资源描述：
《应用时间序列分析法对太湖叶绿素a含量的动态研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第39卷第6期海洋与湖沼Vol.39,No.62008年11月OCEANOLOGIAETLIMNOLOGIASINICANov.,2008∗应用时间序列分析法对太湖叶绿素-a含量的动态研究1,2113龚绍琦黄家柱李云梅黎刚(1.南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京210097;2.南京信息工程大学遥感学院南京210044;3.江苏省环境监测中心南京210036)提要叶绿素-a是湖泊浮游植物现存量的重要指标,其含量能反映水中浮游植物的丰度和变化规律。研究叶绿素含量的动态变化,可以有效防止、监
2、控湖泊富营养化的发生。以太湖为研究对象,根据其营养水平进行分区,使得不同区域内叶绿素的浓度不同,而同一区域内浓度大体一致,然后利用地理信息系统技术对每个区域内未采样点的叶绿素浓度进行插值,取区域内所有栅格的平均值作为其最终浓度。应用时间序列分析方法对太湖1998—2004年每月的叶绿素含量进行动态模拟,建立各湖区的预测模型。结果表明,中营养区Ⅰ符合MA(1)模型,轻富营养区Ⅱ和中富营养区Ⅲ符合AR(1)模型,富营养区Ⅳ符合MA(5)模型,重富营养区Ⅴ符合AR(6)模型。由此预测出2005年各湖区总
3、叶绿素的含量,经前10个月实测数据的验证说明,所建模型在一定程度上能反映太湖各区域叶绿素浓度的变化。关键词太湖,叶绿素-a,地理信息系统,时间序列,模型中图分类号Q958.1水体叶绿素-a是各种浮游植物最重要的色素之最小值在11、12、1月份。从1998—2004年共7年一,其所占比例都比较稳定。叶绿素-a含量的高低能的变化来看,叶绿素浓度的年度变化不是很大,1999反映水体的营养状况,是水质调查的一个重要指标。年略有下降后,2000—2004年并没有大幅度的上升或很多学者试图通过叶绿素的研究来了
4、解水体生态系下降,2000年夏季太湖蓝藻爆发,使得7月份的叶绿统状况和富营养化水平,因此叶绿素的研究最为广素浓度有明显偏高。但从每月各监测样点数值来看,泛。Nikolay等(2003)人利用SeaWiFS卫星资料研究叶绿素浓度呈现无规律性变化,数据具有较大的不了叶绿素与环境因子之间随时间变化的动态规律;确定性。因此很难用传统的多元回归方法对叶绿素变张钒(2001)分析了台湾海峡南北区域叶绿素的季节变化进行模拟。美国统计学家G.E.P.Box和英国统计化特征;赵辉等(2005)用SeaWiFS卫星资
5、料分析了南学家G.M.JenKins在20世纪70年代提出了处理不海不同季节叶绿素的变化及典型区域的空间分布状确定时间序列的分析模型ARMA(p,q),为随时间而况;陈晓玲等(2002)研究了香港海域叶绿素浓度的时不确定变化的数据进行定量分析提供了很好的方法。空分布规律。纵观这些研究结果,叶绿素含量的变化针对太湖叶绿素的变化特点,把过去连续较长一段研究仅停留在定性分析上,而且考虑的时间很短,因时间内的监测值看作是一个时间序列,利用时间序此就很难对水体叶绿素的变化规律做出客观全面的定论和描述。本文中
6、作者以我国第三大淡水湖——太列的分析方法,建立能反映太湖叶绿素动态变化的湖为例,对过去连续较长一段时间内叶绿素含量变数学模拟模型,并预测未来一个时期湖内叶绿素的化进行模拟。每年太湖叶绿素浓度变动都在0.002—含量,为防止、控制太湖富营养化发生以及初级生产0.442mg/L之间,最高值一般出现在7、8、9月份,而力的估算提供科学依据。*国家自然科学基金项目,40571110和40801145号；江苏省高等学校研究生创新计划资助项目,06-30号。龚绍琦,博士,讲师,E-mail:gongshaoq
7、i@hotmail.com收稿日期:2007-12-15,收修改稿日期:2008-04-15592海洋与湖沼39卷1研究区概况重指数的优化,使得预测的均方根(Root-Mean-Square,RMS)误差最小。本研究中样点分布较少,插太湖位于长江三角洲南缘,是我国长江中下游值的邻近点个数设定为3,插值后的均方根误差都在地区著名的五大淡水湖之一,界于北纬30º55′40″—0.005mg/L以下。考察整个湖泊叶绿素浓度的空间分31º32′58″,东经119º53′32″—120º36′10″,地跨江
8、浙两布结果,并对每个湖区内所包含栅格进行统计,取所2省,湖泊面积为2338.1km,平均深度为2m,湖中各有栅格浓度的平均值作为该区叶绿素浓度的最终值。种浮游植物、动物和栖息类动物种类繁多,具有良好应用时间序列的分析方法分别对每个湖区1998年1的水生态系统。太湖不仅是国内外享有盛名的旅游胜月—2004年12月期间叶绿素含量的变化进行动态模地,而且是太湖周边地区的主要水源地,兼有航运、拟,建立其预测模型。灌溉、养殖等多种功能,是我国经济最发达的区域之一。每年夏季太湖都有大量藻类暴发
