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2008年  第30卷  第5期

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综述
琉球海流的研究进展
朱小华
2008, 30(5): 1-8.
摘要:
文章对近期有关琉球海流的研究进行了综述。指出琉球海流是北太平洋一支重要的西边界流,具有如下特征:琉球海流的表层部分受中尺度涡影响强烈,其流速和流量存在有较稳定的次表层极大值,琉球海流在冲绳岛和奄美大岛间得到了显著增强,是一支可和黑潮相匹敌的海流。有关琉球海流的以下几方面内容有待今后更深入研究:(1)琉球海流的起源,其形成的动力学机制及琉球海流在冲绳岛以南的时空变化;(2)琉球海流次表层极大值形成、维持及在冲绳岛以北得到显著增强的动力学机制;(3)琉球海流对东海的影响及其水和热流量在黑潮中所起的作用。
论文
全球变暖背景下最近40年太平洋海温变化数值模拟
蔡怡, 王彰贵, 乔方利
2008, 30(5): 9-16.
摘要:
用Non-Boussinesq POP模式和1960—1999年NCEP的1 000 hPa大气温度和风场资料,模拟了最近40 a太平洋海温的变化,通过与实际观测结果比较,得出模拟结果是可信的,并且得到了一些有意义的结果:在海面,太平洋最大的增温发生在赤道中东太平洋,即Niño1-Niño4区内,最大的降温在中纬度南北太平洋中部,除了北半球太平洋西岸40°N附近为降温外,在北半球太平洋沿岸基本上为升温,但太平洋东海岸的升温幅度要远大于西海岸;在太平洋0~483 m深度垂直方向,除了赤道中太平洋区域海温的变化在海面为上升,在169 m处为下降,在483 m处又转为上升外,其他区域海温的变化在垂直方向基本上为线性变化。在全球增暖的背景下,虽然El Niño现象在20世纪90年代以后表现出增强的趋势,但是反映在赤道表面以下的次表层西太平洋暖池中的异常暖中心,在由西向东移动过程中其强度却是减弱的。
海底沉积物物理参数的声学反演模式
邹大鹏, 吴百海, 卢博, 曾洁莹, 张文凡
2008, 30(5): 17-22.
摘要:
声学反演方程是声学探测沉积物物理参数的基础方程。基于声学理论和统计理论的声速反演沉积物物理参数的两种模式,运用南海海底沉积物声学物理数据验证、比较了两种反演模式,以反演孔隙度、含水量为例,得出基于双参数经验方程反演模式的适用性较强,但精度有待于提高;基于声速理论的反演模式反演南海海底沉积物物理参数有待于进一步完善。
基于神经网络方法的C波段和Ku波段统一地球物理模型
邹巨洪, 林明森, 潘德炉, 陈正华, 杨乐
2008, 30(5): 23-28.
摘要:
通过地球物理模型建立后向散射系数与海面风矢量的关系,可将散射计从不同方位角测得的风矢量单元后向散射系数反演得到风矢量,因此地球物理模型在风速反演中起着至关重要的作用。使用神经网络方法,利用C波段经验模型CMOD4和Ku波段经验模型QSCAT—1仿真数据建立了形式统一的C波段和Ku波段地球物理模型。新模型将电磁波频率作为模型的参数之一,使新模型不再局限于特定的传感器,并使C波段与Ku波段具有统一的形式。分析表明,由新模型建立的后向散射系数与海面风矢量的关系同经验模型具有很好的可比性。利用新模型反演的风速与CMOD4和QSCAT—1模型反演的风速具有很好的一致性,说明新模型在具有统一简洁形式的同时也兼有与经验统计模型相同的有效性。
海岸带潮滩土壤含水量遥感测量
张鹰, 张东, 胡平香
2008, 30(5): 29-34.
