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为探究规则波作用下刚性、柔性以及刚柔组合型植被消波特性差异，利用实验室水槽开展了一系列物理模型试验，定量分析了刚性、柔性及刚柔组合型植被对波浪的衰减作用，确定不同类型植被拖曳力系数CD与雷诺数Re、邱卡数KC和厄塞尔数Ur的关系。研究表明，三种植被配置均能引起波高沿程递减；随着入射波周期或植被淹没度的增加，各植被类型的消波效果均减弱；在波高影响方面，刚性植被的消波效果随波高增大持续显著增强，柔性植被则呈现先增强后减弱的非线性趋势，而刚柔组合型植被兼具两者优势，其消波效果亦随波高增大而增强。此外，三种植被的CD可采用统一的理论公式表达，其主要差异在于反映植被摆动对波高衰减的影响因子γ不同。CD与Re、KC以及Ur之间均存在显著统计关系，并可用统一经验公式描述。本研究结果可为海岸生态防护工程中植被的优化配置提供理论依据与设计参考。
为探究规则波作用下刚性、柔性以及刚柔组合型植被消波特性差异，利用实验室水槽开展了一系列物理模型试验，定量分析了刚性、柔性及刚柔组合型植被对波浪的衰减作用，确定不同类型植被拖曳力系数CD与雷诺数Re、邱卡数KC和厄塞尔数Ur的关系。研究表明，三种植被配置均能引起波高沿程递减；随着入射波周期或植被淹没度的增加，各植被类型的消波效果均减弱；在波高影响方面，刚性植被的消波效果随波高增大持续显著增强，柔性植被则呈现先增强后减弱的非线性趋势，而刚柔组合型植被兼具两者优势，其消波效果亦随波高增大而增强。此外，三种植被的CD可采用统一的理论公式表达，其主要差异在于反映植被摆动对波高衰减的影响因子γ不同。CD与Re、KC以及Ur之间均存在显著统计关系，并可用统一经验公式描述。本研究结果可为海岸生态防护工程中植被的优化配置提供理论依据与设计参考。
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doi: 10.12284/hyxb20260000
摘要:
深入理解低营养层生态系统对环境变化的响应机理是制定科学合理的海洋保护区规划、预测海洋生态系统未来演变的重要前提。数值模拟作为探究机理的有效工具之一，因其涉及多参数化过程，仍需持续优化与改进。本研究旨在发展并评估一套适用于南极罗斯海区域的高分辨率三维海洋-海冰-生态系统耦合模式（Ross Sea coupled Ocean-Sea ice-Ecosystem model，简称ROSE）。在系统梳理现有罗斯海生态模式发展的基础上，基于NEMOv3.6（version 3.6 of the Nucleus for European Modeling of the Ocean）海洋模式、LIM3（version 3 of the Louvain-la-Neuve Sea Ice Model）海冰模式和PISCESv2（the Pelagic Interactions Scheme for Carbon and Ecosystem Study - volume 2）海洋碳循环-生态模式构建了ROSE模式。通过对海冰动力学相关参数的系统调试，发现调整冰-海拖曳系数可显著提升ROSE模式对罗斯海典型生境特征—沿岸冰间湖的模拟效果。目前，基于ROSE模式已完成了2010–2020年的后报模拟，本文结合观测数据及已有研究成果，对ROSE模拟的海冰时空变化、海洋水文特征、溶解铁和叶绿素a浓度开展了较为细致的评估。结果表明，ROSE模式能够较为准确地再现上述关键状态变量的典型特征，具备进一步解析罗斯海近期环境变化驱动机制及低营养层生态过程响应规律的能力。
深入理解低营养层生态系统对环境变化的响应机理是制定科学合理的海洋保护区规划、预测海洋生态系统未来演变的重要前提。数值模拟作为探究机理的有效工具之一，因其涉及多参数化过程，仍需持续优化与改进。本研究旨在发展并评估一套适用于南极罗斯海区域的高分辨率三维海洋-海冰-生态系统耦合模式（Ross Sea coupled Ocean-Sea ice-Ecosystem model，简称ROSE）。在系统梳理现有罗斯海生态模式发展的基础上，基于NEMOv3.6（version 3.6 of the Nucleus for European Modeling of the Ocean）海洋模式、LIM3（version 3 of the Louvain-la-Neuve Sea Ice Model）海冰模式和PISCESv2（the Pelagic Interactions Scheme for Carbon and Ecosystem Study - volume 2）海洋碳循环-生态模式构建了ROSE模式。通过对海冰动力学相关参数的系统调试，发现调整冰-海拖曳系数可显著提升ROSE模式对罗斯海典型生境特征—沿岸冰间湖的模拟效果。目前，基于ROSE模式已完成了2010–2020年的后报模拟，本文结合观测数据及已有研究成果，对ROSE模拟的海冰时空变化、海洋水文特征、溶解铁和叶绿素a浓度开展了较为细致的评估。结果表明，ROSE模式能够较为准确地再现上述关键状态变量的典型特征，具备进一步解析罗斯海近期环境变化驱动机制及低营养层生态过程响应规律的能力。
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次重力波（周期25～250 s）是近岸水动力过程的关键组成部分，对海岸地貌演变和工程安全具有重要影响。本文从质量、动量与能量守恒方程出发，系统综述了次重力波产生机制与演化规律的最新研究进展。在产生机制方面，阐述了波群约束、移动破波点驱动、段波融合和海上阵风作用四种机制，讨论了约束长波理论从经典平衡解到非平衡解的发展，以及近期提出的格林函数统一解。在传播演化方面，介绍了次重力波在变浅岸滩上的相位变化与能量转移、非线性浅化、近岸耗散及岸线反射规律，探讨了离岸凸起地形和珊瑚礁陡变地形对次重力波的放大效应。文章还指出次重力波在演化过程中存在随机性。最后，对未来研究方向进行了展望，为次重力波的进一步研究和应用提供参考。
次重力波（周期25～250 s）是近岸水动力过程的关键组成部分，对海岸地貌演变和工程安全具有重要影响。本文从质量、动量与能量守恒方程出发，系统综述了次重力波产生机制与演化规律的最新研究进展。在产生机制方面，阐述了波群约束、移动破波点驱动、段波融合和海上阵风作用四种机制，讨论了约束长波理论从经典平衡解到非平衡解的发展，以及近期提出的格林函数统一解。在传播演化方面，介绍了次重力波在变浅岸滩上的相位变化与能量转移、非线性浅化、近岸耗散及岸线反射规律，探讨了离岸凸起地形和珊瑚礁陡变地形对次重力波的放大效应。文章还指出次重力波在演化过程中存在随机性。最后，对未来研究方向进行了展望，为次重力波的进一步研究和应用提供参考。
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产毒藻类对生态环境安全和人类健康具有重大威胁，右侧环胺藻(Azadinium dexteroporum)是氮杂螺环酸毒素的主要产毒种之一，但我国对该物种的研究十分稀缺，其在中国近海的分布仍然不明。本研究通过环境DNA方法获取右侧环胺藻在中国近海的分布记录，以2050年代和2100年代为未来预测节点，采用最大熵模型模拟了该物种在当前及未来三种气候情景（SSP126、SSP245和SSP585情景）下的潜在适生区变化。结果显示，硝酸盐浓度、硅酸盐浓度、海表温度为右侧环胺藻分布的主要限制因子。现状情景下，该物种适生区面积为63.71×104 km2，集中分布于南海北部。随着气候变化右侧环胺藻潜在适生区可能呈现缩减的趋势，2100年代潜在适生区面积将减少至5.58×104 km2～32.21×104 km2。右侧环胺藻的适生区空间格局整体呈现“南缩北扩”趋势，南海的大面积适生区将消失，但在黄渤海区域将出现新的适生区。其适生区质心迁移距离最远可达1439 km，从南海北部迁移至长江口以北。研究结果为有害甲藻的生态风险监控、预测和管理提供了重要科学依据。
产毒藻类对生态环境安全和人类健康具有重大威胁，右侧环胺藻(Azadinium dexteroporum)是氮杂螺环酸毒素的主要产毒种之一，但我国对该物种的研究十分稀缺，其在中国近海的分布仍然不明。本研究通过环境DNA方法获取右侧环胺藻在中国近海的分布记录，以2050年代和2100年代为未来预测节点，采用最大熵模型模拟了该物种在当前及未来三种气候情景（SSP126、SSP245和SSP585情景）下的潜在适生区变化。结果显示，硝酸盐浓度、硅酸盐浓度、海表温度为右侧环胺藻分布的主要限制因子。现状情景下，该物种适生区面积为63.71×104 km2，集中分布于南海北部。随着气候变化右侧环胺藻潜在适生区可能呈现缩减的趋势，2100年代潜在适生区面积将减少至5.58×104 km2～32.21×104 km2。右侧环胺藻的适生区空间格局整体呈现“南缩北扩”趋势，南海的大面积适生区将消失，但在黄渤海区域将出现新的适生区。其适生区质心迁移距离最远可达
