高分辨率SAR图像围填海监测图像的分割效果良好。

植被的光谱吸收特征与植被生长状况密切相关,同时也受土壤湿度等外界因素影响。本文以长江口南汇湿地典型植被芦苇、互花米草和海三棱藨草为研究对象,在计算其光谱特征参数的基础上,分析了这3种植被的光谱吸收特征形变PSDI值。最后结合实测的土壤湿度,分析了3种植被的PSDI值和土壤湿度的相关性。研究结果发现:互花米草的PSDI值最大,海三棱藨草的PSDI值最小,芦苇介于两者之间,表明互花米草受外界的环境影响较大;互花米草的PSDI值与土壤湿度的相关性最大,芦苇的PSDI值与土壤湿度的相关性最小,海三棱藨草介于两者之间,表明互花米草适应湿地环境能力较强。

本文对三亚东部近岸海域表层沉积物中7种重金属元素的地球化学特征和空间分布特征进行了研究,并应用地积累指数法和尼梅罗综合指数法对各重金属的污染程度进行了评价。研究发现, 三亚东部近岸海域表层沉积物中重金属含量总体较低,符合《海洋沉积物质量》一类标准,大多数重金属元素含量的空间分布主要受元素的“粒度控制律”制约,其物质来源主要为陆源细粒沉积。地积累指数法和尼梅罗综合指数法的评价结果均表明,研究区表层沉积物的重金属未达到污染程度,属清洁状态,环境质量良好。

以三门湾表层沉积物为研究对象,对5种重金属(Zn、Cr、Cd、Cu、Pb)的含量分布、赋存形态进行分析,并运用潜在生态危害指数法、Risk Assessment Code(RAC)法、次生相与原生相比值法对重金属生态风险进行了评价。结果表明:三门湾表层沉积物重金属的含量分布整体表现为湾内高于湾外海域,人类活动是主要影响因素。运用BCR法对沉积物中重金属进行分级提取,结果显示 Zn、Cd、Cr、Cu均以残渣态为主要赋存形态(Zn:79.20%~84.25%、Cr:93.24%~96.16%、Cd:34.71%~57.58%、Cu:66.06%~79.51%),而Pb以可还原态为主(56.58%~76.44%)。评价结果中,潜在生态危害指数法和次生相与原生相比值法均显示湾内的重金属污染比湾外严重,而RAC法指出Pb污染为湾外高于湾内海域;潜在生态危害指数法和RAC均指出Cd是主要污染元素;在次生相与原生相比值法中Pb则是主要危害元素,Cd次之。

由于侧扫声纳应用领域不断扩大,用户要求不断提高,国际海道测量组织和世界测量技术发达国家相继发布了各自的新版测量规范和标准。本文将我国侧扫声纳现行测量标准与国际相关标准在系统探测能力、测线布设、数据采集、质量控制等方面进行比较详细的分析比较,指出了我国侧扫声纳测量规范在测线布设、数据采集要求等方面的不足,旨在推进我国测量标准尽快实现与国际接轨。

为探究自然成分添加剂对东星斑Plectropomus Leopardus的影响,选择了虾青素、叶黄素、螺旋藻和玉米蛋白粉4种自然产物,以不同量分别添加到石斑鱼配合饵料中制成实验饵料,在循环水养殖系统中喂养东星斑75 d,测定了实验前后东星斑的生长率、特定生长率、饵料系数3个主要生长指标和鱼体代表部位的体色指标。结果显示,4种添加物对东星斑的增重率、特定生长率和饵料系数均无显著影响(P<0.05,下同);4种添加物均使东星斑的体色亮度L^*值略变小,且部分体色L^*值影响显著;4种添加物均能使东星斑的a^*值和b^*值升高,且与空白对照组比差异显著,尤其是虾青素,对东星斑体色整体变红、变黄效果最为显著。

本文测定了舟山渔场附近6个沿海城市5种软体动物体内多氯联苯的污染水平,并进一步探讨了其潜在来源以及生态风险。结果显示,样品中PCBs的总含量水平为18.0~95.9 ng/g干重,平均含量为51.9 ng/g干重,与世界其他海域相比处于中等污染水平。组分分析表明,五氯联苯和二氯联苯为主要组成。PCBs的健康风险HR值均远低于1,表明日常食用不会对人体健康产生明显危害。