基于Sentinel-3 OLCI影像的粤港澳大湾区养殖鱼塘浮游植物碳浓度监测与变化趋势分析

杨现坤; 林荣坚; 王大康; 杨颖频; 王晋年

广州大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 24 ›› Issue (6) : 1 -12.

杨现坤, 林荣坚, 王大康, 杨颖频, 王晋年

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摘要

粤港澳大湾区(GBA)是中国经济活动最为活跃的区域之一，其广泛的鱼塘水产养殖活动对区域水产品可持续供给具有重要意义，但养殖鱼塘高强度养殖活动造成的碳平衡仍缺乏大范围量化研究。该研究利用哨兵3号(Sentinel-3)海陆色度计(OLCI)数据，结合基于关键波段(Oa08、Oa09、Oa017)的半分析反演算法，通过SeaDas软件进行大气校正以提高反射率精度，为碳浓度反演提供可靠数据，进而估算2016至2024年间粤港澳大湾区鱼塘浮游植物碳浓度。结果表明：(1)整体上，粤港澳大湾区鱼塘浮游植物碳浓度呈现西北高-东南低，从内陆城市向沿海城市逐渐降低的趋势，不同城市之间浓度差异明显。(2)粤港澳大湾区养殖鱼塘浮游植物碳浓度的季节性变化较年际变化更为显著，其中，秋季浓度最高，为2.193 mg/L;其次是夏季与冬季，浓度分别为1.314 mg/L和1.465 mg/L;春季浓度最低，为0.632 mg/L。(3)高浓度区域主要分布在西北部的肇庆市、佛山市等内陆地区，低浓度区域主要分布在东南部的沿海地区。(4)浮游植物碳浓度年际变化表现为统计意义不显著的增加趋势，且在Sen's斜率估计中表现出逐年略微上升的趋势，年上升幅度在0.01～0.05 mg/L之间，主要集中在惠州、佛山、香港。研究验证了哨兵3号OLCI卫星在水产养殖区碳通量估算中的应用潜力，阐明了小型养殖鱼塘生态系统中浮游植物碳浓度的时空动态变化及其对区域碳循环的重要影响，成果为优化粤港澳大湾区环境管理及类似水产养殖系统碳动态研究提供了科学依据。