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doi: 10.12284/hyxb2025080
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厚壳贻贝是我国重要的经济养殖贝类，光环境可以影响其生活和行为，但其视蛋白基因在很大程度上是未知的。本研究基于厚壳贻贝全基因组数据，共鉴定出7个视蛋白，序列分析结果将其分为5类（r-opsin、c-opsin、Go-opsin、neuropsin和peropsins）。染色体定位结果显示同一亚家族的视蛋白基因位于同一染色体上。生物信息学结果显示，除r-opsin为亲水蛋白，其他蛋白质的均为疏水蛋白。保守基序结果显示视蛋白同一亚家族的视蛋白具有高度的保守性，同时也存在一定的差异。通过实时荧光定量PCR检测厚壳贻贝5个发育时期的视蛋白基因表达量变化。结果显示，不同发育时期的视蛋白基因表达量存在显著差异，c-opsin4和r-opsin在眼点期的表达量显著高于其他时期，表明这两个视蛋白在厚壳贻贝的眼点期中发挥了重要作用。本研究分析了厚壳贻贝视蛋白的分子特征，并初步探究厚壳贻贝发育过程中视蛋白基因的变化规律，为研究厚壳贻贝的视觉形成机制并对视蛋白调控厚壳贻贝变态过程关键分子机制提供科学依据。
厚壳贻贝是我国重要的经济养殖贝类，光环境可以影响其生活和行为，但其视蛋白基因在很大程度上是未知的。本研究基于厚壳贻贝全基因组数据，共鉴定出7个视蛋白，序列分析结果将其分为5类（r-opsin、c-opsin、Go-opsin、neuropsin和peropsins）。染色体定位结果显示同一亚家族的视蛋白基因位于同一染色体上。生物信息学结果显示，除r-opsin为亲水蛋白，其他蛋白质的均为疏水蛋白。保守基序结果显示视蛋白同一亚家族的视蛋白具有高度的保守性，同时也存在一定的差异。通过实时荧光定量PCR检测厚壳贻贝5个发育时期的视蛋白基因表达量变化。结果显示，不同发育时期的视蛋白基因表达量存在显著差异，c-opsin4和r-opsin在眼点期的表达量显著高于其他时期，表明这两个视蛋白在厚壳贻贝的眼点期中发挥了重要作用。本研究分析了厚壳贻贝视蛋白的分子特征，并初步探究厚壳贻贝发育过程中视蛋白基因的变化规律，为研究厚壳贻贝的视觉形成机制并对视蛋白调控厚壳贻贝变态过程关键分子机制提供科学依据。
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doi: 10.12284/hyxb2025076
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圆球股窗蟹Scopimera globosa是典型的以沉积物为食的滤食性蟹类，为潮间带常见种。近年来，其种群数量呈下降趋势，并被列入区域性红色名录。目前，国内外学者对该物种的研究主要集中在生物和基础生态学方面，并取得一定的基础认知。本文系统回顾了圆球股窗蟹的分类地位，并总结了其地理分布范围，在此基础上，重点综述了该物种的生物学特性及其适应性行为，包括摄食行为、掘穴和领域行为、繁殖行为以及种群的聚集和迁移游荡行为等内容；圆球股窗蟹的种群动态主要受环境因子的调控，其中盐度、有机质含量及沉积物粒度等非生物因素起主导作用，而生物因素的影响相对有限。目前，针对该物种在不同栖息环境下的行为学研究仍较为匮乏，尤其在种−境关系方面。因此，亟需开展圆球股窗蟹与其栖息环境相互关系的系统性研究，以深入揭示其生态适应机制，以期为该物种的生态保护提供科学依据，也为同域分布的滤食性蟹类的保护及其栖息地管理提供理论支撑。
圆球股窗蟹Scopimera globosa是典型的以沉积物为食的滤食性蟹类，为潮间带常见种。近年来，其种群数量呈下降趋势，并被列入区域性红色名录。目前，国内外学者对该物种的研究主要集中在生物和基础生态学方面，并取得一定的基础认知。本文系统回顾了圆球股窗蟹的分类地位，并总结了其地理分布范围，在此基础上，重点综述了该物种的生物学特性及其适应性行为，包括摄食行为、掘穴和领域行为、繁殖行为以及种群的聚集和迁移游荡行为等内容；圆球股窗蟹的种群动态主要受环境因子的调控，其中盐度、有机质含量及沉积物粒度等非生物因素起主导作用，而生物因素的影响相对有限。目前，针对该物种在不同栖息环境下的行为学研究仍较为匮乏，尤其在种−境关系方面。因此，亟需开展圆球股窗蟹与其栖息环境相互关系的系统性研究，以深入揭示其生态适应机制，以期为该物种的生态保护提供科学依据，也为同域分布的滤食性蟹类的保护及其栖息地管理提供理论支撑。
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doi: 10.12284/hyxb2025072
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厚壳贻贝（Mytilus coruscus）味道鲜美，富含多种营养物质，是我国沿海重要的经济贝类之一。厚壳贻贝育苗的关键时期在其幼虫变态发育阶段，而幼虫发育是一个动态且复杂的过程，有大量基因的参与以及各种复杂生物学过程共同作用。本研究基于高通量测序技术，对厚壳贻贝幼虫发育的5个关键时期（担轮期、D形期、壳顶期、眼点期、稚贝期）样本进行高通量转录组测序，共筛选出20 894个差异基因。对差异基因进行加权基因共表达网络以及时序差异分析，筛选出6个符合特定时序发育模式的关键子模块，共鉴定出2 395个基因。分别对各子模块内基因进行GO富集分析和蛋白网络互作分析，筛选出30个与厚壳贻贝生长发育过程相关的枢纽基因，包括Fen1、Ndufab1b、Ndufs8a、Pcan、Rnaseh2a；Cdh1、Cacng4b、Cav1、Blm、Ryr1a；Mars1、Cdc42、Aasdh、Apoba、Cav1；Kif11、Cdc20、Ubc、Kif23、Cdc6；Ubc、Rps16、Rpl23、Rpsa、Rps27a；Cdc20、Setd2、Ssrp1a、Cav1、Rab8a。这些基因在厚壳贻贝幼虫发育过程的主要参与调控DNA复制和细胞分裂、线粒体与核糖体功能、蛋白质合成等。本研究在转录组水平上探索了厚壳贻贝浮游幼虫发育过程调控的分子机理，对研究厚壳贻贝功能基因，以及后续培育更优表型性状厚壳贻贝新品种具有重要的理论指导意义。
厚壳贻贝（Mytilus coruscus）味道鲜美，富含多种营养物质，是我国沿海重要的经济贝类之一。厚壳贻贝育苗的关键时期在其幼虫变态发育阶段，而幼虫发育是一个动态且复杂的过程，有大量基因的参与以及各种复杂生物学过程共同作用。本研究基于高通量测序技术，对厚壳贻贝幼虫发育的5个关键时期（担轮期、D形期、壳顶期、眼点期、稚贝期）样本进行高通量转录组测序，共筛选出20 894个差异基因。对差异基因进行加权基因共表达网络以及时序差异分析，筛选出6个符合特定时序发育模式的关键子模块，共鉴定出2 395个基因。分别对各子模块内基因进行GO富集分析和蛋白网络互作分析，筛选出30个与厚壳贻贝生长发育过程相关的枢纽基因，包括Fen1、Ndufab1b、Ndufs8a、Pcan、Rnaseh2a；Cdh1、Cacng4b、Cav1、Blm、Ryr1a；Mars1、Cdc42、Aasdh、Apoba、Cav1；Kif11、Cdc20、Ubc、Kif23、Cdc6；Ubc、Rps16、Rpl23、Rpsa、Rps27a；Cdc20、Setd2、Ssrp1a、Cav1、Rab8a。这些基因在厚壳贻贝幼虫发育过程的主要参与调控DNA复制和细胞分裂、线粒体与核糖体功能、蛋白质合成等。本研究在转录组水平上探索了厚壳贻贝浮游幼虫发育过程调控的分子机理，对研究厚壳贻贝功能基因，以及后续培育更优表型性状厚壳贻贝新品种具有重要的理论指导意义。
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doi: 10.12284/hyxb2025068
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潮滩的泥沙组分与底栖微藻之间存在复杂的相互作用，影响潮滩生态系统稳定和地貌演变。为探究底栖微藻对泥沙组分的影响规律，本研究以江苏条子泥典型粉砂淤泥质潮滩为研究对象，通过野外观测和实验室分析，阐明了底栖微藻与泥沙组分的时空变化规律及相互关系。研究结果表明，温度、底栖动物活动、沙源等生物及非生物因素的季节性及空间性变化导致了底栖微藻生物量与沉积物粒径分布的时空差异性，秋冬季底栖微藻生物量高出春夏季18.6%，约50%底栖微藻分布于表层0～1 cm，春夏季中值粒径高出冬季17.8%；潮沟两侧水动力差异导致底栖微藻生物量与泥沙组分的同步突变现象，凸岸区域淤积作用明显，细颗粒泥沙大量沉积，中值粒径减小约75%且微藻生物量增幅最高达113%，而凹岸区域侵蚀强烈，中值粒径增幅最高可达213%，生物量降低约76%；环境条件和微藻群落组成共同驱动底栖微藻与泥沙组分关系的时空变化，春秋季因温度及光照适宜，底栖微藻生物量与细颗粒泥沙组分含量的相关性随深度增加而减弱，夏冬季因气候极端，次表层相关性最高，夏季多样化的微藻群落增强了对各组分泥沙的生物稳定作用，而冬季硅藻的优势地位加强了对黏土及细粉砂的选择性。
潮滩的泥沙组分与底栖微藻之间存在复杂的相互作用，影响潮滩生态系统稳定和地貌演变。为探究底栖微藻对泥沙组分的影响规律，本研究以江苏条子泥典型粉砂淤泥质潮滩为研究对象，通过野外观测和实验室分析，阐明了底栖微藻与泥沙组分的时空变化规律及相互关系。研究结果表明，温度、底栖动物活动、沙源等生物及非生物因素的季节性及空间性变化导致了底栖微藻生物量与沉积物粒径分布的时空差异性，秋冬季底栖微藻生物量高出春夏季18.6%，约50%底栖微藻分布于表层0～1 cm，春夏季中值粒径高出冬季17.8%；潮沟两侧水动力差异导致底栖微藻生物量与泥沙组分的同步突变现象，凸岸区域淤积作用明显，细颗粒泥沙大量沉积，中值粒径减小约75%且微藻生物量增幅最高达113%，而凹岸区域侵蚀强烈，中值粒径增幅最高可达213%，生物量降低约76%；环境条件和微藻群落组成共同驱动底栖微藻与泥沙组分关系的时空变化，春秋季因温度及光照适宜，底栖微藻生物量与细颗粒泥沙组分含量的相关性随深度增加而减弱，夏冬季因气候极端，次表层相关性最高，夏季多样化的微藻群落增强了对各组分泥沙的生物稳定作用，而冬季硅藻的优势地位加强了对黏土及细粉砂的选择性。
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doi: 10.12284/hyxb2025084
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利用微宇宙模拟试验探究了外源输入汞在长江口湿地沉积物氧化还原条件长时间持续变化过程中的迁移转化规律及其影响因素。添加溶解态硝酸汞模拟外源活性汞输入，4个沉积物总汞（THg）浓度增加109.7%～275.1%。252 d培养试验结果显示：（1）溶解态活性汞输入沉积物后在亚还原及还原条件下易于转化为甲基汞（MeHg），与对照组相比，添加汞组MeHg浓度增加1.9%～657.3%（平均183.0%），尤其在培养140 d后植物凋落物输入情境下，沉积物中MeHg平均增加260.2%，表明了易降解有机质输入及其腐解对活性汞老化的具有重要影响。同一采样点时间，各沉积物中汞甲基化潜势（MeHg/THg，%）显著不同，且均在凋落物厌氧腐解阶段显著升高，这可能是不同沉积物自身汞甲基化微生物差异所致。（2）沉积物氧化阶段，MeHg浓度与氧化还原电位值存在显著负相关关系，表明了再悬浮氧化过程会导致甲基汞的降解，且易降解有机质存在条件下甲基汞的降解作用增强，这可能是好氧微生物降解甲基汞与Fe（Ⅱ）氧化产生的活性氧物质化学降解甲基汞两种途径共同作用的结果，后者在河口海岸及其他水环境中的作用机理有待深入研究。（3）活性汞输入后主要累积于粒径小于8 μm极细颗粒物中，甲基汞亦是如此，可能缘于黏土矿物−铁氧化物−有机质复合体对汞的吸附作用，表明了长江口极细颗粒物是汞迁移的重要载体。
利用微宇宙模拟试验探究了外源输入汞在长江口湿地沉积物氧化还原条件长时间持续变化过程中的迁移转化规律及其影响因素。添加溶解态硝酸汞模拟外源活性汞输入，4个沉积物总汞（THg）浓度增加109.7%～275.1%。252 d培养试验结果显示：（1）溶解态活性汞输入沉积物后在亚还原及还原条件下易于转化为甲基汞（MeHg），与对照组相比，添加汞组MeHg浓度增加1.9%～657.3%（平均183.0%），尤其在培养140 d后植物凋落物输入情境下，沉积物中MeHg平均增加260.2%，表明了易降解有机质输入及其腐解对活性汞老化的具有重要影响。同一采样点时间，各沉积物中汞甲基化潜势（MeHg/THg，%）显著不同，且均在凋落物厌氧腐解阶段显著升高，这可能是不同沉积物自身汞甲基化微生物差异所致。（2）沉积物氧化阶段，MeHg浓度与氧化还原电位值存在显著负相关关系，表明了再悬浮氧化过程会导致甲基汞的降解，且易降解有机质存在条件下甲基汞的降解作用增强，这可能是好氧微生物降解甲基汞与Fe（Ⅱ）氧化产生的活性氧物质化学降解甲基汞两种途径共同作用的结果，后者在河口海岸及其他水环境中的作用机理有待深入研究。（3）活性汞输入后主要累积于粒径小于8 μm极细颗粒物中，甲基汞亦是如此，可能缘于黏土矿物−铁氧化物−有机质复合体对汞的吸附作用，表明了长江口极细颗粒物是汞迁移的重要载体。
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寨英海相碳酸盐型锰矿床是华南地区南华裂谷盆地大塘坡组黑色页岩型海相含锰建造的重要组成部分。与盆地其它矿区大塘坡组锰矿石产状不同，寨英部分块状锰矿石含有独特的气泡构造。为探讨寨英海相含锰建造的成因机制，本文通过对寨英锰矿区野外地质调查取样，利用岩石学和地球化学方法对气泡状锰矿石、块状锰矿石及围岩黑色页岩全岩样品的主量元素含量、微量元素含量、有机碳同位素和碳酸盐碳稳定同位素组成等开展了研究。主要结果如下：1）寨英锰矿石呈轻微的“帽式”稀土元素PAAS标准化配分模式。锰矿石明显的正Ce异常和氧化还原敏感元素U、V亏损的特征，表明锰矿沉积环境为氧化状态，锰最初以氧化物沉淀，与现代大洋海底水成型锰结核（壳）沉淀机制类似。围岩黑色页岩缺乏明显的正Ce异常并含有较多黄铁矿，指示其沉积环境为缺氧状态。2）锰矿石富集轻碳同位素δ13Ccarb（−10.60～−8.53‰，平均−9.45‰），同地史时期大多数黑色页岩型海相碳酸锰矿床成矿过程类似，即锰氧化物作为电子受体氧化有机质为碳酸锰沉淀提供了主要碳源HCO3−，且可能由于更多有机质参与了成矿，寨英较其它矿区大塘坡组锰矿石δ13Ccarb（−8～−6‰）偏负。3）锰矿石正Eu异常及含有较少陆源碎屑主要构成元素（Al、Ti）的特征，表明锰质主要来源于热液。文章表明，寨英与南华裂谷盆地其它矿区大塘坡组锰矿石具有非常相似的沉积和成矿过程。
寨英海相碳酸盐型锰矿床是华南地区南华裂谷盆地大塘坡组黑色页岩型海相含锰建造的重要组成部分。与盆地其它矿区大塘坡组锰矿石产状不同，寨英部分块状锰矿石含有独特的气泡构造。为探讨寨英海相含锰建造的成因机制，本文通过对寨英锰矿区野外地质调查取样，利用岩石学和地球化学方法对气泡状锰矿石、块状锰矿石及围岩黑色页岩全岩样品的主量元素含量、微量元素含量、有机碳同位素和碳酸盐碳稳定同位素组成等开展了研究。主要结果如下：1）寨英锰矿石呈轻微的“帽式”稀土元素PAAS标准化配分模式。锰矿石明显的正Ce异常和氧化还原敏感元素U、V亏损的特征，表明锰矿沉积环境为氧化状态，锰最初以氧化物沉淀，与现代大洋海底水成型锰结核（壳）沉淀机制类似。围岩黑色页岩缺乏明显的正Ce异常并含有较多黄铁矿，指示其沉积环境为缺氧状态。2）锰矿石富集轻碳同位素δ13Ccarb（−10.60～−8.53‰，平均−9.45‰），同地史时期大多数黑色页岩型海相碳酸锰矿床成矿过程类似，即锰氧化物作为电子受体氧化有机质为碳酸锰沉淀提供了主要碳源HCO3−，且可能由于更多有机质参与了成矿，寨英较其它矿区大塘坡组锰矿石δ13Ccarb（−8～−6‰）偏负。3）锰矿石正Eu异常及含有较少陆源碎屑主要构成元素（Al、Ti）的特征，表明锰质主要来源于热液。文章表明，寨英与南华裂谷盆地其它矿区大塘坡组锰矿石具有非常相似的沉积和成矿过程。
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海水中溶存CO2含量在一定程度上影响全球气候的变化，影响海洋生物的生长，控制海底碳酸盐岩的形成，是海洋环境、海底矿产资源以及海洋生物调查与评价的重要指标之一，对于海底矿产的勘探开发、海洋环境监测、海水及海底沉积物碳循环乃至全球碳循环的研究具有重要的学术价值。检测水中游离CO2通常采用滴定法或亨利法，滴定法适用于检测地下水中游离CO2的含量，目标通常为单个样品；亨利法更适用于海水中游离CO2含量的检测，尤其适用船载现场采自同一海域的批量同源海水样品，检测结果主要基于CO2在水中的理论亨利常数，但由于不同海水的温度、盐度、成分不同，其CO2的亨利常数并不相同，需要先行测定海水样品中CO2的亨利常数。本文依据质量守恒原理和CO2在海水中的溶解规律，设计了测定海水中CO2亨利常数的差量平衡法，预先构建多个不同质量、体积的气液平衡体系，再根据平衡体系间CO2物质的量的差值求算CO2亨利常数。应用差量平衡法测定了24个南海神狐海域分层海水样品中CO2的亨利常数值，并通过多体系转换重合实验验证了差量平衡法的科学性与可行性。
海水中溶存CO2含量在一定程度上影响全球气候的变化，影响海洋生物的生长，控制海底碳酸盐岩的形成，是海洋环境、海底矿产资源以及海洋生物调查与评价的重要指标之一，对于海底矿产的勘探开发、海洋环境监测、海水及海底沉积物碳循环乃至全球碳循环的研究具有重要的学术价值。检测水中游离CO2通常采用滴定法或亨利法，滴定法适用于检测地下水中游离CO2的含量，目标通常为单个样品；亨利法更适用于海水中游离CO2含量的检测，尤其适用船载现场采自同一海域的批量同源海水样品，检测结果主要基于CO2在水中的理论亨利常数，但由于不同海水的温度、盐度、成分不同，其CO2的亨利常数并不相同，需要先行测定海水样品中CO2的亨利常数。本文依据质量守恒原理和CO2在海水中的溶解规律，设计了测定海水中CO2亨利常数的差量平衡法，预先构建多个不同质量、体积的气液平衡体系，再根据平衡体系间CO2物质的量的差值求算CO2亨利常数。应用差量平衡法测定了24个南海神狐海域分层海水样品中CO2的亨利常数值，并通过多体系转换重合实验验证了差量平衡法的科学性与可行性。
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碳氮稳定同位素组成（δ13C、δ15N）在揭示鱼类的生理动态、营养关系和产地溯源等方面具有独特的优势。样品的预处理方式可能在很大程度上影响鱼类组织同位素测定结果，但相关研究报道仍显不足，缺乏对于其内在机制的规律性认认识。本研究中，我们选取大黄鱼（Larimichthys crocea）—中国最重要的海洋养殖经济鱼类之一作为研究对象，评估了鱼体组织同位素分析前处理中两个关键步骤（肌肉去脂和鳞片酸浸）对大黄鱼组织碳氮稳定同位素组成的影响。结果表明，肌肉去脂操作总体上导致大黄鱼δ13C测值显著升高，而对鳞片进行酸浸操作则导致δ13C测值降低，同位素混合模型可以较好地解释预处理方式对鱼体组织δ13C测值的影响。这两种预处理方式均导致鱼体组织δ15N测值有所升高，暗示部分氮同位素信号的损失。根据鱼类生长过程中稳定同位素的动态平衡模型，建立了肌肉与鳞片碳氮同位素的理论替代关系，证实鳞片有望作为肌肉的替代物进行氮同位素分析。本研究为探讨大黄鱼稳定同位素组成的异质性提供了关键基础数据，对理解不同组织间的代谢动态具有参考价值，并为非致死性取样技术在鱼类稳定同位素研究中的应用提供了科学依据。
碳氮稳定同位素组成（δ13C、δ15N）在揭示鱼类的生理动态、营养关系和产地溯源等方面具有独特的优势。样品的预处理方式可能在很大程度上影响鱼类组织同位素测定结果，但相关研究报道仍显不足，缺乏对于其内在机制的规律性认认识。本研究中，我们选取大黄鱼（Larimichthys crocea）—中国最重要的海洋养殖经济鱼类之一作为研究对象，评估了鱼体组织同位素分析前处理中两个关键步骤（肌肉去脂和鳞片酸浸）对大黄鱼组织碳氮稳定同位素组成的影响。结果表明，肌肉去脂操作总体上导致大黄鱼δ13C测值显著升高，而对鳞片进行酸浸操作则导致δ13C测值降低，同位素混合模型可以较好地解释预处理方式对鱼体组织δ13C测值的影响。这两种预处理方式均导致鱼体组织δ15N测值有所升高，暗示部分氮同位素信号的损失。根据鱼类生长过程中稳定同位素的动态平衡模型，建立了肌肉与鳞片碳氮同位素的理论替代关系，证实鳞片有望作为肌肉的替代物进行氮同位素分析。本研究为探讨大黄鱼稳定同位素组成的异质性提供了关键基础数据，对理解不同组织间的代谢动态具有参考价值，并为非致死性取样技术在鱼类稳定同位素研究中的应用提供了科学依据。
