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doi: 10.12284/hyxb2024010
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随着CO2的大量排放，海洋酸化效应不断加重，为探究未来海水酸化情况对菲律宾蛤仔产生的影响，设置对照组（pH为8.1）和酸化组（pH为7.7、7.1和6.4），研究周期为42 d，测定菲律宾蛤仔在酸化条件下组织结构、免疫和抗氧化酶活的变化情况，以及在分子水平上产生的影响。结果表明：菲律宾蛤仔置于酸化海水环境中，鳃丝间距随pH的降低而扩大，鳃丝纤毛黏合，水管和外套膜外表皮褶皱逐渐加深；鳃组织中酸性磷酸酶（ACP）和超氧化物歧化酶（SOD）活性变化情况为先降后升，碱性磷酸酶（AKP）活性各组变化趋势不同，总抗氧化能力（T-AOC）、过氧化氢酶（CAT）和溶菌酶（LZM）活性趋势为先升后降；鳃和内脏团谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性变化规律皆为持续上升；内脏团组织中LZM活性变化趋势各不相同，ACP活性变动趋势为先降后升，AKP、SOD和CAT活性变化规律为先升后降，T-AOC趋势为持续下降；通过转录组的分析得到，鳃组织GO功能主要富集在DNA整合、膜的组成部分和RNA定向DNA聚合酶活性等条目中，KEGG通路主要富集在吞噬体和与蛋白合成的相关通路中。海水酸化使菲律宾蛤仔组织呈现不同程度的损伤，破坏其内环境稳态，改变其代谢水平和与免疫相关基因表达，引发菲律宾蛤仔染病乃至死亡的风险上升。
随着CO2的大量排放，海洋酸化效应不断加重，为探究未来海水酸化情况对菲律宾蛤仔产生的影响，设置对照组（pH为8.1）和酸化组（pH为7.7、7.1和6.4），研究周期为42 d，测定菲律宾蛤仔在酸化条件下组织结构、免疫和抗氧化酶活的变化情况，以及在分子水平上产生的影响。结果表明：菲律宾蛤仔置于酸化海水环境中，鳃丝间距随pH的降低而扩大，鳃丝纤毛黏合，水管和外套膜外表皮褶皱逐渐加深；鳃组织中酸性磷酸酶（ACP）和超氧化物歧化酶（SOD）活性变化情况为先降后升，碱性磷酸酶（AKP）活性各组变化趋势不同，总抗氧化能力（T-AOC）、过氧化氢酶（CAT）和溶菌酶（LZM）活性趋势为先升后降；鳃和内脏团谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性变化规律皆为持续上升；内脏团组织中LZM活性变化趋势各不相同，ACP活性变动趋势为先降后升，AKP、SOD和CAT活性变化规律为先升后降，T-AOC趋势为持续下降；通过转录组的分析得到，鳃组织GO功能主要富集在DNA整合、膜的组成部分和RNA定向DNA聚合酶活性等条目中，KEGG通路主要富集在吞噬体和与蛋白合成的相关通路中。海水酸化使菲律宾蛤仔组织呈现不同程度的损伤，破坏其内环境稳态，改变其代谢水平和与免疫相关基因表达，引发菲律宾蛤仔染病乃至死亡的风险上升。
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doi: 10.12284/hyxb2023148
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海洋中包含着多种时空尺度的运动过程，海洋带状流是近年来发现的一种新的流动形式。这种流动现象介于地转湍流和准定常流之间。由于上层海洋中大尺度运动的强度远大于海洋带状流而将其遮盖，因而带状流需要借助滤波方法提取出来。本研究基于纬向速度数据，通过切比雪夫高通滤波提取了北太平洋海洋带状流的三维结构，定义了“流向稳定度”指数，量化分析了北太平洋海域带状流的正压特性，从而进一步加深了对北太平洋海洋带状流结构特征的认识。
海洋中包含着多种时空尺度的运动过程，海洋带状流是近年来发现的一种新的流动形式。这种流动现象介于地转湍流和准定常流之间。由于上层海洋中大尺度运动的强度远大于海洋带状流而将其遮盖，因而带状流需要借助滤波方法提取出来。本研究基于纬向速度数据，通过切比雪夫高通滤波提取了北太平洋海洋带状流的三维结构，定义了“流向稳定度”指数，量化分析了北太平洋海域带状流的正压特性，从而进一步加深了对北太平洋海洋带状流结构特征的认识。
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黄河水下三角洲海床液化现象分布广泛，对海底工程设施造成了极大威胁，确定液化深度可为海上工程建设提供参考，具有很大的理论意义和应用价值。在黄河水下三角洲北部埕岛海域液化扰动区钻探取得柱状沉积物对其进行剖面图像扫描、放射性核素和粒度成分测试，获得图像分层特征、210Pb、137Cs活度及粒度剖面，在此基础上计算得到沉积速率。结果表明：埕岛海域受黄河1976年由刁口流路改道清水沟流路事件影响显著，这一时期沉积速率大幅减小并呈现阶段性特征；快速沉积时期表层沉积物频繁液化产生的砂层不断累积，从而形成密集砂层；通过分析210Pbex、137Cs活度剖面获得研究区液化历史的沉积记录，判定历史液化深度至少为5 m，这一结论与前人研究相近。以210Pb、137Cs的活度为工具来判断沉积物液化历史及深度存在一定的可行性，具有很大的发展潜力。
黄河水下三角洲海床液化现象分布广泛，对海底工程设施造成了极大威胁，确定液化深度可为海上工程建设提供参考，具有很大的理论意义和应用价值。在黄河水下三角洲北部埕岛海域液化扰动区钻探取得柱状沉积物对其进行剖面图像扫描、放射性核素和粒度成分测试，获得图像分层特征、210Pb、137Cs活度及粒度剖面，在此基础上计算得到沉积速率。结果表明：埕岛海域受黄河1976年由刁口流路改道清水沟流路事件影响显著，这一时期沉积速率大幅减小并呈现阶段性特征；快速沉积时期表层沉积物频繁液化产生的砂层不断累积，从而形成密集砂层；通过分析210Pbex、137Cs活度剖面获得研究区液化历史的沉积记录，判定历史液化深度至少为5 m，这一结论与前人研究相近。以210Pb、137Cs的活度为工具来判断沉积物液化历史及深度存在一定的可行性，具有很大的发展潜力。
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当利用三配准（TripleCollocation，TC）方法进行误差分析时，系统间随机误差(简称误差)不相关是一个重要前提假设，而在实际应用中不同系统误差常存在相关性，基于最小二乘法扩展配准（ExtendedCollocation，EC）方法能够在误差相关性存在情况进行误差分析，但对于误差弱相关性情况不能够准确估计误差的标准差。为此本文提出利用三个误差独立系统对第四个系统进行误差估计的方法，同时考虑误差相关性和表征误差，在误差弱相关情况下能更精确估计系统误差的标准差。本文根据HY-2B卫星三个载荷风速观测数据集随机误差相互独立特点，利用扩展三配准（ExtendedTriple Collocation，简称ETC）方法计算得到散射计、辐射计和高度计三个载荷风速产品误差的标准差分别为0.600m/s、0.742m/s和0.533m/s；再对ECMWF再分析数据集ERA5的风速产品误差及相关性进行估计，计算出ERA5再分析风速产品随机误差的标准差为0.810m/s，HY-2B散射计风速产品和ERA5再分析风速产品误差相关性为0.231，HY-2B辐射计风速产品和ERA5再分析风速产品误差相关性为0.105。本文提出利用已知三个误差独立数据集对第四个数据集误差及相关性进行估计的方法，实现了在误差弱相关情况下对系统误差的标准差更为准确的估计，有助于在同化和融合中更好的使用这些数据。
当利用三配准（TripleCollocation，TC）方法进行误差分析时，系统间随机误差(简称误差)不相关是一个重要前提假设，而在实际应用中不同系统误差常存在相关性，基于最小二乘法扩展配准（ExtendedCollocation，EC）方法能够在误差相关性存在情况进行误差分析，但对于误差弱相关性情况不能够准确估计误差的标准差。为此本文提出利用三个误差独立系统对第四个系统进行误差估计的方法，同时考虑误差相关性和表征误差，在误差弱相关情况下能更精确估计系统误差的标准差。本文根据HY-2B卫星三个载荷风速观测数据集随机误差相互独立特点，利用扩展三配准（ExtendedTriple Collocation，简称ETC）方法计算得到散射计、辐射计和高度计三个载荷风速产品误差的标准差分别为0.600m/s、0.742m/s和0.533m/s；再对ECMWF再分析数据集ERA5的风速产品误差及相关性进行估计，计算出ERA5再分析风速产品随机误差的标准差为0.810m/s，HY-2B散射计风速产品和ERA5再分析风速产品误差相关性为0.231，HY-2B辐射计风速产品和ERA5再分析风速产品误差相关性为0.105。本文提出利用已知三个误差独立数据集对第四个数据集误差及相关性进行估计的方法，实现了在误差弱相关情况下对系统误差的标准差更为准确的估计，有助于在同化和融合中更好的使用这些数据。
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珠江蕉门河口是典型的河网型分汊河口，是珠江口重要的泄洪排沙通道，其分流比变化对珠江三角洲地貌演变、防洪与航运等至关重要。本文基于蕉门近期地貌形态，以凫洲水道落潮分流比为研究对象，设计系列水槽实验，选取分汊河道断面形态与分汊角两个影响因素进行敏感性分析，探究河网型分汊河口分流比随上述因子的演变规律。结果表明：在分汊河道断面形态稳定的基础上，凫洲水道分流比与虎门、蕉门相对流速有较好的相关关系，受两口门绝对流速的影响较小；分流比与蕉门南水道水深呈负相关，与凫洲水道水深呈正相关；分汊角在30°～65°区间内，分流比与分汊角呈负相关，分汊角在65°～75°时，分流比与分汊角的正负相关关系在流速比V = 0.7前后转换；通过量化各变量敏感性，分别得到凫洲水道分流比增大或减小对上述因子的敏感性大小。研究成果可为蕉门整治工程提供参考依据。
珠江蕉门河口是典型的河网型分汊河口，是珠江口重要的泄洪排沙通道，其分流比变化对珠江三角洲地貌演变、防洪与航运等至关重要。本文基于蕉门近期地貌形态，以凫洲水道落潮分流比为研究对象，设计系列水槽实验，选取分汊河道断面形态与分汊角两个影响因素进行敏感性分析，探究河网型分汊河口分流比随上述因子的演变规律。结果表明：在分汊河道断面形态稳定的基础上，凫洲水道分流比与虎门、蕉门相对流速有较好的相关关系，受两口门绝对流速的影响较小；分流比与蕉门南水道水深呈负相关，与凫洲水道水深呈正相关；分汊角在30°～65°区间内，分流比与分汊角呈负相关，分汊角在65°～75°时，分流比与分汊角的正负相关关系在流速比V = 0.7前后转换；通过量化各变量敏感性，分别得到凫洲水道分流比增大或减小对上述因子的敏感性大小。研究成果可为蕉门整治工程提供参考依据。
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海底海洋的观测探测，亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有3大要点：适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。论文分析了海底AUV的发展与演变历程，凝练出海底AUV的关键技术难题，并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例，给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。
海底海洋的观测探测，亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有3大要点：适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。论文分析了海底AUV的发展与演变历程，凝练出海底AUV的关键技术难题，并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例，给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。
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厄尔尼诺-南方涛动（El Niño-Southern Oscillation, ENSO）是热带太平洋海表面温度发生异常的现象，会导致冰雹、洪水、台风等极端天气的出现，因此对ENSO的准确预测意义重大。本文设计了集成GCN-Transformer（GCNTR）模型，首先，运用Transformer网络的全局特征聚焦能力对数据特征进行编码，然后结合GCN提取图数据特征的能力，最后引入特征融合门控机制将经过编码的特征和GCN提取的特征进行融合，实现ENSO的精确预测。结果表明，GCNTR模型实现了对ENSO提前20个月的预测，比ENSOTR多了3个月，比Transformer多了5个月，并且模型绝大部分的预测精度优于其他模型。与现有的方法相比，GCNTR模型能够实现对ENSO更好的预测。
厄尔尼诺-南方涛动（El Niño-Southern Oscillation, ENSO）是热带太平洋海表面温度发生异常的现象，会导致冰雹、洪水、台风等极端天气的出现，因此对ENSO的准确预测意义重大。本文设计了集成GCN-Transformer（GCNTR）模型，首先，运用Transformer网络的全局特征聚焦能力对数据特征进行编码，然后结合GCN提取图数据特征的能力，最后引入特征融合门控机制将经过编码的特征和GCN提取的特征进行融合，实现ENSO的精确预测。结果表明，GCNTR模型实现了对ENSO提前20个月的预测，比ENSOTR多了3个月，比Transformer多了5个月，并且模型绝大部分的预测精度优于其他模型。与现有的方法相比，GCNTR模型能够实现对ENSO更好的预测。
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本研究采用文献调研、现场调查和室内模拟试验等方法对大亚湾造礁石珊瑚的种群结构演变及其成因进行了探讨。2020年7月现场调查共发现造礁石珊瑚39种，块状的扁脑（Platygyra）、蜂巢（Favia）和角蜂巢（Favites）等是湾内优势珊瑚。1983/84-2020年，大亚湾珊瑚群落演变的主要特征是曾经优势的鹿角珊瑚（Acropora）和蔷薇珊瑚（Montipora）从湾内基本消失。综合全球珊瑚礁退化大背景和大亚湾独特的水环境分析发现：大亚湾珊瑚群落退化是多方面因素共同作用的结果，其中珊瑚本身的脆弱性和环境中持续的夏季异常高温与低溶解氧的共同作用可能是湾内霜鹿角珊瑚退化的主要原因。从湾内珊瑚群落恢复的种源考量，建议加强对刷洲东岛珊瑚群落的保护。
本研究采用文献调研、现场调查和室内模拟试验等方法对大亚湾造礁石珊瑚的种群结构演变及其成因进行了探讨。2020年7月现场调查共发现造礁石珊瑚39种，块状的扁脑（Platygyra）、蜂巢（Favia）和角蜂巢（Favites）等是湾内优势珊瑚。1983/84-2020年，大亚湾珊瑚群落演变的主要特征是曾经优势的鹿角珊瑚（Acropora）和蔷薇珊瑚（Montipora）从湾内基本消失。综合全球珊瑚礁退化大背景和大亚湾独特的水环境分析发现：大亚湾珊瑚群落退化是多方面因素共同作用的结果，其中珊瑚本身的脆弱性和环境中持续的夏季异常高温与低溶解氧的共同作用可能是湾内霜鹿角珊瑚退化的主要原因。从湾内珊瑚群落恢复的种源考量，建议加强对刷洲东岛珊瑚群落的保护。
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基于2018–2019年现场高分辨率温度观测和1993–2021年的CMEMS再分析海表温度SST和风场数据，分析粤西陆架海温盐锋的三维结构、季节变化和影响机制。多年SST数据显示，海表温度锋冬季最强、出现概率和覆盖宽度最大，量值分别为0.049 ℃/km、75%和66 km。春季和夏季次之，而秋季则几乎完全消失。冬季锋面平均离岸50 km，夏季则向岸靠近为23.1 km。2018年春季、夏季和2019年夏季的现场观测进一步给出锋面在次表层的三维结构，结果显示春、夏季20 m等深线以浅处均有锋面存在，该锋面是沿岸高温海水与离岸低温海水辐聚而成，随着深度的增加锋面强度减小，覆盖范围向岸收缩。20 m以深水域锋面在次表层中强于表层，随深度增加而增强并向岸偏移。相关性和信息流分析发现，海表面风应力旋度和沿岸风是影响粤西陆架海表温度锋面的重要因素。该温度锋存在年际变化，PDO负位相时的La Nina年锋面强度出现极大值，而PDO正位相时的El Nino年则对应极小值。
基于2018–2019年现场高分辨率温度观测和1993–2021年的CMEMS再分析海表温度SST和风场数据，分析粤西陆架海温盐锋的三维结构、季节变化和影响机制。多年SST数据显示，海表温度锋冬季最强、出现概率和覆盖宽度最大，量值分别为0.049 ℃/km、75%和66 km。春季和夏季次之，而秋季则几乎完全消失。冬季锋面平均离岸50 km，夏季则向岸靠近为23.1 km。2018年春季、夏季和2019年夏季的现场观测进一步给出锋面在次表层的三维结构，结果显示春、夏季20 m等深线以浅处均有锋面存在，该锋面是沿岸高温海水与离岸低温海水辐聚而成，随着深度的增加锋面强度减小，覆盖范围向岸收缩。20 m以深水域锋面在次表层中强于表层，随深度增加而增强并向岸偏移。相关性和信息流分析发现，海表面风应力旋度和沿岸风是影响粤西陆架海表温度锋面的重要因素。该温度锋存在年际变化，PDO负位相时的La Nina年锋面强度出现极大值，而PDO正位相时的El Nino年则对应极小值。
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南海是一个准封闭海盆，其本征值问题是理解南海动力学的重要内容。本文利用一种新的泛函工具—多尺度子空间变换，从卫星观测资料中分离得到一个南海本征模态，即罗斯贝标准模态的近似场。发现该模态的周期为6个月左右、波长近250 km，在深水海盆向西传播，这与寿命为3个月左右的南海中尺度涡群体活动特征相一致。在此基础上，本文通过Liang-Kleeman信息流这一严格建立在第一性原理上的定量因果分析工具，探究南海两个最重要外部强迫，即黑潮入侵与南海季风对该罗斯贝标准模态的影响。结果表明二者与该模态均有较强因果关系，但分别影响模态的不同阶段：黑潮入侵主要影响其1/2π和3/2π位相，季风的作用则体现在3/4π位相。二者共同作用，调制该模态在近一个周期内的变化。进一步研究发现，黑潮入侵的过渡态是影响该模态的关键，这时黑潮在南海的分支与流套强度相当，有利于吕宋海峡西部形成不同极性涡旋的排列，从而影响南海内部罗斯贝标准模态。对南海季风而言，冬季风与夏季风的成熟阶段是影响该模态的重要时期，但并非整个南海的季风都发挥作用，泰国湾是季风改变南海罗斯贝标准模态的关键区域，这表明局地的强迫对激发全局模态起作用。
