【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(chēng)為海洋中的熱帶雨林,因此對(duì)海洋生物資源和多樣性的維持具有特殊的價(jià)值。但受到人類(lèi)活動(dòng)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(jìn)行珊瑚礁資源開(kāi)發(fā)與利用的同時(shí)有必要對(duì)其進(jìn)行合理的管理與保護(hù),而保護(hù)的前提是建立在對(duì)珊瑚礁生態(tài)的全面了解之上。相對(duì)于人類(lèi)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察和評(píng)估,其中遙感是可以用來(lái)對(duì)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況進(jìn)行預(yù)警與監(jiān)測(cè)的潛在技術(shù),特別是針對(duì)大面積、遠(yuǎn)海的珊瑚礁。但我國(guó)利用遙感技術(shù)開(kāi)展珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的監(jiān)測(cè)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(jié)合文獻(xiàn)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(cè)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(lái)探討LCC與環(huán)境參數(shù)之間的關(guān)系:首先計(jì)算出每個(gè)環(huán)境參數(shù)3～10個(gè)月的移動(dòng)平均值,并用皮爾遜相關(guān)系數(shù)計(jì)算、探討得到與LCC變化相關(guān)性最大的最佳相關(guān)環(huán)境參數(shù)值(統(tǒng)計(jì)量)和最佳響應(yīng)滯后時(shí)間,接著用最佳相關(guān)環(huán)境參數(shù)值和LCC分別進(jìn)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(guān)性,利用主成分分析法消除這些自相關(guān)之后,再利用非線性約束優(yōu)化方法來(lái)估計(jì)LCC與環(huán)境參數(shù)值關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?最后據(jù)此再對(duì)潿洲島活珊瑚覆蓋率未來(lái)的變化過(guò)程與趨勢(shì)進(jìn)行模擬、探討。(1)通過(guò)計(jì)算環(huán)境參數(shù)移動(dòng)平均值與LCC的皮爾遜相關(guān)系數(shù),得到了最佳相關(guān)環(huán)境參數(shù)值和Chl-a,SST和PAR與潿洲島LCC變化相關(guān)性最大的響應(yīng)滯后時(shí)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(jié)果推測(cè),通過(guò)計(jì)算得到的最佳相關(guān)環(huán)境參數(shù)值(Chl-a,SST和PAR)對(duì)潿洲島不同研究點(diǎn)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(jié)果,Chl-a對(duì)LCC變化的負(fù)影響最大(系數(shù)為-0.10904),SST的負(fù)影響較小僅僅是Chl-a的一半(系數(shù)為-0.06162),而PAR對(duì)LCC變化有較小的正影響(系數(shù)為0.01358)。即對(duì)位于相對(duì)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(lèi)活動(dòng)等所導(dǎo)致的海水富營(yíng)養(yǎng)化(Chl-a可以一定程度上對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)行指示)可能才是主要因素;此外,PAR系數(shù)絕對(duì)值較小的原因可能是由于PAR在促進(jìn)珊瑚生長(zhǎng)的同時(shí)還能促進(jìn)與其存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的海藻的生長(zhǎng),導(dǎo)致正負(fù)影響兩相抵消。(3)為了驗(yàn)證模型的有效性,本研究使用留一交叉驗(yàn)證法(Leave-one-out,LOO)進(jìn)行驗(yàn)證,得到的平均絕對(duì)誤差、平均相對(duì)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(duì)潿洲島未來(lái)LCC的變化趨勢(shì)進(jìn)行模擬,結(jié)果表明:潿洲島在保持現(xiàn)有環(huán)境不變的條件下,其LCC會(huì)穩(wěn)定在13%左右,說(shuō)明現(xiàn)有環(huán)境參數(shù)對(duì)珊瑚生長(zhǎng)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(dòng)增長(zhǎng)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(huì)在2140年左右減小到較低水平。換而言之,我們的分析認(rèn)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(rèn)為位于“珊瑚避難所”的潿洲島,其珊瑚仍有可能會(huì)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(gè)時(shí)間至少能推遲40～110年。
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：P237
【圖文】：

圖２－２邋２００４－２０１５年潿洲島各研究點(diǎn)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?chē)押Ｓ蚍殖伤膫�(gè)部分，取這四個(gè)部分Ｃｈｌ－ａｒ、ＳＳＴ和ＰＡＲ的平均值數(shù)值來(lái)代表四逡逑個(gè)研究點(diǎn)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(lái)近似地估計(jì)這四個(gè)研宄點(diǎn)的環(huán)境參數(shù)（圖２－３、２－４和２－５）。得到了近似這四個(gè)研宄點(diǎn)逡逑的環(huán)境參數(shù)以后，可以用這些環(huán)境參數(shù)來(lái)探究他們與潿洲島活珊瑚覆蓋率的相關(guān)性，討逡逑論這三個(gè)環(huán)境參數(shù)Ｃｈｌ－ａ、ＳＳＴ和ＰＡＲ對(duì)潿洲島活珊瑚覆蓋率變化的影響及影響滯后的逡逑時(shí)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(diǎn)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(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張磊;蔚建軍;付莉;周川;Douglas G. Haffner;;三峽庫(kù)區(qū)回水區(qū)營(yíng)養(yǎng)鹽和葉綠素a的時(shí)空變化及其相互關(guān)系[J];環(huán)境科學(xué);2015年06期

2 周e

本文編號(hào)：2731781