当期目录
2025年 第47卷 第1期
2025,
47(1):
1-12. doi: 10.12284/hyxb2025009
摘要:
长江口盐水入侵严重影响上游供水安全、农业灌溉和生态环境健康，其中在径流和潮动力的相互作用下盐水上溯距离一直受到较多的关注，然而径潮相互作用下盐水上溯距离研究并不充分。本文利用MIKE 3水动力学模型建立了长江口三维水动力和盐度数学模型，采用2016年长江口实测潮位、流速、流向和盐度资料对长江口三维水动力和盐度数学模型进行了验证，验证结果显示模拟值和实测值较为吻合，表明本文所建立的长江口三维水动力和盐度数学模型可以较好地模拟长江口附近的水动力和盐度特性。为了探究上游径流对长江口盐水上溯距离的影响，本文设置了长江口上游15000 ～50000 m3/s中8个径流量，分别模拟研究了上游不同径流量对长江口南支−北港、南支−南港−北槽和南支−南港−南槽3条航道盐水入侵上溯距离的影响。模拟结果表明，3条航道的盐水入侵程度显著依赖于潮汐动力，大潮潮动力强，外海与北支盐水倒灌的盐水入侵都强于小潮期间，盐水上溯距离整体大于小潮期间。当径流较低时，北支存在盐水倒灌现象，也会增加盐水入侵距离。同时分析了不同径流条件下3条航道盐度垂向分布和层化现象，并分别建立了上游径流量和3条航道盐水上溯距离的相关关系。研究结果可对长江河口“压咸补淡”和物质输运等研究提供一定的参考。
长江口盐水入侵严重影响上游供水安全、农业灌溉和生态环境健康，其中在径流和潮动力的相互作用下盐水上溯距离一直受到较多的关注，然而径潮相互作用下盐水上溯距离研究并不充分。本文利用MIKE 3水动力学模型建立了长江口三维水动力和盐度数学模型，采用2016年长江口实测潮位、流速、流向和盐度资料对长江口三维水动力和盐度数学模型进行了验证，验证结果显示模拟值和实测值较为吻合，表明本文所建立的长江口三维水动力和盐度数学模型可以较好地模拟长江口附近的水动力和盐度特性。为了探究上游径流对长江口盐水上溯距离的影响，本文设置了长江口上游
2025,
47(1):
13-24. doi: 10.12284/hyxb2025012
摘要:
了解海洋沉积物有机碳的分布特征及其影响因素对深入探究全球碳循环机制并应对气候变化意义重大。本研究通过渤、黄海表层沉积物碳、氮、硫元素及其同位素（TOC、TN、TS、S2‒、δ13C、δ15N、δ34S）测定，结合比表面积、色素生物标志物、热重分析等，阐明了沉积物有机碳的来源组成、分布特征及其主要约束机制。结果表明，受水动力条件控制，TOC和TN含量呈现近岸低、远岸高的分布特征，且受沉积物比表面积显著影响。同位素端元分析结果表明沉积物中混合了陆地植物、土壤和海洋藻类有机碳。其中黄河口及辽东半岛近岸海域土壤输入影响较大，有机碳碳反应指数较小；而南黄海海洋藻类影响较大，有机碳碳反应指数较高。渤海及北黄海沉积物TOC与TS的显著相关性表明有机碳降解与硫酸盐还原过程密切相关，较负的δ34S表明沉积物−水界面的硫酸盐还原−硫化物氧化−海水硫酸盐扩散的循环过程，暗示了该区域有机质有氧到无氧的降解过程，其中色素降解潜在导致其与表层沉积物TOC之间相关性较弱。随着日益频发的藻华和水体缺氧效应，未来研究需进一步关注海水水体氧化还原条件与表层沉积物元素循环的耦合关系，这对理解大陆架沉积物有机碳埋藏具有重要意义。
了解海洋沉积物有机碳的分布特征及其影响因素对深入探究全球碳循环机制并应对气候变化意义重大。本研究通过渤、黄海表层沉积物碳、氮、硫元素及其同位素（TOC、TN、TS、S2‒、δ13C、δ15N、δ34S）测定，结合比表面积、色素生物标志物、热重分析等，阐明了沉积物有机碳的来源组成、分布特征及其主要约束机制。结果表明，受水动力条件控制，TOC和TN含量呈现近岸低、远岸高的分布特征，且受沉积物比表面积显著影响。同位素端元分析结果表明沉积物中混合了陆地植物、土壤和海洋藻类有机碳。其中黄河口及辽东半岛近岸海域土壤输入影响较大，有机碳碳反应指数较小；而南黄海海洋藻类影响较大，有机碳碳反应指数较高。渤海及北黄海沉积物TOC与TS的显著相关性表明有机碳降解与硫酸盐还原过程密切相关，较负的δ34S表明沉积物−水界面的硫酸盐还原−硫化物氧化−海水硫酸盐扩散的循环过程，暗示了该区域有机质有氧到无氧的降解过程，其中色素降解潜在导致其与表层沉积物TOC之间相关性较弱。随着日益频发的藻华和水体缺氧效应，未来研究需进一步关注海水水体氧化还原条件与表层沉积物元素循环的耦合关系，这对理解大陆架沉积物有机碳埋藏具有重要意义。
