2013年 第35卷 第4期
2013, 35(4): 1-10.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.001
摘要:
综述了国际上有关海洋浮游动物种群、群落结构、多样性及浮游动物对全球气候变化响应等方面研究进展。海洋浮游动物种类繁多, 数量丰富, 分布广泛, 是海洋生态系统中最重要的生物类群。在海洋食物网中, 浮游动物通过摄食浮游植物控制初级生产力, 同时, 又被更高营养阶层的动物(鱼、虾、鲸、海鸟等)捕食, 充当次级生产者的角色, 其群落结构、种群动态和物种多样性影响鱼类和其他海洋动物资源量, 浮游动物是海洋食物网中关键环节。海洋生态系统动力学过程的关键环节是浮游生物的生物学和生态学过程, 多项国际研究计划以生物多样性和年际变化趋势为研究重点并联系全球变化及响应, 因此, 浮游动物的研究已成为海洋生态研究的核心内容之一。国际上对浮游动物的研究主要集中在以下6个方向:(1)浮游动物生境、种群的分布和扩散动力学研究;(2)浮游动物的群落结构和多样性;(3)浮游动物的实验生态和现场受控生态研究;(4)浮游动物对全球气候变化的响应;(5)深海、南北极、低氧区等极端生境的浮游动物生态学研究;(6)浮游动物研究新技术和方法。
综述了国际上有关海洋浮游动物种群、群落结构、多样性及浮游动物对全球气候变化响应等方面研究进展。海洋浮游动物种类繁多, 数量丰富, 分布广泛, 是海洋生态系统中最重要的生物类群。在海洋食物网中, 浮游动物通过摄食浮游植物控制初级生产力, 同时, 又被更高营养阶层的动物(鱼、虾、鲸、海鸟等)捕食, 充当次级生产者的角色, 其群落结构、种群动态和物种多样性影响鱼类和其他海洋动物资源量, 浮游动物是海洋食物网中关键环节。海洋生态系统动力学过程的关键环节是浮游生物的生物学和生态学过程, 多项国际研究计划以生物多样性和年际变化趋势为研究重点并联系全球变化及响应, 因此, 浮游动物的研究已成为海洋生态研究的核心内容之一。国际上对浮游动物的研究主要集中在以下6个方向:(1)浮游动物生境、种群的分布和扩散动力学研究;(2)浮游动物的群落结构和多样性;(3)浮游动物的实验生态和现场受控生态研究;(4)浮游动物对全球气候变化的响应;(5)深海、南北极、低氧区等极端生境的浮游动物生态学研究;(6)浮游动物研究新技术和方法。
2013, 35(4): 11-18.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.002
摘要:
利用2006年夏季广东、海南、广西近海的海洋水文调查资料和卫星遥感QuikSCAT风场资料分析琼东、粤西沿岸上升流的空间结构特征, 探讨风场、风应力旋度对上升流的影响以及上升流区水温、海流、海平面对上升流的响应。结果表明:琼东、粤西沿岸上升流区并非相互独立, 从10 m层以下已经连成一片。琼东沿岸上升流主要由夏季西南季风驱动而产生, 风应力旋度也有一定贡献。琼东沿岸上升流的强度比粤西强。琼东沿岸海域的上层海水(18 m以浅)以离岸运动为主, 中下层海水以向岸运动为主。上层的离岸流速大于中下层的向岸流速。琼东沿岸的上升流现象是间歇性的, 与沿岸风速强弱有关。琼东沿岸海域海平面的升降与上升流的强弱有良好的关系, 上升流的强弱滞后于海平面的升降约1～2 d。
利用2006年夏季广东、海南、广西近海的海洋水文调查资料和卫星遥感QuikSCAT风场资料分析琼东、粤西沿岸上升流的空间结构特征, 探讨风场、风应力旋度对上升流的影响以及上升流区水温、海流、海平面对上升流的响应。结果表明:琼东、粤西沿岸上升流区并非相互独立, 从10 m层以下已经连成一片。琼东沿岸上升流主要由夏季西南季风驱动而产生, 风应力旋度也有一定贡献。琼东沿岸上升流的强度比粤西强。琼东沿岸海域的上层海水(18 m以浅)以离岸运动为主, 中下层海水以向岸运动为主。上层的离岸流速大于中下层的向岸流速。琼东沿岸的上升流现象是间歇性的, 与沿岸风速强弱有关。琼东沿岸海域海平面的升降与上升流的强弱有良好的关系, 上升流的强弱滞后于海平面的升降约1～2 d。
2013, 35(4): 19-28.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.003
摘要:
基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模式建立了长江口及其邻近海域的三维水动力学模型, 研究模型的垂直分辨率对该海域M2分潮模拟的影响。结果表明:垂直分辨率的变化对M2分潮传播方向的模拟结果影响较小, 但其可通过底摩擦和湍流耗散两个计算过程来影响潮能通量的模拟结果, 最终对长江口和杭州湾内的M2分潮振幅产生显著的影响。最底层厚度较大时, 上层自由水体的高流速特征在最底层过于明显, 进而导致计算的底摩擦应力偏高, 此时提高底层的垂直分辨率会降低底摩擦对能量的耗散。另一方面, 垂直湍流混合作用会随垂直分辨率的增加而增强, 所以垂直分辨率增加到一定程度后, 上层自由水体的高流速会经由增强的湍流混合而更多的传入底层, 使计算的底摩擦应力随垂直分辨率的提高而有重新增加的趋势, 进而又增强底摩擦对潮能的耗散。
基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模式建立了长江口及其邻近海域的三维水动力学模型, 研究模型的垂直分辨率对该海域M2分潮模拟的影响。结果表明:垂直分辨率的变化对M2分潮传播方向的模拟结果影响较小, 但其可通过底摩擦和湍流耗散两个计算过程来影响潮能通量的模拟结果, 最终对长江口和杭州湾内的M2分潮振幅产生显著的影响。最底层厚度较大时, 上层自由水体的高流速特征在最底层过于明显, 进而导致计算的底摩擦应力偏高, 此时提高底层的垂直分辨率会降低底摩擦对能量的耗散。另一方面, 垂直湍流混合作用会随垂直分辨率的增加而增强, 所以垂直分辨率增加到一定程度后, 上层自由水体的高流速会经由增强的湍流混合而更多的传入底层, 使计算的底摩擦应力随垂直分辨率的提高而有重新增加的趋势, 进而又增强底摩擦对潮能的耗散。