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doi: 10.12284/hyxb20260001
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为研究海蜇（Rhopilema esculentum）生物学特性及其环境影响因素，本研究根据2022−2024年6−7月在杭州湾嵊泗海域开展的海蜇资源监测数据，分析了不同年际间海蜇生物学特性，同时采用广义可加模型（GAM）对海蜇伞径、体重与环境影响因素的关系进行了探究。结果表明：伏季休渔期间海蜇专项捕捞许可开捕前海蜇伞径与体重年际间存在显著性差异，海蜇体重增长率在不同生长阶段呈现不同的增长趋势。GAM结果显示，海表温度对海蜇伞径和体重生长均具有极显著影响，随着海表温度从21.18 ℃增长至26.81 ℃，海蜇伞径和体重均逐渐增大。海表盐度对海蜇伞径生长具有显著影响，在盐度9.3～25.2区间内，海蜇伞径大小呈现增长趋势，以盐度17.7～22.7为最适盐度。在海表温度与海表盐度交互影响中，海蜇伞径的高值区与体重的高值区均处于表层温度24～26.3 ℃，表层盐度15～22区间中。伏季休渔期间海蜇专项捕捞许可开捕后海蜇伞径与体重年际间存在显著性差异。综合分析表明：年际间海蜇伞径与体重的生长受海表温度和海表盐度交互影响，开捕时间的制定可根据海表温度的高低来确定。
为研究海蜇（Rhopilema esculentum）生物学特性及其环境影响因素，本研究根据2022−2024年6−7月在杭州湾嵊泗海域开展的海蜇资源监测数据，分析了不同年际间海蜇生物学特性，同时采用广义可加模型（GAM）对海蜇伞径、体重与环境影响因素的关系进行了探究。结果表明：伏季休渔期间海蜇专项捕捞许可开捕前海蜇伞径与体重年际间存在显著性差异，海蜇体重增长率在不同生长阶段呈现不同的增长趋势。GAM结果显示，海表温度对海蜇伞径和体重生长均具有极显著影响，随着海表温度从21.18 ℃增长至26.81 ℃，海蜇伞径和体重均逐渐增大。海表盐度对海蜇伞径生长具有显著影响，在盐度9.3～25.2区间内，海蜇伞径大小呈现增长趋势，以盐度17.7～22.7为最适盐度。在海表温度与海表盐度交互影响中，海蜇伞径的高值区与体重的高值区均处于表层温度24～26.3 ℃，表层盐度15～22区间中。伏季休渔期间海蜇专项捕捞许可开捕后海蜇伞径与体重年际间存在显著性差异。综合分析表明：年际间海蜇伞径与体重的生长受海表温度和海表盐度交互影响，开捕时间的制定可根据海表温度的高低来确定。
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doi: 10.12284/hyxb2025142
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为了解浙江岩礁潮间带大型底栖动物的种间资源利用情况及生态关系，在2024年3月至2025年4月于浙江设置了10个岩礁潮间带开展采样调查。采用相对重要指数（IRI）、生态位测定、方差比率（VR）、卡方检验、联结系数（AC）、共同出现百分率（PC）、Spearman秩相关系数以及冗余分析（RDA）对主要优势动物的生态位、种间联结性和环境因子相关性进行了研究。结果表明：（1）浙江岩礁潮间带的物种资源丰富，主要优势种（IRI ＞ 100）共17种；（2）疣荔枝螺（Thais clavigera）和小结节滨螺（Nodilittorina exigua）的生态位宽度较大，为广生态位种；东方小藤壶（Chthamalus challengeri）和葡萄牙牡蛎（Crassostrea angulata）等生物的分布局限性较大，为窄生态位种；（3）疣荔枝螺、短滨螺（Littorina brevicula）、黄口荔枝螺（Thais luteostoma）和史氏背尖贝（Notoacmea schrenckii）等与其他主要优势种的生态位重叠显著；（4）盐度和叶绿素a是影响岩礁潮间带生物丰度的主要环境因子。同时，盐度与叶绿素a之间存在显著负相关关系；（5）浙江岩礁潮间带大型底栖动物的群落结构松散，物种组成不稳定，可能处于演替恢复阶段。
为了解浙江岩礁潮间带大型底栖动物的种间资源利用情况及生态关系，在2024年3月至2025年4月于浙江设置了10个岩礁潮间带开展采样调查。采用相对重要指数（IRI）、生态位测定、方差比率（VR）、卡方检验、联结系数（AC）、共同出现百分率（PC）、Spearman秩相关系数以及冗余分析（RDA）对主要优势动物的生态位、种间联结性和环境因子相关性进行了研究。结果表明：（1）浙江岩礁潮间带的物种资源丰富，主要优势种（IRI ＞ 100）共17种；（2）疣荔枝螺（Thais clavigera）和小结节滨螺（Nodilittorina exigua）的生态位宽度较大，为广生态位种；东方小藤壶（Chthamalus challengeri）和葡萄牙牡蛎（Crassostrea angulata）等生物的分布局限性较大，为窄生态位种；（3）疣荔枝螺、短滨螺（Littorina brevicula）、黄口荔枝螺（Thais luteostoma）和史氏背尖贝（Notoacmea schrenckii）等与其他主要优势种的生态位重叠显著；（4）盐度和叶绿素a是影响岩礁潮间带生物丰度的主要环境因子。同时，盐度与叶绿素a之间存在显著负相关关系；（5）浙江岩礁潮间带大型底栖动物的群落结构松散，物种组成不稳定，可能处于演替恢复阶段。
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我国海域蕴藏着丰富的海参资源，目前已记录海参物种7目16科61属共计138种，其中39种具有重要食用与经济价值。这些物种广泛分布于热带、亚热带至温带海域，在维持底栖生态环境、调控沉积物结构以及支撑海洋牧场建设等方面发挥关键作用。当前，我国关于海参的研究主要集中于养殖技术与活性成分功效等应用层面，而基础性的分类与系统学研究仍相对薄弱。自19世纪建立海参分类体系以来，其分类方法经历了从传统形态分类向分子系统学分类的深刻变革。传统分类主要依赖外部形态与骨片特征，其中海参骨片类型多达25种。然而，由于骨片类型复杂、形态多态性显著，且受种间形态相似性高和种内变异显著等因素的影响，仅基于形态特征难以精准识别近缘类群及不同生活史阶段的海参个体。近年来，随着COI、16SrRNA等分子条形码技术的广泛应用以及线粒体基因组和全基因组等系统发育技术的快速发展，显著提升了物种鉴定与谱系重建的准确性。尽管近年来我国海参分类研究取得了一定进展，但仍存在深海与南海区域标本匮乏、样品覆盖尚不完全、分子数据体系不完善及鉴定标准不统一等问题。未来研究仍需加强重点海域系统采样与长期监测，构建传统形态特征、骨片结构与多分子数据的综合分类体系。同时，推进环境DNA（eDNA）无损采样技术与水下相机数字化智能鉴定平台建设，建立标准化遗传资源库与形态特征数据库，并构建DNA条形码平台，为物种的快速鉴定和资源的可持续利用提供技术支撑。本研究系统梳理了我国海参物种多样性格局与分类研究进展，明确了当前海参分类研究的关键挑战与发展方向，为海参资源保护、生态修复及可持续利用提供了科学基础与理论支撑。
我国海域蕴藏着丰富的海参资源，目前已记录海参物种7目16科61属共计138种，其中39种具有重要食用与经济价值。这些物种广泛分布于热带、亚热带至温带海域，在维持底栖生态环境、调控沉积物结构以及支撑海洋牧场建设等方面发挥关键作用。当前，我国关于海参的研究主要集中于养殖技术与活性成分功效等应用层面，而基础性的分类与系统学研究仍相对薄弱。自19世纪建立海参分类体系以来，其分类方法经历了从传统形态分类向分子系统学分类的深刻变革。传统分类主要依赖外部形态与骨片特征，其中海参骨片类型多达25种。然而，由于骨片类型复杂、形态多态性显著，且受种间形态相似性高和种内变异显著等因素的影响，仅基于形态特征难以精准识别近缘类群及不同生活史阶段的海参个体。近年来，随着COI、16SrRNA等分子条形码技术的广泛应用以及线粒体基因组和全基因组等系统发育技术的快速发展，显著提升了物种鉴定与谱系重建的准确性。尽管近年来我国海参分类研究取得了一定进展，但仍存在深海与南海区域标本匮乏、样品覆盖尚不完全、分子数据体系不完善及鉴定标准不统一等问题。未来研究仍需加强重点海域系统采样与长期监测，构建传统形态特征、骨片结构与多分子数据的综合分类体系。同时，推进环境DNA（eDNA）无损采样技术与水下相机数字化智能鉴定平台建设，建立标准化遗传资源库与形态特征数据库，并构建DNA条形码平台，为物种的快速鉴定和资源的可持续利用提供技术支撑。本研究系统梳理了我国海参物种多样性格局与分类研究进展，明确了当前海参分类研究的关键挑战与发展方向，为海参资源保护、生态修复及可持续利用提供了科学基础与理论支撑。