2025,
47(1):
25-35. doi: 10.12284/hyxb2025020
摘要:
210Bi-210Pb核素对被认为是一种新型的可以示踪海洋颗粒物动力学过程的良好示踪剂。由于210Bi半衰期较短以及分析难度较大等限制因素的存在，人们对海洋中210Bi的生物地球化学行为如何以及是否存在210Bi-210Pb活度不平衡现象这两个问题缺乏足够认知。本文于2017年5月5日至15日搭载国家自然科学基金委春季航次对长江口外东海赤潮暴发期间水体中溶解态和颗粒态（溶解态+颗粒态=总态）210Po、210Bi和210Pb活度浓度及核素活度比进行了现场观测。结果显示，总态210Po/210Pb活度比在0.20到2.08之间变化，平均值为0.82±0.58（n=15）；总态210Bi/210Pb活度比在0.32到3.72之间变化，平均值为1.38±0.79（n=15），表明水体中普遍存在210Po-210Pb和210Bi-210Pb活度不平衡现象；而深层水体中存在明显的210Po和210Bi相对于210Pb过剩的现象，表明210Po和210Bi伴随颗粒物在中−深层水体中发生再溶出现象。通过计算3种核素的分配系数和分馏因子，本文发现颗粒物在同时清除210Po、210Bi和210Pb的过程中，倾向于优先清除210Po和210Bi；与210Po类似，210Bi表现出比210Pb更强的海洋颗粒物亲和活性特征，浮游植物暴发（生物量的增加）能促进210Bi与210Pb之间的分馏行为，支持了210Bi-210Pb可用于示踪海洋颗粒物过程的观点。
210Bi-210Pb核素对被认为是一种新型的可以示踪海洋颗粒物动力学过程的良好示踪剂。由于210Bi半衰期较短以及分析难度较大等限制因素的存在，人们对海洋中210Bi的生物地球化学行为如何以及是否存在210Bi-210Pb活度不平衡现象这两个问题缺乏足够认知。本文于2017年5月5日至15日搭载国家自然科学基金委春季航次对长江口外东海赤潮暴发期间水体中溶解态和颗粒态（溶解态+颗粒态=总态）210Po、210Bi和210Pb活度浓度及核素活度比进行了现场观测。结果显示，总态210Po/210Pb活度比在0.20到2.08之间变化，平均值为0.82±0.58（n=15）；总态210Bi/210Pb活度比在0.32到3.72之间变化，平均值为1.38±0.79（n=15），表明水体中普遍存在210Po-210Pb和210Bi-210Pb活度不平衡现象；而深层水体中存在明显的210Po和210Bi相对于210Pb过剩的现象，表明210Po和210Bi伴随颗粒物在中−深层水体中发生再溶出现象。通过计算3种核素的分配系数和分馏因子，本文发现颗粒物在同时清除210Po、210Bi和210Pb的过程中，倾向于优先清除210Po和210Bi；与210Po类似，210Bi表现出比210Pb更强的海洋颗粒物亲和活性特征，浮游植物暴发（生物量的增加）能促进210Bi与210Pb之间的分馏行为，支持了210Bi-210Pb可用于示踪海洋颗粒物过程的观点。
2025,
47(1):
36-50. doi: 10.12284/hyxb2025036
摘要:
长江入海径流量极大地控制着长江冲淡水在长江口的扩散范围，以及河口生源要素的生物地球化学行为。2023年7月，长江流域发生了历史罕见的洪季干旱事件。为了研究洪季长江特枯水情下长江口营养盐的分布特点，于当月在长江口海域进行了32个典型站位的样品采集，并将其结果与2016年和2020年洪季长江洪水到达长江口前后的采样结果进行对比。在2023年7月流域干旱条件下，河口盐淡水混合区域收缩，\begin{document}${{\rm {NO}}_3^-} $\end{document} ![]()
