基于多源数据的黄渤海藻类灾害时空分布及对策研究

论文摘要

黄海绿潮和渤海赤潮等海洋生态藻类灾害正日益对我国近海海洋环境及沿岸经济的可持续发展带来严重影响,遥感由于其成本低、监测范围广等优势已成为海洋藻类灾害的重要监测手段。本文开展基于GOCI数据的绿潮和赤潮时空变化监测,以弥补传统卫星影像时间分辨率不足的问题,并在此基础上应用GF-1、VIRRS、Ascat、科考船航次等多平台数据集,对藻类暴发的环境要素进行综合分析,完善了相关文献对藻类灾害暴发机制和相应对策的研究空白,为黄渤海绿潮和赤潮防治提供科学的参考依据,主要研究结论如下:（1）NDVI算法对浒苔有良好的识别能力,GOCI波段对提取结果影响较大;GF-1精度优于GOCI,但数据可用性上弱于后者;浒苔日变化呈“M”型,聚集度呈倒“U”型,5月中下旬的盐城北部海域为浒苔最佳前置打捞区。（2）苏北紫菜养殖规模与浒苔暴发呈弱的正相关;海表温对浒苔生长繁殖起主导作用;南黄海东南季风是浒苔向西北方向漂移的重要驱动力,受地理阻隔而大量登陆形成生态灾害。（3）叶绿素阈值法在赤潮的提取上存在诸多限制,多波段比值法提取结果较好;近年来赤潮暴发次数相近,但总面积降低明显,59月份是高发时期;秦皇岛外海是赤潮暴发的集中区域,天津—唐山沿海是另一热点地区。（4）赤潮环境要素的克里金插值法准确度较高;渤海整体处于亚健康状态,莱州湾、渤海湾污染较严重,渤海中部及海峡环境状况较好;莱州湾缺少赤潮优势种,渤海湾要控制含磷废水的排放,辽东湾应与渤海湾联合整治入海径流,消除赤潮暴发的营养基础。论文的创新点:（1）首次提出以浒苔聚集度为指标,量化不同绿潮等级,实现前置打捞区最优化的时空选择;（2）通过构建一整套适宜的评价模型,首次实现渤海生态健康的空间化评价,为赤潮防治提供更直观的科学参考。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 浒苔遥感监测研究进展
•     1.2.2 浒苔的环境驱动力研究进展
•     1.2.3 赤潮遥感监测研究进展
•     1.2.4 赤潮的环境驱动力研究进展
•   1.3 研究区概况
•   1.4 研究内容及方法
•     1.4.1 研究内容
•     1.4.2 研究方法
•   1.5 论文组织结构
• 第2章 数据源及数据处理
•   2.1 卫星遥感数据
•     2.1.1 GF-1 影像数据
•     2.1.2 GOCI影像数据
•     2.1.3 VIRRS影像数据
•     2.1.4 Ascat风场数据
•   2.2 科考船航次数据
•   2.3 其他辅助验证数据
•   2.4 数据处理软件
•     2.4.1 ENVI
•     2.4.2 GDPS
•     2.4.3 HEG Tool
•     2.4.4 ArcGIS
• 第3章 近五年黄海浒苔时空分布规律
•   3.1 GOCI在浒苔提取中的算法研究
•     3.1.1 不同GOCI绿潮算法的精度对比
•     3.1.2 GOCI与 GF-1 提取结果的对比
•   3.2 黄海浒苔面积变化及迁移路径分析
•     3.2.1 浒苔面积及迁移路径的年际变化特征
•     3.2.2 浒苔面积及迁移路径的日变化特征
•   3.3 黄海浒苔聚集度变化及前置打捞区的选择
•     3.3.1 浒苔聚集度变化
•     3.3.2 浒苔前置打捞区的选择
•   3.4 本章小结
• 第4章 黄海浒苔环境驱动力及对策研究
•   4.1 辐射沙洲区绿潮藻来源研究
•     4.1.1 辐射沙洲区紫菜养殖筏架的提取
•     4.1.2 辐射沙洲区紫菜养殖筏架的时空变化
•     4.1.3 辐射沙洲区紫菜养殖筏架对绿潮暴发的影响
•   4.2 海洋温场对浒苔生长的影响
•     4.2.1 研究区温场的时空变化
•     4.2.2 温场对浒苔生长率的影响分析
•   4.3 海洋风场对浒苔迁移的影响
•     4.3.1 研究区风场对浒苔年际迁移的影响
•     4.3.2 研究区风场对浒苔逐日迁移的影响
•   4.4 本章小结
• 第5章 近五年渤海赤潮时空分布规律
•   5.1 基于GOCI数据的渤海赤潮信息的提取
•     5.1.1 叶绿素阈值分割法对赤潮信息的提取
•     5.1.2 赤潮指数法对赤潮信息的提取
•     5.1.3 不同提取算法的对比研究
•   5.2 渤海赤潮的时空变化
•     5.2.1 渤海赤潮的日变化
•     5.2.2 渤海赤潮的年际变化
•     5.2.3 渤海赤潮暴发热点区域分析
•   5.3 本章小结
• 第6章 渤海赤潮环境驱动力及对策研究
•   6.1 生态健康评价指标体系
•     6.1.1 空间插值法对比研究
•     6.1.2 评价指标权重体系
•     6.1.3 指标体系的分级赋值
•     6.1.4 综合生态健康指数
•   6.2 渤海生态健康评价
•     6.2.1 渤海各环境因子空间分布
•     6.2.2 渤海整体生态健康状况
•   6.3 渤海典型海湾的赤潮对策研究
•     6.3.1 莱州湾赤潮对策研究
•     6.3.2 渤海湾赤潮对策研究
•     6.3.3 辽东湾赤潮对策研究
•   6.4 本章小结
• 第7章 结论及展望
•   7.1 结论
•   7.2 创新
•   7.3 不足及展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

文章来源

类型: 博士论文

作者: 宋德彬

导师: 高志强

关键词: 绿潮,赤潮,多源数据,对策

来源: 中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,环境科学与资源利用

单位: 中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)

基金: 青岛海洋科学与技术国家实验室鳌山科技创新计划项目“近海生态灾害发生机理与防控策略”

分类号: X55

总页数: 136

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