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海洋中的混合浪通常由风浪和涌浪以一定比例组成，因研究和应用等需求经常需要分离其中的风浪和涌浪。本文针对现有四种代表性一维谱风涌分离方法（1D法）：PM法(Pierson-Moskowitz)、改进的PM法、JP法(Jesús-Portilla)和频谱积分法，利用中法海洋卫星上搭载的波谱仪提供的二维海浪谱数据，对比分析了纯风浪、风浪为主、涌浪为主和纯涌浪四种海浪主导情况下的分离结果，结果表明：（1）PM法和改进的PM法分别在风浪为主和涌浪为主时各有更好的分离效果；（2）JP法整体表现较差，对不同海浪主导条件的响应不敏感；频谱积分法在风浪占比较大时效果更佳；（3）随着混合浪中涌浪比例的增加，适当增大PM法中分离频率的比例系数可提升分离精度。在此基础上结合波龄提出了一种分段PM法，通过调整分离频率的比例系数，在风浪主导和涌浪主导的条件下分别取1.03和1.1时，得到的分离结果更为精确。
海洋中的混合浪通常由风浪和涌浪以一定比例组成，因研究和应用等需求经常需要分离其中的风浪和涌浪。本文针对现有四种代表性一维谱风涌分离方法（1D法）：PM法(Pierson-Moskowitz)、改进的PM法、JP法(Jesús-Portilla)和频谱积分法，利用中法海洋卫星上搭载的波谱仪提供的二维海浪谱数据，对比分析了纯风浪、风浪为主、涌浪为主和纯涌浪四种海浪主导情况下的分离结果，结果表明：（1）PM法和改进的PM法分别在风浪为主和涌浪为主时各有更好的分离效果；（2）JP法整体表现较差，对不同海浪主导条件的响应不敏感；频谱积分法在风浪占比较大时效果更佳；（3）随着混合浪中涌浪比例的增加，适当增大PM法中分离频率的比例系数可提升分离精度。在此基础上结合波龄提出了一种分段PM法，通过调整分离频率的比例系数，在风浪主导和涌浪主导的条件下分别取1.03和1.1时，得到的分离结果更为精确。
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卫星高度计数据提供了大范围、长期稳定的海洋流场信息，但其较低的分辨率可能影响基于该数据计算的拉格朗日流体粒子轨迹的准确性。本文采用浮标轨迹及叶绿素结构演变对比的方法，系统评估了基于高度计数据的拉格朗日流体粒子轨迹的可靠性。结果表明，该方法能较好地刻画中尺度海洋运动特征，流体粒子轨迹在整体趋势上与实际浮标轨迹匹配度较高，尤其在旋转运动模式中具有较好的跟踪能力。然而，该轨迹对中小尺度运动的敏感性较低，运动速度偏慢，难以准确捕捉短周期扰动。进一步分析发现，流体粒子轨迹在30天内能较稳定地追踪叶绿素结构的演变，表明其适用于中尺度海洋现象研究。该研究为高度计数据在拉格朗日分析中的应用提供了科学依据，并对海洋环流和生态过程的研究具有重要参考价值。
卫星高度计数据提供了大范围、长期稳定的海洋流场信息，但其较低的分辨率可能影响基于该数据计算的拉格朗日流体粒子轨迹的准确性。本文采用浮标轨迹及叶绿素结构演变对比的方法，系统评估了基于高度计数据的拉格朗日流体粒子轨迹的可靠性。结果表明，该方法能较好地刻画中尺度海洋运动特征，流体粒子轨迹在整体趋势上与实际浮标轨迹匹配度较高，尤其在旋转运动模式中具有较好的跟踪能力。然而，该轨迹对中小尺度运动的敏感性较低，运动速度偏慢，难以准确捕捉短周期扰动。进一步分析发现，流体粒子轨迹在30天内能较稳定地追踪叶绿素结构的演变，表明其适用于中尺度海洋现象研究。该研究为高度计数据在拉格朗日分析中的应用提供了科学依据，并对海洋环流和生态过程的研究具有重要参考价值。
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本文旨在利用热带西太平洋采薇海山的底部观测资料和数值模式，分析海山底部反气旋急流的不对称性特征。底部海流的观测结果显示，在海山底部存在东西方向上显著不对称的反气旋急流现象。双层模式再现了理想海山及采薇海山的底部流场结构及其不对称性特征。进一步分析表明，不对称性的主要来源是背景流的能量输入、β效应引发的涡度变化。我们依次分析了海山各个方位的流场特征，并详细解释了涡度变化如何影响底部急流及其不对称特征。此外，本文还讨论了其他环境参数（如底摩擦系数、约化重力）改变时对底部急流的影响。
本文旨在利用热带西太平洋采薇海山的底部观测资料和数值模式，分析海山底部反气旋急流的不对称性特征。底部海流的观测结果显示，在海山底部存在东西方向上显著不对称的反气旋急流现象。双层模式再现了理想海山及采薇海山的底部流场结构及其不对称性特征。进一步分析表明，不对称性的主要来源是背景流的能量输入、β效应引发的涡度变化。我们依次分析了海山各个方位的流场特征，并详细解释了涡度变化如何影响底部急流及其不对称特征。此外，本文还讨论了其他环境参数（如底摩擦系数、约化重力）改变时对底部急流的影响。
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两千年来长江口南岸基本呈“边滩推展”的演变趋势，基本以每40年约1 km的速度向海淤涨发育，是上海最重要的土地增长区和潮滩湿地资源，研究意义重大。本文基于1958～2019年南汇边滩冲淤特征、等深线变化及滩涂迁移速率等指标研究了南汇边滩近60年来的演变特征，通过时空对比探讨了其增长方式、驱动因素和发展趋势。结果表明：(1) 1958～2019年间南汇边滩呈“缓慢淤积−快速淤积−近淤远冲−全面侵蚀”四个阶段性变化，此阶段内最快淤涨和侵蚀速率分别为460 m/a和270 m/a。(2) 人类活动已经成为了影响长江口南汇边滩演变的主要控制因素，其中流域拦河筑坝、长江口分汊口控制工程、边滩围垦造陆、航道疏浚采砂等变化性因素极大的影响了南汇边滩的演变，其中边滩围垦造陆与地形演化的相关性较强，相关系数达0.73。(3) 随着国家和上海对围填海的严格管控，未来南汇边滩将逐步达到新的冲淤平衡，建议尽早研究河口潮滩湿地的保护和治理措施，以应对未来可能出现的岸带灾害。
两千年来长江口南岸基本呈“边滩推展”的演变趋势，基本以每40年约1 km的速度向海淤涨发育，是上海最重要的土地增长区和潮滩湿地资源，研究意义重大。本文基于1958～2019年南汇边滩冲淤特征、等深线变化及滩涂迁移速率等指标研究了南汇边滩近60年来的演变特征，通过时空对比探讨了其增长方式、驱动因素和发展趋势。结果表明：(1) 1958～2019年间南汇边滩呈“缓慢淤积−快速淤积−近淤远冲−全面侵蚀”四个阶段性变化，此阶段内最快淤涨和侵蚀速率分别为460 m/a和270 m/a。(2) 人类活动已经成为了影响长江口南汇边滩演变的主要控制因素，其中流域拦河筑坝、长江口分汊口控制工程、边滩围垦造陆、航道疏浚采砂等变化性因素极大的影响了南汇边滩的演变，其中边滩围垦造陆与地形演化的相关性较强，相关系数达0.73。(3) 随着国家和上海对围填海的严格管控，未来南汇边滩将逐步达到新的冲淤平衡，建议尽早研究河口潮滩湿地的保护和治理措施，以应对未来可能出现的岸带灾害。
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通过一系列海水培养实验，模拟外源微生物影响下浒苔在近海海域的降解情况。通过追踪培养体系中浒苔脂类生物标志物随培养时间的变化，探究外源微生物影响下浒苔在海水中的降解机制。结果表明，浒苔中不同存在形态的脂肪酸与中性脂在添加外源降解微生物与未添加外源微生物的培养体系其含量均呈现为先快速下降后缓慢下降或保持稳定的趋势。在外源微生物的影响下，浒苔脂肪酸与中性脂的降解率均有不同程度的提升。应用多元G（multi-G）模型对几种典型浒苔脂肪酸和中性脂的降解过程进行拟合，结果显示，这些脂类化合物在培养体系中都可以分为降解较快和较慢的部分，在添加外源微生物菌群的情况下，其降解速率均有不同程度的提升，幅度在20%−30%。在外源环境微生物的影响下，不同种类浒苔脂肪酸的降解率与降解速率没有显著差别。在海水中，结合态脂类化合物的降解速率与降解率均显著高于其游离态，显示浒苔脂类化合物的存在形态对其降解过程有显著影响。外源微生物的加入提高了浒苔脂类化合物降解较慢的部分的降解速率，从而在整体上促进了浒苔的降解。
通过一系列海水培养实验，模拟外源微生物影响下浒苔在近海海域的降解情况。通过追踪培养体系中浒苔脂类生物标志物随培养时间的变化，探究外源微生物影响下浒苔在海水中的降解机制。结果表明，浒苔中不同存在形态的脂肪酸与中性脂在添加外源降解微生物与未添加外源微生物的培养体系其含量均呈现为先快速下降后缓慢下降或保持稳定的趋势。在外源微生物的影响下，浒苔脂肪酸与中性脂的降解率均有不同程度的提升。应用多元G（multi-G）模型对几种典型浒苔脂肪酸和中性脂的降解过程进行拟合，结果显示，这些脂类化合物在培养体系中都可以分为降解较快和较慢的部分，在添加外源微生物菌群的情况下，其降解速率均有不同程度的提升，幅度在20%−30%。在外源环境微生物的影响下，不同种类浒苔脂肪酸的降解率与降解速率没有显著差别。在海水中，结合态脂类化合物的降解速率与降解率均显著高于其游离态，显示浒苔脂类化合物的存在形态对其降解过程有显著影响。外源微生物的加入提高了浒苔脂类化合物降解较慢的部分的降解速率，从而在整体上促进了浒苔的降解。
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海洋生物碳泵（BCP）与古气候的关系是碳循环研究的一个核心科学问题。 本文利用罗斯海沉积物总有机碳（TOC）和一些重要的类脂化合物所隐含的生态学特性，即那些可引起海底沉积碳库组成和海洋BCP（包括生物泵BP和微型生物碳泵MCP）效率改变的分子生物标志物，从罗斯海现代海洋出发，追溯到末次冰期以来（27 ka BP～0.6 ka BP）古海洋生物碳泵演化（重点讨论BP和MCP）及其与一些重大地质事件的联系。研究结果表明；（1）罗斯海表层沉积物中相对高的TOC和较低C/N比值、以及正构烷烃色谱峰型、主峰碳、分子组合特征低碳数和高碳数比值（L/H）和(nC21+nC22)/(nC28+nC29)比值、低碳烃（nC15+nC17+nC19）、中碳烃（nC21+nC23+nC25）和高碳烃（nC27+nC29+nC31）、细菌（BrGDGT）和较低的陆源土壤指标（BIT）一致性表征海源有机质贡献占主导地位，通过海洋BP和MCP效应将内源有机碳输送到海底进行长期储存；Pr/Ph比值结合Ph/nC18和Pr/C17比值均表明表层沉积物为还原—强还原性的缺氧环境，有利于海底储存有机碳，同时还与海冰消融关系密切。（2）利用低温校正公式\begin{document}$ {\mathrm{T}\mathrm{E}\mathrm{X}}_{86}^{\mathrm{L}} $\end{document} ![]()
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\begin{document}$ {\mathrm{T}\mathrm{E}\mathrm{X}}_{86}^{\mathrm{L}} $\end{document} ![]()
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海洋生物碳泵（BCP）与古气候的关系是碳循环研究的一个核心科学问题。 本文利用罗斯海沉积物总有机碳（TOC）和一些重要的类脂化合物所隐含的生态学特性，即那些可引起海底沉积碳库组成和海洋BCP（包括生物泵BP和微型生物碳泵MCP）效率改变的分子生物标志物，从罗斯海现代海洋出发，追溯到末次冰期以来（27 ka BP～0.6 ka BP）古海洋生物碳泵演化（重点讨论BP和MCP）及其与一些重大地质事件的联系。研究结果表明；（1）罗斯海表层沉积物中相对高的TOC和较低C/N比值、以及正构烷烃色谱峰型、主峰碳、分子组合特征低碳数和高碳数比值（L/H）和(nC21+nC22)/(nC28+nC29)比值、低碳烃（nC15+nC17+nC19）、中碳烃（nC21+nC23+nC25）和高碳烃（nC27+nC29+nC31）、细菌（BrGDGT）和较低的陆源土壤指标（BIT）一致性表征海源有机质贡献占主导地位，通过海洋BP和MCP效应将内源有机碳输送到海底进行长期储存；Pr/Ph比值结合Ph/nC18和Pr/C17比值均表明表层沉积物为还原—强还原性的缺氧环境，有利于海底储存有机碳，同时还与海冰消融关系密切。（2）利用低温校正公式
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为了解南海中西部上升流海域鱼类群落特征，利用2014年夏季灯光罩网渔业资源调查数据，对趋光性中上层鱼类群落的种类组成、生物多样性和群落结构进行研究。上升流核心区有鱼类13种，隶属于3目8科11属，优势种为鳞首方头鲳Cubiceps squamiceps；周边海域采集鱼类11种，隶属于2目8科10属，优势种为扁舵鲣Auxis thazard和大眼金枪鱼Thunnus obesus。鱼类多样性指数、丰富度指数和均匀度指数均为上升流核心区低于周边海域。上升流核心区平均渔获率为45.9 kg/h，是周边海域的1.63倍。鱼类种类数最大值出现在上升流核心区的FT1断面，与叶绿素a浓度最大值所处断面一致，但渔获率最大值出现在叶绿素a浓度次高的FT2断面。多元方差分析表明上升流核心区和周边海域鱼类群落具有边缘显著差异，主要分歧种为鳞首方头鲳、扁舵鲣、长体圆鲹Decapterus macrosoma、大眼金枪鱼和圆舵鲣Auxis rochei。相关性分析显示，海表叶绿素a浓度是影响研究海域鱼类丰度空间分布最重要的环境因子。
为了解南海中西部上升流海域鱼类群落特征，利用2014年夏季灯光罩网渔业资源调查数据，对趋光性中上层鱼类群落的种类组成、生物多样性和群落结构进行研究。上升流核心区有鱼类13种，隶属于3目8科11属，优势种为鳞首方头鲳Cubiceps squamiceps；周边海域采集鱼类11种，隶属于2目8科10属，优势种为扁舵鲣Auxis thazard和大眼金枪鱼Thunnus obesus。鱼类多样性指数、丰富度指数和均匀度指数均为上升流核心区低于周边海域。上升流核心区平均渔获率为45.9 kg/h，是周边海域的1.63倍。鱼类种类数最大值出现在上升流核心区的FT1断面，与叶绿素a浓度最大值所处断面一致，但渔获率最大值出现在叶绿素a浓度次高的FT2断面。多元方差分析表明上升流核心区和周边海域鱼类群落具有边缘显著差异，主要分歧种为鳞首方头鲳、扁舵鲣、长体圆鲹Decapterus macrosoma、大眼金枪鱼和圆舵鲣Auxis rochei。相关性分析显示，海表叶绿素a浓度是影响研究海域鱼类丰度空间分布最重要的环境因子。
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基于自制的分离富集装置，使用Toyopearl AF-chelate 650M螯合树脂对海水中15种痕量元素（Al、Sc、V、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Cd、Nd、Pb、Bi、Th和U）进行了分离富集样品前处理技术方法的研究，优化了上样pH、清洗液的类型和用量、洗脱液类型和用量，并联合高分辨率电感耦合等离子质谱仪（HR-ICP-MS）进行准确的测定。结果表明：8.92 mL的海水样品与醋酸−醋酸铵缓冲溶液以1∶1等比例混合（上样pH = 5.25）后加载到螯合树脂上，然后使用8.0 mL Milli-Q水清洗基体杂质，最后使用2.25 mL 0.8 mol/L HNO3洗脱。洗脱液加入Rh内标后使用HR-ICP-MS测定。方法全流程空白为0.27（Cd）～52.5（Al）pg，方法检出限为0.06（Cd）～1.67（Zn）ng/L，在0.010～50.0 μg/L浓度范围内线性关系良好（R2 > 0.999）。该方法通过分析标准海水GBW(E)080040和国际标准海水CASS-6进行了验证，GBW(E)080040中Cu、Zn、Cd、Pb的测定值均落在标准值范围内，相对误差绝对值 < 4.1%，相对标准偏差（RSD） < 4.1%，15种痕量元素的加标回收率在92.6%～107%之间。CASS-6的测定结果与认证值和报告值一致，RSD < 6.4%。本方法前处理过程简单快速、基质去除率高、检出限低、准确度高、精密度好，适用于天然淡水、饮用水、河口近岸以及大洋海水中15种痕量元素的同时准确测定。
基于自制的分离富集装置，使用Toyopearl AF-chelate 650M螯合树脂对海水中15种痕量元素（Al、Sc、V、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Cd、Nd、Pb、Bi、Th和U）进行了分离富集样品前处理技术方法的研究，优化了上样pH、清洗液的类型和用量、洗脱液类型和用量，并联合高分辨率电感耦合等离子质谱仪（HR-ICP-MS）进行准确的测定。结果表明：8.92 mL的海水样品与醋酸−醋酸铵缓冲溶液以1∶1等比例混合（上样pH = 5.25）后加载到螯合树脂上，然后使用8.0 mL Milli-Q水清洗基体杂质，最后使用2.25 mL 0.8 mol/L HNO3洗脱。洗脱液加入Rh内标后使用HR-ICP-MS测定。方法全流程空白为0.27（Cd）～52.5（Al）pg，方法检出限为0.06（Cd）～1.67（Zn）ng/L，在0.010～50.0 μg/L浓度范围内线性关系良好（R2 > 0.999）。该方法通过分析标准海水GBW(E)080040和国际标准海水CASS-6进行了验证，GBW(E)080040中Cu、Zn、Cd、Pb的测定值均落在标准值范围内，相对误差绝对值 < 4.1%，相对标准偏差（RSD） < 4.1%，15种痕量元素的加标回收率在92.6%～107%之间。CASS-6的测定结果与认证值和报告值一致，RSD < 6.4%。本方法前处理过程简单快速、基质去除率高、检出限低、准确度高、精密度好，适用于天然淡水、饮用水、河口近岸以及大洋海水中15种痕量元素的同时准确测定。
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碳酸钙（CaCO3）作为贝壳的主要成分，与有机质框架相互作用形成贝壳，为贝类提供保护作用。Ca2+是CaCO3的重要组成部分，其在贝类体内的获取、转运、沉淀过程均会显著影响CaCO3沉积。然而，目前关于贝壳中碳酸钙沉积过程以及相关基因的作用机制仍不明晰。钙调蛋白（Calmodulin, CaM）是一种广泛存在于真核细胞中并与Ca2+特异性结合的蛋白，主要参与细胞信号转导、靶酶活性调控和Ca2+稳态调节等多种生理过程。为研究CaM基因与贝壳碳酸钙沉积的关系，本研究对缢蛏CaM基因（ScCaM）进行分子鉴定和表达特征分析，并研究了ScCaM重组蛋白的Ca2+结合活性及其在CaCO3沉积中的作用。结果显示，ScCaM基因共编码149个氨基酸，含有4个连续EF-hand结构域；ScCaM在各组织中均能表达，其中在鳃和外套膜组织中表达水平显著高于足、水管、闭壳肌和肝胰腺等组织（P < 0.05）；缢蛏壳碳酸钙含量与其壳重呈正比，并且贝壳重量较大的个体，其ScCaM基因表达水平较高。ScCaM重组蛋白具有钙离子结合活性，可加快碳酸钙沉淀速率，并且促进效应呈现出明显的蛋白浓度依赖性。结果表明，ScCaM基因/蛋白表达与贝壳碳酸钙含量密切相关，即ScCaM基因/蛋白表达量升高，可增强Ca2+运输效率，促进壳碳酸钙沉积，从而提高贝壳重量。本研究初步探讨了ScCaM基因在贝壳碳酸钙沉积中的作用，为解析缢蛏贝壳形成的分子机制提供了理论基础。
碳酸钙（CaCO3）作为贝壳的主要成分，与有机质框架相互作用形成贝壳，为贝类提供保护作用。Ca2+是CaCO3的重要组成部分，其在贝类体内的获取、转运、沉淀过程均会显著影响CaCO3沉积。然而，目前关于贝壳中碳酸钙沉积过程以及相关基因的作用机制仍不明晰。钙调蛋白（Calmodulin, CaM）是一种广泛存在于真核细胞中并与Ca2+特异性结合的蛋白，主要参与细胞信号转导、靶酶活性调控和Ca2+稳态调节等多种生理过程。为研究CaM基因与贝壳碳酸钙沉积的关系，本研究对缢蛏CaM基因（ScCaM）进行分子鉴定和表达特征分析，并研究了ScCaM重组蛋白的Ca2+结合活性及其在CaCO3沉积中的作用。结果显示，ScCaM基因共编码149个氨基酸，含有4个连续EF-hand结构域；ScCaM在各组织中均能表达，其中在鳃和外套膜组织中表达水平显著高于足、水管、闭壳肌和肝胰腺等组织（P < 0.05）；缢蛏壳碳酸钙含量与其壳重呈正比，并且贝壳重量较大的个体，其ScCaM基因表达水平较高。ScCaM重组蛋白具有钙离子结合活性，可加快碳酸钙沉淀速率，并且促进效应呈现出明显的蛋白浓度依赖性。结果表明，ScCaM基因/蛋白表达与贝壳碳酸钙含量密切相关，即ScCaM基因/蛋白表达量升高，可增强Ca2+运输效率，促进壳碳酸钙沉积，从而提高贝壳重量。本研究初步探讨了ScCaM基因在贝壳碳酸钙沉积中的作用，为解析缢蛏贝壳形成的分子机制提供了理论基础。