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\begin{document}${{\rm {SiO}}_3^{2-}} $\end{document} ![]()
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长江入海径流量极大地控制着长江冲淡水在长江口的扩散范围，以及河口生源要素的生物地球化学行为。2023年7月，长江流域发生了历史罕见的洪季干旱事件。为了研究洪季长江特枯水情下长江口营养盐的分布特点，于当月在长江口海域进行了32个典型站位的样品采集，并将其结果与2016年和2020年洪季长江洪水到达长江口前后的采样结果进行对比。在2023年7月流域干旱条件下，河口盐淡水混合区域收缩，
2025,
47(1):
51-62. doi: 10.12284/hyxb2025022
摘要:
开展高位池养殖尾水排放影响砂质海岸对台风的响应机理研究对于促进海岸资源的可持续利用和增值服务具有重要意义。本文基于沉积物的特征粒径、粒级组分和粒度参数等指标，对比分析了2203号台风“暹芭”事件前后，粤西东海岛高位池尾水排放影响岸滩和正常岸滩粒度分布特征及其差异原因。研究结果显示：（1）台风过后，出现了正常岸滩沉积物的粒径分选变差、近岸侧细化和近海侧粗化的特点；（2）受影响岸滩沉积物的分选系数在台风后保持稳定，而其他参数（特征粒径、粒级组分和粒度参数）未表现出统一的变化规律；（3）台风后，受影响岸滩沉积物的特征粒径（D10、D50和D90）及平均粒径的均值变化幅度显著高于正常岸滩。台风引发的强烈波浪作用和水位上升是导致正常岸滩沉积响应的关键因素，而高位池影响岸滩对台风的响应则更为复杂，它是高位池尾水排放形成的冲沟地形及其沉积物再分配过程与风暴期间的风暴潮过程耦合作用的结果。本研究为高位池影响岸滩沉积物粒度信息对台风事件的响应特征提供了研究案例，有助于提升对极端事件与海水养殖活动在海滩地貌演化中相互作用机制的理解。
开展高位池养殖尾水排放影响砂质海岸对台风的响应机理研究对于促进海岸资源的可持续利用和增值服务具有重要意义。本文基于沉积物的特征粒径、粒级组分和粒度参数等指标，对比分析了2203号台风“暹芭”事件前后，粤西东海岛高位池尾水排放影响岸滩和正常岸滩粒度分布特征及其差异原因。研究结果显示：（1）台风过后，出现了正常岸滩沉积物的粒径分选变差、近岸侧细化和近海侧粗化的特点；（2）受影响岸滩沉积物的分选系数在台风后保持稳定，而其他参数（特征粒径、粒级组分和粒度参数）未表现出统一的变化规律；（3）台风后，受影响岸滩沉积物的特征粒径（D10、D50和D90）及平均粒径的均值变化幅度显著高于正常岸滩。台风引发的强烈波浪作用和水位上升是导致正常岸滩沉积响应的关键因素，而高位池影响岸滩对台风的响应则更为复杂，它是高位池尾水排放形成的冲沟地形及其沉积物再分配过程与风暴期间的风暴潮过程耦合作用的结果。本研究为高位池影响岸滩沉积物粒度信息对台风事件的响应特征提供了研究案例，有助于提升对极端事件与海水养殖活动在海滩地貌演化中相互作用机制的理解。
2025,
47(1):
63-73. doi: 10.12284/hyxb2025010
摘要:
为研究低温胁迫对军曹鱼幼鱼的影响，将军曹鱼幼鱼饲养于常温[（30.5 ± 1.0）℃]和低温[（20.0 ± 0.5）℃]7 d后对军曹鱼肝脏进行有参转录组测序，每组3个生物学重复。结果显示，6个测序样品共检测到约243 694 134个raw reads，所有样品Q30均超过94%，GC在47.65%～48.16%范围内。共筛选出4 362个差异表达基因，其中2 793个基因上调，1 569个基因下调。KEGG通路富集分析结果显示，在脂质代谢中，大量差异基因富集在脂代谢过程、脂质生物合成过程、甘油磷脂代谢过程、磷脂代谢过程和甘油脂代谢过程等生物过程中， PPAR信号通路中PPARα、PPARβ、SCD-1、CPT-1和CPT-2等多个脂代谢相关基因对军曹鱼幼鱼应对低温胁迫具有关键作用；在糖代谢中，大量基因富集于糖酵解/糖异生、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸酯的相互转化等生物过程，其中G6PC、ENO等基因在军曹鱼幼鱼应对低温胁迫时发挥重要调节作用。