南海是一个准封闭海盆，其本征值问题是理解南海动力学的重要内容。本文利用一种新的泛函工具—多尺度子空间变换，从卫星观测资料中分离得到一个南海本征模态，即罗斯贝标准模态的近似场。发现该模态的周期为6个月左右、波长近250 km，在深水海盆向西传播，这与寿命为3个月左右的南海中尺度涡群体活动特征相一致。在此基础上，本文通过Liang-Kleeman信息流这一严格建立在第一性原理上的定量因果分析工具，探究南海两个最重要外部强迫，即黑潮入侵与南海季风对该罗斯贝标准模态的影响。结果表明二者与该模态均有较强因果关系，但分别影响模态的不同阶段：黑潮入侵主要影响其1/2π和3/2π位相，季风的作用则体现在3/4π位相。二者共同作用，调制该模态在近一个周期内的变化。进一步研究发现，黑潮入侵的过渡态是影响该模态的关键，这时黑潮在南海的分支与流套强度相当，有利于吕宋海峡西部形成不同极性涡旋的排列，从而影响南海内部罗斯贝标准模态。对南海季风而言，冬季风与夏季风的成熟阶段是影响该模态的重要时期，但并非整个南海的季风都发挥作用，泰国湾是季风改变南海罗斯贝标准模态的关键区域，这表明局地的强迫对激发全局模态起作用。
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机载激光测深系统（Airborne laser bathymetry，ALB）因集成了具有独特水体穿透能力的绿波段（532 nm）而被广泛用于水深测量。除地形数据外ALB还记录了地物目标的辐射特性（后向散射强度），可用于条带配准、海底底质分类和几何建模。然而，由于自动增益控制（automatic gain control，AGC）设计局限，增益值调整存在延缓，对于裸露岩石、水域等高返回、低返回目标较多的海岛海岸带区域，强度补偿异常问题格外突出。针对该问题本文设计了一种基于双向移动的局部加权强度改正方法，提出索引共享机制辅以地形信息实现有效强度数据精确提取；以扫描周期为依据进行扫描线分割，通过柯尔莫可洛夫-斯米洛夫检验进行强度补偿异常区识别；通过对邻近扫描线和邻域强度联合加权进行强度改正，保证强度细节的同时较好地消除与邻域强度偏差，独特的双向移动策略能有效削弱改正不足积累造成的强度改正精度下降问题。实验证明该方法能有效解决AGC补偿异常问题，相较于改正前，改正后的强度数据平均绝对百分比误差降低了约0.27，均方根误差下降了约693，异常区强度与邻域强度偏差控制在26 [Digital number, ND]以内，得到高质量强度图像。
机载激光测深系统（Airborne laser bathymetry，ALB）因集成了具有独特水体穿透能力的绿波段（532 nm）而被广泛用于水深测量。除地形数据外ALB还记录了地物目标的辐射特性（后向散射强度），可用于条带配准、海底底质分类和几何建模。然而，由于自动增益控制（automatic gain control，AGC）设计局限，增益值调整存在延缓，对于裸露岩石、水域等高返回、低返回目标较多的海岛海岸带区域，强度补偿异常问题格外突出。针对该问题本文设计了一种基于双向移动的局部加权强度改正方法，提出索引共享机制辅以地形信息实现有效强度数据精确提取；以扫描周期为依据进行扫描线分割，通过柯尔莫可洛夫-斯米洛夫检验进行强度补偿异常区识别；通过对邻近扫描线和邻域强度联合加权进行强度改正，保证强度细节的同时较好地消除与邻域强度偏差，独特的双向移动策略能有效削弱改正不足积累造成的强度改正精度下降问题。实验证明该方法能有效解决AGC补偿异常问题，相较于改正前，改正后的强度数据平均绝对百分比误差降低了约0.27，均方根误差下降了约693，异常区强度与邻域强度偏差控制在26 [Digital number, ND]以内，得到高质量强度图像。
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生物扰动构造是表征海底环境状态的重要指标，是古沉积环境重建的主要依据；且它影响沉积物早期成岩作用以及物质的再分配，成为百年尺度沉积记录解读的干扰因素。本文基于长江口及其邻近海域的21个站位的沉积物岩心，利用高分辨X射线计算机断层扫描技术，通过matlab的数据处理，定性和定量表征了该区生物扰动构造，分析了影响生物扰动构造的主要因素。研究表明：长江口及邻近海域生物扰动构造较为发育，从功能上划分为生物扩散构造、运输构造、交换构造和廓道扩散构造等四种类型，运输构造和廓道扩散构造常见；生物扰动构造在岩心中分布形式多样，包括指数衰减型、波动衰减型、均匀分布型、脉冲分布型等垂向分布形式；扰动深度深浅不一，多数在20 cm以内，但也有超过40 cm者；生物扰动构造空间上不均一，长江口及内陆架较发育，扰动体积在0～13 972 mm3之间，而苏北沿岸、中陆架则较少，扰动体积在351～3 212 mm3之间，从岸向外生物扰动构造有减少趋势。生物扰动构造发育程度主要受底质类型、沉积速率制约，黏土质粉砂以及适宜的沉积速率（0.52～1.34 cm/a）有利于生物扰动构造发育和保存。
生物扰动构造是表征海底环境状态的重要指标，是古沉积环境重建的主要依据；且它影响沉积物早期成岩作用以及物质的再分配，成为百年尺度沉积记录解读的干扰因素。本文基于长江口及其邻近海域的21个站位的沉积物岩心，利用高分辨X射线计算机断层扫描技术，通过matlab的数据处理，定性和定量表征了该区生物扰动构造，分析了影响生物扰动构造的主要因素。研究表明：长江口及邻近海域生物扰动构造较为发育，从功能上划分为生物扩散构造、运输构造、交换构造和廓道扩散构造等四种类型，运输构造和廓道扩散构造常见；生物扰动构造在岩心中分布形式多样，包括指数衰减型、波动衰减型、均匀分布型、脉冲分布型等垂向分布形式；扰动深度深浅不一，多数在20 cm以内，但也有超过40 cm者；生物扰动构造空间上不均一，长江口及内陆架较发育，扰动体积在0～13 972 mm3之间，而苏北沿岸、中陆架则较少，扰动体积在351～3 212 mm3之间，从岸向外生物扰动构造有减少趋势。生物扰动构造发育程度主要受底质类型、沉积速率制约，黏土质粉砂以及适宜的沉积速率（0.52～1.34 cm/a）有利于生物扰动构造发育和保存。
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辽东湾是我国冬季冰情最严重的海区，大面积海冰覆盖会对海上经济活动产生严重影响。本文以辽东湾海冰为研究对象，基于MODIS卫星影像资料重构了辽东湾2001−2021年海冰分布面积时间序列。同时，确定了辽东湾浮冰范围与海冰分布面积的非线性关系式，并利用此关系式将辽东湾历史海冰最大分布面积延拓至1953年。通过对其年际变化趋势进行研究，获得工程设计重现期辽东湾海冰分布面积。进一步分析了辽东湾海冰最大分布面积的影响因子，结果表明海冰最大分布面积与冻冰度日及北风分量的相关系数达0.96。此外，分析了秋季北极部分海区海冰密集度与辽东湾冬季海冰覆盖程度的相关性。本文成果可为辽东湾海冰长期趋势研究和海冰灾害的预报预警工作提供基本数据支撑。
辽东湾是我国冬季冰情最严重的海区，大面积海冰覆盖会对海上经济活动产生严重影响。本文以辽东湾海冰为研究对象，基于MODIS卫星影像资料重构了辽东湾2001−2021年海冰分布面积时间序列。同时，确定了辽东湾浮冰范围与海冰分布面积的非线性关系式，并利用此关系式将辽东湾历史海冰最大分布面积延拓至1953年。通过对其年际变化趋势进行研究，获得工程设计重现期辽东湾海冰分布面积。进一步分析了辽东湾海冰最大分布面积的影响因子，结果表明海冰最大分布面积与冻冰度日及北风分量的相关系数达0.96。此外，分析了秋季北极部分海区海冰密集度与辽东湾冬季海冰覆盖程度的相关性。本文成果可为辽东湾海冰长期趋势研究和海冰灾害的预报预警工作提供基本数据支撑。
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本文利用降水数据、从拉格朗日观点追踪了热带季节内振荡（MJO）的路径，对其在海洋性大陆（100°～120°E）区域的分布及机制进行了探讨。以24 h内超过12 mm的降水范围为MJO的对流区域，以该区域的“重心”为MJO的对流中心，追踪MJO的路径，并形成其路径集。由于向东传播的MJO主要发生在北半球冬季，因此我们聚焦于MJO在北半球冬季的路径分布特征。结果表明，以降水量来衡量，MJO事件主要从赤道附近（5°S～5°N）通过印尼海区域。这和前人以对外长波辐射（OLR）为指标得到的MJO在印尼海区域向南偏折有明显的区别。此外，与MJO伴随的降水主要从赤道附近通过的结论不依赖于厄尔尼诺–南方涛动（ENSO）及印度洋偶极子（IOD）等背景气候态。机制分析表明，与MJO伴随的降水通过印尼海区域的路径主要受强的海表热通量异常的调制，而与暖海表温度（SST）异常的区域并不一致，这也造成了从降水和OLR两个不同角度看到的MJO通过印尼海区域的路径不一致。
本文利用降水数据、从拉格朗日观点追踪了热带季节内振荡（MJO）的路径，对其在海洋性大陆（100°～120°E）区域的分布及机制进行了探讨。以24 h内超过12 mm的降水范围为MJO的对流区域，以该区域的“重心”为MJO的对流中心，追踪MJO的路径，并形成其路径集。由于向东传播的MJO主要发生在北半球冬季，因此我们聚焦于MJO在北半球冬季的路径分布特征。结果表明，以降水量来衡量，MJO事件主要从赤道附近（5°S～5°N）通过印尼海区域。这和前人以对外长波辐射（OLR）为指标得到的MJO在印尼海区域向南偏折有明显的区别。此外，与MJO伴随的降水主要从赤道附近通过的结论不依赖于厄尔尼诺–南方涛动（ENSO）及印度洋偶极子（IOD）等背景气候态。机制分析表明，与MJO伴随的降水通过印尼海区域的路径主要受强的海表热通量异常的调制，而与暖海表温度（SST）异常的区域并不一致，这也造成了从降水和OLR两个不同角度看到的MJO通过印尼海区域的路径不一致。
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17β-羟类固醇脱氢酶（17β-HSDs）是性类固醇激素合成过程中最后步骤的氧化还原酶，在动物性腺发育、生殖调控中发挥重要作用。本研究基于全基因组数据，利用RACE技术和多种生物信息学软件对缢蛏17β-HSDs基因家族成员进行了鉴定、染色体定位和系统进化分析，并利用qRT-PCR 技术研究了其在不同组织、性腺不同发育时期的表达特征。结果表明，缢蛏17β-HSD6、17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因分别定位在4条不同染色体上，所编码的蛋白均具有SDR超家族的保守结构域；系统进化结果表明，缢蛏17β-HSDs家族成员分化明显，各自聚为独立分支。qRT-PCR分析显示，缢蛏17β-HSDs基因在8个组织中均有表达，且在性腺和肝胰腺中的表达量较高；在缢蛏性腺发育过程中，17β-HSD6基因在精巢和卵巢排放期的表达量较高，17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因在两性性腺中的表达均呈现先升高再降低的变化趋势，均在成熟期的表达量较高；在成熟期，17β-HSD10基因在精巢的表达量显著高于卵巢（P < 0.05），而17β-HSD12、17β-HSD14基因在卵巢中的表达量显著高于精巢（P < 0.05）。综上结果表明，17β-HSD6基因可能不参与调控缢蛏性腺发育过程，而17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因的表达与性腺发育过程密切相关，推测其可能通过介导性类固醇激素的合成与代谢调控缢蛏性腺发育过程。研究结果将为深入研究贝类17β-HSDs调控性腺发育、生殖内分泌机制奠定理论基础。
17β-羟类固醇脱氢酶（17β-HSDs）是性类固醇激素合成过程中最后步骤的氧化还原酶，在动物性腺发育、生殖调控中发挥重要作用。本研究基于全基因组数据，利用RACE技术和多种生物信息学软件对缢蛏17β-HSDs基因家族成员进行了鉴定、染色体定位和系统进化分析，并利用qRT-PCR 技术研究了其在不同组织、性腺不同发育时期的表达特征。结果表明，缢蛏17β-HSD6、17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因分别定位在4条不同染色体上，所编码的蛋白均具有SDR超家族的保守结构域；系统进化结果表明，缢蛏17β-HSDs家族成员分化明显，各自聚为独立分支。qRT-PCR分析显示，缢蛏17β-HSDs基因在8个组织中均有表达，且在性腺和肝胰腺中的表达量较高；在缢蛏性腺发育过程中，17β-HSD6基因在精巢和卵巢排放期的表达量较高，17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因在两性性腺中的表达均呈现先升高再降低的变化趋势，均在成熟期的表达量较高；在成熟期，17β-HSD10基因在精巢的表达量显著高于卵巢（P < 0.05），而17β-HSD12、17β-HSD14基因在卵巢中的表达量显著高于精巢（P < 0.05）。综上结果表明，17β-HSD6基因可能不参与调控缢蛏性腺发育过程，而17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因的表达与性腺发育过程密切相关，推测其可能通过介导性类固醇激素的合成与代谢调控缢蛏性腺发育过程。研究结果将为深入研究贝类17β-HSDs调控性腺发育、生殖内分泌机制奠定理论基础。
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基于生态系统的渔业管理的理念已得到广泛认同，但其在海洋牧场建设中的应用仍非常少见。本研究根据2020-2021年在蜈支洲岛海域开展的渔业资源底拖网调查数据，构建了海洋牧场质量谱模型（SSM），反映了海洋牧场中食物网的复杂结构以及种间的相互作用，以评估捕捞对海洋牧场鱼类群落的影响。研究通过对两种管理策略（单物种管理和多物种管理）的模拟，分析了特定种类的捕捞死亡率的改变对鱼类群落产生的影响，并利用群落总生物量、质量谱斜率、平均最大体重、平均体重和大型鱼类指数5种群落生态指标监测了鱼类群落的特征状态。单物种管理策略结果显示，蜈支洲岛海洋牧场生态系统呈现下行控制效应，肉食性鱼类对浮游生物食性鱼类存在着强烈的调控作用。捕捞死亡率变化后，不同物种间竞争捕食等复杂的相互作用产生营养级联效应。多物种管理策略结果显示，灰海鳗（Muraenesox cinereus）的捕捞死亡率对群落质量谱斜率影响最大，大头狗母鱼（Trachiocephalus myops）和灰海鳗的捕捞死亡率对鱼类群落生物量和群落结构及功能的影响最大。研究结果对于保护和维持鱼类群落稳定方面具有重要意义，能够帮助管理者更好地了解捕捞死亡率变化对鱼类群落产生的潜在影响，从而根据物种对渔业的重要性制定可行且有效的保护和管理策略。
基于生态系统的渔业管理的理念已得到广泛认同，但其在海洋牧场建设中的应用仍非常少见。本研究根据2020-2021年在蜈支洲岛海域开展的渔业资源底拖网调查数据，构建了海洋牧场质量谱模型（SSM），反映了海洋牧场中食物网的复杂结构以及种间的相互作用，以评估捕捞对海洋牧场鱼类群落的影响。研究通过对两种管理策略（单物种管理和多物种管理）的模拟，分析了特定种类的捕捞死亡率的改变对鱼类群落产生的影响，并利用群落总生物量、质量谱斜率、平均最大体重、平均体重和大型鱼类指数5种群落生态指标监测了鱼类群落的特征状态。单物种管理策略结果显示，蜈支洲岛海洋牧场生态系统呈现下行控制效应，肉食性鱼类对浮游生物食性鱼类存在着强烈的调控作用。捕捞死亡率变化后，不同物种间竞争捕食等复杂的相互作用产生营养级联效应。多物种管理策略结果显示，灰海鳗（Muraenesox cinereus）的捕捞死亡率对群落质量谱斜率影响最大，大头狗母鱼（Trachiocephalus myops）和灰海鳗的捕捞死亡率对鱼类群落生物量和群落结构及功能的影响最大。研究结果对于保护和维持鱼类群落稳定方面具有重要意义，能够帮助管理者更好地了解捕捞死亡率变化对鱼类群落产生的潜在影响，从而根据物种对渔业的重要性制定可行且有效的保护和管理策略。
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本文结合卫星高度计和漂流浮标数据，采取海表面高度法发现并跟踪了墨西哥湾东南部附近发生的一次暖涡融合事件，通过该典型暖涡融合过程的研究初步揭示了涡间融合作用模式，有助于进一步理解复杂涡旋作用机制。欧拉涡旋结果显示，一对暖涡彼此吸引并伴随传播3周以上，随后融合为统一涡旋结构并继续向西传播。被其捕获的浮标提供了融合前后的拉格朗日涡旋轨迹，在融合发生前8天时，一个浮标随水流交换切换了原本追随的暖涡，表明融合事件被高度计观测到之前，涡间水体交流作用已经比较显著。融合前后，欧拉涡旋和拉格朗日涡旋半径均存在较大改变，其中欧拉半径提升了96.2%，受两个暖涡牵引的漂流浮标的拉格朗日半径分别提升了49.1%和115.6%。受融合效应影响，海表面温度场也表现出不同的环境响应，进一步验证了融合过程的发生。最后，对融合前后动能、涡度和散度等动力学演变，以及半径、振幅和形状等形态学变化的分析表明：融合大致经历了涡旋渐近、水体交流、轮廓压缩形变、拉长椭圆涡旋生成和边界重塑等过程；涡心所在平面的垂直结构主要表现为由双峰向单峰的演变；涡旋融合后实现了能量向中尺度的逆级联；受限于单核涡结构，在融合过程中部分属性统计存在偏差，可能导致事件前后发生突变。
本文结合卫星高度计和漂流浮标数据，采取海表面高度法发现并跟踪了墨西哥湾东南部附近发生的一次暖涡融合事件，通过该典型暖涡融合过程的研究初步揭示了涡间融合作用模式，有助于进一步理解复杂涡旋作用机制。欧拉涡旋结果显示，一对暖涡彼此吸引并伴随传播3周以上，随后融合为统一涡旋结构并继续向西传播。被其捕获的浮标提供了融合前后的拉格朗日涡旋轨迹，在融合发生前8天时，一个浮标随水流交换切换了原本追随的暖涡，表明融合事件被高度计观测到之前，涡间水体交流作用已经比较显著。融合前后，欧拉涡旋和拉格朗日涡旋半径均存在较大改变，其中欧拉半径提升了96.2%，受两个暖涡牵引的漂流浮标的拉格朗日半径分别提升了49.1%和115.6%。受融合效应影响，海表面温度场也表现出不同的环境响应，进一步验证了融合过程的发生。最后，对融合前后动能、涡度和散度等动力学演变，以及半径、振幅和形状等形态学变化的分析表明：融合大致经历了涡旋渐近、水体交流、轮廓压缩形变、拉长椭圆涡旋生成和边界重塑等过程；涡心所在平面的垂直结构主要表现为由双峰向单峰的演变；涡旋融合后实现了能量向中尺度的逆级联；受限于单核涡结构，在融合过程中部分属性统计存在偏差，可能导致事件前后发生突变。