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doi: 10.12284/hyxb2025074
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浮游生物体内挥发性有机物（VOCs）是指浮游生物从水环境吸收或者体内代谢的高蒸汽压的低分子量化合物。本研究旨在揭示不同大黄鱼养殖区网箱水质参数与浮游生物挥发性有机化合物（VOCs）组成特征及其季节变化规律。研究选择了洞头、南麂和宁德三个采样点，并于夏季和秋季采集网箱浮游生物样本，采用全自动顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）检测VOCs的组成，并分析其与水质参数之间的相关性。结果表明，大黄鱼网箱浮游生物VOCs主要由芳烃、烃类、酯类和酮类组成。总VOCs含量及种类在冬季显著高于夏季，且在洞头和南麂地区高于宁德地区。冬季的萘、夏季的2,4-二叔丁基苯酚以及夏冬季的Z-2-十二烯醇在宁德地区的水平显著高于洞头和南麂，表明宁德地区受到较强的人类活动影响，存在潜在的生态风险。夏季，二氢-2-甲基-3（2H）-呋喃酮、2-己醛和芳樟醇的水平在洞头和南麂网箱浮游生物中高于宁德，而冬季则在所有三个养殖区网箱中均未检测到。这些香味物质可能通过食物链在大黄鱼肌肉中积累，从而增强大黄鱼的风味品质。水体中的总氮、活性磷酸盐、总磷、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、pH和溶解氧等水质参数在不同季节和区域之间表现出显著差异，且与VOCs的生成和分布密切相关。研究结果为深入理解海洋网箱水质健康状况提供了新的视角，并为开发VOCs作为环境监测标志物以及优化大黄鱼养殖品质提供了重要依据。
浮游生物体内挥发性有机物（VOCs）是指浮游生物从水环境吸收或者体内代谢的高蒸汽压的低分子量化合物。本研究旨在揭示不同大黄鱼养殖区网箱水质参数与浮游生物挥发性有机化合物（VOCs）组成特征及其季节变化规律。研究选择了洞头、南麂和宁德三个采样点，并于夏季和秋季采集网箱浮游生物样本，采用全自动顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）检测VOCs的组成，并分析其与水质参数之间的相关性。结果表明，大黄鱼网箱浮游生物VOCs主要由芳烃、烃类、酯类和酮类组成。总VOCs含量及种类在冬季显著高于夏季，且在洞头和南麂地区高于宁德地区。冬季的萘、夏季的2,4-二叔丁基苯酚以及夏冬季的Z-2-十二烯醇在宁德地区的水平显著高于洞头和南麂，表明宁德地区受到较强的人类活动影响，存在潜在的生态风险。夏季，二氢-2-甲基-3（2H）-呋喃酮、2-己醛和芳樟醇的水平在洞头和南麂网箱浮游生物中高于宁德，而冬季则在所有三个养殖区网箱中均未检测到。这些香味物质可能通过食物链在大黄鱼肌肉中积累，从而增强大黄鱼的风味品质。水体中的总氮、活性磷酸盐、总磷、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、pH和溶解氧等水质参数在不同季节和区域之间表现出显著差异，且与VOCs的生成和分布密切相关。研究结果为深入理解海洋网箱水质健康状况提供了新的视角，并为开发VOCs作为环境监测标志物以及优化大黄鱼养殖品质提供了重要依据。
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针对中尺度涡内声速剖面结构复杂且重构误差显著偏大的问题，本文采用多源卫星遥感数据和Argo剖面，结合随机森林算法和中尺度涡统一结构模型，提出了PIRF-DEN模型。通过将海表面温度、高度异常、盐度、密度等海表环境参数与Argo密度作为输入，建立了“水面-水下”声速映射关系。同时，基于中尺度涡统一结构模型重构涡旋内密度场，将海表环境参数和涡旋重构密度输入映射关系并重构了涡旋内声速剖面。研究结果表明，PIRF-DEN模型显著提高了声速剖面的重构精度，MAE和RMSE分别降至0.8324 m/s和1.3869 m/s，较传统的sEOF-r方法降低了87.3%和83.7%，且声速重构精度和稳定性优于现有模型。
针对中尺度涡内声速剖面结构复杂且重构误差显著偏大的问题，本文采用多源卫星遥感数据和Argo剖面，结合随机森林算法和中尺度涡统一结构模型，提出了PIRF-DEN模型。通过将海表面温度、高度异常、盐度、密度等海表环境参数与Argo密度作为输入，建立了“水面-水下”声速映射关系。同时，基于中尺度涡统一结构模型重构涡旋内密度场，将海表环境参数和涡旋重构密度输入映射关系并重构了涡旋内声速剖面。研究结果表明，PIRF-DEN模型显著提高了声速剖面的重构精度，MAE和RMSE分别降至
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海洋叶绿素a（Chl-a）浓度是海洋浮游植物生物量的重要表征，是海洋生态环境变化的直观体现，准确、高效的估算水体Chl-a浓度是海洋相关研究的基础。卫星遥感技术可用于大范围、高频次的Chl-a浓度监测，为我们理解海洋生态环境变化提供了重要支撑。但是，由于复杂的生物光学特征，近岸浑浊水体Chl-a浓度的遥感反演结果具有很大的不确定性，需要我们利用大量现场实测数据进行验证和优化。本文基于2010-2023年间45个航次的表层Chl-a浓度实测数据，利用MODIS同步卫星遥感反射率数据，构建了黄河口邻近海域Chl-a浓度的机器学习遥感反演模型。结果表明：与传统的全球标准算法和以往的区域算法相比，机器学习算法获得了更高的反演精度；其中，高斯过程模型表现最佳（R2 = 0.62, RMSE = 0.21 mg/m3），结果很好的呈现了该海域Chl-a浓度的时空变化特征。总体来看，该海域Chl-a浓度在空间上呈现近岸高于离岸的特征，季节变化呈现较为明显的夏高冬低的单峰结构，2003−2023年间平均Chl-a浓度以每年0.02 mg/m3的速率增加。研究结果丰富了近岸海域Chl-a浓度遥感反演算法，拓展了机器学习算法的遥感应用，为黄河口邻近海域海洋生态环境评估提供了方法和数据支撑。
海洋叶绿素a（Chl-a）浓度是海洋浮游植物生物量的重要表征，是海洋生态环境变化的直观体现，准确、高效的估算水体Chl-a浓度是海洋相关研究的基础。卫星遥感技术可用于大范围、高频次的Chl-a浓度监测，为我们理解海洋生态环境变化提供了重要支撑。但是，由于复杂的生物光学特征，近岸浑浊水体Chl-a浓度的遥感反演结果具有很大的不确定性，需要我们利用大量现场实测数据进行验证和优化。本文基于2010-2023年间45个航次的表层Chl-a浓度实测数据，利用MODIS同步卫星遥感反射率数据，构建了黄河口邻近海域Chl-a浓度的机器学习遥感反演模型。结果表明：与传统的全球标准算法和以往的区域算法相比，机器学习算法获得了更高的反演精度；其中，高斯过程模型表现最佳（R2 = 0.62, RMSE = 0.21 mg/m3），结果很好的呈现了该海域Chl-a浓度的时空变化特征。总体来看，该海域Chl-a浓度在空间上呈现近岸高于离岸的特征，季节变化呈现较为明显的夏高冬低的单峰结构，2003−2023年间平均Chl-a浓度以每年0.02 mg/m3的速率增加。研究结果丰富了近岸海域Chl-a浓度遥感反演算法，拓展了机器学习算法的遥感应用，为黄河口邻近海域海洋生态环境评估提供了方法和数据支撑。
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doi: 10.12284/hyxb2025058
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为探究北部湾铁山港海域浮游动物群落结构特征及变化规律，根据2018年4月（春季）、7月（夏季）、10月（秋季）和2022年7月（夏季）的航次数据，分析了浮游动物的丰度、生物量、种类组成、优势种及其与环境因子的关系。研究海域共鉴定出浮游动物162种（类）。2018年浮游动物丰度和生物量表现为夏季【（274.58 ± 221.15） ind./m3，（152.09 ± 142.97） mg/m3）】高于秋季【（215.72 ± 114.81） ind./m3，（87.65 ± 46.70） mg/m3）、秋季高于春季【（193.75 ± 185.81） ind./m3，（60.95 ± 47.96） mg/m3）】的季节特征。优势种共15种，优势种组成有明显的季节变化。春季优势种有大西洋五角水母（Muggiaea atlantica）和软拟海樽（Dolioletta gegenbauri）等外海种；球型侧腕水母（Pleurobrachia globosa）仅在夏季为优势种，秋季占据主导地位的是太平洋纺锤水蚤（Acartia pacifica）和锥形宽水蚤（Temora turbinata）等近岸暖水种。对比2018年夏季，2022年夏季温度和叶绿素a质量浓度升高，使得水母类在浮游动物群落结构中的占比增加。铁山港海域浮游动物群落结构季节间差异和年际差异主要受温度、盐度、和叶绿素a浓度的影响。研究还表明，铁山港海域浮游动物群落结构趋于小型化，群落稳定性较差。
为探究北部湾铁山港海域浮游动物群落结构特征及变化规律，根据2018年4月（春季）、7月（夏季）、10月（秋季）和2022年7月（夏季）的航次数据，分析了浮游动物的丰度、生物量、种类组成、优势种及其与环境因子的关系。研究海域共鉴定出浮游动物162种（类）。2018年浮游动物丰度和生物量表现为夏季【（274.58 ± 221.15） ind./m3，（152.09 ± 142.97） mg/m3）】高于秋季【（215.72 ± 114.81） ind./m3，（87.65 ± 46.70） mg/m3）、秋季高于春季【（193.75 ± 185.81） ind./m3，（60.95 ± 47.96） mg/m3）】的季节特征。优势种共15种，优势种组成有明显的季节变化。春季优势种有大西洋五角水母（Muggiaea atlantica）和软拟海樽（Dolioletta gegenbauri）等外海种；球型侧腕水母（Pleurobrachia globosa）仅在夏季为优势种，秋季占据主导地位的是太平洋纺锤水蚤（Acartia pacifica）和锥形宽水蚤（Temora turbinata）等近岸暖水种。对比2018年夏季，2022年夏季温度和叶绿素a质量浓度升高，使得水母类在浮游动物群落结构中的占比增加。铁山港海域浮游动物群落结构季节间差异和年际差异主要受温度、盐度、和叶绿素a浓度的影响。研究还表明，铁山港海域浮游动物群落结构趋于小型化，群落稳定性较差。
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doi: 10.12284/hyxb2025041
摘要:
海表碳库年龄对于海洋放射性碳年代校准和海洋环流重建等具有重要价值。爆炸性火山喷发产生的火山灰地层时标，能够建立海洋和陆地放射性碳定年样本的联系，帮助重建过去的海表碳库年龄。然而，冰筏漂流、生物扰动等因素增加了火山灰时标的复杂性，尤其是距离火山源较远位置的研究区域。本研究以中纬度北大西洋的一根高沉积速率岩心为例，分析了柱样中的火山灰丰度与地球化学成分，揭示了其与高纬北大西洋火山灰层I的对应关系。结合放射性碳定年以及北大西洋相关沉积岩心证据，我们系统评估了中高纬北大西洋Vedde火山灰等时线的可靠性，并推断出Vedde火山灰经由海冰向西北大西洋输运的传输模式。本研究的高分辨率火山灰丰度层序印证了生物扰动对远距离传输沉降的薄层火山灰在地层中分布的影响，进一步强调了海洋沉积记录中生物扰动校正的重要性。经生物扰动校正后，岩心区域新仙女木时期的海表碳库年龄估值为（799 ± 58）a，与同时期亚极地北大西洋的海表碳库年龄呈现较好的一致性。我们的研究表明，在对火山灰时标的可靠性进行评估后，Vedde等源自高纬北大西洋的火山灰可在更大空间范围内得到应用。
海表碳库年龄对于海洋放射性碳年代校准和海洋环流重建等具有重要价值。爆炸性火山喷发产生的火山灰地层时标，能够建立海洋和陆地放射性碳定年样本的联系，帮助重建过去的海表碳库年龄。然而，冰筏漂流、生物扰动等因素增加了火山灰时标的复杂性，尤其是距离火山源较远位置的研究区域。本研究以中纬度北大西洋的一根高沉积速率岩心为例，分析了柱样中的火山灰丰度与地球化学成分，揭示了其与高纬北大西洋火山灰层I的对应关系。结合放射性碳定年以及北大西洋相关沉积岩心证据，我们系统评估了中高纬北大西洋Vedde火山灰等时线的可靠性，并推断出Vedde火山灰经由海冰向西北大西洋输运的传输模式。本研究的高分辨率火山灰丰度层序印证了生物扰动对远距离传输沉降的薄层火山灰在地层中分布的影响，进一步强调了海洋沉积记录中生物扰动校正的重要性。经生物扰动校正后，岩心区域新仙女木时期的海表碳库年龄估值为（799 ± 58）a，与同时期亚极地北大西洋的海表碳库年龄呈现较好的一致性。我们的研究表明，在对火山灰时标的可靠性进行评估后，Vedde等源自高纬北大西洋的火山灰可在更大空间范围内得到应用。
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doi: 10.12284/hyxb2025048
摘要:
热胁迫下珊瑚白化现象已被认为是全球珊瑚礁退化的主要驱动因素。热胁迫条件下珊瑚全共生功能体内的微生物群落组成、代谢和功能特性已有相关研究报道。然而，迄今还未见珊瑚健康－白化－恢复全过程中菌群结构及组成变化的相关研究。本研究以深圳海域橙黄滨珊瑚（Porites lutea）为研究对象，通过实验室模拟热胁迫下的珊瑚从健康－白化－恢复健康的过程，采用高通量测序技术和宏基因组测序技术分析珊瑚白化和恢复过程中的健康、开始白化、持续白化、开始恢复、恢复健康5个特征阶段珊瑚微生物群落的差异和功能基因变化。结果显示，随着温度的升高，变形杆菌门在白化过程中明显增多，在恢复过程中减少；拟杆菌门等在白化过程中减少，在恢复过程中增多。在珊瑚白化过程中，与压力耐受能力、生物膜形成、可移动因子及潜在致病性相关的细菌丰度显著增加，而群体感应相关细菌的丰度则在减少。4种微生物在珊瑚白化中发挥重要作用：不动杆菌属、罗尔斯通菌属和伯克霍尔德氏菌属是升温导致的珊瑚白化中的关键差异细菌类群；代尔夫特菌属可能通过群体感应机制调节其他菌群，以维持珊瑚微生物群落的稳定。本研究揭示了高温胁迫环境下珊瑚组织内微生物及其功能的变化，为阐明珊瑚白化过程中微生物−宿主互作机制提供分子依据。
热胁迫下珊瑚白化现象已被认为是全球珊瑚礁退化的主要驱动因素。热胁迫条件下珊瑚全共生功能体内的微生物群落组成、代谢和功能特性已有相关研究报道。然而，迄今还未见珊瑚健康－白化－恢复全过程中菌群结构及组成变化的相关研究。本研究以深圳海域橙黄滨珊瑚（Porites lutea）为研究对象，通过实验室模拟热胁迫下的珊瑚从健康－白化－恢复健康的过程，采用高通量测序技术和宏基因组测序技术分析珊瑚白化和恢复过程中的健康、开始白化、持续白化、开始恢复、恢复健康5个特征阶段珊瑚微生物群落的差异和功能基因变化。结果显示，随着温度的升高，变形杆菌门在白化过程中明显增多，在恢复过程中减少；拟杆菌门等在白化过程中减少，在恢复过程中增多。在珊瑚白化过程中，与压力耐受能力、生物膜形成、可移动因子及潜在致病性相关的细菌丰度显著增加，而群体感应相关细菌的丰度则在减少。4种微生物在珊瑚白化中发挥重要作用：不动杆菌属、罗尔斯通菌属和伯克霍尔德氏菌属是升温导致的珊瑚白化中的关键差异细菌类群；代尔夫特菌属可能通过群体感应机制调节其他菌群，以维持珊瑚微生物群落的稳定。本研究揭示了高温胁迫环境下珊瑚组织内微生物及其功能的变化，为阐明珊瑚白化过程中微生物−宿主互作机制提供分子依据。
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为了评估“集成方法”能否改进物种分布模型（Species Distribution Models, SDMs）在海洋环境高度动态变化的河口区域的预测性能，本研究基于2013—2021年长江口海洋生物资源调查数据，使用8种基于不同算法的单一模型对长江口的优势物种之一龙头鱼（Harpadon nehereus）构建了栖息地生境的集成模型（Ensemble Model, EM）。结果显示：（1）所有单一模型的预测性能均优于随机分布模型，而EM具有最高的预测准确性和稳健性（受试者工作特征曲线下面积（Area Under receiver operating character Curve, AUC）=0.875；真实技巧统计值（True skill statistic, TSS）=0.650；KAPPA系数=0.560；总体精度（Overall accuracy, OA）=0.867）；（2）EM能最为准确地识别出龙头鱼的出现点和未出现点，也能清晰地区分出未采样区域适宜性水平的差异，并预测出不同模型共同的高适宜区域；（3）最后，EM能准确识别龙头鱼的关键环境需求并反映出多模型集中的变化趋势，其最适盐度、温度和化学需氧量的范围分别为2.754—30.300、28.278—30.934℃、4.605—8.080 mg/L。本研究可为长江口龙头鱼资源的可持续利用和栖息地保护工作提供更可靠的研究方法。
为了评估“集成方法”能否改进物种分布模型（Species Distribution Models, SDMs）在海洋环境高度动态变化的河口区域的预测性能，本研究基于2013—2021年长江口海洋生物资源调查数据，使用8种基于不同算法的单一模型对长江口的优势物种之一龙头鱼（Harpadon nehereus）构建了栖息地生境的集成模型（Ensemble Model, EM）。结果显示：（1）所有单一模型的预测性能均优于随机分布模型，而EM具有最高的预测准确性和稳健性（受试者工作特征曲线下面积（Area Under receiver operating character Curve, AUC）=0.875；真实技巧统计值（True skill statistic, TSS）=0.650；KAPPA系数=0.560；总体精度（Overall accuracy, OA）=0.867）；（2）EM能最为准确地识别出龙头鱼的出现点和未出现点，也能清晰地区分出未采样区域适宜性水平的差异，并预测出不同模型共同的高适宜区域；（3）最后，EM能准确识别龙头鱼的关键环境需求并反映出多模型集中的变化趋势，其最适盐度、温度和化学需氧量的范围分别为2.754—30.300、28.278—30.934℃、4.605—8.080 mg/L。本研究可为长江口龙头鱼资源的可持续利用和栖息地保护工作提供更可靠的研究方法。
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doi: 10.12284/hyxb2025025
摘要:
基于2002−2020年的Jason系列卫星数据，利用一种高风速计算方法得到431次飓风的风速信息。在此基础上，利用基于再分析的美国飓风中心（The National Hurricane Center, NHC）大西洋和东北太平洋飓风最佳路径数据集进行比对分析，对高风速计算方法进行了综合评估。文中计算和评估结果显示，8.03～66.93 m/s飓风风速RMSE优于4 m/s；卫星观测风速和NHC飓风最佳路径数据相关系数在0.9以上。这表明文中方法是可靠的，具备热带气旋高风速观测能力。同时，文中结果显示，飓风观测期间几乎都伴随着不同程度的降雨，当风速大于50 m/s时，卫星观测点均处于中到暴雨的环境下。文中研究证明了利用卫星雷达高度计和校正辐射计这对主被动微波遥感器联合获取极端海洋环境下风速信息的可行性，这为提升台风或飓风风速观测能力提供了一种有潜力的技术手段。另外，统计结果显示飓风期间风速和气压也具备很好的线性相关性，利用这种关系可以基于卫星获取的高风速信息来快速计算得到热带气旋中心气压，这将形成卫星对热带气旋风速和中心气压的同步获取能力。
