赤潮事件识别机理及方法研究
摘 要：赤潮是海洋区域多发的一种自然灾害，赤潮的频发给海洋经济、海洋生物以及人类安全带来了巨大的危害。了解赤潮的发生机理、能够对赤潮进行实时的预警、验证以及时空变化监控对于赤潮灾害的应急决策至关重要。本文就赤潮成因，生消过程，识别原理以及监测手段，总结回顾国内外研究现状，就目前常见的赤潮遥感监测算法——单波段法、双波段比值法、归一化植被指数(NDVI)法、多波段差值比值法、数值模拟法、水温水色法、人工神经网络法等做了简单讨论。
关键词：赤潮成因，识别原理，监测方法
- 引言
赤潮(Red-tide)是海洋中某些浮游藻类、原生动物或细菌，在一定的环境条件下，爆发性繁殖或聚集而引起海洋水体变色的一种有害生态异常现象。它不仅破坏海洋渔业资源和生产，恶化海洋环境，影响滨海旅游业，而且还可能通过被赤潮污染的海产品造成人体中毒，甚至死亡。目前，赤潮己成为世界沿海国家普遍面临的海洋环境灾害之一。如何预防赤潮灾害，尽可能减少赤潮灾害造成的损失已成为人们越来越关注的重要问题[1-5]。
- 赤潮识别
- 赤潮发生机理及影响因素
- 赤潮的成因
研究表明[6]，赤潮发生是一个复杂的动态过程，从赤潮生物的出现、增殖、聚集到赤潮形成有一连串的运动发展过程，一般可以将一次完整的赤潮发生过程分为起始——发展——维持——消亡，这四个阶段。起始时营养物质浓度的高度增加是导致藻类(赤潮生物)急剧增殖的主要因素,而藻类数量迅速发展消耗了大量营养物质,致使营养物质浓度又有所下降；由于营养物质浓度的持续下降又影响藻类繁殖乃至大量死亡，基本上就是赤潮发生由起始、发展、维持到消亡的全过程。
- 赤潮的影响因素
尽管赤潮的发生是一个十分复杂的过程，但现有的大量研究表明赤潮的发生在整体上与许多因子之间存在明显的相关关系。这些影响要素既包括物理因子，也包括化学和生物因子。
众多物理因子，如温度、盐度、水文因素、气象因素均会对赤潮生物的生长带来显著的影响。温度是调控生物体内功能的关键影响因素，藻类细胞中的光合作用、酶促反应、呼吸作用、电子传递等过程均直接受到温度的影响。此外，温度还会直接影响海水中有机物的分解过程，进而改变藻类生长的营养盐基础。盐度对于赤潮生物的影响较为复杂，总体而言，大部分的赤潮生物存在一定的盐度适宜区间，过低与过高的盐度都不利于藻类的生长。水文和气象因素会对海域中营养盐的输入输出、赤潮生物迁移产生影响，因此这些因素也决定了赤潮生物生长及暴发的可能性。水文因素包括洋流、潮汐及水系交汇等因素，其能够引起海域的各项理化指标的突变，容易形成温度、盐度、营养盐等跃层，为赤潮生物的生长繁殖提供有利条件。而气象因素是决定赤潮能否真正暴发的关键因子，其中降水、光照、风为扰动等因素尤其显著。其中光照是赤潮生物光合作用的主导因素，因此光照强度的变化能够直接影响赤潮生物的生长繁殖。
赤潮形成的过程，本质是赤潮生物细胞分裂增殖的过程，因此必然高度依赖于溶解氧(DO)、PH、营养盐、微量元素等化学因子。人类活动向近海海域中排放了大量的营养盐，使全球大量的海湾、浅海及陆架地区出现了水体富营养化现象。其中，氮(N)和磷(P)是赤潮生物细胞中蛋白质、核苷酸等代谢必要成分的必需元素，因此水体中Ｎ和Ｐ的浓度会直接影响赤潮生物的生长。
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