基于遥感的海洋水产养殖氮磷排放总量测算研究

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1、中山大学硕士论文基于遥感的海洋水产养殖氮磷排放总量测算研究专业：地图学与地理信息系统硕士生：梁融韬指导教师：陈晓翔教授摘要随着人类对鱼虾需求量增加，沿海鱼虾人工养殖池的规模不断扩大，养殖池中投放的大量饵料和肥料随着养殖周期的结束全部排放入海洋中，造成海水污染、水华、富营养化等问题。目前国内外的学者对养殖水体的研究大多局限于小范围试验区对养殖周期内的氮磷平衡进行测算，得到各地区的不同养殖模式的氮磷平衡方程。然而对大面积如省或全国为单位的氮磷排放量估算，没有提出可行的方法。遥感对大面积的地物监测有着很大的优势，在土地利用变化，环境监测，水质监测等领域已经得到了很好的应用。本研究使用面向对象

2、的分类方法利用TM图像提取养殖水体的面积。因不同养殖类型水体在池塘形态结构上的区别，结合SPOT的丰富纹理特征和TM的光谱特征使用BP人工神经网络，区分高密度养殖、中密度养殖、低密度养殖、开放性养殖水体以及田埂。通过实地调查得到数据验证，分类精度达到83．3％。通过借鉴国内外生态和环境学家对养殖水体N、P平衡方程的研究成果，以珠海横琴岛为实验区估算年度养殖水体的N、P排放总量，氮年排放量为16184．24kg，磷年排放总量为9768．504kg。关键词：遥感面向对象分类神经网络氮磷平衡方程学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成

3、果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：另&融牟钙嗽矽

4、『年名月多目学位论文使用授权声明本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。学位论文作者签名：确钐格导师签名：

5、司—气伯t己价日期：渺歹年占月?日。中山大学硕士论文基1：遥感的海洋水产养殖氮磷排放总量测算研究第一章绪论随着全球人口的增加，人类对鱼虾的消费量不断增大，在全球范围内特别是东南亚、中国沿海地区，人工养殖水产业十分发达。随着养殖面积和产量的逐年增加，养殖水域的环境恶化问题已引起人们广泛的关注，养殖水域底质硫化物积累、赤潮灾害频繁发生，养殖病害突发性爆发，外源性污染物的排放等制约沿海养殖业持续发展的现象日趋显露。使用有效的方法监测养殖水体对外源性污染物的排放有着重要的意义，目前因为养殖水体的面积巨大，沿海范围内分布广泛，还没有有效的手段进行大面积养殖水体的污染物特别是氮磷总量的测算。遥感作

6、为新兴的多尺度地物监测手段，对水体的监测有着巨大的优势，尝试使用遥感估算沿海养殖水体的氮磷排放，对大面积监测水体污染有着重要的意义。．1．1世界水产养殖业现状及对环境的影响鱼虾养殖业随着人类对鱼虾需求量的不断增大而迅速发展。据统计全球的养虾产量在1984年至U2004年二十年间增长了600％，并预计至U2030年前要持续保持这一增长势头(FAO，2006)。历史上，我国渔业以捕捞为主，而自20世界90年代起，养殖产量开始超过捕捞产量。2004年我国的水产养殖产量占全国水产总产量的65％，世界总产量的79％以上n】。随着养殖规模的不断扩大，养殖业对环境影响特别是海水养殖业对海洋环境的影响

7、也越来越大。在养殖过程中，对水里投入了大量肥料以及饲料，除鱼虾摄取部分和被水中生物利用部分以及沉淀部分外，大量营养物质均随定期的换水或涨落潮的水动力作用排放入海洋中，这些富含氮、磷营养物质的饵料和肥料，导致养殖池塘营养盐含量大大超出浮游植物细胞生长的需要，不仅会导致水华爆发、病害猖獗、养殖效益下降，而且富含营养物质的养殖废水的排除，还可造成局部海域水体的富营养化，甚至赤潮泛滥。经测算养殖水体的营养物和污染物浓度普遍高于普通水体，如表卜l。中山大学硕士论文基于遥感的海洋水产养殖氮磷排放总量测算研究．表1．1养殖水体水化学指标‘21水化学分析项目COD(mg／L)：5．93溶解氧(mg／L

8、)：7．9NO／(ug／L)：79．5总氮(umol／L)：活性磷酸盐(ug／L)：6．8水温(’C)-22．7盐度：17．8NO／(ug／L)：0．8NH4+(ug／L)：6．8悬浮物Crag／L)：4．6PH值：8．6生物化学指标叶绿素a(ug／L)：叶绿素b(ug／L)：叶绿素c(ug／L)：细胞密度(个／m3)总叶绿素(ug／L)：53．262水化学分析项目COD(mg／L)：14．48溶解氧(mg／L)：11．8NO；(ug／L)：3