基于2002−2020年的Jason系列卫星数据，利用一种高风速计算方法得到431次飓风的风速信息。在此基础上，利用基于再分析的美国飓风中心（The National Hurricane Center, NHC）大西洋和东北太平洋飓风最佳路径数据集进行比对分析，对高风速计算方法进行了综合评估。文中计算和评估结果显示，8.03～66.93 m/s飓风风速RMSE优于4 m/s；卫星观测风速和NHC飓风最佳路径数据相关系数在0.9以上。这表明文中方法是可靠的，具备热带气旋高风速观测能力。同时，文中结果显示，飓风观测期间几乎都伴随着不同程度的降雨，当风速大于50 m/s时，卫星观测点均处于中到暴雨的环境下。文中研究证明了利用卫星雷达高度计和校正辐射计这对主被动微波遥感器联合获取极端海洋环境下风速信息的可行性，这为提升台风或飓风风速观测能力提供了一种有潜力的技术手段。另外，统计结果显示飓风期间风速和气压也具备很好的线性相关性，利用这种关系可以基于卫星获取的高风速信息来快速计算得到热带气旋中心气压，这将形成卫星对热带气旋风速和中心气压的同步获取能力。
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doi: 10.12284/hyxb2025045
摘要:
北极因其丰富的矿产能源、航道资源和独特的地缘政治格局，成为全球关注的战略要地，研究北极海域的潮汐动力特征是理解其环境格局与资源开发潜力的关键。本研究基于Arc5km2018北极潮汐模型和ArcTiCA潮汐数据集，采用海洋学统计方法对北极北冰洋海域的主要潮汐特征和潮波传播规律进行了分析。结果表明，北冰洋海域以半日潮为主，M2分潮最显著，振幅可达1.2 m，中央海域振幅则较小（不超过0.1 m）。近岸和群岛区域受浅水分潮影响，潮不对称系数绝对值增大至0.2以上。由于复杂的地形和岸线，北冰洋存在多个逆时针旋转无潮点和多股潮波汇合形成的潮波辐合区，潮波主要由挪威海向巴伦支海、由格陵兰海分别向东西伯利亚海、楚科奇海和帕里群岛传播，传播速度一般不超过200 m/s且与水深的平方根正相关，振幅梯度绝对值一般不超过5 × 10−3 km−1。本研究为北极地区的综合治理和资源开发提供了重要数据支撑。
北极因其丰富的矿产能源、航道资源和独特的地缘政治格局，成为全球关注的战略要地，研究北极海域的潮汐动力特征是理解其环境格局与资源开发潜力的关键。本研究基于Arc5km2018北极潮汐模型和ArcTiCA潮汐数据集，采用海洋学统计方法对北极北冰洋海域的主要潮汐特征和潮波传播规律进行了分析。结果表明，北冰洋海域以半日潮为主，M2分潮最显著，振幅可达1.2 m，中央海域振幅则较小（不超过0.1 m）。近岸和群岛区域受浅水分潮影响，潮不对称系数绝对值增大至0.2以上。由于复杂的地形和岸线，北冰洋存在多个逆时针旋转无潮点和多股潮波汇合形成的潮波辐合区，潮波主要由挪威海向巴伦支海、由格陵兰海分别向东西伯利亚海、楚科奇海和帕里群岛传播，传播速度一般不超过200 m/s且与水深的平方根正相关，振幅梯度绝对值一般不超过5 × 10−3 km−1。本研究为北极地区的综合治理和资源开发提供了重要数据支撑。
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doi: 10.12284/hyxb2025056
摘要:
红树林湿地是高效的滨海蓝色碳汇，在调节全球碳循环中发挥着重要的作用。本研究借助沉积物的粒度、总有机碳（TOC）与总氮（TN）的比值（TOC/TN）、有机碳同位素（δ13C）和210Pb年代学等相关参数，研究广西铁山港红树林湿地有机碳（OC）来源、沉积物沉积通量、OC埋藏通量的时间变化趋势。结果表明：沉积物粒度以粉砂、砂为主，TOC含量和δ13C变化范围分别为0.26%～3.96%、−27.4‰～−21.4‰，TOC、TN、δ13C具有较好的一致性。铁山港红树林湿地OC来源中陆源占35.0%，海源占30.5%，红树林源占34.5%。在100年来沉积物有机碳通量平均值为87.6 g/(m2·a)，0～50 cm区间的沉积物碳储量占沉积物柱中（95 cm）总储量的65.3%。自1961年以后，因水库大坝建设，沉积物沉积通量总体减小；1961−1999年间，由于气候及流域周围人类干扰等因素，导致更多陆源有机碳的输入和埋藏；1999−2020年，极端天气和自然因素下，红树林湿地遭破坏退化，从而降低了TOC含量及OC埋藏通量；2010年以来，沉积物中TOC含量增加，这可能与其含水量较高、凋落物累积和根系生长有关，OC来源以红树林源的贡献为主。
红树林湿地是高效的滨海蓝色碳汇，在调节全球碳循环中发挥着重要的作用。本研究借助沉积物的粒度、总有机碳（TOC）与总氮（TN）的比值（TOC/TN）、有机碳同位素（δ13C）和210Pb年代学等相关参数，研究广西铁山港红树林湿地有机碳（OC）来源、沉积物沉积通量、OC埋藏通量的时间变化趋势。结果表明：沉积物粒度以粉砂、砂为主，TOC含量和δ13C变化范围分别为0.26%～3.96%、−27.4‰～−21.4‰，TOC、TN、δ13C具有较好的一致性。铁山港红树林湿地OC来源中陆源占35.0%，海源占30.5%，红树林源占34.5%。在100年来沉积物有机碳通量平均值为87.6 g/(m2·a)，0～50 cm区间的沉积物碳储量占沉积物柱中（95 cm）总储量的65.3%。自1961年以后，因水库大坝建设，沉积物沉积通量总体减小；1961−1999年间，由于气候及流域周围人类干扰等因素，导致更多陆源有机碳的输入和埋藏；1999−2020年，极端天气和自然因素下，红树林湿地遭破坏退化，从而降低了TOC含量及OC埋藏通量；2010年以来，沉积物中TOC含量增加，这可能与其含水量较高、凋落物累积和根系生长有关，OC来源以红树林源的贡献为主。
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doi: 10.12284/hyxb2025016
摘要:
为探究太阳长棘海星（Acanthaster cf. solaris）对鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）的摄食作用及其分子调控机制，本研究以南海典型的鹿角杯形珊瑚为研究对象，结合行为学实验、转录组测序及胃组织酶活性测定，系统分析了嗅觉受体在其摄食行为中的作用。结果表明，太阳长棘海星在摄食鹿角杯形珊瑚后，化学感受器的基因表达发生显著变化，其中89个基因的表达发生显著上调，335个基因发生显著下调。深入挖掘表达上调基因，发现gamma-aminobutyric acid type B receptor subunit 1-like，olfactory receptor 13-like等5个转录组提示的嗅觉受体基因可能在海星识别和摄食鹿角杯形珊瑚过程中发挥了关键作用。同时，摄食行为显著激活胃组织中纤维素酶活性（p < 0.05），而磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和脂肪酶活性也呈增大趋势但未达显著水平，表明纤维素酶可能通过增强对珊瑚和虫黄藻细胞壁的分解能力参与消化过程。本研究初步揭示了太阳长棘海星关键嗅觉受体对摄食行为的介导机制，为深入解析其种群暴发机理提供了重要科学参考。
为探究太阳长棘海星（Acanthaster cf. solaris）对鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）的摄食作用及其分子调控机制，本研究以南海典型的鹿角杯形珊瑚为研究对象，结合行为学实验、转录组测序及胃组织酶活性测定，系统分析了嗅觉受体在其摄食行为中的作用。结果表明，太阳长棘海星在摄食鹿角杯形珊瑚后，化学感受器的基因表达发生显著变化，其中89个基因的表达发生显著上调，335个基因发生显著下调。深入挖掘表达上调基因，发现gamma-aminobutyric acid type B receptor subunit 1-like，olfactory receptor 13-like等5个转录组提示的嗅觉受体基因可能在海星识别和摄食鹿角杯形珊瑚过程中发挥了关键作用。同时，摄食行为显著激活胃组织中纤维素酶活性（p < 0.05），而磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和脂肪酶活性也呈增大趋势但未达显著水平，表明纤维素酶可能通过增强对珊瑚和虫黄藻细胞壁的分解能力参与消化过程。本研究初步揭示了太阳长棘海星关键嗅觉受体对摄食行为的介导机制，为深入解析其种群暴发机理提供了重要科学参考。
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doi: 10.12284/hyxb2025052
摘要:
舟山渔场是中国最大的渔场，渔业资源丰富。在气候变化和人类干扰的影响下，局域海洋环境变化和选择性捕捞诱发鱼类群落的生境和功能的空间异质性增强，进而导致生态系统失稳。然而，受生物功能数据缺失的影响，舟山渔场鱼类群落功能结构的空间格局相对于基于分类水平的研究仍存在严重不足。本研究基于2006−2007年舟山渔场4个季度的渔业资源调查和鱼类功能性状数据，通过计算每个功能性状的群落加权平均值度量群落的功能组成，计算群落之间的β多样性度量群落的空间异质性，研究舟山渔场鱼类群落分类和功能结构的空间格局及其季节变化，并探讨其与环境因子的关系。研究结果表明：大多数性状群落加权平均值（6/7）至少在两个季节间存在显著差异；分类和功能β多样性均具有较高值，变化范围分别是0.7423 ～0.8396 和0.7184 ～0.7824 ，说明舟山渔场鱼类群落分类和功能结构的空间异质性程度均较高；分类β多样性存在显著的季节变化，且与水深、盐度、化学需氧量显著相关，而功能β多样性无显著的季节变化且与环境因子无显著关系。研究结果有助于深入了解舟山渔场鱼类群落的空间格局及其季节动态，可用于指导鱼类多样性保护和渔业资源管理。
舟山渔场是中国最大的渔场，渔业资源丰富。在气候变化和人类干扰的影响下，局域海洋环境变化和选择性捕捞诱发鱼类群落的生境和功能的空间异质性增强，进而导致生态系统失稳。然而，受生物功能数据缺失的影响，舟山渔场鱼类群落功能结构的空间格局相对于基于分类水平的研究仍存在严重不足。本研究基于2006−2007年舟山渔场4个季度的渔业资源调查和鱼类功能性状数据，通过计算每个功能性状的群落加权平均值度量群落的功能组成，计算群落之间的β多样性度量群落的空间异质性，研究舟山渔场鱼类群落分类和功能结构的空间格局及其季节变化，并探讨其与环境因子的关系。研究结果表明：大多数性状群落加权平均值（6/7）至少在两个季节间存在显著差异；分类和功能β多样性均具有较高值，变化范围分别是
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doi: 10.12284/hyxb2025034
摘要:
红树林是滨海生产力最高的生态系统，林内有机碳来源多元化，使得底栖食物网营养结构较为复杂。本研究以沿浦湾红树林底栖动物（鱼类、贝类、甲壳类）为研究对象，采用稳定同位素技术结合贝叶斯标准椭圆模型（SIBER模型）和稳定同位素溯源混合模型（Simmr模型）分析底栖动物群落营养结构，并确定潜在食物来源。研究表明：底栖动物碳稳定同位素（δ13C）值范围为−22.04‰～−11.27‰，氮稳定同位素（δ15N）值范围为5.86‰～16.21‰，营养级介于1.00（红树拟蟹守螺）～3.62（大鳍弹涂鱼）之间。其中，鱼类的营养级偏高，为2.05～3.62，甲壳类为2.28～3.19，而贝类相对偏低，介于1.00～2.83之间，这与不同类群的食性偏好差异有关。由营养生态位分析可知，鱼类的食物链长度和营养多样性高于甲壳类和贝类，甲壳类的食物来源多样性和营养均匀度均最高，而贝类的营养多样性和营养相似性最高。总体上，鱼类、甲壳类和贝类之间的核心营养生态位出现不同程度上重叠。基于贝叶斯混合模型分析底栖动物潜在食物来源发现，沉积有机物（Soil organic matter, SOM）为主要碳源，占78.2%，其次是浮游植物，占21.6%，而凋落物和悬浮有机质（Particulate organic matter, POM）最低，分别为3.7%和3.3%。研究结果完善了我国北缘红树林底栖动物营养关系，有助于更好地从营养调控角度开展红树林生物多样性保护与修复工作。
红树林是滨海生产力最高的生态系统，林内有机碳来源多元化，使得底栖食物网营养结构较为复杂。本研究以沿浦湾红树林底栖动物（鱼类、贝类、甲壳类）为研究对象，采用稳定同位素技术结合贝叶斯标准椭圆模型（SIBER模型）和稳定同位素溯源混合模型（Simmr模型）分析底栖动物群落营养结构，并确定潜在食物来源。研究表明：底栖动物碳稳定同位素（δ13C）值范围为−22.04‰～−11.27‰，氮稳定同位素（δ15N）值范围为5.86‰～16.21‰，营养级介于1.00（红树拟蟹守螺）～3.62（大鳍弹涂鱼）之间。其中，鱼类的营养级偏高，为2.05～3.62，甲壳类为2.28～3.19，而贝类相对偏低，介于1.00～2.83之间，这与不同类群的食性偏好差异有关。由营养生态位分析可知，鱼类的食物链长度和营养多样性高于甲壳类和贝类，甲壳类的食物来源多样性和营养均匀度均最高，而贝类的营养多样性和营养相似性最高。总体上，鱼类、甲壳类和贝类之间的核心营养生态位出现不同程度上重叠。基于贝叶斯混合模型分析底栖动物潜在食物来源发现，沉积有机物（Soil organic matter, SOM）为主要碳源，占78.2%，其次是浮游植物，占21.6%，而凋落物和悬浮有机质（Particulate organic matter, POM）最低，分别为3.7%和3.3%。研究结果完善了我国北缘红树林底栖动物营养关系，有助于更好地从营养调控角度开展红树林生物多样性保护与修复工作。
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doi: 10.12284/hyxb2025040
摘要:
为掌握南麂列岛海域浮游动物群落的时空变化特征，分别于2022年11月、2023年5月、2023年9月对南麂列岛海域的水生生物及环境要素进行了3个航次的调查。室内实验结果显示共鉴定出浮游动物93种，其中包括20种浮游幼体，2023.09航次物种数最丰富（63种），2022.11航次物种数最低（45种）；其中优势种（Y ≥ 0.02）包括百陶箭虫（Sagitta bedoti）、肥胖软箭虫（Flaccisagitta enflata）、中华哲水蚤（Calanus sinicus）和太平洋纺锤水蚤（Acarta pacifica）等19种。浮游动物的平均丰度为512.84 ind./m3，平均生物量为614.82 mg/m3，存在明显的航次差异，2023.09航次丰度和生物量最高，2022.11航次丰度和生物量最低。浮游动物香农−威尔（Shannon-Wiener）多样性指数（H'）、物种均匀度指数（J'）和丰富度指数（D）平均值分别为1.64、0.55和2.57。Spearman相关性分析、非度量多维度排序分析和典范对应分析结果表明，盐度、温度、总氮质量浓度、硝酸盐质量浓度和浮游植物丰度是影响南麂列岛海域浮游动物优势种生物量的重要环境因子。
为掌握南麂列岛海域浮游动物群落的时空变化特征，分别于2022年11月、2023年5月、2023年9月对南麂列岛海域的水生生物及环境要素进行了3个航次的调查。室内实验结果显示共鉴定出浮游动物93种，其中包括20种浮游幼体，2023.09航次物种数最丰富（63种），2022.11航次物种数最低（45种）；其中优势种（Y ≥ 0.02）包括百陶箭虫（Sagitta bedoti）、肥胖软箭虫（Flaccisagitta enflata）、中华哲水蚤（Calanus sinicus）和太平洋纺锤水蚤（Acarta pacifica）等19种。浮游动物的平均丰度为512.84 ind./m3，平均生物量为614.82 mg/m3，存在明显的航次差异，2023.09航次丰度和生物量最高，2022.11航次丰度和生物量最低。浮游动物香农−威尔（Shannon-Wiener）多样性指数（H'）、物种均匀度指数（J'）和丰富度指数（D）平均值分别为1.64、0.55和2.57。Spearman相关性分析、非度量多维度排序分析和典范对应分析结果表明，盐度、温度、总氮质量浓度、硝酸盐质量浓度和浮游植物丰度是影响南麂列岛海域浮游动物优势种生物量的重要环境因子。
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doi: 10.12284/hyxb2025035
摘要:
针对当前南海高分辨率海洋次表层温度场数据稀缺问题，根据海洋表层遥感观测和次表层海水温度的时空关联性，开展基于生成对抗网络的南海高分辨率三维温度场重构方法研究。基于2013−2017年的海面温度、海面盐度、海面高度异常以及海面风场等多源海洋表层遥感数据，构建了基于生成对抗网络的南海三维温度场重构模型。利用训练完成的模型和海表多源遥感数据，开展2018年南海541 m以浅19个深度层的海洋三维温度场重构实验，并与GLORYS12V1再分析数据和Argo剖面数据进行比较评估，检验所提出方法的可行性。实验结果表明，三维温度场重构结果各个深度层的空间分布特征与GLORYS12V1再分析数据保持良好的一致性，能够反应出南海中部海域典型垂向断面的季节变化特征。通过对比南海不同海域3个位置点海水温度时间序列，验证了模型重构性能的稳定性。与Argo温度剖面的对比验证了重构结果能够较好地反应出真实海水温度的垂向变化，证明所提出的方法具有一定的实际应用价值。此外，重构的2018年南海三维温度场平均RMSE为0.704℃，优于CNN（0.952℃）和U-net（0.863℃）模型。
针对当前南海高分辨率海洋次表层温度场数据稀缺问题，根据海洋表层遥感观测和次表层海水温度的时空关联性，开展基于生成对抗网络的南海高分辨率三维温度场重构方法研究。基于2013−2017年的海面温度、海面盐度、海面高度异常以及海面风场等多源海洋表层遥感数据，构建了基于生成对抗网络的南海三维温度场重构模型。利用训练完成的模型和海表多源遥感数据，开展2018年南海541 m以浅19个深度层的海洋三维温度场重构实验，并与GLORYS12V1再分析数据和Argo剖面数据进行比较评估，检验所提出方法的可行性。实验结果表明，三维温度场重构结果各个深度层的空间分布特征与GLORYS12V1再分析数据保持良好的一致性，能够反应出南海中部海域典型垂向断面的季节变化特征。通过对比南海不同海域3个位置点海水温度时间序列，验证了模型重构性能的稳定性。与Argo温度剖面的对比验证了重构结果能够较好地反应出真实海水温度的垂向变化，证明所提出的方法具有一定的实际应用价值。此外，重构的2018年南海三维温度场平均RMSE为0.704℃，优于CNN（0.952℃）和U-net（0.863℃）模型。
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doi: 10.12284/hyxb2025033
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第二代星载激光雷达冰、云和陆地测高卫星（Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite-2, ICESat-2）在获取浅海岛礁水深信息方面具有极大潜力。然而受大气散射、太阳辐射和仪器噪声等因素影响，造成获取的ICESat-2星载激光光子中存在大量噪声。针对上述问题，本文提出一种基于多尺度分析的四叉树星载激光雷达去噪方法。首先，使用高斯核函数和K折交叉验证的方法绘制光子核密度曲线（Kernel Density Estimation, KDE），并设置阈值来分离海面光子和海底光子；其次，利用自适应参数的DBSCAN（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise）算法去除海底异常光子，获得粗略去噪结果。最后，对海底光子划分窗口，从不同尺度使用预判断四叉树算法提取出精确的海底信号光子。研究选取典型岛礁的ICESat-2卫星数据，通过与实测水深数据对比，决定系数（R2）分别达到95%和98%，均方根误差（RMSE）分别达到1.01 m和0.77 m。结果表明，该方法能够准确提取水下地形信息，为浅海水下地形反演奠定基础。
第二代星载激光雷达冰、云和陆地测高卫星（Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite-2, ICESat-2）在获取浅海岛礁水深信息方面具有极大潜力。然而受大气散射、太阳辐射和仪器噪声等因素影响，造成获取的ICESat-2星载激光光子中存在大量噪声。针对上述问题，本文提出一种基于多尺度分析的四叉树星载激光雷达去噪方法。首先，使用高斯核函数和K折交叉验证的方法绘制光子核密度曲线（Kernel Density Estimation, KDE），并设置阈值来分离海面光子和海底光子；其次，利用自适应参数的DBSCAN（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise）算法去除海底异常光子，获得粗略去噪结果。最后，对海底光子划分窗口，从不同尺度使用预判断四叉树算法提取出精确的海底信号光子。研究选取典型岛礁的ICESat-2卫星数据，通过与实测水深数据对比，决定系数（R2）分别达到95%和98%，均方根误差（RMSE）分别达到1.01 m和0.77 m。结果表明，该方法能够准确提取水下地形信息，为浅海水下地形反演奠定基础。
