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南太平洋富稀土海区海水中的溶解态稀土元素空间分布特征研究
刘洪娜, 李力, 任艺君, 王小静, 刘季花, 石学法
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023030
摘要(0) HTML全文(0) PDF 2898KB(0)
摘要:
深海富稀土沉积物因其资源潜力巨大,近年来备受关注。一般认为,沉积物中稀土元素(REY)的主要来源为上覆海水,但针对富稀土海区上覆海水中REY的研究较少。本研究针对南太平洋富稀土海区采集的3个站位的全水深海水样品,测试了15种溶解态REY,并对比了邻近海域已发表的数据,分析了该海区REY的空间分布特征。研究区表层水中溶解态REY浓度主要受风尘输入影响,而中层和深层水体中溶解态REY浓度主要受水团控制。经过澳大利亚后太古代页岩(PAAS)和北太平洋深层水(NPDW)归一化后的配分模式可确定REY间的分馏特征,分辨出不同水团。与其它大洋中报道的REY数据比较发现,表层水中REY浓度受风尘和河流输入影响导致差别较大,中层水中REY浓度与印度洋和较为接近,深层水中REY的浓度与不同大洋的水团年龄表现为正相关趋势,即大西洋< 印度洋< 南太平洋< 北太平洋。
1985–2019年南海诸岛珊瑚礁区热压力时空变化研究分析
陆永强, 陈正华, 余克服, 何鑫, 张威, 兰思香
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022129
摘要(81) HTML全文(25) PDF 2779KB(27)
摘要:
全球气候变暖引起的热压力增大是南海诸岛珊瑚礁面临的最主要威胁,基于热压力对珊瑚礁白化的评估有利于对其保护和管理。周热度(Degree Heating Weeks , DHW)可以衡量热压力的强度和持续时间,代表过去连续12周珊瑚礁区海表温度(SST)正异常的累积。本文基于美国国家海洋和大气管理珊瑚礁监测计划(National Oceanic and Atmospheric Administration-Coral Reef Watch, NOAA-CRW)海表温度数据集,逐像元对35个年最大周热度数值进行k-means聚类分析,将南海诸岛珊瑚礁区分为6个区域:南沙–1、南沙–2、南沙–3、东沙、西沙和中沙珊瑚礁区。分析南海诸岛珊瑚礁区1985–2019年热压力时空变化及其与El Niño的相关关系。结果表明:(1)南海诸岛珊瑚礁区最大DHW为0~12.9℃-周,纬度上由高到低呈现减小变化规律。(2)线性拟合法分析1985–2019年的年最大DHW,显示南海诸岛珊瑚礁区热压力强度呈现上升趋势,为0.013~0.174℃-周/a,南海诸岛珊瑚礁区最大DHW出现在1998年、2010年、2014年、2019年。(3)年最大DHW可能造成93.9%的珊瑚礁发生超过一次白化的风险,19.6%的珊瑚礁发生超过一次死亡的风险。(4)南海诸岛珊瑚礁区的月均DHW和ONI交叉小波分析显示两者存在多时段8~32个月共振周期的时频特征和时滞相关性,证实南海诸岛珊瑚礁热压力随着厄尔尼诺事件发生而显著增大;时滞相关分析表明,ONI与南海诸岛珊瑚礁区热压力呈正相关关系,后者滞后于前者7~9个月的时间。
基于混合效应模型的海州湾方氏云鳚的生长动态及其影响因素分析
赵天亚, 杨晓改, 李勋, 薛莹, 徐宾铎, 纪毓鹏, 任一平, 张崇良
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023028
摘要(9) HTML全文(2) PDF 1432KB(2)
摘要:
本研究利用2015−2019年海州湾方氏云鳚(Pholis fangi)耳石样本,基于线性混合效应模型(LMEM)研究了方氏云鳚在2013−2018年内生长速度的年际变化,评估了不同年龄阶段的方氏云鳚的生长对底层温度、叶绿素含量和种群密度等外界因素的响应。结果表明:方氏云鳚个体在不同年龄的耳石增量具有明显差异,0龄平均耳石增量为0.327 mm,显著高于高龄耳石增量。模型随机效应表明,方氏云鳚的生长速度在2013−2016年呈现逐步变快的趋势,在2016−2018年波动较为明显。方氏云鳚0龄时期生长速度的主要影响因素为底层温度和种群密度,其生长速度随温度的上升而先加快后降低,随种群密度的增加而降低。方氏云鳚1龄时期的生长速度受底层温度和饵料等环境因素的影响不显著,体现了成体对环境的适应能力。本研究深入解析了鱼类的生长动态对生物和非生物因素的响应,有助于应对未来气候变化对渔业生态系统的影响。
大洋表层沉积物中甲烷代谢古菌群落的组成及分布特征
刘皓, 许秋彤, 王春生, 荆红梅
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023010
摘要(41) HTML全文(14) PDF 2463KB(5)
摘要:
海洋沉积物中的甲烷代谢微生物是甲烷循环的关键参与者,其代谢过程对大气甲烷浓度及全球气候变化具有显著影响,研究其在全球大洋沉积物中的组成及分布特征是探究微生物介导甲烷循环的基础。采用焦磷酸454高通量测序测定甲烷代谢保守功能基因mcrA( Methyl coenzyme–M reductase A)分析全球大洋沉积物中甲烷代谢微生物群落的组成和多样性;结合荧光实时定量PCR技术检测了古菌和甲烷代谢古菌的丰度分布特征。与其他海洋生境对比,大洋沉积物中甲烷代谢古菌群落结构单一,大西洋和印度洋的α多样性指数显著高于太平洋(p<0.05)。在大洋沉积物样品中鉴定到3个目的甲烷代谢古菌,即甲烷杆菌目(Methanobacteriales)、甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)和甲烷微菌目(Methanomicrobiales),其中甲烷微菌目占绝对优势,并主要由一簇未知类群(暂名Oceanic Sediments Dominant group,OSD group)组成。大洋沉积物的古菌16S rRNA基因丰度(湿重,下同)平均为8.81×106 copies/g,大西洋的低于印度洋和太平洋;马里亚纳海沟基因丰度低于南海北部,且随着采样深度增加而呈降低趋势。大洋沉积物的mcrA基因丰度为1.38×103~8.25×104 copies/g。基因丰度大西洋最高,太平洋次之,印度洋最低;马里亚纳海沟略高于南海。本研究发现,相较于冷泉、热液、近海河口等海洋生境,大洋沉积物中甲烷代谢古菌丰度低且群落结构单一,不同海区样品间具有极高的相似性;同时发现OSD group是全球大洋沉积物样品的绝对优势类群,其与已知类群序列亲缘关系均较远,分类进化地位尚不明晰,值得进一步研究。
冬季白令海海冰范围变化及其对大气响应机制研究
袁泉, 张凡一, 雷瑞波, 张国胜
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022117
摘要(39) HTML全文(5) PDF 2936KB(16)
摘要:
白令海是冬季北极海冰变化最明显的区域之一,该区域海冰的季节和长期变化与局地的气候、水文环境和生态系统密切相关,并会影响我国的天气气候过程。为了识别该区冬季海冰的长期变化,基于Hadley中心数据,采用滑动t检验和线性回归分析方法对白令海1960–2020年海冰范围的变化趋势及其空间差异进行分析,并分析了海冰变化对大气环流等大气强迫的影响。结果表明:白令海冬季海冰范围在1960–2020年显著减少,20世纪70年代和2000年前后白令海海冰范围存在显著的均值突变。其过程中伴随着阿留申低压中心低压加强、核心位置向白令海西部偏移以及对应风场分布的变化,这个过程存在一个近20年周期的振荡。同时,太平洋年代际震荡的相位变化可以通过改变海平面气压来调节经向风,改变进入白令海的热平流,进而影响白令海冬季海冰范围。因此,阿留申低压系统和北太平洋年代际振荡对冬季白令海海冰的变化起到重要的调节作用。
HY-2B卫星载荷联合观测海面阵风的一种反演方法
张有广, 蒋城飞, 贾永君, 马小峰
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022131
摘要(46) HTML全文(16) PDF 5501KB(5)
摘要:
国内外对海上阵风的研究并不多,且大多集中在阵风预报和应用研究方面,对于海洋阵风数据的获取技术未见文献系统论述。本文利用HY-2B卫星雷达高度计观测的后向散射系数,结合校正微波辐射计观测的亮度温度信息,提出联合反演阵风风速的方法。两个遥感载荷联合反演得到的阵风风速与2019–2021年NDBC浮标数据进行真实性检验,结果显示:阵风风速RMSE为0.98 m/s,相关系数为0.82;基于本方法利用国外同类卫星Jason-3得到的阵风风速与2016–2018年NDBC浮标数据的RMSE为0.96 m/s,相关系数为0.88。本文在HY-2B卫星雷达高度计海面风速观测的基础上,纳入同一卫星平台校正微波辐射计的同步观测信息联合实现了海面阵风的观测,数据的比对结果证明文中方法具有较高的观测精度。同时,该方法对于具有相同观测体制的国内外卫星也适用。
雅浦–马里亚纳海沟连接处地貌特征研究
张志毅, 韩喜彬, 许冬
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022121
摘要(79) HTML全文(6) PDF 2208KB(18)
摘要:
雅浦海沟是西太平洋“沟–弧–盆”体系的重要组成部分。在雅浦海沟北部,雅浦海沟与马里亚纳海沟呈典型的垂直相交。本文对该海域的地貌进行了详细的研究。结果表明,两条海沟连接处附近,海沟的水深、形态、剖面等都发生明显变化,且具有分段性,两侧斜坡上拥有隆起、凹陷、断裂等地貌,这些特征与海沟连接处特殊的俯冲位置具有密切的联系;通过地貌特征和板块扩张速度判断,20 Ma前帕里西维拉海盆扩张中心应位于137°35′34″E附近,雅浦海沟很可能是由帕里西维拉海盆暴露出来的扩张中心转变而成。
粤西阳江海域春夏季沿岸激流现象及机理分析
陈宜展, 曹永港, 罗士浩, 廖世智, 邓丹, 刘愉强, 马媛
