西沙群岛岛质效应的时空特征分析及动力机制研究

Island mass effect (IME) refers to localized increases of primary production associated with the presence of islands in some oligotrophic oceanic regions. Research on IME phenomenon is of great importance in promoting sustainable fishing in tropical ocean and reducing the pressure of coral reef bleaching. No published papers concentrated on IME in the South China Sea are recorded. This project plans conduct the following tasks by using multi-source remote sensing data and field surveys around the Paracel Islands and typical reef: firstly, develop IME recognition method basing on multi-source remote sensing data; secondly, analyze IME spatial characteristics in different temporal scale, finally, discuss the key dynamic factors and internal mechanism on IME. The research is a demonstration case to apply multi-source remote sensing technology on ecological environment dynamic coupling research for island waters.

岛质效应（IME）是指位于寡营养盐海域的岛礁周边具有高初级生产力的现象。IME研究对于促进热带渔业可持续发展和减轻珊瑚礁白化压力具有重要意义。IME研究在我国南海鲜有发表，本课题拟选取西沙群岛及典型岛礁为研究对象，基于多源卫星遥感和现场综合观测，发展西沙群岛IME多源遥感识别方法，分析IME在不同时间尺度上的空间分布特征，探讨影响IME的关键动力因子及内在机制。本课题的研究可为多源遥感技术在岛礁海域的生态环境动力耦合研究提供应用示范。

岛质效应（IME）指位于寡营养盐海域的岛礁周边具有高初级生产力的现象。IME研究对于促进热带渔业可持续发展和减轻珊瑚礁白化压力具有重要意义。本项目以西沙群岛及典型岛礁为研究对象，根据雷诺系数计算结果，可推断西沙群岛主要岛屿在较小流速下易形成涡街；基于多源光学、微波等高分辨率数据纹理特征，发现西沙多个岛屿存在尾流及涡旋现象；对比典型IME现象下的海表面温度（SST）和叶绿素a浓度（Chl-a）遥感产品，发现岛礁尾流或涡街区存在有相应的低温区和Chl-a高值区，说明Chl-a和SST也是IME重要的表征参数；对比不同时间尺度的SST和Chl-a遥感产品，发现IME具有明显的时空特征，秋季台风影响是IME现象凸显的重要驱动因素，夏季受越南西边界流影响较大，冬季受南海北部海流和季风影响明显，春季受岛礁本身地形及环境影响突出；通过分析近30年影响西沙周边海域台风过境情况，发现2009年和2013年10月的强台风过程对于西沙群岛IME具有明显的增强和扩大效应；采用FVCOM嵌套HYCOM全球模式再分析资料，构建了西沙典型岛礁尾流次中尺度涡旋分辨率的海洋动力模型XS-FVCOM，模拟表明西沙群岛IME受岛礁尾流及涡旋影响为主，该因子是诱发岛礁周边营养盐及浮游植物动态变化的关键驱动因素。