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基于浅地层剖面的海底浅表层沉积物物理性质参数反演技术研究——以渤海海底管线路由区为例
黄必桂, 李家钢, 周庆杰, 李西双, 刘乐军, 高珊, 周航, 张承艺
当前状态:
摘要(0) HTML全文(0) PDF 3576KB(0)
摘要:
海底浅表层(小于1 m)沉积物的物理性质,如粒度、孔隙度、密度等是海洋沉积学研究和海洋工程地质分析的重要内容,而对于这些物理性质的获取目前主要基于有限的海底取样或原位测试。浅地层剖面是基于声学信号(频率几千赫兹)在沉积物中的传播得到可反映沉积地层结构的数据,其中的一些声学参数,如海底反射系数、波阻抗等与沉积物物理性质密切相关。如何充分而有效的利用浅地层剖面资料,反演得到剖面覆盖区海底浅表层沉积物的物理性质参数,极具科学意义和应用价值,且基于声学属性反演沉积物物理性质是当前研究的热点。为此,本文基于渤海LD16-3CEPA至LD10-1PAPD路由段的浅地层剖面数据和海底表层沉积物的实测物理参数,利用Biot-Stoll模型建立研究区海底反射系数和沉积物物理性质之间的关系,并基于浅地层剖面数据计算得到的海底反射系数,反演了研究区海底浅表层沉积物的孔隙度、密度、平均粒径等物理性质参数。其中反演的孔隙度、密度、平均粒径与实测孔隙度、密度、平均粒径基本相符,偏差度基本都在20%的偏差范围内,表明该反演方法在该区的应用是可行的。
深圳湾和茅洲河湿地浅层沉积物孔隙水中营养盐和重金属赋存特征及其界面扩散通量研究
罗满华, 张丽聪, 李海龙, 郭跃华, 肖凯
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022162
摘要(6) HTML全文(4) PDF 7762KB(1)
摘要:
为了解湿地微环境中营养盐和重金属的分布特征及其内在联系,并进一步估算两者在沉积物-水界面的扩散通量,本文借助薄膜扩散梯度技术(DGT)获取深圳湾和茅洲河红树林湿地浅层沉积物孔隙水中营养盐和重金属浓度以及二维高分辨有效态硫浓度分布。研究结果表明:除了\begin{document}${\rm{NO}}_3^- $\end{document}和Mo外,茅洲河沉积物孔隙水中\begin{document}${\rm{NH}}_4^+ $\end{document}、P与S2−和重金属Cd、Co、Cu、Fe、Ni、Pb与Zn的平均浓度均高于上覆水和深圳湾水体中平均浓度,这说明茅洲河沉积物孔隙水的污染程度更高,但深圳湾水体中营养盐和重金属等污染物来源多于茅洲河。茅洲河有效态硫浓度空间分布不均匀,存在明显的生物扰动通道,浓度值也随着沉积物深度逐渐增高。深圳湾在沉积物-水界面处营养盐和重金属的扩散通量为−0.27~0.006 5 μg/(cm2·d),茅洲河的扩散通量为−0.061~0.069 μg/(cm2·d)。
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
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022158
摘要(4) HTML全文(2) PDF 740KB(0)
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基础上,利用Real time qPCR的方法,测定并分析了黄鳍棘鲷胚胎发育不同时期IGF-1IGF-2 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相似性为99.95%,与三长棘刺鲷相似性为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为25.5 h。实时荧光定量PCR结果显示:IGF-1IGF-2 mRNA 在黄鳍棘鲷胚胎发育不同时期均有表达。IGF-1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天表现高表达量,这表明IGF-1IGF-2在胚胎发育时期可能发挥重要作用。
潮间带沉积物厌氧烃降解细菌的多样性及Desulfovibrio subterraneus ND17的分离鉴定
张琪, 邓晔, 邵宗泽, 王万鹏
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022154
摘要(51) HTML全文(18) PDF 1267KB(21)
摘要:
潮间带作为海陆交界处,易受到来自海洋的石油污染,且各类石油烃进入沉积物后的降解过程尚不清楚。前人在各类生境中对好氧微生物烃降解方面已有较多研究,但对近海潮间带环境中的厌氧烃降解鲜有报道。本研究对青岛女岛湾潮间带沉积物深层样品以混合烃(中长链烷烃、多环芳烃)为碳源,硫酸盐作为电子受体进行厌氧富集培养。富集菌群的细菌多样性表明在混合烃作为碳源的作用下,优势菌群转变为脱硫叠球菌科(Desulfosarcinaceae)、脱硫杆菌科(Desulfobacteraceae)等具有石油烃降解潜力的硫酸盐还原菌。经分离纯化得到一株厌氧烃降解菌ND17,与地下脱硫弧菌属模式种Desulfovibrio subterraneus HN2T 16S rRNA基因序列的相似度为99.93%。进一步实验表明,菌株ND17在厌氧条件下对二十四烷和菲的降解率可分别达到53.9%和35.7%。这也是首次对脱硫弧菌属单菌在厌氧条件下进行石油烃降解的研究。脱硫弧菌作为一种广泛分布在厌氧环境的细菌,本研究为进一步认识其在海洋石油污染环境中的修复潜力提供了支撑。
鱼类 环境DNA metabarcoding片段的近缘物种识别差异
陈治, 马春来, 叶乐, 杨超杰, 王海山
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022150
摘要(30) HTML全文(5) PDF 1255KB(17)
摘要:
已知的鱼类环境DNA(eDNA)metabarcoding片段均未被针对性考察其对近缘物种的适用性,实际使用过程中存在“物种丢失”风险。为筛选出物种识别率最高的片段,本研究比较了15个主流片段对106属(共935种)鱼类的识别差异。研究结果如下:(1)蛋白质编码基因(COI,片段15)的物种识别率最高,但其引物通用性最差;片段09、片段11、片段07、片段03、片段12的引物序列总平均遗传距离也较大,均存在eDNA低效扩增的风险;(2)片段长度影响物种识别率,核糖体基因中片段05、片段06、片段01、片段02及片段13的物种识别率较高;(3)非度量多维尺度分析(NMDS)显示,不同基因、同一基因不同片段的识别结果存在较大差异,应考虑多片段、多基因组合应用;片段01与片段02、片段05与片段06等在NMDS图上距离较近,存在相互替代性;(4)物种类群影响识别结果,eDNA研究仍需要进一步开发高识别率片段。综合物种识别率、引物通用性、NMDS分析等多方面因素,本研究推荐2×150 bp测序平台使用片段01(MiFish-U)、2×250 bp测序平台使用片段05(Ac12S),辅以片段13(Vert-16S-eDNA)等进行近缘鱼类多样性调查。本研究旨在为提高鱼类eDNA调查结果准确性提供一定技术支撑。
黄海潮波系统下的GOCI反演及OSU模式海表流场数据适用性研究
崔赫, 陈建裕, 曹振轶, 管卫兵, 朱乾坤, 龚芳
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022108
摘要(63) HTML全文(16) PDF 3012KB(19)
摘要:
黄海呈现独有的地形条件,且该海域的潮波运动独具特征。本文利用静止海洋水色成像仪(Geostationary Ocean Color,GOCI)遥感反演和俄勒冈州立大学(Oregon State University,OSU)潮流模式分别获取了黄海海域的海表流场,基于该海域独特的潮波系统提出并识别潮波干涉区,进而对GOCI反演的流场做潮流提取,并对两种潮流数据作分区可用性评价,通过实测的漂流浮标数据验证评估。结果表明:利用GOCI反演和OSU潮流模式获取的海表流场具有一定程度的可靠性,GOCI反演的海表流场的流速平均相对大小误差值为0.77,OSU潮流模式获取的海表流场流速平均相对大小误差值为0.49;在靠近潮波干涉区的黄海中部海域,GOCI潮流数据与实测数据在方向上的一致性要优于OSU潮流数据,两者平均角度误差值分别为48.45°和63.10°;在远离潮波干涉区的黄海近岸海域,OSU潮流数据与实测数据在速度大小和方向上的一致性要优于GOCI潮流数据。
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(45) HTML全文(18) PDF 1748KB(5)
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。
密西西比河入海水体悬沙浓度变化过程研究
杨江洁, 戴志军, 梅雪菲, FagherazziSergio
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022098
摘要(67) HTML全文(35) PDF 2587KB(18)
摘要:
河流入海水体悬沙浓度的变化直接反映该流域人类活动和自然应力的影响。基于密西西比河塔伯特兰丁站长期水文资料,本文采用百分位法、Mann-Kendall法等统计方法对近40年密西西比河入海水体悬沙浓度进行分析,探究密西西比河通过“鸟足状”三角洲进入墨西哥湾的水体悬沙浓度变化过程及其可能影响因素。结果表明:(1)在1976−2015年期间,密西西比河入海水体悬沙浓度展现阶段性下降趋势,其中第一时期即1976−1987年期间,入海水体悬沙浓度相对较高,平均值为0.33 kg/m3;第二时期即1988−2015年期间,悬沙浓度较低且平均值为0.25 kg/m3。(2)密西西比河日径流量与悬沙浓度之间的关系符合高斯分布。与1976−1987年相比,1988−2015年期间水沙关系曲线较为扁平,日均超过0.60 kg/m3的高悬沙浓度事件明显减少。在低流量及起动流量阶段,悬沙浓度随着流量的增加而增加,在流量接近20 000 m3/s时,悬沙浓度达到最大值,流量高于20 000 m3/s后,悬沙浓度反而随着流量增加而减小。同时,密西西比河月均水沙关系在1976−1987年期间呈双绳套样,1988−2015年期间则呈现“先沙后水”的顺时针单一型绳套样。(3)分洪工程建设及土壤保持措施是影响密西西比河入海水体悬沙浓度的主要原因。其中,工程建设减少了河道沿程沉积物物源,土壤保持措施使土地侵蚀减少,从而使得悬沙浓度保持较低水平。此外,极端水文事件对密西西比河入海悬沙浓度的影响较小。
温州湾海域潮形偏态时空分布特征研究
冯曦, 周雨晨, 孙凤明, 徐欢, 温世玮, 孙壮, 刘诗静, 冯卫兵
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022096
摘要(102) HTML全文(20) PDF 2751KB(41)
摘要:
人类活动引起的岸线变化影响着近岸海域的潮波在传播过程中的运动特征。本研究基于瓯江口与乐清湾5个验潮站,时间跨度为1984−2019年的逐时潮位实测资料,分析了该海域潮波形态的时空变化规律并解构造成潮汐不对称性的主要分潮簇的贡献度。研究发现,温州湾海域瓯江河口与乐清湾潮形有明显的不同,潮汐不对称性在瓯江河口涨潮占优,且向上游方向持续增大,但在乐清湾内则落潮占优。该海域潮汐不对称性呈现出明显的季节性变化特征。在6−7月、12月至翌年1月时\begin{document}$ \gamma $\end{document}值达到最大。该海域潮汐不对称性主要由分潮组合M2/M4、M2/S2/MS4、M2/N2/MN4等分潮簇控制,分潮簇如M2/S2/MS4、M2/N2/MN4、O1/K1/M2的不对 称贡献度则表现出明显的季节性变化。从2000年起,温州湾海域涨潮占优的潮汐不对称性呈现逐渐减弱的趋势,这与瓯江河口频繁的海岸工程存在一定的联系。
基于多变量LSTM神经网络模型的PDO指数预测研究
于振龙, 许东峰, 姚志雄, 杨成浩, 刘松楠
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022047
摘要(113) HTML全文(37) PDF 2301KB(22)
摘要:
利用1921−−2020年的海平面气压、海平面高度、热含量数据以及海冰密集度作为太平洋年代际振荡(Pacific decadal oscillation, PDO)指数的预报要素,建立了关于PDO指数时间序列预测的多变量长短期记忆(long short term memory, LSTM)神经网络模型,对比分析了2011−−2020年不同时间序列预测模型的PDO指数预测结果,最后利用多变量LSTM神经网络模型实现了2021−−2030年的PDO指数预测。结果显示,多变量LSTM神经网络模型的预测值与观测值经过交叉验证后的平均相关系数和均方根误差分别为0.70和0.62;PDO未来10年将一直处于冷位相,PDO神经网络指数出现两次波动,于2025年出现最小值。相比于其他时间序列预测模型,本文采用的多变量LSTM神经网络模型预测结果误差小、拟合效果好,可以作为一种新型的预测PDO指数的手段。
珠江三角洲全新世沉积物磁性特征及早期成岩作用分析
吉俊熹, 时硕, 陈莹璐, 王孟瑶, 王张华
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022061
摘要(64) HTML全文(16) PDF 2876KB(17)
摘要:
磁性矿物的早期成岩作用是沉积物埋藏后的重要过程,辨别早期成岩作用,才能更好地解释地层的矿物磁性变化。本研究对珠江三角洲顺德平原全新世钻孔MZ孔进行沉积相和室温磁性分析,并辅以热磁分析鉴定磁性矿物,以探讨钻孔不同深度和沉积相的早期成岩作用阶段。结果表明,MZ孔全新世地层自下而上包括感潮河道、河口湾和三角洲相。室温磁性特征与沉积相缺乏明显关联,表现出强烈的早期成岩作用。此外,全新世晚期岩芯磁性特征还受人类活动影响。该孔早期成岩作用以磁性矿物溶解和形成自生黄铁矿为主。在三角洲前缘相的上部和河口湾相底部保存了硫复铁矿。根据矿物组合推测以4.51~4.56 m和30.4~30.5 m两个深度为代表的硫复铁矿形成机制不同,即三角洲前缘相中硫复铁矿可能形成于早期成岩作用的硫酸盐还原阶段,而河口湾相的硫复铁矿形成于甲烷厌氧氧化阶段,后者的含量随着深度增加逐渐增多。上述现象说明,沉积环境可以通过影响有机质和硫酸根离子的供应量,决定磁性矿物所达到的早期成岩作用阶段。
黄河口悬浮泥沙时空动态及其驱动机制
褚言皓, 吴文娟, 李鹏, 陈沈良
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022059