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022115
摘要(50) HTML全文(5) PDF 9178KB(19)
摘要:
通过分析2018–2019年粤西沿岸流阳江海域多站点周年观测水文气象实测资料,发现2019年春季和夏季阳江沿岸流海域存在激流现象。研究结果表明:(1)2019年5月5日凌晨6时,观测站点2 m水深处流速达到164.7 cm/s,9 m水深处流速达到127.6 cm/s。2019年8月1日凌晨4时至5时,阳江沙扒海域2 m水深处流速达到161.8 cm/s,9 m水深处流速达到156.6 cm/s。(2)粤西沿岸流阳江20~30 m水深海域春夏季突发性强流具有典型的激流特征。激流在涨急时刻发生在海洋表层,持续2~3 h。(3)在西南风与东北风转换期间,粤西沿岸海域容易形成海水幅聚带,近岸海域海平面上升,外海海域海平面下降,强劲的自岸向外水平压强梯度力导致近岸海水加强向西运动,从而产生激流。
渤海和南黄海沉积物中氨氧化微生物对硝化潜势的相对贡献
李明月, 甄毓, 李思琦, 米铁柱, 贺惠
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023018
摘要(21) HTML全文(7) PDF 2694KB(5)
摘要:
硝化作用是海洋氮循环的核心过程。作为硝化过程关键步骤的氨氧化过程的主要参与者,氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化作用的相对贡献是海洋氮循环关注的热点问题之一。本文选取渤海和南黄海20个站位的表层沉积物,通过微宇宙培养实验研究了沉积物中氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化潜势的相对贡献。结果表明,渤海和南黄海海域表层沉积物中潜在硝化速率(以氮计,下同)为0.004 6~0.283 1 μmol/(g·d),其中氨氧化古菌潜在硝化速率为0.004 3~0.274 3 μmol/(g·d),氨氧化细菌潜在硝化速率为0.000 4~0.056 0 μmol/(g·d)。氨氧化古菌是硝化潜势的主要贡献者,在渤海海域的贡献率为59.79%~97.95%,在南黄海海域的贡献率为18.47%~94.26%。渤海海域潜在硝化速率显著高于南黄海海域。此外,本研究海域中盐度是影响潜在硝化速率的关键环境因子,对渤海海域的分析则表明越高的\begin{document}${{\rm {NO}}_3^-} $\end{document}浓度可能指示着越高的硝化潜势。在河口及近海沉积物中,氨氧化古菌在硝化过程中起着更加重要的作用;河口和近岸沉积物硝化潜势总体高于远海。本研究为进一步认识近海洋氮循环过程提供了参考依据。
全球热带海洋海表温度场异常对北极海冰的影响
陈迪, 孙启振
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022163
摘要(11) HTML全文(0) PDF 4754KB(0)
摘要:
本文利用1951-2021年Hadley环流中心提供的海冰和海温最新资料以及美国国家海洋与大气局气候预报中心提供的NCEP/NCAR再分析资料,分析探讨了北极海冰70余年的长期变化特征,进而研究了其快速减少与热带海温场异常变化之间的联系,揭示了在全热带海洋海温场变化与北极海冰之间存在密切联系的事实。结果表明,而北极海冰异常变化最显著区域出现在格陵兰海、卡拉海和巴伦支海。热带不同海区对北极海冰的影响存在明显时滞时间和强度差异,热带大西洋的影响相比偏早,印度洋次之,太平洋偏晚。热带大西洋、印度洋和中东太平洋海温异常影响北极海冰的最佳时间分别是后者滞后26个月、30个月和34个月,全球热带海洋影响北极海冰的时滞时间为33个月。印度洋SST对北极海冰的影响程度最强,其次是太平洋,最弱是大西洋。全球热带海洋对北极海冰的影响过程中,热带东太平洋和印度洋起主导作用。当全球热带海洋SST出现正(负)距平时,北极海冰会出现偏少(多)的趋势,而AO,PNA, NAO对北极海冰变化起重要作用,是热带海洋与北极海冰相系数的重要“纽带”。而AO、PNA和NAO不仅受热带海洋SST的影响,同时也受太平洋年代际振荡PDO和大西洋多年代际AMO的影响,这一研究为未来北极海冰快速减少和全球气候变暖机理的深入研究提供理论支撑。
河口回水动力的演变过程及其影响机制—以长江河口为例
古俊豪, 蔡华阳, 杨昊, 李博
当前状态:
摘要(16) HTML全文(0) PDF 2344KB(4)
摘要:
河口回水区长度的时空演变对防洪、供水、航运等水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文在经典河流回水理论的基础上考虑潮汐动力的影响,聚焦潮汐动力引起的回水效应问题,基于一维水动力解析模型,重新定义河口回水区上游界限(回水界),并以长江河口为例,探讨河口回水动力演变过程及其影响机制。结果表明:回水界距天生港的距离(即回水区长度)与上游流量、外海边界振幅分别具有显著的负相关和正相关关系,且基本为线性关系;回水界对径潮动力的响应比潮区界更为敏感,能有效表征河口感潮河段径潮动力格局演变;长江河口回水界位置具有明显的季节性差异,其春季和秋季回水界位于芜湖附近(春季和秋季分别距天生港419 km和367 km),冬季回水界位于感潮河段以上区域,夏季潮汐动力引起的回水效应基本可忽略;长江河口潮流因子和径潮相互作用因子控制的余水位梯度的季节性变化,是长江河口回水界位置变动的主导因素。
东海及毗邻区239+240Pu的来源与沉积过程研究
黄亚楠
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022123
摘要(128) HTML全文(8) PDF 1818KB(17)
摘要:
本文对东海及毗邻海域中239+240Pu比活度、240Pu/239Pu原子比值和239+240Pu累积通量或沉积通量数据进行整理,首次从大气沉降的239+240Pu、海水中的239+240Pu、生物体中的239+240Pu、沉积物捕获器中的239+240Pu以及沉积物中的239+240Pu 5个方面阐述了东海及毗邻海域中239+240Pu的地球化学行为。研究结果表明,全球大气沉降和太平洋核试验场输入的239+240Pu是东海沉积物中239+240Pu的两个主要来源;在长江径流、浙闽沿岸流、台湾暖流、黑潮与上升流等水团的混合作用以及清除作用的影响下,东海近岸海水中239+240Pu浓度在时间上呈现被清除而减少的趋势,相应近岸浅水区沉积物中239+240Pu的埋藏深度高于远岸深水海域。在黑潮入侵和上升流的作用下,冲绳海槽区尤其是台湾岛东北部,沉积物中的239+240Pu比活度与沉积通量显著增大。同时,利用东海表层沉积物中239+240Pu比活度和240Pu/239Pu原子比值的相关关系证实了台湾东北部黑潮底层分支流的存在,并指示出台湾暖流与黑潮底层分支流可能交汇的海域位置。
珊瑚脂质是其共生虫黄藻密度降低时的重要能量来源
门征, 陈汉吉, 许慎栋, 余克服, 莫洪燕
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023022
摘要(48) HTML全文(13) PDF 1344KB(13)
摘要:
近年来珊瑚白化现象日益严峻。白化意味着珊瑚共生虫黄藻密度的降低,然而目前关于珊瑚体内的脂质在虫黄藻密度降低时对维持能量供给稳定的意义尚不清楚。本研究以2020年3月和6月在西沙群岛采集的帛琉蜂巢珊瑚(Favia palauensis)和澄黄滨珊瑚(Porites lutea)样品为材料,通过生理参数(虫黄藻密度、脂质含量)与地球化学指标(虫黄藻的稳定氮同位素δ15Nz值)相结合的方法,探讨了珊瑚脂质对虫黄藻密度及其光合作用强度变化的响应。结果显示,夏季两种珊瑚的虫黄藻密度和δ15Nz值均显著下降,意味着夏季虫黄藻密度降低导致了其光合作用强度的降低。与此同时,两种珊瑚的脂质含量也显著下降,并且脂质含量与虫黄藻密度、δ15Nz值之间均呈正相关关系,这说明珊瑚脂质含量与虫黄藻光合作用强度的变化之间存在耦合关系。当光合作用强度降低时,珊瑚可以通过消耗其自身储存的脂质更好地维持能量供给的稳定,这对提高环境胁迫的适应能力以及抗白化能力具有重要意义。
基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法
楚森森, 程亮, 程俭, 张雪东, 刘晋铭
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023024
摘要(25) HTML全文(3) PDF 3836KB(11)
摘要:
卫星水深反演是水深测量的一种重要手段,其中Stumpf比值和Lyzenga多项式反演算法应用广泛并诞生了大量改进算法,但这些算法没有顾及不同光谱的测深极限与适用范围,为此本文提出一种基于光谱分层的水深反演方法。首先,根据红、绿、蓝光谱对水体的穿透能力差异,提出一种基于影像本身的无参数光谱分层策略,提取红光层、绿光层、蓝光层;然后,根据不同光谱层的波段测深性能,分光谱层构建水深反演优化模型,获取浅海水深反演结果。以我国南沙海域长线礁和美属维尔京群岛巴克岛为实验区,本文方法对经典Stumpf比值和Lyzenga多项式反演算法进行改进后,水深均方根误差、平均绝对误差、平均相对误差分别降低了0.41~0.89 m、0.35~0.65 m、4%~19%,尤其在红光层,即水深较浅区域,平均相对误差降低68%~149%,精度提升明显。因此,改进算法在提高卫星水深反演效果方面具有可行性和有效性。
全球垂向位移负荷潮模式在渤黄东海及周边区域的准确度评估
徐晓庆, 魏泽勋, 滕飞, 孙俊川, 高秀敏, 方国洪
当前状态:
摘要(29) HTML全文(7) PDF 1609KB(3)
摘要:
本研究利用渤、黄、东海及周边区域21个GPS站的调和常数资料,对5个全球垂向位移负荷潮模式(FES2014、EOT11a、GOT4.10c、GOT4.8和NAO99b)在渤黄东海及周边区域的准确度进行了评估。结果表明,在渤黄东海及周边区域,对于M2分潮,FES2014和EOT11a模式结果准确度相对较高;对于S2分潮,NAO.99b和EOT11a模式结果准确度相对较高;K1分潮EOT11a和FES2014模式结果准确度相对较高,O1分潮EOT11a和GOT4.8模式结果准确度相对较高,N2分潮EOT11a和FES2014模式结果准确度相对较高,K2分潮NAO.99b和FES2014模式结果准确度相对较高,P1分潮EOT11a和GOT4.8模式结果准确度相对较高,Q1分潮,FES2014和EOT11a模式结果准确度相对较高。还简单分析了渤黄东海及周边区域8个主要分潮的垂向位移负荷潮分布特征。
珠江磨刀门河口环流结构动力特征分析
卢陈, 吴尧, 杨裕桂, 袁菲
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022165
摘要(27) HTML全文(1) PDF 3127KB(4)
摘要:
河口环流结构关系到物质输运、泥沙沉积和地貌变化等物理过程。根据2019年磨刀门河口原型观测平台洪枯季连续观测分层潮流资料,统计洪枯季、大小潮河口东西汊的涨落潮流及历时变化特征,利用理论方法解析河口东西汊平面环流和重力环流结构,进一步引入混合参数研究河口纵向环流中的潮汐应变环流。研究发现枯季东西汊在转潮时刻存在东涨西落的平面环流结构,洪季平面环流特征较不明显;枯季重力环流强度整体略大于洪季,西汊重力环流强于东汊,表层向海环流流速可达0.2~0.25 m/s,而底层向陆环流流速相对较小。洪季大潮期由潮不对称性驱动的潮汐应变环流相对较大,进而增强了纵向环流的强度。河口垂向余流结构同样表现洪枯季、大小潮的变化规律。洪季余流整体较大,西汊在小潮期表层余流超过0.6 m/s,而东汊余流则明显呈现表层向海、底层向陆的分布特征,枯季余流整体较小,表明其对物质输运和河口地形塑造作用较弱。
台风过程影响下的滨海湿地物理变量观测及湿地系统响应
李高如, 龚国宁, 张生乐, 高美华, 张伯伦, 马煜曦, 何培民, 方淑波
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022-00
摘要(26) HTML全文(11) PDF 2167KB(8)
摘要:
如何研究台风等极端天气事件影响下的湿地系统响应过程,进而提出有效的生态完整性维护和管理方案,对关键区域的湿地管理及生态安全维护具有重要意义。本文于2021年9月“灿都”台风过程在南汇东滩南岸设置水动力观测点,采集表层沉积物、测量滩面高程并用无人机获得植被影像,运用ArcGIS空间分析,探讨了台风过程南汇东滩水动力、滩面沉积变化与植被分布面积的响应。结果表明:台风中,观测点近底层平均流速为0.23 m/s,植被边缘平均有效波高和波能是台风前后的1.54和2.14倍,近底层1 m的滩面出现“高悬沙浓度层”(>10 g/L)且存在时长为8.13 h。台风后高程低于4 m稀疏分布海三棱藨草和互花米草的滩面侵蚀0~4.8 cm,高程高于4 m茂盛分布互花米草和芦苇的滩面淤积0~14.7 cm;研究区植被分布面积共减少1 862.67 m2,减少量占台风前植被总量的1.63%,其中侵蚀滩面植被分布面积减少31.9%,淤积滩面减少68.1%。对台风过程影响后的湿地管理,可以总结为:(1)湿地在台风过程后滩面基本表现为明显的侵蚀、淤积区域共存的特征;(2)对高程低于4 m的侵蚀滩面,建议确定植被适宜生长的高程,结合台风过程冲淤变化通过“微生物膜”和植被斑块移植的方法消浪、固滩和促淤,加速湿地在台风过程影响后的修复。
基于遥感数据和表层声速的全海深声速剖面反演
李倩倩, 李宏琳, 曹守莲, 严娴, 马志川
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022149
摘要(26) HTML全文(4) PDF 4553KB(2)
摘要:
海洋声速剖面决定着水下声传播特性,近实时地获取声速剖面对水下声通信、水下定位、鱼群探测等都有重要意义。单经验正交函数回归(single Empirical orthogonal Function regression,sEOF-r)方法通过建立声速剖面的经验正交系数与海面遥感数据之间的线性回归关系来反演声速剖面。但是,海洋是一个复杂的动力系统,声速与海面遥感数据并不是简单的线性关系,因此,本文基于BOA_Argo历史网格数据,通过自组织映射(Self-Organizing Map,SOM)生成海平面高度异常(Sea Level Anomaly,SLA)、海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)等海表遥感数据以及表层声速仪测量的表层声速与声速剖面异常之间的非线性映射;然后利用近实时的海表遥感数据和表层声速反演三维海洋声速场。声速剖面反演的结果表明,在多源信息融合的优势下,本文方法的反演性能最稳定且精度最高,声速剖面的平均反演精度比经典sEOF-r方法提高约2 m/s,比未考虑表层声速的经典SOM方法提高约1 m/s。
光纤耦合微通道反应系统原位监测海水氨氮和亚硝酸盐的研究
姜双城, 杜虹, 郑惠东, 汤新华, 潘文涛, 高俊, 范丹阳, 林琪, 吕海霞, 林旭聪
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023006
摘要(97) HTML全文(11) PDF 1463KB(21)
摘要:
原位监测海水中氨氮(NH3-N)和亚硝酸盐(\begin{document}${\rm{NO}}_2^- $\end{document})对于水体富营养化评价十分重要。针对现有的氨氮和亚硝酸盐原位监测仪器难以在同一检测模块中分别实现荧光和分光光度分析和仪器高效集成及解决仪器利用受到限制的问题,本文基于光纤耦合微通道反应系统,通过光波长切割、光纤波导和微通道反应Z型检测池等技术集成和条件优化,提出了在同一光纤偶联微反应系统中实现氨氮荧光分析和亚硝酸盐分光光度分析的原位测定技术。结果表明,该技术实现了荧光和可见光光度法的模式切换并可分别测定NH3-N和\begin{document}${\rm{NO}}_2^- $\end{document};在恒温条件下,NH3-N测定荧光信号漂移小于−2.0%、\begin{document}${\rm{NO}}_2^- $\end{document}测定吸光度稳定;不同的盐度对氨氮和亚硝酸盐测定影响较小,不同浊度下氨氮测定误差为−6.6%~2.5%,浊度补偿校正后\begin{document}${\rm{NO}}_2^-$\end{document}测定误差小于0.1%。应用于养殖海水中氨氮和亚硝酸盐的原位分析,仪器原位监测值与实验室方法测定相符合。所提出的技术在同一模块中分别实现了氨氮和亚硝酸盐的荧光和分光光度两种模式的原位监测,为海水营养盐原位监测仪器更高的集成化设计提供了新的技术。
夏秋季南黄海小型底栖动物空间分布格局及其环境影响因素
宋远柳, 刘晓收
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023020
摘要(20) HTML全文(0) PDF 1620KB(3)
摘要:
为研究南黄海小型底栖动物的空间分布格局及其环境影响因素,于2020年8月(夏季)和11月(秋季)对南黄海进行了两个航次的野外观测和采样,对小型底栖动物的类群组成、丰度、生物量、垂直分布、群落结构及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明,共鉴定出小型底栖动物类群15个,其中自由生活海洋线虫为最优势类群,在两个航次中分别占小型底栖动物总丰度的75.6%和84.6%。其他较重要的类群还包括底栖桡足类、轮虫类和枝角类等。夏季和秋季小型底栖动物的平均丰度分别为(514.9±32.1)ind./(10 cm²) 和(350.8±30.7)ind./(10 cm²),平均生物量(干重)分别为(651.7±98.0)μg/(10 cm²)和(589.2±37.1)μg/(10 cm²)。小型底栖动物在时空分布上存在差异。在季节分布上,小型底栖动物丰度和类群组成存在极显著差异。结合环境因子分析结果显示,沉积物中值粒径是引起差异的主要环境因子。在空间分布上,夏季小型底栖动物丰度和类群组成在不同水深间存在极显著差异,秋季小型底栖动物丰度和类群组成在不同水深间差异不显著。推测黄海冷水团是影响夏季小型底栖动物空间分布差异的主要因素。本研究中小型底栖动物的数量和类群多样性相较于国内其他对南黄海小型底栖动物的研究较低,其中沉积物叶绿素a含量及有机质含量是引起南黄海小型底栖动物丰度变化的重要因素。海洋线虫与桡足的数量比值(N/C比值)评估显示秋季该区域存在有机污染,这一结果与应用大型底栖动物对同一区域进行环境评价的结果不一致,对于应用N/C比值评价环境质量还需要进一步的研究。
基于高空间分辨率遥感影像的水深反演有效性评估
王燕茹, 张利勇, 刘文, 张凯, 王鑫
当前状态:
摘要(57) HTML全文(20) PDF 3836KB(16)
摘要:
卫星遥感反演水深(Satellite Derived Bathymetry, SDB)是获取浅海水深信息的有效手段。然而,其有效范围只限于光学浅水区域,在深水区域呈现“伪浅海”的失真现象。因此,如何准确识别SDB数据的有效范围对其广泛应用至关重要。本文基于高空间分辨率多光谱卫星影像,在深入分析深/浅水辐射亮度统计分布特征差异的基础上,提出一种数据驱动的水深反演有效性评价方法。该方法以卫星影像辐亮度信息的局域标准差作为特征,基于K-S检验方法对光学深水区域统计特征进行模型优选,并使用假设检验方法对深水无效区域对应的SDB进行识别。甘泉岛水域实验结果表明,该方法通过统计分布划分光学浅水与深水区域边界,可以有效识别光学深水区域产生的无效水深反演数据。在剔除无效区域数据后,光学浅水有效区域内水深反演平均绝对误差(MAE)为1.01,均方根误差(RMSE)为1.52。实验结果表明,本文提出的方法可准确识别SDB结果的有效区域,进而为浅海地形解译提供方法支撑。
北极楚科奇海北部特征水团对浮游植物空间分布的调控
费淑怡, 李纪, 高源, 葛跃浩, 郭正东, 高咏卉