摘要:
出露潮滩上土壤含水量的遥感测量是潮间带地形地貌测量方法的一种新尝试,也是对潮滩生态环境深层次认知的一条途径。借鉴陆地土壤含水量遥感监测的经验,通过分析实测潮滩土壤含水量与其光谱值的关系,建立出露潮滩上土壤含水量遥感监测模型,并利用该模型对研究区影像的土壤含水量进行反演尝试。研究结果为:(1)潮滩土壤含水量与光谱反射率的关系,波段的相关系数以ETM+4的相关性最大;(2)从多元线性模型、单波段模型、比值模型、仿植被指数模型的应用比较看,对于潮滩土壤含水量的遥感反演模型选用单波段模型的误差最小。结果表明,通过遥感测量和监测模型的反演,可以迅速得到海岸潮间带露滩上土壤含水量分布。
长江口邻近陆架区表层沉积物的木质素分布和有机物来源分析
杨丽阳, 吴莹, 张经, 于灏, 张国森, 朱卓毅
2008, 30(5): 35-42.
摘要:
对长江口邻近陆架区表层沉积物的有机物进行碳、氮元素、碳稳定同位素和木质素测定,以分析其物质来源,特别是陆源有机物的迁移埋藏。结果表明,碳与氮含量的比值为6.2~7.7,δ13C为-19.9×10-3~-22.4×10-3。8种木质素酚单位的总含量(相对于总有机碳)为0.15×10-2~1.56×10-2mg/mg,显著低于长江口门处的2.50×10-2mg/mg。香草基酚类的酸醛比平均值为0.90,表明该海区的陆源有机物是高度降解的;紫丁香级酚类与香草基酚类的含量之比为(0.78±0.35),肉桂基酚类与香草基酚类的含量之比为(0.13±0.08),表明这些陆源有机物源于草本和木本混合的被子植物。31.5°N以南站位木质素的降解程度比北部的高,草本植物源的贡献更大,被子植物的主导优势也更明显;长江输入的有机物以沿岸堆积为主,具有显著的离岸降低趋势。在31.5°N以北的陆架区,虽然近岸站位陆源有机物的贡献显著高于其他站位,但其他站位并没有离岸递减趋势。这种南北分布差别可能是由海流条件和水深梯度的差异引起的。计算结果显示,该海区表层沉积物中的陆源有机物占总有机物的5%~57%,且主要来自土壤有机质。
珠江口外近海沉积有机质化学及稳定同位素组成的早期成岩改变
张凌, 陈繁荣, 杨永强, 张德荣
2008, 30(5): 43-51.
摘要:
理解早期成岩过程中有机质的化学和同位素分馏对于研究海洋和湖泊环境中的生物地球化学过程是很重要的。将珠江口外近海生物成因有机质分为可水解氨基酸、碳水化合物、脂类和酸不溶四个部分,分析了有机质的化学和同位素组成(δ13C,δ15N),借以讨论沉积有机质在埋藏的早期成岩过程中所发生的化学和同位素改变,结果表明,从浮游生物→悬浮颗粒物→表层沉积物→沉积柱内部,易降解组分可水解氨基酸、碳水化合物、脂类占样品总有机碳的份额依次降低。沉积物及四个有机部分的稳定碳同位素组成在纵向上随深度保持相对恒定,而在不同有机部分之间差异明显。不同类型有机物的分解速率差异在改变有机质化学成分的同时,导致其δ13C发生小幅度负向漂移;细菌有机质的形成和分解对有机质化学成分和同位素组成演化也有重要贡献,并且在一定程度上抵消了上述δ13C的负向漂移,其结果导致沉积有机质的δ13C略低于浮游生物;另一方面,由于异养菌生长过程中的氮同位素分馏系数与可利用氮源的特征和培养基的性质等多种因素有关,导致沉积物的δ15N变化范围增大。在这里δ13C可以可靠地指示该海域沉积有机质的来源,而δ15N变化范围较大且规律不明显,难以用作沉积有机质来源的指示。
海底热液硫化物矿体内部流体混合过程的数值模拟:以大西洋TAG热液活动区为例
李怀明, 翟世奎, 于增慧, 陶春辉, 初凤友
2008, 30(5): 52-61.