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doi: 10.12284/hyxb202500-1
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本研究从鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）中鉴定并克隆了2个成纤维细胞生长因子（Fibroblast growth factor，FGF）基因，命名为PdFGF1和PdFGF17。序列分析结果表明，PdFGF1与PdFGF17分别编码195个和149个氨基酸，均含有信号肽和典型的FGF结构域，并具有β–折叠、η–环等拓扑结构。高等动物FGF家族分为FGF1、FGF4、FGF7、FGF8、FGF9、FGF11、FGF19等7个亚家族。多序列比对和系统进化树分析结果表明，PdFGF1属于FGF1亚家族，与人（Homo sapiens）FGF1的序列一致性为30.15%；PdFGF17属于FGF8亚家族，与人FGF1的序列一致性为29.36%。为进一步揭示PdFGF1和PdFGF17的生物学功能，本研究分析了高温诱导鹿角杯形珊瑚水螅体脱离的转录组数据，发现在水螅体高温脱离过程中FGF家族基因（PdFGF1、PdFGF2、PdFGF9、PdFGF17、PdFGF18、PdFGFR1、PdFGFR2、PdFGFR3及PdFGFR4）的表达水平显著上升，且FGF信号途径能够激活下游Ras/MAPK级联反应，驱动细胞骨架重构与细胞黏附调节；Cytoscape基因共表达网络分析还揭示FGF与珊瑚共肉（coenosarc）胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）降解相关基因（ADAMTSs、COL21A1、CTSZ、P4HA等）存在显著共表达关系。综上，本研究发现高温激活了鹿角杯形珊瑚的FGF信号途径，促进了共肉组织ECM的降解，进而介导共肉裂解和水螅体脱离。
本研究从鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）中鉴定并克隆了2个成纤维细胞生长因子（Fibroblast growth factor，FGF）基因，命名为PdFGF1和PdFGF17。序列分析结果表明，PdFGF1与PdFGF17分别编码195个和149个氨基酸，均含有信号肽和典型的FGF结构域，并具有β–折叠、η–环等拓扑结构。高等动物FGF家族分为FGF1、FGF4、FGF7、FGF8、FGF9、FGF11、FGF19等7个亚家族。多序列比对和系统进化树分析结果表明，PdFGF1属于FGF1亚家族，与人（Homo sapiens）FGF1的序列一致性为30.15%；PdFGF17属于FGF8亚家族，与人FGF1的序列一致性为29.36%。为进一步揭示PdFGF1和PdFGF17的生物学功能，本研究分析了高温诱导鹿角杯形珊瑚水螅体脱离的转录组数据，发现在水螅体高温脱离过程中FGF家族基因（PdFGF1、PdFGF2、PdFGF9、PdFGF17、PdFGF18、PdFGFR1、PdFGFR2、PdFGFR3及PdFGFR4）的表达水平显著上升，且FGF信号途径能够激活下游Ras/MAPK级联反应，驱动细胞骨架重构与细胞黏附调节；Cytoscape基因共表达网络分析还揭示FGF与珊瑚共肉（coenosarc）胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）降解相关基因（ADAMTSs、COL21A1、CTSZ、P4HA等）存在显著共表达关系。综上，本研究发现高温激活了鹿角杯形珊瑚的FGF信号途径，促进了共肉组织ECM的降解，进而介导共肉裂解和水螅体脱离。
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海洋总初级生产力是衡量海洋表层浮游植物光合作用强度及生物碳汇效率的关键指标。然而，生物产氧的光合作用及耗氧的呼吸作用同时进行且难以区分，导致海洋原位总生产力的测量极度困难。溶解氧的三氧同位素异常值（17Δ）不受呼吸作用影响，为评估海洋总生产力提供新指标。自然界中17O的丰度极低且易受到N2的质量干扰，本研究突破三氧同位素（δ18O，17Δ）测量的技术瓶颈，利用气相色谱成功分离了溶解气体中的O2、Ar与N2，并确保O2的100%收集。本方法对空气标准17Δ值的长期观测精度达 ± 2.6 per meg，优于国际同类实验室。本研究测定2021年1月南大洋普里兹湾混合层内溶解氧同位素的平均17Δ值为66 per meg，计算得该海域平均总初级生产力为181 mmol O2 m−2 day−1，符合夏季高纬度南大洋总初级生产力较低的特征。本研究建立的氧气三氧同位素高精度分析方法在海洋总生产力研究方面具有极大的应用前景，同时也为大气及冰芯包裹气体等地球科学前沿研究提供技术支撑。
海洋总初级生产力是衡量海洋表层浮游植物光合作用强度及生物碳汇效率的关键指标。然而，生物产氧的光合作用及耗氧的呼吸作用同时进行且难以区分，导致海洋原位总生产力的测量极度困难。溶解氧的三氧同位素异常值（17Δ）不受呼吸作用影响，为评估海洋总生产力提供新指标。自然界中17O的丰度极低且易受到N2的质量干扰，本研究突破三氧同位素（δ18O，17Δ）测量的技术瓶颈，利用气相色谱成功分离了溶解气体中的O2、Ar与N2，并确保O2的100%收集。本方法对空气标准17Δ值的长期观测精度达 ± 2.6 per meg，优于国际同类实验室。本研究测定2021年1月南大洋普里兹湾混合层内溶解氧同位素的平均17Δ值为66 per meg，计算得该海域平均总初级生产力为181 mmol O2 m−2 day−1，符合夏季高纬度南大洋总初级生产力较低的特征。本研究建立的氧气三氧同位素高精度分析方法在海洋总生产力研究方面具有极大的应用前景，同时也为大气及冰芯包裹气体等地球科学前沿研究提供技术支撑。
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红树林生态系统在维持海岸生态稳定性方面具有重要作用，但在气候变化与人类干扰双重影响下正面临严重退化，人工造林成为主要恢复手段。本研究以广西沿海红树林常见本土造林树种为研究对象，基于植物功能性状和CSR策略理论，探讨不同树种的生态策略差异、功能性状与CSR策略的关系及驱动因素。结果显示：（1）不同树种表现出显著的CSR策略差异，桐花树与秋茄以S策略为主，木榄偏向C策略，而白骨壤在C、S和R策略间的分布较为均衡；（2）CSR策略与功能性状指标间存在显著相关性。其中，C策略与叶绿素含量和树高增量呈显著的正相关、与叶磷含量呈显著负相关，S策略与树高增量呈显著负相关，R策略与叶绿素含量和树高增量呈显著正相关、与叶氮含量和叶磷含量呈显著负相关；（3）淹水时间和淹水深度是驱动红树林人工幼林CSR策略变异的关键环境因子。本研究验证了CSR理论在潮间带人工红树林中的应用，揭示了植物适应性策略与生态位之间的机制联系，为优化树种配置与提升红树林生态修复效率提供了理论依据与实践指导。
红树林生态系统在维持海岸生态稳定性方面具有重要作用，但在气候变化与人类干扰双重影响下正面临严重退化，人工造林成为主要恢复手段。本研究以广西沿海红树林常见本土造林树种为研究对象，基于植物功能性状和CSR策略理论，探讨不同树种的生态策略差异、功能性状与CSR策略的关系及驱动因素。结果显示：（1）不同树种表现出显著的CSR策略差异，桐花树与秋茄以S策略为主，木榄偏向C策略，而白骨壤在C、S和R策略间的分布较为均衡；（2）CSR策略与功能性状指标间存在显著相关性。其中，C策略与叶绿素含量和树高增量呈显著的正相关、与叶磷含量呈显著负相关，S策略与树高增量呈显著负相关，R策略与叶绿素含量和树高增量呈显著正相关、与叶氮含量和叶磷含量呈显著负相关；（3）淹水时间和淹水深度是驱动红树林人工幼林CSR策略变异的关键环境因子。本研究验证了CSR理论在潮间带人工红树林中的应用，揭示了植物适应性策略与生态位之间的机制联系，为优化树种配置与提升红树林生态修复效率提供了理论依据与实践指导。