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023016
摘要(43) HTML全文(26) PDF 3846KB(8)
摘要:
通过楚科奇海北部-加拿大海盆交接地带的生态调查,我们发现在0~150 m,以融冰水(MW,0~20 m)、白令海夏季水(sBSW)和阿拉斯加沿岸流(ACW)等水团为主。水温和营养盐变化与水团息息相关,物理-生化的耦合作用进一步影响了浮游植物分布和群落结构。叶绿素最大值多位于约50 m深、富含营养盐的sBSW和ACW暖水团中。 sBSW和ACW中分别以小型(约74%)和微微型浮游植物(约65%)为主。藻华初期,溶解无机氮(DIN)虽呈相对限制,但仍高于浮游植物生长所需阈值。双单元混合模型显示:浮游植物对N去除明显,N吸收量与叶绿素呈正比,且在温度略高的ACW水团中N吸收量高于sBSW水团。在北极变暖、波弗特流涡增强以及ACW和sBSW营养盐补给下,该区域的浮游植物(均值:(0.327±0.163)mg/m3,范围0.04~0.69 mg/ m3)与历史数据相比有所提高。这将增加北极海区的碳吸收通量,有利于其作为碳汇区的发展。
顾及空间自相关特征的机器学习水深反演方法研究
王鑫, 贝祎轩, 陈卓, 张凯
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022033
摘要(51) HTML全文(4) PDF 2615KB(11)
摘要:
基于多光谱影像的水深反演方法是获取近岸水深信息的高效手段,然而反演精度低一直是制约其广泛应用的瓶颈。本文聚焦于实测水深与多光谱数据自身的空间自相关特性,提出在机器学习框架下将学习样本的空间自相关特征与统计互相关特征相结合,以提高水深反演精度。西沙北岛海域的实验结果表明,在实测数据量较小的情况下,相比传统机器学习,顾及自相关特征的新方法可获得18%的精度提升;而当实测数据量充足时,精度提升可达到27%。结果表明,将数据源的空间自相关特征融入机器学习算法中,可显著提升多光谱水深反演结果的精确性,进而为浅海海洋研究提供有效数据支撑。
渤海湾南部小型水母群落特征与环境因子相关性研究
刘欣禹, 徐子钧, 张洪亮, 李保磊, 温国义, 李笑语, 沙婧婧, 杜小媛, 鲍萌萌, 孙卓男, 丁凯, 齐衍萍, 温若冰, 曹婧
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023012
摘要(82) HTML全文(14) PDF 1395KB(22)
摘要:
根据2020年8月至2021年5月对渤海湾南部浮游动物调查的4个航次数据,分析该海域水螅水母、栉水母群落结构和季节变化特征,讨论了环境因子对小型水母丰度的影响。研究发现,渤海湾南部小型水母种类组成和丰度分布存在季节变化,全年调查共发现小型水母13种,11种水螅水母、2种栉水母;春、夏、秋、冬该海域水母种数分别为4种、9种、7种和2种,丰度均值分别为30.74 ind./m3、30.78 ind./m3、12.08 ind./m3、0.57 ind./m3;优势种为嵊山秀氏水母(Sugiura chengshanense)、八斑芮氏水母(Rathkea octopunctata)、锡兰和平水母(Eirene ceylonensis)、半球美螅水母(Clytia hemisphaerica)、球型侧腕水母(Pleurobrachia globosa),优势种季节更替率平均为91.67%,呈现明显季节演替。水温和盐度是影响渤海湾南部小型水母丰度季节变化的主要环境因子,春季水温回升及适宜营养盐含量促进小型水母生长繁殖,夏季桡足类为小型水母提供了丰富的饵料促进其生长,秋季群落主要受盐度的影响。根据渤海湾南部小型水母风险种分布情况,推测夏季和秋季风险种旺发对拟建核电存在风险。
图解法和矩值法粒度参数的定性对比:以琼州海峡岸滩表层沉积物为例
李高聪, 梁荣鑫, 仝长亮, 王华强, 夏琼, 李志强, 唐杰平
当前状态:
摘要(136) HTML全文(5) PDF 1478KB(17)
摘要:
前人已开展了大量的关于图解法和矩值法数值结果的相关性分析和相互转换方程的确定工作,但针对定性结果的对比仍较为罕见。本文选取了琼州海峡两岸15个海滩22条断面105个表层沉积物为典型研究对象,分别采用Folk & Ward图解法和Friedman矩值法获取粒度参数结果,构建定量结果的回归关系和对比定性结果的异同。结合前人的研究成果,本文进一步探讨了两种方法结果的可对比性,并分析两种方法的方法差异对沉积物粒度信息提取及使用造成的可能影响。研究结果表明:(1)就定量结果而言,图解法和矩值法计算的平均粒径和分选系数具有强相关性(R2 ≥ 0.951),而偏态和峰态则表现为中等相关(R2 = 0.586)和不相关(R2 = 0.011),表明图解法和矩值法计算粒度参数定量结果之间的相关性并不稳定,这与前人的研究结果基本一致;(2)就定性结果而言,图解法和矩值法的结果之间存在较大偏差,分选系数、偏态和峰态不一致的占比分别达30.48%、47.14%和65.71%,这与定量结果的相关性存在一定程度的偏差,表明定量结果的相关性程度并不能完全用于指示定性术语结果的一致性程度。鉴于最大化地揭示沉积物的差异是粒度参数分析方法追寻的目标,在选择何种方法计算粒度参数时需充分考虑沉积物粒径概率分布曲线的特征。本文提供了一个以海滩沉积物为研究对象的图解法和矩值法粒度参数结果对比的典型案例,研究结果有助于提升对粒度参数分析方法的差异、原因和科学使用等方面的认识。
联合重力异常和重力垂直梯度异常数据反演皇帝山海域海底地形
阳凡林, 沈瑞杰, 梅赛, 屠泽杰, 辛明真
当前状态:
摘要(61) HTML全文(16) PDF 6639KB(9)
摘要:
海底地形对开展海洋科学调查和研究十分重要。以多波束为主的回声测深技术测量成本高且效率低,几十年来仅实现了全球约20%的海床测绘。对于空白区(特别是深海区域),可以借助重力异常和重力垂直梯度异常进行回归分析反演得到,但该方法得到的比例因子鲁棒性不强。为了解决这一问题,同时考虑到两种重力数据在表征海底地形长短波长的不同优势,本文结合滑动窗口赋权和稳健回归分析来反演海底地形。在太平洋皇帝山海域(35°~45°N,165°~175°E)的实验结果表明:在船测检核点处,本文构建模型的标准差为61.02 m,相比于单一重力数据反演模型,精度分别提高了14.92%(重力异常)和2.08%(重力垂直梯度异常),能较好地反映皇帝海山链的地形走势。
长山列岛邻近海域鱼类群落功能多样性的季节和空间变化
邹建宇, 刘淑德, 张崇良, 薛莹, 纪毓鹏, 徐宾铎
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023008
摘要(67) HTML全文(11) PDF 1313KB(24)
摘要:
为查明黄、渤海生态交错带长山列岛邻近海域鱼类功能多样性的时空变化,根据2016−2017年在长山列岛邻近海域开展的鱼类生物资源和环境因子的调查数据,结合食性、营养级、洄游类型、适温性、恢复力和鱼卵类型等13种功能性状,应用群落特征加权平均数指数、功能多样性指数和Spearman秩相关分析等方法,研究了该海域鱼类功能多样性的季节变化、空间格局及其与环境因子的关系。结果表明,春、冬季的优势类群为端位或上位口、生长系数较低、脆弱性较高、恢复力较低、定居或短距离洄游的平扁形、暖温性底层鱼类,夏、秋季表现出更多的功能性状,例如长距离洄游、栖息位置处于中上层、体型为侧扁形和纺锤形等;夏、秋季的功能丰富度指数显著高于春、冬季,功能均匀度指数在春季最高,功能离散度指数在秋季最低且显著低于其他季节;春季功能均匀度指数和春、秋季功能离散度指数均表现出西高东低的分布趋势,夏、冬季的功能丰富度指数和秋季的功能均匀度指数均表现出东高西低的分布趋势;功能多样性指数与环境因子具有一定的相关性。长山列岛邻近海域作为黄、渤海生态交错带,鱼类洄游引起优势功能性状和功能多样性呈现出一定的季节变化,环境因子的变化使得功能多样性的空间格局表现出复杂性、异质性的特点。
南海北部内孤立波对水体氮磷垂向迁移转化的影响
钟正浩, 黄晓冬, 关纬城, 季春生, 毛晓媛, 邹立, 田纪伟, 贾永刚
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023002
摘要(50) HTML全文(5) PDF 1880KB(14)
摘要:
内孤立波(ISW)以其典型的垂向迁移能力,对深层营养盐向真光层寡营养盐水域输运具有重要意义。南海北部(NSCS)发育有世界最大振幅的ISW,本研究于2018年8月以现场追踪的方式,研究ISW经过前后上层水体氮、磷营养盐的组成和结构变化。结果表明,研究海域上层水体氮和磷总体呈现一致的变化趋势,ISW对上层水体氮、磷组成和结构的影响首先表现为迁移和输运作用,显著改变真光层下缘以浅水体氮、磷的浓度和组成。上行ISW使浅水区真光层溶解无机氮和有机氮分别增加了5%~30%和20%~40%,真光层以下降低约10%;下行ISW使深水区真光层磷酸盐占比增加25%~95%,对氮的相对组成影响较小。ISW形成快速通道,改变颗粒有机物和微型生物的分布和沉降过程,进而影响不同形态氮、磷的迁移转化行为。
南极考察航线海表超微型浮游生物分布及影响因子
罗光富, 何剑锋, 邵和宾, 曹叔楠, 蓝木盛, 张迪
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2023014
摘要(89) HTML全文(27) PDF 5710KB(13)
摘要:
南极考察航线跨越全球多个大洋,对认识超微型浮游生物在全球尺度分布及变化具有重要意义。依托中国第33次南极考察,利用流式细胞仪对航线海表水样中的超微型浮游生物进行了现场测定。结果表明,在热带与温带海域,超微型浮游生物量可占总叶绿素a浓度的60%以上,在南大洋则集中在15%~40%;原绿球藻主要分布在40°S以北海域,聚球藻主要分布在50°S以北海域,而超微型真核藻类和异养细菌则在沿线各海域均有明显分布。在纬向上,原绿球藻、聚球藻、超微型真核藻类和异养细菌的平均丰度分别为(5.50±9.09)×103 cells/mL、(13.56±20.33)×103 cells/mL、(3.87±3.08)×103 cells/mL和(6.39±4.78)×105 cells/mL;环南极海域,超微型真核藻类和异养细菌的平均丰度分别为(3.31±1.46)×103 cells/mL和(4.68±4.39)×105 cells/mL,在少数站位检测到较低丰度的聚球藻,平均值为(0.38±0.39)×103 cells/mL。纬向上,超微型真核藻类与温度呈显著负相关,原绿球藻与温度呈正相关,盐度与营养盐对其影响较弱;环南极海域,超微型浮游生物与营养盐显著相关,在南极半岛海域大量消耗硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐,而在罗斯海则主要利用硝酸盐与磷酸盐。
三门湾海岸带第四系地下水资源
张志忠, 曹珂, 吕胜华, 周宇渤, 印萍, 李昂, 高飞
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022151
摘要(31) HTML全文(9) PDF 2644KB(5)
摘要:
利用三门湾海岸带最近施工完成的水文地质孔、工程地质孔和地下水碳(14C)测年以及前人的分析研究资料,对三门湾海岸带第四系分布、第四系承压含水层富水性和咸、淡水资源分布、承压水年龄和可更新能力进行了深入研究。三门湾海岸带蛇盘滩涂围垦区第一承压含水层(组)富水性较好,绝大部分地区为淡水;宁海长街镇区域承压水淡水资源总体呈“人”字型分布,北部的大湖—车岙港区域淡水主要分布在第一承压含水层(组)中,在大湖—下洋涂区域淡水主要分布在第二承压含水层(组)中。三门湾海岸带第四系承压水年龄普遍较老。蛇盘滩涂围垦区第一承压含水层地下水年龄为21 642~22 012 cal a BP,未受到后期海侵作用影响;长街下洋涂滩涂围垦区第二承压含水层地下水的年龄为335 052~45 439 cal a BP,部分地段受到后期海侵影响。在目前未开采利用条件下,承压水补给条件差、水资源更新性差。对于拟作为应急供水水源地靶区,应加强地下水资源管理。
南昆嵩地区断裂-构造演化特征及其控制因素
贺华瑞, 栾锡武, 魏新元, 乔江浩
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022143
摘要(26) HTML全文(5) PDF 6449KB(6)
摘要:
南昆嵩地区是万安盆地西部负向构造单元,其中部N–S向断裂贯穿南北,独特的构造特征使其成为研究万安盆地西部构造演化与区域断裂走滑活动的窗口。将研究区沉积地层划分为3套构造层,通过回剥法绘制南昆嵩地区构造–沉积充填剖面,并计算南昆嵩地区构造沉降量以及构造沉降速率,论述南昆嵩地区构造演化史与沉降过程以及控制因素。研究结果表明:下部构造层和中部构造层中断裂组合样式主要为卷心型断层、“Y”型断层、阶梯状断层和高角度花状构造等,断裂延伸方向大致可分为:N–S向、W–E向和NE–SW向3种;上部构造层断裂不发育,为稳定沉积;在区域走滑断裂以及南海扩张运动的控制下,南昆嵩地区始新世以来构造演化经历4个阶段:初始裂谷期、伸展断拗期、走滑改造期和热沉降期,新生代地层构造性质也表现为以伸展与走滑作用为主–走滑断裂控制–热沉降的三段式转变。
基于无人机SfM摄影测量的海岸盐沼前缘形态变化研究
郭一栋, 林杭杰, 于谦, 樊一阳, 罗科, 王韫玮, 高金耀, 高抒
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022147
摘要(61) HTML全文(10) PDF 7518KB(13)
摘要:
海岸盐沼前缘作为盐沼和光滩间的过渡带,在垂向剖面上呈现光滑、过渡、陡坎3种地貌类型,在平面岸线上也展现出不同的曲直特征。受到自然过程和人类活动的影响,盐沼前缘这一高度动态的生物地貌系统变化迅速,而高分辨率观测数据的缺乏使得这种变化难以得到充分认识。无人机SfM(Structure from Motion)摄影测量具有高分辨率、非侵入、可重复和低成本的优点,为解决上述问题提供可能。我们在江苏大丰海岸盐沼开展两次无人机调查,获取厘米级分辨率正射影像和地形数据。在高精度数据支持下,成功确定盐沼前缘位置,划分前缘类型,并定量刻画地形变化。研究发现:光滑和陡坎前缘占优势,形态稳定;光滑前缘平面轮廓复杂,后退速率小,过渡和陡坎前缘轮廓平直,后退明显;过渡前缘地形变化剧烈,向陡坎前缘转变。这项工作证明无人机SfM摄影测量适用于高效精准量化盐沼前缘形态,为认识盐沼前缘形态演化过程提供新视角。
eSQG方法在南海垂向流速诊断中的应用及对比研究
黄家辉, 谢玲玲, 李强, 李敏
当前状态:
摘要(75) HTML全文(17) PDF 9792KB(15)
摘要:
本文利用OFES(Ocean general circulation model For the Earth Simulator)模式0.1o×0.1o高分辨率温盐、流速和海面高度(SSH)数据,分析eSQG(effective Surface Quasi-Geostrophy)方法在南海垂向流速诊断中的适用性和南海垂向流速的时空变化特征。结果表明,基于SSH和eSQG的诊断垂向流速ωeSQG与OFES模拟“真值”垂向流速ωOFES整体量级基本相当,在O(10−5 m/s),空间上为北强南弱。深海盆(水深大于1 000 m)ωeSQG与ωOFES的水平空间分布的相关系数rs在次表层150 m左右达到最大,高于南海全海域的空间相关系数,表明eSQG在远离边界的深水区更有效。季节上,ωeSQG总体夏强冬弱,与ωOFES相关系数rs冬季大,夏季小,表明eSQG更适用于冬季南海垂向流速的诊断。eSQG诊断垂向流速在台湾西南部和越南以东适用性更高,与ωOFES的时间相关系数rt超过0.6;海盆南部和西北部陆架区诊断效果较差,时间相关系数rt多小于0.2。同一区域ωeSQG和ωOFES空间相关系数存在18~55 d的周期变化。分析显示,海面高度与海面密度同相位分布时,ωeSQG与“真值”ωOFES更接近。时间分辨率对eSQG诊断效果几乎无影响,空间分辨率降低到0.25ors整体增大,说明eSQG在中尺度诊断效果更好。
一种机器学习海面风场快速融合的方法
张巍, 杜超凡, 郭安博宇, 宋晓姜, 沈世莹
当前状态:
摘要(89) HTML全文(42) PDF 3697KB(23)
摘要:
基于多源资料进行海面风场的同化融合或插值融合,目前受到计算能力的较大制约。本文提出在多源卫星数据和ERA-5再分析数据重叠区域,训练基于XGBoost的机器学习ERA-5数据修正融合模型。然后基于该模型快速修正ERA-5数据(机器学习推理)。由于机器学习推理的快速性,ERA-5全区域修正融合的时间仅需2 s左右,可以较小计算代价构建整个海面融合风场。本文以10 m风速、10 m风向、U10分量和V10分量等典型风场变量展开,考虑了海陆分布差异使用陆地掩膜消除陆地区域,分别构建D_S_A_XGBoost,D_S_O_XGBoost,U_V_A_XGBoost,U_V_O_XGBoost 4个ERA-5修正模型,并最终生成海面融合风场。通过修正前后的ERA-5再分析数据与卫星数据进行比较,上述4个模型均减小ERA-5再分析数据与卫星数据的差距。特别是在风速方面,不论是RMSE还是MAE误差都得到有效降低。在风向方面上,RMSEd以及MAEd误差也呈现降低趋势。在利用热带大气海洋观测计划(Tropical Atmosphere Ocean Array,TAO)浮标数据对4种XGBoost模型进行评价发现,U_V_O_XGBoost模型对于ERA-5数据的修正结果最好,其相关性达到0.893,提高了约0.011,结果表明本文在保证风场精度的情况下较大地提高了融合速度。
黄河口潮滩泥沙絮凝研究
于上, 谢卫明, 何青, 王宪业, 赵中豪, 郭磊城, 徐凡
当前状态:
摘要(49) HTML全文(13) PDF 1694KB(18)
摘要:
本文基于现场观测的悬浮体粒径、悬沙浓度及水动力数据,研究了黄河口南部潮滩泥沙絮凝特征。研究发现,黄河口潮滩悬浮体粒径在25.42~264.44 μm之间,平均为95.20 μm。水体紊动对黄河口潮滩絮凝的影响存在差异,紊动对絮凝促进作用的上限约为Gl=3.76 s-1。紊动强度低于Gl时,紊动促进泥沙絮凝,悬浮体粒径随紊动加强而增大;反之水体紊动对絮凝主要起抑制作用,悬浮体粒径随紊动强度增大而减小。悬沙浓度对黄河口潮滩泥沙絮凝起抑制作用,同等紊动条件下高悬沙浓度对应的悬浮体粒径更小。黄河口潮滩悬浮体有效密度与粒径呈现负相关关系,沉速主要受粒径影响。本研究补充了对弱潮河口潮滩泥沙絮凝特性的认识。
影响夏季北极航道航行的近地面气象要素时空变化特征分析
田忠翔, 孙虎林, 李志强, 宋晓姜, 孟上, 陈志昆, 李敏, 李丙瑞
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022133
摘要(43) HTML全文(10) PDF 4871KB(9)
摘要:
本文利用ERA5再分析数据和我国北极科学考察期间获取的走航气象观测数据,分析了夏季影响船舶通航北极航道的关键近地面气象要素的时空变化特征。结果表明,7–8月的天气条件最适宜船舶在北极航道航行,9月低温、大风和大浪显著增多,对船舶航行影响较大,10月的天气更加恶劣,对船舶航行的挑战更大。低温天气主要出现在各航道的中段,大风和大浪天气集中在航道两端的海域。除北极中心区和10月的挪威海和巴伦支海以外,其余时间和海域的大风和大浪概率以增加趋势为主,但具有较大的年际变化。根据现有北极航道气象观测数据分析发现,东北航道能见度最差,西北航道能见度最好,中央航道居中。
基于VMD和WinLSP相结合的GNSS-R海平面高度估测模型
胡媛, 袁鑫泰, 刘卫, 胡庆松, 江志豪, 钟李程
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022139
摘要(27) HTML全文(8) PDF 2007KB(6)
摘要:
全球导航卫星系统反射(Global Navigation Satellite System-Reflectometry,GNSS-R)技术是一种新兴的监测海平面高度变化的技术。本文依据GNSS-R技术中的信噪比分析法的原理,通过分析其分离趋势项和提取振荡频率的过程,建立了新的估测模型以提高反演精度。针对传统模型存在的信号分离不佳的问题,本文提出使用变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)算法替换传统的最小二乘拟合法(Least Squares Fitting, LSF)进行趋势项分量的分离。在此基础上,本文引入基于凯塞窗函数改进的Lomb-Scargle Periodogram(LSP)频谱分析法(记为WinLSP)来减弱因频谱泄露带来的反演误差。在瑞典Onsala的GTGU站和美国阿拉斯加州的SC02站开展的海平面高度反演实验结果表明,本文建立的估测模型相比于传统模型具有更高的反演精度。基于VMD+WinLSP估测模型得到的GTGU站反演结果的均方根误差(RMSE)、相关系数和反演点数分别为4.70 cm、0.98和5 648。与传统的LSF+LSP估测模型相比,反演精度和GNSS数据利用率分别提高了约29.7%和15.0%。SC02站的RMSE、相关系数和反演点数分别为14.34 cm、0.99和1 785,反演精度和GNSS数据利用率分别提高了约12.3%和9.4%。
中印度洋海盆富稀土沉积地球化学特征及富集机制研究
孙懿, 石学法, 鄢全树, 刘希军, 于淼, 黄牧, 毕东杰, 李佳, 朱爱美, 高晶晶, 汪虹敏, 张兆祺
当前状态:
摘要(33) HTML全文(11) PDF 10657KB(4)
摘要:
本文对中印度洋海盆深海富稀土沉积区两根柱样GC02和GC06开展了沉积物涂片观察,XRD衍射分析,主量、微量和稀土元素分析,以及单矿物原位微区地球化学分析等,探讨了其地球化学特征、物质来源及稀土元素(REY)的富集机制。结果表明,GC02柱状沉积物类型为钙质黏土和沸石黏土,GC06柱状沉积物类型为钙质黏土、含沸石黏土和沸石黏土。稀土元素主要在含沸石黏土和沸石黏土中富集。北美页岩标准化(NASC)配分模式指示沉积物的REY可能来源于海水,矿物学和地球化学等特征表明该地区沉积物陆源组分可能主要源于澳大利亚的风尘物质。元素相关性和CaO/P2O5比值等指示了深海富稀土沉积中REY的主要赋存矿物为生物磷灰石(鱼牙/骨),其次为铁锰微结核。本文总结和探讨了深海富稀土沉积的形成机制,完善了深海富稀土沉积形成过程的概念模型。
东海盆地X凹陷Y大气田的天然气成因、成藏模式及勘探意义
张迎朝, 胡森清, 陈忠云, 蔡华, 蒋一鸣, 刁慧, 王超
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022011
摘要(119) HTML全文(44) PDF 1748KB(14)
摘要:
本文旨在厘清东海盆地X凹陷Y大气田天然气成因,建立成藏模式,以指导下步勘探部署。本文从天然气组分、烷烃气碳同位素、轻烃、凝析油生物标志化合物等分析入手,系统研究了油气成因类型及来源,并结合构造演化史、生烃史分析,建立了Y大气田成藏模式,提出了大中型气田的勘探方向。主要认识如下:(1)天然气组分碳同位素、轻烃和埋藏史分析表明,Y大气田天然气为凹中始新统平湖组烃源岩在龙井运动期(距今13 Ma)生成的高成熟煤型气;(2)凝析油姥鲛烷/植烷、规则甾烷等特征,反映了凹中区平湖组烃源岩发育于弱氧化−弱还原潮坪、潟湖沉积环境,生烃母质中存在一定数量的低等水生生物;(3)Y大气田具有“凹中区平湖组烃源岩、花港组大型水道砂储集体、挤压构造作用”时空耦合的成藏模式,明确了凹中挤压背斜带是X凹陷大中型气田勘探的主攻方向。
巴厘岛海域海洋内波的卫星遥感观测与数值模拟分析—4·21印尼潜艇失事事件原因初探
梁建军, 贾童, 蔡夕方, 李晓明
当前状态:
摘要(212) HTML全文(65) PDF 951KB(36)
摘要:
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。
林丽娜, 陈红霞, 刘娜
当前状态:
摘要(791)
摘要:
东海南部海洋初级生产力与鲐鱼资源量变动关系的研究
官文江, 陈新军, 高峰, 李纲
当前状态:
摘要(2534)
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。
封面
2022 年 10 期封面
2022, 44(10).  
摘要(22) PDF 3701KB(8)
摘要:
2022 年 10 期目录
2022, 44(10).  
摘要(23) HTML全文(6) PDF 976KB(7)
摘要:
物理海洋、海洋气象、海洋物理
河口水流结构分解及斜压M4分潮流探讨
李谊纯, 刘金贵, 仉天宇, 陆莎莎
2022, 44(10): 1-9.   doi: 10.12284/hyxb2022198
摘要(68) HTML全文(14) PDF 1244KB(24)
摘要:
河口水流是河口生态环境、河道演变、物质输运等物理过程的根本动力。由于径流、潮波、地形以及气象等因素的影响,河口水流呈现复杂的三维结构。其中既包括淡水注入形成的余流,也包括周期性的潮流、风生流、斜压流及河口非线性作用导致的流动等。为探究河口水流的组成及其潮内变化,基于瓯江口实测资料,利用主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)法对河口水流进行分解,探讨了PCA法对河口水流的分解性能及斜压分潮流的高频特征。研究认为,PCA法在河口水流结构研究中既可采用原始数据操作亦可用标准化的数据进行计算。PCA法可分解出斜压成分(河口重力环流型结构),但不能将正压成分(径流和潮流)分开,径流和潮流二者综合作用的结果体现在主成分的得分之中。主成分的取舍应根据水流结构和累计解释方差综合判断,不宜仅依据累计解释方差。河口斜压流动具有明显的高频特征,近似呈1/4日分潮的周期。
北部湾海浪季节变化和驱动因素的数值模拟研究
赵红军, 王俊达, 孔俊, 陈国平
2022, 44(10): 10-19.   doi: 10.12284/hyxb2022184
摘要(128) HTML全文(28) PDF 9391KB(39)
摘要:
基于NCEP CFSV2再分析风场驱动SWAN模型,对南海至北部湾为期1年的海浪逐时过程进行了数值模拟,利用Jason-2卫星和近岸浮标整年观测数据检验了模拟效果。在此基础上,评估了模型空间网格尺度对北部湾内波浪模拟的影响,分析了波浪的季节变化特征,辨析了局地风和南海传入浪对海湾波浪的驱动贡献。研究显示:(1)较Jason-2卫星观测值,有效波高模拟值的均方根误差和分散系数分别约为0.4 m和0.2;较北部湾湾顶近岸浮标逐时观测值,有效波高的均方根误差和分散系数分别约为0.2 m和0.4,平均波周期的均方根误差和分散系数分别约为0.6 s和0.2,平均波向的均方根误差约为30°;(2)空间网格分辨率为12'×12'的模型对北部湾20 m以深开敞海域波浪的模拟效果良好,模拟值较2'×2'模型的平均相对偏差在10%以下;(3)北部湾冬季盛行东北向波,夏季盛行偏南向浪,季风转换期盛行东南向浪,全年波浪在季风期强于季风转换期,冬季最强、冬夏转换期最弱;(4)局地风对北部湾波浪的驱动贡献自湾口向湾内增强,季风期强于季风转换期;南海传入浪的驱动贡献自湾口向湾内减弱,季风转换期强于季风期;海湾中部和北部的波浪以局地风为主控因素,海南岛南部和东部水域以传入浪的影响为主,海南岛西南水域受局地风和传入浪的共同控制。
基于参数化风场的浙江沿海风暴潮数值模拟
罗佳敏, 姜云鹏, 庞亮, 冯钰栋
2022, 44(10): 20-34.   doi: 10.12284/hyxb2022200
摘要(67) HTML全文(10) PDF 3079KB(19)
摘要:
针对台风参数化风场模型中最大风速半径\begin{document}$({R}_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}})$\end{document}和径向气压分布系数\begin{document}$(B)$\end{document}两个关键参数,以0216(“森拉克”台风)和0414(“云娜”台风)两场台风为例,采用多种\begin{document}$ {R}_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}} $\end{document}\begin{document}$ B $\end{document}计算方法的组合方案,再现台风过程,并提取3处观测站点的模拟数据,与实测结果进行比对。将所得的台风风场作为风暴潮模型的驱动风场,利用MIKE 21模型进行浙江沿海两场台风的风暴潮数值模拟,结合实测资料,验证并分析天文潮位和风暴潮增水水位。结果表明,本文选取的参数化风场模型适用于计算影响浙江海域的台风风场,以此为基础建立的风暴潮模型的模拟结果满足精度要求。
副热带东北太平洋混合层深度及潜沉率季节循环对全球变暖的响应
王艺珊, 夏瑞彬
2022, 44(10): 35-48.   doi: 10.12284/hyxb2022202
摘要(67) HTML全文(14) PDF 2442KB(18)
摘要:
本文利用第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)中的地球系统模式(ESM2M),结合Argo观测数据和由Ishii等整理的再分析数据集,分析现在气候背景和辐射强迫极端增强下副热带东北太平洋海域(10°~40°N,110°~160°W)混合层深度(MLD)和潜沉率的季节变化特征,研究其对全球变暖的响应。在现在气候背景下,二者最大值均出现在冬季。潜沉率的主要贡献项存在显著的季节变化差异,1−5月主要受侧向潜沉率的变化控制,6−12月则由风应力旋度导致的埃克曼抽吸速度变化主控。全球变暖后,季节循环信号的主控要素不变。但受风应力旋度等要素变化的影响,各季节的MLD减小,大值区范围收缩。由于冬季减小幅度远大于夏季,MLD季节波动幅度(振幅)显著变小。长期看,MLD呈现持续变浅的趋势,其空间不均匀性减弱引起的MLD锋面减弱是控制侧向潜沉率减弱,最终导致总潜沉率减弱的关键。由于埃克曼抽吸速度的季节变化信号对全球变暖的响应较小,因此总潜沉率在冬季受全球变暖的影响最为强烈。上述结果表明,构成潜沉率的两个关键要素对总潜沉率的贡献比例是随着季节变化而改变的:冬季MLD锋面强盛时期,侧向潜沉率的影响将显著增强。全球变暖前后二者截然不同的变化会显著改变潜沉率的季节循环振幅,可能对该区域模态水的形成和输运产生深远的影响。