2013, 35(4): 29-35.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.004
摘要:
应用河口海岸三维数值模式, 计算区域包括大通至长江河口及其邻近海域, 设计高分辨率网格, 数值模拟和分析不同潮型下长江河口盐水入侵对大通径流量变化的响应时间。计算结果表明, 不同潮型期间大通径流量的增加, 河口盐度响应的时间在4.0～6.2 d之间, 但小潮期的响应时间明显长于其他潮型期的响应时间。本文给出了长江河口盐水入侵对大通枯季径流量变化的响应时间, 可为河口水文、泥沙和环境等研究中取何时径流量提供了依据。
应用河口海岸三维数值模式, 计算区域包括大通至长江河口及其邻近海域, 设计高分辨率网格, 数值模拟和分析不同潮型下长江河口盐水入侵对大通径流量变化的响应时间。计算结果表明, 不同潮型期间大通径流量的增加, 河口盐度响应的时间在4.0～6.2 d之间, 但小潮期的响应时间明显长于其他潮型期的响应时间。本文给出了长江河口盐水入侵对大通枯季径流量变化的响应时间, 可为河口水文、泥沙和环境等研究中取何时径流量提供了依据。
2013, 35(4): 36-46.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.005
摘要:
研究夏季北极密集冰区的范围变化是了解北极海冰融化过程的重要手段。密集冰区与海冰边缘区之间没有明确的分界线, 海冰密集度在两者之间平滑过渡, 确定密集冰区范围就需确定一个密集度阈值。文中依据分辨率为6.25 km的AMSR-E遥感数据, 发现不同密集度阈值所围范围在密集冰区边缘处的减小存在由快变慢的过程, 同时与周围格点的密集度差异变化在该处最为显著, 对这两个特征进行统计分析, 获得的阈值同为89%, 具有明确的物理意义和合理性。以此为基础, 运用腐蚀算法剔除海冰边缘区, 同时结合连通域法排除小范围密集冰的影响, 进而确定密集冰区的范围。结果表明, 2002-2006年密集冰区覆盖范围较大, 年际变化较小, 2007年以后明显减小, 2010年与2011年相继出现最小值, 其中2011年的范围最小值仅为2006年的64%。密集冰区范围的变化不同于海冰覆盖范围, 是具有独立特性的海冰变化参数, 反映出高密集度海冰区域的变化特征。海冰的融化与海冰边缘区的变化是导致密集冰区范围发生变化的两个主要因素, 受动力学因素的影响, 海冰边缘区发生伸展或收缩, 发生密集冰区与海冰边缘区互相转化。本文提出了一种研究北极海冰变化的新思路, 密集冰区覆盖范围的减小表明北极中央区域高密集度海冰正持续减少。
研究夏季北极密集冰区的范围变化是了解北极海冰融化过程的重要手段。密集冰区与海冰边缘区之间没有明确的分界线, 海冰密集度在两者之间平滑过渡, 确定密集冰区范围就需确定一个密集度阈值。文中依据分辨率为6.25 km的AMSR-E遥感数据, 发现不同密集度阈值所围范围在密集冰区边缘处的减小存在由快变慢的过程, 同时与周围格点的密集度差异变化在该处最为显著, 对这两个特征进行统计分析, 获得的阈值同为89%, 具有明确的物理意义和合理性。以此为基础, 运用腐蚀算法剔除海冰边缘区, 同时结合连通域法排除小范围密集冰的影响, 进而确定密集冰区的范围。结果表明, 2002-2006年密集冰区覆盖范围较大, 年际变化较小, 2007年以后明显减小, 2010年与2011年相继出现最小值, 其中2011年的范围最小值仅为2006年的64%。密集冰区范围的变化不同于海冰覆盖范围, 是具有独立特性的海冰变化参数, 反映出高密集度海冰区域的变化特征。海冰的融化与海冰边缘区的变化是导致密集冰区范围发生变化的两个主要因素, 受动力学因素的影响, 海冰边缘区发生伸展或收缩, 发生密集冰区与海冰边缘区互相转化。本文提出了一种研究北极海冰变化的新思路, 密集冰区覆盖范围的减小表明北极中央区域高密集度海冰正持续减少。
2013, 35(4): 47-51.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.006
摘要:
用SODA资料分析了热带西南印度洋上升区温度距平与整个南印度洋温度距平的时滞相关, 发现热带西南印度洋上升区温度距平与65°S, 105°E附近200 m深度的温度距平存在滞后10 a的相关振荡, 同时探讨了其可能的机制为温跃层内的斜压内波驱动, 即65°S, 105°E附近200 m深度的温度距平沿着温跃层上层在东南印度洋沿岸从高纬度向低纬的传播, 传播时间大约为10 a左右, 这种信号在传播过程中表现得较弱, 而在起点和终点的两端振荡比较强。波动的传播相比振荡本身要显得弱。
用SODA资料分析了热带西南印度洋上升区温度距平与整个南印度洋温度距平的时滞相关, 发现热带西南印度洋上升区温度距平与65°S, 105°E附近200 m深度的温度距平存在滞后10 a的相关振荡, 同时探讨了其可能的机制为温跃层内的斜压内波驱动, 即65°S, 105°E附近200 m深度的温度距平沿着温跃层上层在东南印度洋沿岸从高纬度向低纬的传播, 传播时间大约为10 a左右, 这种信号在传播过程中表现得较弱, 而在起点和终点的两端振荡比较强。波动的传播相比振荡本身要显得弱。
2013, 35(4): 52-63.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.007
摘要:
利用4种海-气界面气体传输速率公式对比研究了北太平洋气体传输速率及其CO2通量的季节变化特征。与单纯依赖风速的算法相比, 考虑波浪影响的气体传输速率和CO2通量在空间分布和季节变化上具有明显差异。在低纬度地区(0°～30°N), 波浪参数使气体传输速率下降, 海洋对大气CO2的吸收减少, 而在30°N以北范围内则出现新的气体传输速率高值区, 海洋对大气的吸收增加。进一步研究了黑潮延伸体区域的气候态月平均气体传输速率和CO2通量。结果表明, 该区域气体传输速率和CO2通量最大值分别出现于冬季和春季, 引入波浪参数后, 虽然该区域气体传输速率和CO2通量平均值没有明显差异, 但季节变化强度显著增强。
利用4种海-气界面气体传输速率公式对比研究了北太平洋气体传输速率及其CO2通量的季节变化特征。与单纯依赖风速的算法相比, 考虑波浪影响的气体传输速率和CO2通量在空间分布和季节变化上具有明显差异。在低纬度地区(0°～30°N), 波浪参数使气体传输速率下降, 海洋对大气CO2的吸收减少, 而在30°N以北范围内则出现新的气体传输速率高值区, 海洋对大气的吸收增加。进一步研究了黑潮延伸体区域的气候态月平均气体传输速率和CO2通量。结果表明, 该区域气体传输速率和CO2通量最大值分别出现于冬季和春季, 引入波浪参数后, 虽然该区域气体传输速率和CO2通量平均值没有明显差异, 但季节变化强度显著增强。
2013, 35(4): 64-71.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.008
摘要:
海-气CO2通量估算模型中参数的可靠性是决定模型可靠性的重要因素, 也决定了模型估算结果的可靠性, 因此开展海-气CO2通量计算模型中误差传递规律与敏感性分析, 对模型参数端元因子的误差控制, 提高模型预测精度和降低不确定性十分重要。但由于模型中参数众多, 且各种参数间彼此相互影响, 使得误差传递过程与敏感性分析十分复杂困难。本文在海-气界面CO2通量观测建模过程详细分析的基础上, 以海-气界面CO2分压差的经典通量计算模型为基础, 以实测数据通量计算过程为例, 针对模型中的参数变量, 在假设参数变量的误差正态分布的前提下, 利用Monte Carlo手段分析各参数变量的误差在模型中的传递规律, 并将单因子扰动试验法用于海-气界面CO2通量建模的参数敏感性分析。模拟和分析结果表明:CO2通量计算过程中误差经模型传递后的分布规律存在正态分布、指数分布等多种形式;气体交换系数对通量计算结果的敏感性最大, 通量估算中的风速和表层海水温度是必须进行精度控制的关键参数。
海-气CO2通量估算模型中参数的可靠性是决定模型可靠性的重要因素, 也决定了模型估算结果的可靠性, 因此开展海-气CO2通量计算模型中误差传递规律与敏感性分析, 对模型参数端元因子的误差控制, 提高模型预测精度和降低不确定性十分重要。但由于模型中参数众多, 且各种参数间彼此相互影响, 使得误差传递过程与敏感性分析十分复杂困难。本文在海-气界面CO2通量观测建模过程详细分析的基础上, 以海-气界面CO2分压差的经典通量计算模型为基础, 以实测数据通量计算过程为例, 针对模型中的参数变量, 在假设参数变量的误差正态分布的前提下, 利用Monte Carlo手段分析各参数变量的误差在模型中的传递规律, 并将单因子扰动试验法用于海-气界面CO2通量建模的参数敏感性分析。模拟和分析结果表明:CO2通量计算过程中误差经模型传递后的分布规律存在正态分布、指数分布等多种形式;气体交换系数对通量计算结果的敏感性最大, 通量估算中的风速和表层海水温度是必须进行精度控制的关键参数。
2013, 35(4): 72-79.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.009
摘要:
基于卫星资料建立的CCMP风场、ECMWF波浪和最新CO2分压数据, 分别用4种以风速为单参数和2种包含海况影响的双参数气体交换速率公式, 估算了全球海-气CO2通量, 发现前者的结果比后者平均小30%左右, 从整体上看, 与单参数公式相比, 双参数公式使得海洋中CO2源和汇的强度均明显增强。在此基础上, 讨论了时间平均尺度对海-气CO2通量估计的影响, 结果表明, 标量平均法比矢量平均具有更好的稳定性, 但依然使得短时间平均比长时间平均得到的CO2通量值要大, 月平均与6 h平均相比, 单参数公式和双参数公式分别使海洋的净吸收量减少33%和5%, 说明双参数公式具有较好的稳定性。研究还发现, 1988-2009年间, 全球平均风速有增大的趋势, 2006年前后出现一个极大值, 但相应的CO2年净通量基本保持稳定, 甚至其绝对值有所减小、海洋的吸收能力减弱的倾向。
基于卫星资料建立的CCMP风场、ECMWF波浪和最新CO2分压数据, 分别用4种以风速为单参数和2种包含海况影响的双参数气体交换速率公式, 估算了全球海-气CO2通量, 发现前者的结果比后者平均小30%左右, 从整体上看, 与单参数公式相比, 双参数公式使得海洋中CO2源和汇的强度均明显增强。在此基础上, 讨论了时间平均尺度对海-气CO2通量估计的影响, 结果表明, 标量平均法比矢量平均具有更好的稳定性, 但依然使得短时间平均比长时间平均得到的CO2通量值要大, 月平均与6 h平均相比, 单参数公式和双参数公式分别使海洋的净吸收量减少33%和5%, 说明双参数公式具有较好的稳定性。研究还发现, 1988-2009年间, 全球平均风速有增大的趋势, 2006年前后出现一个极大值, 但相应的CO2年净通量基本保持稳定, 甚至其绝对值有所减小、海洋的吸收能力减弱的倾向。
2013, 35(4): 80-87.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.010
摘要:
随着高分辨率全极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)影像的大量出现, 传统分类方法因所得分类结果中包含斑点噪声, 导致分类精度大大降低, 因而利用基于伴生关系的二次分类方法对辽东湾RADARSAT-2卫星的海冰SAR影像进行分类, 并将所得分类结果与专家解译分类结果和经典的基于H-α分解的Wishart监督分类结果进行对比, 证明本方法可以消除斑点噪声的影响, 同时具有较好的视觉效果和较高的分类精度。
随着高分辨率全极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)影像的大量出现, 传统分类方法因所得分类结果中包含斑点噪声, 导致分类精度大大降低, 因而利用基于伴生关系的二次分类方法对辽东湾RADARSAT-2卫星的海冰SAR影像进行分类, 并将所得分类结果与专家解译分类结果和经典的基于H-α分解的Wishart监督分类结果进行对比, 证明本方法可以消除斑点噪声的影响, 同时具有较好的视觉效果和较高的分类精度。
2013, 35(4): 88-97.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.011
摘要:
海表温度(sea surface temperature, SST)产品是研究全球海洋大气系统的重要数据源, 在海洋相关领域的研究和应用方面具有重要价值。对2007年1和7月的六种不同SST产品(AVHRR-only, AMSR+AVHRR, NCODA, RSS, RTG-HR和OSTIA)在南大洋阿古拉斯回流(Agulhas Return Current, ARC)与绕极环流交汇区域的产品特性进行了比对统计分析, 包括SST分析、SST梯度分析、统计参数分析和波数谱分析。分析结果表明产品之间SST时空变化分布的整体趋势一致, RTG-HR在空间分布上过于平滑, OSTIA解析的大洋锋面最弱, RSS包含噪声较多, NCODA相对其他产品存在较大偏差。发现在AVHRR数据的覆盖率较好的情况下与以红外数据构建的AVHRR-only相比, AMSR数据并不能提供更多的SST信息, 反而会降低产品的空间解析能力。
海表温度(sea surface temperature, SST)产品是研究全球海洋大气系统的重要数据源, 在海洋相关领域的研究和应用方面具有重要价值。对2007年1和7月的六种不同SST产品(AVHRR-only, AMSR+AVHRR, NCODA, RSS, RTG-HR和OSTIA)在南大洋阿古拉斯回流(Agulhas Return Current, ARC)与绕极环流交汇区域的产品特性进行了比对统计分析, 包括SST分析、SST梯度分析、统计参数分析和波数谱分析。分析结果表明产品之间SST时空变化分布的整体趋势一致, RTG-HR在空间分布上过于平滑, OSTIA解析的大洋锋面最弱, RSS包含噪声较多, NCODA相对其他产品存在较大偏差。发现在AVHRR数据的覆盖率较好的情况下与以红外数据构建的AVHRR-only相比, AMSR数据并不能提供更多的SST信息, 反而会降低产品的空间解析能力。
2013, 35(4): 98-105.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.012
摘要:
利用2007-2010年MODIS的L2级叶绿素a浓度产品作为数据基础, 对叶绿素a浓度年平均和月平均数据进行分级分区处理, 研究南海北部海域叶绿素a浓度时空分布特征及其与海洋环境因素的关系。初步研究结果表明:2007-2010年在南海北部海域叶绿素a浓度的高值区(>5.0 mg/m3)主要分布在广东省沿岸河流的入海口, 分布范围在夏季最大, 在春秋次之, 在冬季最小;叶绿素a浓度的次高值区(1.0～5.0 mg/m3)主要分布在海岸线到50 m等深线之间的海域, 分布范围夏冬较大, 能扩展到50 m等深线附近, 而春秋较小, 会退缩到50 m等深线以内;叶绿素a浓度的中值区(0.3～1.0 mg/m3)主要分布在50 m到100 m等深线之间的海域, 时空变化复杂;叶绿素a浓度的低值区(<0.3 mg/m3)主要分布在100 m等深线以外的海域, 其区域平均值夏季最低, 春秋次之, 冬季最高, 同时该区域叶绿素a浓度在春夏秋三季空间分布较均匀, 而冬季受季风和黑潮入侵影响空间分布较为复杂。南海北部海域海表叶绿素a浓度的时空变化特征与季风、沿岸河流、海流、海表温度等海洋环境因素的变化有关。
利用2007-2010年MODIS的L2级叶绿素a浓度产品作为数据基础, 对叶绿素a浓度年平均和月平均数据进行分级分区处理, 研究南海北部海域叶绿素a浓度时空分布特征及其与海洋环境因素的关系。初步研究结果表明:2007-2010年在南海北部海域叶绿素a浓度的高值区(>5.0 mg/m3)主要分布在广东省沿岸河流的入海口, 分布范围在夏季最大, 在春秋次之, 在冬季最小;叶绿素a浓度的次高值区(1.0～5.0 mg/m3)主要分布在海岸线到50 m等深线之间的海域, 分布范围夏冬较大, 能扩展到50 m等深线附近, 而春秋较小, 会退缩到50 m等深线以内;叶绿素a浓度的中值区(0.3～1.0 mg/m3)主要分布在50 m到100 m等深线之间的海域, 时空变化复杂;叶绿素a浓度的低值区(<0.3 mg/m3)主要分布在100 m等深线以外的海域, 其区域平均值夏季最低, 春秋次之, 冬季最高, 同时该区域叶绿素a浓度在春夏秋三季空间分布较均匀, 而冬季受季风和黑潮入侵影响空间分布较为复杂。南海北部海域海表叶绿素a浓度的时空变化特征与季风、沿岸河流、海流、海表温度等海洋环境因素的变化有关。
2013, 35(4): 106-111.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.013
摘要:
南海北部陆坡柱状沉积物的常量元素统计分析表明, 沉积物中的Ti、Al、Fe、K、Mn、Mg代表了陆源元素组合;而消除粒度效应的陆源元素比值Al/Ti、Fe/Ti和K/Ti等的变化曲线与浮游有孔虫氧同位素曲线对比表明, 在气候变冷事件(Heinrich事件、Younger Dryas事件、PME斜室普林虫低值等事件)期间, 陆源常量元素比值明显降低。这一对应特征, 一方面体现了气候变冷事件的发生对陆源区化学风化强度的制约, 另一方面也说明与指示长时间尺度气候相似, 陆源元素比值对短时间尺度的气候变化也具有明显的指示作用。
南海北部陆坡柱状沉积物的常量元素统计分析表明, 沉积物中的Ti、Al、Fe、K、Mn、Mg代表了陆源元素组合;而消除粒度效应的陆源元素比值Al/Ti、Fe/Ti和K/Ti等的变化曲线与浮游有孔虫氧同位素曲线对比表明, 在气候变冷事件(Heinrich事件、Younger Dryas事件、PME斜室普林虫低值等事件)期间, 陆源常量元素比值明显降低。这一对应特征, 一方面体现了气候变冷事件的发生对陆源区化学风化强度的制约, 另一方面也说明与指示长时间尺度气候相似, 陆源元素比值对短时间尺度的气候变化也具有明显的指示作用。
2013, 35(4): 112-120.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.014
摘要:
在琼东南盆地南部中新统梅山组广泛发育“丘”形反射, 对其识别分析具有重要的意义。这些“丘”形反射主要分布在北礁凹陷及周缘斜坡带上, 在顶底界面呈强反射, 在内部成层、杂乱或为空白反射, 有时在顶部见披覆沉积, 从盆地中心北礁凹陷向边缘斜坡带迁移生长。通过对“丘”形反射的古构造和古地理背景、几何学特征及地震响应特征等方面综合分析, 对其成因进行了探讨, 排除了其为生物礁、泥底辟以及火山丘的可能, 认为其可能为深水环境底流作用下形成的等深流沉积或某种沉积物波。
在琼东南盆地南部中新统梅山组广泛发育“丘”形反射, 对其识别分析具有重要的意义。这些“丘”形反射主要分布在北礁凹陷及周缘斜坡带上, 在顶底界面呈强反射, 在内部成层、杂乱或为空白反射, 有时在顶部见披覆沉积, 从盆地中心北礁凹陷向边缘斜坡带迁移生长。通过对“丘”形反射的古构造和古地理背景、几何学特征及地震响应特征等方面综合分析, 对其成因进行了探讨, 排除了其为生物礁、泥底辟以及火山丘的可能, 认为其可能为深水环境底流作用下形成的等深流沉积或某种沉积物波。
2013, 35(4): 121-128.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.015
摘要:
使用杭州湾1959-2010年的水下地形图, 结合过去数十年来长江入海水沙量和钱塘江河口段冲淤变化状况, 分析了近50 a来杭州湾在长江入海泥沙量锐减和治江围涂等人类活动作用下的冲淤变化规律及其物理机理。结果表明, 乍浦以上区域近50 a来处于较显著的淤积状态, 且有自上向下发展的趋势, 这种淤积主要是由于钱塘江河口治江缩窄工程所引起的;湾内地形发生了局部调整, 部分小型潮流槽脊系统趋于消亡, 地形趋于平坦化, 湾口北部2003年以后有转淤为冲的趋势, 这与长江入海泥沙量锐减和该区域围垦工程等因素有关;1959-2003和2003-2010年两个时段, 湾内泥沙淤积的年平均值分别为0.91×108和1.66×108 m3。对于整个钱塘江河口系统而言, 即自杭州湾湾口至钱塘江河口段的闸口断面, 长江入海泥沙量减少所产生的影响尚不明显, 2003年以后泥沙淤积速率甚至有所上升。杭州湾近50 a的冲淤变化是人为强烈干预下的大流域-河口系统响应与中小流域-河口系统响应的调整结果。
使用杭州湾1959-2010年的水下地形图, 结合过去数十年来长江入海水沙量和钱塘江河口段冲淤变化状况, 分析了近50 a来杭州湾在长江入海泥沙量锐减和治江围涂等人类活动作用下的冲淤变化规律及其物理机理。结果表明, 乍浦以上区域近50 a来处于较显著的淤积状态, 且有自上向下发展的趋势, 这种淤积主要是由于钱塘江河口治江缩窄工程所引起的;湾内地形发生了局部调整, 部分小型潮流槽脊系统趋于消亡, 地形趋于平坦化, 湾口北部2003年以后有转淤为冲的趋势, 这与长江入海泥沙量锐减和该区域围垦工程等因素有关;1959-2003和2003-2010年两个时段, 湾内泥沙淤积的年平均值分别为0.91×108和1.66×108 m3。对于整个钱塘江河口系统而言, 即自杭州湾湾口至钱塘江河口段的闸口断面, 长江入海泥沙量减少所产生的影响尚不明显, 2003年以后泥沙淤积速率甚至有所上升。杭州湾近50 a的冲淤变化是人为强烈干预下的大流域-河口系统响应与中小流域-河口系统响应的调整结果。
2013, 35(4): 129-141.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.016
摘要:
北槽大型航道整治工程确定了南北槽分汊口分流界线, 阻碍了北槽和邻近滩槽的水沙自由交换过程, 使北槽水沙动力过程发生调整。基于工程前后北槽主槽纵向同步水沙观测数据的统计分析表明:入口段落潮优势显著减弱;上段枯季时落潮优势显著减弱, 而洪季时落潮优势有所增强;中段(弯曲段拐点附近)落潮优势略有减弱;下段落潮优势明显加强。北槽主槽水沙纵向输移机制分析表明:欧拉余流、潮泵作用、斯托克斯效应和垂向环流为悬沙输移的主要驱动力, 其中欧拉余流输沙指向海, 斯托克斯输沙和垂向环流输沙指向陆, 而潮泵输沙随着季节而变化。洪季, 欧拉余流输沙和潮泵输沙在工程前后的变化使大潮期河床冲淤由中段和下段普遍落淤转化为中上段集中落淤。枯季, 工程前后稳定的潮流辐散输沙作用使大潮期河床以冲刷为主, 但工程后在入口段和上段潮泵的向上游输沙占优势, 使悬沙在入口段落淤。