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微异类梭蟹（Eodemus subtilis）是一类栖息于潮间带至浅海区的十足目梭子蟹科物种，在中国主要分布于东南沿海。本研究利用高通量测序技术，结合生物信息学分析，对其线粒体基因组进行了全面解析。线粒体基因组大小为15 878 bp，包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及一个非编码控制区，其中24个基因均编码在重链（H链）上。线粒体全基因组具有A+T偏向性（69.81%），呈现负的AT偏斜（−0.021）和GC偏斜（−0.233）。在微异类梭蟹的相对同义密码子使用频率（RSCU）中，Ser2的UCU和Leu2的UUA密码子使用频率高，且高使用频率的密码子通常是以A/T结尾的。微异类梭蟹的基因排列具有一定的保守性，基因排列顺序与短尾下目祖先保持一致，没有基因重排发生。对它所在的梭子蟹科进行13个蛋白质编码的选择压力分析可以得出除COIII和ND1之外的其他11个基因的非同义替换率/同义替换率（Ka/Ks）。在系统发育树和时间分歧树中，微异类梭蟹与拥剑单梭蟹（Monomia gladiator）聚成一支，二者分化时间大约在44.34 Mya，这对研究短尾下目中梭子蟹科内的进化具有重要意义。
微异类梭蟹（Eodemus subtilis）是一类栖息于潮间带至浅海区的十足目梭子蟹科物种，在中国主要分布于东南沿海。本研究利用高通量测序技术，结合生物信息学分析，对其线粒体基因组进行了全面解析。线粒体基因组大小为15 878 bp，包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及一个非编码控制区，其中24个基因均编码在重链（H链）上。线粒体全基因组具有A+T偏向性（69.81%），呈现负的AT偏斜（−0.021）和GC偏斜（−0.233）。在微异类梭蟹的相对同义密码子使用频率（RSCU）中，Ser2的UCU和Leu2的UUA密码子使用频率高，且高使用频率的密码子通常是以A/T结尾的。微异类梭蟹的基因排列具有一定的保守性，基因排列顺序与短尾下目祖先保持一致，没有基因重排发生。对它所在的梭子蟹科进行13个蛋白质编码的选择压力分析可以得出除COIII和ND1之外的其他11个基因的非同义替换率/同义替换率（Ka/Ks）。在系统发育树和时间分歧树中，微异类梭蟹与拥剑单梭蟹（Monomia gladiator）聚成一支，二者分化时间大约在44.34 Mya，这对研究短尾下目中梭子蟹科内的进化具有重要意义。
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doi: 10.12284/hyxb2025006
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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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摘要:
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(3096)
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(12): 1-9.
doi: 10.12284/hyxb20250125
摘要:
本文主要围绕海洋技术的理论体系建构方面，开展研究与讨论。在分析海洋技术特征的基础上，进一步明确海洋技术的定义，进行了海洋技术的分类，分成海洋基础技术、海洋使能技术和海洋应用技术。并在海洋技术的一些重要方面，进一步开展了深入的讨论。
本文主要围绕海洋技术的理论体系建构方面，开展研究与讨论。在分析海洋技术特征的基础上，进一步明确海洋技术的定义，进行了海洋技术的分类，分成海洋基础技术、海洋使能技术和海洋应用技术。并在海洋技术的一些重要方面，进一步开展了深入的讨论。
2025, 47(12): 103-113.
doi: 10.12284/hyxb20250115
摘要:
本文基于Sentinel-2光学遥感影像，提出一种U-Net架构下多维度注意力赋能的海冰分割算法，该算法在经典U-Net的基础上，创新性地在编码路径末端引入时间感知多头注意力模块，通过可学习的空间位置编码增强空间感知，并以时间编码（年份采用最小−最大归一化处理，月、日通过正弦余弦函数编码）为查询向量，对深层图像特征进行全局时间关联推理，并在解码路径中嵌入轻量化三重注意力模块，即通道−空间−时间，计算三者权重，以逐像素乘积形式融合特征信息，有效增强关键特征，聚焦细节。为验证本文算法的准确性和有效性，选取经典VIT、DeepLabV3+、U-Net模型为对照方法，并进行消融试验。试验结果表明，本文算法在OA、Kappa系数、Mean IoU系数指标上最优，分别为92.11%、0.846和0.574。两个注意力模块的联合作用使得模型在避免全局偏差的同时提升局部分类置信度，特别是将30%～50%冰密集度与固定冰的分类正确率分别提升了48.8%与31.95%。
本文基于Sentinel-2光学遥感影像，提出一种U-Net架构下多维度注意力赋能的海冰分割算法，该算法在经典U-Net的基础上，创新性地在编码路径末端引入时间感知多头注意力模块，通过可学习的空间位置编码增强空间感知，并以时间编码（年份采用最小−最大归一化处理，月、日通过正弦余弦函数编码）为查询向量，对深层图像特征进行全局时间关联推理，并在解码路径中嵌入轻量化三重注意力模块，即通道−空间−时间，计算三者权重，以逐像素乘积形式融合特征信息，有效增强关键特征，聚焦细节。为验证本文算法的准确性和有效性，选取经典VIT、DeepLabV3+、U-Net模型为对照方法，并进行消融试验。试验结果表明，本文算法在OA、Kappa系数、Mean IoU系数指标上最优，分别为92.11%、0.846和0.574。两个注意力模块的联合作用使得模型在避免全局偏差的同时提升局部分类置信度，特别是将30%～50%冰密集度与固定冰的分类正确率分别提升了48.8%与31.95%。
2025, 47(12): 114-125.
doi: 10.12284/hyxb20250131
摘要:
圆碟形潜水器具备零转弯直径、精准着陆和良好的悬停能力，对提高海底观测系统效率意义重大。然而，关于圆碟形潜水器水动力性能的研究并不多。本研究提出将平面运动机构（PMM）数值模拟实验与Routh判据相结合的创新方法，用于判断圆碟形潜水器的运动稳定性。一方面，推导了潜水器运动控制方程和运动稳定性判断标准，另一方面，建立了数值模拟模型并设计了PMM数值模拟来计算水动力系数。研究首次以圆碟形潜水器为例，结合Routh准则，对比分析了HG1和HG3两种船体的水动力性能，得到HG1和HG3水平运动及垂直运动的稳定系数，结果表明HG3在运动稳定性方面表现更优。此结论在缩尺模型水池实验中也得到了验证。该数值研究方法可扩展用于各类作业型潜水器的运动稳定性研究，避免实际实验高昂的成本，进一步提升潜水器在海洋工程中的作业性能。
圆碟形潜水器具备零转弯直径、精准着陆和良好的悬停能力，对提高海底观测系统效率意义重大。然而，关于圆碟形潜水器水动力性能的研究并不多。本研究提出将平面运动机构（PMM）数值模拟实验与Routh判据相结合的创新方法，用于判断圆碟形潜水器的运动稳定性。一方面，推导了潜水器运动控制方程和运动稳定性判断标准，另一方面，建立了数值模拟模型并设计了PMM数值模拟来计算水动力系数。研究首次以圆碟形潜水器为例，结合Routh准则，对比分析了HG1和HG3两种船体的水动力性能，得到HG1和HG3水平运动及垂直运动的稳定系数，结果表明HG3在运动稳定性方面表现更优。此结论在缩尺模型水池实验中也得到了验证。该数值研究方法可扩展用于各类作业型潜水器的运动稳定性研究，避免实际实验高昂的成本，进一步提升潜水器在海洋工程中的作业性能。
2025, 47(12): 10-24.