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doi: 10.12284/hyxb2025018
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泥沙所运载的磷是水域环境中重要的营养因子和生态因子，受沿海潮滩复杂水动力及泥沙表面所附着各类有机物的多重影响，潮滩泥沙具有复杂的运动过程，故探究有机质对泥沙运动和对磷的吸附过程的影响，可为沿海潮滩及近岸水域中磷的预测提供理论支撑。为研究有机质和泥沙起动特性对水体磷质量浓度的影响，选取黄原胶，通过泥沙起动−再悬浮−吸附实验和恒温振荡实验，探究了变化水流条件下，黄原胶对泥沙运动过程和泥沙吸附磷过程的影响。研究结果表明：(1)黄原胶对床沙的起动过程具有明显的抑制作用，使床沙对起动切应力的抵抗能力提升约两倍；(2)泥沙起动特性是影响床沙对水体中磷吸附作用的直接因素之一，当床沙开始大量起动后，水体中的磷质量浓度才开始出现明显变化；(3)黄原胶本身对磷吸附作用几乎无影响，但可通过抑制床沙的起动过程进而抑制床沙对水体中磷的吸附作用。
泥沙所运载的磷是水域环境中重要的营养因子和生态因子，受沿海潮滩复杂水动力及泥沙表面所附着各类有机物的多重影响，潮滩泥沙具有复杂的运动过程，故探究有机质对泥沙运动和对磷的吸附过程的影响，可为沿海潮滩及近岸水域中磷的预测提供理论支撑。为研究有机质和泥沙起动特性对水体磷质量浓度的影响，选取黄原胶，通过泥沙起动−再悬浮−吸附实验和恒温振荡实验，探究了变化水流条件下，黄原胶对泥沙运动过程和泥沙吸附磷过程的影响。研究结果表明：(1)黄原胶对床沙的起动过程具有明显的抑制作用，使床沙对起动切应力的抵抗能力提升约两倍；(2)泥沙起动特性是影响床沙对水体中磷吸附作用的直接因素之一，当床沙开始大量起动后，水体中的磷质量浓度才开始出现明显变化；(3)黄原胶本身对磷吸附作用几乎无影响，但可通过抑制床沙的起动过程进而抑制床沙对水体中磷的吸附作用。
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doi: 10.12284/hyxb2025044
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台风作为海岸带常见的自然灾害之一，对潮滩造成严重影响。然而，台风现场资料十分匮乏，针对台风期间盐沼植被是如何保护潮滩的研究仍非常有限。本文选取长江口崇明东滩为研究对象，在2021年7月台风“烟花”过境期间，借助水动力仪器、无人机摄影测量技术（高程测量），分别对盐沼和盐沼前缘区域进行水动力观测及台风前、后盐沼植被生态系统监测。研究发现：（1）台风期间风速、水深、波高为台风前、后的1.1～2.8倍，且盐沼植被前缘盐沼前缘区域的水动力均高于盐沼区域，水深、波高和流速分别是盐沼区的1.3倍、1.2倍和1.9倍；（2）台风“烟花”影响下，盐沼前缘植被斑块由于直接面对台风带来的强风和强浪，水深、波高等水动力强度是盐沼区域的1.1～1.9倍，导致在相同植被盖度情况下盐沼前缘植被斑块处的侵蚀占比是靠陆植被斑块的1.2～1.8倍；（3）在盐沼前缘，密集斑块区相对于稀疏斑块区的促淤能力更强，其中密集斑块区域最大淤积厚度可达45 cm，而稀疏斑块区则主要以侵蚀为主，最大侵蚀深度可达17 cm。表明植被斑块的密集程度直接影响滩面冲淤变化。本研究揭示了在极端天气事件影响下，植被斑块的排列方式和所处位置对潮滩冲淤的影响至关重要，这对潮滩管理和生态保护具有重要意义，同时也为应对极端天气如何建立坚实的自然屏障提供理论支持。
台风作为海岸带常见的自然灾害之一，对潮滩造成严重影响。然而，台风现场资料十分匮乏，针对台风期间盐沼植被是如何保护潮滩的研究仍非常有限。本文选取长江口崇明东滩为研究对象，在2021年7月台风“烟花”过境期间，借助水动力仪器、无人机摄影测量技术（高程测量），分别对盐沼和盐沼前缘区域进行水动力观测及台风前、后盐沼植被生态系统监测。研究发现：（1）台风期间风速、水深、波高为台风前、后的1.1～2.8倍，且盐沼植被前缘盐沼前缘区域的水动力均高于盐沼区域，水深、波高和流速分别是盐沼区的1.3倍、1.2倍和1.9倍；（2）台风“烟花”影响下，盐沼前缘植被斑块由于直接面对台风带来的强风和强浪，水深、波高等水动力强度是盐沼区域的1.1～1.9倍，导致在相同植被盖度情况下盐沼前缘植被斑块处的侵蚀占比是靠陆植被斑块的1.2～1.8倍；（3）在盐沼前缘，密集斑块区相对于稀疏斑块区的促淤能力更强，其中密集斑块区域最大淤积厚度可达45 cm，而稀疏斑块区则主要以侵蚀为主，最大侵蚀深度可达17 cm。表明植被斑块的密集程度直接影响滩面冲淤变化。本研究揭示了在极端天气事件影响下，植被斑块的排列方式和所处位置对潮滩冲淤的影响至关重要，这对潮滩管理和生态保护具有重要意义，同时也为应对极端天气如何建立坚实的自然屏障提供理论支持。
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doi: 10.12284/hyxb2025042
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本研究旨在探讨海马齿对典型赤潮藻的化感作用及其物质来源。选取典型赤潮藻海洋原甲藻、米氏凯伦藻和塔玛亚历山大藻为受试对象，以滨海耐盐植物海马齿的种植水为研究材料。通过C18固相萃取柱吸附海马齿种植水中的根系分泌物，并采用甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷和正己烷萃取，4种萃取物对3种赤潮甲藻的生长表现出不同程度的抑制，其中二氯甲烷萃取物抑制效果最显著，质量浓度在10 g/L对上述3种藻类的抑制率分别为50.83%、97.30%和81.41%。对其进行气相色谱质谱（GC-MS）分析，共检测出19种脂肪酸及其衍生物。从中筛选出的硬脂酸、油酸酰胺和二十四烷醇均表现出抑藻活性，二十四烷醇的抑藻活性最强，当质量浓度处于2 mg/L时，对上述3种藻类的抑制率分别为90%、100%和81.04%。以上结果显示，海马齿能够释放脂肪酸及其衍生物来抑制赤潮藻生长，具备进一步开发为赤潮防治植物修复工具种的潜力。
本研究旨在探讨海马齿对典型赤潮藻的化感作用及其物质来源。选取典型赤潮藻海洋原甲藻、米氏凯伦藻和塔玛亚历山大藻为受试对象，以滨海耐盐植物海马齿的种植水为研究材料。通过C18固相萃取柱吸附海马齿种植水中的根系分泌物，并采用甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷和正己烷萃取，4种萃取物对3种赤潮甲藻的生长表现出不同程度的抑制，其中二氯甲烷萃取物抑制效果最显著，质量浓度在10 g/L对上述3种藻类的抑制率分别为50.83%、97.30%和81.41%。对其进行气相色谱质谱（GC-MS）分析，共检测出19种脂肪酸及其衍生物。从中筛选出的硬脂酸、油酸酰胺和二十四烷醇均表现出抑藻活性，二十四烷醇的抑藻活性最强，当质量浓度处于2 mg/L时，对上述3种藻类的抑制率分别为90%、100%和81.04%。以上结果显示，海马齿能够释放脂肪酸及其衍生物来抑制赤潮藻生长，具备进一步开发为赤潮防治植物修复工具种的潜力。
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沉积物耗氧（sediment oxygen consumption，SOC）是量化沉积物中有机碳矿化的关键参数，是了解海洋碳循环的核心，边缘海沉积物耗氧约占全球海洋沉积物耗氧的60%。温度是调控沉积物中微生物呼吸的重要控制因素。然而不同河口及近岸海区沉积物耗氧对温度的响应差异研究较为匮乏，在全球变暖导致沿海海洋海温升高的背景下，这会导致对沉积物耗氧和矿化理解的偏差。本研究选取长江口、黄河口以及黄海近岸沉积物，在2−45 ℃温度跨度以2−3 ℃的温度梯度测定了沉积物耗氧速率对温度的响应。结果表明，3个海域沉积物耗氧随温度呈指数型上升；长江口沉积物耗氧的表观活化能（Eaʹ)为69～77 kJ/mol，温度系数（Q10（15−25℃））在2.6～3.0间，与德国Weser河口沉积物耗氧Q10（0−10℃）相近；黄河口及黄海近岸沉积物耗氧的Eaʹ为51～58 kJ/mol，Q10（15−25℃）值在2.0～2.3间，与加拿大海湾浅层沉积物Q10（10−20℃）相近。长江口沉积物耗氧Eaʹ与Q10（15−25℃）显著高于黄河口及黄海近岸（ANOVA, P<0.01），归因于长江口不稳定型有机碳含量较多从而底物可利用性升高。研究站位沉积物耗氧Q10（15−25℃）整体范围在2.5±0.3间，与全球尺度下沉积物耗氧Q10（2.4±0.4）基本一致，符合大部分生物反应Q10为2−3的范围。本文系统研究了长江口、黄河口及黄海近岸沉积物耗氧的温度响应及差异，为典型河口及近岸沉积物碳矿化与全球气候变暖之间的反馈关系以及模型预测提供了数据支撑。
沉积物耗氧（sediment oxygen consumption，SOC）是量化沉积物中有机碳矿化的关键参数，是了解海洋碳循环的核心，边缘海沉积物耗氧约占全球海洋沉积物耗氧的60%。温度是调控沉积物中微生物呼吸的重要控制因素。然而不同河口及近岸海区沉积物耗氧对温度的响应差异研究较为匮乏，在全球变暖导致沿海海洋海温升高的背景下，这会导致对沉积物耗氧和矿化理解的偏差。本研究选取长江口、黄河口以及黄海近岸沉积物，在2−45 ℃温度跨度以2−3 ℃的温度梯度测定了沉积物耗氧速率对温度的响应。结果表明，3个海域沉积物耗氧随温度呈指数型上升；长江口沉积物耗氧的表观活化能（Eaʹ)为69～77 kJ/mol，温度系数（Q10（15−25℃））在2.6～3.0间，与德国Weser河口沉积物耗氧Q10（0−10℃）相近；黄河口及黄海近岸沉积物耗氧的Eaʹ为51～58 kJ/mol，Q10（15−25℃）值在2.0～2.3间，与加拿大海湾浅层沉积物Q10（10−20℃）相近。长江口沉积物耗氧Eaʹ与Q10（15−25℃）显著高于黄河口及黄海近岸（ANOVA, P<0.01），归因于长江口不稳定型有机碳含量较多从而底物可利用性升高。研究站位沉积物耗氧Q10（15−25℃）整体范围在2.5±0.3间，与全球尺度下沉积物耗氧Q10（2.4±0.4）基本一致，符合大部分生物反应Q10为2−3的范围。本文系统研究了长江口、黄河口及黄海近岸沉积物耗氧的温度响应及差异，为典型河口及近岸沉积物碳矿化与全球气候变暖之间的反馈关系以及模型预测提供了数据支撑。
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为研究广西北海红树林湿地小型底栖动物的群落特征，于2021年1月（冬季）和7月（夏季），在广西北海红树林湿地设置3个断面共9个站位，进行小型底栖动物及环境因子的定量采样。结果表明，冬夏季小型底栖动物的平均丰度分别为（2617.17 ±973.13）ind./10 cm²和（1173.69 ±535.75）ind./10 cm²。红树林断面小型底栖动物平均丰度最高，为（2398.23 ±1502.71 ）ind./10 cm²，光滩断面最低，为（1539.55 ±731.04）ind./10 cm²，养殖断面为（1748.50 ±469.20）ind./10 cm²。冬季小型底栖动物的平均生物量为（3686.93 ±1096.40 ）μg dwt/10 cm²，夏季平均生物量为（2258.18 ±1019.48 ）μg dwt/10 cm²。光滩断面小型底栖动物的平均生物量最高，为（3650.13 ±1188.95 ）μg dwt/10 cm²。养殖断面最低，为（2272.32 ±531.48）μg dwt/10 cm²。红树林断面为（2995.21 ±1499.03 ）μg dwt/10 cm²。各季节及各断面均鉴定出10个小型底栖动物类群，海洋线虫均为最优势类群。光滩断面小型底栖动物群落最为独特，体现在其小型底栖动物的丰度最低而生物量最高，在类群组成上均匀性也更高，整体群落结构较其余两个断面差异更大。这与光滩断面独特的环境特征有关，尤其是较大的沉积物颗粒、较高的温度和较低含水量的影响，且整体环境状况最佳。根据N/C比值的评价结果，研究区域环境状况整体良好。
为研究广西北海红树林湿地小型底栖动物的群落特征，于2021年1月（冬季）和7月（夏季），在广西北海红树林湿地设置3个断面共9个站位，进行小型底栖动物及环境因子的定量采样。结果表明，冬夏季小型底栖动物的平均丰度分别为（
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doi: 10.12284/hyxb2025006
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气候变化背景下海岸带地区微塑料污染动态是全球重要环境问题。本研究在台风“海葵”过境前后调查分析了厦门市沙滩沉积物中微塑料丰度、组成和多样性的变化。结果表明，台风“海葵”前沙滩中微塑料丰度为（251.5 ± 27.9） n/kg，台风后显著降低至（127.0 ± 18.8） n/kg。台风前后沙滩微塑料的组成特征发生鲜明变化。其中，尺寸小于500 μm的微塑料占比显著下降，纤维状颗粒占比上升。台风后微塑料多样性变化明显：Shannon-Wiener多样性指数普遍下降，Pielou’s均匀度指数普遍上升。结合本文结果并对比以往研究，可以判断强降水是台风“海葵”引发厦门沙滩微塑料丰度和组成变化的驱动因素。台风对海岸带微塑料污染动态的影响是多种物理过程耦合的结果，受到动力条件、沉积物理化因子、地形地貌等多种因素的复杂作用。未来仍需结合水文气象数据长期监测，对相关机理开展更加深入的系统综合研究。
气候变化背景下海岸带地区微塑料污染动态是全球重要环境问题。本研究在台风“海葵”过境前后调查分析了厦门市沙滩沉积物中微塑料丰度、组成和多样性的变化。结果表明，台风“海葵”前沙滩中微塑料丰度为（251.5 ± 27.9） n/kg，台风后显著降低至（127.0 ± 18.8） n/kg。台风前后沙滩微塑料的组成特征发生鲜明变化。其中，尺寸小于500 μm的微塑料占比显著下降，纤维状颗粒占比上升。台风后微塑料多样性变化明显：Shannon-Wiener多样性指数普遍下降，Pielou’s均匀度指数普遍上升。结合本文结果并对比以往研究，可以判断强降水是台风“海葵”引发厦门沙滩微塑料丰度和组成变化的驱动因素。台风对海岸带微塑料污染动态的影响是多种物理过程耦合的结果，受到动力条件、沉积物理化因子、地形地貌等多种因素的复杂作用。未来仍需结合水文气象数据长期监测，对相关机理开展更加深入的系统综合研究。
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基于观测和大数据机器学习的研究表明，中国陆架边缘海（渤海、黄海、东海和南海）的年均碳汇强度为−10.2±4.4 TgC/a。黄海、东海和南海北部全年吸收大气CO2，而渤海、南海南部和长江口沿岸向大气释放CO2。东海碳汇最强，平均通量为−10.5±4.5 TgC/a，黄海碳汇较小，为−2.1±0.9 TgC/a。面积最小的渤海碳源为+0.3±0.1 TgC/a，而面积最大的南海其碳源强度为+2.0±0.9 TgC/a。从季节上看，冬季我国边缘海碳汇强度最大，为−45.7±19.7 TgC/a，春季较弱，为−16.9±7.3 TgC/a。而夏季和秋季我国边缘海整体为碳源，平均分别为+11.9±5.1 TgC/a和+9.9±4.3 TgC/a。中国陆架边缘海碳源汇强度平均不确定度为±43.0%（±4.4 TgC a−1），比以往用局部海域观测数据导致的平均90.5%的不确定度，基于观测数据机器学习构建格点数据的估算结果不确定度降低了47.5%。海-气界面CO2分压差的差异和由风速引起的CO2交换速率差异是导致我国边缘海海-气界面碳源汇时空变化的关键，究其根本是源于水文动力、陆源输入、浮游生物群落及大洋跨陆架输送等多种因素和过程对我国边缘海海-气碳交换的控制作用。
基于观测和大数据机器学习的研究表明，中国陆架边缘海（渤海、黄海、东海和南海）的年均碳汇强度为−10.2±4.4 TgC/a。黄海、东海和南海北部全年吸收大气CO2，而渤海、南海南部和长江口沿岸向大气释放CO2。东海碳汇最强，平均通量为−10.5±4.5 TgC/a，黄海碳汇较小，为−2.1±0.9 TgC/a。面积最小的渤海碳源为+0.3±0.1 TgC/a，而面积最大的南海其碳源强度为+2.0±0.9 TgC/a。从季节上看，冬季我国边缘海碳汇强度最大，为−45.7±19.7 TgC/a，春季较弱，为−16.9±7.3 TgC/a。而夏季和秋季我国边缘海整体为碳源，平均分别为+11.9±5.1 TgC/a和+9.9±4.3 TgC/a。中国陆架边缘海碳源汇强度平均不确定度为±43.0%（±4.4 TgC a−1），比以往用局部海域观测数据导致的平均90.5%的不确定度，基于观测数据机器学习构建格点数据的估算结果不确定度降低了47.5%。海-气界面CO2分压差的差异和由风速引起的CO2交换速率差异是导致我国边缘海海-气界面碳源汇时空变化的关键，究其根本是源于水文动力、陆源输入、浮游生物群落及大洋跨陆架输送等多种因素和过程对我国边缘海海-气碳交换的控制作用。
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全球变暖导致珊瑚大规模白化事件频发，珊瑚礁生态系统加速退化。国际上通常采用珊瑚移植的方式来修复退化的珊瑚礁，其中移植的珊瑚中鹿角珊瑚（Acropora）占大部分。然而，快速生长的枝状鹿角珊瑚对热更敏感，影响其在日益变暖的海洋环境中的修复效果。为了了解鹿角珊瑚的高温响应模式以及耐热性差异，本研究对广西涠洲岛美丽鹿角珊瑚（Acropora muricata）和风信子鹿角珊瑚（Acropora hyacinthus）进行了高温胁迫实验。通过生理生化指标分析，高温胁迫后，美丽鹿角珊瑚触手收缩、颜色变淡，抗氧化物（超氧化物歧化酶、还原型谷胱甘肽、过氧化氢酶）、铵同化酶（谷氨酰胺合成酶）以及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（caspase-3）的活性（含量）水平表现为先升后降的趋势，风信子鹿角珊瑚的响应模式也几乎保持一致（除超氧化物歧化酶和谷氨酰胺合成酶外）。在34℃下，风信子鹿角珊瑚的生理指标表现更佳，超氧化物歧化酶、铵同化酶和caspase-3始终保持高活性及灵敏反应，意味着风信子鹿角珊瑚通过提高这些蛋白酶活性来抵抗高温环境，其比美丽鹿角珊瑚更具耐热性。本研究揭示了两种鹿角珊瑚高温胁迫下的生理响应模式，并比较了两者之间的耐热性差异，为耐热珊瑚挑选和珊瑚礁生态修复提供理论依据。
全球变暖导致珊瑚大规模白化事件频发，珊瑚礁生态系统加速退化。国际上通常采用珊瑚移植的方式来修复退化的珊瑚礁，其中移植的珊瑚中鹿角珊瑚（Acropora）占大部分。然而，快速生长的枝状鹿角珊瑚对热更敏感，影响其在日益变暖的海洋环境中的修复效果。为了了解鹿角珊瑚的高温响应模式以及耐热性差异，本研究对广西涠洲岛美丽鹿角珊瑚（Acropora muricata）和风信子鹿角珊瑚（Acropora hyacinthus）进行了高温胁迫实验。通过生理生化指标分析，高温胁迫后，美丽鹿角珊瑚触手收缩、颜色变淡，抗氧化物（超氧化物歧化酶、还原型谷胱甘肽、过氧化氢酶）、铵同化酶（谷氨酰胺合成酶）以及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（caspase-3）的活性（含量）水平表现为先升后降的趋势，风信子鹿角珊瑚的响应模式也几乎保持一致（除超氧化物歧化酶和谷氨酰胺合成酶外）。在34℃下，风信子鹿角珊瑚的生理指标表现更佳，超氧化物歧化酶、铵同化酶和caspase-3始终保持高活性及灵敏反应，意味着风信子鹿角珊瑚通过提高这些蛋白酶活性来抵抗高温环境，其比美丽鹿角珊瑚更具耐热性。本研究揭示了两种鹿角珊瑚高温胁迫下的生理响应模式，并比较了两者之间的耐热性差异，为耐热珊瑚挑选和珊瑚礁生态修复提供理论依据。