为研究低温胁迫对军曹鱼幼鱼的影响，将军曹鱼幼鱼饲养于常温[（30.5 ± 1.0）℃]和低温[（20.0 ± 0.5）℃]7 d后对军曹鱼肝脏进行有参转录组测序，每组3个生物学重复。结果显示，6个测序样品共检测到约243 694 134个raw reads，所有样品Q30均超过94%，GC在47.65%～48.16%范围内。共筛选出4 362个差异表达基因，其中2 793个基因上调，1 569个基因下调。KEGG通路富集分析结果显示，在脂质代谢中，大量差异基因富集在脂代谢过程、脂质生物合成过程、甘油磷脂代谢过程、磷脂代谢过程和甘油脂代谢过程等生物过程中， PPAR信号通路中PPARα、PPARβ、SCD-1、CPT-1和CPT-2等多个脂代谢相关基因对军曹鱼幼鱼应对低温胁迫具有关键作用；在糖代谢中，大量基因富集于糖酵解/糖异生、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸酯的相互转化等生物过程，其中G6PC、ENO等基因在军曹鱼幼鱼应对低温胁迫时发挥重要调节作用。
2025,
47(1):
74-83. doi: 10.12284/hyxb2025008
摘要:
大眼裸颌鲈（Brachydeuterus auritus）是西非塞拉利昂近海重要的经济物种，为深入了解其体长−体质量关系及健康状况，本文根据2019−2021年6个航次底拖网调查资料，采用体长对应平均体质量和相对体质量的方法，按性别分别拟合了大眼裸颌鲈的体长−体质量关系（WLR），并计算了其相对体质量（Wr）指数，同时也分析了影响因子的作用。结果显示，月份和性别极显著影响体长和体质量分布（P < 0.01）；WLR中参数a和 b呈极显著负相关关系（P < 0.01），盐度显著影响b（P < 0.05）；lg a与b的比值受外界因素影响小，可能与自身体型及鱼体密度有关；雌雄群体间b差异极显著（P < 0.01）；9月、10月和12月呈负向异速生长，1月、4月和5月呈正向异速生长。Wr具有显著的季节性变化特征，性别和体长对其影响极显著（P < 0.01），随体长增加，Wr表现出两种变化类型−连续增加和先增后降。盐度和b显著影响其变化类型（P < 0.05），深度对其影响极显著（P < 0.01）。塞拉利昂近海大眼裸颌鲈具有显著的季节性生长特征，雌雄个体间生长特征存在明显差异。分析认为，盐度可能是影响其生长发育的主要因素；其繁殖旺期可能发生于旱季，始于12月，结束于翌年4月之前。本研究对西非塞拉利昂近海大眼裸颌鲈的生物学和生态学提供了更新、更全面的见解，可为当前该海域大眼裸颌鲈的资源评估、开发利用和资源管理提供科学依据。
大眼裸颌鲈（Brachydeuterus auritus）是西非塞拉利昂近海重要的经济物种，为深入了解其体长−体质量关系及健康状况，本文根据2019−2021年6个航次底拖网调查资料，采用体长对应平均体质量和相对体质量的方法，按性别分别拟合了大眼裸颌鲈的体长−体质量关系（WLR），并计算了其相对体质量（Wr）指数，同时也分析了影响因子的作用。结果显示，月份和性别极显著影响体长和体质量分布（P < 0.01）；WLR中参数a和 b呈极显著负相关关系（P < 0.01），盐度显著影响b（P < 0.05）；lg a与b的比值受外界因素影响小，可能与自身体型及鱼体密度有关；雌雄群体间b差异极显著（P < 0.01）；9月、10月和12月呈负向异速生长，1月、4月和5月呈正向异速生长。Wr具有显著的季节性变化特征，性别和体长对其影响极显著（P < 0.01），随体长增加，Wr表现出两种变化类型−连续增加和先增后降。盐度和b显著影响其变化类型（P < 0.05），深度对其影响极显著（P < 0.01）。塞拉利昂近海大眼裸颌鲈具有显著的季节性生长特征，雌雄个体间生长特征存在明显差异。分析认为，盐度可能是影响其生长发育的主要因素；其繁殖旺期可能发生于旱季，始于12月，结束于翌年4月之前。本研究对西非塞拉利昂近海大眼裸颌鲈的生物学和生态学提供了更新、更全面的见解，可为当前该海域大眼裸颌鲈的资源评估、开发利用和资源管理提供科学依据。
