2013年 第35卷 第3期
2013, 35(3): 1-10.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.001
摘要:
基于2008年4月22-26日吕宋海峡调查航次的下放式声学多普勒流速剖面仪(LADCP)和船载ADCP(SADCP)等观测资料,并采用潮波模式模拟结果去除潮流对观测资料的影响,观测结果表明:调查期间黑潮入侵南海的位置与1992年春季比较接近,其分支位于调查海区中部C2、C7、C8和C9站,表层黑潮在C8站分离为两支,分别流向C9和C2站,C9 站北向流明显比C8站减弱。在C2站,黑潮分支位于400 m层以浅,其最大西向流速为77 cm/s,而在C7、C8和C9站黑潮分支位于500 m层以浅,黑潮在入侵南海的过程中其核心深度逐渐变浅。上层黑潮明显作反气旋弯曲。本调查航次的观测结果在定性上支持吕宋海峡水交换有"三明治"垂直结构的特性。
基于2008年4月22-26日吕宋海峡调查航次的下放式声学多普勒流速剖面仪(LADCP)和船载ADCP(SADCP)等观测资料,并采用潮波模式模拟结果去除潮流对观测资料的影响,观测结果表明:调查期间黑潮入侵南海的位置与1992年春季比较接近,其分支位于调查海区中部C2、C7、C8和C9站,表层黑潮在C8站分离为两支,分别流向C9和C2站,C9 站北向流明显比C8站减弱。在C2站,黑潮分支位于400 m层以浅,其最大西向流速为77 cm/s,而在C7、C8和C9站黑潮分支位于500 m层以浅,黑潮在入侵南海的过程中其核心深度逐渐变浅。上层黑潮明显作反气旋弯曲。本调查航次的观测结果在定性上支持吕宋海峡水交换有"三明治"垂直结构的特性。
2013, 35(3): 11-17.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.002
摘要:
使用1993-2011年的台站和卫星高度计资料详细分析了三沙市海域近19 a的海平面变化特征及规律。结果表明:三沙市周边海域海平面存在明显的季节变化,且区域特征明显。海平面变化除了明显的年和半年周期,2~3 a、4~7 a和准9 a的周期也较显著。海平面长期变化呈现明显的波动上升趋势,且空间分布上区域特征显著,西沙群岛南部海域海平面上升趋势最强,西沙群岛北部与中沙群岛西部次之,南沙群岛东部海平面上升速率较快,南沙群岛西部上升趋势最弱。受大气环流等异常气候事件的影响,1998年和2010年海平面的年际变化波动较大,年变化振幅显著偏高。未来三沙市海平面将继续上升,预计2030年、2050年、2070年和2100年海平面将比常年分别升高约11 cm、20 cm、30 cm和45 cm。
使用1993-2011年的台站和卫星高度计资料详细分析了三沙市海域近19 a的海平面变化特征及规律。结果表明:三沙市周边海域海平面存在明显的季节变化,且区域特征明显。海平面变化除了明显的年和半年周期,2~3 a、4~7 a和准9 a的周期也较显著。海平面长期变化呈现明显的波动上升趋势,且空间分布上区域特征显著,西沙群岛南部海域海平面上升趋势最强,西沙群岛北部与中沙群岛西部次之,南沙群岛东部海平面上升速率较快,南沙群岛西部上升趋势最弱。受大气环流等异常气候事件的影响,1998年和2010年海平面的年际变化波动较大,年变化振幅显著偏高。未来三沙市海平面将继续上升,预计2030年、2050年、2070年和2100年海平面将比常年分别升高约11 cm、20 cm、30 cm和45 cm。
2013, 35(3): 18-27.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.003
摘要:
受全球气候变暖影响,渤、黄海冬季气候呈明显的变暖趋势。在1951-2010年共60年中,后30年较前30年,气温升高了1.6℃,升幅异常显著。与此相对应,渤、黄海冬季海冰的冰级下降了0.6级。渤、黄海冰情持续偏轻与全球气候变暖趋势相当一致。冬季渤、黄海气温异常是对全球大气环流变化的响应,直接受同期东亚大气环流制约。研究表明,渤海海冰和大气环流的关系是清楚的,这对预测渤、黄海海冰具有重要意义。
受全球气候变暖影响,渤、黄海冬季气候呈明显的变暖趋势。在1951-2010年共60年中,后30年较前30年,气温升高了1.6℃,升幅异常显著。与此相对应,渤、黄海冬季海冰的冰级下降了0.6级。渤、黄海冰情持续偏轻与全球气候变暖趋势相当一致。冬季渤、黄海气温异常是对全球大气环流变化的响应,直接受同期东亚大气环流制约。研究表明,渤海海冰和大气环流的关系是清楚的,这对预测渤、黄海海冰具有重要意义。
2013, 35(3): 28-35.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.004
摘要:
利用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)的海温资料和Unisys Weather的热带气旋资料,研究了1960-2008年期间北太平洋上层150 m的热含量分布特征及其与西北太平洋热带气旋发生频次的关系。考虑了纬度的变化对热含量的影响后,北太平洋热含量的高值中心位于10°N左右,与上层海温结构相符,计算结果更加符合物理意义。北太平洋热含量与西北太平洋热带气旋频数年际相关性研究表明在北太平洋中高纬度大洋内区和赤道东太平洋热带不稳定波发生区呈现出前期冬季正相关性。此相关性存在显著年代际的变化,在1970-1975年和1984-2008年期间最强,1976-1983年期间较弱。在北太平洋中高纬度大洋内区,同期春夏秋季同样存在强正相关。在西太平洋暖池区,同期秋季负相关最为显著。赤道中太平洋区域在夏季呈显著的正相关,秋季减弱。赤道东太平洋海域的相关性前期冬季负相关最为显著,春季负相关性减弱,夏季和秋季无显著相关。
利用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)的海温资料和Unisys Weather的热带气旋资料,研究了1960-2008年期间北太平洋上层150 m的热含量分布特征及其与西北太平洋热带气旋发生频次的关系。考虑了纬度的变化对热含量的影响后,北太平洋热含量的高值中心位于10°N左右,与上层海温结构相符,计算结果更加符合物理意义。北太平洋热含量与西北太平洋热带气旋频数年际相关性研究表明在北太平洋中高纬度大洋内区和赤道东太平洋热带不稳定波发生区呈现出前期冬季正相关性。此相关性存在显著年代际的变化,在1970-1975年和1984-2008年期间最强,1976-1983年期间较弱。在北太平洋中高纬度大洋内区,同期春夏秋季同样存在强正相关。在西太平洋暖池区,同期秋季负相关最为显著。赤道中太平洋区域在夏季呈显著的正相关,秋季减弱。赤道东太平洋海域的相关性前期冬季负相关最为显著,春季负相关性减弱,夏季和秋季无显著相关。
2013, 35(3): 36-46.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.005
