基于N-SPECT模型的胶东半岛土壤侵蚀及泥沙入海通量研究

[目的]探讨土壤侵蚀与土地利用的关系,为胶东半岛海岸带水环境保护和治理以及流域综合管理提供必要的技术支持和参考依据。[方法]在RS-GIS技术支持下,基于N-SPECT模型,对胶东半岛2006—2010年土壤侵蚀量及泥沙入海通量进行模拟。[结果]土壤侵蚀高值区集中于半岛东部和南部,低值区主要分布于半岛中部和中南部。大沽河流域、五龙河流域和大沽夹河流域3大流域对整个胶东半岛的土壤侵蚀贡献最大。针对3大流域之外的其他半岛区域,按照汇水区划分岸段,各岸段单位长度泥沙入海通量的空间差异显著,青岛市城阳区海岸、青岛南端(胶南)海岸、莱州湾东部海岸和威海西南端海岸泥沙通量最大。[结论]土壤侵蚀和产沙与源区土地利用结构密切相关。总体而言,耕地主导型区域是土壤侵蚀严重的区域,而林地和草地具有减轻土壤侵蚀的作用。     

基于GIS的桑沟湾及周围海域海带养殖适宜性评价

目前水产养殖面临用海冲突、单位面积和人均生产率偏低、养殖业的生态和经济成本较高等问题。为充分利用海区的自然生产力，提高养殖效率和效益，需要对海区进行适宜性评价，选择最适宜的水域进行养殖。以桑沟湾及周围海域主要的养殖品种海带(Saccharina japonica)作为评价对象，选取光照、温度、流速、无机氮、盐度、深度作为适宜性评价指标，利用遥感技术确定海区养殖布局，通过野外调查和数据模拟获取养殖海区环境参数数据，根据动态能量学(Dynamic energy budget, DEB)模型——STELLA模型敏感性分析结果，并结合层次分析法计算评价指标权重，海带生长相关环境因子的强制函数拟合得到单因子评分曲线进行评分。最后，采用线性加权叠加分析方法得到海带养殖适宜性评价结果。适宜性评价过程以地理信息系统(Geographical information systems, GIS)作为技术支持，利用GIS空间插值功能生成光照、温度、流速、无机氮、盐度、深度专题图层，采用栅格计算功能对各专题图层进行叠加，得到综合多因素的海带养殖适宜性评分和适宜性等级。评价结果显示，在不考虑用海冲突的情况下，桑沟湾及周围海域海带养殖适宜性分数分布在0~6.7范围内，分值主要集中在4~6分，属于中等适宜，占研究区总面积的67%，最适宜和不适宜分别占研究区总面积的23%和10%，无一般适宜区。评分较高的区域主要分布在北部爱莲湾和楮岛东部海域周围，适宜性评分较低的区域主要位于近岸水深较浅的海域。根据适宜性评价结果可进行水域空间规划和安排养殖生产计划，为管理部门开展养殖分区和海洋功能区划提供参考。     

植被叶片光谱及红边特征与叶片生化组分关系的分析

以LOPEX’93数据集为基础, 利用最新的叶片光学模型——PROSPECT5模型模拟了不同生化组分(叶肉结构参数、等效水厚、叶绿素、类胡萝卜素和干物质)含量叶片的反射率、透射率和吸收率光谱, 并在此基础上提取植被红边特征, 系统分析光谱和叶片生化组分的关系, 建立光谱特征与叶片生化组分的关系模型, 为生化组分反演提供一定的理论基础。结果表明, 在可见光部分, 叶片的光谱主要取决于叶肉结构参数和色素(叶绿素和类胡萝卜素); 在红外波段, 叶片的光谱主要受水分、叶肉结构参数和干物质含量的影响。不同的波段范围内, 光谱对生化组分的敏感度不同。叶片的红边特征不受水分和类胡萝卜素的影响, 但红边位置随叶绿素的增加向长波方向移动(红移)。红边斜率随内部结构参数的增加而增加, 两者之间的关系可用二次方程描述, 这为叶肉结构参数的求解提供了一个方向。