2025,
47(1):
84-90. doi: 10.12284/hyxb2025004
摘要:
智利竹筴鱼（Trachurus murphyi）资源量受环境影响明显，而环境本身也会随时间的变化而变化，存在短期的季节性变动和长期的模态变动。为更好地探究环境与渔业资源之间的关系，本文基于1970−2017年智利竹筴鱼资源量与环境气候数据，利用积分回归分析月间变化趋势，利用模态分析和全子集回归分析，从年间尺度分析了环境气候与智利竹筴鱼资源变动之间的联系。月间分析结果表明：海表面温度对资源量的影响随季节变化最为明显，尤其在产卵和越冬季节。其次为太平洋年代际涛动，海表面盐度和厄尔尼诺指数的影响在不同月份变动幅度较小，海表面高度产生的影响几乎不随月份改变。年间分析结果表明：在长时间尺度上，智利竹筴鱼资源变动存在4个模态变化时期，每个模态中占据主导地位的影响因子组合存在区别，尤其是随着近些年全球气候变化的加剧，渔业资源可能受到了更多种环境要素的影响，导致环境对渔业的影响模式发生了明显改变。
智利竹筴鱼（Trachurus murphyi）资源量受环境影响明显，而环境本身也会随时间的变化而变化，存在短期的季节性变动和长期的模态变动。为更好地探究环境与渔业资源之间的关系，本文基于1970−2017年智利竹筴鱼资源量与环境气候数据，利用积分回归分析月间变化趋势，利用模态分析和全子集回归分析，从年间尺度分析了环境气候与智利竹筴鱼资源变动之间的联系。月间分析结果表明：海表面温度对资源量的影响随季节变化最为明显，尤其在产卵和越冬季节。其次为太平洋年代际涛动，海表面盐度和厄尔尼诺指数的影响在不同月份变动幅度较小，海表面高度产生的影响几乎不随月份改变。年间分析结果表明：在长时间尺度上，智利竹筴鱼资源变动存在4个模态变化时期，每个模态中占据主导地位的影响因子组合存在区别，尤其是随着近些年全球气候变化的加剧，渔业资源可能受到了更多种环境要素的影响，导致环境对渔业的影响模式发生了明显改变。
2025,
47(1):
91-103. doi: 10.12284/hyxb2025024
摘要:
为了深入了解近岸海域不同生境间的群落格局及其相互联系，有必要探究影响人工生境和自然生境物种分布与生态连通性的潜在因素。本研究对江苏海州湾4种典型生境——人工鱼礁区（ARA）、紫菜养殖区（NCA）、牡蛎礁区（OCA）、天然海区（NA）的鱼类和无脊椎动物群落开展综合调查。结果显示，4种生境的物种丰度存在显著差异（P < 0.05），其中有一些重要物种能够同时存在于多种生境，也有些特有物种仅存在于一种生境。ARA中的口虾蛄（Oratosquilla oratoria）生物量远高于其他生境，矛尾虾虎鱼（Chaeturichthys stigmatias）体长在ARA、NCA和OCA均显著大于NA的（P < 0.05），这一差异与饵料生物分布密切相关。不同生活习性的鱼类体长分布差异表明，物种洄游行为在生物分布和生境连通中发挥重要作用。洄游性鱼类小黄鱼（Larimichthys polyactis）和青鳞小沙丁鱼（Sardinella zunasi）在人工生境内的体长显著大于自然生境的（P < 0.05）。定栖性鱼类如矛尾虾虎鱼体长在OCA显著大于ARA和NCA的（P < 0.05），而焦氏舌鳎（Cynoglossus joyneri）体长在NCA显著大于ARA和OCA的（P < 0.05）。本研究表明：人工生境通过提升生境复杂性，形成有利于海洋生物资源恢复和个体发育的环境条件。饵料生物分布和物种洄游特性与不同生境间的连通性具有潜在的联系。