摘要:
文中利用在有限体积近海模型FVCOM基础上拓展开发的全球海洋模型GOCTM(Global Ocean Circulation and Tide Model)进行了海啸波传播过程模拟,GOCTM采用全球无结构三角形网格,避免了开边界条件引入带来的误差,利用德国AWI研究所提供的海啸源作为初始水位场,模拟了2004年12月26日苏门答腊-安达曼Mw 9.2地震引发的海啸传播过程。通过模拟结果与印度沿岸潮位站数据以及海啸发生过程观测到的卫星高度计数据进行了对比,发现模拟结果与观测值相近,相关系数最高达0.82,相关性较好。模拟的海啸波到达苏门答腊岛北部的时间与日本的TUNAMI 模型和德国AWI研究所的TsunAWI模型的模拟结果相符,时间相差不到30 min,证明GOCTM全球模型可以较好地对海啸传播过程进行模拟,结果令人满意,希望本工作可以为我国海啸预报和预警提供参考。
文中利用在有限体积近海模型FVCOM基础上拓展开发的全球海洋模型GOCTM(Global Ocean Circulation and Tide Model)进行了海啸波传播过程模拟,GOCTM采用全球无结构三角形网格,避免了开边界条件引入带来的误差,利用德国AWI研究所提供的海啸源作为初始水位场,模拟了2004年12月26日苏门答腊-安达曼Mw 9.2地震引发的海啸传播过程。通过模拟结果与印度沿岸潮位站数据以及海啸发生过程观测到的卫星高度计数据进行了对比,发现模拟结果与观测值相近,相关系数最高达0.82,相关性较好。模拟的海啸波到达苏门答腊岛北部的时间与日本的TUNAMI 模型和德国AWI研究所的TsunAWI模型的模拟结果相符,时间相差不到30 min,证明GOCTM全球模型可以较好地对海啸传播过程进行模拟,结果令人满意,希望本工作可以为我国海啸预报和预警提供参考。
2013, 35(3): 47-55.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.006
摘要:
利用1984-2002年联合台风预警中心(JTWC)最佳路径台风资料、全球海洋客观分析海气通量(OAFluxes)资料和NCAR/NCEP-2再分析资料,使用SVD等统计方法,对西北太平洋台风频数与低层大气环流及海气通量异常之间的关系进行了研究,结果发现150°E以东的低纬海区是台风频数年际异常变化最显著的区域,台风频数与低层大气环流异常、潜热通量和短波辐射通量变化有着密切的联系:当副热带高压强度减弱(增强)、脊线偏北(南)、主体东移(西伸)时,季风槽加深东进至160°E(西退至140°E),低纬的纬向西风加强(减弱),海洋输送给大气较多(少)潜热通量,盛行的纬向西风携带着季风槽南侧的暖湿水汽与副热带高压南缘偏东气流的水汽输送在150°E以东(以西)的低纬海区辐合,150°E以东辐合上升的暖湿气团吸收的短波辐射偏多(少),有利于(不利于)形成高温高湿的不稳定结构,台风能量不断(不易)积累,在低层强(弱)辐合、高层强(弱)辐散的环境场作用下,有利于(不利于)台风在150°E以东的低纬海区的生成。
利用1984-2002年联合台风预警中心(JTWC)最佳路径台风资料、全球海洋客观分析海气通量(OAFluxes)资料和NCAR/NCEP-2再分析资料,使用SVD等统计方法,对西北太平洋台风频数与低层大气环流及海气通量异常之间的关系进行了研究,结果发现150°E以东的低纬海区是台风频数年际异常变化最显著的区域,台风频数与低层大气环流异常、潜热通量和短波辐射通量变化有着密切的联系:当副热带高压强度减弱(增强)、脊线偏北(南)、主体东移(西伸)时,季风槽加深东进至160°E(西退至140°E),低纬的纬向西风加强(减弱),海洋输送给大气较多(少)潜热通量,盛行的纬向西风携带着季风槽南侧的暖湿水汽与副热带高压南缘偏东气流的水汽输送在150°E以东(以西)的低纬海区辐合,150°E以东辐合上升的暖湿气团吸收的短波辐射偏多(少),有利于(不利于)形成高温高湿的不稳定结构,台风能量不断(不易)积累,在低层强(弱)辐合、高层强(弱)辐散的环境场作用下,有利于(不利于)台风在150°E以东的低纬海区的生成。
2013, 35(3): 56-64.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.007
摘要:
台风风暴潮数值预报的准确性在很大程度上取决于台风路径预报和强度预报的精度以及风暴潮预报模型的计算精度。目前,国际上24/48 h台风路径预报平均误差分别约为120/210 km左右[1],对于走向异常的台风误差更大;更有,根据单一的台风路径和单族的风暴潮数值预报模式并不能保证获得可靠的风暴潮预报结果。考虑多重网格法原理具有在疏密不同的网格层上进行迭代以达到平滑不同频率的误差分量,使得计算快速收敛,精度提高的特性。在前期研究基础上基于业务化高分辨率(结构网格/有限差分算法)和精细化(非结构网格/有限元算法)台风风暴潮集合数值预报模型构建多模型台风风暴潮集合数值预报系统。采用"非同族"模型进行集合预报很大程度上降低了误差相似遗传的可能性。应用该方法对典型台风风暴潮过程进行了试应用,试报结果表明:该方法对风暴潮增、减水预报效果高于单一集合预报,具有一定的应用前景。
台风风暴潮数值预报的准确性在很大程度上取决于台风路径预报和强度预报的精度以及风暴潮预报模型的计算精度。目前,国际上24/48 h台风路径预报平均误差分别约为120/210 km左右[1],对于走向异常的台风误差更大;更有,根据单一的台风路径和单族的风暴潮数值预报模式并不能保证获得可靠的风暴潮预报结果。考虑多重网格法原理具有在疏密不同的网格层上进行迭代以达到平滑不同频率的误差分量,使得计算快速收敛,精度提高的特性。在前期研究基础上基于业务化高分辨率(结构网格/有限差分算法)和精细化(非结构网格/有限元算法)台风风暴潮集合数值预报模型构建多模型台风风暴潮集合数值预报系统。采用"非同族"模型进行集合预报很大程度上降低了误差相似遗传的可能性。应用该方法对典型台风风暴潮过程进行了试应用,试报结果表明:该方法对风暴潮增、减水预报效果高于单一集合预报,具有一定的应用前景。
2013, 35(3): 65-77.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.008
摘要:
在模拟2009年登陆我国东部沿海的台风"莫拉克"的基础上,利用AVHRR/AMSR和SODA再分析数据和模拟结果,初步评估了GRAPES-ECOM海-气耦合模式(上海台风研究所基于GRAPES-TCM区域台风模式和ECOM海洋模式开发而成)模拟台风期间海洋响应的能力,并分析了台风期间台湾岛周围海域的海温、上升流、中尺度冷涡等的变化特点。分析结果表明,GRAPES-ECOM耦合模式较好地模拟了表层海温对台风的响应,与深水海洋响应比较,揭示了近海对台风响应的一些新特征:(1)在台湾以东海域,台风活动改变了黑潮海域海水的垂直运动,诱导黑潮南部沿岸上升流,而北部先于台风存在的上升流减弱,导致不同水深海温的最大降温位置都出现在路径左侧,与深海偏向路径右侧不同;(2)位于台湾岛东北面的彭佳屿冷涡因其形成与大陆架和黑潮有关,当台风在台湾以东洋面活动时,冷涡位于台风右前方,黑潮表层海水辐合流向大陆架,冷涡中心温度上升,强度减弱,当台风转折北上,冷涡位于台风东南侧,表层海水辐散,加强底层冷水上涌,从而增强了该冷涡的强度;(3)台风不仅加深了台湾海峡的混合层深度,还使得海水的垂直热力结构改变,并使整层海温趋于一致。
