8 2013年8月
光谱学与光谱
分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 33, No. 8, pp21882191
August，2013
基于现场光谱的潮滩表层沉积物叶绿素-a含量遥感模式
邢前国，禹定峰，娄明静，吕迎春，李少朋，韩秋影
中国科学院烟台海岸带研究所，山东烟台264003
摘要提出了一种可实现潮滩表层叶绿素的现场快速、无损的光学检测方法。利用反射率光谱对我国潮滩表层沉积物叶绿索-a浓度进行了观测试验。基于高光谱650，675及700nm各波段的反射率，提出了用于叶绿素浓度反演的归化底栖微藻差异指数(NDI-MPB)、及可消除呈直线或近似直线变化的背景噪声光谱的反射谷深度(T-depth)模型。研究结果表明，NDI-MPB指数与表层沉积物(3mm)中的叶绿索-a浓度(2.22 ~49.36mg，m")有极好的线性相关性(r>0.99)；以叶绿素-a浓度表征底栖微型藻类生物量，NDI-MPB 可用于潮滩表层底栖微型藻类生物量的遥感监测。
关键词底栖微藻；生物量；高光谱；遥感；潮滩；黄海
中图分类号：TP722.4；X835
引言
文献标识码：A
底栖微型藻类（microphytobenthos，MPB）对潮间带及近海海洋生态系统有着十分重要的作用-。传统的潮滩底栖微藻调查，主要基于现场采样与实验室分析。因叶绿素浓度与底微藻生物量一致，在研究中可用来指示生物量。研究表明，潮滩表层沉积物的真光层一般在3mm左右[5]；底栖微藻叶绿索含量在水平分布上具有强烈的空间异质性(2.6)，在垂直分布上总体呈表层浓度最高、随深度增加而下降的特征[3]
，硅藻是底栖微藻的主要藻种，在沉积物颗粒
物缝隙中能上下迁移，其生物量会因潮滩水分、温度、光照等环境条件变化面随时间变化。这些强烈的时空变化特征都对底栖微藻的现场采样提出了极高的要求，如，地点分布要广、采样数量要大、采样时间与深度要一致等。
因潮汐、海浪作用，潮滩是海陆相互交用最强烈、变化最迅速的区域，车、船通常难于进入，基于传统破坏式的现场采样调查方式，难于有效开展其资源善查与科学研究。遥感技术具有大尺度、快速、不改变原观测地表对象的特点，可弥补现有采样调查方法的不足。底栖微藻因其色素等光学活性成分及在沉积物表层发生光合作用的特点而适合用遥感观测，因此，光学遥感是一项潮滩底栖微藻观测极重要、且可行的手段。
利用遥感技术监测潮滩底栖微藻只有十多年的历史[}]；收稿日期：2012-12-05，修订日期：2013-02-25
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2013)08-2188-04
目前主要基于现场光谱及实验室模拟研究其生物量反演算法，并建立了几种经验算法["；模拟研究表明，宽波段多光谱难用于底栖微藻的反演，而高光谱则可实现具有不同潮滩底质特征的底栖微藻定量反演°。随着对地观测技术的发展，越来越多的高光谱成像仪搭载飞机、空间站、卫星等平台，可为海岸带潮滩提供高空间分辨率、高频次的观测")。
我国目前对潮灌的遥感相关研究主要为针对底质类型、盐沼植被等的监测00)，尚未见利用高光谱对底栖微藻监测的报道。本研究将采用高光谱对我国潮滩叶绿索浓度进行遇感试验研究，以期提出潮滩底栖微藻的生物量反演模型。
实验部分 1.1研究区域
研究观测点位于山东半岛北部四十里湾潮滩（37"29'N， 121"27E)，该区域岸上为烟台市民居、观光旅游区，外侧海域为养殖区域；该地为规则半日潮，潮位变化幅度为2m左右。
1.2采样与测定
2012年7月16日上午10：30至下午5：30，进行了定点、无损光谱动态观测，30min左右测一组光谱，共11组光谱数据。2012年9月一10月，选择滩面目视有绿色梯度差异的7个代表性采样点，各采集了3组光谱与2组表层沉积物平行样；对高潮线以上的没有藻的于燥沙滩进行了反射率测
三（66090）（10-202
划项目（EPHURSUS，ID；10558)资助
作者简介：邢前国，1975年生，中国科学院烟台海岸带研究所副研究员万方数据
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