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海上综合工程物探调查过程中，当缺少声学同步器时，多波束等其他声学设备发出的声脉冲对于浅地层剖面测量来说是一种噪声，作为一种干扰波会严重影响浅剖资料的信噪比与分辨率。此类噪声在频率上与有效信号相近，振幅强且可能出现地震记录的任何位置。尽管现有的中值滤波可以此类干扰波进行压制，但也在一定程度上损害了有效信号。本文提出了一种改进的开关中值滤波方法，该方法首先基于MAD准则来判断浅地层剖面中的干扰波的位置，然后又使用中值滤波方法对干扰波附近的信号进行去噪处理，不含噪声的信号则不进行处理。利用该方法对南黄海陆架获得浅地层剖面进行处理，结果显示，与以往的方法相比，本文提出的改进的开关中值滤波法不但可以有效的衰减与多波束声脉冲类似的声学干扰波，而且尽可能的避免了有效信号的损失。
海上综合工程物探调查过程中，当缺少声学同步器时，多波束等其他声学设备发出的声脉冲对于浅地层剖面测量来说是一种噪声，作为一种干扰波会严重影响浅剖资料的信噪比与分辨率。此类噪声在频率上与有效信号相近，振幅强且可能出现地震记录的任何位置。尽管现有的中值滤波可以此类干扰波进行压制，但也在一定程度上损害了有效信号。本文提出了一种改进的开关中值滤波方法，该方法首先基于MAD准则来判断浅地层剖面中的干扰波的位置，然后又使用中值滤波方法对干扰波附近的信号进行去噪处理，不含噪声的信号则不进行处理。利用该方法对南黄海陆架获得浅地层剖面进行处理，结果显示，与以往的方法相比，本文提出的改进的开关中值滤波法不但可以有效的衰减与多波束声脉冲类似的声学干扰波，而且尽可能的避免了有效信号的损失。
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本研究于2023年4月和10月对海南岛最大的潟湖——小海进行了碳酸盐体系的调查，旨在评估该区域的河流无机碳输出通量、海-气界面二氧化碳（CO2）通量、水体酸化程度的季节差异及其调控机制。结果表明周边主要河流每年向小海潟湖输送0.682×109 mol总溶解无机碳，0.571×109 mol总碱度和0.195×109 mol钙离子，多因素共同作用使小海流域单位面积无机碳通量在全球河口处于较高水平（47/134）。潟湖在4月为CO2源，而在10月则转变成汇，年均CO2通量（0.9 mol·m−2·yr−1）显著低于全球大多数热带潟湖。在4月，受低pH河水输入影响，湖区南部与北部存在一定程度的酸化现象。而10月，湖区中部底栖海藻、海草和浮游植物的强光合作用一定程度上缓解了水体酸化，使溶解氧过饱和（107%−136%），CO2分压低至116 μatm，pH（8.41±0.14）显著高于外海。本研究将为热带潟湖碳循环和万宁小海生态环境治理提供科学理论支撑。
本研究于2023年4月和10月对海南岛最大的潟湖——小海进行了碳酸盐体系的调查，旨在评估该区域的河流无机碳输出通量、海-气界面二氧化碳（CO2）通量、水体酸化程度的季节差异及其调控机制。结果表明周边主要河流每年向小海潟湖输送0.682×109 mol总溶解无机碳，0.571×109 mol总碱度和0.195×109 mol钙离子，多因素共同作用使小海流域单位面积无机碳通量在全球河口处于较高水平（47/134）。潟湖在4月为CO2源，而在10月则转变成汇，年均CO2通量（0.9 mol·m−2·yr−1）显著低于全球大多数热带潟湖。在4月，受低pH河水输入影响，湖区南部与北部存在一定程度的酸化现象。而10月，湖区中部底栖海藻、海草和浮游植物的强光合作用一定程度上缓解了水体酸化，使溶解氧过饱和（107%−136%），CO2分压低至116 μatm，pH（8.41±0.14）显著高于外海。本研究将为热带潟湖碳循环和万宁小海生态环境治理提供科学理论支撑。
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海洋磁测数据易受导航误差、仪器故障及人工记录错误等因素干扰，导致异常值频现。这些异常值不仅扭曲磁异常形态，还会破坏磁条带的连续性，严重影响数据质量及后续解释的可靠性。因此，异常值的检测与去除是海洋磁测数据处理中的关键环节。然而，传统方法难以有效区分不同类型的异常值，尤其是上下文异常值，且人工检测既耗时又易产生误判，效率较低。针对这一问题，本研究提出了一种基于局部中位数加权策略的自适应Hampel滤波方法。该方法通过动态调整数据点权重，能够更精准地识别和去除海洋磁测数据中的异常值，尤其在数据分布异质性较大的区域表现优异。与自回归模型、孤立森林及自编码器等传统方法相比，加权Hampel滤波器不仅能够有效检测并去除全局异常值和上下文异常值，还能更好地保留数据的原始特征，显著提升了检测精度。在对中西太平洋麦哲伦海隆地区实测数据的验证中，加权Hampel滤波器的F1分数始终领先于其他方法，证明其在异常值检测中的优越性。该方法为提升海洋磁测数据质量及可解释性提供了重要技术支持，并为未来大规模数据的自动化处理奠定基础。
海洋磁测数据易受导航误差、仪器故障及人工记录错误等因素干扰，导致异常值频现。这些异常值不仅扭曲磁异常形态，还会破坏磁条带的连续性，严重影响数据质量及后续解释的可靠性。因此，异常值的检测与去除是海洋磁测数据处理中的关键环节。然而，传统方法难以有效区分不同类型的异常值，尤其是上下文异常值，且人工检测既耗时又易产生误判，效率较低。针对这一问题，本研究提出了一种基于局部中位数加权策略的自适应Hampel滤波方法。该方法通过动态调整数据点权重，能够更精准地识别和去除海洋磁测数据中的异常值，尤其在数据分布异质性较大的区域表现优异。与自回归模型、孤立森林及自编码器等传统方法相比，加权Hampel滤波器不仅能够有效检测并去除全局异常值和上下文异常值，还能更好地保留数据的原始特征，显著提升了检测精度。在对中西太平洋麦哲伦海隆地区实测数据的验证中，加权Hampel滤波器的F1分数始终领先于其他方法，证明其在异常值检测中的优越性。该方法为提升海洋磁测数据质量及可解释性提供了重要技术支持，并为未来大规模数据的自动化处理奠定基础。
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研究渔业资源与环境因子的关系，并了解种群分布对环境变化的响应机制，是养护渔业资源、实现渔业可持续发展的基础。渔业资源丰度和种群分布受多种环境因素影响，但目前的研究更多关注环境因素的直接影响，较少考虑环境因素间的相互作用。为了探索不同环境因素对马达加斯加西海岸虾类资源量的影响机制与路径，本研究使用2014−2020年该海域捕虾拖网数据，采用贝叶斯网络分析了降水、径流等海洋环境因子与3种主捕虾类单位捕捞努力量渔获量（catch per unite effort，CPUE）之间的网络关系，探索在多种环境因子影响下3种虾类CPUE的潜在驱动因素。研究结果表明：降水、径流、海面高度距平（sea surface height anomaly，SSHA）和海表面温度（sea surface temperature，SST）是影响印度白虾CPUE的主要因素，径流、SSHA、 SST和叶绿素a浓度（chlorophyll a concentration，Chl-a）是影响独角新对虾和短沟对虾的CPUE的主要因素；降水通过不同路径影响其它环境因子进而对3种虾类CPUE产生间接影响：降水通过径流、SST和SSHA的途径对印度白虾产生间接影响，但对于独角新对虾和短沟对虾，降水通过径流、SST、SSHA和Chl-a的途径产生间接影响。研究结果揭示了马达加斯加西海岸降水和其它海洋环境因子不仅对3种虾类CPUE产生直接影响，降水还能通过影响其它环境因子对虾类种群资源变动的间接影响途径和机制。
研究渔业资源与环境因子的关系，并了解种群分布对环境变化的响应机制，是养护渔业资源、实现渔业可持续发展的基础。渔业资源丰度和种群分布受多种环境因素影响，但目前的研究更多关注环境因素的直接影响，较少考虑环境因素间的相互作用。为了探索不同环境因素对马达加斯加西海岸虾类资源量的影响机制与路径，本研究使用2014−2020年该海域捕虾拖网数据，采用贝叶斯网络分析了降水、径流等海洋环境因子与3种主捕虾类单位捕捞努力量渔获量（catch per unite effort，CPUE）之间的网络关系，探索在多种环境因子影响下3种虾类CPUE的潜在驱动因素。研究结果表明：降水、径流、海面高度距平（sea surface height anomaly，SSHA）和海表面温度（sea surface temperature，SST）是影响印度白虾CPUE的主要因素，径流、SSHA、 SST和叶绿素a浓度（chlorophyll a concentration，Chl-a）是影响独角新对虾和短沟对虾的CPUE的主要因素；降水通过不同路径影响其它环境因子进而对3种虾类CPUE产生间接影响：降水通过径流、SST和SSHA的途径对印度白虾产生间接影响，但对于独角新对虾和短沟对虾，降水通过径流、SST、SSHA和Chl-a的途径产生间接影响。研究结果揭示了马达加斯加西海岸降水和其它海洋环境因子不仅对3种虾类CPUE产生直接影响，降水还能通过影响其它环境因子对虾类种群资源变动的间接影响途径和机制。
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doi: 10.12284/hyxb2025029
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海底滑坡作为一种常见的自然灾害，对海洋工程危害巨大，同时海底滑坡引发的次生灾害也会对沿海地区造成威胁，因此对海底滑坡的运动过程展开研究至关重要。本文运用Comsol多相流数值仿真软件系统建立了海底滑坡多相流数值模型，同时选用Herschel-Bulkley-Papanastasiou（HBP）黏性流体模型模拟滑坡体，采用经典牛顿流体模型模拟周围水体。为了验证数值模型的准确性，将数值模型结果与文献中的模型试验结果进行对比分析，本文所建立的Comsol模拟结果与文献结果数据吻合，说明该模型具备一定的准确性，可以用于海底滑坡研究及预测。同时为了进一步展开对海底滑坡的研究分析，本文对朱家尖海底滑坡进行模拟，预测了滑坡体前缘速度以及滑移距离。本研究可以为海底滑坡预测与防治工作提供参考。
海底滑坡作为一种常见的自然灾害，对海洋工程危害巨大，同时海底滑坡引发的次生灾害也会对沿海地区造成威胁，因此对海底滑坡的运动过程展开研究至关重要。本文运用Comsol多相流数值仿真软件系统建立了海底滑坡多相流数值模型，同时选用Herschel-Bulkley-Papanastasiou（HBP）黏性流体模型模拟滑坡体，采用经典牛顿流体模型模拟周围水体。为了验证数值模型的准确性，将数值模型结果与文献中的模型试验结果进行对比分析，本文所建立的Comsol模拟结果与文献结果数据吻合，说明该模型具备一定的准确性，可以用于海底滑坡研究及预测。同时为了进一步展开对海底滑坡的研究分析，本文对朱家尖海底滑坡进行模拟，预测了滑坡体前缘速度以及滑移距离。本研究可以为海底滑坡预测与防治工作提供参考。
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以渤海区域曹妃甸、黄河口、觉华岛等三个典型海草床为案例区，通过实地调研、物种鉴定及数据收集，获取了海草生长状况、水体和沉积物环境质量、浮游生物、底栖生物、幼鱼种类和生物量等多项第一手资料，从水环境、沉积环境、生物环境等生境角度构建了近海海草床育幼功能综合评估指标体系，并对渤海近海各典型海草床进行了系统评估。结果显示曹妃甸与觉华岛海草生物量分别为371.22 g m−2和340.05 g m−2，均显著高于黄河口海草生物量（161.24 g m−2，p < 0.05）；各海草床的浮游植物丰度和生物量平均值均为黄河口>曹妃甸>觉华岛，且空间差异显著（p < 0.05）；而各海草床幼/稚鱼密度则是觉华岛最高，黄河口次之，曹妃甸最低，具有显著空间差异（p < 0.05）。对海草床育幼功能综合评估的结果中，觉华岛海草床为良好，略优于曹妃甸海草床（良好状态），优于黄河口海草床（一般状态）。进一步分析典型海草床育幼功能现状的主要驱动因素，结果表明不同海草床中贡献较大的环境与生物指标呈现出空间差异。觉华岛海草床环境和生物状态良好，水体透明度高、溶解氧丰富、无机氮浓度适中，且幼鱼群落的各指标均表现较好，在育幼功能方面贡献显著。相比之下，黄河口海草床的水环境和生物状态相对较差，该区域水体透明度低、pH值和无机氮过高，同时生物指标中浮游植物多样性特征表现差、幼鱼占比偏低，这些因素成为其育幼功能评估结果仅为一般的主要消极因素。曹妃甸海草床的环境状态良好，温度、无机氮和无机磷浓度等因素贡献较大。然而，其生物状态一般，浮游动物和幼鱼数量较低是该区域育幼功能评估的主要消极因素。本研究有助于深刻理解和认识渤海区域典型海草床的育幼功能时空差异和驱动因素，为促进我国海草床生态系统保护与海洋渔业资源可持续发展提供有效的科学依据和数据支撑。
以渤海区域曹妃甸、黄河口、觉华岛等三个典型海草床为案例区，通过实地调研、物种鉴定及数据收集，获取了海草生长状况、水体和沉积物环境质量、浮游生物、底栖生物、幼鱼种类和生物量等多项第一手资料，从水环境、沉积环境、生物环境等生境角度构建了近海海草床育幼功能综合评估指标体系，并对渤海近海各典型海草床进行了系统评估。结果显示曹妃甸与觉华岛海草生物量分别为371.22 g m−2和340.05 g m−2，均显著高于黄河口海草生物量（161.24 g m−2，p < 0.05）；各海草床的浮游植物丰度和生物量平均值均为黄河口>曹妃甸>觉华岛，且空间差异显著（p < 0.05）；而各海草床幼/稚鱼密度则是觉华岛最高，黄河口次之，曹妃甸最低，具有显著空间差异（p < 0.05）。对海草床育幼功能综合评估的结果中，觉华岛海草床为良好，略优于曹妃甸海草床（良好状态），优于黄河口海草床（一般状态）。进一步分析典型海草床育幼功能现状的主要驱动因素，结果表明不同海草床中贡献较大的环境与生物指标呈现出空间差异。觉华岛海草床环境和生物状态良好，水体透明度高、溶解氧丰富、无机氮浓度适中，且幼鱼群落的各指标均表现较好，在育幼功能方面贡献显著。相比之下，黄河口海草床的水环境和生物状态相对较差，该区域水体透明度低、pH值和无机氮过高，同时生物指标中浮游植物多样性特征表现差、幼鱼占比偏低，这些因素成为其育幼功能评估结果仅为一般的主要消极因素。曹妃甸海草床的环境状态良好，温度、无机氮和无机磷浓度等因素贡献较大。然而，其生物状态一般，浮游动物和幼鱼数量较低是该区域育幼功能评估的主要消极因素。本研究有助于深刻理解和认识渤海区域典型海草床的育幼功能时空差异和驱动因素，为促进我国海草床生态系统保护与海洋渔业资源可持续发展提供有效的科学依据和数据支撑。
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COD是衡量水体有机污染程度的重要参数，利用遥感反演快速获取COD浓度时空分布状况，对水产养殖污染治理和近海生态环境保护具有重要意义。本研究利用Sentinel-2提取的单波段、植被指数（NDVI）和水体指数（NDWI），基于决定系数（R2）和均方根误差（RMSE）对类别提升回归树（catboost regression, CBR）、梯度提升回归树（gradient boost regression , GBR）、K最近邻（k-nearest neighbor regression , KNNR）、轻度梯度提升树（light generalized boosted regression , LGBM）、随机森林（random forest , RF）和极端梯度提升（extreme gradient boosting regression , XGBR）六种模型性能进行评估，分析茅尾海及其北部沿岸养殖池COD浓度时空分布特征。结果表明：（1）XGBR模型拟合效果最好，其测试集R2达到0.9432 ，RMSE为1.4033 mg/L。（2）B8a、B2以及NDVI在XGBR反演模型中的贡献度较高。（3）2019-2023年期间，养殖池水体中COD年平均浓度分别在16.23～17.39 mg/L之间，空间分布格局较为均匀；茅尾海COD年平均浓度在2.30～2.88 mg/L之间，基本呈现由内湾向外湾递减、近岸高于远岸的分布格局。本研究验证了XGBR模型在同时应用于养殖水体及其沿岸海域这两类特定水体环境的COD反演时，展现出了极高的适用性。相关成果可为在多种复杂水质条件下进行COD反演提供了宝贵的思路借鉴，而且为沿海区域的水产养殖活动及环境管理工作提供有力的技术支持与理论基础。
COD是衡量水体有机污染程度的重要参数，利用遥感反演快速获取COD浓度时空分布状况，对水产养殖污染治理和近海生态环境保护具有重要意义。本研究利用Sentinel-2提取的单波段、植被指数（NDVI）和水体指数（NDWI），基于决定系数（R2）和均方根误差（RMSE）对类别提升回归树（catboost regression, CBR）、梯度提升回归树（gradient boost regression , GBR）、K最近邻（k-nearest neighbor regression , KNNR）、轻度梯度提升树（light generalized boosted regression , LGBM）、随机森林（random forest , RF）和极端梯度提升（extreme gradient boosting regression , XGBR）六种模型性能进行评估，分析茅尾海及其北部沿岸养殖池COD浓度时空分布特征。结果表明：（1）XGBR模型拟合效果最好，其测试集R2达到
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太平洋黑潮入侵南海对南海的环流、温盐平衡、中尺度涡、局地气候等具有重要影响。黑潮入侵南海多发生在冬季，夏秋季（5–10月）入侵较弱。然而，通过分析2023年南海东北部的现场观测数据发现，吕宋海峡西侧气旋式中尺度涡可以诱发夏秋季黑潮显著入侵南海，使南海东北部水体最大盐度达到34.80。结合卫星高度计数据和再分析资料，证实了该气旋涡诱发黑潮入侵南海现象，气旋涡的平流作用共计输运3.05×1013 m3黑潮水进入南海。进一步统计表明，1993–2023年共发生25次气旋涡诱发夏秋季黑潮入侵南海现象。31年内，气旋涡诱发的夏秋季黑潮入侵南海的水体通量增量达到0.29 Sv，占夏秋季吕宋海峡上层总通量的8.1%，气旋涡的流速南北非对称性可能是增强黑潮入侵南海通量的主要原因。以上结果表明气旋涡诱发夏秋季黑潮入侵南海在南海和西北太平洋水体交换中扮演着不可忽视的重要作用。
太平洋黑潮入侵南海对南海的环流、温盐平衡、中尺度涡、局地气候等具有重要影响。黑潮入侵南海多发生在冬季，夏秋季（5–10月）入侵较弱。然而，通过分析2023年南海东北部的现场观测数据发现，吕宋海峡西侧气旋式中尺度涡可以诱发夏秋季黑潮显著入侵南海，使南海东北部水体最大盐度达到34.80。结合卫星高度计数据和再分析资料，证实了该气旋涡诱发黑潮入侵南海现象，气旋涡的平流作用共计输运3.05×1013 m3黑潮水进入南海。进一步统计表明，1993–2023年共发生25次气旋涡诱发夏秋季黑潮入侵南海现象。31年内，气旋涡诱发的夏秋季黑潮入侵南海的水体通量增量达到0.29 Sv，占夏秋季吕宋海峡上层总通量的8.1%，气旋涡的流速南北非对称性可能是增强黑潮入侵南海通量的主要原因。以上结果表明气旋涡诱发夏秋季黑潮入侵南海在南海和西北太平洋水体交换中扮演着不可忽视的重要作用。
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doi: 10.12284/hyxb2025032
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基于2021年夏末秋初所获取的渤海和北黄海调查资料，通过分析温度、盐度、密度、溶解氧（DO）和营养盐等理化参数的空间格局，深入探讨了该海区的低氧特征，并揭示了水文动力因素和生物地球化学过程对DO分布和低氧的影响及调控机制。结果表明：渤海西侧底层冷水区存在一处西南−东北走向的狭长低氧带（最低DO质量浓度为2.18 mg/L），其内部具有较高的表观耗氧量（AOU）（＞4 mg/L），同时于10 m层在渤海湾口东北海域亦观测到一处小范围的DO低值区；北黄海的DO质量浓度整体高于渤海，尽管该海域中部底层冷水团中的AOU ＞ 2.5 mg/L，却仍维持着较高的DO水平。渤海西侧冷水区的低洼地形和较高的层化强度为底层低氧区的形成和维持提供了基础，而该冷水两侧的锋面则显著控制着低氧区的边界与扩展范围；10 m层发生于渤海湾口东北海域的DO低值区是底层低氧冷水的涌升所致；渤海中部浅滩区反气旋涡的存在使得该海域底层形成一处富氧水（DO质量浓度 ＞ 6 mg/L）。层化背景下渤海西侧有机物的耗氧分解是底层低氧形成的重要物质基础，并对应形成一处营养盐高值区。相比之下，由于北黄海中部冷水团内较低水温影响下具有较高的DO浓度本底值，再加之AOU较渤海西侧底层低和较高的水深，使得该海域在较高的跃层强度背景下未形成低氧。本研究可为认识渤海和北黄海DO的多尺度变化特征和调控等提供科学依据，并为后续该海区低氧的精细化模拟和预测奠定一定基础。