在模拟2009年登陆我国东部沿海的台风"莫拉克"的基础上,利用AVHRR/AMSR和SODA再分析数据和模拟结果,初步评估了GRAPES-ECOM海-气耦合模式(上海台风研究所基于GRAPES-TCM区域台风模式和ECOM海洋模式开发而成)模拟台风期间海洋响应的能力,并分析了台风期间台湾岛周围海域的海温、上升流、中尺度冷涡等的变化特点。分析结果表明,GRAPES-ECOM耦合模式较好地模拟了表层海温对台风的响应,与深水海洋响应比较,揭示了近海对台风响应的一些新特征:(1)在台湾以东海域,台风活动改变了黑潮海域海水的垂直运动,诱导黑潮南部沿岸上升流,而北部先于台风存在的上升流减弱,导致不同水深海温的最大降温位置都出现在路径左侧,与深海偏向路径右侧不同;(2)位于台湾岛东北面的彭佳屿冷涡因其形成与大陆架和黑潮有关,当台风在台湾以东洋面活动时,冷涡位于台风右前方,黑潮表层海水辐合流向大陆架,冷涡中心温度上升,强度减弱,当台风转折北上,冷涡位于台风东南侧,表层海水辐散,加强底层冷水上涌,从而增强了该冷涡的强度;(3)台风不仅加深了台湾海峡的混合层深度,还使得海水的垂直热力结构改变,并使整层海温趋于一致。
2013, 35(3): 78-86.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.009
摘要:
基于Argo资料对太平洋海域海水层结进行分类区划,利用内波动力学方法对内波致声起伏进行数值求解,对不同层结状况下的内波致声起伏进行模拟试验。结果表明:垂直方向海水层结的不均匀和跃层的存在,使海洋内波斜压模态受到了歪曲变形。层结峰的个数和深度与声速起伏存在很好的对应关系。有内波的声传播特征总体上与没有内波时的相似。不同层结情况下,声场对内波扰动的响应不一致。
基于Argo资料对太平洋海域海水层结进行分类区划,利用内波动力学方法对内波致声起伏进行数值求解,对不同层结状况下的内波致声起伏进行模拟试验。结果表明:垂直方向海水层结的不均匀和跃层的存在,使海洋内波斜压模态受到了歪曲变形。层结峰的个数和深度与声速起伏存在很好的对应关系。有内波的声传播特征总体上与没有内波时的相似。不同层结情况下,声场对内波扰动的响应不一致。
2013, 35(3): 87-95.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.010
摘要:
利用中尺度数值模式(WRF),并同化了多普勒雷达反射率和径向速度资料以及非常规的观测资料,对近几年登陆于浙闽沿海的4例强台风进行了数值模拟。通过高时空分辨率的模拟结果对比分析表明:雷达资料的同化,对近海登陆台风路径和降水模拟以及中尺度降水特征都有进一步改进的效果;模拟较好的揭示了台风近中心螺旋云带中的强中尺度对流系统。通过模拟分析表明,在台风近中心的螺旋云带中,低层有一条强辐合线存在,它与实况多普勒雷达给出的低层平显(PPI)强度回波带有较好的对应关系,也与沿海地区中尺度暴雨系统紧密联系,并由此看到近海海域降水带和强对流区的存在。
利用中尺度数值模式(WRF),并同化了多普勒雷达反射率和径向速度资料以及非常规的观测资料,对近几年登陆于浙闽沿海的4例强台风进行了数值模拟。通过高时空分辨率的模拟结果对比分析表明:雷达资料的同化,对近海登陆台风路径和降水模拟以及中尺度降水特征都有进一步改进的效果;模拟较好的揭示了台风近中心螺旋云带中的强中尺度对流系统。通过模拟分析表明,在台风近中心的螺旋云带中,低层有一条强辐合线存在,它与实况多普勒雷达给出的低层平显(PPI)强度回波带有较好的对应关系,也与沿海地区中尺度暴雨系统紧密联系,并由此看到近海海域降水带和强对流区的存在。
2013, 35(3): 96-103.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.011
摘要:
利用中国"海洋一号(HY-1B)"卫星海洋水色水温扫描仪(COCTS)和美国Terra卫星中分辨率成像光谱仪(MODIS)等观测数据对2011年3月2日济州岛东南海域的冯·卡门(von Kármán)大气涡街现象进行了观测和动力分析。COCTS和MODIS观测得到大气涡街涡列距离和涡旋间距比(h/a)均值分别为0.32和0.35;在大气涡街发生海域存在低风速海面风涡旋和海面温度暖舌;济州岛的大气垂直结构存在一逆温层。利用COCTS和MODIS伪彩色合成图观测时间差异,计算得到涡旋移动速率为12.2 m/s,而分别利用它们各自的几何观测参数(h/a),结合涡街动力模型计算得到涡旋移动速率分别为12.8 m/s和12.3 m/s。利用上述观测结果计算得到大气涡街个例的脱落频率为1.24×10-4 s-1,脱落周期为134 min,其中雷诺数范围为60~75,涡街运动学黏性系数范围为2 200~2 750,弗劳德数为0.10,罗斯比数为0.43。分析结果表明中国"海洋一号"卫星数据可用于冯·卡门大气涡街等海洋大气现象的定量化研究。
利用中国"海洋一号(HY-1B)"卫星海洋水色水温扫描仪(COCTS)和美国Terra卫星中分辨率成像光谱仪(MODIS)等观测数据对2011年3月2日济州岛东南海域的冯·卡门(von Kármán)大气涡街现象进行了观测和动力分析。COCTS和MODIS观测得到大气涡街涡列距离和涡旋间距比(h/a)均值分别为0.32和0.35;在大气涡街发生海域存在低风速海面风涡旋和海面温度暖舌;济州岛的大气垂直结构存在一逆温层。利用COCTS和MODIS伪彩色合成图观测时间差异,计算得到涡旋移动速率为12.2 m/s,而分别利用它们各自的几何观测参数(h/a),结合涡街动力模型计算得到涡旋移动速率分别为12.8 m/s和12.3 m/s。利用上述观测结果计算得到大气涡街个例的脱落频率为1.24×10-4 s-1,脱落周期为134 min,其中雷诺数范围为60~75,涡街运动学黏性系数范围为2 200~2 750,弗劳德数为0.10,罗斯比数为0.43。分析结果表明中国"海洋一号"卫星数据可用于冯·卡门大气涡街等海洋大气现象的定量化研究。
2013, 35(3): 104-111.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.012
摘要:
基于国际先进的第三代海浪数值模式WAVEWATCH -Ⅲ,以CCMP风场为驱动场,模拟得到中国海域域1988年1月-2010年12月的海浪场。从提高波浪能资源利用效率的角度出发,定义了波浪能资源开发的有效时间,综合考虑波浪能流密度的大小、资源开发有效时间出现的频率、能流密度的稳定性(变异系数)、SWH和能流密度的变化趋势、资源的总储量和有效储量等方面,对中国海域域的波浪能资源进行评估。研究发现:(1)南海北部四季皆为能流密度的大值区,各个季节基本都在8 kW/m以上,秋冬两季更是高达20 kW/m以上。(2)东海和南海大部分海域的波浪能资源开发有效时间出现频率较高。(3)能流密度的稳定性在1月最好,4月和10月次之,7月最差;南海能流密度的稳定性好于其余海域,其中又以南海北部海域的稳定性最好。(4)中国海域域大部分海域单位面积的波浪能总储量在2×104 kW·h/m以上,高值中心分布于南海北部海域,有效储量的分布特征与总储量基本一致。(5)我国大部分海域的SWH和波浪能流密度呈显著的逐年线性递增趋势,SWH的递增趋势为0.5~2.5 cm/a,能流密度的递增趋势为0.05~0.55 kW/(m·a)。(6)我国大部分海域蕴藏着较为丰富的波浪能资源,其中南海北部、台湾以东洋面及琉球群岛附近海域为波浪能资源的优势区域。
基于国际先进的第三代海浪数值模式WAVEWATCH -Ⅲ,以CCMP风场为驱动场,模拟得到中国海域域1988年1月-2010年12月的海浪场。从提高波浪能资源利用效率的角度出发,定义了波浪能资源开发的有效时间,综合考虑波浪能流密度的大小、资源开发有效时间出现的频率、能流密度的稳定性(变异系数)、SWH和能流密度的变化趋势、资源的总储量和有效储量等方面,对中国海域域的波浪能资源进行评估。研究发现:(1)南海北部四季皆为能流密度的大值区,各个季节基本都在8 kW/m以上,秋冬两季更是高达20 kW/m以上。(2)东海和南海大部分海域的波浪能资源开发有效时间出现频率较高。(3)能流密度的稳定性在1月最好,4月和10月次之,7月最差;南海能流密度的稳定性好于其余海域,其中又以南海北部海域的稳定性最好。(4)中国海域域大部分海域单位面积的波浪能总储量在2×104 kW·h/m以上,高值中心分布于南海北部海域,有效储量的分布特征与总储量基本一致。(5)我国大部分海域的SWH和波浪能流密度呈显著的逐年线性递增趋势,SWH的递增趋势为0.5~2.5 cm/a,能流密度的递增趋势为0.05~0.55 kW/(m·a)。(6)我国大部分海域蕴藏着较为丰富的波浪能资源,其中南海北部、台湾以东洋面及琉球群岛附近海域为波浪能资源的优势区域。
2013, 35(3): 112-118.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.013
摘要:
近些年来,遥感技术在渤海海冰的监测中发挥了举足轻重的作用。海冰的反射特征是利用光学遥感监测海冰的基础。在晴空条件下,对盛冰期渤海辽东湾东部3种典型的平整海冰的半球-方向反射率因子(hemispherical directional reflectance factor,HDRF)进行了测量,并计算了相应的各向异性因子(anisotropy factor,ANIF),结果表明,只有在太阳光入射主平面内的前向反射方向附近,半球-方向反射率因子与各向异性因子才会迅速增加,而在其他方向上两者的变化不明显。平整海冰的厚度和内部结构等因素会影响HDRF和ANIF随波长变化的特征,在350~1 350 nm波段,厚度较小且表面光滑的平整海冰的HDRF值相对较小,而厚度较大的平整海冰的HDRF值相对较大。在350~950 nm波段,厚度较小且表面光滑的平整海冰ANIF相对较大,而厚度较大的平整海冰的ANIF值相对较小。以上结果充分说明海冰对太阳光入射辐射的反射是冰-气界面的反射与冰体内部的散射的综合结果。
近些年来,遥感技术在渤海海冰的监测中发挥了举足轻重的作用。海冰的反射特征是利用光学遥感监测海冰的基础。在晴空条件下,对盛冰期渤海辽东湾东部3种典型的平整海冰的半球-方向反射率因子(hemispherical directional reflectance factor,HDRF)进行了测量,并计算了相应的各向异性因子(anisotropy factor,ANIF),结果表明,只有在太阳光入射主平面内的前向反射方向附近,半球-方向反射率因子与各向异性因子才会迅速增加,而在其他方向上两者的变化不明显。平整海冰的厚度和内部结构等因素会影响HDRF和ANIF随波长变化的特征,在350~1 350 nm波段,厚度较小且表面光滑的平整海冰的HDRF值相对较小,而厚度较大的平整海冰的HDRF值相对较大。在350~950 nm波段,厚度较小且表面光滑的平整海冰ANIF相对较大,而厚度较大的平整海冰的ANIF值相对较小。以上结果充分说明海冰对太阳光入射辐射的反射是冰-气界面的反射与冰体内部的散射的综合结果。
2013, 35(3): 119-127.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.014
摘要:
对海冰的运动规律进行精确、连续和长周期的实时监测有助于海冰热力学和动力学的研究,也可保障冰区生产活动的安全进行。针对辽东湾海冰的运动特点和工程需求,在JZ20-2油气平台上建立了海冰雷达监测系统。采用数字图像处理技术对海冰雷达监测图像进行了分析和软件开发,可对海冰密集度、速度和冰块面积等海冰参数进行提取。采用该海冰雷达监测系统和数字图像处理软件,在2011-2012年冬季对该海域的海冰运动规律进行了全冰期的连续监测,在此基础上重点对海冰速度的雷达图像监测结果进行了分析,讨论了海冰速度场分布以及连续48 h的变化过程。以上结果为海冰的生消运移规律研究和油气作业区的海冰管理工作提供了可靠的现场监测数据。对海冰雷达现场监测及数字图像处理中的问题及改进方法进行了讨论。
对海冰的运动规律进行精确、连续和长周期的实时监测有助于海冰热力学和动力学的研究,也可保障冰区生产活动的安全进行。针对辽东湾海冰的运动特点和工程需求,在JZ20-2油气平台上建立了海冰雷达监测系统。采用数字图像处理技术对海冰雷达监测图像进行了分析和软件开发,可对海冰密集度、速度和冰块面积等海冰参数进行提取。采用该海冰雷达监测系统和数字图像处理软件,在2011-2012年冬季对该海域的海冰运动规律进行了全冰期的连续监测,在此基础上重点对海冰速度的雷达图像监测结果进行了分析,讨论了海冰速度场分布以及连续48 h的变化过程。以上结果为海冰的生消运移规律研究和油气作业区的海冰管理工作提供了可靠的现场监测数据。对海冰雷达现场监测及数字图像处理中的问题及改进方法进行了讨论。
2013, 35(3): 128-136.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.015
摘要:
通过研究长江口及邻近海域溶解无机氮(DIN=NO3-+NO2-+NH4+)、磷酸盐(PO43-)、硅酸盐(SiO32-)所表征的营养盐区域结构特征及影响因素,在分析营养盐绝对限制情况的基础上,划分了潜在相对营养限制区域。结果表明,123°E以西近岸表层区域DIN/P比值全年均高于16,而Si/DIN除秋季外基本小于1,显示出长江冲淡水影响下"过量氮"的特征。春夏季河口锋面区(31°~32.5°N,122.5°~124°E)硅藻的大量生长可使DIN/P异常升高和Si/DIN异常降低。秋季研究区域北部DIN/P西低东高且Si/DIN西高东低是由于在高DIN、低PO43-的长江冲淡水影响下,近岸受相对低DIN、高SiO32-的苏北沿岸流南下入侵影响而被分割而成。冬季长江口门东北部存在的高DIN/P和低Si/DIN区则主要由于寡营养盐的黑潮水深入陆架,向东北输送的部分长江冲淡水和增强的苏北沿岸流共同作用造成DIN升高所致。利用Redfield比值进行了不同站位表层潜在相对营养限制情况的区分。近岸123°E以西受高DIN、SiO32-长江冲淡水影响,四季多呈现PO43-潜在相对限制,而在春夏季由于浮游植物的大量吸收PO43-,造成局部PO43-绝对限制及潜在相对限制。春夏季氮限(DIN潜在相对限制)一般发生在外海部分站位,但较为零散。秋季除了东南外海大部分站位外,受苏北沿岸流影响在长江口北部近岸也存在氮限。随着低DIN/P的黑潮表层水(KSW)的入侵加强,冬季外海氮限站位增多。硅限(SiO32-潜在相对限制)在夏季发生在赤潮高发区,而冬季南部存在较多硅限站位表明KSW中SiO32-相对较为缺乏。
通过研究长江口及邻近海域溶解无机氮(DIN=NO3-+NO2-+NH4+)、磷酸盐(PO43-)、硅酸盐(SiO32-)所表征的营养盐区域结构特征及影响因素,在分析营养盐绝对限制情况的基础上,划分了潜在相对营养限制区域。结果表明,123°E以西近岸表层区域DIN/P比值全年均高于16,而Si/DIN除秋季外基本小于1,显示出长江冲淡水影响下"过量氮"的特征。春夏季河口锋面区(31°~32.5°N,122.5°~124°E)硅藻的大量生长可使DIN/P异常升高和Si/DIN异常降低。秋季研究区域北部DIN/P西低东高且Si/DIN西高东低是由于在高DIN、低PO43-的长江冲淡水影响下,近岸受相对低DIN、高SiO32-的苏北沿岸流南下入侵影响而被分割而成。冬季长江口门东北部存在的高DIN/P和低Si/DIN区则主要由于寡营养盐的黑潮水深入陆架,向东北输送的部分长江冲淡水和增强的苏北沿岸流共同作用造成DIN升高所致。利用Redfield比值进行了不同站位表层潜在相对营养限制情况的区分。近岸123°E以西受高DIN、SiO32-长江冲淡水影响,四季多呈现PO43-潜在相对限制,而在春夏季由于浮游植物的大量吸收PO43-,造成局部PO43-绝对限制及潜在相对限制。春夏季氮限(DIN潜在相对限制)一般发生在外海部分站位,但较为零散。秋季除了东南外海大部分站位外,受苏北沿岸流影响在长江口北部近岸也存在氮限。随着低DIN/P的黑潮表层水(KSW)的入侵加强,冬季外海氮限站位增多。硅限(SiO32-潜在相对限制)在夏季发生在赤潮高发区,而冬季南部存在较多硅限站位表明KSW中SiO32-相对较为缺乏。
2013, 35(3): 137-146.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.016
摘要:
以镉为研究对象,在分析我国海水水生生物区系特征的基础上,筛选了栖息我国境内的海水水生生物物种的毒性数据,采用基于物种敏感度分布(SSD)模型不同拟合曲线(log-logistic、log-normal、 Gumbel、Weibull和Burr Ⅲ)的方法分别推导了保护水生生物的海水水质急性基准值和慢性基准值,并分析了引入淡水数据推导海水水质基准的可行性;同时,结合我国海水中镉的分布特征,对海水中镉的生态风险了初步评价。结果表明:Burr Ⅲ对各组数据拟合的效果最佳;引入淡水数据可能会对海水生物造成"过保护"风险;基于Burr Ⅲ对海水数据所推导的急性和慢性基准推荐值分别为63.0 μg/L和8.0 μg/L;将我国近岸水体中镉的浓度与基准值比较显示,我国近岸水体中镉对水生生物的潜在风险较低。研究结果有望为我国水质基准研究及标准制定提供参考。
以镉为研究对象,在分析我国海水水生生物区系特征的基础上,筛选了栖息我国境内的海水水生生物物种的毒性数据,采用基于物种敏感度分布(SSD)模型不同拟合曲线(log-logistic、log-normal、 Gumbel、Weibull和Burr Ⅲ)的方法分别推导了保护水生生物的海水水质急性基准值和慢性基准值,并分析了引入淡水数据推导海水水质基准的可行性;同时,结合我国海水中镉的分布特征,对海水中镉的生态风险了初步评价。结果表明:Burr Ⅲ对各组数据拟合的效果最佳;引入淡水数据可能会对海水生物造成"过保护"风险;基于Burr Ⅲ对海水数据所推导的急性和慢性基准推荐值分别为63.0 μg/L和8.0 μg/L;将我国近岸水体中镉的浓度与基准值比较显示,我国近岸水体中镉对水生生物的潜在风险较低。研究结果有望为我国水质基准研究及标准制定提供参考。
2013, 35(3): 147-154.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.017
摘要:
红树林输送的溶解态陆源有机质是海洋中陆源有机质的主要来源之一,对其光降解和生物降解过程的研究有助于进一步了解红树林生态系统输出的有机质在近岸的归宿以及对近岸水体生物地球化学过程的影响,因此于2010年4月在海南省清澜港红树林采集间隙水,并进行了光降解和生物降解培养实验。分析了光培养(光降解)和暗培养过程(生物降解)中溶解态有机碳(DOC)、细菌以及溶解态木质素等的变化。结果显示经历128 d的暗培养后,DOC由初始的2 216 μmol/L下降至718 μmol/L,表明红树林间隙水的生物可利用性约为70%左右;经历11 d的自然光照后,DOC下降至800 μmol/L。木质素在光降解过程中的移除速率(-0.132 d-1)远高于生物降解过程(-0.008 d-1)。光培养中,木质素的下降速率高于总体DOC。不同系列溶解态木质素的下降速率不同,随着培养的进行,紫丁香基酚类(S)与香草基酚类(V)的比值(S/V)呈下降趋势,而V系列的酸醛比值((Ad/Al)v)呈上升的趋势。对比光培养和暗培养过程中DOC和木质素的变化可以得出生物消耗是引起红树林间隙水DOC从水体中移除的主要因素;而光照则是陆源有机质从水体中移除的主要因素;光培养和暗培养过程中细菌变化的差异表明光照可以促进细菌对溶解态有机碳的利用。与其他地区比较发现,海南红树林间隙水的光降解速率与热带河流(刚果河)相近,高于温带密西西比河流,降解过程中各参数的变化[S/V和(Ad/Al)v]与其他区域接近。