doi: 10.12284/hyxb20250109
摘要:
本文基于OFES（Ocean general circulation model For the Earth Simulator）模式0.1° × 0.1°高分辨率温盐和三维流场数据，分析Omega方程在南海垂向流速诊断中的适用性和南海垂向流速的时空变化特征。结果表明，Omega方程诊断垂向流速wOmega与OFES模式垂向流速wOFEES在南海海盆大部分区域量级相当，约为 O （10−5 m/s），南海北部陆架区则小一个量级。wOmega和wOFEES的空间相关系数rs在台湾西南部（R1区）和越南以东（R2区）较大，在菲律宾西（R3区）、南海南部（R4区）以及海南岛东北部（R5区）较小。季节变化上，R1、R2和R4区rs冬季大、夏季小，R3和R5区rs无明显季节特征。R1和R2区是Omega方程的适用区，其wOmega与wOFEES的时间相关系数rt较大。各区域中形变项（\begin{document}$ {S}_{{\mathrm{DEF}}} $\end{document} ![]()
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本文基于OFES（Ocean general circulation model For the Earth Simulator）模式0.1° × 0.1°高分辨率温盐和三维流场数据，分析Omega方程在南海垂向流速诊断中的适用性和南海垂向流速的时空变化特征。结果表明，Omega方程诊断垂向流速wOmega与OFES模式垂向流速wOFEES在南海海盆大部分区域量级相当，约为 O （10−5 m/s），南海北部陆架区则小一个量级。wOmega和wOFEES的空间相关系数rs在台湾西南部（R1区）和越南以东（R2区）较大，在菲律宾西（R3区）、南海南部（R4区）以及海南岛东北部（R5区）较小。季节变化上，R1、R2和R4区rs冬季大、夏季小，R3和R5区rs无明显季节特征。R1和R2区是Omega方程的适用区，其wOmega与wOFEES的时间相关系数rt较大。各区域中形变项（
2025, 47(12): 25-34.
doi: 10.12284/hyxb20250133
摘要:
本文基于2020年秋季长江口南槽实测高频湍流和盐度剖面数据，通过定量分析水体盐度层化对湍流垂向黏滞系数、拖曳系数和垂向流速能谱的影响，探讨盐度层化对水体湍流的影响。研究结果表明：观测站点总体上呈现涨潮流期逐渐层化、落潮流期逐渐混合的周期性层化特征。盐度层化显著抑制底层湍流强度，导致底层拖曳系数和垂向黏滞系数降低，且随着距底床高度增加，层化引起的湍流参数的减小越明显。垂向流速的谱分析结果显示：盐度层化对低频大尺度涡旋具有明显抑制作用，且距离底床越远湍流受到的抑制作用越强。盐度层化使湍流垂向黏滞系数的垂向结构出现以下变化：峰值和均值减小，峰值出现位置降低，峰值以上位置快速衰减，整体湍流强度减弱。盐度层化对湍流的抑制程度与层化区的高度成负相关，与层化的强度成正相关。
本文基于2020年秋季长江口南槽实测高频湍流和盐度剖面数据，通过定量分析水体盐度层化对湍流垂向黏滞系数、拖曳系数和垂向流速能谱的影响，探讨盐度层化对水体湍流的影响。研究结果表明：观测站点总体上呈现涨潮流期逐渐层化、落潮流期逐渐混合的周期性层化特征。盐度层化显著抑制底层湍流强度，导致底层拖曳系数和垂向黏滞系数降低，且随着距底床高度增加，层化引起的湍流参数的减小越明显。垂向流速的谱分析结果显示：盐度层化对低频大尺度涡旋具有明显抑制作用，且距离底床越远湍流受到的抑制作用越强。盐度层化使湍流垂向黏滞系数的垂向结构出现以下变化：峰值和均值减小，峰值出现位置降低，峰值以上位置快速衰减，整体湍流强度减弱。盐度层化对湍流的抑制程度与层化区的高度成负相关，与层化的强度成正相关。
2025, 47(12): 35-47.
doi: 10.12284/hyxb20250137
摘要:
钦州湾作为典型的河口−海湾复合系统，其海床表层沉积物空间分布模式及其变化极可能影响航槽地貌稳定与船只安全。本文基于2024年洪枯季采集的钦州湾高密度表层沉积物样品与水文数据，系统探讨了海床沉积物季相变化特征及驱动机制。结果表明：钦州湾表层沉积物以砂为主，平均粒径在洪季为3.67φ（约为0.079 mm），在枯季为3.39φ（约为0.095 mm），海床沉积物在枯季较洪季偏粗。洪季期间，海床沉积物主要包括中砂、细砂、极细砂、粗粉砂、中粉砂及细粉砂6种沉积类型，其中内湾以粉砂和细砂为主，龙门通道北段为细砂，南出口及外湾中段为中砂，东西航道两侧则再度细化。枯季沉积物包括中砂、细砂、极细砂、粗粉砂及中粉砂5种类型。内湾和龙门通道以及外湾西侧均以细砂为主，外湾中部分布中砂，外湾东部沉积物细化。钦州湾海床沉积物在洪枯季EOF分析的第一模态中都展现为“内湾细、通道粗、外湾中部粗两侧细”的沉积格局。然而，洪季EOF分析的第二模态为外湾中东部以细砂为主的沉积模式；枯季第二模态则为内湾以极细砂为主，外湾东西侧分别以细砂、粗粉砂为主的沉积格局。钦州湾海床沉积格局主要受径流与潮流耦合作用控制，局部展现的差异化沉积受控通道束流效应及航道疏浚、运河建设和水产养殖等人类活动的综合影响。
钦州湾作为典型的河口−海湾复合系统，其海床表层沉积物空间分布模式及其变化极可能影响航槽地貌稳定与船只安全。本文基于2024年洪枯季采集的钦州湾高密度表层沉积物样品与水文数据，系统探讨了海床沉积物季相变化特征及驱动机制。结果表明：钦州湾表层沉积物以砂为主，平均粒径在洪季为3.67φ（约为0.079 mm），在枯季为3.39φ（约为0.095 mm），海床沉积物在枯季较洪季偏粗。洪季期间，海床沉积物主要包括中砂、细砂、极细砂、粗粉砂、中粉砂及细粉砂6种沉积类型，其中内湾以粉砂和细砂为主，龙门通道北段为细砂，南出口及外湾中段为中砂，东西航道两侧则再度细化。枯季沉积物包括中砂、细砂、极细砂、粗粉砂及中粉砂5种类型。内湾和龙门通道以及外湾西侧均以细砂为主，外湾中部分布中砂，外湾东部沉积物细化。钦州湾海床沉积物在洪枯季EOF分析的第一模态中都展现为“内湾细、通道粗、外湾中部粗两侧细”的沉积格局。然而，洪季EOF分析的第二模态为外湾中东部以细砂为主的沉积模式；枯季第二模态则为内湾以极细砂为主，外湾东西侧分别以细砂、粗粉砂为主的沉积格局。钦州湾海床沉积格局主要受径流与潮流耦合作用控制，局部展现的差异化沉积受控通道束流效应及航道疏浚、运河建设和水产养殖等人类活动的综合影响。
2025, 47(12): 48-59.
doi: 10.12284/hyxb20250135
摘要:
黄河自从1996年人工改道取北汊入渤海以来，河口沙嘴整体呈北偏趋势。现有对河口演变规律的研究多聚焦河口水沙与海洋动力的相互作用，对科氏力这一持续驱动因素的作用机制尚缺乏系统认识。本文基于水动力数值模拟，从科氏力作用的角度，模拟研究了有无科氏力作用下黄河三角洲近岸潮流结构与河口泥沙入海输运扩散特征的差异。模拟显示科氏力驱动近岸潮流呈往复式运动，并在河口外侧形成一个封闭椭圆形高流速区（流速＞0.8 m/s），同时在河口北侧的五号桩附近形成M2分潮无潮点，泥沙在沙嘴北侧扩散范围明显大于无科氏力情景。无科氏力作用时，近岸潮流主要表现为放射状往复运动，河口外侧未出现封闭高流速区，五号桩周边无潮点亦消失，河口泥沙向远海纵向扩散范围更大。结果表明，科氏力通过增强近岸涨落潮流横向运动强度促使泥沙向南北两侧输运，形成的M2无潮点“低位能区”增大了河口与M2无潮点之间的势能梯度，提高了落潮流时河口泥沙向北的输运强度，加之河口沙嘴北侧岬湾化程度增加进一步弱化局部潮流动力，使得更多泥沙在此区域淤积，这些因素的耦合效应共同促进了黄河口沙嘴北偏演进过程。
黄河自从1996年人工改道取北汊入渤海以来，河口沙嘴整体呈北偏趋势。现有对河口演变规律的研究多聚焦河口水沙与海洋动力的相互作用，对科氏力这一持续驱动因素的作用机制尚缺乏系统认识。本文基于水动力数值模拟，从科氏力作用的角度，模拟研究了有无科氏力作用下黄河三角洲近岸潮流结构与河口泥沙入海输运扩散特征的差异。模拟显示科氏力驱动近岸潮流呈往复式运动，并在河口外侧形成一个封闭椭圆形高流速区（流速＞0.8 m/s），同时在河口北侧的五号桩附近形成M2分潮无潮点，泥沙在沙嘴北侧扩散范围明显大于无科氏力情景。无科氏力作用时，近岸潮流主要表现为放射状往复运动，河口外侧未出现封闭高流速区，五号桩周边无潮点亦消失，河口泥沙向远海纵向扩散范围更大。结果表明，科氏力通过增强近岸涨落潮流横向运动强度促使泥沙向南北两侧输运，形成的M2无潮点“低位能区”增大了河口与M2无潮点之间的势能梯度，提高了落潮流时河口泥沙向北的输运强度，加之河口沙嘴北侧岬湾化程度增加进一步弱化局部潮流动力，使得更多泥沙在此区域淤积，这些因素的耦合效应共同促进了黄河口沙嘴北偏演进过程。
2025, 47(12): 60-69.