摘要:
大型海底热液硫化物矿体的形成机制是涉及多种控制因素的复杂地质过程,其中热液流体同海水的混合扮演着重要角色。大洋钻探计划(ODP)资料表明在大西洋TAG区热液硫化物矿体内部,热液流体同经过改造的海水之间发生着广泛的混合作用,这个过程在很大程度上控制着海底热液硫化物矿体的内部结构和化学组成。以TAG热液硫化物矿体为例,利用数值模拟方法模拟了热液流体与经过不同程度改造的海水的混合过程,试图探讨海水与热液流体混合在热液硫化物矿体形成中的作用。模拟计算结果表明:(1)来自矿体深部的热液流体与经围岩加热的下渗海水的混合是造成TAG热液活动区硬石膏大量沉淀的重要原因;(2)在热液流体与海水的混合过程中,混合流体的化学性质和矿物沉淀情况在330~310℃上下发生了较大变化,330~310℃是一个特殊的温度区域;(3)利用数值计算结果探讨了TAG热液活动区不同区块(TAG-1,TAG-2和TAG-5等)的流体混合作用和热液活动过程。
冲绳海槽断裂、岩浆构造活动和洋壳化进程
高金耀, 张涛, 方银霞, 杨春国, 汪俊, 谭勇华, 梅赛
2008, 30(5): 62-70.
摘要:
讨论了冲绳海槽断裂、岩浆构造活动特征和它们之间的关系,认为雁行排列的地堑斜交于陆架外缘隆起带,海槽北段断块隆脊、龙王构造带和海槽南段"棉花构造带"可能保留了海槽各幕断陷前的火山岩浆活动特征,而现在活动的吐噶喇火山岛弧可沿海槽南段岛坡追踪到台湾。吕宋岛向台湾的碰撞挤压引起的旋张活动加强了海槽南段的地壳拉张,诱发了地堑内火山岩浆活动,在洋壳化进程中起关键作用,其中最典型的八重山地堑已经形成洋壳。断裂和岩浆活动主要是单向地向岛弧侧迁移,由洋中脊扩张产生的对称条带状磁异常模式难以解释冲绳海槽的洋壳化进程。
秋季南黄海网采浮游生物的生物量谱
左涛, 王俊, 唐启升, 金显仕
2008, 30(5): 71-80.
摘要:
对2006年9月南黄海浮游生物网(孔径为70,160,505μm)采集样品内的浮游生物个体大小的粒径分布进行研究,确定各粒级大小的功能群组成,建立2006年秋季调查水域网采浮游生物的生物量谱,比较分析三个特征水域(黄海近岸、黄海中部及黄海和东海交汇区)的浮游生物生物量谱特征参数的异质性。结果表明:三种网采浮游生物粒级范围主要包括100 pg/个~70 ng/个的浮游植物和70 ng/个~62 mg/个的浮游动物。Sheldon型生物量谱为近似连续的波动曲线,标准型生物量谱为线型。总测区的标准生物量谱斜率和截距为-0.74和18.64,各个特征水域,黄海中部为-0.67和15.60、黄海近岸为-0.64和14.34、黄海、东海交汇区为-0.73和18.03。浮游动物种类多样性对标准生物量谱的特征参数具有较显著的影响。
长江口及邻近海域浮游端足类分布特征
蔡萌, 徐兆礼, 朱德弟
2008, 30(5): 81-87.
摘要:
根据2002—2003年长江口28°00'~32°00'N,122°00'~123°30'E海域4个季节的海洋调查数据,运用定量、定性方法探讨了长江口及邻近海域浮游端足类总丰度的平面分布、季节变化及与渔场的关系,分析了优势种的数量变动和对浮游端足类总丰度的贡献,并与东海外海种类的生态特征做了比较。结果表明,长江口及邻近海域浮游端足类丰度季节变化主要受温度的影响,而平面分布变化则与盐度相关。平均丰度在夏季最高(2.75个/m3),在冬季最低(0.10个/m3)。本次调查共发现浮游端足类49种,江湖独眼钩虾(Monoculodes limnophilus)和裂颏蛮(Lestrigonus schizogeneios)是最主要的优势种,江湖独眼钩虾在四季中对端足类总丰度都有很大贡献,在春秋冬三季为第一优势种,说明江湖独眼钩虾对相对较低的温度具有一定的适应能力,裂颏蛮则只在春夏秋季有较大贡献,其中夏季裂颏蛮贡献率为0.87,高于江湖独眼钩虾,这与裂颏蛮具有较高温度的环境适应能力有关。浮游端足类种类数与总丰度都与表层温度的线性相关显著,同表层盐度的相关不显著。作为长江口鱼类的重要饵料之一,浮游端足类的数量分布对长江口和舟山海域渔场的形成有重要的意义。
嘉庚蛸(Octopus tankahkeei)基础生物学特征的研究
焦海峰, 尤仲杰, 王一农
2008, 30(5): 88-93.