摘要(71) HTML全文(19) PDF 3344KB(38)
摘要:
受径流输沙、风浪、潮汐等影响,河口近岸海域悬浮泥沙具有显著的时空变化。本文基于小时分辨率的GOCI遥感影像,利用最优遥感反演算法,结合空间分析和统计方法,深入研究黄河口及邻近海域悬沙时空动态特征及驱动机制。结果表明,径流输沙对悬沙浓度的影响以河口近岸区为主,高径流输沙对悬沙浓度分布影响可达距岸约20 km,并向孤东近岸方向扩散。大风可引起清水沟老河口区泥沙强烈再悬浮,形成高浓度悬沙区。涨落潮对小时尺度的悬沙浓度影响显著,并影响悬沙的南北扩散。大潮悬沙浓度变化和扩散范围均大于小潮,潮流流速不同是造成该差异的主要原因。水深与悬沙浓度之间存在较明显的负相关关系,根据不同驱动因素的差异,悬沙浓度随着水深的增加呈现出指数型、幂函数型、线性三种关系。
南印度洋海表温度距平冬季重现特征与机制的初步分析
董岳, 滕辉, 邱云, 林新宇
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022043
摘要(50) HTML全文(19) PDF 4513KB(4)
摘要:
本文主要利用1958—2016年GECCO2等资料通过超前/滞后相关分析方法,分析了南印度洋海表温度距平(SSTA)冬季−冬季重现的时空特征,并探讨了海洋和大气强迫对其形成的贡献。结果显示,SSTA冬季−冬季重现主要发生在南印度洋15ºS以南海域,特别是在马达加斯加岛至澳大利亚西南部之间的海域(15º~45ºS,70º~100ºE)重现信号最为显著。重现信号除了主要发生在次年冬季外,在部分海域重现信号发生较早,可在次年秋季发生并持续至随后的冬季。进一步分析表明,混合层深度冬深夏浅的变化(即海洋重现机制)是研究海域SSTA冬季重现的主因。另外,在马达加斯加岛南部海域和澳大利亚西南部海域海面净热通量对SSTA的重现也有直接的贡献。
海洋水平环流输送对印度洋表层盐度的调整机制
许金电, 靖春生, 蔡尚湛, 林新宇, 高璐
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022031
摘要(52) HTML全文(28) PDF 6506KB(18)
摘要:
本文利用Argo表层盐度、OSCAR海流等数据,基于盐度收支方程的平流输送项来阐述海洋平流输送对热带印度洋表层盐度的调整作用;利用淡水输运量计算公式揭示6条关键断面海洋平流输送对表层盐度空间结构的调整机制。结果表明,海洋平流将赤道西印度洋和阿拉伯海的高盐水输送到低盐海域的赤道东印度洋和孟加拉湾、安达曼海;将赤道东印度洋和孟加拉湾、安达曼海的低盐水输送到高盐海域的赤道西印度洋、阿拉伯海以及赤道南印度洋海域,起到了调整印度洋盐度基本平衡的作用。断面淡水输运量的分析结果表明,导致苏门答腊岛西部海域的强降水中心与低盐中心不重合,澳大利亚西部海域的强蒸发中心与高盐中心不重合的主要原因是水平环流所致;夏季,来自赤道西印度洋和阿拉伯海的高盐水在西南季风环流的驱动下,入侵孟加拉湾,是导致孟加拉湾夏季表层盐度较高的主要原因。
基于高频地波雷达的多时间尺度海流研究
张景思, 吴伦宇, 葛建忠, 丁平兴
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022039
摘要(66) HTML全文(27) PDF 4824KB(21)
摘要:
近海海流受多种动力过程及岸线岛屿的作用呈现空间和时间尺度上的复杂变化,而地波雷达由于其探测面积广、时间分辨率高的特点成为研究这些变化的有效手段。本文利用舟山海域多年高频地波雷达资料,通过潮流调和分析、低通滤波和相关性分析对该海域海流潮周期、极端事件、季节、年际尺度的动力过程进行了解译。研究表明,舟山海域属于正规半日潮,潮流运动形式以顺时针旋转流为主,流速分布在空间上为东北方向较大,往西南方向逐渐减小,并在近岸处得到增强。余流的年际变化并不显著,但存在着明显的季节变化特征,例如冬季为南向流,空间分布上近岸较外海大,而夏季与之反向,流速较强,空间分布较为均匀。进一步分析了风与余流之间的相关性,在大风期间,风与余流的速度相关系数在0.48~0.90之间,方向相关系数在0.55~0.68之间。极端事件发生时,速度、方向的相关系数分别高达0.92与0.91。总体而言,通过分析高频地波雷达数据能够较好地反映舟山海域海流的时空特征,为海洋灾害监测和污染物、藻华的输运研究提供依据。
基于最优特征集的HY-1C海岸带成像仪影像海冰分类方法研究
臧金霞, 刘建强, 殷晓斌, 曾韬, 周磊
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022021
摘要(74) HTML全文(25) PDF 3125KB(8)
摘要:
基于海洋一号C卫星(Haiyang-1C,HY-1C)海岸带成像仪(Coastal Zone Imager,CZI)遥感影像,提出了一种基于最优特征集的支持向量机海冰分类方法。分别提取CZI影像的光谱特征和纹理特征,采用基于距离可分性的判据进行特征选择,得到最优特征集,以最优特征集作为支持向量机分类器输入,分别对3期辽东湾海域CZI影像开展海冰分类实验和结果分析。结果表明:本文方法得到的海冰分类结果精度优于仅利用光谱特征或纹理特征的海冰分类精度;基于本文方法的3期影像的海冰分类精度均较高,2020年12月19日、2021年1月10日与2021年1月16日的海冰分类总体精度分别为93.67%,91.75%,84.89%,均在80%以上;利用海冰分类结果图估算海冰面积,发现3期辽东湾海冰面积依次增大,最大约为11 998.98 km2
南黄海金潮的遥感监测及时空分布特征研究
郑龙啸, 吴孟泉, 赵杰, 王东亮, 周敏, 赵连杰
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022095
摘要(78) HTML全文(25) PDF 4495KB(24)
摘要:
近年来海洋生态灾害频发,大量漂浮藻类聚集在海面和近岸海域,给沿岸城市的经济活动和生态健康带来了严重危害。本研究利用HY-1C、GF-1和HJ-1A/1B遥感影像对南黄海海域2016–2020年4–6月份的马尾藻进行了信息提取和生长阶段的划分,并通过MODIS海温数据、光合有效辐射数据和海面风场数据来探究环境因子对马尾藻时空分布的影响。结果表明,(1)从时间上看马尾藻集中在每年的4–6月份暴发,2017年马尾藻的影响范围最大,其余年份较小;从空间上看马尾藻最早在长江入海口东北部远海被监测到,在35°~36°N附近海域消失。(2)从生长速率上看,马尾藻的生长阶段可以划分为“发展–暴发–消亡”3个阶段。(3)在不同的生长阶段,海水温度和光合有效辐射对马尾藻具有不同程度的影响,较高的海表温度和光合有效辐射导致2017年面积高于往年;在东南风的作用下,马尾藻呈从东南向西北漂移的趋势,这说明了马尾藻的时空特征受到多种环境因子的影响。
舟山绿色石化三维潮流特性数值研究
陆凡, 沈良朵, 高郁, 王晋宝
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022079
摘要(41) HTML全文(11) PDF 3347KB(15)
摘要:
本文以MIKE3建立宁波舟山及其附近海域三维水动力模型,通过与实测数据进行潮流验证的基础上,对比了三维模型与二维模型的区别,并主要对舟山绿色石化三期围垦工程实施前后周边潮流场的变化影响进行了预测分析。结果表明:(1)同样的初始条件下,二维模型和三维模型的潮位和潮流验证结果都是良好的,而在某些情况下二维数值结果还更接近于实测值;(2)三维垂向上的流速分布呈现出随水深增加而减小的趋势,总体上潮流拟合效果较好,其中0.6H水深以下的流速相对误差结果在10%~15%之间,考虑模型可能受未考虑风场和波浪影响的缘故,局部测站表层计算流速较实测值稍大;而垂向上的流向分布近乎一致;(3)围垦工程前后并未对工程周边潮流场有明显影响,仅在大鱼山岛东北侧、东南侧和西北角受“截弯取直”和小岛屿间水道围堵的影响,有局部潮流形态的改变。整体上看,以顺应岸线方向上的围垦工程布置方案会对局部近岸潮流产生影响,对外海大范围潮流场的影响几乎不计。
冲绳海槽沉积物孔隙水地球化学特征及其指示意义
孙呈慧, 窦衍光, 赵京涛, 孙治雷, 白凤龙, 蔡峰, 李清, 翟滨, 王利波, 邹亮
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022081
摘要(27) HTML全文(13) PDF 1600KB(11)
摘要:
通过对东海外陆坡–冲绳海槽GSW1孔沉积物孔隙水δ13C、δ18O、δ11B、δ37Cl同位素和Cl\begin{document}${\rm{SO}}_4^{2-} $\end{document}、K+、Na+等离子指标的分析,探讨了沉积物早期成岩作用、流体来源、迁移和氧化环境的变化。研究发现,GSW1孔孔隙水DIC主要来自海水和有机质,\begin{document}${\rm{SO}}_4^{2-} $\end{document}浓度随深度下降比较平缓,Cl浓度远低于海水,该孔表层沉积物中硫酸盐消耗主要由有机质硫酸盐还原作用(OSR)所控制,甲烷厌氧氧化作用(AOM)发生在4 m以下更深的层位。OSR产生的H2S向上扩散富集并被氧化,是导致GSW1孔110~360 cm处 \begin{document}${\rm{SO}}_4^{2-} $\end{document}含量未明显下降的主要因素。孔隙水\begin{document}${\rm{SO}}_4^{2-} $\end{document}浓度整体随着深度减小的趋势,表明GSW1孔沉积环境由氧化、次氧化环境逐渐转变为还原环境。δ11B、δ37Cl值垂向变化波动较大,一方面受到早期成岩阶段有机质降解的影响,也可能与孔隙流体扩散以及沉积物/孔隙水相互作用有关。
不同破碎波气液混合区发展特征及其运动特性研究
许媛媛, 梁书秀, 薛庆仁, 孙昭晨
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022075
摘要(58) HTML全文(28) PDF 2751KB(8)
摘要:
了解波浪破碎速度场的分布特性对于波浪破碎物理机制的研究极为重要,同时,对比研究不同类型破碎产生的气液混合区的演化特征有利于波浪白冠覆盖率模型的完善。在实验室水槽,生成了深水临界波、单次崩破波和单次卷破波,采用图像测速技术获取了波浪破碎图像、波面下水体和气液混合区速度场。结果表明,崩破波的水平向速度u和垂直向速度v在波峰前和波峰后的分布极为不对称,其水平向最大速度umax并不位于峰顶,而是在主导波峰前0.7\begin{document}$ \eta_{\max}$\end{document}处;卷破波的umax出现在波峰峰顶前端极小的区域内,且该区域与周围区域的速度梯度极大。崩破波和卷破波生成的气液混合区发展特征也存在差异:崩破波的umax值大、影响区域长、混合区厚度较小、各区域影响时间短;而卷破波的各项特征参数与崩破波形成对比。
HY-1C/D水色仪COCTS几何定位方法
刘建阳, 毛志华, 陶邦一, 马力, 朱乾坤, 黄海清, 刘建强, 丁静
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022029
摘要(36) HTML全文(6) PDF 2048KB(5)
摘要:
海洋一号C/D星(HY-1C/D)水色仪(COCTS)主要用于探测海洋水色、水温等要素,这些要素需要经过卫星资料处理才能获取,而几何定位是预处理的核心,直接影响这些要素的质量。COCTS具有114°视场角和四元逐点摆扫的特征,据此研究出一套完整的几何定位方法。从0级数据中提取卫星星历,利用插值法从中获取采样时间对应的卫星位置和速度,进而得到轨道(ORB)坐标系到地心旋转(ECR)坐标系的转换矩阵。基于四元逐点摆扫的特征,中心视矢量分别绕X轴、Y轴旋转相应角度,获得扫描行各采样点ORB视矢量,建立视矢量与地球交叉点关系模型,从而对根据波段数据绘制的遥感图像进行地理定位。本文使用插值法替代了传统需要6个轨道根数来计算卫星位置的复杂方法,同时直接计算ORB到ECR的转换矩阵,而不采用传统的两步转换方法。经过多组数据计算及定性定量验证,HY-1C/D COCTS几何定位结果一致;采样像元尺度效应导致从星下点到两侧边缘、从赤道到两极,误差逐渐增大,约在两个像元内。该方法满足一定的定位精度要求,可以用于COCTS的几何定位。
西太平洋卡罗琳海域沉积速率:来自3种测年方法的限定
陈亮, 殷征欣, 刘紫荆, 唐盟
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022051
摘要(52) HTML全文(33) PDF 2046KB(9)
摘要:
为了更好地认识西太平洋暖池区北部卡罗琳海域沉积速率的变化,利用放射性碳测试(14C)、氧同位素及古地磁方法对采自西太平洋卡罗琳地区一根长217 cm的柱状样开展了综合年代学分析。14C数据获取了样品上部44.3 ka BP以来的年代数据,在此基础上利用氧同位素及古地磁相对强度(RPI)数据建立了该柱125 cm至表层的年代框架,对应为MIS4期(约8万年)以来的沉积。进一步分析发现本柱在126~127 cm处存在明显沉积间断,虽然该处已超出14C测年范围,但古地磁测试结果表明该柱位于布容正极性时期,同时古地磁强度与氧同位素的变化关系为沉积间断以下年代数据获取提供了可信的证据,表明该阶段对应为13万至18万年时期。本柱沉积速率在沉积间断前后均较为一致,为1~2 cm/ka。同时对比不同方法获取的沉积速率之间差异后,发现个别层位可能由于较高的有孔虫破壳率,导致14C值存在较大偏差。
河口地貌对潮汐不对称性影响的数值模拟研究
周曾, 陈璐莹, 蒋春海, 储鏖, IanTownend, 张长宽
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022120
摘要(101) HTML全文(23) PDF 1795KB(38)
摘要:
河口地貌形态对潮汐不对称性的产生和发展有着至关重要的作用。根据英国Humber河口数据建立了概化模型,研究了在同一纳潮量情况下,主槽断面形态、平面形态和河口收缩率对河口潮汐不对称性的影响。结果表明,较深的主槽能使相位差峰值出现较晚且峰值更大,从而影响局部区域的涨潮流强弱,主槽越浅,最大落潮流速越小,落潮所需历时越长,河口更倾向于涨潮主导,窄潮滩倾向于涨潮主导型,宽潮滩倾向于落潮主导型;平面形态沿程收缩且长度较长的河口涨潮主导型最强,此外,河口宽度沿程缩窄会加大主槽的余流流速,减小潮滩的余流流速;随着河口平面收缩率的增强,主槽的余流流速减小,潮滩余流流速增大,潮滩更倾向于涨潮主导。本文进一步丰富了河口地形地貌变化对潮汐不对称性影响的认识,可为河口区工程建设和管理维护提供科学依据。