doi: 10.12284/hyxb20250119
摘要:
浮式风机平台在深远海环境中的稳定性和安全性是浮式风机系统的核心问题，目前随机性设计波法是结构设计最常用的方法，但其假设结构响应最大值分布服从Rayleigh分布不一定符合实际情况。为此，本文提出了一种合理考虑结构响应极值随机特性的改进随机性设计波法，该方法通过结构响应平均跨零周期的最大值样本建立其局部时段最大值分布概率模型，在此基础建立结构响应总持续时间内的最大值概率模型，根据该最大值概率模型确定结构响应的最大值取值，从而确定设计波要素。以某实际5 MW Braceless浮式风机平台为研究对象，分别采用常规随机性设计波法和本文改进方法对该平台的波浪载荷和应力进行对比分析。分析结果表明：改进方法能更准确地反映极值响应随机特性，结构的应力计算结果更加符合实际情况，常规随机性设计波法低估结构的应力最大误差达4.63%，按此设计的结构会带来安全风险。研究结果对于类似浮式风机平台的结构设计和安全评估具有重要意义。
浮式风机平台在深远海环境中的稳定性和安全性是浮式风机系统的核心问题，目前随机性设计波法是结构设计最常用的方法，但其假设结构响应最大值分布服从Rayleigh分布不一定符合实际情况。为此，本文提出了一种合理考虑结构响应极值随机特性的改进随机性设计波法，该方法通过结构响应平均跨零周期的最大值样本建立其局部时段最大值分布概率模型，在此基础建立结构响应总持续时间内的最大值概率模型，根据该最大值概率模型确定结构响应的最大值取值，从而确定设计波要素。以某实际5 MW Braceless浮式风机平台为研究对象，分别采用常规随机性设计波法和本文改进方法对该平台的波浪载荷和应力进行对比分析。分析结果表明：改进方法能更准确地反映极值响应随机特性，结构的应力计算结果更加符合实际情况，常规随机性设计波法低估结构的应力最大误差达4.63%，按此设计的结构会带来安全风险。研究结果对于类似浮式风机平台的结构设计和安全评估具有重要意义。
2025, 47(12): 70-83.
doi: 10.12284/hyxb20250121
摘要:
准确评估海洋工程结构的长期极限响应是确保其生存条件的基础，而外部环境条件种类不清晰是影响这一评估的关键因素。现有研究普遍倾向于将风与风浪等纳入优先考虑范围，但实际海况往往呈现出风浪与涌浪相互叠加的多模态特征。基于单峰波谱的波浪时程生成方法难以表征其多模态特性，也无法揭示风、风浪与涌浪三者之间的统计依赖性，导致环境变量联合分布复杂性被低估，从而影响后续结构可靠性和安全性。涌浪作为强度可与风浪相当的低频波，易激发海上风电这类柔性结构的低频共振，进而放大动力响应和累积疲劳损伤。国际电工委员会（IEC）今年发布的行业规范《IEC 61400-3-2：2025》以及全国风电标准化技术委员会牵头制定的《风能发电系统漂浮式海上风力发电机组一体化计算分析导则》均已明确将涌浪列为必须考虑的工况。因此，本文将涌浪作为与风、风浪并列的灾种，基于南海、东海、渤海和黄海典型站点的再分析气象数据，构建了三者的联合概率模型，并通过相关性分析、Granger因果检验和条件概率分析，揭示了不同海域的多灾害相关结构规律。最后，以南海为例，结合环境等值线法（ECM）构建了包含风、风浪与涌浪的极限环境模型。结果表明，纳入涌浪后，环境变量组合的复杂性显著增加；忽略涌浪将导致环境条件模型失真，并低估极端环境的强度。该研究通过在传统风、风浪基础上进一步引入涌浪，并分析了其作为灾种的必要性，一定程度上弥补了现有海洋环境条件种类不清晰的问题，为海洋结构的长期极限响应评估提供了完整且精准的环境输入模型。
准确评估海洋工程结构的长期极限响应是确保其生存条件的基础，而外部环境条件种类不清晰是影响这一评估的关键因素。现有研究普遍倾向于将风与风浪等纳入优先考虑范围，但实际海况往往呈现出风浪与涌浪相互叠加的多模态特征。基于单峰波谱的波浪时程生成方法难以表征其多模态特性，也无法揭示风、风浪与涌浪三者之间的统计依赖性，导致环境变量联合分布复杂性被低估，从而影响后续结构可靠性和安全性。涌浪作为强度可与风浪相当的低频波，易激发海上风电这类柔性结构的低频共振，进而放大动力响应和累积疲劳损伤。国际电工委员会（IEC）今年发布的行业规范《IEC 61400-3-2：2025》以及全国风电标准化技术委员会牵头制定的《风能发电系统漂浮式海上风力发电机组一体化计算分析导则》均已明确将涌浪列为必须考虑的工况。因此，本文将涌浪作为与风、风浪并列的灾种，基于南海、东海、渤海和黄海典型站点的再分析气象数据，构建了三者的联合概率模型，并通过相关性分析、Granger因果检验和条件概率分析，揭示了不同海域的多灾害相关结构规律。最后，以南海为例，结合环境等值线法（ECM）构建了包含风、风浪与涌浪的极限环境模型。结果表明，纳入涌浪后，环境变量组合的复杂性显著增加；忽略涌浪将导致环境条件模型失真，并低估极端环境的强度。该研究通过在传统风、风浪基础上进一步引入涌浪，并分析了其作为灾种的必要性，一定程度上弥补了现有海洋环境条件种类不清晰的问题，为海洋结构的长期极限响应评估提供了完整且精准的环境输入模型。
2025, 47(12): 84-93.
doi: 10.12284/hyxb20250113
摘要:
基于Weibull分布估算最大单波越浪量，关键在于准确确定其分布参数—形状参数和越浪率—的取值。现有研究多集中于深水与中等水深条件，对破波带内的分布参数特性尚缺乏系统分析。本文通过将实验水深范围扩展至相对水深0.9～4，覆盖破波带、中等水深与深水工况，重点考察相对水深、相对顶高、波陡和床面坡度4个无量纲变量对分布参数的影响，并建立适用于该扩展条件的参数估算方法。实验发现，在涵盖破波带的实验区间内，形状参数和越浪率随相对水深的变化均呈现类孤立波形态的单峰特征。基于这一现象，本文借鉴类孤立波函数形式，构建了分布参数的计算公式，进而实现对最大单波越浪量的预测。与现有模型相比，本文所提方法在实验范围内均表现出更低的预测误差，尤其在破波带浅水区域优势更为显著。
基于Weibull分布估算最大单波越浪量，关键在于准确确定其分布参数—形状参数和越浪率—的取值。现有研究多集中于深水与中等水深条件，对破波带内的分布参数特性尚缺乏系统分析。本文通过将实验水深范围扩展至相对水深0.9～4，覆盖破波带、中等水深与深水工况，重点考察相对水深、相对顶高、波陡和床面坡度4个无量纲变量对分布参数的影响，并建立适用于该扩展条件的参数估算方法。实验发现，在涵盖破波带的实验区间内，形状参数和越浪率随相对水深的变化均呈现类孤立波形态的单峰特征。基于这一现象，本文借鉴类孤立波函数形式，构建了分布参数的计算公式，进而实现对最大单波越浪量的预测。与现有模型相比，本文所提方法在实验范围内均表现出更低的预测误差，尤其在破波带浅水区域优势更为显著。
2025, 47(12): 94-102.