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盐度是水产动物肠道微生物稳态的重要影响因子，其对水产动物的生长和健康起着重要影响。缢蛏（Sinonovacula constricta）是一种埋栖类的滩涂养殖贝类，常受到盐度波动的影响。然而，盐度是否对缢蛏肠道组织及其肠道菌群造成不利影响尚不清楚。为此，本研究设置了低盐（5）、正常盐度（20）和高盐（35）3个不同的盐度胁迫组，分别在胁迫前（正常盐度20，0 d）和胁迫15 d后收集缢蛏样品，利用组织病理学、16S rRNA高通量测序技术以及PICRUSt2对各处理组样品的肠道组织结构、菌群构成及其潜在功能进行比较分析。结果显示，15 d的急性盐胁迫对缢蛏肠道组织造成了不同程度的损害，表现为细胞空泡、组织坏死和绒毛杂乱等。在所有组中共鉴定到712个细菌OTUs，其中共有OTUs占细菌总数的6.2%。低盐和高盐胁迫下缢蛏肠道主要优势菌分别隶属于γ-变形菌纲（γ-Proteobacteria）和α-变形菌纲（α-Proteobacteria）。急性盐胁迫改变了肠道细菌α-多样性，且在低盐组中物种丰富度最低。低盐和高盐胁迫下缢蛏肠道细菌群落结构均发生了显著改变（p < 0.002），同时伴随肠道菌群种间互作的降低。3种盐度胁迫下缢蛏肠道菌群组装的生态过程主要是确定性过程，而在低盐胁迫下其确定性过程有所降低。功能预测结果表明，急性盐胁迫显著改变了缢蛏肠道菌群介导的营养物质和能量代谢等相关的功能通路丰度，而与免疫相关的功能通路丰度在高盐组中显著升高。本研究结果表明，急性盐胁迫可引起缢蛏肠道发生病理损伤并伴随肠道菌群及其潜在功能的明显改变，这些改变可能影响缢蛏的健康。
盐度是水产动物肠道微生物稳态的重要影响因子，其对水产动物的生长和健康起着重要影响。缢蛏（Sinonovacula constricta）是一种埋栖类的滩涂养殖贝类，常受到盐度波动的影响。然而，盐度是否对缢蛏肠道组织及其肠道菌群造成不利影响尚不清楚。为此，本研究设置了低盐（5）、正常盐度（20）和高盐（35）3个不同的盐度胁迫组，分别在胁迫前（正常盐度20，0 d）和胁迫15 d后收集缢蛏样品，利用组织病理学、16S rRNA高通量测序技术以及PICRUSt2对各处理组样品的肠道组织结构、菌群构成及其潜在功能进行比较分析。结果显示，15 d的急性盐胁迫对缢蛏肠道组织造成了不同程度的损害，表现为细胞空泡、组织坏死和绒毛杂乱等。在所有组中共鉴定到712个细菌OTUs，其中共有OTUs占细菌总数的6.2%。低盐和高盐胁迫下缢蛏肠道主要优势菌分别隶属于γ-变形菌纲（γ-Proteobacteria）和α-变形菌纲（α-Proteobacteria）。急性盐胁迫改变了肠道细菌α-多样性，且在低盐组中物种丰富度最低。低盐和高盐胁迫下缢蛏肠道细菌群落结构均发生了显著改变（p < 0.002），同时伴随肠道菌群种间互作的降低。3种盐度胁迫下缢蛏肠道菌群组装的生态过程主要是确定性过程，而在低盐胁迫下其确定性过程有所降低。功能预测结果表明，急性盐胁迫显著改变了缢蛏肠道菌群介导的营养物质和能量代谢等相关的功能通路丰度，而与免疫相关的功能通路丰度在高盐组中显著升高。本研究结果表明，急性盐胁迫可引起缢蛏肠道发生病理损伤并伴随肠道菌群及其潜在功能的明显改变，这些改变可能影响缢蛏的健康。
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海水声速剖面通常使用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function，EOF）进行稀疏表示，然而基函数会受到数据完备性和数据测量时间的制约，其代表性误差会导致声速剖面重构精度受限。为了提高声速剖面的重构精度，本文利用模糊C均值聚类对BOA_Argo历史数据集进行聚类分析，探讨不同聚类空间的训练集数据对实测声速剖面重构精度的影响。研究表明，声速剖面具有明显的时空聚集特性，聚类后的历史声速剖面集生成的基函数和平均声速剖面具有最优的重构性能。本文研究结果有助于为历史声速剖面训练集的选取提供实际指导意义，进而提高声速剖面重构精度乃至反演精度。
海水声速剖面通常使用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function，EOF）进行稀疏表示，然而基函数会受到数据完备性和数据测量时间的制约，其代表性误差会导致声速剖面重构精度受限。为了提高声速剖面的重构精度，本文利用模糊C均值聚类对BOA_Argo历史数据集进行聚类分析，探讨不同聚类空间的训练集数据对实测声速剖面重构精度的影响。研究表明，声速剖面具有明显的时空聚集特性，聚类后的历史声速剖面集生成的基函数和平均声速剖面具有最优的重构性能。本文研究结果有助于为历史声速剖面训练集的选取提供实际指导意义，进而提高声速剖面重构精度乃至反演精度。
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栖息环境是生物生存的必要条件，生物与非生物因子共同影响海洋生物的空间分布。本研究以海州湾的六丝钝尾虾虎鱼（Amblychaeturichthys hexanema）为例，利用3种贝叶斯模型对2013−2022年春、秋季在海州湾进行的渔业资源底拖网调查和环境监测数据进行分析，以探究六丝钝尾虾虎鱼的栖息分布特征以及主要影响因子。通过比较发现，贝叶斯正则化神经网络（BRNN）模型具有较好的拟合效果和预测性能，故本研究应用该模型进行分析。研究结果显示，六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度与饵料生物相对资源密度呈正相关关系；随着底层水温、底层盐度、水深、捕食者和竞争者的增加，六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度呈现先上升或保持相对平稳，而后下降的趋势。海州湾春、秋季六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度均呈现自西南向东北递减的趋势，且西南近岸浅海区的资源密度较高。秋季的资源密度高于春季，同时2018年、2021年和2022年秋季六丝钝尾虾虎鱼在34.7°～36°N、121°～121.6°E之间的离岸较远的海域出现了资源聚集区。本研究将有助于深入了解六丝钝尾虾虎鱼的栖息分布特征及主要影响因素，为其资源养护和科学管理提供理论依据。
栖息环境是生物生存的必要条件，生物与非生物因子共同影响海洋生物的空间分布。本研究以海州湾的六丝钝尾虾虎鱼（Amblychaeturichthys hexanema）为例，利用3种贝叶斯模型对2013−2022年春、秋季在海州湾进行的渔业资源底拖网调查和环境监测数据进行分析，以探究六丝钝尾虾虎鱼的栖息分布特征以及主要影响因子。通过比较发现，贝叶斯正则化神经网络（BRNN）模型具有较好的拟合效果和预测性能，故本研究应用该模型进行分析。研究结果显示，六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度与饵料生物相对资源密度呈正相关关系；随着底层水温、底层盐度、水深、捕食者和竞争者的增加，六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度呈现先上升或保持相对平稳，而后下降的趋势。海州湾春、秋季六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度均呈现自西南向东北递减的趋势，且西南近岸浅海区的资源密度较高。秋季的资源密度高于春季，同时2018年、2021年和2022年秋季六丝钝尾虾虎鱼在34.7°～36°N、121°～121.6°E之间的离岸较远的海域出现了资源聚集区。本研究将有助于深入了解六丝钝尾虾虎鱼的栖息分布特征及主要影响因素，为其资源养护和科学管理提供理论依据。
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解析四维集合变分数据同化方法是一种无需伴随的、完全继承四维变分非线性处理能力的、“流依赖”的、非顺序数据同化方法。本研究基于解析四维集合变分，开展全球正压谱模式初始场优化研究，验证解析四维集合变分的同化能力，并构建了高效的扰动集合成员生成方案，将解析四维集合变分降维到了样本空间，最后检验了解析四维集合变分对同化积分窗口长度和观测采样间隔的敏感性。试验结果表明，解析四维集合变分能优化全球正压谱模式的初始场，降维到样本空间后，只需要80个集合成员就可以取得很好的同化效果，在较长的同化积分窗口和观测采样间隔的条件下也可以达到理想的同化效果。
解析四维集合变分数据同化方法是一种无需伴随的、完全继承四维变分非线性处理能力的、“流依赖”的、非顺序数据同化方法。本研究基于解析四维集合变分，开展全球正压谱模式初始场优化研究，验证解析四维集合变分的同化能力，并构建了高效的扰动集合成员生成方案，将解析四维集合变分降维到了样本空间，最后检验了解析四维集合变分对同化积分窗口长度和观测采样间隔的敏感性。试验结果表明，解析四维集合变分能优化全球正压谱模式的初始场，降维到样本空间后，只需要80个集合成员就可以取得很好的同化效果，在较长的同化积分窗口和观测采样间隔的条件下也可以达到理想的同化效果。
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紫贻贝（Mytilus galloprovincialis）是富集麻痹性贝类毒素（paralytic shellfish toxins, PSTs）能力很强的代表性双壳贝类，但研究表明紫贻贝暴露于PSTs也会引起机体炎症反应，其作用机理及对毒素代谢影响尚不清楚。本研究采用转录组学与代谢组学联合分析技术，比较了产PSTs链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）赤潮发生的不同时期，紫贻贝机体的基因表达量与代谢物含量差异，以解析PSTs胁迫下紫贻贝机体的炎症反应机制。结果表明，紫贻贝暴露于PSTs后表达的基因和代谢物均发生显著变化，其中差异表达基因17232个，差异代谢物341个。基于联合分析，差异表达基因与差异代谢物显著富集在花生四烯酸和谷胱甘肽代谢通路中，基因PLA2G2F、ALOX5、TBXAS1以及代谢物ARA、PGH2、TXA2、LTA4、5-HETE对贻贝机体的促炎反应中发挥重要作用；而基因GPX4、CYP2J2和代谢物15-HETE、GSH则调节机体炎症的消退，构成了一个复杂的炎症调节信号网络。本研究揭示花生四烯酸相关通路在贻贝机体炎症反应过程中具有重要调控作用，为下一步深度揭示PSTs胁迫下贻贝机体炎症网络化响应机制提供了研究基础。
紫贻贝（Mytilus galloprovincialis）是富集麻痹性贝类毒素（paralytic shellfish toxins, PSTs）能力很强的代表性双壳贝类，但研究表明紫贻贝暴露于PSTs也会引起机体炎症反应，其作用机理及对毒素代谢影响尚不清楚。本研究采用转录组学与代谢组学联合分析技术，比较了产PSTs链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）赤潮发生的不同时期，紫贻贝机体的基因表达量与代谢物含量差异，以解析PSTs胁迫下紫贻贝机体的炎症反应机制。结果表明，紫贻贝暴露于PSTs后表达的基因和代谢物均发生显著变化，其中差异表达基因17232个，差异代谢物341个。基于联合分析，差异表达基因与差异代谢物显著富集在花生四烯酸和谷胱甘肽代谢通路中，基因PLA2G2F、ALOX5、TBXAS1以及代谢物ARA、PGH2、TXA2、LTA4、5-HETE对贻贝机体的促炎反应中发挥重要作用；而基因GPX4、CYP2J2和代谢物15-HETE、GSH则调节机体炎症的消退，构成了一个复杂的炎症调节信号网络。本研究揭示花生四烯酸相关通路在贻贝机体炎症反应过程中具有重要调控作用，为下一步深度揭示PSTs胁迫下贻贝机体炎症网络化响应机制提供了研究基础。
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潮位与盐度是影响桐花树幼苗生长发育的重要环境因子，在一定程度上决定桐花树胚胎能否成功着陆与快速成苗。本文采用室内控制实验观测桐花树胚胎萌动期根系发育过程，进而探讨盐度、淹水时长、盐度−淹水时长交互作用对胚根萌发及生长的影响。结果表明：（1）模拟低低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎24 h/d培养处理组,桐花树胚胎无法萌根。模拟中低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎6 h/d + 浸泡胚根18h/d培养处理组，胚胎平均萌根率最高，胚根最长。模拟高高潮位胚胎基部浸泡水体环境的浸泡胚根培养处理组，胚胎萌根率与平均萌根率最低，胚根数量最少。模拟高高潮位胚胎基部扎入潮滩环境的蛭石浅插培养处理组，胚根萌发最慢，萌根率最高，胚根最短、数量最多。（2）在盐度为0的环境中，培养13 d后胚根最长。在盐度为10的环境中，培养后的前13 d胚根最长、数量最多。在盐度为20的环境中，萌根率、平均萌根率以及胚根长度和数量明显偏低，胚根萌发与生长受到抑制。（3）淹水时长−盐度交互作用对桐花树胚根生长影响显著，若淹水时长、盐度处于桐花树胚胎萌根耐受范围内，淹水时长−盐度复合胁迫下胚胎依然能够正常萌根。人工培育桐花树幼苗，采用完全浸泡胚胎6 h/d+浸泡胚根18 h/d，盐度为10培养胚根生长发育最优。研究结果可为潮间带桐花树幼苗人工培育与保护提供部分理论依据。
潮位与盐度是影响桐花树幼苗生长发育的重要环境因子，在一定程度上决定桐花树胚胎能否成功着陆与快速成苗。本文采用室内控制实验观测桐花树胚胎萌动期根系发育过程，进而探讨盐度、淹水时长、盐度−淹水时长交互作用对胚根萌发及生长的影响。结果表明：（1）模拟低低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎24 h/d培养处理组,桐花树胚胎无法萌根。模拟中低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎6 h/d + 浸泡胚根18h/d培养处理组，胚胎平均萌根率最高，胚根最长。模拟高高潮位胚胎基部浸泡水体环境的浸泡胚根培养处理组，胚胎萌根率与平均萌根率最低，胚根数量最少。模拟高高潮位胚胎基部扎入潮滩环境的蛭石浅插培养处理组，胚根萌发最慢，萌根率最高，胚根最短、数量最多。（2）在盐度为0的环境中，培养13 d后胚根最长。在盐度为10的环境中，培养后的前13 d胚根最长、数量最多。在盐度为20的环境中，萌根率、平均萌根率以及胚根长度和数量明显偏低，胚根萌发与生长受到抑制。（3）淹水时长−盐度交互作用对桐花树胚根生长影响显著，若淹水时长、盐度处于桐花树胚胎萌根耐受范围内，淹水时长−盐度复合胁迫下胚胎依然能够正常萌根。人工培育桐花树幼苗，采用完全浸泡胚胎6 h/d+浸泡胚根18 h/d，盐度为10培养胚根生长发育最优。研究结果可为潮间带桐花树幼苗人工培育与保护提供部分理论依据。
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为掌握红海滩翅碱蓬群落分布现状及修复情况，本文采用2018-2022年HY-1C卫星CZI数据，基于现场实测光谱特征分析，构建翅碱蓬遥感提取模型，获得了5期翅碱蓬群落空间分布数据，提取精度优于87%；基于提取结果，开展了红海滩翅碱蓬群落时空分布及类型水平上景观格局的变化分析，结果显示：近5年来，翅碱蓬群落分布面积总体呈显著增加趋势，斑块类型面积（CA）、斑块所占景观面积比例（PLAND）、最大斑块指数（LPI）、有效网格大小（MESH）、平均斑块面积（AREA_MN）等指标呈先减少后上升趋势，破碎化指数（SPLIT）先增大后减小、聚集指数（AI）总体呈上升趋势，可见翅碱蓬群落在红海滩景观构成中占比逐年增大，景观形状复杂度提升，破碎化势头得到逆转，聚集性分布趋势较为明显，这说明自2019年开始实施的翅碱蓬规模化修复工程成效显著；另一方面，翅碱蓬群落生境在总体持续向好的同时又表现出恢复水平空间不均衡的特点，大致为中、东部好于西部，南部好于北部。本文结果可为修复工程的效果评估工作提供基础数据，并为今后修复施工的空间布局规划提供决策参考。
为掌握红海滩翅碱蓬群落分布现状及修复情况，本文采用2018-2022年HY-1C卫星CZI数据，基于现场实测光谱特征分析，构建翅碱蓬遥感提取模型，获得了5期翅碱蓬群落空间分布数据，提取精度优于87%；基于提取结果，开展了红海滩翅碱蓬群落时空分布及类型水平上景观格局的变化分析，结果显示：近5年来，翅碱蓬群落分布面积总体呈显著增加趋势，斑块类型面积（CA）、斑块所占景观面积比例（PLAND）、最大斑块指数（LPI）、有效网格大小（MESH）、平均斑块面积（AREA_MN）等指标呈先减少后上升趋势，破碎化指数（SPLIT）先增大后减小、聚集指数（AI）总体呈上升趋势，可见翅碱蓬群落在红海滩景观构成中占比逐年增大，景观形状复杂度提升，破碎化势头得到逆转，聚集性分布趋势较为明显，这说明自2019年开始实施的翅碱蓬规模化修复工程成效显著；另一方面，翅碱蓬群落生境在总体持续向好的同时又表现出恢复水平空间不均衡的特点，大致为中、东部好于西部，南部好于北部。本文结果可为修复工程的效果评估工作提供基础数据，并为今后修复施工的空间布局规划提供决策参考。
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南大西洋中脊26°S热液区玄武岩中斜长石的成分和结构特征为研究岩浆演化特征提供了重要依据。在对玄武岩岩相学观察、斜长石成分分析的基础上，对不同阶段斜长石的结构及成分进行对比，探讨岩浆演化的过程。结果表明：研究区以斑状玄武岩为主，斜长石斑晶常见连晶结构、韵律环带、溶解与再吸收、生长结构，基质中的斜长石主要呈针状和燕尾状；SMAR26°S（南大西洋中脊26°S）热液区玄武岩主要为钠质拉斑玄武岩，岩浆演化早期以形成培长石为主，晚期以形成拉长石为主，整个演化过程中CaO和Al2O3含量下降，而SiO2、Na2O、FeOT和MgO含量上升；从斜长石斑晶的核部→边部→基质中的斜长石微晶，An值整体下降，斜长石斑晶边部的An值与基质中斜长石微晶An值部分重合，形成温度总体有逐渐下降趋势。由此反映出地幔岩浆形成后在上涌过程中可能经历了减压挥发分逸出、晶体在深部的熔蚀、熔体过饱和结晶、低Si同源岩浆的混合、同喷发脱气岩浆迅速减压的过程。