北槽大型航道整治工程确定了南北槽分汊口分流界线, 阻碍了北槽和邻近滩槽的水沙自由交换过程, 使北槽水沙动力过程发生调整。基于工程前后北槽主槽纵向同步水沙观测数据的统计分析表明:入口段落潮优势显著减弱;上段枯季时落潮优势显著减弱, 而洪季时落潮优势有所增强;中段(弯曲段拐点附近)落潮优势略有减弱;下段落潮优势明显加强。北槽主槽水沙纵向输移机制分析表明:欧拉余流、潮泵作用、斯托克斯效应和垂向环流为悬沙输移的主要驱动力, 其中欧拉余流输沙指向海, 斯托克斯输沙和垂向环流输沙指向陆, 而潮泵输沙随着季节而变化。洪季, 欧拉余流输沙和潮泵输沙在工程前后的变化使大潮期河床冲淤由中段和下段普遍落淤转化为中上段集中落淤。枯季, 工程前后稳定的潮流辐散输沙作用使大潮期河床以冲刷为主, 但工程后在入口段和上段潮泵的向上游输沙占优势, 使悬沙在入口段落淤。
2013, 35(4): 142-154.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.017
摘要:
基于2006-2007年在南黄海冷水团海域开展的4个季度月的调查资料, 重点研究了该海域溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl a)最大值现象和营养盐累积的季节演变规律。结果表明:春至秋季黄海冷水团海域DO和Chl a最大值层深度具有先加深后变浅的趋势, 出现最大值层的海域面积呈现出先增大后缩小的变化过程, DO和Chl a最大值层的深度及面积在夏季均达到最大, 至冬季DO和Chl a最大值现象消失;夏季冷水团海域深水区DO最大值处的氧含量整体高于春季, 而冷水团边界附近氧最大值处的氧含量整体低于春季;春至秋季冷水域深水区次表层Chl a最大值处的Chl a含量先降低后升高, 于夏季时最低, 入秋后开始升高, 而一年四季中冷水域边界附近Chl a最大值处的Chl a含量却在夏季时最高, 而且显著高于深水区。黄海冷水团海域的底层营养盐储库具有一定的空间异质性, 冷水域底层通常分别在深水区和西部边界处存在营养盐高值核心, 其中位于深水区的高值核心位置季节变化不明显, 而位于冷水域西部边界附近的高值核心位置则呈现出自春季至夏季向西移动、入秋后又向东部移动的季节变化特征。水文物理因素和生物化学过程对DO、Chl a最大值及营养盐储库的季节演变具有重要的调控作用。
基于2006-2007年在南黄海冷水团海域开展的4个季度月的调查资料, 重点研究了该海域溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl a)最大值现象和营养盐累积的季节演变规律。结果表明:春至秋季黄海冷水团海域DO和Chl a最大值层深度具有先加深后变浅的趋势, 出现最大值层的海域面积呈现出先增大后缩小的变化过程, DO和Chl a最大值层的深度及面积在夏季均达到最大, 至冬季DO和Chl a最大值现象消失;夏季冷水团海域深水区DO最大值处的氧含量整体高于春季, 而冷水团边界附近氧最大值处的氧含量整体低于春季;春至秋季冷水域深水区次表层Chl a最大值处的Chl a含量先降低后升高, 于夏季时最低, 入秋后开始升高, 而一年四季中冷水域边界附近Chl a最大值处的Chl a含量却在夏季时最高, 而且显著高于深水区。黄海冷水团海域的底层营养盐储库具有一定的空间异质性, 冷水域底层通常分别在深水区和西部边界处存在营养盐高值核心, 其中位于深水区的高值核心位置季节变化不明显, 而位于冷水域西部边界附近的高值核心位置则呈现出自春季至夏季向西移动、入秋后又向东部移动的季节变化特征。水文物理因素和生物化学过程对DO、Chl a最大值及营养盐储库的季节演变具有重要的调控作用。
2013, 35(4): 155-161.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.018
摘要:
在210Pb定年的基础上, 对取自浙江沿岸泥质缺氧区的柱样沉积物开展了菜子甾醇、甲藻甾醇、长链烯酮等生物标志化合物分析, 根据生物标志化合物含量及比例的分布特征, 重建了泥质区110年来浮游植物生产力及群落结构变化。结果表明浙江近岸浮游植物生产力百年来呈上升趋势, 自20世纪60年代开始上升, 80年代以来有显著增加, 浮游植物群落结构则均有甲藻比例上升、硅藻比例下降的趋势。研究认为, 浙江沿岸泥质区百年来浮游植物生产力的提高与我国化肥施用量和长江氮的入海通量呈正相关, 营养盐N∶P和N∶Si比值的增加导致浮游植物优势种由硅藻向甲藻的转变, 说明自20世纪60年代, 尤其是自20世纪80年代以来工农业快速发展、大型水利工程建设等人类活动是导致浙江沿岸泥质区海域浮游植物生产力提高及群落结构变化的主要因素。
在210Pb定年的基础上, 对取自浙江沿岸泥质缺氧区的柱样沉积物开展了菜子甾醇、甲藻甾醇、长链烯酮等生物标志化合物分析, 根据生物标志化合物含量及比例的分布特征, 重建了泥质区110年来浮游植物生产力及群落结构变化。结果表明浙江近岸浮游植物生产力百年来呈上升趋势, 自20世纪60年代开始上升, 80年代以来有显著增加, 浮游植物群落结构则均有甲藻比例上升、硅藻比例下降的趋势。研究认为, 浙江沿岸泥质区百年来浮游植物生产力的提高与我国化肥施用量和长江氮的入海通量呈正相关, 营养盐N∶P和N∶Si比值的增加导致浮游植物优势种由硅藻向甲藻的转变, 说明自20世纪60年代, 尤其是自20世纪80年代以来工农业快速发展、大型水利工程建设等人类活动是导致浙江沿岸泥质区海域浮游植物生产力提高及群落结构变化的主要因素。
2013, 35(4): 162-167.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.019
摘要:
克隆凡纳滨对虾极端体重个体的组织差异表达基因P23基因并进行生物信息学分析, 为进一步研究该基因的功能以及凡纳滨对虾的分子选育等研究提供信息。以凡纳滨对虾雌虾极端体重个体腹部肌肉为实验材料, 利用抑制消减杂交(SSH)技术构建极大体重雌性个体和极小体重雌性个体腹部肌肉组织正反向消减cDNA文库:正库(以极大体重个体为试验组, 以极小体重个体为驱动组, L-S)和反库(以极小体重个体为试验组, 以极大体重个体为驱动组, S-L)消减cDNA文库, 并采用实时定量技术分析P23基因的组织表达规律, 利用生物信息学对其功能和结构进行预测。以β-actin为看家基因检测两个文库的消减效率分别为210和25, 实时定量技术分析结果表明P23基因在体重的调节中起上调作用。P23基因编码区序列全长495bp, 编码165个氨基酸, GenBank登录号:JF806619。生物信息学分析发现P23蛋白部分序列含有强疏水性, 无跨膜螺旋结构, 两种信号肽预测都显示P23含有信号肽。
克隆凡纳滨对虾极端体重个体的组织差异表达基因P23基因并进行生物信息学分析, 为进一步研究该基因的功能以及凡纳滨对虾的分子选育等研究提供信息。以凡纳滨对虾雌虾极端体重个体腹部肌肉为实验材料, 利用抑制消减杂交(SSH)技术构建极大体重雌性个体和极小体重雌性个体腹部肌肉组织正反向消减cDNA文库:正库(以极大体重个体为试验组, 以极小体重个体为驱动组, L-S)和反库(以极小体重个体为试验组, 以极大体重个体为驱动组, S-L)消减cDNA文库, 并采用实时定量技术分析P23基因的组织表达规律, 利用生物信息学对其功能和结构进行预测。以β-actin为看家基因检测两个文库的消减效率分别为210和25, 实时定量技术分析结果表明P23基因在体重的调节中起上调作用。P23基因编码区序列全长495bp, 编码165个氨基酸, GenBank登录号:JF806619。生物信息学分析发现P23蛋白部分序列含有强疏水性, 无跨膜螺旋结构, 两种信号肽预测都显示P23含有信号肽。
2013, 35(4): 168-175.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.020
摘要:
利用2009年度4个季度月的现场调查资料研究了荣成湾毗邻海域浮游动物群落的季节分布特征。研究表明, 在荣成湾毗邻海域出现的浮游动物共59个种类, 秋季、夏季和春季浮游动物均为30种以上(依次为38种、35种和32种), 而冬季种类数相对较少(22种)。浮游动物优势种主要为强壮箭虫(Aidanosagitta crassa)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)、小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)和拟长腹剑水蚤(Oithona similis)等种类, 其个体丰度的空间和季节分布特征差异较大。浮游动物湿重生物量冬季最高(433.8 mg/m3), 春季(220.7 mg/m3)和秋季(162.4 mg/m3)次之, 而夏季(52.5 mg/m3)相对较低。浮游动物群落物种多样性指数H′年平均值为2.50, 均匀性指数J′年平均值为0.65, 季节比较上, 夏季浮游动物多样性和均匀度均较高, 而春季多样性和均匀性平均值为低值, 且最大值和最小值之间波动范围较大。进一步分析显示, 湾内的筏架养殖对浮游动物群落的分布有显著影响。
利用2009年度4个季度月的现场调查资料研究了荣成湾毗邻海域浮游动物群落的季节分布特征。研究表明, 在荣成湾毗邻海域出现的浮游动物共59个种类, 秋季、夏季和春季浮游动物均为30种以上(依次为38种、35种和32种), 而冬季种类数相对较少(22种)。浮游动物优势种主要为强壮箭虫(Aidanosagitta crassa)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)、小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)和拟长腹剑水蚤(Oithona similis)等种类, 其个体丰度的空间和季节分布特征差异较大。浮游动物湿重生物量冬季最高(433.8 mg/m3), 春季(220.7 mg/m3)和秋季(162.4 mg/m3)次之, 而夏季(52.5 mg/m3)相对较低。浮游动物群落物种多样性指数H′年平均值为2.50, 均匀性指数J′年平均值为0.65, 季节比较上, 夏季浮游动物多样性和均匀度均较高, 而春季多样性和均匀性平均值为低值, 且最大值和最小值之间波动范围较大。进一步分析显示, 湾内的筏架养殖对浮游动物群落的分布有显著影响。
2013, 35(4): 176-187.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.021
摘要:
利用流式细胞技术, 获取南黄海夏季微微型浮游生物丰度数据, 分析了其组成和分布规律, 并探讨了主要的影响因子。2011年夏季, 聚球藻、微微型真核藻、异养细菌在整个调查海区的平均丰度分别在1×104、1×103、1×106 cells/mL数量级上。在全调查海区, 聚球藻和微微型真核藻受温度和光照的限制明显, 主要集中分布在温跃层及其以上水层;而营养盐的限制较小, 它们的影响只有在沿岸流影响明显的西部海区才能较为明显的体现出来。结果表明在该海域浓度较高的营养盐能够促进微微型浮游生物的生长, 但不是其限制因素;异养细菌受环境因子限制较小, 即使在深海也保持着较高的丰度。
利用流式细胞技术, 获取南黄海夏季微微型浮游生物丰度数据, 分析了其组成和分布规律, 并探讨了主要的影响因子。2011年夏季, 聚球藻、微微型真核藻、异养细菌在整个调查海区的平均丰度分别在1×104、1×103、1×106 cells/mL数量级上。在全调查海区, 聚球藻和微微型真核藻受温度和光照的限制明显, 主要集中分布在温跃层及其以上水层;而营养盐的限制较小, 它们的影响只有在沿岸流影响明显的西部海区才能较为明显的体现出来。结果表明在该海域浓度较高的营养盐能够促进微微型浮游生物的生长, 但不是其限制因素;异养细菌受环境因子限制较小, 即使在深海也保持着较高的丰度。