红树林输送的溶解态陆源有机质是海洋中陆源有机质的主要来源之一,对其光降解和生物降解过程的研究有助于进一步了解红树林生态系统输出的有机质在近岸的归宿以及对近岸水体生物地球化学过程的影响,因此于2010年4月在海南省清澜港红树林采集间隙水,并进行了光降解和生物降解培养实验。分析了光培养(光降解)和暗培养过程(生物降解)中溶解态有机碳(DOC)、细菌以及溶解态木质素等的变化。结果显示经历128 d的暗培养后,DOC由初始的2 216 μmol/L下降至718 μmol/L,表明红树林间隙水的生物可利用性约为70%左右;经历11 d的自然光照后,DOC下降至800 μmol/L。木质素在光降解过程中的移除速率(-0.132 d-1)远高于生物降解过程(-0.008 d-1)。光培养中,木质素的下降速率高于总体DOC。不同系列溶解态木质素的下降速率不同,随着培养的进行,紫丁香基酚类(S)与香草基酚类(V)的比值(S/V)呈下降趋势,而V系列的酸醛比值((Ad/Al)v)呈上升的趋势。对比光培养和暗培养过程中DOC和木质素的变化可以得出生物消耗是引起红树林间隙水DOC从水体中移除的主要因素;而光照则是陆源有机质从水体中移除的主要因素;光培养和暗培养过程中细菌变化的差异表明光照可以促进细菌对溶解态有机碳的利用。与其他地区比较发现,海南红树林间隙水的光降解速率与热带河流(刚果河)相近,高于温带密西西比河流,降解过程中各参数的变化[S/V和(Ad/Al)v]与其他区域接近。
2013, 35(3): 155-165.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.018
摘要:
利用综合生物标志物响应(IBR)指数对北部湾潮间带沉积环境中多氯联苯(PCBs)、石油烃(TPH)、壬基酚(NP) 和苯并芘(B[a]P)的综合污染水平进行评价。在9个站位采集波纹巴非蛤(Paphia undulata)和沉积物样品,测定沉积物和生物软组织中有机污染物含量,同时对鳃、内脏中与细胞防御系统有关的各7种标志物(包括还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、过氧化氢酶(CAT)等)进行分析。利用相关性分析法筛选出对1~2种有机污染物响应敏感的生物标志物共8种,分别为内脏中的GPx、GSH、GSSG、CAT和鳃中的GPx、GSH、GSSG、CAT。以筛选的8种生物标志物为基础, 9个站位IBR指数范围为0.27~1.48,其中站位S2(湛江市乐民镇码头)、站位S9(湛江市江洪码头)的IBR较小,显示污染程度最轻;站位S4(防城港西湾)、站位S3(钦州湾老人沙浅滩) IBR较高,显示生物体因有机污染产生氧化逆境。不同站位的IBR值与污染源分布、化学污染物分析结果基本一致,表明该方法可用于北部湾潮间带沉积物有机污染程度的综合评价。
利用综合生物标志物响应(IBR)指数对北部湾潮间带沉积环境中多氯联苯(PCBs)、石油烃(TPH)、壬基酚(NP) 和苯并芘(B[a]P)的综合污染水平进行评价。在9个站位采集波纹巴非蛤(Paphia undulata)和沉积物样品,测定沉积物和生物软组织中有机污染物含量,同时对鳃、内脏中与细胞防御系统有关的各7种标志物(包括还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、过氧化氢酶(CAT)等)进行分析。利用相关性分析法筛选出对1~2种有机污染物响应敏感的生物标志物共8种,分别为内脏中的GPx、GSH、GSSG、CAT和鳃中的GPx、GSH、GSSG、CAT。以筛选的8种生物标志物为基础, 9个站位IBR指数范围为0.27~1.48,其中站位S2(湛江市乐民镇码头)、站位S9(湛江市江洪码头)的IBR较小,显示污染程度最轻;站位S4(防城港西湾)、站位S3(钦州湾老人沙浅滩) IBR较高,显示生物体因有机污染产生氧化逆境。不同站位的IBR值与污染源分布、化学污染物分析结果基本一致,表明该方法可用于北部湾潮间带沉积物有机污染程度的综合评价。
2013, 35(3): 166-171.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.019
摘要:
基于在南黄海中部获得的海底沉积物原位声速数据,分析讨论了原位声速与密度、含水量、孔隙比、孔隙度等沉积物物理性质参数的相关关系。通过回归分析建立了海底沉积物原位声速预测方程。结果表明,原位声速与上述物理参数之间具有良好的相关性,相关系数r均大于0.93。对比分析了原位声速预测方程与甲板声速预测方程的差异,两者最小相差15.8 m/s,最大相差31.3 m/s,平均差值约为22.6 m/s。将原位声速预测方程与其他研究者建立的声速预测方程进行了对比,结果表明不同声速预测方程存在明显差异,初步分析了存在差异的原因。
基于在南黄海中部获得的海底沉积物原位声速数据,分析讨论了原位声速与密度、含水量、孔隙比、孔隙度等沉积物物理性质参数的相关关系。通过回归分析建立了海底沉积物原位声速预测方程。结果表明,原位声速与上述物理参数之间具有良好的相关性,相关系数r均大于0.93。对比分析了原位声速预测方程与甲板声速预测方程的差异,两者最小相差15.8 m/s,最大相差31.3 m/s,平均差值约为22.6 m/s。将原位声速预测方程与其他研究者建立的声速预测方程进行了对比,结果表明不同声速预测方程存在明显差异,初步分析了存在差异的原因。
2013, 35(3): 172-178.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.020
摘要:
基于连云港近岸海域夏冬季大面积多站表层沉积物样品的粒度分析结果,采用Gisedtrend粒径趋势分析方法,研究了沉积物的运移趋势,探讨了粒径趋势分析的影响因素,结果表明,连云港近岸海域沉积物运移趋势较显著,在海州湾海域沉积物运移趋势为西南向,表现为湾顶淤积;在港口南部海域沉积物运移趋势显示为汇聚区。特征距离、采样网格、周围环境和粒度组分影响粒径趋势的分析结果;综合考虑岸线、岛屿、人工边界等自然环境以及多源粒度组分能够提高粒径趋势分析结果的合理性。
基于连云港近岸海域夏冬季大面积多站表层沉积物样品的粒度分析结果,采用Gisedtrend粒径趋势分析方法,研究了沉积物的运移趋势,探讨了粒径趋势分析的影响因素,结果表明,连云港近岸海域沉积物运移趋势较显著,在海州湾海域沉积物运移趋势为西南向,表现为湾顶淤积;在港口南部海域沉积物运移趋势显示为汇聚区。特征距离、采样网格、周围环境和粒度组分影响粒径趋势的分析结果;综合考虑岸线、岛屿、人工边界等自然环境以及多源粒度组分能够提高粒径趋势分析结果的合理性。
2013, 35(3): 179-188.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.021
摘要:
海洋沉积物粒度参数是反映沉积物物质来源及水动力条件的敏感性指标。目前国内对海洋沉积物粒度参数计算方法并不完全统一,制约了粒度数据的整合和使用。利用长江口外近海348个表层沉积物粒度数据,分别使用Folk和Ward的图解法公式、Collias等的矩法公式和McManus的矩法公式进行了粒度参数的计算。运用相关分析和基本统计分析等方法,讨论了不同方法计算结果间的差异和影响因素。结果显示:图解法与矩法计算的平均粒径和分选系数分别呈显著线性相关,且不受沉积物物质来源的影响。对于偏态和峰态,3种不同方法计算结果的相关性较低,甚至表现为不相关。不同方法计算的沉积物粒度参数的差异性均与沉积物类型和频率曲线分布形态有关。当物质组成均匀、频率曲线近正态分布时,不同方法计算的粒度参数的相关性显著提高。当沉积物较粗或较细时,粒度分布偏离正态且具有明显尾部特征,用不同方法计算结果的差异会随之增大。对3种不同公式综合对比认为Collias等的矩法公式反映沉积物粒度分布特征更加灵敏、可靠,建议在进行资料整合时采用。