doi: 10.12284/hyxb20250107
摘要:
本文基于开源计算流体力学平台OpenFOAM的waves2Foam造波工具箱，建立二维数值波浪水槽，模拟不规则波条件下牡蛎礁生态护底的波浪传播特性。采用VoF方法捕捉自由液面，结合k-ω SST湍流模型解析近壁流动与能量耗散过程。通过与物理模型试验数据对比，验证了数值模型在波浪传播特性上的可靠性。在此基础上，系统分析曲率粗糙度系数Cr、入射波高Hs及礁坪水深hr对波浪衰减性能的影响规律。结果表明，粗糙度是控制波浪衰减的关键因素，当Cr＞0.2时，不规则波条件下的波浪透射系数较光滑底面降低37%～42%；入射波高增加可显著增强消能效果，而较大的礁坪水深hr则削弱粗糙面的能量耗散作用。研究结果可为牡蛎礁生态护底结构的优化设计及海岸防护工程应用提供量化参考。
本文基于开源计算流体力学平台OpenFOAM的waves2Foam造波工具箱，建立二维数值波浪水槽，模拟不规则波条件下牡蛎礁生态护底的波浪传播特性。采用VoF方法捕捉自由液面，结合k-ω SST湍流模型解析近壁流动与能量耗散过程。通过与物理模型试验数据对比，验证了数值模型在波浪传播特性上的可靠性。在此基础上，系统分析曲率粗糙度系数Cr、入射波高Hs及礁坪水深hr对波浪衰减性能的影响规律。结果表明，粗糙度是控制波浪衰减的关键因素，当Cr＞0.2时，不规则波条件下的波浪透射系数较光滑底面降低37%～42%；入射波高增加可显著增强消能效果，而较大的礁坪水深hr则削弱粗糙面的能量耗散作用。研究结果可为牡蛎礁生态护底结构的优化设计及海岸防护工程应用提供量化参考。
2025, 47(12): 126-135.
doi: 10.12284/hyxb20250127
摘要:
印度洋偶极子（Indian Ocean Dipole, IOD）是热带印度洋海表温度呈现东西反位相变化的主要气候模态，对区域和全球气候演变具有重要影响。现有的IOD预测方法多依赖于多变量耦合或传统统计模型，存在计算复杂度高、多变量噪声干扰等挑战。针对这些挑战，本文提出了一种基于立方体注意力机制的IOD预测模型（Cuboid Attention-based IOD Prediction Model, CAIPM）。该模型仅以海表温度异常（Sea Surface Temperature Anomaly, SSTA）作为输入变量，加入融合了滑动窗口、时序差分与空间卷积的时空梯度增强模块（Spatio-Temporal Gradient Enhancement Module, STGEM），以强化时空特征提取，通过立方体注意力结构有效捕捉SSTA场中的时空依赖关系，直接输出未来时空范围的SSTA预测结果，进而计算出IOD指数。实验表明，CAIPM在IOD指数预测中显著优于传统统计方法及当前主流深度学习模型，CAIPM在提前12个月的IOD指数预测中，其皮尔逊相关系数相较于CNN、CNN-LSTM、TCN和ConvLSTM模型分别取得了约32%、22%、16%和6%的性能提升。
印度洋偶极子（Indian Ocean Dipole, IOD）是热带印度洋海表温度呈现东西反位相变化的主要气候模态，对区域和全球气候演变具有重要影响。现有的IOD预测方法多依赖于多变量耦合或传统统计模型，存在计算复杂度高、多变量噪声干扰等挑战。针对这些挑战，本文提出了一种基于立方体注意力机制的IOD预测模型（Cuboid Attention-based IOD Prediction Model, CAIPM）。该模型仅以海表温度异常（Sea Surface Temperature Anomaly, SSTA）作为输入变量，加入融合了滑动窗口、时序差分与空间卷积的时空梯度增强模块（Spatio-Temporal Gradient Enhancement Module, STGEM），以强化时空特征提取，通过立方体注意力结构有效捕捉SSTA场中的时空依赖关系，直接输出未来时空范围的SSTA预测结果，进而计算出IOD指数。实验表明，CAIPM在IOD指数预测中显著优于传统统计方法及当前主流深度学习模型，CAIPM在提前12个月的IOD指数预测中，其皮尔逊相关系数相较于CNN、CNN-LSTM、TCN和ConvLSTM模型分别取得了约32%、22%、16%和6%的性能提升。
2025, 47(12): 136-149.
doi: 10.12284/hyxb20250111
摘要:
为提升南海岛礁海域的波浪预报精度与模型泛化能力，本文基于BO-LSTM模型，系统探讨了输入因素作用、模型跨站位迁移能力及多步预测方法性能。研究采用单因素（历史波高）与双因素（历史波高+风速）输入，通过优化时间窗口，结合滚动预测法（RF）与直接多步预测法（DM），对七连屿、甘泉岛、晋卿岛和华夏暗沙4个站位的1～24 h有效波高进行预报验证。结果表明：模型表现与站点地理地貌揭示的水动力环境高度相关。七连屿站“半遮蔽−半开阔”的格局使其模型泛化能力最强且稳定（最佳窗口n = 2），在跨站预测中表现优异；而甘泉岛站、晋卿岛站等“潟湖内局地型”站点与华夏暗沙站“开阔水域型”站点，则因其地理特征主导的、差异化的数据分布导致了显著的“数据域偏移”，限制了模型的跨站迁移能力。短期预报中历史波高为核心因素，但其优势存在地理依赖性：七连屿站与晋卿岛站历史波高权重优势显著（>1.7倍），而甘泉岛站与华夏暗沙站风速贡献相对提升（优势比<1.4倍）。多步预测中，“DM+双”在短期至中期（1～18 h）综合最优，“RF+双”在长期（19～24 h）及甘泉岛站全时段更能抑制误差衰减。本研究验证了BO-LSTM在南海岛礁波浪预报中的有效性，并通过关联数据驱动规律与地理物理机制，为构建区域普适性智能预报模型提供了物理可解释的见解与方法支撑。
为提升南海岛礁海域的波浪预报精度与模型泛化能力，本文基于BO-LSTM模型，系统探讨了输入因素作用、模型跨站位迁移能力及多步预测方法性能。研究采用单因素（历史波高）与双因素（历史波高+风速）输入，通过优化时间窗口，结合滚动预测法（RF）与直接多步预测法（DM），对七连屿、甘泉岛、晋卿岛和华夏暗沙4个站位的1～24 h有效波高进行预报验证。结果表明：模型表现与站点地理地貌揭示的水动力环境高度相关。七连屿站“半遮蔽−半开阔”的格局使其模型泛化能力最强且稳定（最佳窗口n = 2），在跨站预测中表现优异；而甘泉岛站、晋卿岛站等“潟湖内局地型”站点与华夏暗沙站“开阔水域型”站点，则因其地理特征主导的、差异化的数据分布导致了显著的“数据域偏移”，限制了模型的跨站迁移能力。短期预报中历史波高为核心因素，但其优势存在地理依赖性：七连屿站与晋卿岛站历史波高权重优势显著（>1.7倍），而甘泉岛站与华夏暗沙站风速贡献相对提升（优势比<1.4倍）。多步预测中，“DM+双”在短期至中期（1～18 h）综合最优，“RF+双”在长期（19～24 h）及甘泉岛站全时段更能抑制误差衰减。本研究验证了BO-LSTM在南海岛礁波浪预报中的有效性，并通过关联数据驱动规律与地理物理机制，为构建区域普适性智能预报模型提供了物理可解释的见解与方法支撑。
2025, 47(12): 150-164.
