近海海域浮游植物藻华既有利于沿岸渔业生产与生态系统功能维持，也会引发严重的环境问题。然而，目前全球范围内仍缺乏藻华发生频次与空间分布的精细化定量表征。本数据集基于全球卫星观测数据，以 1 千米空间分辨率，绘制了 2003—2020 年逐日近海藻类藻华空间分布图。结果表明，在调研覆盖的 153 个沿海国家中，共有 126 个国家存在藻类藻华现象。全球尺度下，研究时段内藻华空间覆盖范围（增幅 13.2%）与发生频率（增幅 59.2%）均呈显著上升趋势（P＜0.05）；北半球热带与亚热带区域的藻华强度则呈减弱特征。
本数据集整合的逐日近海浮游植物藻华空间制图成果（含示例代码），可为全球藻华生态风险与效益评估、管控措施及相关政策的制定与成效评估提供基础支撑。
（1）全球近海浮游植物藻华：2003 年 1 月至 2020 年 12 月MODIS L1A 产品；
（2）专属经济区（EEZ）内藻华数据：https://www.marineregions.org/download_file.php?name=World_EEZ_v11_20191118.zip；
（3）有害藻华事件数据库（HAEDAT）：http://haedat.iode.org；
（4）海表温度数据：美国国家海洋和大气管理局最优插值海表温度数据（V2.1 版）；
（5）各国化肥使用量与水产养殖产量数据：2003—2019 年全球合成化肥（含氮、磷）年际数据来源：https://ourworldindata.org/fertilizers。2003—2018 年水产养殖产量（含海洋及内陆水域养殖鱼类、甲壳类与海藻类）年际数据来源：https://ourworldindata.org/grapher/aquaculture-farmed-fish-production；
（6）厄尔尼诺 — 南方涛动指数分析数据：https://psl.noaa.gov/enso/mei/。
为解决全球近岸海域光谱指数统一阈值难以确定的问题，本数据集借鉴并改进现有内陆湖泊藻华分类方法。该方法将红、绿、蓝三波段遥感反射率转换至国际照明委员会制定的二维色彩空间，色度图坐标可直观反映人眼视觉水体色彩特征。内陆湖泊藻华多呈现绿色，含藻华像元反射率集中分布于色度图绿色色域，且藻华强度越高，像元越靠近色度图上边界，水体绿色特征越显著。详细数据生产过程见 Hu et al., 2023, Nature, DOI:10.1038/s41586-023-05760-y。
本研究采用三类独立验证方案，系统评估全球近岸浮游植物藻华识别算法的可靠性：红绿蓝合成影像、增强红绿蓝影像与荧光线高度影像目视比对；独立人工解译藻华样本交叉验证；HAEDAT 数据库实地有害藻华事件匹配验证。
第一，选取文献已记录藻华事件的全球典型近岸区域 MODIS 影像，对比多源影像目视特征与算法识别结果，验证表明，本算法可精准识别荧光线高度高值区与增强红绿蓝影像暗色、褐色水体，与实际浮游植物藻华分布高度吻合。
第二，选取 35 景覆盖全球不同近岸区域的遥感影像，采用与训练样本一致的目视解译方法，额外划定 15466 个独立藻华像元与 14149 个非藻华像元，开展混淆矩阵精度检验。结果显示，该算法生产者精度为 92.04%，用户精度为 98.63%，可有效识别藻华像元，同时降低漏检与误检误差。
第三，依托 HAEDAT 实地观测有害藻华数据集开展时空匹配验证。第三，依托 HAEDAT 实地观测有害藻华数据集开展时空匹配验证。提取各条有害藻华事件记录的持续时段（数天至数月），叠加对应时段全部有效 MODIS 影像；逐年统计藻华事件周期内算法识别出藻华的有效影像占比，以及至少被卫星成功识别一次的有害藻华事件数量占比。统计结果显示，有害藻华暴发时段内，卫星可探测到的表层浮游植物藻华平均占比为 51.2%；全球 79.3% 的实地有害藻华事件可被卫星算法有效捕捉。卫星遥感与实地观测的结果差异主要源于观测体系本身的固有偏差：其一，本算法仅识别可被荧光信号捕捉的表层高生物量浮游植物藻华，无法识别低生物量高毒性藻华、次表层藻华，以及悬浮泥沙掩盖荧光信号的藻华事件；其二，受水体层结、降水、风场、藻类垂直迁移等环境因子调控，长期持续的有害藻华事件无法保证每日均存在表层高生物量藻华；其三，部分小型局地化藻华空间尺度小于 MODIS 1 km 空间分辨率，难以被遥感识别；其四，云覆盖、陆域邻接效应会降低卫星有效观测频次。综上，卫星观测对有害藻华事件的低估，主要源于两类观测的原理差异，而非算法本身不确定性导致。
CSTR:11738.11.NCDC.ECOLOGY.DB7305.2026
10.12072/ncdc.ecology.db7305.2026