南大西洋中脊26°S热液区玄武岩中斜长石的成分和结构特征为研究岩浆演化特征提供了重要依据。在对玄武岩岩相学观察、斜长石成分分析的基础上，对不同阶段斜长石的结构及成分进行对比，探讨岩浆演化的过程。结果表明：研究区以斑状玄武岩为主，斜长石斑晶常见连晶结构、韵律环带、溶解与再吸收、生长结构，基质中的斜长石主要呈针状和燕尾状；SMAR26°S（南大西洋中脊26°S）热液区玄武岩主要为钠质拉斑玄武岩，岩浆演化早期以形成培长石为主，晚期以形成拉长石为主，整个演化过程中CaO和Al2O3含量下降，而SiO2、Na2O、FeOT和MgO含量上升；从斜长石斑晶的核部→边部→基质中的斜长石微晶，An值整体下降，斜长石斑晶边部的An值与基质中斜长石微晶An值部分重合，形成温度总体有逐渐下降趋势。由此反映出地幔岩浆形成后在上涌过程中可能经历了减压挥发分逸出、晶体在深部的熔蚀、熔体过饱和结晶、低Si同源岩浆的混合、同喷发脱气岩浆迅速减压的过程。
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珠江口地处南海北部，滩涂资源丰富，潮间带大型底栖生物物种多样性高。然而，目前大部分潮间带相关研究和物种分布记录限于珠江口东岸，而珠江口西岸的潮间带研究相对缺乏。本文以潮间带大型底栖生物主要类群短尾下目（蟹类）为研究对象，于2021-2023年间对位于珠江口西岸的珠海市淇澳岛全岛潮间带蟹类区系进行了普查，并结合历史资料记录物种的整理和校订，更新了淇澳岛潮间带蟹类物种名录，并对其生境与地理分布特点进行了分析。本研究共采集蟹类标本90号，分属10科21属31种，其中帕氏东方相手蟹（Orisarma patshuni）、莱氏异额蟹（Anomalifrons lightana）等17种为淇澳岛新记录，高野近方蟹（Hemigrapsus takanoi）为珠江口新记录。结合历史记录，目前淇澳岛共记录潮间带蟹类13科29属48种，其中以相手蟹科（10种）、弓蟹科（10种）和沙蟹科（8种）的物种最为丰富；区系成分主要由东亚特有类群与印度-西太平洋或西太平洋沿岸分布类群构成，具有典型的东亚暖水性特征；各类生境中以泥质滩涂和红树林边缘的蟹类物种最为丰富。至本文止，珠江口西岸潮间带蟹类记录物种数已由31种提升至55种，与珠江口东岸记录物种数持平；珠江口两岸记录总数已达14科38属77种，其中两岸共有种（33种）占总种数的42.9%。
珠江口地处南海北部，滩涂资源丰富，潮间带大型底栖生物物种多样性高。然而，目前大部分潮间带相关研究和物种分布记录限于珠江口东岸，而珠江口西岸的潮间带研究相对缺乏。本文以潮间带大型底栖生物主要类群短尾下目（蟹类）为研究对象，于2021-2023年间对位于珠江口西岸的珠海市淇澳岛全岛潮间带蟹类区系进行了普查，并结合历史资料记录物种的整理和校订，更新了淇澳岛潮间带蟹类物种名录，并对其生境与地理分布特点进行了分析。本研究共采集蟹类标本90号，分属10科21属31种，其中帕氏东方相手蟹（Orisarma patshuni）、莱氏异额蟹（Anomalifrons lightana）等17种为淇澳岛新记录，高野近方蟹（Hemigrapsus takanoi）为珠江口新记录。结合历史记录，目前淇澳岛共记录潮间带蟹类13科29属48种，其中以相手蟹科（10种）、弓蟹科（10种）和沙蟹科（8种）的物种最为丰富；区系成分主要由东亚特有类群与印度-西太平洋或西太平洋沿岸分布类群构成，具有典型的东亚暖水性特征；各类生境中以泥质滩涂和红树林边缘的蟹类物种最为丰富。至本文止，珠江口西岸潮间带蟹类记录物种数已由31种提升至55种，与珠江口东岸记录物种数持平；珠江口两岸记录总数已达14科38属77种，其中两岸共有种（33种）占总种数的42.9%。
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2022年12月16日成功发射的SWOT卫星是新一代宽刈幅测高任务，预期可以提供全球海域及内陆水面的二维条带高度信息，有望解决传统一维观测值解算垂线偏差方向分量精度不一的问题。本文利用SWOT模拟数据联立多个方向求解沿轨垂线偏差，并根据模拟数据特点提出两种提升解算精度方案：一是选取联立观测值时适当增大距离，二是根据SWOT条带数据质量分别赋权。与EGM2008模型检核表明，SWOT模拟数据求得的垂线偏差南北向检核标准差为0.416 8角秒，东西向模型检核标准差为0.472 9角秒，解算质量优于其他方案，证明了改进方案的可行性，并利用天宫二号宽刈幅数据进行了方法验证，表明可应用于SWOT真实数据求解垂线偏差。
2022年12月16日成功发射的SWOT卫星是新一代宽刈幅测高任务，预期可以提供全球海域及内陆水面的二维条带高度信息，有望解决传统一维观测值解算垂线偏差方向分量精度不一的问题。本文利用SWOT模拟数据联立多个方向求解沿轨垂线偏差，并根据模拟数据特点提出两种提升解算精度方案：一是选取联立观测值时适当增大距离，二是根据SWOT条带数据质量分别赋权。与EGM2008模型检核表明，SWOT模拟数据求得的垂线偏差南北向检核标准差为0.416 8角秒，东西向模型检核标准差为0.472 9角秒，解算质量优于其他方案，证明了改进方案的可行性，并利用天宫二号宽刈幅数据进行了方法验证，表明可应用于SWOT真实数据求解垂线偏差。
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理解增暖背景下海洋环境的演化过程是海洋学和气候学一项重要的研究内容。在地质历史时期，地球经历了多次增暖时段（包括早全新世），这为认识海洋环境演化过程提供了参照物。早全新世全球气候经历了快速增暖，并伴随着冰原融化和海平面快速上升，对包括白令海在内的高纬边缘海的沉积过程和海洋环境产生显著影响。白令海发育宽阔的大陆架，毗邻北美大陆，接受来自育空河、阿纳德尔河和库斯科维姆河物质的供给。目前我们对白令海如何响应早全新世气候的认识还存在明显不足。本研究对位于白令海北部陆坡LV63-19-3岩心沉积物中陆源碎屑组份进行了高分辨率调查，结合沉积年龄模型，研究了早中全新世（～11.7 – 5.5 ka）白令海北部陆坡陆源沉积演化过程。研究结果显示，在11.5～11 ka期间白令海北部陆坡沉积速率高达～392.9 cm/ka，在约1.3 ka（9.7 ka）以后降至16.8 cm/ka。在～11～10.7 ka，发现一层厚约40 cm的暗色纹层状沉积层。在高沉积速率时段，沉积物平均粒径较细，9 ka以后平均粒径逐渐增大。主微量元素分析结果表明，陆源碎屑沉积物母岩性质以长英质沉积物为主，并存在少量火山碎屑源贡献。白令海北部陆坡高沉积速率事件对应于冰原融水脉冲（MWP）-1B事件（～11.4～11.1 ka），并导致白令海陆坡硅质生产力勃发。在11～10.7 ka研究区春夏季海冰覆盖增加抑制底层水体氧供给，夏秋季持续冰川融水和高表层生产力进一步加剧了白令海陆坡底层水体缺氧，二者促进了纹层状沉积层的形成。9 ka以后白令海季节性海冰活动增强，但是陆源碎屑物质质量累积速率则逐渐减小，表明伴随着海平面上升供给到研究区的陆源物质减少。我们认为早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变换是海平面、冰融水脉冲事件和季节性海冰活动共同作用的结果，实际上受高纬日射量、北美大陆冰原融化和全球气候变化控制。
理解增暖背景下海洋环境的演化过程是海洋学和气候学一项重要的研究内容。在地质历史时期，地球经历了多次增暖时段（包括早全新世），这为认识海洋环境演化过程提供了参照物。早全新世全球气候经历了快速增暖，并伴随着冰原融化和海平面快速上升，对包括白令海在内的高纬边缘海的沉积过程和海洋环境产生显著影响。白令海发育宽阔的大陆架，毗邻北美大陆，接受来自育空河、阿纳德尔河和库斯科维姆河物质的供给。目前我们对白令海如何响应早全新世气候的认识还存在明显不足。本研究对位于白令海北部陆坡LV63-19-3岩心沉积物中陆源碎屑组份进行了高分辨率调查，结合沉积年龄模型，研究了早中全新世（～11.7 – 5.5 ka）白令海北部陆坡陆源沉积演化过程。研究结果显示，在11.5～11 ka期间白令海北部陆坡沉积速率高达～392.9 cm/ka，在约1.3 ka（9.7 ka）以后降至16.8 cm/ka。在～11～10.7 ka，发现一层厚约40 cm的暗色纹层状沉积层。在高沉积速率时段，沉积物平均粒径较细，9 ka以后平均粒径逐渐增大。主微量元素分析结果表明，陆源碎屑沉积物母岩性质以长英质沉积物为主，并存在少量火山碎屑源贡献。白令海北部陆坡高沉积速率事件对应于冰原融水脉冲（MWP）-1B事件（～11.4～11.1 ka），并导致白令海陆坡硅质生产力勃发。在11～10.7 ka研究区春夏季海冰覆盖增加抑制底层水体氧供给，夏秋季持续冰川融水和高表层生产力进一步加剧了白令海陆坡底层水体缺氧，二者促进了纹层状沉积层的形成。9 ka以后白令海季节性海冰活动增强，但是陆源碎屑物质质量累积速率则逐渐减小，表明伴随着海平面上升供给到研究区的陆源物质减少。我们认为早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变换是海平面、冰融水脉冲事件和季节性海冰活动共同作用的结果，实际上受高纬日射量、北美大陆冰原融化和全球气候变化控制。
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利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式，分析了2019年9号台风Lekima影响黄海北部期间发生的一次海雾过程，结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾，台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送，为海雾的形成和发展提供充足的水汽，同时其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层，在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构，也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变，从而导致的湍流混合增强和大气边界层稳定度下降是引发海雾消散的重要原因。
利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式，分析了2019年9号台风Lekima影响黄海北部期间发生的一次海雾过程，结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾，台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送，为海雾的形成和发展提供充足的水汽，同时其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层，在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构，也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变，从而导致的湍流混合增强和大气边界层稳定度下降是引发海雾消散的重要原因。
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裂流是狭窄而集中的离岸方向的水流，对海岸水底变形、物质输移和游泳者安全有重要影响。波浪在垂直海岸建筑物(如丁坝，航道挡沙堤等)上产生的反射会导致沿岸驻波，在驻波节点区域由于波高很小会产生裂流，这是是海岸出现裂流原因之一。本研究通过物理模型实验给出了沙坝海岸上建筑物附近裂流系统不同于开敞水域交叉波裂流系统的特征，讨论了波高沿岸变化对裂流系统的各裂流单元流量平衡的影响。结果表明：建筑物的存在引起了沙坝和海岸之间背离建筑物方向的沿岸流动，这导致了裂流系统中各裂流单元之间存在着流量的交换，对各单元裂流流量大小和分布产生了直接影响；各单元侧向流流量对裂流的贡献依赖于单元距建筑物的距离。
裂流是狭窄而集中的离岸方向的水流，对海岸水底变形、物质输移和游泳者安全有重要影响。波浪在垂直海岸建筑物(如丁坝，航道挡沙堤等)上产生的反射会导致沿岸驻波，在驻波节点区域由于波高很小会产生裂流，这是是海岸出现裂流原因之一。本研究通过物理模型实验给出了沙坝海岸上建筑物附近裂流系统不同于开敞水域交叉波裂流系统的特征，讨论了波高沿岸变化对裂流系统的各裂流单元流量平衡的影响。结果表明：建筑物的存在引起了沙坝和海岸之间背离建筑物方向的沿岸流动，这导致了裂流系统中各裂流单元之间存在着流量的交换，对各单元裂流流量大小和分布产生了直接影响；各单元侧向流流量对裂流的贡献依赖于单元距建筑物的距离。
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最大熵模型（Maximum entropy model，Maxent）和栖息地指数（Habitat Suitability Index，HSI）模型均广泛应用于渔情预报研究。为比较两模型渔情预报效果以提升日本鲭（Scomber japonicus）资源的科学管理水平，本研究利用2003-2012年东、黄海日本鲭的渔业数据以及海表温度、海面高度、海表盐度、海表温度梯度等海洋环境数据，构建最大熵模型和HSI模型，以分析、比较两模型对东、黄海日本鲭栖息地的预测效果，并利用受试者工作特征（Receiver Operating Characteristic，ROC）曲线下面积（Area Under Curve，AUC）、模型预测的渔场概率与实际渔获量百分比之间的对应关系对两模型渔情预报效果进行了定量评价。结果表明：（1）最大熵模型预测的渔场发生高概率位置与捕捞位置基本重合，在无历史捕捞数据海域预测渔场发生的概率较低；HSI模型预测的高栖息地指数位置与捕捞位置部分重合，在无历史捕捞数据海域也可获得较高的栖息地指数，将非渔场预测为渔场的概率较高；（2）最大熵模型和HSI模型的月平均AUC值分别为0.95和0.66，故最大熵模型的预测结果相对较好；（3）使用HSI模型时，应在模型中加入非渔场数据，并加强对此类数据的收集，否则该类模型预报渔场时有扩大化的可能；使用最大熵模型时，必须提高渔业数据的空间覆盖率，否则无法全面反映渔场时空分布动态。本文研究结果可为提升东、黄海日本鲭渔情预报精度提供参考。
最大熵模型（Maximum entropy model，Maxent）和栖息地指数（Habitat Suitability Index，HSI）模型均广泛应用于渔情预报研究。为比较两模型渔情预报效果以提升日本鲭（Scomber japonicus）资源的科学管理水平，本研究利用2003-2012年东、黄海日本鲭的渔业数据以及海表温度、海面高度、海表盐度、海表温度梯度等海洋环境数据，构建最大熵模型和HSI模型，以分析、比较两模型对东、黄海日本鲭栖息地的预测效果，并利用受试者工作特征（Receiver Operating Characteristic，ROC）曲线下面积（Area Under Curve，AUC）、模型预测的渔场概率与实际渔获量百分比之间的对应关系对两模型渔情预报效果进行了定量评价。结果表明：（1）最大熵模型预测的渔场发生高概率位置与捕捞位置基本重合，在无历史捕捞数据海域预测渔场发生的概率较低；HSI模型预测的高栖息地指数位置与捕捞位置部分重合，在无历史捕捞数据海域也可获得较高的栖息地指数，将非渔场预测为渔场的概率较高；（2）最大熵模型和HSI模型的月平均AUC值分别为0.95和0.66，故最大熵模型的预测结果相对较好；（3）使用HSI模型时，应在模型中加入非渔场数据，并加强对此类数据的收集，否则该类模型预报渔场时有扩大化的可能；使用最大熵模型时，必须提高渔业数据的空间覆盖率，否则无法全面反映渔场时空分布动态。本文研究结果可为提升东、黄海日本鲭渔情预报精度提供参考。
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近年来，东海大网捕获（吨级规模以上）大黄鱼（Larimichthys crocea）频现，引起了对衰退中的野生大黄鱼资源保护的担忧。为查明东海野生大黄鱼洄游规律，本文根据2020−2022年在浙江近海产卵场和外海越冬场采集的不同批次野生大黄鱼样本，利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS）测定耳石微化学元素，结合聚类分析和主成分分析（PCA），对不同大黄鱼群体进行了划分，结合耳石的年轮特征，研究大黄鱼群体的栖息生境，推测大黄鱼洄游路线。结果表明，Ba/Ca\begin{document}$\leqq $\end{document} ![]()
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近年来，东海大网捕获（吨级规模以上）大黄鱼（Larimichthys crocea）频现，引起了对衰退中的野生大黄鱼资源保护的担忧。为查明东海野生大黄鱼洄游规律，本文根据2020−2022年在浙江近海产卵场和外海越冬场采集的不同批次野生大黄鱼样本，利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS）测定耳石微化学元素，结合聚类分析和主成分分析（PCA），对不同大黄鱼群体进行了划分，结合耳石的年轮特征，研究大黄鱼群体的栖息生境，推测大黄鱼洄游路线。结果表明，Ba/Ca
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眶灯鱼属是灯笼鱼科中物种丰度最高，种群数量最丰富的属之一，也是大洋中深层鱼类中的优势类群，但由于外部形态的高度相似，目前对眶灯鱼属的种类鉴定存在较多困难。为探究耳石地标点形态分析法在识别耳石形态相似、分布海域有较大重叠的眶灯鱼种间矢耳石差异的可行性，本文采集分布于印度洋的西氏眶灯鱼（Diaphus thiollierei）和分布于南海的喀什眶灯鱼（D. garmani）和马来眶灯鱼（D. malayanus）的耳石应用地标点法进行形态分析。分析结果显示3种眶灯鱼的矢耳石形态差异主要集中于内部听沟，内部标点贡献率达62%。网格差异可视化表明西氏眶灯鱼矢耳石翼叶长度长于其他两种，而宽度则略窄。利用Bayes函数进行分类判别，结果表明西氏眶灯鱼判别成功率达到100%，而其余两种眶灯鱼则存在少量误判。此外，本研究结合样本栖息环境差异及相互间的亲缘关系，发现造成三种眶灯鱼矢耳石听沟形态差异的主要原因可能来源于所栖息海域的巨大盐度差异，但盐度影响矢耳石听沟形态的内在生理机制还需后续的进一步研究。
眶灯鱼属是灯笼鱼科中物种丰度最高，种群数量最丰富的属之一，也是大洋中深层鱼类中的优势类群，但由于外部形态的高度相似，目前对眶灯鱼属的种类鉴定存在较多困难。为探究耳石地标点形态分析法在识别耳石形态相似、分布海域有较大重叠的眶灯鱼种间矢耳石差异的可行性，本文采集分布于印度洋的西氏眶灯鱼（Diaphus thiollierei）和分布于南海的喀什眶灯鱼（D. garmani）和马来眶灯鱼（D. malayanus）的耳石应用地标点法进行形态分析。分析结果显示3种眶灯鱼的矢耳石形态差异主要集中于内部听沟，内部标点贡献率达62%。网格差异可视化表明西氏眶灯鱼矢耳石翼叶长度长于其他两种，而宽度则略窄。利用Bayes函数进行分类判别，结果表明西氏眶灯鱼判别成功率达到100%，而其余两种眶灯鱼则存在少量误判。此外，本研究结合样本栖息环境差异及相互间的亲缘关系，发现造成三种眶灯鱼矢耳石听沟形态差异的主要原因可能来源于所栖息海域的巨大盐度差异，但盐度影响矢耳石听沟形态的内在生理机制还需后续的进一步研究。