为了深入了解近岸海域不同生境间的群落格局及其相互联系，有必要探究影响人工生境和自然生境物种分布与生态连通性的潜在因素。本研究对江苏海州湾4种典型生境——人工鱼礁区（ARA）、紫菜养殖区（NCA）、牡蛎礁区（OCA）、天然海区（NA）的鱼类和无脊椎动物群落开展综合调查。结果显示，4种生境的物种丰度存在显著差异（P < 0.05），其中有一些重要物种能够同时存在于多种生境，也有些特有物种仅存在于一种生境。ARA中的口虾蛄（Oratosquilla oratoria）生物量远高于其他生境，矛尾虾虎鱼（Chaeturichthys stigmatias）体长在ARA、NCA和OCA均显著大于NA的（P < 0.05），这一差异与饵料生物分布密切相关。不同生活习性的鱼类体长分布差异表明，物种洄游行为在生物分布和生境连通中发挥重要作用。洄游性鱼类小黄鱼（Larimichthys polyactis）和青鳞小沙丁鱼（Sardinella zunasi）在人工生境内的体长显著大于自然生境的（P < 0.05）。定栖性鱼类如矛尾虾虎鱼体长在OCA显著大于ARA和NCA的（P < 0.05），而焦氏舌鳎（Cynoglossus joyneri）体长在NCA显著大于ARA和OCA的（P < 0.05）。本研究表明：人工生境通过提升生境复杂性，形成有利于海洋生物资源恢复和个体发育的环境条件。饵料生物分布和物种洄游特性与不同生境间的连通性具有潜在的联系。
2025,
47(1):
117-122. doi: 10.12284/hyxb2025002
摘要:
本文报道了采自广西沿海沙质环境的3种中国新记录硅藻门植物，分别为沃氏海生双眉藻（Halamphora woelfeliae Stachura-Suchoples, Enke, Schlie, Schaub, Karsten & R.Jahn）、履沙盘藻（Psammodiscus calceatus Tsuy.Watanabe, Nagumo & Ji.Tanaka）和颗粒爱氏藻（Ehrenbergiulva granulosa (Grunow) A.Witkowski, Lange-Bertalot & Metzeltin）。对3个中国新记录种的形态特征、生态习性和地理分布进行了详细描述，丰富了我国海洋硅藻的生物多样性。
本文报道了采自广西沿海沙质环境的3种中国新记录硅藻门植物，分别为沃氏海生双眉藻（Halamphora woelfeliae Stachura-Suchoples, Enke, Schlie, Schaub, Karsten & R.Jahn）、履沙盘藻（Psammodiscus calceatus Tsuy.Watanabe, Nagumo & Ji.Tanaka）和颗粒爱氏藻（Ehrenbergiulva granulosa (Grunow) A.Witkowski, Lange-Bertalot & Metzeltin）。对3个中国新记录种的形态特征、生态习性和地理分布进行了详细描述，丰富了我国海洋硅藻的生物多样性。
2025,
47(1):
104-116. doi: 10.12284/hyxb2025028
摘要:
溶解氧浓度是衡量海水水质的重要指标之一。为了及时掌握海水水质变化情况，降低海水污染风险及其带来的损失，建立海洋水质参数预测机制至关重要。为此，本文提出了一种基于浮标网络时空信息融合和改进生成对抗网络（Generative Adversarial Networks, GAN）的海水溶解氧浓度预测模型，旨在整合监测区域内浮标网络的拓扑信息并实现浮标传感器的多特征融合。该模型利用图注意力网络（Graph Attention Mechanism，GAT）挖掘不同近邻点对目标节点的影响，计算邻接节点的权重，从而捕获浮标数据的时空特征；通过双头注意力机制与双时间尺度更新规则（Two Time-Scale Update Rule, TTUR）优化GAN预测网络及网络训练过程，改善生成对抗网络的训练速度平衡问题，提高生成器网络的拟合效果。以均方误差、均方根误差、平均绝对误差与决定系数为评价指标进行模型预测性能对比，结果表明，所提出模型的各项评价指标均优于其他模型，能够有效挖掘多浮标的空间信息，克服了传统方法在海水溶解氧浓度预测中存在的精度低、无法灵活利用历史空间数据、训练稳定性差和速度慢等不足，可为海洋水质监测及预测提供重要的技术支撑。