摘要:
从2003年1月到2003年12月对浙江省象山港内嘉庚蛸的生物学指标进行了测量,共获取样品408头,分析了其基础生物学的周年变化规律和主要体型特征。结果表明,嘉庚蛸长度分布频率具有明显的季节变化,6,7月份长度分布较其他月份广,6月份分布比较均匀具两个峰值(240和360 mm,所占比例分别为13.3%和16.7%);冬季生长缓慢,3,4月份为快速生长期,体长、体重等指标增长明显,4月底即进入了繁殖季节,在6,7月份可采捕到当年孵化的幼体。嘉庚蛸体长与体重以幂函数拟合最佳,而各体征指标与全长、体重和体积的相关关系也较为显著,但相关方程在雌雄间存在着差异。雌体在体型上明显比雄体粗壮,全长/胴长、全长/胴宽以及全长/体积经统计检验发现雌雄间存在着显著差异,主要表现为若全长相等的情况下,雌体的胴长、胴宽和体积明显大于雄体,自然种群的雌体比雄体更强壮、更丰满。
RAPD对红鳍笛鲷(♀)×千年笛鲷(♂)子一代杂种优势预测的分析
尹绍武, 廖经球, 陈国华, 张本
2008, 30(5): 94-99.
摘要:
应用RAPD技术对红鳍笛鲷(♀)、千年笛鲷(♂)和红鳍笛鲷(♀)×千年笛鲷(♂)子一代3个群体的RAPD扩增带谱进行了分析,并对杂交子代F1杂种优势进行了预测。从100个随机引物中筛选出35个扩增带丰富的引物进行扩增,共得到190条清晰稳定的扩增带,其中有176个扩增位点具有多态性,多态性位点比率为92.6%。红鳍笛鲷、F1、千年笛鲷3个群体的遗传相似性指数分别为0.831 9,0.726 3,0.916 8;Nei多样性指数分别为0.174 5,0.264 0,0.118 4;Shannon信息指数分别为0.256 4,0.384 5,0.171 2。红鳍笛鲷(♀)-F1,F1-千年笛鲷(♂),红鳍笛鲷(♀)-千年笛鲷(♂)的遗传距离分别为0.397 2,0.317 0,0.854 1。从相似性指数、Nei多样性指数和Shannon信息指数均显示F1代有杂种优势,并找到了种间特异性标记。
坛紫菜耐高温品系选育及经济性状的初步研究
陈昌生, 纪德华, 谢潮添, 徐燕, 梁艳, 郑永健, 史修周, 王凤霞, 赵玲敏
2008, 30(5): 100-106.
摘要:
将人工杂交选育的坛紫菜新品系Z-26,Z-61,Z-81,Z-17的子3代(F3)与野生型对照组进行遗传性状的比较,旨在筛选耐高温品系。实验结果表明:(1)在高温29℃下培养40 d,人工选育的4个新品系丝状体均能正常生长发育,其中Z-26丝状体生长较快,Z-61在29℃下较易成熟,95%的营养藻丝发育成孢子囊枝,Z-17只有30%形成孢子囊枝;(2)Z-26和Z-61品系的叶状体在30℃下培养10 d,虽然藻体变白,但没有死亡,此时将其移至21℃下恢复培养3~4 d,藻体逐渐恢复为原有的色泽;(3)Z-81和Z-17的叶状体在29℃下培养7~10 d,虽然藻体发白但尚未死亡,移至21℃下培养基本可恢复正常,但在30℃下培养10 d,藻体腐烂不可恢复;(4)野生型对照组不耐高温,藻体在27℃下培养5 d就腐烂死亡,人工选育的4个品系耐受高温的幅度比野生型对照组高1~3℃;(5)4个品系叶状体在26~28℃温度下培养10 d后,其主要的藻胆蛋白和叶绿素a的含量与21℃培养下的含量差异不显著,说明短时间的高温培养并不影响其品质。
基于ITS序列分析的赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)分子鉴别
梁斌, 陈斌, 洛昊, 郭皓
2008, 30(5): 107-112.
