垂向归纳模型下鄱阳湖丰、枯水期初级生产力特征及与环境因子相关性分析

于2014年1月(枯水期)、7月(丰水期)对鄱阳湖湖水进行采集,测定相应的理化参数、叶绿素a浓度和光合有效辐射,结合初级生产力垂向归纳模型估算浮游植物初级生产力,分析湖区初级生产力特征及与环境因子的相关性.结果表明,鄱阳湖枯水期浮游植物初级生产力波动范围为83.50~355.43 mg C/(m^3·d),平均值为193.33 mg C/(m^3·d),初级生产力空间分布特征主要受水体类型的影响,枯水期初级生产力与氮、磷营养盐浓度呈负相关,其中与铵态氮浓度呈显著负相关,枯水期不会出现营养盐限制现象;丰水期浮游植物初级生产力波动范围为113.80~1134.06 mg C/(m^3·d),平均值为412.12 mg C/(m^3·d),初级生产力空间分布主要受河流注入的影响,丰水期浮游植物初级生产力与总磷及悬浮物浓度呈显著正相关,由于悬浮物对浮游植物生长的促进作用大于抑制作用,鄱阳湖丰水期会出现磷营养盐的限制;鄱阳湖整体平均流速约为0.28 m/s,易于浮游植物的生长,南鄱阳湖平均流速约为0.21 m/s,而北鄱阳湖平均流速约为0.35 m/s,所以南鄱阳湖比北鄱阳湖更容易发生水体富营养化并暴发水华.

两种海洋初级生产力模型在长江口毗邻海区的应用比较

河口毗邻海域是海洋浮游植物相对活跃的区域,对初级生产力和全球碳循环有重要意义。本文结合现场实测数据和卫星数据,利用针对近岸优化的切萨皮克湾生产力模型(CBPM)和初级生产力垂向归纳模型(VGPM),分别计算了2018年3、7和10月长江口毗邻海域浮游植物的净初级生产力(NPP)和总初级生产力(GPP)。结果表明,两个模型在研究区域的初级生产力空间分布基本一致:在3月,从高纬度近岸到低纬度远岸递增;7月,初级生产力高值区以长江口和杭州湾为中心呈弧形分布;10月,初级生产力形成两个封闭的高值区。3个月份全部78个站位中有超过98%的站位VGPM的计算结果大于CBPM的结果,且3个月份VGPM的生产力结果比CBPM的计算结果分别高133%、73%和118%。通过与历史实测数据对比可知,CBPM计算所得长江口毗邻海域NPP更加接近历史实测数据。CBPM相比于VGPM更加适合长江口毗邻海域NPP计算的模型。另外,水底溶解氧与GPP、海表叶绿素浓度在各个月份都有显著的负相关关系。

海洋水色遥感产品在青海湖鱼产潜力估算中的应用

鱼产潜力可为渔业资源保护和管理提供科技支撑,传统的鱼产潜力估算方法在大型湖泊中往往成本高、采样率低、时效差.本研究基于20182020年非冰封期(510月)在青海湖的实测数据,通过提取和校对海洋水色遥感MODIS卫星数据反演产品(1 km分辨率)并结合垂向归纳模型(VGPM)构建了青海湖浮游植物初级生产力及鱼产潜力估算模型,估算的浮游植物初级生产力与实测值对比的平均相对误差小于25%.利用该模型估算20182020年非冰封期青海湖基于浮游植物初级生产力的鱼产潜力并分析其时空分布规律,结果显示青海湖鱼产潜力在510月呈现先增加后减少的季节波动规律,最大值出现在夏季(78月);空间分布上呈现湖心小,岸边及靠近入湖支流河口区域大的分布状态,全湖总鱼产潜力月均变化范围为2.5万~17.6万t.鱼产潜力的时空分布规律主要受气温、外源营养物质、裸鲤摄食等影响.研究表明青海湖非冰封期的鱼类资源承载力年累计值可达45.8万t,明显高于现有裸鲤资源的现存量和历史产量高峰值,表明青海湖仍然具备很大的鱼类资源承载力与增殖空间.本研究为同类型的大型高原湖泊基于卫星遥感的高效长期鱼产潜力监测估算提供了范例,为青海湖“封湖育鱼”政策制定和增殖放流保护决策提供参考.

云南程海浮游植物初级生产力的时空变化及其影响因子

2016年4月-2017年2月,采用黑白瓶法研究了云南程海单点(码头点位)浮游植物初级生产力的垂直分布及其季节变化,同时基于全湖9个点位的现场调查和生产力垂向归纳模型(VGPM)估算并探讨了程海浮游植物初级生产力的时空变化及其主要影响因子.结果显示,码头点位的年均(均值±标准误)水柱(0~3m)总初级生产力(GPPC)、净初级生产力(NPPC)和呼吸消耗量(RC)分别为5.40×10^3±0.64×10^3、2.36×10^3±0.63×10^3和3.06×10^3±0.82×10^3mgO2/(m^2·d);不论春夏季(4-8月)、秋冬季(9月-次年2月)还是全年,码头点位的单位生物量GPP(GPP/Chl.a)和单位生物量NPP(NPP/Chl.a)的最大值和最小值均分别出现在水下0.5m和3.0m处.经VPGM估算,程海全湖的初级生产力(PPeu)年均值为6.54×10^3±0.30×10^3mgC/(m^2·d)(2.74×10^3~18.62×10^3mgC/(m^2·d)).PPeu的时空变化方面,春夏季是PPeu快速上升的时节,秋冬季PPeu的月变化则呈波动状态,春夏季与秋冬季PPeu无显著性差异;PPeu整体空间异质性较弱,仅在降水最为充沛的7、8月表现出南北向的异质性,这与降水条件和流域营养盐输入的空间异质性有关.回归分析发现,虽然程海PPeu的主要影响因子具有季节异质性,但不论春夏季、秋冬季还是全年,浮游植物生物量均是重要的影响因子,水温亦是春夏季的重要影响因子.