基于2021年夏末秋初所获取的渤海和北黄海调查资料，通过分析温度、盐度、密度、溶解氧（DO）和营养盐等理化参数的空间格局，深入探讨了该海区的低氧特征，并揭示了水文动力因素和生物地球化学过程对DO分布和低氧的影响及调控机制。结果表明：渤海西侧底层冷水区存在一处西南−东北走向的狭长低氧带（最低DO质量浓度为2.18 mg/L），其内部具有较高的表观耗氧量（AOU）（＞4 mg/L），同时于10 m层在渤海湾口东北海域亦观测到一处小范围的DO低值区；北黄海的DO质量浓度整体高于渤海，尽管该海域中部底层冷水团中的AOU ＞ 2.5 mg/L，却仍维持着较高的DO水平。渤海西侧冷水区的低洼地形和较高的层化强度为底层低氧区的形成和维持提供了基础，而该冷水两侧的锋面则显著控制着低氧区的边界与扩展范围；10 m层发生于渤海湾口东北海域的DO低值区是底层低氧冷水的涌升所致；渤海中部浅滩区反气旋涡的存在使得该海域底层形成一处富氧水（DO质量浓度 ＞ 6 mg/L）。层化背景下渤海西侧有机物的耗氧分解是底层低氧形成的重要物质基础，并对应形成一处营养盐高值区。相比之下，由于北黄海中部冷水团内较低水温影响下具有较高的DO浓度本底值，再加之AOU较渤海西侧底层低和较高的水深，使得该海域在较高的跃层强度背景下未形成低氧。本研究可为认识渤海和北黄海DO的多尺度变化特征和调控等提供科学依据，并为后续该海区低氧的精细化模拟和预测奠定一定基础。
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浊度是评估水质状况的可靠指标之一，通过浊度监测能够有效反映水体健康状况，保障生态系统的可持续发展和水资源的安全利用。本文利用2016-2023年的Sentinel-2 MSI影像，通过构建遥感定量反演模型，分析8年间香港近海浊度的时空分布特征和变化规律，并探究其主要影响因素。对比传统经验模型、随机森林（RF）模型、梯度提升决策树（GBDT）模型、K最近邻（KNN）模型，基于RF的浊度反演模型精度最高（R2=0.71，RMSE=1.77 NTU，MAE=1.44 NTU）。结果表明，年均水体浊度的变化范围为4.02-4.16 NTU，近8年呈波动下降趋势（−0.0243 NTU/a），且空间分布呈西北高东南低的特点；季均水体浊度从高到低依次为冬季（4.54 NTU）、秋季（4.03 NTU）、春季（3.86 NTU）、夏季（3.76 NTU）。本文利用气象数据及香港地区的污水处理投资数据，从自然环境和人类活动两方面分析影响浊度时空分布的因素。香港近海水体浊度与入海径流量、气温呈负相关关系，并受到香港污水处理这一人为因素的影响，此外热带气旋活动期内的降水量和风速与水体浊度变化显著相关。
浊度是评估水质状况的可靠指标之一，通过浊度监测能够有效反映水体健康状况，保障生态系统的可持续发展和水资源的安全利用。本文利用2016-2023年的Sentinel-2 MSI影像，通过构建遥感定量反演模型，分析8年间香港近海浊度的时空分布特征和变化规律，并探究其主要影响因素。对比传统经验模型、随机森林（RF）模型、梯度提升决策树（GBDT）模型、K最近邻（KNN）模型，基于RF的浊度反演模型精度最高（R2=0.71，RMSE=1.77 NTU，MAE=1.44 NTU）。结果表明，年均水体浊度的变化范围为4.02-4.16 NTU，近8年呈波动下降趋势（−
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doi: 10.12284/hyxb2025019
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4000
基于2013‒2015年间每年南半球夏季在东南极洲文森湾外开展的加密观测资料，采用最优多参数分析法评估了文森湾底层水（VBBW）的输出路径及其在南极底层水（AABW）中的贡献率。结果显示，在文森湾西北部海脊上方分布着最淡、最冷和溶解氧含量最高的AABW。局地高密度陆架水（DSW）在该海脊上的底层具有最高占比，最高达（28.58 ± 1.75）%，超出了文森湾正北方大陆坡外侧其他所有站点的占比。DSW与变性绕极深层水（mCDW）的混合物——VBBW的含量同样在该西北部海脊上的AABW所在层达到最大。该结果显示地形对局地DSW乃至VBBW的输出具有重要引导作用，VBBW的输出可能主要沿着该西北部海脊。在垂向上，大部分站点的DSW占比随着深度变浅而减小，但是在次底层普遍存在着斑块状的DSW贡献层，即在某些深度范围内DSW占比增大。对照等密度面的海水特性距平分布可知，在次底层DSW会沿着等密度面往外输出，表现为向外海的温盐入侵层。这些温盐入侵层具有显著低温、低盐和富氧的特点，可能对最新发现的次底层通风增强具有贡献作用。另外，VBBW能够到达澳大利亚−南极海盆
m以深的底部，但是其贡献率相对有限，不超过17%，且主要由mCDW贡献。本文研究有助于理解中等海湾底层水的输出路径及其对澳大利亚−南极海盆底层水的贡献，对进一步研究该海盆深底层水的生成和变性提供有效参考。
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doi: 10.12284/hyxb2025038
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为探究鳗草（Zostera marina）移植植株应对不同水流流速的存活、生长和生理变化，明确鳗草移植植株的最适流速范围，研究了水流流速对鳗草移植植株的影响，测定了植株存活、生长和生理指标并评估其相互关系。结果显示，鳗草移植植株的存活率于0.4 m/s处理组达到最大值，是其他流速处理组的1.1～2.4倍，对照组植株则全部死亡（P<0.05）；随水流流速升高，移植植株地上组织的生长呈现逐渐下降趋势，而地下组织的生长则呈现逐渐升高趋势，1 m/s处理组的叶片延伸速率相比0.2 m/s处理组下降24.0%，地下干重则达到0.2 m/s处理组的1.6倍；移植植株的叶片光合色素与非结构碳水化合物含量于0.4～0.6 m/s处理组达到最低值，相比其他处理组降低0.8%～18.5%；根据移植植株的存活生长综合收益和生理稳定性，综合计算得出鳗草移植植株的适宜流速范围为0.3～0.8 m/s，最佳水流流速范围为0.4～0.6 m/s。结果表明，适当提高水流流速能够促进移植植株的快速定植和生长扩繁。
为探究鳗草（Zostera marina）移植植株应对不同水流流速的存活、生长和生理变化，明确鳗草移植植株的最适流速范围，研究了水流流速对鳗草移植植株的影响，测定了植株存活、生长和生理指标并评估其相互关系。结果显示，鳗草移植植株的存活率于0.4 m/s处理组达到最大值，是其他流速处理组的1.1～2.4倍，对照组植株则全部死亡（P<0.05）；随水流流速升高，移植植株地上组织的生长呈现逐渐下降趋势，而地下组织的生长则呈现逐渐升高趋势，1 m/s处理组的叶片延伸速率相比0.2 m/s处理组下降24.0%，地下干重则达到0.2 m/s处理组的1.6倍；移植植株的叶片光合色素与非结构碳水化合物含量于0.4～0.6 m/s处理组达到最低值，相比其他处理组降低0.8%～18.5%；根据移植植株的存活生长综合收益和生理稳定性，综合计算得出鳗草移植植株的适宜流速范围为0.3～0.8 m/s，最佳水流流速范围为0.4～0.6 m/s。结果表明，适当提高水流流速能够促进移植植株的快速定植和生长扩繁。
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介绍了一种业务化发布的多源卫星遥感海面风场融合准实时数据产品（Blended Sea Surface Wind Data Product From Multiple Satellites，BSSW），以及该数据产品的处理方法，并分析了产品精度。该数据产品以HY-2系列卫星、Metop系列卫星和DMSP系列卫星等组成的虚拟卫星星座观测海面风场/风速产品为输入，通过叉标定和误差分析，以及二维变分分析等处理，实现了时间分辨率为6 h，空间分辨率为25 km的多源卫星主被动遥感海面风场融合产品业务化生产，并通过国家卫星海洋卫星应用中心准实时发布。该数据与浮标数据比对总体风速均方根误差小于1.6 m/s，风向均方根误差小于19°；与ERA5数据比对总体风速均方根误差小于1.2 m/s，风向均方根误差小于11°。精度检验结果表明，海面风场融合产品与浮标观测和ERA5再分析海面风场数据产品具有很高的一致性，可为海洋与大气数值模式资料同化预报、海洋防灾减灾与海洋科学研究提供高质量，无缝隙的全球海面风场数据支撑。
介绍了一种业务化发布的多源卫星遥感海面风场融合准实时数据产品（Blended Sea Surface Wind Data Product From Multiple Satellites，BSSW），以及该数据产品的处理方法，并分析了产品精度。该数据产品以HY-2系列卫星、Metop系列卫星和DMSP系列卫星等组成的虚拟卫星星座观测海面风场/风速产品为输入，通过叉标定和误差分析，以及二维变分分析等处理，实现了时间分辨率为6 h，空间分辨率为25 km的多源卫星主被动遥感海面风场融合产品业务化生产，并通过国家卫星海洋卫星应用中心准实时发布。该数据与浮标数据比对总体风速均方根误差小于1.6 m/s，风向均方根误差小于19°；与ERA5数据比对总体风速均方根误差小于1.2 m/s，风向均方根误差小于11°。精度检验结果表明，海面风场融合产品与浮标观测和ERA5再分析海面风场数据产品具有很高的一致性，可为海洋与大气数值模式资料同化预报、海洋防灾减灾与海洋科学研究提供高质量，无缝隙的全球海面风场数据支撑。
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海冰是极地海域的典型环境特征，对船载视频图像进行像素级分类可获取高分辨率的海冰信息。由于极地场景中的光照条件与海冰形态较为复杂，传统计算机图形学方法的泛化性难以满足海冰要素的智能识别需求。因此，本文采用基于DeeplabV3+语义分割网络结构的深度学习方法对极地场景中海冰要素进行识别。将“雪龙”号科考船在冰区航行中的实测海冰图像制作为数据集，并对深度学习模型进行训练与验证。根据海冰要素的识别需求与走航观测视频图像特点，将像素信息划分为海冰、天空、海水与船体四种语义类别。根据训练集中的图像信息与语义信息间关联构建深度学习模型，并通过所训练模型对验证集或其他图像中像素点的语义信息进行预测，从而实现海冰信息的自动识别。为了研究该方法的鲁棒性进一步分析了海冰密集度、光照条件以及海冰类型对识别结果的影响。此外，研究了数据集规模与迭代次数对识别精度的影响。图像识别结果显示，四类语义信息识别结果的平均交并比高于95%。这表明深度学习方法能够在极地复杂的环境中较为准确的获取各类要素分类信息。
海冰是极地海域的典型环境特征，对船载视频图像进行像素级分类可获取高分辨率的海冰信息。由于极地场景中的光照条件与海冰形态较为复杂，传统计算机图形学方法的泛化性难以满足海冰要素的智能识别需求。因此，本文采用基于DeeplabV3+语义分割网络结构的深度学习方法对极地场景中海冰要素进行识别。将“雪龙”号科考船在冰区航行中的实测海冰图像制作为数据集，并对深度学习模型进行训练与验证。根据海冰要素的识别需求与走航观测视频图像特点，将像素信息划分为海冰、天空、海水与船体四种语义类别。根据训练集中的图像信息与语义信息间关联构建深度学习模型，并通过所训练模型对验证集或其他图像中像素点的语义信息进行预测，从而实现海冰信息的自动识别。为了研究该方法的鲁棒性进一步分析了海冰密集度、光照条件以及海冰类型对识别结果的影响。此外，研究了数据集规模与迭代次数对识别精度的影响。图像识别结果显示，四类语义信息识别结果的平均交并比高于95%。这表明深度学习方法能够在极地复杂的环境中较为准确的获取各类要素分类信息。
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doi: 10.12284/hyxb2025006
摘要:
研究滨海沙滩微塑料的赋存与动态特征对于海岸带综合管理、评估生态风险具有重要意义。以往研究表明物理过程是影响滨海沙滩微塑料赋存特征的关键因素，但针对台风这种极端气象过程对微塑料污染分布的影响还探讨较少。本研究在台风“海葵”发生前后对厦门市滨海沙滩开展野外固定样地实验，分析台风前后沙滩沉积物中微塑料丰度、组成以及多样性的变化。结果表明，台风“海葵”前厦门市沙滩的微塑料丰度为（251.5 ± 27.9）n/kg，台风后该数值显著降低至（127.0 ± 18.8）n/kg。台风前后沙滩中微塑料的组成特征发生鲜明变化，不同形状、尺寸的微塑料丰度对台风的响应不同。其中，尺寸小于500 μm的微塑料占比显著下降，纤维状颗粒占比上升。台风后沙滩沉积物理化性质明显变化，其中中值粒径和容重均显著下降。此外，台风导致微塑料多样性变化：Shannon-Wiener多样性指数在多数站点下降，Pielou’s均匀度指数在台风后普遍上升。台风对沙滩微塑料分布的影响是极端天气中多种动态物理过程的复杂耦合作用，同时也与海岸位置、底质条件等要素密切相关。实现台风过程对微塑料污染动态的模拟和预报仍需结合野外受控实验等手段对相关机理开展系统综合研究。
研究滨海沙滩微塑料的赋存与动态特征对于海岸带综合管理、评估生态风险具有重要意义。以往研究表明物理过程是影响滨海沙滩微塑料赋存特征的关键因素，但针对台风这种极端气象过程对微塑料污染分布的影响还探讨较少。本研究在台风“海葵”发生前后对厦门市滨海沙滩开展野外固定样地实验，分析台风前后沙滩沉积物中微塑料丰度、组成以及多样性的变化。结果表明，台风“海葵”前厦门市沙滩的微塑料丰度为（251.5 ± 27.9）n/kg，台风后该数值显著降低至（127.0 ± 18.8）n/kg。台风前后沙滩中微塑料的组成特征发生鲜明变化，不同形状、尺寸的微塑料丰度对台风的响应不同。其中，尺寸小于500 μm的微塑料占比显著下降，纤维状颗粒占比上升。台风后沙滩沉积物理化性质明显变化，其中中值粒径和容重均显著下降。此外，台风导致微塑料多样性变化：Shannon-Wiener多样性指数在多数站点下降，Pielou’s均匀度指数在台风后普遍上升。台风对沙滩微塑料分布的影响是极端天气中多种动态物理过程的复杂耦合作用，同时也与海岸位置、底质条件等要素密切相关。实现台风过程对微塑料污染动态的模拟和预报仍需结合野外受控实验等手段对相关机理开展系统综合研究。
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利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式，分析了2019年9号台风Lekima影响黄海北部期间发生的一次海雾过程，结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾，台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送，为海雾的形成和发展提供充足的水汽，同时其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层，在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构，也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变，从而导致的湍流混合增强和大气边界层稳定度下降是引发海雾消散的重要原因。
利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式，分析了2019年9号台风Lekima影响黄海北部期间发生的一次海雾过程，结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾，台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送，为海雾的形成和发展提供充足的水汽，同时其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层，在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构，也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变，从而导致的湍流混合增强和大气边界层稳定度下降是引发海雾消散的重要原因。
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基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果，本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明，在印尼潜艇失事海域和时间，源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域，振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果，本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明，在印尼潜艇失事海域和时间，源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域，振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
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摘要(2990)
摘要:
海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量，我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果，但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样，将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼（Scomber japonicus）捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系，探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明，净初级生产力与标准化CPUE（Catch Per Unit Effort）不存在显著的线性关系（P>0.05），但呈显著非线性关系（P<0.05），且这种非线性关系表现为倒抛物线，即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高，但当净初级生产力进一步增加，鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制，但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量，我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果，但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样，将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼（Scomber japonicus）捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系，探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明，净初级生产力与标准化CPUE（Catch Per Unit Effort）不存在显著的线性关系（P>0.05），但呈显著非线性关系（P<0.05），且这种非线性关系表现为倒抛物线，即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高，但当净初级生产力进一步增加，鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制，但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
2025, 47(2): 1-14.