海洋沉积物粒度参数是反映沉积物物质来源及水动力条件的敏感性指标。目前国内对海洋沉积物粒度参数计算方法并不完全统一,制约了粒度数据的整合和使用。利用长江口外近海348个表层沉积物粒度数据,分别使用Folk和Ward的图解法公式、Collias等的矩法公式和McManus的矩法公式进行了粒度参数的计算。运用相关分析和基本统计分析等方法,讨论了不同方法计算结果间的差异和影响因素。结果显示:图解法与矩法计算的平均粒径和分选系数分别呈显著线性相关,且不受沉积物物质来源的影响。对于偏态和峰态,3种不同方法计算结果的相关性较低,甚至表现为不相关。不同方法计算的沉积物粒度参数的差异性均与沉积物类型和频率曲线分布形态有关。当物质组成均匀、频率曲线近正态分布时,不同方法计算的粒度参数的相关性显著提高。当沉积物较粗或较细时,粒度分布偏离正态且具有明显尾部特征,用不同方法计算结果的差异会随之增大。对3种不同公式综合对比认为Collias等的矩法公式反映沉积物粒度分布特征更加灵敏、可靠,建议在进行资料整合时采用。
2013, 35(3): 189-196.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.022
摘要:
以苏北废黄河三角洲及其毗邻海域的南黄海旋转潮波为研究对象,在恢复黄河北归以来苏北废黄河三角洲海岸不同发育阶段岸线位置和水下地形的基础之上,通过所建立的潮波数学模型,研究了在苏北废黄河三角洲不同演变阶段南黄海潮波运动的特征及其变化。研究表明:在1855年黄河北归前,由于废黄河口岸线向外突出20余千米且有宏大的水下三角洲,由北向南传播的潮波受到阻挡,处在其南侧的辐射沙脊区水动力相对较弱;随着江苏海岸线后退,废黄河口水下三角洲夷平,由北向南传播的潮波变得更加顺畅,南黄海旋转潮波得到不断加强,辐射沙脊北部的西洋水道及中南部的烂沙洋水道、小庙洪水道深槽区水动力随着废黄河三角洲的侵蚀后退,平均流速和最大流速均表现为增大的趋势。
以苏北废黄河三角洲及其毗邻海域的南黄海旋转潮波为研究对象,在恢复黄河北归以来苏北废黄河三角洲海岸不同发育阶段岸线位置和水下地形的基础之上,通过所建立的潮波数学模型,研究了在苏北废黄河三角洲不同演变阶段南黄海潮波运动的特征及其变化。研究表明:在1855年黄河北归前,由于废黄河口岸线向外突出20余千米且有宏大的水下三角洲,由北向南传播的潮波受到阻挡,处在其南侧的辐射沙脊区水动力相对较弱;随着江苏海岸线后退,废黄河口水下三角洲夷平,由北向南传播的潮波变得更加顺畅,南黄海旋转潮波得到不断加强,辐射沙脊北部的西洋水道及中南部的烂沙洋水道、小庙洪水道深槽区水动力随着废黄河三角洲的侵蚀后退,平均流速和最大流速均表现为增大的趋势。
2013, 35(3): 197-203.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.023
摘要:
褐潮是一种由微微型藻引发的藻华,已连续4年在渤海海域暴发,给当地带来巨大的经济损失。目前,在褐潮尚不能有效预防、预控情况下,如何控制和减少其对生态环境和沿海经济带来的危害,成为一个急需解决的问题。利用改性黏土消除藻华是一种快速有效、并得以多次现场成功应用的方法。考察比较了多种不同产地、不同类型的黏土及其改性后对褐潮生物种Aureococcus anophagef ferens(抑食金球藻)的去除效果,选取5种典型的黏土作为主要的实验材料,开展了不同条件下黏土及其改性后对A. anophagef ferens去除效率的影响研究。实验发现,因A. anophagef ferens个体微小、藻华时密度大,相同用量的黏土或改性黏土对其去除效率低于常见的硅藻、甲藻生物;不同类型黏土对其去除效率有影响,高岭土的去除效率高于蒙脱土;而黏土改性后对A. anophagef ferens的去除效率提高3倍以上。在此基础上,还考察分析了黏土粒径、分散介质等因素对A. anophagef ferens去除效率的影响,为进一步研发安全、高效的褐潮应急消除材料做了有益探索。
褐潮是一种由微微型藻引发的藻华,已连续4年在渤海海域暴发,给当地带来巨大的经济损失。目前,在褐潮尚不能有效预防、预控情况下,如何控制和减少其对生态环境和沿海经济带来的危害,成为一个急需解决的问题。利用改性黏土消除藻华是一种快速有效、并得以多次现场成功应用的方法。考察比较了多种不同产地、不同类型的黏土及其改性后对褐潮生物种Aureococcus anophagef ferens(抑食金球藻)的去除效果,选取5种典型的黏土作为主要的实验材料,开展了不同条件下黏土及其改性后对A. anophagef ferens去除效率的影响研究。实验发现,因A. anophagef ferens个体微小、藻华时密度大,相同用量的黏土或改性黏土对其去除效率低于常见的硅藻、甲藻生物;不同类型黏土对其去除效率有影响,高岭土的去除效率高于蒙脱土;而黏土改性后对A. anophagef ferens的去除效率提高3倍以上。在此基础上,还考察分析了黏土粒径、分散介质等因素对A. anophagef ferens去除效率的影响,为进一步研发安全、高效的褐潮应急消除材料做了有益探索。
2013, 35(3): 204-214.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.024
摘要:
利用长PCR扩增漳州西施舌线粒体DNA(ZZ-mtDNA),用引物步移法测序,获得线粒体基因组DNA全序列,研究其基因组特点。结合双壳类49个物种线粒体全基因组,分析基因间核苷酸和蛋白质氨基酸序列的差异,构建系统进化树,探讨漳州西施舌系统演化地位。研究结果表明:漳州西施舌线粒体基因组DNA全长17 199 bp,A+T含量为64.2%,编码36个基因,其中12个蛋白质编码基因,22个转运RNA基因(tRNAs),2个核糖体RNA基因(lrRNA 和srRNA),全部基因均位于重链上,tRNASer为单拷贝,tRNAMet为双拷贝;非编码区占10.9%(1 882 bp/17 199 bp),其中,主非编码区为882 bp,与RZ-mtDNA主非编码区差异明显,另有一个较大(400 bp)的非编码区为漳州西施舌特异性非编码区;以双壳纲帘蛤目文蛤属3种贝类、贻贝目贻贝属4种贝类、珍珠贝目牡蛎科的6种贝类为参照,对编码基因的核苷酸序列和蛋白质氨基酸序列进行差异分析显示,漳州西施舌与日照西施舌达到了种间差异水平。线粒体基因组编码的基因、tRNA组成、非编码区均揭示漳州西施舌是腔蛤蜊属的一个新种。