HY-1C卫星海岸带成像仪叶绿素a反演研究
滕越, 邹斌, 叶小敏
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022052
摘要(79) HTML全文(25) PDF 1690KB(23)
摘要:
叶绿素a作为最重要的水质参数之一,是评价水体富营养化和初级生产力状况的主要因素。我国海洋一号C(HY-1C)卫星海岸带成像仪(CZI)具有高时空分辨率的观测优势。本文基于东海和南海现场实测数据建立了HY-1C CZI叶绿素a浓度反演模型并在实测水域进行反演,与MODIS叶绿素a浓度反演产品进行了对比验证,应用CZI叶绿素a浓度模型在珠江口、长江口、渤海湾水域进行了叶绿素a浓度反演示例试验。结果表明,叶绿素a浓度模型估算浓度与实测浓度相关系数为0.77,平均相对误差为25%,利用实测叶绿素a浓度对模型进行精度验证,相关系数达到0.99,平均相对误差为18%。模型在实测水域反演得到的叶绿素a浓度分布与MODIS叶绿素a浓度产品分布大体一致。在珠江口水域反演得到叶绿素a浓度空间分布为由西北向东南逐级递减,峰值出现在珠江口西沿岸。在长江口、渤海湾反演叶绿素a浓度空间分布均符合地理实情。研究表明HY-1C卫星CZI数据可应用于中国近海水色定量化研究。
冰脊间遮掩作用对冰−水拖曳力影响的实验研究
王爽, 卢鹏, 祖永恒, 张丽敏, 王庆凯, 李志军
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022104
摘要(41) HTML全文(20) PDF 1144KB(8)
摘要:
为定量研究多冰脊之间的尾流遮掩作用对海冰漂移运动的影响,物理模型试验(试验有限水深为0.45 m)测量了多冰脊拖曳力的衰减变化。冰脊模型选用底角为45°的等腰直角三角形,选取了4种入水深度、9种冰脊间距进行测量。试验结果得到了前后冰脊拖曳力及其比值在尾流遮掩情况下的变化规律。前冰脊拖曳力与单冰脊情况一致,与冰脊速度的平方保持线性关系;而后冰脊在间距较小时出现了反向拖曳力,随冰脊间距的增大,后冰脊拖曳系数先减小再增大至不变。前后冰脊拖曳力比值的变化规律可以用指数遮掩函数来描述,该遮掩函数与冰脊间距和入水深度有关而与流速无关。通过与现有海冰模式中的遮掩函数对比,研究结论增强了该指数公式的适用性,加强了对海冰动力学模式中遮掩函数的理解。
日本海中尺度涡旋时空变化特征研究
杨霄, 张永垂, 夏长水, 董昌明, 胡楠, 汪浩笛, 陈诗尧
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022035
摘要(77) HTML全文(32) PDF 5731KB(18)
摘要:
本文利用1993—2019年基于海表面高度异常的涡旋数据集和高度计数据统计分析了日本海区域中尺度涡旋的大小、极性、生命周期、振幅、传播等表面特征的时空变化规律。27年间,共探测到1 429个涡旋,气旋和反气旋数量基本相当,其中气旋675个,反气旋754个。两种极性涡旋均具有较强的季节变化:秋季较多,冬季次之,春季最少。郁陵盆地、大和盆地等为涡旋多发区域呈现西南-东北向带状分布。其中,南部海域反气旋占优,靠近津轻海峡的北部海域气旋占优。西部和南部受东韩暖流和对马暖流的驱动,涡旋移动方向与流场基本一致,北部涡旋与黎曼寒流以及副极地锋流有关。研究表明,动力学不稳定是涡旋在秋冬季大量产生的重要原因。此外,半封闭盆地、局地流场以及复杂的海气相互作用等都可能会对涡旋的产生和消亡造成一定影响。
北极拉普捷夫海夏、秋季颗粒有机碳的分布与来源
夏逸, 胡利民, 黄元辉, 白亚之, 叶君, 范迪, 孟宪伟, 石学法
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022102
摘要(60) HTML全文(24) PDF 2934KB(15)
摘要:
随着全球变暖的加剧,北极陆架边缘海碳的源汇过程对全球碳循环的影响及其气候环境效应日益显著。拉普捷夫海作为北冰洋典型的陆架边缘海,在大河、海冰、海洋初级生产力及海岸侵蚀的影响下,该区沉积有机碳的来源、输运和埋藏等过程独具特色。本文基于2018年中俄第二次北极联合科考获得的悬浮颗粒物样品和水文资料,研究了夏末秋初拉普捷夫海颗粒有机碳的分布特征、来源及其影响因素。结果表明,颗粒有机碳(POC)的浓度位于35.27~1 185.58 μg/L之间,平均为172.65 μg/L。受河流输入、海岸侵蚀和海洋初级生产力的影响,表层POC浓度分布呈现近岸高、远岸低趋势;底层POC浓度分布主要受控于沉积再悬浮作用,高浓度POC出现在勒拿河三角洲的东部区域。总悬浮颗粒物(TSS)浓度与POC浓度总体呈显著正相关,显示出其对POC空间分布的直接影响,且两者在底层中的相关性要高于表层,表明不同层位的POC可能存在来源差异。研究区POC的δ13C值处于−31.03‰~−25.79‰之间,表层δ13C值较底层明显偏负,且部分站位的δ13C值甚至低于周边陆源有机碳的端元,这反映了可能除陆源输入的贡献外,近海浮游植物直接利用大量陆源有机质降解产生的溶解无机碳(DIC)的过程也对该区域POC的供应和来源解析具有重要的影响。
大风影响下的莱州湾西岸单站底层泥沙输运特征分析
李海, 万凯, 宋新, 宋德海, 王楠, 鲍献文
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022041
摘要(64) HTML全文(30) PDF 3165KB(15)
摘要:
基于2018年10月21日至11月6日莱州湾西岸连续站观测数据,本文利用集合经验模态分解(EEMD)、希尔伯特−黄变换(HHT)和小波分析法对底层单宽输沙率的小尺度特征做分析,并针对观测期间出现的大风天气对泥沙输运的影响进行了探究。结果表明,单宽输沙率在观测时间段内具有高频、潮周期、低频以及长周期尺度变化特征,周期尺度从小到大。其中高频和潮周期分量方差贡献率及所含能量最高,对输沙率的影响最强。边际谱显示东西方向输沙率的显著周期为13.3 h,南北方向大于11 h的周期较为显著。观测期间底层净泥沙通量分别为东向305.77 kg/m,南向597.25 kg/m,余流分量贡献最大,低频和高频分量贡献量最小。上强迫风场主要在风速衰减期通过湍流和波浪影响输沙速率的时频分布,使其低频变化显著增强的同时,产生1 h周期左右的高频波动。交叉小波分析显示,风速和单宽输沙率在低频波段上相干性较强,且单宽输沙率会滞后风速1/4至1/2个周期。另外,风浪会增强泥沙输运的涨落潮不对称性,进而增加潮周期分量上的泥沙净输运。
南海及邻近海峡垂向位移负荷潮和自吸−负荷潮
徐晓庆, 魏泽勋, 滕飞, 方国洪
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb20221112
摘要(67) HTML全文(33) PDF 4207KB(19)
摘要:
本文采用Green函数方法,基于高分辨率南海海潮模型、DTU10全球海洋潮汐模型以及Gutenberg-Bullen A地球模型计算了南海及邻近海峡的负荷潮。结果表明,M2垂向位移负荷潮振幅最大值出现在台湾海峡,其值超过18 mm;另一个极大值区出现在加里曼丹西北外海,其值超过14 mm。K1和O1垂向位移负荷潮振幅在南海南部最大,分别超过18 mm和14 mm;另一个极大值区出现在北部湾,振幅超过8 mm。在研究海区内,全日潮的垂向位移负荷潮不出现无潮点。自吸−负荷潮分布特征与垂向位移负荷潮相近,其振幅大约是垂向位移负荷潮的1.2~1.7倍,其位相与垂向位移负荷潮基本上相反。M2自吸−负荷潮最大振幅值也出现台湾海峡和加里曼丹西北外海,其值分别超过24 mm和18 mm。
空心块体水沙动力及泥沙淤积特性研究
侯仲荃, 石进, 王宪业, 郭磊城, 谢卫明, 徐凡, 黄明毅, 何青
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022101
摘要(35) HTML全文(15) PDF 3271KB(6)
摘要:
空心块体具有良好的阻水和促淤功能,近年来被广泛用于生态修复工程。本文结合水槽试验及Flow-3D数值模拟,分析了开敞型和半封闭型空心块体的阻水效应和泥沙淤积特性。结果表明:空心块体的透水率对内部水流流速、紊动强度起主导作用,透水率较小的半开敞型空心块体减速、制紊效果更强;开敞型和半封闭型空心块体近底层悬沙浓度分别增大56%和75%,两者均有利于促进泥沙在块体内部淤积,近底层水流紊动越强,泥沙淤积形态差异越大;空心块体所营造的低流速、泥沙微淤、内外连通的水沙环境是大型底栖生物的生境需求,半封闭型空心块体内部的低紊动水流结构更有利于大型底栖生物的栖息、繁衍。
常数和变化积雪密度方案诊断计算积雪厚度的敏感性研究
张慧敏, 金梅兵, 祁第
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022110
摘要(70) HTML全文(24) PDF 1494KB(4)
摘要:
海冰上积雪的分布是影响海冰与大气能量交换以及气候变化的重要因素。当前的CMIP6气候模式(如CESM2和NESM3)采用定常的积雪密度,而专注于模拟雪厚度和密度变化的模式(如SnowModel-LG)则采用经验的变化雪密度公式。对比CryoSat-2卫星观测的积雪厚度发现,从积雪厚度的空间分布与平均值难以判断出变化雪密度对北冰洋积雪厚度模拟产生何种影响,对于变化雪密度模拟积雪厚度的改进及机制有待进一步研究。本文采用随气温、风速等因子变化的雪密度经验公式模型,并利用SNOTEL单站的长时间序列观测资料,对不同影响因子设计如下敏感性实验:A. 考虑所有气象因子的变化雪密度模型;B. 常数雪密度模型;C. 在A中不考虑风对密实化的影响;D. 在A中不考虑气温对密实化的影响。实验A、B、C和D诊断计算的2018年11月1日至2019年5月10日积雪厚度的均方根误差分别为4.2 cm、4.8 cm、25.9 cm和4.2 cm。结果表明,变化雪密度方案A模拟的积雪密度、厚度在平均值上与常数雪密度的结果接近,但其模拟的积雪厚度均方根误差最小,并且能够模拟出积雪厚度在几天到十几天时间尺度上的高频变化,同时减小了这种高频变化对应时段雪厚模拟结果的相对误差,二者具有一定的相关性。此外,还发现气温变化对积雪密实化的影响远小于风。
HY-1C星CZI载荷的中国黄海绿潮提取研究
刘锦超, 刘建强, 丁静, 陆应诚
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022097
摘要(41) HTML全文(15) PDF 14007KB(14)
摘要:
海洋一号C卫星(Haiyang-1C, HY-1C)是中国首颗海洋水色业务卫星,其搭载的海岸带成像仪(CZI)在近海海洋环境监测中正发挥越来越重要的作用;随着搭载有相同传感器的HY-1D卫星发射,双星组网观测,可形成3天2次的高频次、大范围对海观测能力,在海洋漂浮藻类、海洋溢油等目标探测方面具备优异的效能。高空间分辨率光学数据中包含了丰富的海洋环境信息,给特定目标的识别提取带来一定干扰。本研究面向HY-1C星CZI载荷开展中国近海漂浮藻类识别提取的业务化应用需求,发展基于藻类缩放指数与虚拟基线高度融合的海洋漂浮藻类识别提取算法,算法优选适用于无短波红外波段国产数据的虚拟基线高度指数来增强藻类信号,通过藻类缩放指数滑动窗口运算,有效剔除高空间分辨率光学数据中的复杂干扰信息,实现了基于CZI数据的海洋漂浮藻类高精度提取,且具有较好的计算运行效率。此外,结合准同步高分卫星16 m多光谱数据,开展CZI数据含藻像元的不确定性分析,发现CZI数据反演结果对近海小斑块漂浮藻类存在不可忽视的高估现象。研究还指出,光学数据用于漂浮藻类监测,其不确定性不仅来源于传感器的空间分辨率差异,还与海洋漂浮藻类形态特征的空间分异性有关。明晰海洋漂浮藻类的形态学空间分异特征,将有助于提高光学数据反演结果的精度,并阐明不确定性。
1986–2019年粤东企望湾砂质海岸线演变过程与驱动机制研究
朱萝云, 刘婷婷, 凡仁福, 丁圆婷, 于吉涛
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022100
摘要(101) HTML全文(52) PDF 2041KB(41)
摘要:
本文采用1986–2019年113景Landsat影像提取高潮线,辅以2015–2019年实测剖面数据,开展了海湾尺度上海岸线的中长期演变过程与驱动机制研究。结果表明:企望湾以中间小型基岩岬角为界划分出的西侧海滩和东侧海滩分别具备4种和3种不同的空间特征;超过一半的区域其海岸线演变表现为非线性行为;Mann-Kendall趋势检验和显著性分析方法较好地解决了已有研究中对研究时段划分缺乏依据的问题;近5年的实测剖面数据也验证了企望湾近期显著的淤积和侵蚀现象。进一步研究表明,自西向东的沿岸输沙过程是近期海岸线演变主要的驱动机制,东侧防波堤因为改变了控制性“岬角”的位置,造成了海湾平面形态不平衡,而中间小型基岩岬角也影响了企望湾侵蚀和淤积的空间差异性。研究结果对于预测未来岸线位置和控制岸线侵蚀风险具有重要的理论和现实意义。
SPH方法的孤立波与部分淹没结构物相互作用数值计算研究
林金波, 毛鸿飞, 田正林, 纪然
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022045
摘要(78) HTML全文(39) PDF 1515KB(13)
摘要:
为研究孤立波作用下结构物周围流场特征,基于无网格SPH方法,建立孤立波与海洋结构物相互作用模型,对不同波幅孤立波作用下部分淹没矩形结构物周围波面、流速、涡量及结构受力特征进行计算分析,探索了相对波高对非淹没结构物周围流场的影响规律。结果表明:流场特征与相对波高密切相关,相对波高较小时,波面、流速、涡量及结构荷载均较为光滑,相对波高在0.2以上时,波峰爬升至结构物顶部并在越过结构物后与水槽内水体碰撞造成流场波动,波面、流速、涡量及结构荷载的波动幅度随着相对波高增大而增大,流场更加复杂,结构物水平和垂向负压也越大,且结构物周围涡分布逐渐向深度方向和下游方向发展。
基于Hough变换原理的海冰厚度识别方法
张培宣, 陈晓东, 孔帅, 季少鹏, 季顺迎
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022114
摘要(51) HTML全文(32) PDF 2195KB(10)
摘要:
作为主要海冰参数之一的海冰厚度对海冰灾害评估和极地船舶与冰区海洋工程结构设计具有重要意义。采用船侧视频图像对海冰厚度进行自动识别是提取海冰参数的重要方式。本文采用基于Hough变换的机器视觉方法对海冰翻转过程中的表面轮廓线进行识别,从而自动获取海冰厚度参数。根据海冰图像特征制定了图像边缘识别−近似线段识别−海冰轮廓线段组识别的计算流程。在线段组识别过程中,根据海冰的几何特征建立了由夹角、长度及间距参数相关联的3个识别参数所组成的判断条件。为验证方法的可靠性,将该方法用于“雪龙”号第八次北极科考的走航实测数据中,结果表明,3个识别参数均具有最优阈值。当低于最优值时提高阈值可增加有效识别率;而高于最优值时提高阈值则会导致误判率增大,采用最优阈值可使冰厚识别率达到90%以上。因此,采用基于Hough变换的冰厚识别方法可实现对海冰厚度的实时监测。
高温白化事件可提高涠洲岛澄黄滨珊瑚(Porites lutea)的耐热性
蒙林庆, 黄雯, 阳恩广, 王永刚, 许莉佳, 余克服
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022126
摘要(68) HTML全文(20) PDF 1870KB(23)
摘要:
近年来,全球气候变暖引起的海水表层温度(SST)上升导致大规模珊瑚白化事件频繁发生,严重损害了珊瑚礁的生态健康。为了揭示白化事件对澄黄滨珊瑚(Porites lutea)耐热性的影响,进一步探索滨珊瑚对高温的生理响应,本研究对广西涠洲岛2020年夏季极端高温白化事件前、后的澄黄滨珊瑚进行了高温胁迫对比实验,并进行了生理生化指标分析。结果显示:(1)两组澄黄滨珊瑚对高温胁迫的响应模式一致,均表现为珊瑚触手收缩,虫黄藻密度、最大光量子产量(Fv/Fm)和叶绿素a浓度明显降低,抗氧化物(总超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、还原型谷胱甘肽)和铵同化酶(谷氨酰胺合成酶)活性(含量)显著地先升后降;(2)经历高温白化事件后的澄黄滨珊瑚生理指标表现更佳,其抗氧化物和铵同化酶都始终保持高的活性及灵敏的响应。这意味着涠洲岛的澄黄滨珊瑚经历高温白化事件后,可以通过提高抗氧化物和铵同化酶活性来提升耐热性,是其应对全球变暖的策略之一。这为该地区造礁珊瑚应对气候变暖提振了信心。本研究还揭示了涠洲岛澄黄滨珊瑚应对极端高温的生理响应模式,为珊瑚礁保护和生态修复提供了理论支持。
水温变暖对西北太平洋柔鱼潜在栖息地分布的影响
龚彩霞, 陈新军, 高峰, 余为
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022134
摘要(37) HTML全文(7) PDF 2542KB(21)
摘要:
根据影响西北太平洋柔鱼栖息地分布的主导环境因子—海表面温度,基于最大熵模型,利用1996−2005年气候历史数据和两种不同情景(RCP4.5和RCP8.5)下的气候预估数据,分析了1996−2005年、2021−2030年、2051−2060年、2090−2100年主要捕捞月份(7−10月)柔鱼潜在栖息地变化。结果表明,柔鱼渔场纬度方向空间分布呈季节性南北移动;随着未来气候变化,在RCP4.5和RCP8.5两种情景下,2021−2030年、2051−2060年、2090−2100年7−10月柔鱼潜在栖息地分布较1996−2005年7−10月均呈现向北极移动趋势,适宜面积增加。推测柔鱼渔场季节性南北移动可能受各月适宜海表面温度范围变化的影响,在RCP4.5情景下,到21世纪末,各月柔鱼潜在最适宜生境向北移动1°~2°,适宜面积增加3%~13%;在RCP8.5情景下,到21世纪末,各月柔鱼潜在最适宜生境向北移动3°~5°,适宜面积增加42%~80%。
富营养河口水体藻华粒级结构的调控机制研究
张亚锋, 侯敏驰, 陈容, 王适, 雷越, 王旭涛, 殷克东
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022142
摘要(55) HTML全文(12) PDF 1476KB(6)
摘要:
为探究富营养河口水体藻华粒级结构的调控机制,本研究利用枯水期珠江口上游河水、下游海水及其等比例混合水进行培养实验,跟踪监测水体中叶绿素a和营养盐的浓度变化,并利用稀释实验估算藻类生长速率(μ)和小型浮游动物的摄食速率(m),以阐明上行控制(营养盐刺激)和下行控制(摄食影响)对藻类粒级结构的影响。结果显示:营养加富能增加藻类的生物量,藻类群落的优势粒级由超微型和微型转换为小型;加富河水中μ维持2~3 d高值后下降,速率为(1.13±0.37)d−1,加富海水中μ逐步增加,速率为(1.06±0.16)d−1,加富混合水中μ轻微波动,速率为(0.58±0.14)d−1,总体上小型藻类μ最大。3组加富水体中m总体均先增大后下降,粒级差异不明显。藻类被小型浮游动物摄食率(m/μ)随粒级增大而减小,说明富营养刺激大粒级的生长,大粒级面临的被摄食压力较小。m/μ随藻类每日的比生长速率(µChl a)降低而增加,说明藻华前期由上行控制主导,后期下行控制作用相对加强。本研究表明,富营养化不仅能够改变藻华的生物量,而且能影响其粒级结构,初步阐明了富营养河口水体中藻华粒级结构的调控机制。
基于GAM和GWR模型分析环境因子对鱼类分布的影响—以山东近海多鳞鱚为例
简盈, 张云雷, 宋业晖, 张崇良, 纪毓鹏, 任一平
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022146
摘要(48) HTML全文(21) PDF 3101KB(22)
摘要:
多鳞鱚(Sillago sihama)是山东近海重要的渔业种类之一。本研究根据2016年秋季(10月)在山东近海开展渔业资源底拖网调查取得的数据,分析该海域多鳞鱚的空间分布特征,并运用广义可加模型(GAM)和地理加权回归(GWR)模型探究影响其分布的因素及其与环境因子的非线性和空间非平稳性关系。GAM拟合结果显示,影响秋季多鳞鱚分布的环境因子主要有水深、底层水温和底层盐度,其偏差解释率水深最大,为23.50%。GWR模型拟合结果显示,多鳞鱚分布与水深和底层水温之间存在空间非平稳性关系。水深与多鳞鱚相对资源量呈负相关关系,底层水温与多鳞鱚相对资源量呈正相关关系。赤池信息准则和决定系数R2指标对比结果显示,GWR模型的表现优于GAM,在渔业生态数据分析中表现出较好的发展潜力。本研究为今后开展渔业生物空间分布提供了一种新的方法。
基于多时相多光谱遥感影像的珊瑚礁面积估算方法研究—以西沙群岛羚羊礁为例
熊媛, 黄荣永, 余克服
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022138
摘要(52) HTML全文(10) PDF 4304KB(12)
摘要:
准确计算珊瑚礁的面积是评估其资源、环境效应的基础,但我国迄今对南海珊瑚礁的面积估算仍缺乏共识,缺少可靠的估算方法是导致这一现象的重要原因。针对这一问题,本文以西沙群岛羚羊礁为例,提出了一种利用多时相多光谱遥感影像低成本半自动化估算珊瑚礁面积的方法。首先快速目视确定地貌带分界线的粗略位置,然后利用基于梯度向量场的主动轮廓线模型(Gradient Vector Flow-Snake, GVF-Snake)实现这些分界线位置的自动精化,最后将不同时相的瞬时分界线转换为面要素进行多时相的融合,从而得到珊瑚礁的面积。基于53景Sentinel-2 多光谱成像仪(MSI)影像的实验表明,羚羊礁的总面积为17.22 km2(Landsat 8 陆地成像仪(OLI)用于方法稳定性的验证,得到的羚羊礁面积为17.29 km2),其中礁前斜坡、礁坪—潟湖坡、潟湖的面积分别为1.76 km2、10.29 km2、5.17 km2。该数值与实测数据具有较好的一致性。具体地,该方法获得的地貌带分界点与实测水深所指示分界点的位置偏差能控制在0.2~4.9 m的范围内(不超过0.5个像素),珊瑚礁最外轮廓线与30 m等深线的位置偏差亦在1个像素大小内(5.7~9.5 m),而估算面积与高分辨率WorldView-2影像解译得到的面积差异为0.02%。同时,该方法获得的珊瑚礁边界线的完整度、正确度、提取质量精度能够由单时相平均的60%、64%和54%分别提高至84%、83%和72%。此外,该方法能够减小基于不同遥感数据源的珊瑚礁面积估算结果的差异,即6景以上的多时相Sentinel-2 MSI和Landsat 8 OLI影像提取的珊瑚礁面积标准差分别不超过0.01 km2和0.05 km2,仅相当于珊瑚礁总面积的0.2%和0.5%。总而言之,该方法能够用低成本的10 m分辨率Sentinel-2 MSI和30 m分辨率Landsat 8 OLI影像获得接近1.8 m分辨率WorldView-2影像的面积估算精度,且具有良好的稳定性和可靠性。
我国近海裸胸鳝属鱼类新记录种—黏裸胸鳝(Gymnothorax mucifer)形态与分子系统学研究
张国庆, 杨杰銮, 李培源, 梁馨艺, 梁日深, 林蠡, 李清清
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022124
摘要(67) HTML全文(36) PDF 1131KB(16)
摘要:
本研究于2020−2021年在福建省厦门市近海水产市场采集到4尾黏裸胸鳝样品,该样品为中国大陆近海新记录种。此前,该物种仅在澳大利亚、夏威夷等地有分布记录,并被认为与蠕纹裸胸鳝同种异名。本研究对采集的黏裸胸鳝进行详细形态特征分析,结合DNA条形码COI基因进行分子鉴定及系统进化关系分析。黏裸胸鳝的主要鉴别特征为体为黄棕色,头部前端淡紫色,身体布满细长、稀疏、弥散的树枝状不规则棕色斑纹,斑纹颜色靠近尾部加深加粗,形成网格状;臀鳍边缘白色,靠近尾部变为一列连续白色斑点;全长为体长的1.01倍,为头长的8.00~8.39倍;上颌齿每侧8~10个,下颌齿每侧14~20个,中央齿细长,均为单行;总椎骨数为117~139,平均椎骨式为6-47-130。基于COI基因分析,黏裸胸鳝与蠕纹裸胸鳝的遗传距离为0.074,大于Herbert设定的2%(0.020)作为区分不同物种最小遗传距离,表明两者应为不同的物种。形态上,两种裸胸鳝也存在差异特征,如黏裸胸鳝的斑纹较细长、稀疏,不明显,头部前端偏淡紫色,臀鳍白色边缘近尾部断裂成系列连续白色斑点;蠕纹裸胸鳝的斑纹粗大明显、颜色较深,头部前端黄白色,臀鳍白色边缘连续至尾尖。研究结果可为我国裸胸鳝属鱼类的系统分类及物种名录的修订提供分类基础。
大亚湾夏季浮游植物群落结构的长期变化及其与环境因子的关系
杨熙, 李开枝, 谭烨辉, 吕意华
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022130
摘要(69) HTML全文(19) PDF 1308KB(18)
摘要:
本文分析了1999−2017年大亚湾夏季浮游植物群落结构的长期变化及其与环境因子的关系,结果显示,大亚湾海域海水温度呈显著下降趋势,盐度呈显著上升趋势;溶解无机氮浓度出现较大幅度提升,2008−2017年间大亚湾溶解无机氮浓度平均值比1999−2007年提升了72.73%;大亚湾浮游植物种类数变化趋势不明显,主要优势种没有发生明显变化,柔弱伪菱形藻(Pseudonitzschia delicatissima)为区域第一优势种,其次为中肋骨条藻(Skeletonema costatum);浮游植物总丰度、硅藻丰度、甲藻丰度以及主要种类中的柔弱伪菱形藻、中肋骨条藻和叉角藻(Ceratium furca)丰度均呈现显著上升趋势;浮游植物生物多样性指数(H′)和均匀度(J)均呈下降趋势。人类活动所引起的溶解无机氮浓度大幅升高以及外海水入侵加强所引起的海水温度降低和盐度上升导致了浮游植物丰度的上升、优势种的单一化和生物多样性指数的下降。
湛江湾真光层深度与初级生产力的时空变化及其影响因素
余果, 钟雅枫, 付东洋, 陈法锦, 刘大召, 徐华兵, 刘贝
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022136
摘要(67) HTML全文(15) PDF 2858KB(24)
摘要:
基于2016−2017年4个季节航次数据,分析了湛江湾真光层深度与初级生产力的时空变化特征及其影响因素。结果表明,湛江湾真光层深度平均值为(6.95±3.17)m,空间变化比季节变化明显,Kd(PAR)与浊度存在显著的正相关关系,建立的线性回归模型R2为0.73(p<0.01),表明悬浮颗粒物对湛江湾真光层深度的影响占主导地位。利用VGPM模型得到初级生产力(以碳计)的平均值为(639.53±427.95)mg/(m2·d),其时空特征与真光层深度基本保持一致,真光层深度比叶绿素a浓度更能解释初级生产力的时空分布模式。
熊本牡蛎、葡萄牙牡蛎和长牡蛎组织菌群构成及功能的比较分析
叶静, 戴文芳, 刘圣, 林志华, 薛清刚
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022144
摘要(26) HTML全文(14) PDF 2179KB(19)
摘要:
为探究健康二龄熊本牡蛎、葡萄牙牡蛎和长牡蛎5种组织间细菌群落组成、多样性和功能的差异,本研究利用Illumina高通量测序技术和PICRUSt2对3种牡蛎5种组织中的细菌群落构成及其潜在功能进行了比较分析。结果显示,在3种牡蛎的5种组织中共鉴定到6 220个细菌OTUs,其中3种牡蛎整体间共有的OTUs数占42.4%。3种牡蛎5种组织中的优势菌主要隶属于γ-变形菌纲(γ-proteobacteria)、α-变形菌纲(α-proteobacteria)、柔壁菌门(Tenericutes)和厚壁菌门(Firmicutes)。弧菌属(Vibrio)在熊本牡蛎的鳃、外套膜、性腺和血淋巴中的相对丰度均显著高于长牡蛎和葡萄牙牡蛎,且分别在熊本牡蛎外套膜、长牡蛎性腺和葡萄牙牡蛎血淋巴中相对丰度最高,但均在3种牡蛎肝胰腺中相对丰度最低。3种牡蛎5种组织间的菌群多样性均有所差异,其中在熊本牡蛎鳃、葡萄牙牡蛎外套膜和长牡蛎血淋巴中菌群多样性最高,而在熊本牡蛎血淋巴、葡萄牙牡蛎性腺和长牡蛎肝胰腺中菌群多样性最低。在不区分组织的情况下,3种牡蛎整体间的菌群结构存在显著差异(r=0.661,p<0.001)。此外,在熊本牡蛎肝胰腺、葡萄牙牡蛎鳃和长牡蛎血淋巴中细菌参与的能量代谢相关功能通路的相关丰度显著高于对应牡蛎的其他组织。本文结果表明,熊本牡蛎、葡萄牙牡蛎和长牡蛎组织内的菌群构成存在差异,且由细菌介导的功能也随牡蛎种类和组织类型发生改变。
西北太平洋海域黑潮区有机氯农药和多氯联苯的浓度及其组成特征
徐良, 贺静, 林明兰, 林田
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022132
摘要(59) HTML全文(26) PDF 1060KB(7)
摘要:
由于传统持久性有机污染物(POPs)如有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)在全球范围内被广泛的限制或禁用,各种环境介质中的污染物浓度呈现逐年降低的趋势。西北太平洋作为远离大陆的开放性海域,无明显的污染点源,其洋流在POPs的输送和扩散过程中扮演重要的角色。本研究采集西北太平洋黑潮区表层和次表层(2~5 m和150 m)水体为研究对象,分析其中溶解态OCPs六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)、氯丹(CHLs)和PCBs的浓度及组成特征。结果显示,黑潮区表层水体中HCHs、DDTs、CHLs和PCBs的浓度范围分别为30.7~68.8 pg/L、6.16~23.8 pg/L、1.07~5.75 pg/L和49.8~124 pg/L;次表层水体中分别为27.3~68.4 pg/L、7.06~14.1 pg/L、0.518~10.1 pg/L和34.1~68.4 pg/L。HCHs各异构体的比值特征表明该海域以林丹输入为主,而DDTs和CHLs的比值结果显示,该海域水体中滴滴涕和氯丹均主要是来自于历史残留。水体中PCBs主要以三氯联苯、四氯联苯为主,与东亚多氯联苯的历史使用情况吻合。黑潮水团体量巨大且内部分布均匀对污染物的垂直分布产生重要影响,即不同深度水体中OCPs、PCBs浓度及其组成相当;同时黑潮带来的高温、高营养盐水团对其海域生物体内污染物的富集形成潜在风险。
基于完整目录数据的全球海啸时空分异研究
宁立新, 惠春, 程昌秀
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022118
摘要(71) HTML全文(21) PDF 2061KB(18)
摘要:
海啸是自然灾害中对人类生命财产安全有严重威胁的灾难之一。随着全球气候变化和全球化贸易日益增强,越来越多的人口和经济暴露于海啸灾害。历史海啸灾害的时空分异分析可以帮助我们认识海啸灾害的演变规律,为灾害预警、灾害防控等提供有益参考。本文通过提取具有完整性和同质性的数据(爬高高度(RH))进行全球海啸的时空分异规律研究,结果发现:(1)对于0.1 m≤RH<0.5 m、0.5 m≤RH<1 m、1 m≤RH<5 m、5 m≤RH<10 m、10 m≤RH<20 m和20 m≤RH的间隔,海啸目录分别自1963年、1940年、1950年、1946年、1922年和1885年以来可以被认为是完整的;(2)全球海啸发生有一定的增加趋势,大约每年会多观测到7次海波浪爬高事件。在0.1≤RH<5区间内,海啸发生呈现一定的周期性。当RH大于5 m时,表现出明显的增加趋势;(3)西北太平洋区域、南太平洋区域、东南太平洋区域、印度洋区域海啸发生有一定的增加趋势。而在北美区域则呈减少趋势,东北大西洋区域无显著变化;(4)除北美区域外,其他区域的海啸发生遵循一定的自组织临界行为。相比来说,东北大西洋区域更容易发生小的海啸事件,而西北太平洋区域和印度洋区域更容易发生各种强度的海啸事件。
大气校正模型对多光谱水深反演影响的多维度分析
张焕炜, 马毅, 张靖宇
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022122
摘要(69) HTML全文(34) PDF 2502KB(16)
摘要:
大气校正是水体定量遥感的基础与前提。本文从大气校正模型、大气校正模型参数、水体组分差异以及水深反演波段组合方式4个维度探讨大气校正模型对水深反演的影响。研究采用6S、FLAASH、ACOLITE与QUAC 4种大气校正模型,选取大陆型、海洋型与城市型气溶胶模式,以瓦胡岛西北侧与谢米亚岛周边浅水作为清洁水体研究区,以辽东浅滩与槟城海峡作为浑浊水体研究区,基于Landsat-8多光谱影像开展大气校正,并采用8种波段组合方式进行水深遥感反演。研究结果表明:(1)4种大气校正模型均可在一定程度上削弱大气对水体信号的影响;因参数选取以及研究区水体组分的不同,不同模型的校正结果存在一定差异;两类水体反射率峰值分别出现在蓝波段与绿波段。(2)6S大气校正模型鲁棒性较强,该模型因研究区水体组分发生变化导致对应的水深反演结果与其余模型相比波动较小;FLAASH模型在海洋型和城市型两种气溶胶模式水深反演结果在浑浊水体存在较为明显的差异,辽东浅滩浅水区平均相对误差相差7.9%;ACOLITE模型受水体类型影响显著且对浑浊水体具有优越性与稳定性,平均相对误差较FLAASH降低5.6%。(3)多波段水深反演精度普遍优于单波段,但反演精度与波段数目之间无显著的相关性;水深反演波段组合方式对不同研究区敏感性不同,清洁水体三波段模型的反演精度较好,浑浊水体中四波段模型的反演精度最优,平均相对误差较三波段模型降低达5.6%。
基于遥感的南海北部中尺度涡对内孤立波传播的影响
孙丽娜, 张杰, 孟俊敏, 崔伟
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022106
摘要(101) HTML全文(36) PDF 3025KB(18)
摘要:
海洋内孤立波和中尺度涡是南海北部常见的中尺度动力过程。本文利用2010−2015年的Terra/Aqua-MODIS、ENVISAT ASAR和多源卫星高度计资料开展了南海海洋内孤立波和中尺度涡遥感探测研究,分析了中尺度涡对内孤立波传播方向的影响。结果表明,中尺度涡和内孤立波主要在南海东北部海域共存,当二者共存时,气旋(冷涡)促使内孤立波偏离原来的传播方向,向西偏南方向传播;反气旋(暖涡)促使内孤立波向西偏北方向传播,气旋与反气旋改变的内孤立波传播方向刚好相反。内孤立波和中尺度涡共存时间主要集中在3−9月,其中,3月受气旋和反气旋的共同作用,内孤立波传播方向几乎无变化;4月和5月,主要受气旋影响,内孤立波偏离原来传播方向向南传播;6−9月,主要受反气旋影响,内孤立波偏离原来的传播方向向北传播。本文利用遥感手段探索了海洋中尺度涡对内孤立波传播方向的影响,结果与现场观测结果一致。
荣成马山里海域海草床分布现状及其生态特征
邓筱凡, 张宏瑜, 吴忠迅, 李文涛, 张沛东
当前状态:  doi: 12.12284/hyxb2022160
摘要(18) HTML全文(14) PDF 2853KB(2)
摘要:
海草床是滨海三大典型生态系统之一,具有极其重要的环境改善、资源养护和减灾防灾等生态功能,亦是全球重要的碳库。2016年8月,通过对荣成马山里海域的现场调查,发现面积为58.26 hm2的海草床,其海草的种类为红纤维虾形草(Phyllospadix iwatensis)和丛生鳗草(Zostera caespitosa)。红纤维虾形草分布面积为54.50 hm2,占该海域海草床总面积的93.5%,分为北部和南部2个带状区域,平均茎枝密度为(368.0±18.2)shoots/m2,平均生物量(干重,下同)为(297.0±41.5)g/m2。丛生鳗草分布面积为3.76 hm2,占海草床总面积的6.5%,呈现斑块状分布,与红纤维虾形草交错而生,平均茎枝密度为(691.2±17.1)shoots/m2,平均生物量为(534.0±70.7)g/m2。马山里海域海草床平均水深2.8 m,以岩礁底质为主。海草的生长状况存在显著的空间差异,与水温呈现显著的正相关,与水深和陆源污染物存在显著的负相关。结合历史资料,发现该海域海草床退化现象较严重,其主要威胁因素是人为干扰,主要包括渔业生产、养殖活动和陆源污染输入。建议合理规划周边海域的养殖规模和养殖密度、加强陆源污染物管控和开展海草床生态修复工程,以期为温带海草床的有效保护和科学管理提供参考。
长棘海星暴发对珊瑚礁区沉积物营养盐动力学的影响研究
夏荣林, 宁志铭, 余克服, 方草, 黄学勇, 韦芬
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022128
摘要(26) HTML全文(16) PDF 1086KB(10)
摘要:
长棘海星暴发对珊瑚礁生态系统产生了严重危害,而水体营养盐的补充可能是导致长棘海星暴发的一个关键因素。砂质沉积物对调控珊瑚礁区的营养盐浓度和结构起着关键作用,因此本研究通过流动式反应器对长棘海星和砂质沉积物进行模拟实验,分析长棘海星排泄活动及其死亡后有机体降解对水体营养盐的影响,并探究砂质沉积物的响应。实验结果表明:(1)长棘海星排泄的溶解无机氮(DIN)和无机磷(DIP)通量分别为(83.55±4.74)μmol/(ind.·h)、(2.53±0.03)μmol/(ind.·h),这些营养盐可能给长棘海星的持续暴发提供营养条件。(2)砂质沉积物对长棘海星排泄导致的营养盐浓度升高具有缓冲作用,约70.7%的DIN和91.4%的DIP被截留在沉积物中,但沉积物界面营养盐交换导致的氮磷比升高可能不利于珊瑚生长。(3)长棘海星死后的有机体降解可促使沉积物—水界面释放营养盐,结合海星暴发密度估算,其释放的营养盐可导致上覆水中DIN和DIP浓度分别升高0.32 μmol/L和0.01 μmol/L,这可能会促使大型藻的快速生长而妨碍珊瑚的自我修复。
平潭海域夜光藻对几种饵料藻的利用与生长
张海艳, 李晓东, 杨桂琴, 路玮静, 常阳, 王紫阳
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022156
摘要(12) HTML全文(3) PDF 1540KB(2)
摘要:
夜光藻(Noctiluca scintillans)藻华是我国近海常见的生态灾害,其暴发机制尚不明确。为探究营养条件在其形成机制中的作用,本文分析了几种常见饵料藻与同海域硅藻培养下夜光藻的种群增长,同时探究模拟海水混合与营养盐水平对其种群增长的影响。结果发现:不同饵料藻培养下,夜光藻种群增长有着显著差异,其中亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)组中夜光藻的平均增长率为0.151 d−1,远高于其它饵料藻。海水混合对夜光藻种群增长有一定的积极作用,模拟混合时部分实验组中夜光藻增长率显著高于静置实验组,其中微小海链藻(Thalassiosira minima)培养下夜光藻种群增长率为(0.136±0.001)d−1,远高于除扁藻以外的其他实验组。随着营养盐水平的增加,与亚心形扁藻共培养的夜光藻种群增长出现明显的先增强后减弱的趋势,拟合结果表明其种群增长符合Boltzmann模型,并与营养盐水平相关。结果表明海水混合与营养盐输入引起的平潭海域微藻的快速繁殖在当地夜光藻藻华的形成机制中可能起着重要的作用。
安达曼海东部凹陷渐新世以来断裂-构造演化特征及其成因探讨
闫恒, 栾锡武, 李振春, 叶传红, 魏新元, 贺华瑞
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022067
摘要(16) HTML全文(5) PDF 6049KB(3)
摘要:
本文研究内容为印度洋东北部边缘海安达曼海的构造演化。利用安达曼海域东部大范围二维地震数据资料及钻井数据,结合区域地质概况以及前人研究成果,选取8条具有代表性的断层并将其划分为一级和二级断裂,运用生长指数法和古落差法对断层进行定量分析,再通过计算安达曼海东部凹陷四条主测线的构造沉降量,探讨构造演化过程。结果表明:选取的生长断层中3条属于一级断裂,跨度大,几乎切穿整个地层,属于控制安达曼海域地区沉降的大断裂;另外5条属于二级断裂,控制构造带的展布情况,属于构造带的分界线。渐新世时期,印度–澳大利亚板块与欧亚板块之间处于软碰撞阶段,断层发育缓慢,上下盘落差较小,生长指数与构造沉降量也处于低值;中新世时期,板块之间的耦合效应不断增强,断层发育速度加快,此时上下盘厚度最大,是形成多处断裂带以及多种断裂样式的关键时期,各地层生长指数和构造沉降量也达到峰值。上新世至今,安达曼海沟–弧–盆体系逐渐稳定,断层活动减弱,断裂上下盘厚度差基本一致,生长指数差异较小,构造沉降量基本稳定在 1 km 左右。
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
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022152
摘要(28) HTML全文(27) PDF 1112KB(5)
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。本实验通过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),每个处理组有6个重复。结果显示,在同一时间段内,随着温度的升高(15℃、20℃、25℃),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少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阶段比T1阶段的径向起伏频率和泵水速率增幅均高于15℃和25℃。同一时间段内,双齿围沙蚕径向起伏时间和轴向爬行时间的最大值和最小值均出现在20℃。15℃和20℃时,双齿围沙蚕在T1和T3阶段内的轴向爬行速度均无显著差异(p>0.05)。但是在25℃时,T3阶段内双齿围沙蚕的轴向爬行速度显著高于T1阶段(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。退潮后是双齿围沙蚕进行觅食沉积物的重要时间,其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改善潮汐更替产生的不利条件。
琼东南盆地北礁凹陷上新统等深流影响的(浊积)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
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022116
摘要(11) HTML全文(5) PDF 3141KB(2)
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T30-T20)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、片状和扇状溢堤沉积,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。
福建沿海全新世相对海平面变化:地质记录与“冰川-水均衡调整”(GIA)模拟对比
王龙, 王张华, 李翠玉
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022065
摘要(16) HTML全文(12) PDF 3040KB(6)
摘要:
重建高质量的全新世相对海平面变化曲线,可为海岸带人类社会科学预测及应对未来海平面上升风险,提供重要的地质历史依据和长时间尺度的数据参考。福建海岸带已发表了多条全新世相对海平面变化曲线,然而已有曲线反映的相对海平面变化历史,存在较大差异,甚至是矛盾结果。同时,相对海平面长期变化机制及影响因素也不明确。本研究收集、整理了福建沿海已发表的全新世相对海平面数据,对已有数据的年代、高程、指示意义等属性信息进行重新检查和校正,根据国际方法体系,建立了该区域一个标准化的全新世“相对海平面数据库”,共包括海平面数据183个。在此基础上,采用“变量误差–综合高斯(EIV-IGP)”统计学模型,提出了一条新的福建沿海全新世相对海平面变化曲线。并应用“冰川–水均衡调整”(GIA)理论,开展了相对海平面变化GIA模拟。最后,综合相对海平面变化地质记录及GIA模拟结果,得出以下结论:(1)福建沿海11.28~7.08 ka,相对海平面由–23.55±6.94 m快速连续上升至–1.51±1.80 m;7.08~4.08 ka,相对海平面由–1.51±1.80 m缓慢上升至约1.09±1.38 m;3.48 ka前后,相对海平面高于现代海平面约1.35±1.23 m。此后,波动下降并逐渐接近现代位置。(2)“冰川–水均衡调整”作用是福建全新世相对海平面变化的主要长期作用机制。11.28~7.00 ka,相对海平面变化主要受冰盖融水控制;7.00 ka以来,“水均衡调整”作用逐渐占据主导。(3)福建沿海中–晚全新世(6.75~0.16 ka)期间,存在高于现今海面位置的“高海平面”现象。不同于传统构造运动主导观点,研究认为GIA引起的“陆地掀斜”和“海洋虹吸”作用,可能是该区域“高海平面”现象产生的主要原因。(4)福建沿海全新世相对海平面变化,存在一定程度的空间差异。不同岸段之间的沉积物压实、差异性构造运动和潮差变化等非GIA因素,可能是这一现象产生的重要原因。
海底沉积物的基本地声结构与地声模型
邹大鹏, 伍智林, 孙晗, 刘伟, 纪轩荣, 肖体兵
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022091
摘要(20) HTML全文(8) PDF 1330KB(10)
摘要:
为准确建立海底地声模型,本文探讨地声模型的基本组成和基本结构。通过样品实验室测量,分析南海海底表层沉积物的密度、孔隙度与声速随着埋深变化关系,得出海底实际存在的低声速表面–声速缓慢变化类型,低声速表面–声速增大类型,高声速表面–声速缓慢变化类型和高声速表面–声速增大类型4种典型地声结构;对比钻探测量,分析黄海海底沉积物的密度、孔隙度与声速随埋深变化关系,得出海底地声模型分层特征与地声结构组合特征。研究表明,地声模型可以归结为4种基本地声结构的组合,通过与底层海水声速、同层内声速剖面、以及与上层海底沉积物下表面声速的比较,可以建立各种海底地声模型;基于实验室测量法建立的地声模型可以作为参考地声模型,但需要考虑实际海底温度和压力梯度以及海底沉积物的频散特性等,借助于声速比校正法和频散性理论模型进行计算及修正。
渗透海床上矩形Bragg防波堤对波浪反射的研究
倪云林, 龚倩, 沈梦佳
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022103
摘要(36) HTML全文(10) PDF 1302KB(7)
摘要:
与海床不可渗透的情况相比,波浪在可渗透海床上传播时会发生波能衰减。本文将基于可渗透海床上一维修正型缓坡方程,建立方程求解的有限差分模型。将通过与Zeng等不可渗透海床上矩形Bragg防波堤对波浪反射系数解析解的对比,验证有限差分模型的正确性和适用性。进一步,将研究海床可渗透情况下,海床的渗透性参数、坝体的相对宽度、数量、浸没度对波浪反射系数的影响及其与海床不可渗透情况下的差异。本文研究发现Bragg共振发生时的反射系数随坝体数量的增多而增大,随海床渗透性参数和坝体浸没度的增大而减小,并且存在一个坝体相对宽度值会使Bragg共振反射达到最大。相较于海床不可渗透的情况,发生Bragg共振反射的波浪频率几乎相同,但反射系数减小,而且,零反射(或全透射)现象在不再存在。
链状裸甲藻赤潮消亡过程及其与休眠包囊关系的初步研究
李光毅, 刘保清, 邱勇, 黄龙展, 陈竞武
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022148
摘要(18) HTML全文(3) PDF 1641KB(6)
摘要:
本文于2018年6月10-14日对在泉州湾海域发生的一次链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)赤潮的消亡过程进行研究。在现场跟踪监测,共设置4个站位,进行6个航次海洋环境及浮游植物的调查。结合本文对泉州湾海域甲藻包囊的调查研究,探索休眠包囊与赤潮生消过程的关系。研究结果显示,赤潮发生时海况良好,水温和盐度分别介于27.0~28.5℃和29.5~31.7之间,活性磷酸盐和无机氮含量分别介于未检出至0.045 4 mg/L和0.050~0.281 mg/L之间,赤潮生物密度与营养盐没有呈现显著的相关关系,大风大浪是导致赤潮消亡的重要原因;赤潮消亡过程中共鉴定浮游植物3门48属100种,硅藻门种类最多;赤潮消亡期间浮游植物群落结构发生变化,前期链状裸甲藻占绝对优势,最高密度达(7.02±0.11)×106 cells/L,后期中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)代替链状裸甲藻成为优势种,且浮游植物种类数明显增加;同时在泉州湾海域共鉴定甲藻包囊5大类37种和1种未定种,平均丰度为574 cysts/g,以异养型甲藻包囊为主;休眠包囊在赤潮生消过程中起着重要作用,赤潮消亡时形成休眠包囊,包囊数量会随着时间呈下降趋势,但仍有萌发的可能,具有重新暴发赤潮的潜在性,需要引起重视。
大西洋经向翻转环流对岁差响应的气候背景依赖性
邓凤飞, 张旭
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022099
摘要(20) HTML全文(10) PDF 3747KB(6)
摘要:
大西洋经向翻转环流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC)是气候系统重要的组成部分,其强度变化可直接影响南北半球的热量分配,厘清其变化机理对全球变暖背景下的未来预估至关重要。海洋沉积物记录发现,在晚更新世,AMOC的变化与地球岁差周期有紧密联系,但其物理机理尚不清楚。本文利用COSMOS模型,通过敏感试验,分析在冰盛期冷期和间冰期暖期气候背景下,AMOC对地球岁差变化的响应机理。结果表明:岁差降低引起的北半球夏季太阳辐射增强,会导致间冰期暖期背景下的AMOC显著减弱,但对冰盛期AMOC的影响并不明显。通过进一步分析发现,在间冰期暖期,夏季太阳辐射增强,造成高低纬大西洋海表的升温,同时促进北大西洋高纬度地区的局地降水,两者导致北大西洋表层海水密度降低,共同削弱大西洋深层水生成。而在冰盛期冷期,大西洋高低纬度地区的响应对AMOC的影响反向——副热带升温触发的海盆尺度低压异常,通过其南侧的西风异常削弱大西洋向太平洋的水汽输送,导致净降水增多,海表盐度下降;同时,高纬度升温造成的海冰减少,促进了海洋热丧失,海表失热变重,有利于大西洋深层水的生成,最终两者的共同作用导致AMOC对岁差变化的响应偏弱。本文系统揭示了不同气候背景下,岁差尺度AMOC变化的控制机理,对理解晚更新世AMOC重建记录中持续存在的岁差周期具有重要启示意义。
210Po-210Pb活度不平衡鉴年法测定北极冰区表层冰雪年龄
钟强强, 王求贵, 于涛, 黄德坤, 王浩, 陈随缘
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022073
摘要(31) HTML全文(6) PDF 3516KB(4)
摘要:
远离河流和大陆的北冰洋冰区,大气沉降是210Po、210Bi、210Pb和7Be核素等最重要的来源。降雪一旦形成即被标记具有特定的210Po/210Pb活度比值,并降落到海冰表面,进入封闭状态。在封闭体系的冰雪中,随着时间推移,210Po从相对于210Pb强烈亏损的状态逐渐回复到210Po-210Pb平衡状态。因此可以通过分析北冰洋表层冰雪中210Po-210Pb活度不平衡特征,量化冰区表层冰雪的表观年龄。本文搜集整理了北极地区气溶胶的210Po/210Pb活度比值,结合2018年中国第9次北极科学考察航次和2015年美国GEOTRACES 北冰洋航次(US GEOTRACES Arctic cruise)中若干冰站表层冰雪的210Po/210Pb活度比特征,估算了北冰洋表层冰雪的表观年龄。结果表明,2018年中国冰站采集的表层冰雪年龄变化范围为106~272 d,远大于2015年美国冰站采集的表层冰雪的年龄;而两国冰站表层冰雪的年龄都呈现一定的纬度效应,即随着采样站位越靠近北极点,总体上表层冰雪的年龄呈现越来越大的特点,表明北极冰区表层冰雪越靠近北极点,表层冰雪被保留的时间会越长。210Po/210Pb 活度不平衡定年法可以作为一种评估北冰洋冰雪年龄的方法并与遥感技术协同使用。
人类活动和自然演变共同驱动下黄河三角洲海域潮波及物质输运变化
缪红兵, 乔璐璐, 仲毅, 李广雪
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022071
摘要(43) HTML全文(16) PDF 6192KB(22)
摘要:
在海堤建设等人类活动和三角洲蚀淤等自然演变的共同作用下,黄河三角洲岸线水深近年来发生了剧烈变化,同时也将引起邻近海域潮波系统及物质输运路径的重要变化。本文基于FVCOM数值模式,建立了黄河三角洲及邻近海域三维高分辨率潮汐、潮流及拉格朗日粒子追踪数值模型。通过与环渤海长期验潮站的潮汐调和常数、黄河三角洲临时潮位站和测流站的实测资料对比,模型结果验证良好,能较好反映黄河三角洲及邻近海域潮汐、潮流运动特征,并获得了2019年M2分潮无潮点位置。通过设置1980、2019年黄河三角洲岸线自然演变、海堤建设及相应水深地形变化的5个数值实验,结果表明:在人类活动与自然演变共同驱动下,黄河三角洲海域的M2分潮无潮点向东南方向移动,主要影响因素为水深。黄河口向海延伸和海堤丁坝建设导致的岸线变化,对无潮点位置影响较小,但在该凸出岸段两侧形成余流流涡,使得黄河入海物质在莱州湾内停留时间变长,向渤海输运扩散的时间推迟。
基于本征正交分解的湍流去噪
卢垚, 刘欢, 吴加学
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022089
摘要(40) HTML全文(13) PDF 2873KB(16)
摘要:
在近岸河口湍流研究中,实测的湍流资料往往容易受到噪声的影响,导致湍流特征量的估算出现偏差。本征正交分解是一种将流场在能量上进行分解再重构的方法,基于该方法,结合数值实验和野外实测资料,对包含噪声的湍流数据进行了去噪处理。结果表明:(1)本征正交分解能有效去除湍流中的噪声。在进行信号重构时,应将保留能量的百分比与湍流能量占比保持一致。去噪的效果与噪声占比有关,噪声占比越高,去噪效果越明显。(2)在实测资料中,憩流时刻的噪声占比要显著大于非憩流时刻,水平方向的噪声占比要大于垂直方向。经过本征正交分解去噪后,各湍流特征量的估算更加合理。
南海主要分潮振幅变化趋势再探
于茜, 潘海东, 吕咸青
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022083
摘要(41) HTML全文(12) PDF 1338KB(9)
摘要:
潮汐变化研究对于沿海地区海洋工程,洪涝灾害预防和海洋资源开发利用等各方面都有着非常重要的意义。之前的潮汐变化研究主要基于多年逐时验潮站观测,而验潮站数据无论是站点的个数还是站点的位置,都存在很大的局限性,这对我们研究海盆尺度的潮汐变化规律形成了一定程度的阻碍。前人基于25年的T/P-Jason卫星高度计数据发现南海中央深海海盆主要分潮振幅存在异常大的趋势,这是由于中尺度海洋运动对潮汐调和分析干扰导致的虚假结果。本文首次使用了X-TRACK软件处理过的长达27年的T/P-Jason卫星高度计观测来研究整个南海的主要分潮振幅的长期趋势。经过X-TRACK处理后的卫星观测数据在整个南海的准确性和完整性都有了显著的提升。同时,我们使用了权重最小二乘法来消除长周期采样导致的潮汐混淆的影响。我们发现在南海大部分海域,四大主要分潮的振幅都存在显著的变化趋势。振幅和迟角变化的极值主要分布在吕宋海峡西部、马六甲海峡和台湾海峡等水深和岸线变化剧烈的近海海域,振幅最大的上升趋势可达2.75 mm/a,振幅最大的下降趋势可达–2.16 mm/a。南海主要分潮振幅的长期趋势与河流径流以及人类活动密切相关。
波弗特海2019年夏季海冰极端低值成因研究
魏硕, 张永莉, 聂红涛, 魏皓
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022077
摘要(19) HTML全文(6) PDF 1790KB(2)
摘要:
波弗特海海冰的剧烈变化对区域内生态系统以及经济活动具有重要影响。基于美国国家冰雪中心发布的海冰密集度数据,本文对2019年波弗特海夏季海冰面积出现极端低值的机制进行了探讨。2019年融冰季(5–9月)海冰覆盖面积为1.38×105 km2,远低于1998–2020年平均2.28×105 km2,统计2019年前秋(2018年10–12月)和前冬季节(2019年1–4月)海冰覆盖面积,发现其与1998–2019年多年平均结果无显著差异;先前季节的海冰冰况不是造成极端低值事件的主要原因。综合海冰漂移场、海冰厚度、10 m风场以及海表面净热通量数据发现,2019年5月份海冰面积减少2.33×105 km2,是1998年以来5月海冰损失量最大的年份,占融冰季节海冰面积减少量的62%。与1998年、2008年、2012年以及2016年波弗特海夏季发生海冰覆盖面积极端低值现象的机制不同,不断减小的海冰厚度以及2019年5月异常强的风场,促使海冰快速向外输出,波弗特海南部5月16日就形成开阔水域;伴随着异常高的海表面净热通量使得海冰更多地融化,造成了2019年夏季海冰的异常现象。随着海冰厚度的不断变薄,海冰对风场的响应越来越强,海冰消退时间不断提前,波弗特海夏季海冰的极端低值现象可能更为频繁地出现。
珠江蕉门分汊河口分流比水槽实验研究
姚鹏, 余志斌, 苏敏, 安欣禧, 周曾
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022055
摘要(61) HTML全文(20) PDF 1192KB(11)
摘要:
珠江蕉门承泄西北江的径流泥沙,为珠江主要的泄洪排沙口门,与虎门通过横向汊道凫洲水道连通,其分水分沙的比例对粤港澳大湾区防洪及通航安全至关重要。针对凫洲水道分流比问题,本文基于蕉门分汊河口的形态特点及地貌特征,设计系列水槽实验,探究凫洲水道分流比、分流比影响因子及其变化趋势等。结果表明:在保证宽度比、深度比和流量比均相似的情况下,该水槽实验可较高精度的模拟蕉门分汊河口分流比。凫洲水道分流比受到蕉门与虎门共同影响:虎门与蕉门的相对流速比越大,凫洲水道分流比越大,其主汊地位越明显。在现有的地貌特征条件下,凫洲水道主支汊转变的阈值是虎门与蕉门相对流速比为0.35。研究成果可为蕉门整治、保障其行洪通航安全等提供参考依据。