摘要:
对五株赤潮异弯藻核糖体转录单元内间隔区(ITS区)进行了PCR扩增和序列测定,并结合GenBank中收录的所有赤潮异弯藻ITS序列信息,比较了它们的遗传距离和相似系数,同时结合GenBank中发布的针胞藻纲其他三个属的代表种ITS序列信息,采用邻接法(neighbour-joining,NJ)和最小进化法(minimum evolution,ME)构建系统发育树。结果表明,五株赤潮异弯藻ITS全序列总长度及碱基组成完全一致,均为538 bp,与GenBank中收录的四株赤潮异弯藻仅有一个碱基不同,遗传距离和相似系数分别为0.002和0.980,而与其他赤潮异弯藻ITS序列完全相同,遗传距离和相似系数分别为0.000和1.000。用两种方法构建的系统发育树结构完全一致,赤潮异弯藻属与海洋卡盾藻属亲缘关系较近,而与另外两属的亲缘关系较远。
沿岸流不稳定性的实验研究及理论分析
任春平, 邹志利
2008, 30(5): 113-123.
摘要:
在坡度为1:40的平面斜坡上进行了单向不规则波的沿岸流不稳定运动实验,观测到了沿岸流的周期性波动(波动周期约为100 s)。利用最大熵方法和三角函数回归法求得这种波动的主频率以及幅值,分析了波动幅值在垂直岸线方向的变化,结果表明该变化与沿岸流变化类似,即在沿岸流最大值附近这种波动强度最大。为了分析波动的机理,利用线性沿岸流不稳定模型对模型实验结果进行了分析,求得了不稳定运动增长模式和波动周期,并与对应实测结果进行了比较,结果表明,计算结果与实测值符合,从而说明实验中观测到的这种周期性波动为沿岸流不稳定引起的剪切波。
台湾浅滩大型沙波、潮流结构和推移质输运特征
杜晓琴, 李炎, 高抒
2008, 30(5): 124-136.
摘要:
对2006年8月所获台湾浅滩的底质、水深、多层位流速、流向以及CTD观测数据进行了分析,探讨了台湾浅滩大型沙波区水流的时空分布特征、沉积物输运过程及影响因素,结果表明,台湾浅滩动力作用较强,底质为粗砂,其上发育的沙波波长为325~822 m,波高为14.4~20.3 m,较接近由前人总结的沙波波高、波长的关系式计算出的波高和波长。沙波波峰、波谷、迎水面和背水面流速以12.5 h为周期沿顺时针方向旋转;底部最大流速出现在半日潮周期的同一时段,对应的方向均为偏南方向,且沙波迎水面的流速大于背水面的。在两个半日潮过程中研究区域的沉积物输入量大于输出量,处于淤积状态。在潮流作用下沉积物输运量较少,沙波脊线移动较小,而台湾浅滩有较大规模的沙波运动,故认为改造沙波的主要作用力应该是风暴流。在观测的断面中涨潮推移质输运量大于落潮的,且第一个半日潮涨落潮的输运能力均较第二个半日潮的大,这可能与潮流的流速-时间不对称特征及潮能变化形式有关。
基于电导率测定海水悬沙含量试验研究
戴茜, 单红仙, 孟祥梅, 夏欣, 崔文林, 贾永刚
2008, 30(5): 137-142.
摘要:
为了寻求一种简单、快速、连续确定悬浮泥沙含量的方法,以高含沙量海区黄河口泥沙为研究对象,利用电导率仪测定了不同悬浮泥沙含量水体的电导率,建立起了悬浮泥沙含量与电导率之间的关系,并对影响上述关系的因素进行了分析,结果表明,悬浮泥沙含量与电导率之间有很好的线性关系;盐度、颗粒粒径对电导率具有一定的影响,其中盐度的影响最大,颗粒粒径的影响较小。在盐度变化范围有限的高悬沙含量海区,用电导率的方法来实现现场监测悬浮泥沙含量是可行的。
波浪与大孔隙多孔介质相互作用的耦合数学模型
程永舟, 王永学, 陈智杰, 蒋昌波
2008, 30(5): 143-150.
