基于主成分分析的近海水质评价模型及其应用研究——以雷州半岛海域为例

为建立适用于近岸海域水质的评价模型,依照《国家海水水质标准》构建了1个包含13种水质指标信息、共计400个假设采样站位的数据样本。通过计算其KMO统计量、球形检验及相关矩阵发现,各水质指标间存在较大相关性,故可利用主成分分析方法进行分析。针对13个水质指标,仅前2个特征根大于1的主成分是有效的,且它们可以代表原假设数据81.25%的信息。利用前2个主成分建立了可完全区分四类水质的自动分类图版,即水质评价模型。根据上述水质评价模型绘制了2010年雷州半岛近岸海域的水质类型专题图。分析表明,雷州半岛的湛江港湾、鉴江口海域及铁山港区为第四类水质,东海岛西南、鉴江口外海、徐闻东北角海域、流沙湾及江洪港海域为三类水质,其它区域为一、二类水质。本研究较好地反应了雷州半岛近岸海域水质分布状况,可为该海域海洋环境综合治理及利用提供一定参考。

秋季环雷州半岛海域浊度空间分布特征

【目的】研究秋季环雷州半岛海域浊度空间分布特征。【方法】建立基于哨兵3-OLCI波段差(B8-B16)的浊度反演模型,利用经C2RCC大气校正后的哨兵3-OLCI影像并结合实测数据综合分析秋季环雷州半岛海域的浊度平面和断面分布特征。【结果与结论】秋季环雷州半岛海域浊度平面分布特征为从近岸向外海逐渐降低,表层浊度范围为0~50 NTU,底层浊度范围为0~200 NTU,低浊度水体主要分布于离岸较远的外海和琼州海峡中央水道,高浊度水体主要分布在雷州半岛南岸的灯楼角近岸、西岸的东场湾和流沙湾以及东岸的外罗门水道和东南码头近岸。浊度断面分布特征为随水深的增加而升高,且半岛东西两侧的浊度分布特征为南高北低。复杂的水动力过程、人类活动和热带气旋是影响环雷州半岛海域浊度分布的主要因素。

环雷州半岛近海表层沉积物有机碳分布及其控制因素分析

对环雷州半岛近海43个海底表层沉积物的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、沉积介质条件(包括沉积物粒度)进行了分析,探讨了沉积物TOC、TN的区域分布特征以及影响有机碳分布的主要因素。结果表明,环雷州半岛近海海域海底表层沉积物有机碳含量在0~0.79%之间,平均值为0.26%。与中国其它近海海域相比,环雷州半岛大部分近海区域海底表层沉积物有机碳含量明显偏低,为有机质贫乏区,仅雷州半岛西南部流沙湾近海海域为TOC相对高值区。总氮含量也不高,在0.011%到0.100%之间,TOC与TN存在较强的正相关性,且平面上TOC与TN分布高度重合,显示氮元素主要以有机化合物形式存在。TOC/TN比值在5.1~14.3之间,表明沉积有机质具有陆源输入和海洋自生来源的混合特征,但以雷州半岛西侧北部及东侧中部海域受陆源有机质输入影响更大。大多数站位海底沉积物粒度构成以粉砂为主、粘土次之,少数站位以砂质沉积为主。沉积物有机碳含量与粘土及粉砂含量呈弱正相关性,与沉积物pH值、Eh值及砂含量呈弱负相关性,这表明海底沉积物有机质丰度受有机质来源输入、海底氧化还原状态和沉积水动力条件(沉积物粒度)等因素综合控制。

环雷州半岛海底表层沉积物brGDGTs组成分布特征及其环境意义

【目的】分析环雷州半岛近海海域表层沉积物中支链甘油二烷基甘油四醚化合物(brGDGTs)的组成、空间分布特征及来源,探讨brGDGTs相关生源环境指标的适用性。【方法】主要应用LC-MS技术对环雷州半岛近海表层沉积物中brGDGTs化合物进行分析鉴定。【结果】环雷州半岛近海海域brGDGTs组成与丰度具有明显的区域性分布特征,丰度较高的区域主要分布在环雷州半岛东北部、西北部海区,以及琼州海峡西侧,而总体上brGDGTs在西部海区的丰度高于东部海区。表层沉积物以无环和低甲基数brGDGTs化合物为主,其中以无环四甲基GDGT-Ia含量最高。【结论】环雷州半岛西北部海区存在水体自生brGDGTs化合物输入,在环雷州半岛近海表层沉积物中BIT指标具有一定物源指示作用。环雷州半岛东部海域沉积物brGDGTs的CBT-pH与半岛土壤pH数值相近,表明可利用环雷州半岛东部海域沉积物化合物环化指标CBT开展物源区古环境重建研究。MBT/CBT指标重建的温度可能反映河流流域平均气温。