集合调整卡尔曼滤波方法在M2分潮模拟中的水深估计研究
武浩文, 赵艳玲, 韩桂军, 李威, 曹力戈, 武晓博, 李超亮, 李云东, 周功赋
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022057
摘要(45) HTML全文(15) PDF 1763KB(6)
摘要:
数据同化利用观测信息对模型状态场调整的同时也可以对数值模型中的不确定参数进行估计,从而改进数值模型,提高数值模拟的精度。本文基于集合调整卡尔曼滤波方法(Ensemble Adjustment Kalman Filter,EAKF),采用广义坐标系统的美国普林斯顿大学海洋模式(Princeton Ocean Model with Generalized Coordinate System,POMgcs)的外模式开展了渤海和部分黄海海域M2分潮模拟中的水深估计研究。理想数据同化试验结果表明,EAKF方法能很好地降低模式模拟的水位误差并反演出“真实”的水深参数。而在NAO.99Jb和验潮站数据的实际数据同化试验中,与验潮站数据相比较,水深参数估计后,模式模拟的M2分潮振幅与迟角误差分别降低了40.18%和49.19%。
南黄海辐射沙洲潮流不对称性对岸线变动的响应
冯曦, 丁志伟, 冯辉, 张蔚, 储鏖, 张驰
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2022049
摘要(77) HTML全文(21) PDF 1626KB(25)
摘要:
近岸地区的潮流不对称影响着沉积物输运和地貌改变。南黄海辐射沙洲海域潮动力强且水动力环境复杂,分析研究该海域潮流不对称性对于海岸带资源的开发与保护具有长远意义。本文基于Delft3D模型模拟1984年、2014年不同岸线条件下辐射沙洲海域的潮汐潮流运动,结合调和分析与偏度理论,分析刻画了不同岸线条件下潮流不对称性的空间分布特征。研究表明:辐射沙洲海域地形主导的涨落潮流速不对称性(PCA)以涨潮占优为主导;涨落憩历时不对称性(SWA)则以涨憩历时短为主导。二者皆主要受半日分潮(M2、S2)和浅水分潮(M4、MS4)的非线形作用影响。1984年至2014年岸线变动后PCA正负性不变但强度进一步增大,最大变幅可达25%;而\begin{document}$ {\gamma }_{\mathrm{S}\mathrm{W}\mathrm{A}} $\end{document}减小,最大减幅可达20%,SWA在辐射沙洲海域涨憩历时短趋势增加。
基于海豹观测的阿拉斯加湾东部陆坡海域逆温现象及其衰退机制
郭绍敬, 靖春生, 张善武, 王维波
当前状态:
摘要(37) HTML全文(20) PDF 2105KB(8)
摘要:
利用2014年3—4月北象海豹携带的自动温盐深仪(CTD-SRDL)在阿拉斯加湾东部陆坡海域上采集到的温盐剖面数据,分析了该海域逆温现象的空间分布和演变过程。结果显示,研究海域存在明显的逆温现象,逆温幅度和逆温厚度范围分别介于0.2~1.6˚C,20~280 m之间,前者沿陆坡向北幅度逐渐增大,后者自50˚~58˚N间往北逐渐变厚,在58˚N以北海域平均厚度较薄。3月25日至4月22日,逆温层处于衰退阶段。逆温层下界温度不断下降,逆温幅度呈变弱趋势,逆温厚度呈变薄趋势。一维扩散模型模拟结果表明,湍扩散作用下,观测期间海表受热导致混合层上部位温升高,但底部仍保持低温,因此逆温层上界温度变化并不明显。次表层由于具有强的位温梯度,湍扩散导致逆温层下界温度显著降低,是观测期间逆温衰退的主要原因。湍扩散作用导致次表层水体温盐属性趋于均匀,这一过程对于阿拉斯加湾逆温现象的形成及演变研究具有重要意义。
基于热红外视频图像监测的海面溢油识别技术研究
王利锋, 辛丽平, 刘家硕, 鞠莲
当前状态:
摘要(47) HTML全文(12) PDF 2726KB(12)
摘要:
针对现有海面溢油检测技术难以在石油泄漏初期(尚未形成海面大规模油膜覆盖)及时发现油膜的难题,本文在前期基于热红外图像测算海面油膜面积方法研究的基础上,结合油泄漏至海面后油膜的扩散特征,提出了一种基于热红外视频图像监测油膜面积变化以及时识别海面溢油的方法。首先,基于单帧热红外图像处理算法提取海面前景区域(包含油膜区域与相似物干扰区域)并计算各区域所代表的实际物理面积。基于视频图像处理技术跟踪测算前景区域中各连通区域的实际物理面积变化情况,根据各连通区域的面积变化率识别前景区域中是否存在油膜,从而判断海面是否发生溢油。实验结果表明:所提出的方法能有效识别不同粘度的石油泄漏至海面形成的扩散油膜,在水面包含波浪与相似物干扰时也具有良好的识别精度。该方法适用于特定场景下(如码头、船舶等)的溢油事故的鉴别,能为溢油事故的及时发现和预警提供技术支持。
单体氨基酸δ15N在关键种鳀鱼食物链的示踪研究
刘海珍, 蔡德陵, 刘道辰
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2021134
摘要(134) HTML全文(31) PDF 2965KB(61)
摘要:
为了解黄、东海食物网关键种鳀鱼食物链的氨基酸营养流动特征,采用活体生物饵料对鳀鱼食物链的中下营养层次“小球藻–中华哲水蚤–鳀鱼”进行了室内受控试验研究,受控实验进行50 d后,对食物链生物组分的11种氨基酸氮稳定同位素(δ15N)与生物(组织)整体δ15N进行了分析,结果表明:在3个营养层次之间,整体δ15N和氨基酸δ15N组成差异比较大,整体δ15N的变化范围为−4.25‰~1.56‰,氨基酸δ15N的变化范围为–9.72‰~10.81‰,3种生物组分的整体δ15N和氨基酸δ15N值随食物链升高呈富集趋势。5种必需氨基酸δ15N在食物链营养层次之间分馏模式相近;必需氨基酸在3个营养层次之间呈显著正相关性(中华哲水蚤–鳀鱼肌肉:R2=0.86,p<0.05;小球藻–中华哲水蚤:R2=0.85,p<0.05),这可能说明必需氨基酸δ15N在食物链营养层次间具有相似的分馏途径。小球藻与中华哲水蚤非必需氨基酸δ15N值之间相关性较弱,而中华哲水蚤与鳀鱼肌肉组分之间非必需氨基酸的δ15N值呈显著相关性(R2=0.73,p<0.05),表明中华哲水蚤自身合成非必需氨基酸的趋势明显,而鳀鱼易于从中华哲水蚤直接摄取非必需氨基酸。本研究以期为采用氨基酸单分子δ15N开展营养生态学研究提供科学参考和依据。
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(142) HTML全文(48) PDF 951KB(23)
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(748)
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(2461)
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。
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2022 年 4 期封面
2022, 44(4).  
摘要(36) PDF 3669KB(18)
摘要:
2022 年 4 期目录
2022, 44(4): 1-3.  
摘要(38) HTML全文(19) PDF 969KB(4)
摘要:
海洋生物
细菌膜囊泡在海洋生态系统中的研究现状及展望
赵晶, 贾宸政, 王凯, 张贝贝
2022, 44(4): 1-11.   doi: 10.12284/hyxb2022140
摘要(50) HTML全文(38) PDF 3502KB(12)
摘要:
膜囊泡是一类由细菌释放并携带复杂蛋白质、核酸、信号分子等重要信息物质的生物纳米颗粒,参与了水平基因转移、群体感应、生物膜形成等多种生理生化活动。海洋中的细胞膜囊泡可能是除噬菌体和细菌之外的第三大生物实体,其介导的跨越物种的细胞间通讯对海洋生态系统而言有重要意义。然而,我们对膜囊泡在海洋生物圈中具体的生态角色与生物功能所知甚少。因此,本综述从细菌膜囊泡在海洋微生态、海洋共生体系中的作用及其物质流转对生态系统的影响等方面开展讨论,分析了目前细菌膜囊泡在海洋生态功能研究中尚未解决的科学问题,并对未来的研究方向进行了展望。
黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落结构及多样性的年间变化
杨艳艳, 朱明明, 冯银银, 李焕军, 陈玮, 王秀霞, 陈建强, 苏海霞
2022, 44(4): 36-46.   doi: 10.12284/hyxb2022074
摘要(94) HTML全文(51) PDF 1815KB(23)
摘要:
为了解黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼的群落结构动态,分别于2014年、2015年、2017年和2018年的6月利用大型浮游生物网对黄河口及邻近海域进行4个航次的表层水平拖网调查。根据鱼卵、仔稚鱼的种类组成、数量分布等群落结构特征,运用生物多样性指数、聚类分析和皮尔逊相关性矩阵分析等方法对该海域鱼卵、仔稚鱼的资源分布进行了综合研究。结果表明,4年调查共采获鱼卵3 829粒,仔稚鱼234尾,隶属于7目14科15属。鱼卵的主要优势种为鳀(Engraulis japonicus)和短吻红舌鳎(Cynoglossus joyeri),仔稚鱼的主要优势种为斑鰶(Konosirus punctatus)和虾虎鱼科未定种Gobiidae sp.。生物多样性各指数均以2015年最高,2018年最低。利用R语言对鱼卵、仔稚鱼年间种类组成相似性进行聚类,将4个调查年份划分为3组,各分组之间主要的分歧种均为鳀。生物多样性各指数与环境因子之间皮尔逊相关性分析表明,盐度与鱼卵、仔稚鱼生物多样性的关系较为密切。分析认为,黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落分布和多样性的年间变化特征体现了鱼类对环境变异的响应。
黄河口邻近海域浮游幼虫群落结构季节变化
左涛, 李永涛, 左明, 程兆龙, 王俊, 王安东
2022, 44(4): 47-56.   doi: 10.12284/hyxb2022092
摘要(83) HTML全文(47) PDF 2833KB(22)
摘要:
基于2019−2020年4个季节的6个航次海上生态调查,研究黄河口邻近海域的浮游幼虫群落结构及其与环境因子的关系,旨在为海域生物多样性保护与重要生物资源养护提供科学基础。结果显示:在黄河口邻近海域,共鉴定出浮游幼虫16类,阶段性浮游幼虫是主要组成类群。浮游幼虫月均丰度以11月最高、1月最低。浮游幼虫香农−威纳多样性指数(H')夏季(6−8月)高和秋冬季(11月至翌年1月)低。双壳类幼虫和无节幼虫是海区各季节的优势种及浮游幼虫总丰度的主要贡献者,腹足类幼虫、多毛类幼虫以及耳状幼虫、桡足幼虫等是季节性出现的优势种。春−夏间优势种组成更替率高。相对高丰度浮游幼虫主要分布于黄河口入海口附近、小清河口及莱州湾中部。基于浮游幼虫类群丰度组成的聚类分析,可将调查月和站位各分为3个不同的聚类组。月聚类组分别为春季(4月)、夏秋季(6−11月)和冬季(1月),春季、冬季聚类组的代表类群是无节幼虫,夏秋季聚类组的代表类群是双壳幼虫。3个站位聚类组的组成站位的地理分布交错,代表类群都为双壳类幼虫和无节幼虫。多元方差(MANOVA)和相似性分析(ANOSIM)检验显示,海区内浮游幼虫的多样性指数、丰度、群聚结构等都表现为月间差异显著(p<0.05),站位间差异不显著(p>0.05)。生物−环境逐步多重回归分析表明,影响浮游幼虫群聚结构的最佳环境因子组合为水温和浮游动物丰度。
钝缀锦蛤(Tapes dorsatus)稚贝的温度和盐度耐受性研究
张柯馨, 曹楚畑, 刘志刚, 吴加莹, 张元, 展建强, 陈麟广
2022, 44(4): 57-64.   doi: 10.12284/hyxb2022094
摘要(91) HTML全文(43) PDF 966KB(9)
摘要:
本实验在室内控制条件下,采用实验生态学方法研究了钝缀锦蛤(Tapes dorsatus)稚贝对温度和盐度的耐受性。在温度耐受性方面:(1)稚贝在低温端温度为4℃、6℃、8℃、10℃时保持90%~100%存活的时间分别为0 d、2 d、3 d、7 d;在高温端温度为33℃、34℃、35℃、36℃时保持90%~100%存活率的时间分别为5 d、4 d、1 d、0 d;(2)在温度胁迫条件下,钝缀锦蛤在48 h、96 h、144 h和192 h的半致死温度在低温端分别为5.02℃、7.68℃、9.01℃和9.20℃;高温端分别为35.44℃、34.74℃、34.43℃和34.25℃。在盐度耐受性方面:(1)在低盐端盐度为13.0、15.6、18.2、20.8、23.4时保持90%~100%存活率的时间分别为1 d、1 d、≥9 d、≥9 d、≥9 d;在高盐端盐度为41.6、44.2、46.8、49.4、52.0时保持90%~100%存活率的时间分别为9 d、2 d、1 d、1 d、1 d;(2)钝缀锦蛤稚贝在48 h、96 h、144 h和192 h的半致死盐度,低盐端分别为14.46、16.02、16.76、16.91;高盐端分别为>52.0、51.79、50.58、48.88;(3)存活的适宜盐度为16.91~48.20,最适盐度为18.20~41.60;生长的适宜盐度为23.58~45.15,最适盐度为33.90。本实验结果表明,钝缀锦蛤稚贝对高温的耐受性较强,适合在南方温度较高的海域养殖;其适宜生存盐度范围较广,最适生长盐度与外海海水盐度基本相同,适合外海养殖。
凡纳滨对虾多代选育群体生长和耐综合胁迫性状的配合力及杂种优势分析
王伦, 王崇懿, 刘建勇, 傅学丽
2022, 44(4): 65-73.   doi: 10.12284/hyxb2022064
摘要(52) HTML全文(21) PDF 765KB(4)
摘要:
为筛选凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)最佳的交配组合方式,以5个不同遗传背景的凡纳滨对虾群体为亲本,经交配构建12个组合F1代。利用ASReml4软件估计凡纳滨对虾12个组合105日龄的生长和耐综合胁迫(高盐(35)、低pH(6±0.1)与高氨氮(70 mg/L)共同胁迫)性状的一般配合力(GCA)及特殊配合力(SCA)。结果显示:亲本的SCA对子代性状的表现起主导作用,组合K♀×K♂(0.35±0.25)、GX♀×W♂(0.31±0.22)和GX♀×M♂(0.29±0.29)体质量的SCA排名靠前;组合GX♀×GX♂(3.65±1.79)、L♀×L♂(2.19±2.33)和W♀×GX♂(1.30±2.03)耐综合胁迫的SCA排名靠前。杂种优势分析表明,杂交组合的生长(体质量、体长、头胸甲长与腹节全长)和耐综合胁迫性状均表现出一定的杂种优势,6个杂交组合GX♀×W♂、GX♀×K♂、GX♀×M♂、W♀×GX♂、K♀×GX♂与K♀×M♂生长及耐综合胁迫性状的杂种优势率除组合GX♀×K♂为负外(−5.95%~1.00%和−8.03%),其余均为正(0.10%~80.79%和6.87%~42.86%),其中,组合GX♀×W♂体质量的杂种优势最高(25.52%);组合W♀×GX♂耐综合胁迫的杂种优势较高(41.72%)。研究表明,杂交组合GX♀×W♂体质量的SCA和杂种优势均最高;杂交组合W♀×GX♂耐综合胁迫的SCA最高且杂种优势较高,可考虑分别加强该两组合在生长和耐综合胁迫性状方面的配套杂交应用。
