【摘要】：珊瑚礁是海洋中生物多樣性最高的生態(tài)系統(tǒng),被稱為海洋中的熱帶雨林,因此對海洋生物資源和多樣性的維持具有特殊的價值。但受到人類活動和氣候變化等因素的影響,全球珊瑚礁的生存受到了極大威脅。因此,在進行珊瑚礁資源開發(fā)與利用的同時有必要對其進行合理的管理與保護,而保護的前提是建立在對珊瑚礁生態(tài)的全面了解之上。相對于人類到現(xiàn)場進行實地考察和評估,其中遙感是可以用來對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況進行預警與監(jiān)測的潛在技術,特別是針對大面積、遠海的珊瑚礁。但我國利用遙感技術開展珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的監(jiān)測并不多。本文以發(fā)育了珊瑚礁的北部灣潿洲島為研究區(qū)域,結合文獻所記載的活珊瑚覆蓋率(Live coral cover,LCC)資料,利用MODIS 2003～2015年遙感觀測獲取的環(huán)境參數(shù),即葉綠素a濃度(Chl-a)、海表溫度(SST)和光合有效輻射(PAR),來探討LCC與環(huán)境參數(shù)之間的關系:首先計算出每個環(huán)境參數(shù)3～10個月的移動平均值,并用皮爾遜相關系數(shù)計算、探討得到與LCC變化相關性最大的最佳相關環(huán)境參數(shù)值(統(tǒng)計量)和最佳響應滯后時間,接著用最佳相關環(huán)境參數(shù)值和LCC分別進行回歸以便定量描述LCC受環(huán)境參數(shù)值的影響,然后再綜合考慮LCC受環(huán)境參數(shù)值影響的情況,并考慮環(huán)境參數(shù)值之間、前后不同年份的LCC之間可能存在的自相關性,利用主成分分析法消除這些自相關之后,再利用非線性約束優(yōu)化方法來估計LCC與環(huán)境參數(shù)值關系的經(jīng)驗模型,最后據(jù)此再對潿洲島活珊瑚覆蓋率未來的變化過程與趨勢進行模擬、探討。(1)通過計算環(huán)境參數(shù)移動平均值與LCC的皮爾遜相關系數(shù),得到了最佳相關環(huán)境參數(shù)值和Chl-a,SST和PAR與潿洲島LCC變化相關性最大的響應滯后時間,分別是前兩年五月下旬至九月下旬的Chl-a,前一年四月上旬至七月上旬的SST和前兩年五月中旬至八月中旬的PAR。根據(jù)回歸分析結果推測,通過計算得到的最佳相關環(huán)境參數(shù)值(Chl-a,SST和PAR)對潿洲島不同研究點的活珊瑚覆蓋率變化具有相似的影響(即不同環(huán)境參數(shù)與活珊瑚覆蓋率的回歸方程系數(shù)差別不大)。(2)按照環(huán)境參數(shù)與活珊瑚覆蓋率變化建模的結果,Chl-a對LCC變化的負影響最大(系數(shù)為-0.10904),SST的負影響較小僅僅是Chl-a的一半(系數(shù)為-0.06162),而PAR對LCC變化有較小的正影響(系數(shù)為0.01358)。即對位于相對高緯度的潿洲島珊瑚礁而言,SST也許并非是活珊瑚覆蓋率減少的最主要原因,人類活動等所導致的海水富營養(yǎng)化(Chl-a可以一定程度上對水體富營養(yǎng)化進行指示)可能才是主要因素;此外,PAR系數(shù)絕對值較小的原因可能是由于PAR在促進珊瑚生長的同時還能促進與其存在競爭關系的海藻的生長,導致正負影響兩相抵消。(3)為了驗證模型的有效性,本研究使用留一交叉驗證法(Leave-one-out,LOO)進行驗證,得到的平均絕對誤差、平均相對誤差、均方根誤差和最大誤差分別是0.093、12.9%、0.151和0.237。根據(jù)建立的潿洲島LCC變化模型,我們對潿洲島未來LCC的變化趨勢進行模擬,結果表明:潿洲島在保持現(xiàn)有環(huán)境不變的條件下,其LCC會穩(wěn)定在13%左右,說明現(xiàn)有環(huán)境參數(shù)對珊瑚生長造成的壓力也許不足以讓LCC減少至零;而在SST持續(xù)升高的條件下(140年波動增長約1.5℃,不考慮Chl-a和PAR的變化,也不考慮其他極端環(huán)境條件),潿洲島的珊瑚有可能會在2140年左右減小到較低水平。換而言之,我們的分析認為在全球氣候持續(xù)變暖、SST持續(xù)升高的條件下,即使是被認為位于“珊瑚避難所”的潿洲島,其珊瑚仍有可能會因全球變暖而極大地減少;但根據(jù)其他相比于非“珊瑚避難所”區(qū)域,這個時間至少能推遲40～110年。
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P237
【圖文】：

圖２－２邋２００４－２０１５年潿洲島各研究點活珊蝴覆蓋率［８２＿８６】逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｔｈｅ邋ＬＣＣ邋ｒｅｃｏｒｄｓ邋ｆｒｏｍ邋２００４邋ｔｏ邋２０１５邋ａｒｏｕｎｄ邋Ｗｅｉｚｈｏｕ邋ｉｓｌａｎｄ逡逑１６逡逑

島周圍把海域分成四個部分，取這四個部分Ｃｈｌ－ａｒ、ＳＳＴ和ＰＡＲ的平均值數(shù)值來代表四逡逑個研究點的Ｃｈｌ－ａ、ＳＳＴ和ＰＡＲ數(shù)值，即用最臨近深水域的Ｃｈｌ－ａ、ＳＳＴ和ＰＡＲ平均值逡逑來近似地估計這四個研宄點的環(huán)境參數(shù)（圖２－３、２－４和２－５）。得到了近似這四個研宄點逡逑的環(huán)境參數(shù)以后，可以用這些環(huán)境參數(shù)來探究他們與潿洲島活珊瑚覆蓋率的相關性，討逡逑論這三個環(huán)境參數(shù)Ｃｈｌ－ａ、ＳＳＴ和ＰＡＲ對潿洲島活珊瑚覆蓋率變化的影響及影響滯后的逡逑時間。逡逑——西南部逡逑２０－邐—邋Ｓ部逡逑——北部逡逑Ｉ邐——東南部逡逑！■0．邋Ｉ逡逑０■逡逑２００３邐２００４邐２００５邐２００６邐２００７邐２００８邐２００９邐２０１０邐２０１１邐２０１２邐２０１３邐２０１４邐２０１５邐２０１６逡逑年份逡逑圖２－３邋２００３？２０１６年各研究點每日葉綠素ａ濃度逡逑Ｆｉｇ．２－３邋Ｄａｉｌｙ邋Ｃｈｌ－＾邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋ａｔ邋ｓｔｕｄｙ邋ｓｉｔｅｓ邋ｆｒｏｍ邋２００３邋ｔｏ邋２０１６逡逑１７逡逑

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張磊;蔚建軍;付莉;周川;Douglas G. Haffner;;三峽庫區(qū)回水區(qū)營養(yǎng)鹽和葉綠素a的時空變化及其相互關系[J];環(huán)境科學;2015年06期

2 周e

本文編號：2731781