doi: 10.12284/hyxb20250129
摘要:
基于普通最小二乘法的传统调和分析方法对噪声敏感，易受测量误差和强非潮过程干扰的影响。基于迭代权重最小二乘法的调和分析通过赋予异常值较小权重降低其干扰，相比普通最小二乘法可有效提高精度和稳定性，但目前仍没有研究对这两种方法在感潮河段潮位分析中精度差异进行系统性比较。本研究基于浙江钱塘江实测潮位数据，通过理想实验和实际实验，系统对比了两种方法。结果表明：（1）在短时序（<3个月）数据情况下，迭代权重最小二乘法结果精度优于普通最小二乘法，平均矢量差可减小超过2 cm；时序延长（>3个月）后，两者差异缩小。（2）在钱塘江下游，两种方法差异不大；但在中上游（如仓前至桐庐段）等受到强烈河流径流影响的河段，迭代权重最小二乘法对调和分析结果有所改善，尤其对长周期分潮的改善效果更为显著。（3）迭代权重最小二乘法通过有效抑制高噪声和异常值干扰，显著提升了钱塘江潮位站调和分析结果的稳定性和准确性。因此，在数据质量不佳或背景噪声较强的区域（例如感潮河段），基于迭代权重最小二乘法的调和分析方法具有重要应用价值。
基于普通最小二乘法的传统调和分析方法对噪声敏感，易受测量误差和强非潮过程干扰的影响。基于迭代权重最小二乘法的调和分析通过赋予异常值较小权重降低其干扰，相比普通最小二乘法可有效提高精度和稳定性，但目前仍没有研究对这两种方法在感潮河段潮位分析中精度差异进行系统性比较。本研究基于浙江钱塘江实测潮位数据，通过理想实验和实际实验，系统对比了两种方法。结果表明：（1）在短时序（<3个月）数据情况下，迭代权重最小二乘法结果精度优于普通最小二乘法，平均矢量差可减小超过2 cm；时序延长（>3个月）后，两者差异缩小。（2）在钱塘江下游，两种方法差异不大；但在中上游（如仓前至桐庐段）等受到强烈河流径流影响的河段，迭代权重最小二乘法对调和分析结果有所改善，尤其对长周期分潮的改善效果更为显著。（3）迭代权重最小二乘法通过有效抑制高噪声和异常值干扰，显著提升了钱塘江潮位站调和分析结果的稳定性和准确性。因此，在数据质量不佳或背景噪声较强的区域（例如感潮河段），基于迭代权重最小二乘法的调和分析方法具有重要应用价值。
2025, 47(12): 165-184.
doi: 10.12284/hyxb20250105
摘要:
精确的长期海表流速预测对海洋科学研究至关重要，但现有深度学习模型在处理高维时空序列时，普遍存在误差累积和长期稳定性不足的问题。为解决此挑战，本研究提出了一种创新的时空融合网络XLTNET。该模型基于编码器−解码器架构，其核心在于高效融合了两个关键模块：一个采用K近邻（KNN）稀疏自注意力机制的改进Swin Transformer，用于精准捕捉多尺度的空间动力学特征；以及一个扩展长短期记忆网络（xLSTM），用于增强对时间序列长程依赖的建模能力。实验基于哥白尼海洋服务中心的再分析数据集，选取了包含海表流速（U、V分量）、温度、盐度和高度在内的5个海洋要素。结果表明，XLTNET在长期预测任务中展现出卓越的性能和稳定性。在第15天的预测中，XLTNET是唯一在两个流向上R值均能保持在0.7以上的模型；其U向R值相比ASTMEN、ConvLSTM和LSTM分别提升了7.3%、18.0%和20.7%；V向R值分别提升了8.7%、15.6%和17.4%。消融实验进一步证实了模型各组件及深度融合策略的必要性。本研究为高精度的长期海表流速预测提供了一个性能优异的解决方案。
精确的长期海表流速预测对海洋科学研究至关重要，但现有深度学习模型在处理高维时空序列时，普遍存在误差累积和长期稳定性不足的问题。为解决此挑战，本研究提出了一种创新的时空融合网络XLTNET。该模型基于编码器−解码器架构，其核心在于高效融合了两个关键模块：一个采用K近邻（KNN）稀疏自注意力机制的改进Swin Transformer，用于精准捕捉多尺度的空间动力学特征；以及一个扩展长短期记忆网络（xLSTM），用于增强对时间序列长程依赖的建模能力。实验基于哥白尼海洋服务中心的再分析数据集，选取了包含海表流速（U、V分量）、温度、盐度和高度在内的5个海洋要素。结果表明，XLTNET在长期预测任务中展现出卓越的性能和稳定性。在第15天的预测中，XLTNET是唯一在两个流向上R值均能保持在0.7以上的模型；其U向R值相比ASTMEN、ConvLSTM和LSTM分别提升了7.3%、18.0%和20.7%；V向R值分别提升了8.7%、15.6%和17.4%。消融实验进一步证实了模型各组件及深度融合策略的必要性。本研究为高精度的长期海表流速预测提供了一个性能优异的解决方案。
2025, 47(12): 185-197.
doi: 10.12284/hyxb20250123
摘要:
海浪通常指海洋中的波动现象，极端情况下海浪高度可达20余米，与大气运动、海洋动力、热力过程以及海洋环境密切相关。为了探究海浪数值模式在高分辨率地形下计算量大、速度慢的解决方案，本文采用MASNUM海浪数值模式数据，基于深度学习算法开展对南海北部海浪的高分辨率重构研究。通过对传统线性插值方法与多种深度学习算法，如卷积神经网络、生成式对抗神经网络、图像重构的扩散模型，在南海北部海浪数据高分辨率重构上进行多方面的性能评估，结果显示：相较于传统线性插值方法，深度学习算法在挖掘海浪数据的物理变化规律中表现更佳，且图像重构的扩散模型重构效果明显优于卷积神经网络和生成式对抗神经网络，综合平均均方根误差仅为0.0103 m，表明重构的高分辨海浪数据是可靠的，为建立高分辨率海浪数据重构模型提供了新的方案建议。
海浪通常指海洋中的波动现象，极端情况下海浪高度可达20余米，与大气运动、海洋动力、热力过程以及海洋环境密切相关。为了探究海浪数值模式在高分辨率地形下计算量大、速度慢的解决方案，本文采用MASNUM海浪数值模式数据，基于深度学习算法开展对南海北部海浪的高分辨率重构研究。通过对传统线性插值方法与多种深度学习算法，如卷积神经网络、生成式对抗神经网络、图像重构的扩散模型，在南海北部海浪数据高分辨率重构上进行多方面的性能评估，结果显示：相较于传统线性插值方法，深度学习算法在挖掘海浪数据的物理变化规律中表现更佳，且图像重构的扩散模型重构效果明显优于卷积神经网络和生成式对抗神经网络，综合平均均方根误差仅为
2025, 47(12): 198-210.
doi: 10.12284/hyxb20250117
摘要:
海面阵风对海洋资源利用、海洋研究以及海上运输与工程安全具有重要意义。但目前观测手段有限，海面阵风数据缺失严重。本文利用全球降水观测计划（GPM）搭载的双频降雨雷达（DPR）和微波成像仪（GMI），使用微波成像仪的亮度温度信息对Ku波段后向散射系数进行修正，并结合ERA5海面风速反演海面阵风，以此来提高海面阵风观测效率。结果表明：反演得到的阵风风速与ERA5阵风风速的相关系数（R）为0.93，均方根误差（RMSE）为1.81 m/s；与NDBC浮标数据相比，R为0.78，RMSE为1.88 m/s。国内HY-2B卫星基于该方法得到的阵风结果与NDBC浮标数据相比，R为0.90，RMSE为1.84 m/s。将二者的海面风速均使用NDBC浮标海面风速作为参考，二者的反演结果均得到明显提高，表明精确的海面风速对阵风反演结果具有较好影响。同时，由于GPM卫星主被动观测频段相比于HY-2B卫星更接近，得到的阵风精度也优于HY-2B卫星反演的阵风精度。
海面阵风对海洋资源利用、海洋研究以及海上运输与工程安全具有重要意义。但目前观测手段有限，海面阵风数据缺失严重。本文利用全球降水观测计划（GPM）搭载的双频降雨雷达（DPR）和微波成像仪（GMI），使用微波成像仪的亮度温度信息对Ku波段后向散射系数进行修正，并结合ERA5海面风速反演海面阵风，以此来提高海面阵风观测效率。结果表明：反演得到的阵风风速与ERA5阵风风速的相关系数（R）为0.93，均方根误差（RMSE）为1.81 m/s；与NDBC浮标数据相比，R为0.78，RMSE为1.88 m/s。国内HY-2B卫星基于该方法得到的阵风结果与NDBC浮标数据相比，R为0.90，RMSE为1.84 m/s。将二者的海面风速均使用NDBC浮标海面风速作为参考，二者的反演结果均得到明显提高，表明精确的海面风速对阵风反演结果具有较好影响。同时，由于GPM卫星主被动观测频段相比于HY-2B卫星更接近，得到的阵风精度也优于HY-2B卫星反演的阵风精度。
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