基于环境DNA技术的夏季东海鱼类物种多样性研究
李晓玲, 刘洋, 王丛丛, 俞晔伟, 李纲
2022, 44(4): 74-84.   doi: 10.12284/hyxb2022088
摘要(99) HTML全文(30) PDF 1880KB(36)
摘要:
为了解东海海域主要鱼类群落的种类组成,监测和保护其多样性,本研究利用环境DNA技术对东海鱼类进行物种多样性分析。通过海水样本的采集,环境DNA提取、扩增和高通量测序分析,从东海14个站点的环境DNA样本中共检测出2纲,23目,29科,42属,44种海水鱼类,大部分种类在东海传统渔业资源调查中均有出现。其中,相对丰度较高的物种为赤鼻棱鳀(Thryssa kammalensis)、蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)、日本鲐(Scomber japonicus)、小黄鱼(Larimichthys polyactis)和鲻(Mugil cephalus)。站点间α多样性差异较大,总体上呈现近海站点生物多样性高,远海站点生物丰度高的特点。研究结果表明,环境DNA技术可以作为传统渔业资源调查的补充,也可以对东海海域鱼类物种多样性及空间分布进行快速检测。
三疣梭子蟹(Portunus trituberculatusfoxl2基因功能初探及相关miRNA分析
张梦倩, 张景琰, 葛红星, 刘萍, 李健, 孟宪亮
2022, 44(4): 85-94.   doi: 10.12284/hyxb2022060
摘要(107) HTML全文(24) PDF 2558KB(16)
摘要:
foxl2在脊椎动物卵巢分化、发育和功能维持等方面具有重要作用,然而其在三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)卵巢发育中的功能尚不明确。本研究首先克隆了三疣梭子蟹foxl2Ptfoxl2)基因cDNA全长序列,该基因5′和3′非编码区域(UTR)长度分别为701 bp和211 bp,开放阅读框的长度为1 590 bp。基因表达分析结果显示,foxl2在三疣梭子蟹不同组织中均有表达,但在卵巢中表达量最高;其在卵巢发育不同时期的表达存在显著差异,在V期表达量最高;切除眼柄后,该基因的表达出现显著下降;干扰该基因表达后,卵巢vtg基因的表达显著上调。上述结果表明,foxl2可能在三疣梭子蟹卵巢发育调控中发挥重要功能,能够抑制卵巢组织中卵黄蛋白的合成。为进一步分析该基因的表达调控方式,利用生物信息学方法,预测了靶向foxl2的miRNA,并通过双荧光素酶报告基因检测实验,从细胞水平验证了这些miRNA对Ptfoxl2的调控作用;分析了其在卵巢发育不同时期以及切除眼柄后的表达模式。结果显示,共转染miR-9类似物和包含foxl2 3′UTR的pmirGLO质粒组,萤火虫酶与海肾荧光素酶活性比值出现显著下降,且在卵巢发育过程及切除眼柄后与foxl2表达模式相反。该结果初步证实miR-9可以从转录后水平调控三疣梭子蟹foxl2基因的表达。
海假交替单胞菌(Pseudoalteromonas marinapilZ基因缺失抑制厚壳贻贝附着变态
张驰, 王劲松, 杨金龙, 张俊波, 万荣, 梁箫
2022, 44(4): 95-103.   doi: 10.12284/hyxb2022090
摘要(93) HTML全文(35) PDF 1419KB(11)
摘要:
为探究海假交替单胞菌pilZ基因的缺失对生物被膜形成及突变菌生物被膜对厚壳贻贝幼虫附着变态的影响,本文通过同源重组构建pilZ基因缺失菌,分析了基因缺失菌生物被膜的细菌密度、膜厚、c-di-GMP水平和胞外产物含量等特性的变化及其对厚壳贻贝幼虫附着变态的调控作用。结果表明:与野生型菌株相比,pilZ基因缺失菌形成的生物被膜膜厚增加、细菌数量增多,胞外产物中β-多糖、蛋白含量减少,抑制了厚壳贻贝幼虫的附着变态(p<0.05);而c-di-GMP水平、α-多糖和脂质含量无显著变化(p>0.05)。由此可见,海假交替单胞菌pilZ基因的缺失可调控细菌生物被膜形成和胞外产物包括β-多糖、蛋白质的含量,从而抑制厚壳贻贝幼虫的附着变态。
印度洋深海沉积物样品纯培养细菌的分离鉴定
姜钊, 张卫花
2022, 44(4): 104-113.   doi: 10.12284/hyxb2022070
摘要(54) HTML全文(45) PDF 2160KB(11)
摘要:
为探索印度洋深海沉积物中纯培养细菌的多样性,本文对采自印度洋12个沉积物样品进行细菌纯培养分离,共获得343株细菌。所有细菌采用16S rRNA 基因进行比对分析,鉴定为4个门:厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),5个纲,13个目,26个科,39个属下的121个种。分离出的优势类群为链霉菌属(Streptomyces,分离率为16.53%)和芽孢杆菌属(Bacillus,分离率为8.26%),其中可能有12个潜在的新分类单元。研究结果表明,印度洋深海沉积环境中纯培养细菌资源丰富,潜在新物种较多;其次,分离培养方法与从海洋沉积物中获得的细菌物种多样性直接相关。
海洋地质
长江河口深层软土含盐特征及其沉积环境分析
苟富刚, 龚绪龙, 张岩, 杨露梅, 刘彦
2022, 44(4): 12-22.   doi: 10.12284/hyxb2022078
摘要(110) HTML全文(38) PDF 3583KB(38)
摘要:
软土的含盐特征是地基设计的一个重要指标,含盐特征主要受沉积环境控制,往往具有较强的地域性。以长江河口北翼海陆交互相软土为研究对象,采集多组土样进行室内试验,进行土体含盐特征、参数相关性及沉积环境分析。研究结果表明,软土含盐特征为NaCl型,含盐量均值为0.613%,以弱盐渍土为主,占比85.4%。含盐量、Cl含量、Na+含量、K+含量峰度检验符合正态分布,但偏度检验值坐落在拒绝域,不属于正态分布。其他离子假设检验偏度和峰度检验均不符合正态分布。软土含盐量与Cl含量相关性最高,与除了Ca2+含量、\begin{document}${\rm{CO}}_3^{2-} $\end{document}含量之外的离子相关性好。软土Cl含量与含盐量、\begin{document}${\rm{SO}}_4^{2-} $\end{document}含量拟合以乘幂效果最佳;Cl含量与Na+、Ca2+、Mg2+、K+\begin{document}${\rm{HCO}}_3^- $\end{document}含量拟合以多项式拟合效果最佳。软土环境沉积为碱性。软土钠吸附比平均值为54.35,与标准海水的钠吸附比接近,说明软土层含盐特征保留了海水特征。随着深度的增加,软土钠吸附比有减小的趋势,这与软土形成时间有关,软土形成时代越老,渗透淋滤的时间越长。软土中Sr/Ba远大于1,说明土体沉积时受到了海水作用。软土浸出液中的γMgCa远高于地表淡水的γMgCa背景值,说明土体沉积时受到海水入侵。引入海水混合模型,计算了海水混合比例。海水混合比的低值主要分布于西部远离海岸区,该区土体沉积主要受长江河水控制。海水混合比的高值主要分布在滨海地区,该区土体沉积主要受海侵控制,海相属性更重。
西菲律宾海盆中央裂谷周缘地质灾害特征及诱发因素
孙美静, 罗伟东, 陈泓君, 胡小三, 黄文凯, 杜文波, 周娇, 韩艳飞, 刘杰
2022, 44(4): 23-35.   doi: 10.12284/hyxb2022080
摘要(72) HTML全文(25) PDF 2825KB(20)
摘要:
基于2018年在西菲律宾海盆最新实测的高分辨率浅地层剖面和多波束测深数据,对西菲律宾海盆中部的中央裂谷及周缘区域的海洋地质灾害进行分析。在研究区总体识别出两大类灾害地质因素:(1)破坏性地质因素,主要包括滑坡、活动断层、冲刷沟谷和岩浆底辟;(2)限制性地质因素,以海山、陡坎、沟槽为主。利用浅地层剖面资料,精细刻画出灾害地质体的类型、形态、内部结构特征,并论述其分布区域、发育特点,探讨地质灾害产生的主要诱发因素及造成的不利影响。对研究区地质灾害的识别、分布范围的圈定和成因的分析,能够为海洋工程建设、装备预设和海上航行提供重要的地质依据,规避不利影响,提前做好风险预判。
海洋技术
基于Prophet算法的海南近海波浪长时段时序分析与预测
黄心裕, 唐军, 王晓宇
2022, 44(4): 114-121.   doi: 10.12284/hyxb2022086
摘要(88) HTML全文(30) PDF 1505KB(25)
摘要:
近年来,以大数据为基础的人工智能算法逐步兴起并被用于海洋波浪短期预测。本文采用2015−2019年海南近海逐时波浪实测时序数据,基于Prophet算法建立了海南近海波浪长时段时序预测模型,分析了2015−2019年海南近海波浪日、月、年变化特性,并对海南近海2020年波浪变化过程进行了预测。结果显示,Prophet算法模型对波浪波高和周期的预测值和实测值整体吻合良好,可有效用于长时段波浪的特性分析和时序预测。
基于XBeach模型的深圳金沙湾裂流的数值模拟
胡鹏鹏, 李志强, 朱道恒, 李高聪, 苏倩欣
2022, 44(4): 122-133.   doi: 10.12284/hyxb2022076
摘要(138) HTML全文(23) PDF 7898KB(35)
摘要:
金沙湾是粤港澳大湾区重要的滨海旅游景点之一,深受世界各地游客的青睐。利用XBeach模型模拟金沙湾海滩的近岸环流,研究了不同模拟波况下裂流的发生情况。结果表明,金沙湾产生裂流很大程度上受到波高和地形的影响,在年平均有效波高波况下,金沙湾沿岸无明显裂流,当入射波高超过某个阈值后,沿岸裂流风险提高。裂流的强度和离岸距离与入射波高呈正相关,波向增加不利于海滩处裂流的产生,但有利于偏斜裂流的形成,金沙湾的海滩管理者应该提高对波浪状况的预警,以降低因裂流而导致的危害。另外,由于长岬角特征,金沙湾产生的偏斜裂流的补偿流来自岬角和海滩的沿岸流,这一点需要通过后续的现场观测进行对比验证。本文的工作可为使用XBeach模型对裂流进行模拟研究提供参考。
海洋信息科学
基于GeoEye-1和WorldView-2遥感数据的浅海水深反演比较研究
陆天启, 吴志芳, 任潇洒, 姚慧敏, 邵长高
2022, 44(4): 134-142.   doi: 10.12284/hyxb2022082
摘要(115) HTML全文(23) PDF 1491KB(48)
摘要:
浅海区水深的精确反演对于海洋空间管理和生态环境保护至关重要。选取南海西沙群岛的羚羊礁海域为研究区,基于GeoEye-1和WorldView-2高分辨率多光谱遥感数据和实测水深数据,分别建立了单波段模型、多波段模型和波段比值模型。结果显示,由绿波段参与建立的水深反演模型相关性普遍较高,同时利用4个波段组合建立的多波段模型精度最高,相关系数分别达到了0.870和0.853。基于该模型的反演结果对GeoEye-1和WorldView-2遥感数据在不同水深范围内的反演精度进行比较,结果表明,两种数据在不同水深范围内的反演误差变化趋势一致,平均相对误差最大值均出现在0~5 m,而最小值均出现在20~25 m。总体而言,WorldView-2影像反演水深的精度高于GeoEye-1影像的反演精度。研究对于热带浅海区的水深反演工作具有一定的参考意义。
高分影像砂质海岸线精细提取及校正方法
尹航, 戚洪帅, 蔡锋, 张弛, 刘根, 赵绍华, 宋嘉诚, 赵国润
2022, 44(4): 143-152.   doi: 10.12284/hyxb2022084
摘要(117) HTML全文(45) PDF 1705KB(44)
摘要:
通过遥感影像稳定获取大范围、连续性海岸线数据,是开展海岸带研究的重要手段之一。针对传统边缘检测算法处理高分辨率遥感影像存在的噪声敏感性、阈值不稳定性等问题,引入一种强鲁棒性的结构森林边缘检测(Strected Forests Edge Detection, SE)算法,对海口市西海岸砂质岸线进行识别,并提出基于Bruun-Dean平衡剖面模式建立拟合剖面模型的潮位校正新方法,结合实测数据对提取结果进行了精度评估和误差分析,最终提取得到了精细海岸线数据。研究表明,SE算法检测所得水边线结果清晰细腻,对比Roberts算子、Canny算子、LoG算子等传统边缘检测算子法更加精准高效,适用于高分遥感影像海岸线提取研究;针对砂质岸线的潮位校正,基于RTK实测剖面数据和拟合剖面模式建立的拟合剖面模型,克服了传统线性模型误差较大的问题,提升了海岸线校正的精度和可行性;基于实测岸线,使用断面法对结果进行定量分析,验证所得提取岸线定位精度优于2.5 m。
中国东部海域浮游植物类群遥感反演研究
赵海阳, 沈芳, 孙雪融, 魏小岛
2022, 44(4): 153-168.   doi: 10.12284/hyxb2022062
摘要(129) HTML全文(49) PDF 2062KB(32)
摘要:
浮游植物类群遥感反演能够为全面认识浮游植物在海洋生态系统中的作用提供重要的数据资料。但由于复杂的水体光学特性,近海浮游植物类群遥感反演存在着巨大挑战。本研究以复杂光学二类水体—中国东部海域为研究区,通过使用3种建模方法,即波段组合法、基于奇异值分解的多元线性回归法、基于奇异值分解的XGBoost回归法,利用遥感反射率数据反演浮游植物类群。经原位实测数据集验证,基于奇异值分解的XGBoost回归法构建的8类浮游植物叶绿素a浓度反演模型的精度最高,其中硅藻、甲藻的叶绿素a浓度反演模型在验证集上的决定系数均大于0.7。相比之下,3种建模方法估算得到的绿藻、蓝藻和金藻的叶绿素a浓度精度较低(验证结果的决定系数小于0.45)。同时,研究评估了OLCI影像的3种大气校正方法(C2RCC、POLYMER、MUMM)在中国东部海域的适用性。结果显示,相对于其他两种大气校正算法,C2RCC在各波段有较好的表现(均方根误差小于0.004 8 sr−1)。将3种浮游植物类群反演模型应用到大气校正后的OLCI影像,验证结果显示,利用基于奇异值分解的多元线性回归法建立的硅藻叶绿素a浓度模型有较好的反演精度(决定系数为0.56)。