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海冰最早开始融化时间（EMO）是体现海冰融化的重要指标，也是影响海冰热收支的关键因素。本文使用EMO遥感数据、ERA5再分析资料和海冰密集度数据分析研究了地表气温和液态降水对EMO影响的相对贡献。研究显示，在5个研究海区中，大西洋扇区南区EMO提前最显著，1979−2021年的变化率为−3.3 day/dec。北极各海区的地表气温与EMO有着持续1−2个月的显著相关时段，其中太平洋扇区南区、大西洋扇区北区和南区的地表气温较之液态降水与EMO相关的持续时间更长，相关性也更强；而对太平洋扇区北区和北极中央区，只有在EMO发生前的2−3周，液态降水对其EMO有着更高的贡献。对于太平洋扇区北区，大气环流提供的强水汽输送通道伸入该海区，使对流层低层饱和水汽增多，500 hPa位势高度的多年变化趋势具有三波绕极环流加强的结构，也有利于经向的热量交换，使比湿的垂向梯度进一步增加，为该海区EMO的提前起到一定的促进作用。对于北极中央区，在EMO提前的年份，液态降水较常年偏高33%，不仅气候态意义下的太平洋水汽通道的输送加强，欧亚大陆上空的水汽通道也与之汇合，促使北极东部形成气旋式水汽输送模态，为EMO的提前发生提供了有利条件。
海冰最早开始融化时间（EMO）是体现海冰融化的重要指标，也是影响海冰热收支的关键因素。本文使用EMO遥感数据、ERA5再分析资料和海冰密集度数据分析研究了地表气温和液态降水对EMO影响的相对贡献。研究显示，在5个研究海区中，大西洋扇区南区EMO提前最显著，1979−2021年的变化率为−3.3 day/dec。北极各海区的地表气温与EMO有着持续1−2个月的显著相关时段，其中太平洋扇区南区、大西洋扇区北区和南区的地表气温较之液态降水与EMO相关的持续时间更长，相关性也更强；而对太平洋扇区北区和北极中央区，只有在EMO发生前的2−3周，液态降水对其EMO有着更高的贡献。对于太平洋扇区北区，大气环流提供的强水汽输送通道伸入该海区，使对流层低层饱和水汽增多，500 hPa位势高度的多年变化趋势具有三波绕极环流加强的结构，也有利于经向的热量交换，使比湿的垂向梯度进一步增加，为该海区EMO的提前起到一定的促进作用。对于北极中央区，在EMO提前的年份，液态降水较常年偏高33%，不仅气候态意义下的太平洋水汽通道的输送加强，欧亚大陆上空的水汽通道也与之汇合，促使北极东部形成气旋式水汽输送模态，为EMO的提前发生提供了有利条件。
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随着生物多样性的丧失，全球许多海洋生态系统的功能发生了显著变化。了解生物多样性和生态系统功能之间的关系，科学的海洋生态保护与管理显得尤为重要。本研究根据2013−2022年春季在海州湾及其邻近水域进行的底拖网调查数据，基于结构方程模型（SEM）探究了底栖鱼类群落中环境因素、生物多样性（物种丰富度与均匀度）和生态系统功能指标（以总生物量表示）之间的关系。结果表明：物种丰富度和生物量之间存在显著的正相关，而均匀度和生物量存在显著的负相关。环境因素中盐度对物种丰富度和生物量均有显著的影响，而对于温度来说，夏季与冬季的温度比年平均温度对生物量的影响更强烈。本研究表明，生态位互补效应和选择效应这两种机制可能同时对维持海州湾底层鱼类群落中的生物多样性−生物量关系发挥了作用，此外这种关系还依赖于它们所生存的环境和栖息条件。
随着生物多样性的丧失，全球许多海洋生态系统的功能发生了显著变化。了解生物多样性和生态系统功能之间的关系，科学的海洋生态保护与管理显得尤为重要。本研究根据2013−2022年春季在海州湾及其邻近水域进行的底拖网调查数据，基于结构方程模型（SEM）探究了底栖鱼类群落中环境因素、生物多样性（物种丰富度与均匀度）和生态系统功能指标（以总生物量表示）之间的关系。结果表明：物种丰富度和生物量之间存在显著的正相关，而均匀度和生物量存在显著的负相关。环境因素中盐度对物种丰富度和生物量均有显著的影响，而对于温度来说，夏季与冬季的温度比年平均温度对生物量的影响更强烈。本研究表明，生态位互补效应和选择效应这两种机制可能同时对维持海州湾底层鱼类群落中的生物多样性−生物量关系发挥了作用，此外这种关系还依赖于它们所生存的环境和栖息条件。
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为加强海温对热带气旋快速加强影响的认识，利用中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋最佳路径数据集和欧洲中尺度天气预报中心提供的海温数据，选取1979−2019年期间的西北太平洋热带气旋，统计分析了海温和热带气旋强度快速变化的特征。研究结果表明：（1）约90%的热带气旋快速加强发生在夏季和秋季，分别占快速加强总次数的32.8%和56.4%，绝大部分热带气旋以跨越1个强度等级的快速加强为主，由强热带风暴快速加强到台风和由台风快速加强到强台风是出现次数较多的两种情况。（2）夏季大于28℃，秋季大于27.5℃的海温条件有利于热带气旋快速加强，热带气旋强度越小，在其发展过程中需要更高的海温（>29℃）才易出现快速加强，快速移动有利于热带气旋中心处海温维持较高状态。（3）海温的时间变率在±0.2℃/(6 h)内，水平空间梯度低于0.4℃/(°)是热带气旋快速加强的有利条件；热带气旋强度越强，则越需要平稳的海温环境。（4）热带气旋处于强热带风暴及以上级别时，仅利用海温条件对其是否发生快速加强的判断准确性较好。这一工作量化了有利于热带气旋加强的海温环境，为业务上基于海温定量预报热带气旋强度演变提供了一种技术参考。
为加强海温对热带气旋快速加强影响的认识，利用中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋最佳路径数据集和欧洲中尺度天气预报中心提供的海温数据，选取1979−2019年期间的西北太平洋热带气旋，统计分析了海温和热带气旋强度快速变化的特征。研究结果表明：（1）约90%的热带气旋快速加强发生在夏季和秋季，分别占快速加强总次数的32.8%和56.4%，绝大部分热带气旋以跨越1个强度等级的快速加强为主，由强热带风暴快速加强到台风和由台风快速加强到强台风是出现次数较多的两种情况。（2）夏季大于28℃，秋季大于27.5℃的海温条件有利于热带气旋快速加强，热带气旋强度越小，在其发展过程中需要更高的海温（>29℃）才易出现快速加强，快速移动有利于热带气旋中心处海温维持较高状态。（3）海温的时间变率在±0.2℃/(6 h)内，水平空间梯度低于0.4℃/(°)是热带气旋快速加强的有利条件；热带气旋强度越强，则越需要平稳的海温环境。（4）热带气旋处于强热带风暴及以上级别时，仅利用海温条件对其是否发生快速加强的判断准确性较好。这一工作量化了有利于热带气旋加强的海温环境，为业务上基于海温定量预报热带气旋强度演变提供了一种技术参考。
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本研究利用碳、氮稳定同位素（δ13C、δ15N）技术，估算了秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养级（Trophic levels：TL）和主要碳源，结合Layman等提出的6个群落营养结构量化指标，初步分析秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养关系。结果表明，不同鱼类之间的δ13C和δ15N值差异显著（p<0.01），其中，δ13C值介于−18.3‰～−15.4‰，δ15N值介于12.9‰～16.3‰。鱼类TL介于2.5～3.4，平均TL为3.0±0.8，显示涠洲岛的鱼类以肉食性为主。涠洲岛鱼类的有机碳源比较复杂，但大型海藻和底栖微藻是驱动鱼类食物网的关键碳源。鱼类群落的δ13C和δ15N值范围（CR和NR）分别为2.35和3.09。凸多边形总面积（TA）、平均离心距离（CD）、平均最近相邻距离（MNND）和最近相邻距离的标准差（SDNND）分别为4.48、0.89、0.40和0.29，表明涠洲岛珊瑚礁鱼类群落的营养结构具有营养冗余程度较高，但食物链较短和营养多样性低等特征。以上结果表明涠洲岛珊瑚礁生态系统食物网结构不完整，未来有必要开展适当的管控和修复措施恢复涠洲岛珊瑚礁生态系统的结构和功能。
本研究利用碳、氮稳定同位素（δ13C、δ15N）技术，估算了秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养级（Trophic levels：TL）和主要碳源，结合Layman等提出的6个群落营养结构量化指标，初步分析秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养关系。结果表明，不同鱼类之间的δ13C和δ15N值差异显著（p<0.01），其中，δ13C值介于−18.3‰～−15.4‰，δ15N值介于12.9‰～16.3‰。鱼类TL介于2.5～3.4，平均TL为3.0±0.8，显示涠洲岛的鱼类以肉食性为主。涠洲岛鱼类的有机碳源比较复杂，但大型海藻和底栖微藻是驱动鱼类食物网的关键碳源。鱼类群落的δ13C和δ15N值范围（CR和NR）分别为2.35和3.09。凸多边形总面积（TA）、平均离心距离（CD）、平均最近相邻距离（MNND）和最近相邻距离的标准差（SDNND）分别为4.48、0.89、0.40和0.29，表明涠洲岛珊瑚礁鱼类群落的营养结构具有营养冗余程度较高，但食物链较短和营养多样性低等特征。以上结果表明涠洲岛珊瑚礁生态系统食物网结构不完整，未来有必要开展适当的管控和修复措施恢复涠洲岛珊瑚礁生态系统的结构和功能。
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数值模拟方法在研究长时间的气候变化上扮演着重要角色。一直以来，数值模式模拟年代际气候变化如PDO的位相转换存在巨大挑战。本文利用自然资源部第一海洋研究所研发的地球系统模式（First Institute of Oceanography-Earth System Model Version 2，FIO-ESM v2.0）145年（1870–2014年）历史气候模拟试验结果，结合再分析资料和另外两个地球系统模式结果，分析评估了该模式对北太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO）的模拟能力。研究发现，FIO-ESM v2.0能够再现历史时期PDO的空间模态分布特征，其PDO指数具有10～30年的周期变化特征，同时于1960年以后能刻画出与再分析数据结果相近的PDO位相转变特征。研究表明，FIO-ESM v2.0能够较为准确地模拟出PDO的位相转变特征。另外，本文还评估了该模式对大气环流模态的模拟能力及其与PDO之间的关系，以及该模式模拟PDO的可能机制。模式的PDO与大气环流的阿留申低压模态（Aleutian Mode）相关。进一步的分析表明，平流作用和热通量是关键年代际海域海温异常振幅的主要因素，而罗斯贝波西传时间则可能是影响PDO位相转变的关键因素。
数值模拟方法在研究长时间的气候变化上扮演着重要角色。一直以来，数值模式模拟年代际气候变化如PDO的位相转换存在巨大挑战。本文利用自然资源部第一海洋研究所研发的地球系统模式（First Institute of Oceanography-Earth System Model Version 2，FIO-ESM v2.0）145年（1870–2014年）历史气候模拟试验结果，结合再分析资料和另外两个地球系统模式结果，分析评估了该模式对北太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO）的模拟能力。研究发现，FIO-ESM v2.0能够再现历史时期PDO的空间模态分布特征，其PDO指数具有10～30年的周期变化特征，同时于1960年以后能刻画出与再分析数据结果相近的PDO位相转变特征。研究表明，FIO-ESM v2.0能够较为准确地模拟出PDO的位相转变特征。另外，本文还评估了该模式对大气环流模态的模拟能力及其与PDO之间的关系，以及该模式模拟PDO的可能机制。模式的PDO与大气环流的阿留申低压模态（Aleutian Mode）相关。进一步的分析表明，平流作用和热通量是关键年代际海域海温异常振幅的主要因素，而罗斯贝波西传时间则可能是影响PDO位相转变的关键因素。
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基于非静压单相流模型（NHWAVE），对随机波浪在透水珊瑚岸礁上传播过程进行了数值模拟，综合考虑入射波高、礁坪水深、谱峰周期、透水层厚度、透水层孔隙率以及颗粒的中值粒径等因素对岸礁波浪水动力特性的影响，重点分析了短波波高、低频长波波高、平均水位的沿礁变化，并与无透水层的岸礁的情况进行了对比。研究表明：透水层的存在减弱了波浪在礁前斜坡的浅水变形和在礁缘附近的波浪破碎，显著降低了岸线附近的短波波高、低频长波波高以及波浪增水值，除此之外，透水层的存在会降低波浪在岸滩的最大爬高；透水层的孔隙率和颗粒的中值粒径对波浪传播变形特征的影响可忽略不计；入射波高和谱峰周期越大，岸礁透水层对短波、长波及波浪增水的影响越显著；当增大礁坪水深时，透水层对波浪的消减作用减弱；随着透水层厚度的增大，岸线附近的短波波高、长波波高和波浪增水值随之减小。
基于非静压单相流模型（NHWAVE），对随机波浪在透水珊瑚岸礁上传播过程进行了数值模拟，综合考虑入射波高、礁坪水深、谱峰周期、透水层厚度、透水层孔隙率以及颗粒的中值粒径等因素对岸礁波浪水动力特性的影响，重点分析了短波波高、低频长波波高、平均水位的沿礁变化，并与无透水层的岸礁的情况进行了对比。研究表明：透水层的存在减弱了波浪在礁前斜坡的浅水变形和在礁缘附近的波浪破碎，显著降低了岸线附近的短波波高、低频长波波高以及波浪增水值，除此之外，透水层的存在会降低波浪在岸滩的最大爬高；透水层的孔隙率和颗粒的中值粒径对波浪传播变形特征的影响可忽略不计；入射波高和谱峰周期越大，岸礁透水层对短波、长波及波浪增水的影响越显著；当增大礁坪水深时，透水层对波浪的消减作用减弱；随着透水层厚度的增大，岸线附近的短波波高、长波波高和波浪增水值随之减小。
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基于辽东湾入海河流120个监测断面（含16个入海断面）的水质数据，采用主成分分析-多元线性回归等方法，研究其有机物、营养盐和重金属等的污染特征和入海通量，并分析其可能来源。结果表明，水质超标指标主要是CODMn、AN、TP和TN，其他指标符合Ⅰ类地表水水质标准。TN/TP比值较高，严重偏离Redfield比值，陆源高含量N和低含量P的输入是造成渤海海水TN/TP升高的主要因素。非汛期的DO、EC、AN和TN显著高于汛期，而非汛期的pH、浊度、CODMn和TP显著低于汛期。河口有机物和营养盐浓度受河流穿行农业区等因素的影响，重金属浓度则与域内工业企业分布有关。TN、TP、COD、AN和石油类入海通量分别为3.63×104 t、1608.5 t、14.8 ×104 t、3086.6 t和221.9 t，Hg、Cd、Pb、As和Cr6+分别为0.264，0.253，1.978，20.434和31.651 t。研究区主要的污染源按照其贡献大小依次为生活污水和工业废水、水动力条件等水文因素所致的污染源、水-气界面物质交换及二次转化源和农田地表径流与交通运输产生的非点源。
基于辽东湾入海河流120个监测断面（含16个入海断面）的水质数据，采用主成分分析-多元线性回归等方法，研究其有机物、营养盐和重金属等的污染特征和入海通量，并分析其可能来源。结果表明，水质超标指标主要是CODMn、AN、TP和TN，其他指标符合Ⅰ类地表水水质标准。TN/TP比值较高，严重偏离Redfield比值，陆源高含量N和低含量P的输入是造成渤海海水TN/TP升高的主要因素。非汛期的DO、EC、AN和TN显著高于汛期，而非汛期的pH、浊度、CODMn和TP显著低于汛期。河口有机物和营养盐浓度受河流穿行农业区等因素的影响，重金属浓度则与域内工业企业分布有关。TN、TP、COD、AN和石油类入海通量分别为3.63×104 t、1608.5 t、14.8 ×104 t、3086.6 t和221.9 t，Hg、Cd、Pb、As和Cr6+分别为0.264，0.253，1.978，20.434和31.651 t。研究区主要的污染源按照其贡献大小依次为生活污水和工业废水、水动力条件等水文因素所致的污染源、水-气界面物质交换及二次转化源和农田地表径流与交通运输产生的非点源。
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海水介质的不均匀性导致声波传播过程会产生折射效应，采用平面声基阵的超短基线系统在测量过程中会受到该现象的影响，从而使测量结果产生较大的误差，通常采用声线跟踪的方法利用实测声速剖面进行声线修正。准确的波束入射角是确保声线跟踪精度的前提，超短基线系统是利用声学相位差推算得到近似波束入射角，而利用近似波束入射角进行声线跟踪会造成一定的精度损失。针对上述问题，本文提出了一种超短基线水声定位的波束入射角迭代修正方法，基于常梯度声线跟踪构建起了波束入射角与传播时间的迭代计算关系，采用埃特金加速法实现了波束入射角的非线性方程快速解算。通过仿真实验证明本文提出方法能够实现波束入射角与目标位置的准确计算，有效消除了折射效应对超短基线水下定位的影响。
海水介质的不均匀性导致声波传播过程会产生折射效应，采用平面声基阵的超短基线系统在测量过程中会受到该现象的影响，从而使测量结果产生较大的误差，通常采用声线跟踪的方法利用实测声速剖面进行声线修正。准确的波束入射角是确保声线跟踪精度的前提，超短基线系统是利用声学相位差推算得到近似波束入射角，而利用近似波束入射角进行声线跟踪会造成一定的精度损失。针对上述问题，本文提出了一种超短基线水声定位的波束入射角迭代修正方法，基于常梯度声线跟踪构建起了波束入射角与传播时间的迭代计算关系，采用埃特金加速法实现了波束入射角的非线性方程快速解算。通过仿真实验证明本文提出方法能够实现波束入射角与目标位置的准确计算，有效消除了折射效应对超短基线水下定位的影响。