海洋化学
胶州湾水体和表层沉积物营养环境现状及影响因素
王猛, 王玉珏, 刘栋, 刘东艳, 刘珂, 张海龙, 肖晓彤
2022, 44(10): 49-62.   doi: 10.12284/hyxb2022178
摘要(69) HTML全文(10) PDF 2758KB(26)
摘要:
为了解胶州湾水体和表层沉积物营养环境状况及其主要影响因素,于2019年8月在胶州湾30个站位点采集了海水和表层沉积物样品,并于2021年5月在胶州湾沿岸采集了18个站位点的水样,对水体溶解无机态营养盐浓度和组成以及表层沉积物中总有机碳、总氮、总磷及生物硅含量和碳、氮稳定同位素(δ13C、δ15N)进行了分析。结果表明,胶州湾内水体和沿岸水体中溶解无机氮、溶解无机磷和溶解硅酸盐浓度空间分布相近,高值均位于湾东北部,主要受到河流输入和沿岸污水排放的影响,低值主要出现在湾中部和湾口处。结合近30年来的历史数据分析发现,胶州湾夏季营养盐浓度在1990−2008年期间呈持续上升的趋势,政府实施的污染物总量控制措施以及河流径流量下降使得2006年以来营养盐浓度呈现下降的趋势,该变化在空间上主要体现为大沽河氮、磷输入量的减少及其对应的湾西部营养盐高值的消失。胶州湾氮、磷营养盐输入的不平衡使得“磷限制”在2000年后逐渐加剧。胶州湾表层沉积物中总有机碳、总氮、总磷含量高值均集中于东北部和东部沿岸,结合生物硅和水体营养盐含量分析显示,这主要是河流与排污输入及其带来的高初级生产力造成的,沉积物生源要素与水体营养盐在空间分布上存在较好的耦合关系。沉积物粒度较粗对有机质保存的不利影响以及湾口较强的水动力作用共同导致了湾西部、中部以及湾口的生源要素含量较低。δ13C以及二端元混合模型显示,胶州湾表层沉积物有机质来源总体以海源为主,平均占比为64%,东部沿岸受陆源输入影响较明显。δ15N的空间分布显示,胶州湾表层沉积物中氮元素受到了海水养殖与污水排放的共同影响。水体和沉积物营养环境现状共同表明,对东北部河流和沿岸污水排放的控制是后期胶州湾污染治理的关键。
冲绳海槽中南部柱状沉积物氧化还原敏感元素赋存机理与环境指示意义
许晓燕, 窦衍光, 张勇, 陈晓辉, 孙治雷, 白凤龙, 翟滨, 王利波, 邹亮
2022, 44(10): 63-79.   doi: 10.12284/hyxb2022186
摘要(44) HTML全文(18) PDF 2006KB(12)
摘要:
沉积物中氧化还原敏感元素(Redox Sensitive Element,RSE)含量变化是上覆水体氧化还原环境良好的替代指标。本文通过冲绳海槽中南部两个柱状沉积物(深度:30 cm)粒度、总有机碳、总氮及其同位素含量和氧化还原敏感元素含量等指标,探究复杂环境背景下冲绳海槽柱状沉积物中RSE的赋存机理与环境指示意义。研究发现,柱状沉积物中除了Cr亏损,其他RSE均显示有不同程度的富集。“粒控效应”对冲绳海槽柱状沉积物的RSE含量影响较小;分析可知,海水表层生产力是影响沉积物氧化还原环境的主要因素,通过Mn(氢)氧化物的吸附或解吸附作用实现RSE的富集与亏损。δCe、V/Cr、Ni/Co和V/(V+Ni)等指标指示沉积物整体处于氧化−弱氧化环境。沉积物中Mn元素通过还原作用以Mn2+形式向上扩散,在25~30 cm处被含氧间隙水氧化富集形成锰峰,指示柱状沉积物0~25 cm处为氧化环境,25~30 cm处为弱氧化环境。
夏季珠江口沉积物−水界面重金属分布特征及其影响因子研究
付涛, 梁海含, 牛丽霞, 党浩铭, 陶伟, 杨清书
2022, 44(10): 182-192.   doi: 10.12284/hyxb2022166
摘要(53) HTML全文(15) PDF 4573KB(18)
摘要:
珠江口受复杂径−潮动力耦合作用的影响,河口重金属迁移转化机制复杂多变。本文基于2018年夏季珠江口及其邻近海域海水和沉积物的调查资料,研究了珠江口多动力因子驱动下7种重金属元素汞、砷、锌、镉、铅、铜和铬的沉积、迁移和积累机制。结果表明:相比于溶解态重金属(水体中)的赋存状况,吸附态重金属(沉积物中)更稳定,污染也更严重;采用皮尔逊相关分析和主成分分析计算出重金属元素与环境因子之间的响应关系,溶解态重金属主要以稀释混合过程为主,吸附态重金属受有机碳和氧化还原作用的影响较大;沉积物−水界面重金属的分配系数显示出铅和铬易被吸附在颗粒物上,而镉和汞易溶解在水体中,揭示了河口复杂动力影响下元素在不同介质的形态转换特征;除了镉−铬、镉−铜和铬−砷这3组元素间不显著相关,其他元素间的显著相关性表明了重金属元素具有相似的来源,并采用主成分分析探讨了重金属元素的潜在来源,主要来源为工业废水,农业和大气沉降次之。研究结果可为有效控制重金属的排放和河口污染治理提供重要支撑。
海洋地质
琼东南盆地北礁凹陷上新统等深流影响的水道沉积体系
李俞锋, 蒲仁海, 樊笑微, 张功成, 赵学钦, 鲍晶晶, 李雅漠, 王炯
2022, 44(10): 80-89.   doi: 10.12284/hyxb2022116
摘要(79) HTML全文(23) PDF 2802KB(17)
摘要:
等深流影响的水道沉积体系的沉积特征及其沉积过程是当前深水沉积学研究的热点、难点和前沿科学问题,但研究程度较为薄弱。该文以北礁凹陷上新统(地震反射T20−T30)为研究对象,利用覆盖北礁凹陷局部的三维地震资料,采用均方根属性、相干属性、时间域构造,再结合地震切片等方法,研究北礁凹陷深水区上新统斜交斜坡(走向)的特殊水道沉积体系特征及其沉积过程。研究发现,该水道沉积体系分为早、晚两期,早期发育水道和片状、扇状溢堤沉积,晚期仅发育水道和片状溢堤沉积,其中扇状溢堤沉积仅发育在水道右侧弯曲处,片状溢堤沉积仅分布在水道左侧,水道始终与区域斜坡斜交,水道对称分布且无明显迁移现象。结合该时期北礁凸起发育等深流相关的丘状漂积体和环槽,认为该水道沉积体系特殊的形态主要受控于等深流与浊流交互作用的沉积结果:浊流流经水道,其上覆浊流溢出水道,形成溢岸浊流,在水道左侧,该溢岸浊流与等深流发生相向运动,被等深流“吹拂”到单侧,大面积分布,延伸千米,形成片状溢堤沉积;而在水道弯曲处(右侧),溢岸浊流与等深流发生相对运动,抑制溢岸浊流进一步扩展,形成相对小范围扇状溢堤沉积,该沉积结果与前人水槽实验结果相一致。
海底沉积物纵波速度与强度参数关系模型研究
张东昱甫, 杨进, 王欢欢, 李潇, 徐飞
2022, 44(10): 90-99.   doi: 10.12284/hyxb2022188
摘要(25) HTML全文(5) PDF 1165KB(5)
摘要:
海底沉积物具有质地松软、强度低的特点,其强度参数与海上平台插桩就位、导管架的安装等工程关系紧密,与海上作业安全息息相关。常规钻孔取芯与静力触探等强度参数获取方法成本较高、取样点少,且对沉积物扰动较大,利用易获取的声学资料预测海底沉积物的强度参数具有重要研究意义。本文基于Wood方程、Biot-Stoll模型、Dvorkin等效介质模型等声波传播理论,计算不同物性参数(密度、孔隙度)梯度下的理论纵波速度,结合室内模拟地层声学实验,对比了模型计算声速与实测声速的变化特征,建立了声速与物性参数关系模型。基于室内模拟地层土力学试验,揭示了沉积物物性与抗剪强度、黏聚力等参数之间的关系,建立了物性与强度参数关系模型。以物性参数为桥梁,建立基于声学特征的海底沉积物强度参数预测模型。此模型既避免了原位取样沉积物失水扰动的问题,又弥补了经验公式局限性的缺点,具有普适性与准确性,有效提高无法取样地区沉积物强度参数的精度,提高了经济效益,对浅层的勘探与开发起到了理论指导的作用。
海洋生物
基于最大熵模型模拟西印度洋剑鱼栖息地的时空分布
唐未, 王学昉, 吴峰, 李渊
2022, 44(10): 100-108.   doi: 10.12284/hyxb2022180
摘要(62) HTML全文(12) PDF 2343KB(12)
摘要:
剑鱼(Xiphias gladius)是一种高度洄游性鱼类,其迁徙和栖息地利用受海洋环境影响明显,理解其空间分布格局形成的机制对于资源的养护和管理具有重要意义。本研究利用2017−2019年中国印度洋延绳钓渔业观察员数据中剑鱼的渔获物信息作为物种出现数据,结合西印度洋海域的海表温度、海面高度、叶绿素a浓度、混合层深度、海表盐度等环境数据,采用最大熵模型对剑鱼的栖息地适宜性分布进行了模拟。结果表明:(1)模型对印度洋西部剑鱼栖息地适宜性分布的模拟精度非常高,各个季节受试者工作特征曲线的曲线下面积都大于0.9,可用于模拟剑鱼潜在的栖息地适宜性分布;(2)研究区域内剑鱼适宜栖息地分布变化与实际作业位置变动基本一致,干季和湿季剑鱼栖息地高适宜性的区域分布都较为集中,但湿季分布范围要大于干季;(3)海表温度、海表盐度和混合层深度是影响西印度洋剑鱼栖息地适宜性分布的重要环境因子,在干季和湿季的最适范围分别为25.8~31.6℃、34.4~35.9、0.1~24.9 m和25.6~30.5℃、34.8~36.4、13.1~54.1 m。研究结果可为西印度洋海域剑鱼种群的可持续利用和科学管理提供必要参考信息。
北部湾中华鲎(Tachypleus tridentatus)幼鲎生态位及种间竞争分析
郭清扬, 左娅, 林吴颖, 肖晓波, 赵心忆, 李银康, 应紫薇, 周传江, 颉晓勇
2022, 44(10): 109-118.   doi: 10.12284/hyxb2022176
摘要(31) HTML全文(6) PDF 1209KB(11)
摘要:
中华鲎(Tachypleus tridentatus)属于国家二级重点保护野生动物,近年来数量锐减已成为濒危物种。该研究基于北部湾沿岸滨海湿地中华鲎种群调查,利用中华鲎幼鲎栖息地主要大型底栖动物资源数据,采用生态位宽度和生态位重叠指数分析探讨中华鲎幼鲎对资源利用情况及其与各物种之间竞争强弱,进一步采用种间联结性探究中华鲎幼鲎与各物种竞争情况。结果表明:(1)中华鲎幼鲎在底栖群落中属于广生态位物种,其生态位宽度最大(4.252 2);(2)中华鲎幼鲎与各底栖生物均有一定程度生态位重叠,其中与短指和尚蟹(Mictyris brevidactylus)生态位重叠高达0.837 5;(3)中华鲎幼鲎与短指和尚蟹种群动态模拟结果显示,二者种群规模在西背岭和三娘湾地区呈此消彼长状态,自然补充量减少是限制种群增长的重要因素。生态位分析表明,中华鲎幼鲎可作为滨海湿地生态系统健康程度指示物种,建议以中华鲎为旗舰物种开展滨海湿地生物多样性保护和管理宣传。
双齿围沙蚕对潮汐更替的行为响应
何为, 房景辉, 梁博, 蒋增杰, 毛玉泽, 方建光, 姜娓娓, 高亚平
2022, 44(10): 119-126.   doi: 10.12284/hyxb2022152
摘要(87) HTML全文(44) PDF 1013KB(13)
摘要:
潮汐更替对潮间带生物的生理和行为影响显著,底内动物可以通过行为过程建立适宜的微环境适应潮间带环境变化。本实验运用行为学观测装置研究了双齿围沙蚕对潮汐更替的行为响应特征。实验设置3个温度梯度(15℃、20℃和25℃)和4个时间段(T1: 退潮前、T2: 退潮后、T3: 涨潮30 min内和T4: 涨潮30 min后),每个处理组设6个重复。结果显示,在同一时间段内,随着温度的升高,双齿围沙蚕的径向起伏频率、径向起伏泵水速率、轴向爬行速度和头尾对调次数呈增大的趋势,头尾对调一次的时间逐渐缩短。同一温度下,双齿围沙蚕在T3时间段内的径向起伏频率、轴向爬行速度、径向起伏泵水速率、径向起伏泵水效率、轴向爬行时间和头尾对调次数均高于其他时间段,头尾对调一次的时间均有短于其他时间段的趋势;T1和T4时间段内的所有运动指标均无显著差异(p>0.05)。20℃时,双齿围沙蚕在T3时间段比T1时间段的径向起伏频率和泵水速率的增幅均高于15℃和25℃时。同一时间段内,双齿围沙蚕径向起伏时间的最大值和轴向爬行时间的最小值均出现在20℃。15℃和20℃时,双齿围沙蚕在T1和T3时间段内的轴向爬行速度均无显著差异(p>0.05)。但是在25℃时,T3时间段内双齿围沙蚕的轴向爬行速度显著高于T1时间段(p<0.05)。结果表明,双齿围沙蚕的运动强度随温度升高而增强,在水温为20℃时,其在沉积物中的运动状态较佳。退潮后双齿围沙蚕轴向爬行运动较为缓慢;刚涨潮时,双齿围沙蚕的运动强度显著增加;涨潮30 min后,双齿围沙蚕的运动逐渐恢复到与退潮前相近的状态。双齿围沙蚕可以通过一系列运动行为应对潮汐更替产生的不利条件。
2019–2020年夏季舟山海域浮游动物优势种生态位及其生态分化
宋晨, 孟周, 王晓波, 韩庆喜
2022, 44(10): 127-139.   doi: 10.12284/hyxb2022170
摘要(77) HTML全文(24) PDF 912KB(25)
摘要:
为了解舟山海域浮游动物种间关系及环境因子变化对优势种生态位分化的影响,根据2019年夏季和2020年夏季舟山海域浮游动物调查资料,利用优势度指数判断该海域浮游动物优势种,运用Shannon公式和Pianka公式分析浮游动物优势种生态位宽度和生态位重叠指数,采用冗余分析方法探究影响舟山海域浮游动物优势种生态位分化的主要环境因子。结果表明,舟山海域2019年、2020年浮游动物优势种更替率为66.67%。根据舟山海域浮游动物优势种生态位宽度值,可将其分为广生态位种、中生态位种、窄生态位种,2019年广生态位种有4种,2020年有6种,分别占浮游动物优势种的66.67%和60.00%,表明广生态位种是舟山海域浮游动物优势种的主要组成成分。2019年浮游动物优势种生态位重叠指数范围为0.11~0.79,2020年生态位重叠指数范围为0~0.98。冗余分析表明,2019年浮游动物优势种生态位分化主要受硅酸盐浓度、化学需氧量、温度和叶绿素a浓度的影响,2020年浮游动物优势种生态位分化主要受硅酸盐和溶解氧浓度的影响。该研究有望进一步了解舟山海域浮游动物群落的种间关系,为阐述浮游动物对环境变化的适应机制等研究提供数据基础和科学依据。
中国北方砂栖纤毛虫的空间分布及其驱动因素
陈欣怡, 粱月琴, 郑伊珊, 吴成倩, 许媛
2022, 44(10): 140-151.   doi: 10.12284/hyxb2022164
摘要(181) HTML全文(16) PDF 1746KB(45)
摘要:
为深入了解不同地理尺度因素对驱动微型生物群落空间结构的相对影响,本研究于2020年10月调查了中国北方14个砂质潮间带的砂栖纤毛虫群落。研究结果如下:(1)检获纤毛虫105种,隶属26目65属,按丰度优势依次为帆口目、小胸目和环毛目;(2)黄海、渤海两区域的环境因子存在显著差异,但纤毛虫群落组成趋于相似;(3)偏Mental分析显示,环境条件较空间距离在纤毛虫群落组成的驱动中更为重要,其中盐度、粒度和海滩坡度是解释纤毛虫空间分布的最优环境因子组合,而潮差和溶解无机氮含量是次要影响因子;(4)沿海区域微型生物的强扩散效应在一定程度上掩盖了环境异质性影响。综上,由于沿海生态系统中微型生物受到更少扩散限制,在空间分布格局的形成上,环境条件的影响比空间距离更重要。本研究为海洋微型生物地理学提供了基础数据,有助于在全球变化背景下制定沙滩管理和保护规划。
黄鳍棘鲷IGF-2基因克隆及IGF-1/2在胚胎发育过程中的表达特性分析
崔淼, 李钰杰, 杨永春, 张佳颖, 许鲜姬, 林李泉, 林国荣, 张其中, 许德麟
2022, 44(10): 152-162.   doi: 10.12284/hyxb2022158
摘要(120) HTML全文(45) PDF 3748KB(43)
摘要:
类胰岛素样生长因子(Insulin-like Growth Factors,IGFs)是生物生长轴下游的关键调控因子,其对促进细胞分化与机体生长具有重要的作用。为深入研究IGF-1IGF-2基因在黄鳍棘鲷(Acanthopagrus latus)胚胎发育过程中表达机制及可能发挥的作用,本文利用分子克隆技术分离鉴定了黄鳍棘鲷IGF-2基因cDNA序列,并对其进行了生物信息学分析。同时,在对其胚胎发育过程连续观察的基础上,利用实时荧光定量PCR的方法,测定并分析了黄鳍棘鲷胚胎发育不同时期IGF-1IGF-2基因mRNA的表达情况。实验结果表明,IGF-2基因cDNA序列全长为1 736 bp,其中开放阅读框648 bp,共编码215个氨基酸。多重序列比对分析发现,黄鳍棘鲷IGF-2氨基酸序列与同属鲷科鱼类的大西洋鲷(Sparus aurata)相似性为99.95%,与三长棘赤鲷(Pagrus auriga)相似性为98.14%,与其他硬骨鱼类的IGF-2也有较高的相似性,显示出IGF-2在硬骨鱼类进化关系上的保守性。在水温为(26.5±0.5)℃,pH为8.0和盐度为28的条件下,黄鳍棘鲷由受精卵至孵化出膜历时25.5 h。实时荧光定量PCR结果显示:IGF-1IGF-2基因mRNA 在黄鳍棘鲷胚胎发育不同时期均有表达。IGF-1基因表达量呈现先升高后降低的趋势,在肌肉效应期达到最高表达量;IGF-2基因表达量呈现先升高后降低再升高的趋势,在原肠期、肌肉效应期与出膜后3 d表现高表达量,这表明IGF-1IGF-2基因在胚胎发育时期可能发挥重要作用。
海洋工程
不规则波在孔隙介质礁坪上传播过程的波高和增水变化数值研究
何栋彬, 马玉祥, 董国海
2022, 44(10): 163-172.   doi: 10.12284/hyxb2022182
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摘要:
采用\begin{document}$\sigma $\end{document}坐标系统下以体积平均的雷诺时间平均方程作为控制方程的三维非静压模型,对随机波浪在带有孔隙介质的岛礁地形上的传播过程进行了模拟,重点分析了礁坪上方波高和增水的变化。通过与多个组次工况的物理模型实验数据进行对比,结果显示,本文模型能很好地模拟波浪在孔隙介质上传播演化的过程,与实验结果吻合程度很高。分析结果表明,相比于光滑底床,孔隙介质的存在造成破碎点附近波高平均下降12%,礁坪上方波高平均下降28%。对于平均水位,孔隙底床条件下的最大减水幅值减小了43%,同时礁坪上方增水幅值上升6%。另外,孔隙率在0.47~0.87范围内变化时,对礁坪上方平均水位的变化基本无影响。
海洋信息科学
HY-2C卫星海面高度数据的质量分析
孟菊, 于方杰, 庄志远, 齐娟娟, 陈戈
2022, 44(10): 173-181.   doi: 10.12284/hyxb2022168
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摘要:
卫星海面高度数据对于监测全球海面高度具有重要的意义,所以卫星高度数据的定标和检验变得至关重要。海洋二号C(HY-2C)卫星是继海洋二号B卫星后的第二颗业务卫星,于2020年成功发射升空。然而,目前对HY-2C卫星高度计的数据质量了解甚少,所以对HY-2C卫星的海面高度数据进行质量分析具有重要的意义。本文以同期观测的HY-2B卫星和Jason-3卫星的地球物理数据(GDR)为参考,对HY-2C卫星遥感地球物理数据(SGDR)中的海面高度数据进行质量分析。结果显示,在星星交叉定标中使用3种常见的交叉定标插值方法对HY-2C卫星的海面高度异常数据进行自交叉点分析时,HY-2C卫星海面高度异常数据质量分析的结果不同。其中使用三次样条插值方法进行质量分析的结果最优,得到海平面高度异常差的平均值为0.03 cm,标准差为6.17 cm。此外,对HY-2C卫星和HY-2B卫星互交叉点海面高度异常差异的平均值为−0.47 cm,标准差为5.32 cm;HY-2C卫星SGDR与Jason-3卫星GDR的海面高度异常数据进行互交叉点分析,得到海平面高度异常差的平均值为−0.3 cm,标准差为5.32 cm,这些数据表明HY-2C卫星的测高精度与HY-2B卫星、Jason-3卫星一致。因此HY-2C高度计产品数据质量稳定,能满足海洋应用和科学研究的需要。