近期，南京信息工程大學海洋科學學院海洋遙感團隊孫德勇教授課題組在全球海洋浮游植物典型色素濃度衛星遙感方面取得最新研究進展，研究成果以《Global satellite observations of marine phytoplankton pigments over the past two decades》為題，于最近發表于國際海洋湖沼領域頂級期刊《Limnology and Oceanography》（一區TOP期刊）之上。論文第一作者為我院教師孫德勇教授，合作作者包括該院2020級碩士研究生陳宇航、2021級博士研究生李正浩，教師王勝強教授等。

記錄浮游植物色素（Phytoplankton pigment）的變化對了解全球海洋浮游植物類群的動態和生理特征至關重要。已有的成熟葉綠素a衛星產品提供了全球海洋浮游植物生物量的概況，但更深入的生物量分類監測需要更詳細的色素信息。在這項研究中，我們收集了從1997年到2017年覆蓋全球大部分海域的表層原位測量樣本，包括浮游植物色素濃度和吸收系數等參數。利用高斯分解法構建了基于色素吸收特征的半分析色素濃度反演模型。基于原位測量樣本（平均絕對百分比誤差低于約67%）和衛星同步數據集（平均絕對百分比誤差低于約70%）的模型精度驗證表明，該色素模型在全球海洋中具有可靠的性能。我們利用浮游植物粒級結構三組分吸收模型重建了全球高光譜浮游植物吸收系數，從而實現了色素模型的衛星應用，最終獲得了2002至2022年全球海洋14種浮游植物色素濃度的時空變化特征。不同色素濃度的空間變化趨勢大致相似，較高濃度主要分布在高緯度以及沿海地區。對典型海洋子區域的單獨討論進一步提供了色素時序變化的理解，即在21世紀初，全球浮游植物色素濃度總體上呈現出相對不變的模式，這一點可以從相對穩定的地理和生物分布中得到證明，同時伴隨著周期大約一年的短期波動。

本研究從浮游植物色素吸收特征出發構建了全球海洋典型色素濃度長時序衛星產品，探究了色素濃度的全球時空變化特征，為浮游植物群落分布和初級生產等相關研究提供支持。本研究得到了國家自然科學基金面上項目（項目編號：42476173、42176179、42176181和42106176）的資助。

圖1 全球海洋浮游植物色素濃度衛星遙感反演流程圖

圖2. 2002至2022年衛星估算獲得的六種重要浮游植物色素濃度的季節平均濃度的全球分布

發表相關的主要論文如下：

Sun, D., Chen, Y., Li, Z., Wang, S., Chen, P. and Huan, Y. (2025), Global satellite observations of marine phytoplankton pigments over the past two decades. Limnol and Oceanogr. https://doi.org/10.1002/lno.70017

作者簡介

孫德勇，南京信息工程大學，教授，博士生導師，江蘇省海洋環境探測技術工程中心副主任/海洋遙感研究所所長，國家科技專家組在庫專家，江蘇省海洋學會理事。主要從事海洋水色遙感、水生態環境遙感、水體光學特征機理等方面的研究。主持國家自然科學基金面上/青年項目5項、國家重點研發計劃項目子課題1項、省部級項目4項、以及其它企事業委托項目10余項。在Science Advances、Global Change Biology、Limnology and Oceanography、Water Research、Remote Sensing of Environment、IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing、等國際主流學術期刊上，發表和錄用SCI(E)檢索論文84篇，授權國家發明專利6項。曾獲國家海洋科學技術獎特等獎、中國遙感優秀成果獎一等獎、江蘇省科學技術一等獎、上海海洋科學技術二等獎、江蘇省海洋學會科學技術獎一等獎、江蘇省“六大人才高峰”高層次人才、江蘇高校“青藍工程”中青年學術帶頭人、自然資源部高層次青年科技創新人才等獎勵或稱號。

圖文 | 孫德勇

編輯 | 楚現英

責編 | 李杰鵬 席雷

審核 | 董濟海

• 信息來源：南京信息工程大學海洋科學學院。

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