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食物网结构特征和能量流动的研究，对于维持海洋生态系统结构和功能的稳定具有重要意义，有助于深入理解海洋生态系统的复杂过程。本研究基于2019—2021年在江苏近海北部海域开展的季节性渔业资源底拖网调查数据，通过构建基于蒙特卡洛马尔科夫链算法的逆线性模型（Linear Inverse Models using a Monte Carlo Method Coupled with Markov Chain, LIM-MCMC），结合生态网络分析（Ecological Network Analysis，ENA）的方法，分析了该海域生态系统状态和食物网能量流动特征，旨在为江苏近海北部海域食物网营养动力学研究提供参考依据。结果表明，该海域生态系统共包含299条能量流动路径，能量流动分布整体呈典型的金字塔结构，各功能群呼吸消耗和流入有机碎屑的能量保持同步性。通过与其它海域比较发现，江苏近海北部海域生态系统的连接指数（Connectance，C）和系统杂食指数（System Omnivory Index，SOI）分别为0.40和0.22，处于较高水平，表明该生态系统不同营养级间的营养联系较为紧密，食物网结构相对复杂，能够在较大程度上抵御外界扰动。总初级生产力/总呼吸（Total Primary Production/Total Respiration，TPP/TR）和Finn’s循环指数（Finn’s Cycling Index，FCI）分别为1.05和5.76%，表明该生态系统对能量利用效率较高。此外，约束效率（Constraint Efficiency，CE）、发展程度（Extent of Development，AC）、协同效应指数（Synergism Index，b/c）和主导间接效应（Dominance Indirect Effects，i/d）也表明该生态系统具有较高的系统发展程度、再生潜力和系统发展空间。本研究将有助于为江苏近海北部海域生态系统的修复和渔业资源的可持续利用提供理论基础，为实施基于生态系统的渔业管理提供科学依据。
食物网结构特征和能量流动的研究，对于维持海洋生态系统结构和功能的稳定具有重要意义，有助于深入理解海洋生态系统的复杂过程。本研究基于2019—2021年在江苏近海北部海域开展的季节性渔业资源底拖网调查数据，通过构建基于蒙特卡洛马尔科夫链算法的逆线性模型（Linear Inverse Models using a Monte Carlo Method Coupled with Markov Chain, LIM-MCMC），结合生态网络分析（Ecological Network Analysis，ENA）的方法，分析了该海域生态系统状态和食物网能量流动特征，旨在为江苏近海北部海域食物网营养动力学研究提供参考依据。结果表明，该海域生态系统共包含299条能量流动路径，能量流动分布整体呈典型的金字塔结构，各功能群呼吸消耗和流入有机碎屑的能量保持同步性。通过与其它海域比较发现，江苏近海北部海域生态系统的连接指数（Connectance，C）和系统杂食指数（System Omnivory Index，SOI）分别为0.40和0.22，处于较高水平，表明该生态系统不同营养级间的营养联系较为紧密，食物网结构相对复杂，能够在较大程度上抵御外界扰动。总初级生产力/总呼吸（Total Primary Production/Total Respiration，TPP/TR）和Finn’s循环指数（Finn’s Cycling Index，FCI）分别为1.05和5.76%，表明该生态系统对能量利用效率较高。此外，约束效率（Constraint Efficiency，CE）、发展程度（Extent of Development，AC）、协同效应指数（Synergism Index，b/c）和主导间接效应（Dominance Indirect Effects，i/d）也表明该生态系统具有较高的系统发展程度、再生潜力和系统发展空间。本研究将有助于为江苏近海北部海域生态系统的修复和渔业资源的可持续利用提供理论基础，为实施基于生态系统的渔业管理提供科学依据。
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核因子κB（Nuclear Factor kappa-B，NF-κB）具有免疫、炎症、凋亡、细胞增殖和发育的调节作用，目前NF-κB在脊椎动物和果蝇中的研究较为丰富，在贝类中的报道较少。为进一步探究NF-κB在海洋贝类厚壳贻贝（Mytilus coruscus）免疫和发育中的作用，本研究克隆了厚壳贻贝McNF-κB基因的序列全长，其全长4 087 bp，开放阅读框2 613 bp，编码871个氨基酸，具有典型的锚蛋白重复序列（ankyrinrepeat, ANK）结构域和死亡结构域。氨基酸序列分析结果发现该基因与欧洲贻贝（Mytilus edulis）和地中海贻贝（Mytilus galloprovincialis）分别具有72.76%和66.58%同源性，且在系统进化树中与欧洲贻贝和地中海贻贝聚为一支。经实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术检验表明，McNF-κB基因于厚壳贻贝各组织均有分布，在鳃中表达最高；McNF-κB基因在厚壳贻贝眼点幼虫阶段和稚贝阶段均有表达，且在稚贝阶段表达量显著高于眼点幼虫阶段。利用RNA干扰技术沉默眼点幼虫McNF-κB基因后幼虫变态率显著下降，推测McNF-κB基因调控厚壳贻贝幼虫变态过程。本研究为探究McNF-κB基因如何调控厚壳贻贝发育奠定了基础。
核因子κB（Nuclear Factor kappa-B，NF-κB）具有免疫、炎症、凋亡、细胞增殖和发育的调节作用，目前NF-κB在脊椎动物和果蝇中的研究较为丰富，在贝类中的报道较少。为进一步探究NF-κB在海洋贝类厚壳贻贝（Mytilus coruscus）免疫和发育中的作用，本研究克隆了厚壳贻贝McNF-κB基因的序列全长，其全长4 087 bp，开放阅读框2 613 bp，编码871个氨基酸，具有典型的锚蛋白重复序列（ankyrinrepeat, ANK）结构域和死亡结构域。氨基酸序列分析结果发现该基因与欧洲贻贝（Mytilus edulis）和地中海贻贝（Mytilus galloprovincialis）分别具有72.76%和66.58%同源性，且在系统进化树中与欧洲贻贝和地中海贻贝聚为一支。经实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术检验表明，McNF-κB基因于厚壳贻贝各组织均有分布，在鳃中表达最高；McNF-κB基因在厚壳贻贝眼点幼虫阶段和稚贝阶段均有表达，且在稚贝阶段表达量显著高于眼点幼虫阶段。利用RNA干扰技术沉默眼点幼虫McNF-κB基因后幼虫变态率显著下降，推测McNF-κB基因调控厚壳贻贝幼虫变态过程。本研究为探究McNF-κB基因如何调控厚壳贻贝发育奠定了基础。
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本文采用固定冰数据集和南极象海豹获取的现场观测数据集，分析了南极达恩利角固定冰附近局地高密陆架水的变化。结果表明：首先，达恩利角固定冰存在显著季节变化，对于达恩利角冰间湖及局地高密陆架水的生成都具有重要影响。其次，达恩利角固定冰在2000−2014年期间年际变化很小，无显著增减趋势。第三，达恩利角固定冰附近局地高密陆架水有两个显著来源：（1）3−4月，达恩利角固定冰快速生成时伴随着强烈的盐析作用，进而局地生成高密陆架水；（2）5月，达恩利角固定冰达到最大范围，局地盐析作用减弱至很小，而上游在冰架水抑制作用减弱后，麦肯基湾冰间湖海域的高密陆架水生成增强，能够向西北输运至达恩利角固定冰附近。本研究初步证明达恩利角固定冰除了维持达恩利角冰间湖存在的作用外，对局地高密陆架水生成也可能有重要影响，同时指出一条重要的水团输运路径，这有助于提高对达恩利角附近冰-海相互作用的理解，对该地区开展更多观测或模拟研究是必要的。
本文采用固定冰数据集和南极象海豹获取的现场观测数据集，分析了南极达恩利角固定冰附近局地高密陆架水的变化。结果表明：首先，达恩利角固定冰存在显著季节变化，对于达恩利角冰间湖及局地高密陆架水的生成都具有重要影响。其次，达恩利角固定冰在2000−2014年期间年际变化很小，无显著增减趋势。第三，达恩利角固定冰附近局地高密陆架水有两个显著来源：（1）3−4月，达恩利角固定冰快速生成时伴随着强烈的盐析作用，进而局地生成高密陆架水；（2）5月，达恩利角固定冰达到最大范围，局地盐析作用减弱至很小，而上游在冰架水抑制作用减弱后，麦肯基湾冰间湖海域的高密陆架水生成增强，能够向西北输运至达恩利角固定冰附近。本研究初步证明达恩利角固定冰除了维持达恩利角冰间湖存在的作用外，对局地高密陆架水生成也可能有重要影响，同时指出一条重要的水团输运路径，这有助于提高对达恩利角附近冰-海相互作用的理解，对该地区开展更多观测或模拟研究是必要的。
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doi: 10.12284/hyxb2023145
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台风是当今人类社会面临的全球性重大环境灾害问题之一，但由于台风器测年限较短，限制了对台风长期演化机制的研究。沉积记录成为拓展台风记录时间跨度的重要载体，其中台风沉积的有效辨识是重要基础。尽管许多研究试图基于各种指标和方法来重建长时间尺度的台风活动，但目前仍缺少对台风沉积辨识指标与方法有效性的评估。本文以高分辨率的东海内陆架泥质区ZM02孔为载体，采用放射性同位素210Pb和137Cs定年法确定沉积物的年代序列。耦合器测记录和沉积记录，分析器测时期台风强度和频率与台风沉积敏感指标（如砂含量和D90）之间的对应关系，以期探讨台风沉积辨识指标和方法的有效性。结果显示，ZM02孔的平均沉积速率为0.97 cm/a，其上部4.5～100 cm的沉积年代为1917−2011年。砂含量和D90均可作为东海内陆架泥质区台风沉积辨识的有效指标，阈值法的识别效果最好且稳定性高。砂含量可能是反映浙江海岸台风强度变化的潜在指标，而D90则可能蕴含台风频率信息。这些认识有助于更准确地利用沉积记录去拓展台风记录的时间跨度，也有助于提高从沉积记录解译环境信息的能力。
台风是当今人类社会面临的全球性重大环境灾害问题之一，但由于台风器测年限较短，限制了对台风长期演化机制的研究。沉积记录成为拓展台风记录时间跨度的重要载体，其中台风沉积的有效辨识是重要基础。尽管许多研究试图基于各种指标和方法来重建长时间尺度的台风活动，但目前仍缺少对台风沉积辨识指标与方法有效性的评估。本文以高分辨率的东海内陆架泥质区ZM02孔为载体，采用放射性同位素210Pb和137Cs定年法确定沉积物的年代序列。耦合器测记录和沉积记录，分析器测时期台风强度和频率与台风沉积敏感指标（如砂含量和D90）之间的对应关系，以期探讨台风沉积辨识指标和方法的有效性。结果显示，ZM02孔的平均沉积速率为0.97 cm/a，其上部4.5～100 cm的沉积年代为1917−2011年。砂含量和D90均可作为东海内陆架泥质区台风沉积辨识的有效指标，阈值法的识别效果最好且稳定性高。砂含量可能是反映浙江海岸台风强度变化的潜在指标，而D90则可能蕴含台风频率信息。这些认识有助于更准确地利用沉积记录去拓展台风记录的时间跨度，也有助于提高从沉积记录解译环境信息的能力。
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基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果，本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明，在印尼潜艇失事海域和时间，源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域，振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果，本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明，在印尼潜艇失事海域和时间，源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域，振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
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摘要(2700)
摘要:
海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量，我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果，但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样，将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼（Scomber japonicus）捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系，探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明，净初级生产力与标准化CPUE（Catch Per Unit Effort）不存在显著的线性关系（P>0.05），但呈显著非线性关系（P<0.05），且这种非线性关系表现为倒抛物线，即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高，但当净初级生产力进一步增加，鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制，但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量，我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果，但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样，将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼（Scomber japonicus）捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系，探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明，净初级生产力与标准化CPUE（Catch Per Unit Effort）不存在显著的线性关系（P>0.05），但呈显著非线性关系（P<0.05），且这种非线性关系表现为倒抛物线，即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高，但当净初级生产力进一步增加，鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制，但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
2023, 45(8): 1-10.
doi: 10.12284/hyxb2023096
摘要:
本文利用验潮站观测和卫星高度计数据，以及基于筛选的CMIP6的10个模拟性能较好的地球系统模式结果，对中国海平面的长期变化趋势，以及未来上升幅度进行了分析和预测。结果显示：（1）1960−2021年，中国沿海海平面呈加速上升趋势，上升速率为2.5 mm/a，加速度为0.06 mm/a2；1993−2021年上升速率为4.0 mm/a，高于全球同期3.3 mm/a的上升值。（2）1980−2021年，渤、黄海，东海和南海沿海海平面上升速率分别为3.5 mm/a、3.3 mm/a和3.6 mm/a，渤、黄海和南海沿海海平面上升速率较快，东海偏慢；渤、黄海沿海海平面在20世纪60−70年代上升较慢，80年代之后上升加快。（3）在中等情景（SSP2-4.5）和高情景（SSP5-8.5）下，2050年中国近海海平面将上升0.22 m（0.19～0.28 m）和0.24 m（0.21～0.33 m）；到2100年，中国近海海平面将上升0.59 m（0.47～0.80 m）和0.83 m（0.64～1.09 m）。（4）2021−2040年，统计预测的海平面上升中值略接近数值模式低、中和高情景预测值。2041−2060年，数值模式低、中和高情景预测值均介于统计预测的中值和高值之间。2081−2100年，统计预测的海平面上升高值与数值模式中情景预测值接近，绝对偏差为0.017 m，相对偏差为3.4%。（5）高情景下，2100年现有100年一遇的极端高海面将变为不足10年一遇，其中超过50%的站点将变为不足两年一遇，沿海防护工程等基础设施的防御能力降低，复合型滨海城市洪涝等灾害事件的风险增加。
本文利用验潮站观测和卫星高度计数据，以及基于筛选的CMIP6的10个模拟性能较好的地球系统模式结果，对中国海平面的长期变化趋势，以及未来上升幅度进行了分析和预测。结果显示：（1）1960−2021年，中国沿海海平面呈加速上升趋势，上升速率为2.5 mm/a，加速度为0.06 mm/a2；1993−2021年上升速率为4.0 mm/a，高于全球同期3.3 mm/a的上升值。（2）1980−2021年，渤、黄海，东海和南海沿海海平面上升速率分别为3.5 mm/a、3.3 mm/a和3.6 mm/a，渤、黄海和南海沿海海平面上升速率较快，东海偏慢；渤、黄海沿海海平面在20世纪60−70年代上升较慢，80年代之后上升加快。（3）在中等情景（SSP2-4.5）和高情景（SSP5-8.5）下，2050年中国近海海平面将上升0.22 m（0.19～0.28 m）和0.24 m（0.21～0.33 m）；到2100年，中国近海海平面将上升0.59 m（0.47～0.80 m）和0.83 m（0.64～1.09 m）。（4）2021−2040年，统计预测的海平面上升中值略接近数值模式低、中和高情景预测值。2041−2060年，数值模式低、中和高情景预测值均介于统计预测的中值和高值之间。2081−2100年，统计预测的海平面上升高值与数值模式中情景预测值接近，绝对偏差为0.017 m，相对偏差为3.4%。（5）高情景下，2100年现有100年一遇的极端高海面将变为不足10年一遇，其中超过50%的站点将变为不足两年一遇，沿海防护工程等基础设施的防御能力降低，复合型滨海城市洪涝等灾害事件的风险增加。
2023, 45(8): 11-23.