2013, 35(4): 188-200.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.022
摘要:
本研究自山东青岛、浙江象山和江苏南通采集共9种红藻样品, 隶属于2纲、5目、6科、8属(据NCBI), 克隆各红藻hsp70 基因, 并对所获序列进行分析。利用特异性引物P1/P3扩增, 得到的目的条带约630 bp, 分析所推导的氨基酸序列发现:所获得片段均位于HSP70的ATPase结构域附近。9种红藻hsp70 序列之间的遗传距离在0.078～0.319之间, 序列相似度在73%～92%之间, 其保守性略低于HSP70蛋白;基因对A或T结尾的密码子表现出很高的偏好性, CGC与TGG这两种密码子在这9种红藻HSP70氨基酸密码子中未出现。上述表明hsp70 及HSP70密码子偏好性可应用于红藻分子系统学研究。基于多物种HSP70构建的进化树可见, Cyanidium caldarium与Cyanidioschyzon merolae strain 10D两种原始红藻的起源早于其他红藻, 紫菜次之, 本研究中9种红藻系统发生符合NCBI的描述。在真菌、藻类和植物中, 营养方式的差异可能是造成HSP70进化树分化的基本原因, 而相同形态类型的物种中, 环境适应是抗逆能力强、遗传结构稳定的物种生物分子进化的重要因素。
本研究自山东青岛、浙江象山和江苏南通采集共9种红藻样品, 隶属于2纲、5目、6科、8属(据NCBI), 克隆各红藻hsp70 基因, 并对所获序列进行分析。利用特异性引物P1/P3扩增, 得到的目的条带约630 bp, 分析所推导的氨基酸序列发现:所获得片段均位于HSP70的ATPase结构域附近。9种红藻hsp70 序列之间的遗传距离在0.078～0.319之间, 序列相似度在73%～92%之间, 其保守性略低于HSP70蛋白;基因对A或T结尾的密码子表现出很高的偏好性, CGC与TGG这两种密码子在这9种红藻HSP70氨基酸密码子中未出现。上述表明hsp70 及HSP70密码子偏好性可应用于红藻分子系统学研究。基于多物种HSP70构建的进化树可见, Cyanidium caldarium与Cyanidioschyzon merolae strain 10D两种原始红藻的起源早于其他红藻, 紫菜次之, 本研究中9种红藻系统发生符合NCBI的描述。在真菌、藻类和植物中, 营养方式的差异可能是造成HSP70进化树分化的基本原因, 而相同形态类型的物种中, 环境适应是抗逆能力强、遗传结构稳定的物种生物分子进化的重要因素。
2013, 35(4): 201-207.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.023
摘要:
利用“北京一号”小卫星全色和多光谱影像对冬季渤海海冰进行了监测。根据多光谱谱段特征和现场测试的海冰光谱之间的对应关系, 建立了卫星影像冰水识别、渤海海冰外缘线的模型, 估算了海冰面积及判别海冰发展趋势;对卫星影像数据进行监督分类, 建立了相应的分类模型;根据海冰类型的不同将海冰区域进行了划分, 并作为对海冰灾害严重程度的判别依据;以2007年度冬季为例, 对渤海海冰的分布面积进行了统计, 与海冰监测业务中使用的MODIS数据反演结果进行了对比, 对比结果显示“北京一号”卫星可以为海洋监测和预报服务部门提供高分辨率海冰遥感信息, 并为我国海冰灾害的防范提供可靠有效的资料。
利用“北京一号”小卫星全色和多光谱影像对冬季渤海海冰进行了监测。根据多光谱谱段特征和现场测试的海冰光谱之间的对应关系, 建立了卫星影像冰水识别、渤海海冰外缘线的模型, 估算了海冰面积及判别海冰发展趋势;对卫星影像数据进行监督分类, 建立了相应的分类模型;根据海冰类型的不同将海冰区域进行了划分, 并作为对海冰灾害严重程度的判别依据;以2007年度冬季为例, 对渤海海冰的分布面积进行了统计, 与海冰监测业务中使用的MODIS数据反演结果进行了对比, 对比结果显示“北京一号”卫星可以为海洋监测和预报服务部门提供高分辨率海冰遥感信息, 并为我国海冰灾害的防范提供可靠有效的资料。
2013, 35(4): 208-213.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.04.024
摘要:
利用反距离加权法根据不同的方案融合得到2011年10月1日至2012年3月8日“HY-2”和“Jason-1/2”, “ENVISAT”卫星高度计的10 d平均波高, 借助NDBC提供的浮标数据对融合结果进行验证和比较, 结果表明:不同的融合结果均可以很好地反应海洋表面的真实情况;“HY-2”卫星高度计数据在多源卫星高度计数据融合中可以与其他卫星高度计数据一样发挥作用, 甚至可以替代已经停止运行的“ENVISAT”参与多源卫星高度计数据融合。
利用反距离加权法根据不同的方案融合得到2011年10月1日至2012年3月8日“HY-2”和“Jason-1/2”, “ENVISAT”卫星高度计的10 d平均波高, 借助NDBC提供的浮标数据对融合结果进行验证和比较, 结果表明:不同的融合结果均可以很好地反应海洋表面的真实情况;“HY-2”卫星高度计数据在多源卫星高度计数据融合中可以与其他卫星高度计数据一样发挥作用, 甚至可以替代已经停止运行的“ENVISAT”参与多源卫星高度计数据融合。
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