摘要:
建立了波浪与大孔隙多孔介质相互作用的耦合数学模型,波浪域的控制方程为雷诺时均方程和k-ε紊流模型。对于计算域的入射波采用推板式造波,它可以是线性波、椭圆余弦波和孤立波。采用PLIC-VOF法追踪波浪自由表面。对于多孔介质内的孔隙流场采用非线性Forchheimer方程,两区域共享连续方程,最后导出的波浪域与孔隙流域的压力修正方程具有完全相同的形式,利用这个方程能够同时而不是分别求解波浪场和孔隙流场,避免了在内部边界上给定匹配条件,实现了波浪场与孔隙流场的同步耦合。波浪与粗颗粒海床、平底床面上抛石潜堤及斜坡上抛石潜堤相互作用的验证计算结果表明该模型可用于研究波浪与大孔隙多孔介质相互作用的问题。
研究报道
ICP-MS测定海水中溶解态痕量重金属——直接稀释法
刘莹, 翟世奎, 张爱滨, 王蓓
2008, 30(5): 151-158.
摘要:
海水水质监测是环境监测中的重要一环[1]。海水中痕量重金属元素地球化学研究现今仍面临两大挑战:一是痕量重金属元素有机和无机形态分析,二是海水中痕量重金属元素的含量测定[2]。海水的含盐量为35 g/dm3左右,基体中除了大量的NaCl外,还含有相当量的SO42-,Ca2+,Mg2+等离子及有机质。由于海水中溶解态重金属元素的含量基本上都在微克每立方分米量级或更低,在传统的分析方法中这部分元素含量的测定或受到严重的光谱干扰、或低于仪器检测限,定量分析相当困难。
中国主要红树林表层沉积物中重金属的分布特征及其影响因素
李柳强, 丁振华, 刘金铃, 林慧娜, 吴浩
2008, 30(5): 159-164.
摘要:
红树林生态系统处于海洋与陆地的动态交界面,遭受海水周期性浸淹,因而在结构与功能上具有既不同于陆地生态系统,也不同于海洋生态系统的特性。红树林作为初级生产者,为林区动物、微生物提供食物与营养,为鸟类、昆虫、鱼虾等提供栖息、繁衍场所。因此,红树植物对维护生态平衡、保护海岸生态系统起着重要的作用[1-2]。近年来由于工农业的发展,沿海城市人口与经济的增长,大量的污染物汇集于河口、海湾区,使这些地区的重金属污染日趋严重,特别是在直接向红树林区倾污排废的地区更是如此。
浅色黄姑鱼幼鱼耗氧率、排氨率及窒息点的初步研究
李加儿, 刘士瑞, 区又君, 张建生, 郭根喜, 陶启友
2008, 30(5): 165-170.
摘要:
呼吸和排泄是鱼类代谢活动的重要特征,是鱼类生物能量学研究的重要内容之一,对于评估鱼类在水生态系统中的作用、物质循环、能量流动以及养殖容量等具有十分重要的意义。通过了解耗氧率和排氨率与各种因素的相互关系及变化规律可以了解鱼体的代谢水平和活动规律等,可为鱼类的养殖生产、新品种培育、移植驯化、养殖水体水质调控和活体运输等提供科学依据。有关鱼类耗氧率的研究,国内已有许多文献[1-11],但关于排氨率的研究相对较少,目前已见有牙鲆、犬齿牙鲆、大西洋鲆等种类的报道[12-14]
坛紫菜孢子体和配子体世代之间的SSH分析
王丽, 沈颂东, 李艳燕, 孙虹, 许璞
2008, 30(5): 171-176.
摘要:
坛紫菜(Porphyra haitanensis)是我国特有的栽培品种,主要养殖于福建、浙江和广东等地,其产量约占全国紫菜产量的75%。坛紫菜的生活史包括二倍孢子体和单倍配子体两个异型世代,两者在藻体形态、细胞结构、生化组成、生理特性等方面存在显著差异[1]。对坛紫菜不同世代基因的表达差异的研究,不仅有助于了解不同世代生理生化特性,并对重要经济性状的基础遗传学研究提供分子依据。