溶解氧浓度是衡量海水水质的重要指标之一。为了及时掌握海水水质变化情况，降低海水污染风险及其带来的损失，建立海洋水质参数预测机制至关重要。为此，本文提出了一种基于浮标网络时空信息融合和改进生成对抗网络（Generative Adversarial Networks, GAN）的海水溶解氧浓度预测模型，旨在整合监测区域内浮标网络的拓扑信息并实现浮标传感器的多特征融合。该模型利用图注意力网络（Graph Attention Mechanism，GAT）挖掘不同近邻点对目标节点的影响，计算邻接节点的权重，从而捕获浮标数据的时空特征；通过双头注意力机制与双时间尺度更新规则（Two Time-Scale Update Rule, TTUR）优化GAN预测网络及网络训练过程，改善生成对抗网络的训练速度平衡问题，提高生成器网络的拟合效果。以均方误差、均方根误差、平均绝对误差与决定系数为评价指标进行模型预测性能对比，结果表明，所提出模型的各项评价指标均优于其他模型，能够有效挖掘多浮标的空间信息，克服了传统方法在海水溶解氧浓度预测中存在的精度低、无法灵活利用历史空间数据、训练稳定性差和速度慢等不足，可为海洋水质监测及预测提供重要的技术支撑。
2025,
47(1):
123-132. doi: 10.12284/hyxb2025026
摘要:
基于贻贝指示的海洋微塑料污染生物监测是一种具有广阔应用前景的监测方法，然而目前该法前处理技术包含贻贝组织消解和微塑料密度分离操作多样，且各操作方案的科学性有待验证，导致利用该法得到的海洋微塑料污染监测结果准确性难以保证且数据不易对比。为全面评估多种贻贝组织消解和微塑料密度分离操作的准确性，并获得一种高效经济和可靠的前处理技术方案，本研究开展4种常见消解法（混合酸消解法、氢氧化钾消解法、芬顿消解法和蛋白酶K消解法）对比试验和3种浮选液（氯化钠饱和溶液、碘化钠饱和溶液和甲酸钾饱和溶液）微塑料密度分离试验，评估不同消解法对贻贝组织消解效率和对海洋中常见微塑料的形貌、光谱特征和回收率的影响及不同浮选液的微塑料分离效果，并通过单因素和响应面试验对消解条件进行优化。结果表明，芬顿消解法兼具对贻贝组织的高消解性和对微塑料的低破坏性，可作为优选消解方法，且经优化后，该法在H2O2（30%）体积40 mL，Fe2+浓度0.020 mol/L，温度59℃，pH 3.7和消解时间24 h条件下，对10 g贻贝组织的消解率达96.7%。同时本研究证实甲酸钾饱和溶液可替代氯化钠和碘化钠饱和溶液，用于高效分离提取消解液中的微塑料。以上研究的开展为基于贻贝指示的海洋微塑料污染生物监测前处理技术完善和标准化提供参考。
基于贻贝指示的海洋微塑料污染生物监测是一种具有广阔应用前景的监测方法，然而目前该法前处理技术包含贻贝组织消解和微塑料密度分离操作多样，且各操作方案的科学性有待验证，导致利用该法得到的海洋微塑料污染监测结果准确性难以保证且数据不易对比。为全面评估多种贻贝组织消解和微塑料密度分离操作的准确性，并获得一种高效经济和可靠的前处理技术方案，本研究开展4种常见消解法（混合酸消解法、氢氧化钾消解法、芬顿消解法和蛋白酶K消解法）对比试验和3种浮选液（氯化钠饱和溶液、碘化钠饱和溶液和甲酸钾饱和溶液）微塑料密度分离试验，评估不同消解法对贻贝组织消解效率和对海洋中常见微塑料的形貌、光谱特征和回收率的影响及不同浮选液的微塑料分离效果，并通过单因素和响应面试验对消解条件进行优化。结果表明，芬顿消解法兼具对贻贝组织的高消解性和对微塑料的低破坏性，可作为优选消解方法，且经优化后，该法在H2O2（30%）体积40 mL，Fe2+浓度0.020 mol/L，温度59℃，pH 3.7和消解时间24 h条件下，对10 g贻贝组织的消解率达96.7%。同时本研究证实甲酸钾饱和溶液可替代氯化钠和碘化钠饱和溶液，用于高效分离提取消解液中的微塑料。以上研究的开展为基于贻贝指示的海洋微塑料污染生物监测前处理技术完善和标准化提供参考。
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