doi: 10.12284/hyxb2025001
摘要:
水下目标探测是我国“透明海洋”工程的重要组成部分。但是由于水下环境复杂多变，实现精确高效的水下目标探测依然存在很大难度。作为跨界面的海上固定平台，浮标是构建全方位立体化的综合探测网络的重要组成部分，能够同时满足海洋关键位置的全天候监控并实现实时信息传输，对更加准确实时的水下目标信息获取手段进行补充。本文在总结现有基于浮标的水下目标探测方法的基础上，对光学探测、电磁探测、通信中继等水下目标探测和信息传输技术进行了介绍，并结合浮标应用特点对相关技术进行了梳理和分析，以期对基于浮标的水下目标探测技术的研究及应用提供有益的启发和借鉴。
水下目标探测是我国“透明海洋”工程的重要组成部分。但是由于水下环境复杂多变，实现精确高效的水下目标探测依然存在很大难度。作为跨界面的海上固定平台，浮标是构建全方位立体化的综合探测网络的重要组成部分，能够同时满足海洋关键位置的全天候监控并实现实时信息传输，对更加准确实时的水下目标信息获取手段进行补充。本文在总结现有基于浮标的水下目标探测方法的基础上，对光学探测、电磁探测、通信中继等水下目标探测和信息传输技术进行了介绍，并结合浮标应用特点对相关技术进行了梳理和分析，以期对基于浮标的水下目标探测技术的研究及应用提供有益的启发和借鉴。
2025, 47(2): 15-28.
doi: 10.12284/hyxb2025017
摘要:
破波带涡对物质输运、岸滩演变、生态环境等具有重要影响，但其产生机制及演变特性尚不明晰，特别是强波生流条件下破波带涡的时空演变特性仍需深入研究。本文采用破波带内污染物示踪试验和基于Boussinesq方程的Funwave数值模型，分析了强波生流条件下破波带内涡时空演变。试验结果表明在强波生流条件下破波带向岸和离岸一侧都有大尺度涡团出现，具有瞬时性，涡团从污染团中脱离出来，向岸一侧的涡团尺度受岸线约束，离岸一侧的则逐渐发展演化，有向破波带外输移的趋势。数值模拟结果表明强涡主要集中在破波线附近；破波带内涡场可以分为前剪切区与后剪切区，二者在沿岸方向上具有相似的空间周期和涡分布，涡强度随着波高和周期的增大而增强，且强涡向海侧偏移；不规则波入射条件下，涡强度减弱，并使涡最大值向岸线偏移。
破波带涡对物质输运、岸滩演变、生态环境等具有重要影响，但其产生机制及演变特性尚不明晰，特别是强波生流条件下破波带涡的时空演变特性仍需深入研究。本文采用破波带内污染物示踪试验和基于Boussinesq方程的Funwave数值模型，分析了强波生流条件下破波带内涡时空演变。试验结果表明在强波生流条件下破波带向岸和离岸一侧都有大尺度涡团出现，具有瞬时性，涡团从污染团中脱离出来，向岸一侧的涡团尺度受岸线约束，离岸一侧的则逐渐发展演化，有向破波带外输移的趋势。数值模拟结果表明强涡主要集中在破波线附近；破波带内涡场可以分为前剪切区与后剪切区，二者在沿岸方向上具有相似的空间周期和涡分布，涡强度随着波高和周期的增大而增强，且强涡向海侧偏移；不规则波入射条件下，涡强度减弱，并使涡最大值向岸线偏移。
2025, 47(2): 29-40.
doi: 10.12284/hyxb2025011
摘要:
传统调和分析方法受限于瑞利准则，需半年数据以分辨8大主要分潮（M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1、Q1）。对于短期潮位资料，未分辨的分潮需采用附近长期潮位站资料的差比关系来推算。而浙江近海公开的长期潮位资料匮乏，使得无法从短期资料中准确提取主要分潮。本文引入的新型潮汐调和分析算法，基于各主要分潮间内在联系所建立的平滑函数，突破瑞利准则限制，显著减少了所需潮位资料长度，特别适用于短期资料丰富的海域。本研究将该算法应用于浙江沿海多岛屿海域，对小于15 d的潮位资料进行试验。结果表明：石浦站8大主要分潮的调和常数与传统调和分析方法得到的结果总体接近，而所需资料长度从8760 h减少至336 h，可用于理论深度基准面等特征参数的计算。采用该算法分析浙江沿海潮位的8大主要分潮时，建议数据长度在5 d以上。
传统调和分析方法受限于瑞利准则，需半年数据以分辨8大主要分潮（M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1、Q1）。对于短期潮位资料，未分辨的分潮需采用附近长期潮位站资料的差比关系来推算。而浙江近海公开的长期潮位资料匮乏，使得无法从短期资料中准确提取主要分潮。本文引入的新型潮汐调和分析算法，基于各主要分潮间内在联系所建立的平滑函数，突破瑞利准则限制，显著减少了所需潮位资料长度，特别适用于短期资料丰富的海域。本研究将该算法应用于浙江沿海多岛屿海域，对小于15 d的潮位资料进行试验。结果表明：石浦站8大主要分潮的调和常数与传统调和分析方法得到的结果总体接近，而所需资料长度从
2025, 47(2): 41-55.
doi: 10.12284/hyxb2025003
摘要:
雪冰是雪转化为海冰的产物，对北极海冰结构有重要作用。研究雪冰的时空变化能够深度揭示“雪−冰”转化过程的细节，并帮助理解海冰的演变规律及极地气候变化。本文基于EC-Earth3模式，分析了历史情景模拟实验（1990−2014年）和共享社会经济路径SSP245实验（2015−2100年）中的雪冰及其影响因素的变化。通过集合平均、回归分析、Mann-Kendall趋势检验等统计方法，研究了雪冰生长量在历史时期和未来时期的时空演变过程。与美国国家冰雪数据中心的卫星观测海冰密集度数据对比表明，EC-Earth3模式较好地重建了历史时期海冰演变，为预测未来海冰变化提供了信心。分析显示，雪冰主要在冬季和春季生成，分布在戴维斯海峡、北欧海及巴伦支海北部海域。历史时期雪冰生长量全北极平均减少趋势为7.4 × 108 kg/a；弗拉姆海峡等地区雪冰在春季和冬季年变化呈现约1 kg/m2·a的增加趋势；雪冰占冰厚的比例最高在格陵兰岛东南侧海域，平均约为2%，降雪降雨的增加以及温度升高是促进雪冰生成的重要因素。未来预估显示，雪冰生成仍主要集中在春季和冬季，雪冰生长量全北极平均将减少2.6 × 108 kg/a；受降水增加和温度升高影响，研究区域3月份的雪冰年变化增加趋势最大呈0.7 kg/m2·a，雪冰占冰厚的比例逐年有所增加。未来情景实验结果分析对于北极航道开发利用和破冰船能力设计都具有重要的科学参考价值。
雪冰是雪转化为海冰的产物，对北极海冰结构有重要作用。研究雪冰的时空变化能够深度揭示“雪−冰”转化过程的细节，并帮助理解海冰的演变规律及极地气候变化。本文基于EC-Earth3模式，分析了历史情景模拟实验（1990−2014年）和共享社会经济路径SSP245实验（2015−2100年）中的雪冰及其影响因素的变化。通过集合平均、回归分析、Mann-Kendall趋势检验等统计方法，研究了雪冰生长量在历史时期和未来时期的时空演变过程。与美国国家冰雪数据中心的卫星观测海冰密集度数据对比表明，EC-Earth3模式较好地重建了历史时期海冰演变，为预测未来海冰变化提供了信心。分析显示，雪冰主要在冬季和春季生成，分布在戴维斯海峡、北欧海及巴伦支海北部海域。历史时期雪冰生长量全北极平均减少趋势为7.4 × 108 kg/a；弗拉姆海峡等地区雪冰在春季和冬季年变化呈现约1 kg/m2·a的增加趋势；雪冰占冰厚的比例最高在格陵兰岛东南侧海域，平均约为2%，降雪降雨的增加以及温度升高是促进雪冰生成的重要因素。未来预估显示，雪冰生成仍主要集中在春季和冬季，雪冰生长量全北极平均将减少2.6 × 108 kg/a；受降水增加和温度升高影响，研究区域3月份的雪冰年变化增加趋势最大呈0.7 kg/m2·a，雪冰占冰厚的比例逐年有所增加。未来情景实验结果分析对于北极航道开发利用和破冰船能力设计都具有重要的科学参考价值。
2025, 47(2): 56-68.
doi: 10.12284/hyxb2025014
摘要:
本文对南海北部海域海水、珊瑚、贝壳和沉积物中239+240Pu浓度或比活度、240Pu/239Pu原子比值和239+240Pu累积通量等283个站位数据进行整理，归纳总结了该海域239+240Pu在表层海水、水柱、表层沉积物以及柱样沉积物中的来源与变化趋势。根据端元模型研究结果表明，目前全球大气沉降（GF）和太平洋核试验场（PPG）是南海北部海域所调查环境样品中239+240Pu的主要来源。同时，根据迁移模型发现水柱中239+240Pu浓度峰值所对应的海水深度与其迁移速率呈现正相关的线性关系。表层沉积物有机质含量或粒度与239+240Pu比活度相关性具有分段性质，分别呈现正相关性和负相关性。沉积物柱样中239+240Pu的沉积速率在数值上通常要大于等于可交换态239+240Pu的表观对流速率，并且柱样中239+240Pu的沉积速率与最大表观对流速率呈现显著正相关的线性关系；柱样中可交换态239+240Pu的最大表观对流速率对沉积速率的影响可以忽略。
本文对南海北部海域海水、珊瑚、贝壳和沉积物中239+240Pu浓度或比活度、240Pu/239Pu原子比值和239+240Pu累积通量等283个站位数据进行整理，归纳总结了该海域239+240Pu在表层海水、水柱、表层沉积物以及柱样沉积物中的来源与变化趋势。根据端元模型研究结果表明，目前全球大气沉降（GF）和太平洋核试验场（PPG）是南海北部海域所调查环境样品中239+240Pu的主要来源。同时，根据迁移模型发现水柱中239+240Pu浓度峰值所对应的海水深度与其迁移速率呈现正相关的线性关系。表层沉积物有机质含量或粒度与239+240Pu比活度相关性具有分段性质，分别呈现正相关性和负相关性。沉积物柱样中239+240Pu的沉积速率在数值上通常要大于等于可交换态239+240Pu的表观对流速率，并且柱样中239+240Pu的沉积速率与最大表观对流速率呈现显著正相关的线性关系；柱样中可交换态239+240Pu的最大表观对流速率对沉积速率的影响可以忽略。
2025, 47(2): 69-84.
doi: 10.12284/hyxb2025015
摘要:
频繁且严重的风暴事件影响下海滩侵蚀呈现普遍加剧的趋势，理解风暴事件影响下的海滩剖面变化过程对于砂质海岸侵蚀防护至关重要。为厘清海滩剖面对风暴的响应特征，本研究结合台风期间的现场观测和XBeach数值模型，揭示了台风“塔巴”影响下的浙江舟山朱家尖岛东沙海滩剖面形态变化，探讨了不同因素对于海滩风暴响应的影响。东沙海滩剖面在台风“塔巴”影响下展示出了显著的剖面上部冲刷、下部淤积的规律，且在位于离岸400 m的砂−泥分界线向海一侧，地形几乎无变化。对不同风暴情景计算发现，有效波高控制剖面的冲淤幅度，潮位控制冲淤的位置，风暴波高较大时细到中砂粒径范围的不同设置造成的剖面变化差异较小，有海滩养护时剖面变化停止点的离岸距离更远。本研究结果可为砂质海岸风暴侵蚀防护提供科学参考。
频繁且严重的风暴事件影响下海滩侵蚀呈现普遍加剧的趋势，理解风暴事件影响下的海滩剖面变化过程对于砂质海岸侵蚀防护至关重要。为厘清海滩剖面对风暴的响应特征，本研究结合台风期间的现场观测和XBeach数值模型，揭示了台风“塔巴”影响下的浙江舟山朱家尖岛东沙海滩剖面形态变化，探讨了不同因素对于海滩风暴响应的影响。东沙海滩剖面在台风“塔巴”影响下展示出了显著的剖面上部冲刷、下部淤积的规律，且在位于离岸400 m的砂−泥分界线向海一侧，地形几乎无变化。对不同风暴情景计算发现，有效波高控制剖面的冲淤幅度，潮位控制冲淤的位置，风暴波高较大时细到中砂粒径范围的不同设置造成的剖面变化差异较小，有海滩养护时剖面变化停止点的离岸距离更远。本研究结果可为砂质海岸风暴侵蚀防护提供科学参考。
2025, 47(2): 85-97.
doi: 10.12284/hyxb2025013
摘要:
三维地质模型通过利用海上勘察数据直观地展示海底地质情况，对海上风电场的开发建设具有积极的推动作用。为提高海上风电场三维地质模型的准确性和建模效率，提出一种基于多源数据融合的地质建模方法。该方法对岩土勘察数据和工程物探数据进行综合解释，采用空间插值算法生成连续且平滑的地层分界面，并利用Python开源库实现了三维地质模型的构建与可视化。此外，以粤东地区某海上风电场为例，验证了该地质建模方法的可靠性。结果表明：该方法实现了岩土数据和物探数据的有效融合，所构建的三维地质模型能够反映海上风电场复杂的地质特征。所提出的三维地质建模方法可以适用于不同的工程地质环境，为海上风电场从勘察、设计、安装、运维到退役的全生命周期管理提供坚实的技术支撑。
三维地质模型通过利用海上勘察数据直观地展示海底地质情况，对海上风电场的开发建设具有积极的推动作用。为提高海上风电场三维地质模型的准确性和建模效率，提出一种基于多源数据融合的地质建模方法。该方法对岩土勘察数据和工程物探数据进行综合解释，采用空间插值算法生成连续且平滑的地层分界面，并利用Python开源库实现了三维地质模型的构建与可视化。此外，以粤东地区某海上风电场为例，验证了该地质建模方法的可靠性。结果表明：该方法实现了岩土数据和物探数据的有效融合，所构建的三维地质模型能够反映海上风电场复杂的地质特征。所提出的三维地质建模方法可以适用于不同的工程地质环境，为海上风电场从勘察、设计、安装、运维到退役的全生命周期管理提供坚实的技术支撑。
2025, 47(2): 98-107.
doi: 10.12284/hyxb2025027
摘要:
西非海域受到北大西洋远程涌浪的影响，形成了独特的双峰波浪现象，这对防波堤的设计与稳定性构成了挑战。本文建立了一个基于雷诺时均的Navier-Stokes方程和k-ω湍流模型的数值波浪水槽，耦合了基于Biot半动态（u-p假设）多孔弹性介质理论的海床模块与结构物模块，数值模拟并研究了双峰谱随机波浪−斜坡式防波堤−海床相互作用机制。基于Soares 4参数法构造的双峰谱随机波浪荷载动力条件，本文分析了斜坡式防波堤前的水动力特征，探讨了斜坡堤周围海床的动力响应、液化的时空分布规律及频域特征，阐明了不同双峰谱涌浪能量占比对海床孔压分布及液化特性的影响。结果表明，随着双峰谱涌浪占比的增加，海床内低频孔压越来越显著，且更加容易穿透海床向海床深度传播。在海床液化显著区域，液化深度随着双峰谱波浪中涌浪占比的增加而增大，且高频和低频孔压对海床液化的影响程度随着距离防波堤堤脚位置的增加交替上升。本研究为斜坡式防波堤的设计与基础稳定评估提供科学依据。
西非海域受到北大西洋远程涌浪的影响，形成了独特的双峰波浪现象，这对防波堤的设计与稳定性构成了挑战。本文建立了一个基于雷诺时均的Navier-Stokes方程和k-ω湍流模型的数值波浪水槽，耦合了基于Biot半动态（u-p假设）多孔弹性介质理论的海床模块与结构物模块，数值模拟并研究了双峰谱随机波浪−斜坡式防波堤−海床相互作用机制。基于Soares 4参数法构造的双峰谱随机波浪荷载动力条件，本文分析了斜坡式防波堤前的水动力特征，探讨了斜坡堤周围海床的动力响应、液化的时空分布规律及频域特征，阐明了不同双峰谱涌浪能量占比对海床孔压分布及液化特性的影响。结果表明，随着双峰谱涌浪占比的增加，海床内低频孔压越来越显著，且更加容易穿透海床向海床深度传播。在海床液化显著区域，液化深度随着双峰谱波浪中涌浪占比的增加而增大，且高频和低频孔压对海床液化的影响程度随着距离防波堤堤脚位置的增加交替上升。本研究为斜坡式防波堤的设计与基础稳定评估提供科学依据。
2025, 47(2): 108-130.
doi: 10.12284/hyxb2025005
摘要:
高质量的原位测量数据是海洋水色遥感数据产品真实性检验、算法开发和气候变化研究的先决条件。原位数据的采集通常需要耗费大量的人力、物力、财力，单个研究团队采集的数据通常难以支持长时序和大范围的研究。在“大数据”科学研究的驱动下，国内外多个开放存取数据平台、政府间和国家级海洋科学数据中心以及主要涉海部门数据库平台发布了不同类型的海洋原位测量数据并向用户共享，以充分发挥原位测量数据的价值，支撑大科学问题的研究。由于各数据集在数据平台中离散分布，数据采集时间、区域、学科门类及数据获取方式不尽相同，数据使用者很难短时间内知晓并应用这些平台数据，导致搜集相关研究数据费时费力。因此，本文收集整理了29个可以获取海洋光学和海洋生物地球化学等参数的数据库平台，这些平台存储了全球海洋近百年来的原位测量数据，列举了共享数据在海洋水色遥感研究中的典型应用，并给出了常用参数的数据检索建议，以期帮助数据使用者快捷获取研究数据。
高质量的原位测量数据是海洋水色遥感数据产品真实性检验、算法开发和气候变化研究的先决条件。原位数据的采集通常需要耗费大量的人力、物力、财力，单个研究团队采集的数据通常难以支持长时序和大范围的研究。在“大数据”科学研究的驱动下，国内外多个开放存取数据平台、政府间和国家级海洋科学数据中心以及主要涉海部门数据库平台发布了不同类型的海洋原位测量数据并向用户共享，以充分发挥原位测量数据的价值，支撑大科学问题的研究。由于各数据集在数据平台中离散分布，数据采集时间、区域、学科门类及数据获取方式不尽相同，数据使用者很难短时间内知晓并应用这些平台数据，导致搜集相关研究数据费时费力。因此，本文收集整理了29个可以获取海洋光学和海洋生物地球化学等参数的数据库平台，这些平台存储了全球海洋近百年来的原位测量数据，列举了共享数据在海洋水色遥感研究中的典型应用，并给出了常用参数的数据检索建议，以期帮助数据使用者快捷获取研究数据。
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