doi: 10.12284/hyxb2023100
摘要:
已有多个研究证实南大洋自海表到底层的海水特性存在长期变化特征，并指出其与大尺度外部强迫的改变紧密相关。然而，截至目前海洋学界对各水团的更高频年际变化特征及其影响原因依然了解甚少，其中包括了近海表最易受外部强迫影响的冬季水（Winter Water, WW）。本文结合2011−2020年间每年1月沿110°E断面采集的重复观测资料和再分析气象资料，研究季节性冰区内WW层10年间的年际变化。结果发现，该海域WW特性具有显著的时空变化特征。WW核心温度距平与前一年的南极涛动（Antarctic Oscillation, AAO）指数距平具有显著正相关关系（R = 0.69），而AAO指数与局地纬向风转向所在纬度呈负相关关系（R = −0.61），说明AAO指数越大（小）时，辐散带会向南（北）移动，季节性冰区的WW核心温度升高（降低）。局地净降水量距平变化与WW核心盐度距平的变化相反，2016年之后负的净降水量距平（大气向海洋输送淡水减少）促使WW核心盐度距平增大。另外，局地涡动能距平与WW厚度距平呈负相关关系（R = −0.70），据此推测该海域持续存在的气旋式涡旋的强度增强（减弱），引发向上抽吸作用增强（减弱），导致绕极深层水的深度变浅（加深），进而引起其上层WW层厚度的变化。通过本研究工作，有助于深入理解南大洋海洋水柱对外部强迫高频变化的具体响应。
已有多个研究证实南大洋自海表到底层的海水特性存在长期变化特征，并指出其与大尺度外部强迫的改变紧密相关。然而，截至目前海洋学界对各水团的更高频年际变化特征及其影响原因依然了解甚少，其中包括了近海表最易受外部强迫影响的冬季水（Winter Water, WW）。本文结合2011−2020年间每年1月沿110°E断面采集的重复观测资料和再分析气象资料，研究季节性冰区内WW层10年间的年际变化。结果发现，该海域WW特性具有显著的时空变化特征。WW核心温度距平与前一年的南极涛动（Antarctic Oscillation, AAO）指数距平具有显著正相关关系（R = 0.69），而AAO指数与局地纬向风转向所在纬度呈负相关关系（R = −0.61），说明AAO指数越大（小）时，辐散带会向南（北）移动，季节性冰区的WW核心温度升高（降低）。局地净降水量距平变化与WW核心盐度距平的变化相反，2016年之后负的净降水量距平（大气向海洋输送淡水减少）促使WW核心盐度距平增大。另外，局地涡动能距平与WW厚度距平呈负相关关系（R = −0.70），据此推测该海域持续存在的气旋式涡旋的强度增强（减弱），引发向上抽吸作用增强（减弱），导致绕极深层水的深度变浅（加深），进而引起其上层WW层厚度的变化。通过本研究工作，有助于深入理解南大洋海洋水柱对外部强迫高频变化的具体响应。
2023, 45(8): 24-30.
doi: 10.12284/hyxb2023094
摘要:
对Radarsat-2和Sentinel-1A分别观测的两个海域的单景SAR图像进行子孔径分解，各自得到不同方位角上的两幅SAR子孔径图像。使用多普勒质心频移法分别对不同方位角的两幅SAR图像进行海流反演，并进行海流矢量合成，采用经过时空匹配的HYCOM模式数据对反演结果进行检验，结果表明：Radarsat-2观测的SAR图像分解的两幅子孔径SAR图像矢量合成后的海流与HYCOM模式数据相比，速度均方根值为0.09 m/s，相关系数为0.64；方向均方根值为10.49°，相关系数为0.78。Sentinel-1A观测的SAR图像分解的两幅子孔径SAR图像矢量合成后的海流与HYCOM模式数据相比，速度均方根值为0.06 m/s，相关系数为0.82；方向均方根值为2.85°，相关系数为0.86。由此可见，基于单景SAR分解的两幅子孔径SAR图像可以有效反演二维海流。其反演精度与雷达视向和真实海流矢量的方向有关，二者的角度越小，反演海流矢量的精度越高。
对Radarsat-2和Sentinel-1A分别观测的两个海域的单景SAR图像进行子孔径分解，各自得到不同方位角上的两幅SAR子孔径图像。使用多普勒质心频移法分别对不同方位角的两幅SAR图像进行海流反演，并进行海流矢量合成，采用经过时空匹配的HYCOM模式数据对反演结果进行检验，结果表明：Radarsat-2观测的SAR图像分解的两幅子孔径SAR图像矢量合成后的海流与HYCOM模式数据相比，速度均方根值为0.09 m/s，相关系数为0.64；方向均方根值为10.49°，相关系数为0.78。Sentinel-1A观测的SAR图像分解的两幅子孔径SAR图像矢量合成后的海流与HYCOM模式数据相比，速度均方根值为0.06 m/s，相关系数为0.82；方向均方根值为2.85°，相关系数为0.86。由此可见，基于单景SAR分解的两幅子孔径SAR图像可以有效反演二维海流。其反演精度与雷达视向和真实海流矢量的方向有关，二者的角度越小，反演海流矢量的精度越高。
2023, 45(8): 31-45.
doi: 10.12284/hyxb2023086
摘要:
海冰运动是影响北极海冰平流输运和物质平衡空间重新分布的重要因素。本研究基于2018年9月至2019年8月期间北冰洋66个冰基浮标位置记录数据，结合大气再分析数据，计算得到了海冰运动速度、冰速与风速的比值和海冰运动惯性强度，以刻画北极海冰运动学特征参数在一个冰季的时空变化，并讨论了不同区域冰速与风速比与海冰密集度的关联性。海冰漂移速度在波弗特–楚科奇海、东北极中央区和西北极中央区呈秋冬降低春夏升高的季节变化特征。格陵兰海月均海冰漂移速度（（0.32 ± 0.06）m/s）最大，其次是弗拉姆海峡（（0.17 ± 0.07）m/s）和波弗特–楚科奇海（（0.14 ±0.05）m/s），而东北极中央区（（0.09 ± 0.02）m/s）和西北极中央区（（0.07 ± 0.03）m/s）较低。在月尺度上，冰漂移速度与风速的比值主要受海冰漂移速度支配。弗拉姆海峡和格陵兰海受较强的表层海流影响，冰速与风速比值较大，西北极中央区、东北极中央区和波弗特–楚科奇海的冰速与风速比值随着海冰密集度的增加趋近，并分布在0～0.02之间。所有浮标的月平均惯性运动指数为0.158 ±0.144，秋冬季过渡期间，海冰对风的响应以及海冰运动的惯性信号逐渐减弱，春–夏季随着海冰融化又开始增强，因此上述两个参数都可以作为指示海冰冰场固结程度的重要指标。
海冰运动是影响北极海冰平流输运和物质平衡空间重新分布的重要因素。本研究基于2018年9月至2019年8月期间北冰洋66个冰基浮标位置记录数据，结合大气再分析数据，计算得到了海冰运动速度、冰速与风速的比值和海冰运动惯性强度，以刻画北极海冰运动学特征参数在一个冰季的时空变化，并讨论了不同区域冰速与风速比与海冰密集度的关联性。海冰漂移速度在波弗特–楚科奇海、东北极中央区和西北极中央区呈秋冬降低春夏升高的季节变化特征。格陵兰海月均海冰漂移速度（（0.32 ± 0.06）m/s）最大，其次是弗拉姆海峡（（0.17 ± 0.07）m/s）和波弗特–楚科奇海（（0.14 ±0.05）m/s），而东北极中央区（（0.09 ± 0.02）m/s）和西北极中央区（（0.07 ± 0.03）m/s）较低。在月尺度上，冰漂移速度与风速的比值主要受海冰漂移速度支配。弗拉姆海峡和格陵兰海受较强的表层海流影响，冰速与风速比值较大，西北极中央区、东北极中央区和波弗特–楚科奇海的冰速与风速比值随着海冰密集度的增加趋近，并分布在0～0.02之间。所有浮标的月平均惯性运动指数为0.158 ±0.144，秋冬季过渡期间，海冰对风的响应以及海冰运动的惯性信号逐渐减弱，春–夏季随着海冰融化又开始增强，因此上述两个参数都可以作为指示海冰冰场固结程度的重要指标。
2023, 45(8): 46-61.
doi: 10.12284/hyxb2023092
摘要:
海冰数值模式是研究海冰动力热力状态参量及之间联系的有效途径。目前对冰厚数值模拟结果的分析远远少于对海冰范围/面积和密集度的研究，对冰速与海冰形变对冰厚分布影响的研究也尚欠缺。本文利用Los Alamos sea ice model（CICE）海冰模式模拟了1980−2018年的北极海冰变化，并使用遥感、同化冰厚数据进行比对验证，分析了模拟冰速和海冰形变对冰厚的影响，计算了冰速的散度和切变偏差对冰厚偏差的贡献。结果显示，CICE对北极70°N以北区域平均冰厚和冰速的年际变化模拟基本合理，但模拟的平均冰厚和冰速多年变化趋势均小于同化数据的变化率；模拟和观测冰厚的空间分布差异与冰速和形变率的偏差有密切联系，主要表现为波弗特海的正偏差和北极中央区至弗拉姆海峡的负偏差。泛北极区域散度和切变偏差在3月之前对冰厚偏差的贡献在13%～16%之间变化，3−4月则由16%跃变至27%。散度偏差主导了11月、12月波弗特海区域的冰厚正偏差，切变偏差主导了冬季加拿大群岛以北海域和穿极流区域的冰厚负偏差。
海冰数值模式是研究海冰动力热力状态参量及之间联系的有效途径。目前对冰厚数值模拟结果的分析远远少于对海冰范围/面积和密集度的研究，对冰速与海冰形变对冰厚分布影响的研究也尚欠缺。本文利用Los Alamos sea ice model（CICE）海冰模式模拟了1980−2018年的北极海冰变化，并使用遥感、同化冰厚数据进行比对验证，分析了模拟冰速和海冰形变对冰厚的影响，计算了冰速的散度和切变偏差对冰厚偏差的贡献。结果显示，CICE对北极70°N以北区域平均冰厚和冰速的年际变化模拟基本合理，但模拟的平均冰厚和冰速多年变化趋势均小于同化数据的变化率；模拟和观测冰厚的空间分布差异与冰速和形变率的偏差有密切联系，主要表现为波弗特海的正偏差和北极中央区至弗拉姆海峡的负偏差。泛北极区域散度和切变偏差在3月之前对冰厚偏差的贡献在13%～16%之间变化，3−4月则由16%跃变至27%。散度偏差主导了11月、12月波弗特海区域的冰厚正偏差，切变偏差主导了冬季加拿大群岛以北海域和穿极流区域的冰厚负偏差。
2023, 45(8): 62-72.
doi: 10.12284/hyxb2023098
摘要:
微量元素在珊瑚文石骨骼和海水间的分配过程是控制海水中微量元素进入珊瑚骨骼的关键环节，表征该分配过程的分配系数（KD）常用于时间序列上的海水微量元素含量重建。由于缺乏珊瑚和海水的原位研究，我们对珊瑚文石骨骼与海水之间微量元素的分配行为的了解非常有限，这严重阻碍了我们对于准确的海水化学定量数据的获取。本研究中，我们选取了南海北部涠洲岛海域的两种典型的造礁石珊瑚种（网状菊花珊瑚（Goniastrea retiformis）和八重山扁脑珊瑚（Platygyra yaeyamaensis））和周围原位表层海水中的5种微量元素（Cu、Zn、Pb、Cd和Cr）进行研究，估算了这些微量元素在珊瑚文石骨骼和海水之间的分配系数。研究结果表明：各个微量元素在网状菊花珊瑚和八重山扁脑珊瑚文石骨骼和海水间的分配系数分别为3.65和3.49（Cu）；0.57和0.97（Zn）；1.06和1.42（Pb）；0.88和1.01（Cd）；0.66和0.60（Cr）。结合前人报道的各个种属珊瑚的分配系数，我们发现不同珊瑚种属Cu、Zn、Pb和Cd的KD值存在显著差异，而Cr的KD值差异则相对较小。此外，微量元素KD值还在一定程度上受到瑞利分馏的影响，该影响与KD值的大小有关。本研究为珊瑚文石骨骼和海水间分配系数提供了较为准确的KD值，为未来的珊瑚研究提供了重要的基础数据，并扩展了我们对海洋生物成因矿物晶格的化学特征的认识。
微量元素在珊瑚文石骨骼和海水间的分配过程是控制海水中微量元素进入珊瑚骨骼的关键环节，表征该分配过程的分配系数（KD）常用于时间序列上的海水微量元素含量重建。由于缺乏珊瑚和海水的原位研究，我们对珊瑚文石骨骼与海水之间微量元素的分配行为的了解非常有限，这严重阻碍了我们对于准确的海水化学定量数据的获取。本研究中，我们选取了南海北部涠洲岛海域的两种典型的造礁石珊瑚种（网状菊花珊瑚（Goniastrea retiformis）和八重山扁脑珊瑚（Platygyra yaeyamaensis））和周围原位表层海水中的5种微量元素（Cu、Zn、Pb、Cd和Cr）进行研究，估算了这些微量元素在珊瑚文石骨骼和海水之间的分配系数。研究结果表明：各个微量元素在网状菊花珊瑚和八重山扁脑珊瑚文石骨骼和海水间的分配系数分别为3.65和3.49（Cu）；0.57和0.97（Zn）；1.06和1.42（Pb）；0.88和1.01（Cd）；0.66和0.60（Cr）。结合前人报道的各个种属珊瑚的分配系数，我们发现不同珊瑚种属Cu、Zn、Pb和Cd的KD值存在显著差异，而Cr的KD值差异则相对较小。此外，微量元素KD值还在一定程度上受到瑞利分馏的影响，该影响与KD值的大小有关。本研究为珊瑚文石骨骼和海水间分配系数提供了较为准确的KD值，为未来的珊瑚研究提供了重要的基础数据，并扩展了我们对海洋生物成因矿物晶格的化学特征的认识。
2023, 45(8): 73-85.
doi: 10.12284/hyxb2023127
摘要:
边缘海沉积物中的早期成岩作用是影响碳循环和埋藏的重要过程，目前对早期成岩过程及其影响因素的了解还不够深入。于2018年8月在长江口−东海内陆架采集了短柱状沉积物，对间隙水中溶解无机碳（DIC）、溶解无机氮（DIN）、二价铁（\begin{document}${\rm{Fe}}^{2+}$\end{document} ![]()
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边缘海沉积物中的早期成岩作用是影响碳循环和埋藏的重要过程，目前对早期成岩过程及其影响因素的了解还不够深入。于2018年8月在长江口−东海内陆架采集了短柱状沉积物，对间隙水中溶解无机碳（DIC）、溶解无机氮（DIN）、二价铁（
2023, 45(8): 86-95.
doi: 10.12284/hyxb2023106
摘要:
传统的物种分布模型很少将种间关系纳入建模框架中，妨碍了对物种栖息分布的准确预测。近年来联合物种分布模型（JSDMs）越来越受到关注，但在海洋领域实际应用仍较为缺乏。本研究根据2017年夏季山东近海底拖网调查数据，结合水深、底层水温和底层盐度等环境数据，采用物种群落层次模型（HMSC）方法研究了山东近海17种底层鱼类与环境因素之间的关系和种间相关性。本研究根据生物与环境之间的线性或非线性关系以及随机效应构建了5种HMSC，并利用广泛适用信息准则（WAIC）等指标以及交叉验证方法，评价了模型拟合程度和预测效果。结果表明，最优模型为包含随机效应的非线性模型（模型五），非线性模型优于线性模型，且在模型中考虑种间关系能明显地提高模型的拟合效果。温度是影响山东近海底层鱼类分布的主要因素，占平均可解释方差的51.4%，其次是水深和随机效应，分别占35.7%和12.8%。山东近海大部分底层鱼类与水深存在显著线性正相关关系，而与水温存在显著的非线性关系。底层鱼类种间具有显著相关性，按其相关性的正负可大致分为3组，表明种间关系在预测物种分布方面的作用不容忽视。本研究建议，在建模中应同时考虑非生物因素和生物之间的相互关系，研究结果为预测渔业资源栖息分布提供了重要参考。
传统的物种分布模型很少将种间关系纳入建模框架中，妨碍了对物种栖息分布的准确预测。近年来联合物种分布模型（JSDMs）越来越受到关注，但在海洋领域实际应用仍较为缺乏。本研究根据2017年夏季山东近海底拖网调查数据，结合水深、底层水温和底层盐度等环境数据，采用物种群落层次模型（HMSC）方法研究了山东近海17种底层鱼类与环境因素之间的关系和种间相关性。本研究根据生物与环境之间的线性或非线性关系以及随机效应构建了5种HMSC，并利用广泛适用信息准则（WAIC）等指标以及交叉验证方法，评价了模型拟合程度和预测效果。结果表明，最优模型为包含随机效应的非线性模型（模型五），非线性模型优于线性模型，且在模型中考虑种间关系能明显地提高模型的拟合效果。温度是影响山东近海底层鱼类分布的主要因素，占平均可解释方差的51.4%，其次是水深和随机效应，分别占35.7%和12.8%。山东近海大部分底层鱼类与水深存在显著线性正相关关系，而与水温存在显著的非线性关系。底层鱼类种间具有显著相关性，按其相关性的正负可大致分为3组，表明种间关系在预测物种分布方面的作用不容忽视。本研究建议，在建模中应同时考虑非生物因素和生物之间的相互关系，研究结果为预测渔业资源栖息分布提供了重要参考。
2023, 45(8): 96-107.
doi: 10.12284/hyxb2023104
摘要:
可拉酸是生物被膜上重要的胞外多糖之一，但细菌可拉酸对海洋无脊椎动物附着过程的影响还鲜少研究。本研究从自然生物被膜中分离出8株海洋细菌，对其种属进行鉴定及聚类分析，并测定其生物被膜的可拉酸含量及对稚贝附着的诱导能力。筛选所得海洋细菌形成生物被膜并测定其成膜能力及胞外产物含量，发现β-多糖的生物量与厚壳贻贝稚贝附着率呈显著正相关趋势（p < 0.05）。8株海洋细菌生物被膜中可拉酸含量的定量结果显示，3株革兰氏阳性菌无法产生可拉酸，5株革兰氏阴性菌均可检测到不同含量的可拉酸，其中革兰氏阴性菌Shewanella marisflavi的可拉酸含量最高，为1 076.43 μg/mL。不同可拉酸含量的海洋细菌单一生物被膜与厚壳贻贝稚贝附着率之间关系的研究结果显示，海洋细菌生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着率的诱导效果与其可拉酸含量呈显著正相关（p < 0.05）。以上结果表明，细菌生物被膜中的可拉酸能够参与诱导厚壳贻贝稚贝的附着。本研究为探究海洋细菌生物被膜的化学物质与海洋贝类附着之间的相互作用及其对贝类附着机制提出了新的见解。
可拉酸是生物被膜上重要的胞外多糖之一，但细菌可拉酸对海洋无脊椎动物附着过程的影响还鲜少研究。本研究从自然生物被膜中分离出8株海洋细菌，对其种属进行鉴定及聚类分析，并测定其生物被膜的可拉酸含量及对稚贝附着的诱导能力。筛选所得海洋细菌形成生物被膜并测定其成膜能力及胞外产物含量，发现β-多糖的生物量与厚壳贻贝稚贝附着率呈显著正相关趋势（p < 0.05）。8株海洋细菌生物被膜中可拉酸含量的定量结果显示，3株革兰氏阳性菌无法产生可拉酸，5株革兰氏阴性菌均可检测到不同含量的可拉酸，其中革兰氏阴性菌Shewanella marisflavi的可拉酸含量最高，为1 076.43 μg/mL。不同可拉酸含量的海洋细菌单一生物被膜与厚壳贻贝稚贝附着率之间关系的研究结果显示，海洋细菌生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着率的诱导效果与其可拉酸含量呈显著正相关（p < 0.05）。以上结果表明，细菌生物被膜中的可拉酸能够参与诱导厚壳贻贝稚贝的附着。本研究为探究海洋细菌生物被膜的化学物质与海洋贝类附着之间的相互作用及其对贝类附着机制提出了新的见解。
2023, 45(8): 108-119.
doi: 10.12284/hyxb2023088
摘要:
红树林作为热带地区碳储量最高的植被类型之一，面积呈现破碎化、减少趋势，地上生物量（AGB）的空间分布及其动态信息对于温室气体通量、碳储量的估算以及政策制定和实施至关重要。但是常用于AGB估算的光学数据或者SAR数据均存在信号饱和现象，且传统估算红树林生物量的算法对数据要求高、估算精度相对较低。针对该问题，本研究使用无人机激光雷达（UAV-LiDAR）数据对比了4种梯度增强决策树算法对于估算入侵红树林物种无瓣海桑AGB的精度，同时探讨了建模过程中的变量重要性。结果表明：（1）XGBR对于评估红树林AGB具有较高的拟合能力，达到R2 = 0.833 8，RMSE = 1.55 Mg/hm2；（2）研究区的无瓣海桑预测AGB的值为73.10～190.00 Mg/hm2，平均值为109.10 Mg/hm2；（3）描述冠层高度特征的激光雷达指标是估计红树林AGB的重要变量。本研究证明了UAV-LiDAR数据与XGBR模型对于估算红树林AGB的可行性，以期为红树林生态系统的蓝碳研究提供数据支撑。
红树林作为热带地区碳储量最高的植被类型之一，面积呈现破碎化、减少趋势，地上生物量（AGB）的空间分布及其动态信息对于温室气体通量、碳储量的估算以及政策制定和实施至关重要。但是常用于AGB估算的光学数据或者SAR数据均存在信号饱和现象，且传统估算红树林生物量的算法对数据要求高、估算精度相对较低。针对该问题，本研究使用无人机激光雷达（UAV-LiDAR）数据对比了4种梯度增强决策树算法对于估算入侵红树林物种无瓣海桑AGB的精度，同时探讨了建模过程中的变量重要性。结果表明：（1）XGBR对于评估红树林AGB具有较高的拟合能力，达到R2 = 0.833 8，RMSE = 1.55 Mg/hm2；（2）研究区的无瓣海桑预测AGB的值为73.10～190.00 Mg/hm2，平均值为109.10 Mg/hm2；（3）描述冠层高度特征的激光雷达指标是估计红树林AGB的重要变量。本研究证明了UAV-LiDAR数据与XGBR模型对于估算红树林AGB的可行性，以期为红树林生态系统的蓝碳研究提供数据支撑。
2023, 45(8): 120-129.
doi: 10.12284/hyxb2023108
摘要:
颗石藻既通过光合作用合成颗粒有机碳（POC），又通过钙化作用产生颗粒无机碳（PIC），对海洋碳循环有重要贡献。虽然已有一些研究报道海洋酸化通常可增加颗石藻细胞POC含量，减少细胞PIC含量，但是这些实验结果大部分是在营养盐浓度充足条件下获得，且较少研究关注营养盐浓度限制和海洋酸化对颗石藻的耦合作用。本文研究了在无机磷浓度限制条件下，赫氏颗石藻（Emiliania huxleyi）的主要生理指标对海洋酸化的响应特征。结果显示，海洋酸化和无机磷浓度限制协同降低了颗石藻的生长速率、相对电子传递速率和光能利用效率。无机磷浓度限制主导增加颗石藻的光合固碳量，并抵消了海洋酸化对细胞PIC含量及PIC/POC比率的负面效应。研究结果表明，无机磷浓度限制改变了颗石藻的两种固碳作用对海洋酸化的响应趋势，暗示在无机磷浓度不同的海域，颗石藻对海洋碳循环的贡献不同。
颗石藻既通过光合作用合成颗粒有机碳（POC），又通过钙化作用产生颗粒无机碳（PIC），对海洋碳循环有重要贡献。虽然已有一些研究报道海洋酸化通常可增加颗石藻细胞POC含量，减少细胞PIC含量，但是这些实验结果大部分是在营养盐浓度充足条件下获得，且较少研究关注营养盐浓度限制和海洋酸化对颗石藻的耦合作用。本文研究了在无机磷浓度限制条件下，赫氏颗石藻（Emiliania huxleyi）的主要生理指标对海洋酸化的响应特征。结果显示，海洋酸化和无机磷浓度限制协同降低了颗石藻的生长速率、相对电子传递速率和光能利用效率。无机磷浓度限制主导增加颗石藻的光合固碳量，并抵消了海洋酸化对细胞PIC含量及PIC/POC比率的负面效应。研究结果表明，无机磷浓度限制改变了颗石藻的两种固碳作用对海洋酸化的响应趋势，暗示在无机磷浓度不同的海域，颗石藻对海洋碳循环的贡献不同。
2023, 45(8): 130-142.
doi: 10.12284/hyxb2023102
摘要:
为解析大型海藻龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）阴干藻段凋落分解对环境的影响及细菌群落演替规律，本文通过室内模拟凋落实验，分析了龙须菜凋落物分解过程中营养盐含量变化及藻体、水体、沉积物细菌群落结构特征。结果发现，龙须菜阴干藻段在较短时间内迅速凋落分解，50 d时，藻体分解率达到83.5%。凋落过程中，水体总有机碳、总氮、总磷的含量分别较初始时升高了241.2%、229.8%和101.3%。水体溶解氧含量从初始的1.87 mg/L降至第50天的0.32 mg/L，降幅达82.9%。凋落过程中，龙须菜藻体附着细菌数量维持在107 copy/g。凋落物藻体附着细菌丰富度与多样性在凋落分解过程中持续升高。优势菌群落结构变化受水体总有机碳、总氮、总磷和溶解氧含量影响显著，其中浮霉菌门、螺旋体门、厚壁菌门、δ-变形菌相对丰度不断上升，拟杆菌门、α-变形菌、γ-变形菌相对丰度不断下降。凋落过程中，凋落物藻体附着细菌中与代谢相关的功能基因丰度持续下降。结果表明，龙须菜藻体凋落会导致水体营养盐浓度升高，浮霉菌门、螺旋体门、厚壁菌门、δ-变形菌等细菌对龙须菜的凋落分解具有重要作用。
为解析大型海藻龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）阴干藻段凋落分解对环境的影响及细菌群落演替规律，本文通过室内模拟凋落实验，分析了龙须菜凋落物分解过程中营养盐含量变化及藻体、水体、沉积物细菌群落结构特征。结果发现，龙须菜阴干藻段在较短时间内迅速凋落分解，50 d时，藻体分解率达到83.5%。凋落过程中，水体总有机碳、总氮、总磷的含量分别较初始时升高了241.2%、229.8%和101.3%。水体溶解氧含量从初始的1.87 mg/L降至第50天的0.32 mg/L，降幅达82.9%。凋落过程中，龙须菜藻体附着细菌数量维持在107 copy/g。凋落物藻体附着细菌丰富度与多样性在凋落分解过程中持续升高。优势菌群落结构变化受水体总有机碳、总氮、总磷和溶解氧含量影响显著，其中浮霉菌门、螺旋体门、厚壁菌门、δ-变形菌相对丰度不断上升，拟杆菌门、α-变形菌、γ-变形菌相对丰度不断下降。凋落过程中，凋落物藻体附着细菌中与代谢相关的功能基因丰度持续下降。结果表明，龙须菜藻体凋落会导致水体营养盐浓度升高，浮霉菌门、螺旋体门、厚壁菌门、δ-变形菌等细菌对龙须菜的凋落分解具有重要作用。
2023, 45(8): 143-154.
doi: 10.12284/hyxb2023084
摘要:
以海洋环境中具有重要生态功能的赫氏颗石藻（Emiliania huxleyi）BOF92及其特异性裂解病毒（E. huxleyi virus, EhV99B1）为研究对象，采用分子及细胞生物学方法探究海洋病毒感染诱导宿主细胞自噬特征及其调控机制。结果显示：病毒感染能诱导宿主细胞自噬，并出现明显的液泡酸化及液泡自噬现象；感染过程中核心自噬相关基因如atg1、atg5、atg8及atg12的mRNA表达水平均显著上调（p < 0.01），自噬启动成核相关蛋白Vps34显著上调（p < 0.01），进而启动自噬并促使自噬体与液泡的融合；自噬标志性蛋白p62显著下调（p < 0.05），表明自噬流畅通以加速蛋白降解；感染中后期对自噬起负调控作用的磷脂酰肌醇（PI3K）、磷酸化蛋白激酶B（p-Akt）和磷酸化雷帕霉素靶蛋白（p-TOR）等因子的表达水平均显著降低（p < 0.01）。另外，病毒感染过程中，细胞活性氧（ROS）水平显著升高（p < 0.01），线粒体膜电位（MMP）及ATP含量显著降低（p < 0.01）。综上，病毒感染诱发宿主藻细胞ROS的产生、线粒体膜受损，并通过调节PI3K/Akt/TOR级联反应诱导细胞自噬。可见，自噬作为一种独特的程序性细胞死亡形式，对浮游植物遭受胁迫后的个体存活及种群延续具有重要意义。
以海洋环境中具有重要生态功能的赫氏颗石藻（Emiliania huxleyi）BOF92及其特异性裂解病毒（E. huxleyi virus, EhV99B1）为研究对象，采用分子及细胞生物学方法探究海洋病毒感染诱导宿主细胞自噬特征及其调控机制。结果显示：病毒感染能诱导宿主细胞自噬，并出现明显的液泡酸化及液泡自噬现象；感染过程中核心自噬相关基因如atg1、atg5、atg8及atg12的mRNA表达水平均显著上调（p < 0.01），自噬启动成核相关蛋白Vps34显著上调（p < 0.01），进而启动自噬并促使自噬体与液泡的融合；自噬标志性蛋白p62显著下调（p < 0.05），表明自噬流畅通以加速蛋白降解；感染中后期对自噬起负调控作用的磷脂酰肌醇（PI3K）、磷酸化蛋白激酶B（p-Akt）和磷酸化雷帕霉素靶蛋白（p-TOR）等因子的表达水平均显著降低（p < 0.01）。另外，病毒感染过程中，细胞活性氧（ROS）水平显著升高（p < 0.01），线粒体膜电位（MMP）及ATP含量显著降低（p < 0.01）。综上，病毒感染诱发宿主藻细胞ROS的产生、线粒体膜受损，并通过调节PI3K/Akt/TOR级联反应诱导细胞自噬。可见，自噬作为一种独特的程序性细胞死亡形式，对浮游植物遭受胁迫后的个体存活及种群延续具有重要意义。
2023, 45(8): 155-165.
doi: 10.12284/hyxb2023147
摘要:
准确提取海水筏式养殖区信息对于海洋资源管理和环境监测具有重要意义，但是筏式养殖区养殖筏因淹没于水中常出现数据弱信号区域的现象，导致仅凭光学影像提取精度较低。因此，本文以威海荣成湾为研究区域，通过添加通道注意力机制改进U-Net神经网络并结合高分2号光学影像光谱信息以及高分3号雷达影像纹理信息，尝试提高筏式养殖区提取精度。结果表明：（1）无论是对于单一的光学影像还是光学和雷达影像融合影像，添加通道注意力机制的U-Net神经网络预测结果总体精度都会提高，提高幅度在2.21%～4.12%之间。（2）利用改进后的U-Net神经网络处理融合数据，总体精度达到95.75%，相对于仅用高分2号影像的精度高4.3%；（3）对于弱信号区域，利用改进网络以及融合数据提取的总体精度和Kappa系数分别为91.61%和0.827 7。该方法可以对海洋筏式养殖区弱信号区域进行有效提取，能够为海洋养殖面积统计以及海洋环境检测提供技术支持。
准确提取海水筏式养殖区信息对于海洋资源管理和环境监测具有重要意义，但是筏式养殖区养殖筏因淹没于水中常出现数据弱信号区域的现象，导致仅凭光学影像提取精度较低。因此，本文以威海荣成湾为研究区域，通过添加通道注意力机制改进U-Net神经网络并结合高分2号光学影像光谱信息以及高分3号雷达影像纹理信息，尝试提高筏式养殖区提取精度。结果表明：（1）无论是对于单一的光学影像还是光学和雷达影像融合影像，添加通道注意力机制的U-Net神经网络预测结果总体精度都会提高，提高幅度在2.21%～4.12%之间。（2）利用改进后的U-Net神经网络处理融合数据，总体精度达到95.75%，相对于仅用高分2号影像的精度高4.3%；（3）对于弱信号区域，利用改进网络以及融合数据提取的总体精度和Kappa系数分别为91.61%和0.827 7。该方法可以对海洋筏式养殖区弱信号区域进行有效提取，能够为海洋养殖面积统计以及海洋环境检测提供技术支持。
2023, 45(8): 166-177.
doi: 10.12284/hyxb2023082
摘要:
数字孪生技术构建的虚拟海洋平台，能够进一步实现海底环境监测数据的三维可视化分析。本文基于深海底长期原位监测数据，使用Unity3D技术构建出多模型融合的虚拟海洋环境，初步建立海洋工程地质环境数字孪生系统；结合MATLAB、ArcGIS数据分析技术实现智能监测、数据分析、人机交互、辅助决策等功能；研究进一步构建虚拟环境粒子系统，对南海北部陆坡神狐海域近底层悬浮物浓度升高事件进行了三维可视化分析，结果表明：在虚拟环境粒子系统中悬浮物浓度、粒子数量与聚集程度具有较大的时空差异。特别是悬浮物浓度维持在较高水平时，发现粒子间相互碰撞、重叠，并在空间中衍生了密集程度更高的微团，当悬浮物浓度进一步升至峰值时，微团数量增加并占据空间大部分体积，形成悬浮颗粒高度聚集，覆盖范围更广的悬浮物聚合体。本文基于图像分析技术，将可视化分析结果与真实海底摄像进行对比，相对误差在0.16%～2.80%范围内，具有较高的可行性。
数字孪生技术构建的虚拟海洋平台，能够进一步实现海底环境监测数据的三维可视化分析。本文基于深海底长期原位监测数据，使用Unity3D技术构建出多模型融合的虚拟海洋环境，初步建立海洋工程地质环境数字孪生系统；结合MATLAB、ArcGIS数据分析技术实现智能监测、数据分析、人机交互、辅助决策等功能；研究进一步构建虚拟环境粒子系统，对南海北部陆坡神狐海域近底层悬浮物浓度升高事件进行了三维可视化分析，结果表明：在虚拟环境粒子系统中悬浮物浓度、粒子数量与聚集程度具有较大的时空差异。特别是悬浮物浓度维持在较高水平时，发现粒子间相互碰撞、重叠，并在空间中衍生了密集程度更高的微团，当悬浮物浓度进一步升至峰值时，微团数量增加并占据空间大部分体积，形成悬浮颗粒高度聚集，覆盖范围更广的悬浮物聚合体。本文基于图像分析技术，将可视化分析结果与真实海底摄像进行对比，相对误差在0.16%～2.80%范围内，具有较高的可行性。
2023, 45(8): 178-190.
doi: 10.12284/hyxb2023090
摘要:
黄河三角洲作为我国重要的生态功能区，探究入海口处表层悬浮泥沙浓度（Suspended Sediment Concentration, SSC）分布及其影响因素对沉积物侵蚀再悬浮、河口海岸带生态过程等具有指导意义。本文基于色度角与SSC之间的关系建立了适于黄河口及邻近海域的SSC反演模型（R2 = 0.80，MRE = 11.0%，RMSE = 1.35 mg/L）。借助GEE平台，研究得到2000−2021年黄河口及邻近海域SSC的时空分布特征和变化规律，并从自然和人类活动两方面进行影响因素分析。研究区年均SSC呈波动下降的趋势（−1.83 mg/（L·a））；空间分布表现为由近岸向远岸逐渐降低的趋势；扩散区间（年均SSC > 20 mg/L）仅在距离河口4.8～14.6 km之间，黄河入海泥沙对现行黄河口处泥沙扩散影响有限。波浪与悬浮泥沙浓度存在相同的季节特征，非调水调沙期间，有效波高与SSC年代际月均值呈现正相关关系（r = 0.66，p < 0.01）；调水调沙期间，现行黄河口门以及莱州湾处SSC受风速、有效波高影响有限，调水调沙占主导地位。调水调沙期间的来沙系数与高浓度区面积变化率呈正相关的关系，调水调沙结束后（16 d内），高浓度区（SSC > 200 mg/L）边界由距沿岸约1.3 km扩大至约2.5 km。
黄河三角洲作为我国重要的生态功能区，探究入海口处表层悬浮泥沙浓度（Suspended Sediment Concentration, SSC）分布及其影响因素对沉积物侵蚀再悬浮、河口海岸带生态过程等具有指导意义。本文基于色度角与SSC之间的关系建立了适于黄河口及邻近海域的SSC反演模型（R2 = 0.80，MRE = 11.0%，RMSE = 1.35 mg/L）。借助GEE平台，研究得到2000−2021年黄河口及邻近海域SSC的时空分布特征和变化规律，并从自然和人类活动两方面进行影响因素分析。研究区年均SSC呈波动下降的趋势（−1.83 mg/（L·a））；空间分布表现为由近岸向远岸逐渐降低的趋势；扩散区间（年均SSC > 20 mg/L）仅在距离河口4.8～14.6 km之间，黄河入海泥沙对现行黄河口处泥沙扩散影响有限。波浪与悬浮泥沙浓度存在相同的季节特征，非调水调沙期间，有效波高与SSC年代际月均值呈现正相关关系（r = 0.66，p < 0.01）；调水调沙期间，现行黄河口门以及莱州湾处SSC受风速、有效波高影响有限，调水调沙占主导地位。调水调沙期间的来沙系数与高浓度区面积变化率呈正相关的关系，调水调沙结束后（16 d内），高浓度区（SSC > 200 mg/L）边界由距沿岸约1.3 km扩大至约2.5 km。
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