利用长PCR扩增漳州西施舌线粒体DNA(ZZ-mtDNA),用引物步移法测序,获得线粒体基因组DNA全序列,研究其基因组特点。结合双壳类49个物种线粒体全基因组,分析基因间核苷酸和蛋白质氨基酸序列的差异,构建系统进化树,探讨漳州西施舌系统演化地位。研究结果表明:漳州西施舌线粒体基因组DNA全长17 199 bp,A+T含量为64.2%,编码36个基因,其中12个蛋白质编码基因,22个转运RNA基因(tRNAs),2个核糖体RNA基因(lrRNA 和srRNA),全部基因均位于重链上,tRNASer为单拷贝,tRNAMet为双拷贝;非编码区占10.9%(1 882 bp/17 199 bp),其中,主非编码区为882 bp,与RZ-mtDNA主非编码区差异明显,另有一个较大(400 bp)的非编码区为漳州西施舌特异性非编码区;以双壳纲帘蛤目文蛤属3种贝类、贻贝目贻贝属4种贝类、珍珠贝目牡蛎科的6种贝类为参照,对编码基因的核苷酸序列和蛋白质氨基酸序列进行差异分析显示,漳州西施舌与日照西施舌达到了种间差异水平。线粒体基因组编码的基因、tRNA组成、非编码区均揭示漳州西施舌是腔蛤蜊属的一个新种。
2013, 35(3): 215-224.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.025
摘要:
于2011年4、8、10月及2012年1月对桑沟湾进行了浮游纤毛虫丰度和生物量的季节调查。纤毛虫的平均丰度为(7 552±10 979)个/L,范围为408~61 667个/L;纤毛虫的平均生物量(以碳计)为(4.79±5.77)μg/L,范围为0.35~33.09 μg/L。无壳纤毛虫丰度和生物量主要分布在湾内,湾中和湾外丰度相对较低;砂壳纤毛虫丰度和生物量在盐度较高的海区总体较高,呈现朝向外海分布的趋势。纤毛虫丰度和生物量的高值区春季主要出现在湾的西北,夏季向湾中部迁移,秋季主要出现在湾的西南,冬季主要出现在湾的西部,高值区随季节大致呈顺时针迁移的趋势。纤毛虫的丰度春季最高,冬季最低;生物量夏季最高,冬季最低。无壳纤毛虫夏季粒级较大,冬季粒级较小;砂壳纤毛虫壳的平均口径夏季较大,秋季较小。共鉴定出砂壳纤毛虫8属27种,其中拟铃虫属(Tintinnopsis)种数最多。砂壳纤毛虫在纤毛虫总丰度中的比例平均为16.3%±21.9%,夏季最高(36.3%±27.8%),冬季最低(4.9%±5.9%)。纤毛虫丰度与温度、盐度、Chl a浓度及微微型真核浮游生物丰度均没有明显的相关性,但与蓝细菌及异养细菌丰度呈显著的正相关关系。
于2011年4、8、10月及2012年1月对桑沟湾进行了浮游纤毛虫丰度和生物量的季节调查。纤毛虫的平均丰度为(7 552±10 979)个/L,范围为408~61 667个/L;纤毛虫的平均生物量(以碳计)为(4.79±5.77)μg/L,范围为0.35~33.09 μg/L。无壳纤毛虫丰度和生物量主要分布在湾内,湾中和湾外丰度相对较低;砂壳纤毛虫丰度和生物量在盐度较高的海区总体较高,呈现朝向外海分布的趋势。纤毛虫丰度和生物量的高值区春季主要出现在湾的西北,夏季向湾中部迁移,秋季主要出现在湾的西南,冬季主要出现在湾的西部,高值区随季节大致呈顺时针迁移的趋势。纤毛虫的丰度春季最高,冬季最低;生物量夏季最高,冬季最低。无壳纤毛虫夏季粒级较大,冬季粒级较小;砂壳纤毛虫壳的平均口径夏季较大,秋季较小。共鉴定出砂壳纤毛虫8属27种,其中拟铃虫属(Tintinnopsis)种数最多。砂壳纤毛虫在纤毛虫总丰度中的比例平均为16.3%±21.9%,夏季最高(36.3%±27.8%),冬季最低(4.9%±5.9%)。纤毛虫丰度与温度、盐度、Chl a浓度及微微型真核浮游生物丰度均没有明显的相关性,但与蓝细菌及异养细菌丰度呈显著的正相关关系。
2013, 35(3): 225-238.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.026
摘要:
于2009年7月20日至8月16日(夏季),2010年1月6日至30日(冬季),2010年10月26日至11月24日(秋季)和2011年4月30日至2011年5月24日(春季)在南海北部调查了微型异养鞭毛虫的生态分布特点。结果表明:春、夏、秋、冬的微型异养鞭毛虫丰度分别为0.05×103~1.93×103,0.03×103~2.65×103,0.09×103~2.05×103和0.04×103~1.84×103 cells/mL,生物量(以碳计)分别为0.56~19.50,0.04~24.11,0.96~14.80和0.29~22.26 μg/L。4个季节的微型异养鞭毛虫丰度均以2~5 μm粒级的为主,其所占比例超过65%,10~20 μm粒级所占比例通常低于10%。在水平分布上,微型异养鞭毛虫的丰度随离岸距离的增加逐渐降低;在垂直分布上,微型异养鞭毛虫的丰度随深度的增加逐渐降低,但夏季微型异养鞭毛虫丰度的高值多出现在次表层叶绿素a极大值层(DCM层)。微型异养鞭毛虫的丰度分布受到多重因素的交互影响,并且其所受调控模式在不同季节存在差异:春季和秋季微型异养鞭毛虫主要受下行调控;夏季微型异养鞭毛虫主要受上行调控;冬季上行和下行调控对微型异养鞭毛虫的影响相近。
于2009年7月20日至8月16日(夏季),2010年1月6日至30日(冬季),2010年10月26日至11月24日(秋季)和2011年4月30日至2011年5月24日(春季)在南海北部调查了微型异养鞭毛虫的生态分布特点。结果表明:春、夏、秋、冬的微型异养鞭毛虫丰度分别为0.05×103~1.93×103,0.03×103~2.65×103,0.09×103~2.05×103和0.04×103~1.84×103 cells/mL,生物量(以碳计)分别为0.56~19.50,0.04~24.11,0.96~14.80和0.29~22.26 μg/L。4个季节的微型异养鞭毛虫丰度均以2~5 μm粒级的为主,其所占比例超过65%,10~20 μm粒级所占比例通常低于10%。在水平分布上,微型异养鞭毛虫的丰度随离岸距离的增加逐渐降低;在垂直分布上,微型异养鞭毛虫的丰度随深度的增加逐渐降低,但夏季微型异养鞭毛虫丰度的高值多出现在次表层叶绿素a极大值层(DCM层)。微型异养鞭毛虫的丰度分布受到多重因素的交互影响,并且其所受调控模式在不同季节存在差异:春季和秋季微型异养鞭毛虫主要受下行调控;夏季微型异养鞭毛虫主要受上行调控;冬季上行和下行调控对微型异养鞭毛虫的影响相近。
2013, 35(3): 239-245.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.027
摘要:
一般认为植物根际微生物的生物量高于非根际,这与植物根际分泌多种物质有关。不同种类的红树林内出现不同程度的林内富营养化现象,浮游藻类生物量很高,认为这部分地与红树植物根系分泌物(Root Exudates,REs)对林内生物的调控作用有关。红树植物根系分泌物是调控红树林生态效应的关键因素之一。壬二酸(Azelaic acid)是初次在红树植物中检测到的一种二元羧酸类根泌物,选用壬二酸和海洋原甲藻(Prorocentrum micans)为代表,以不同浓度壬二酸培养藻,在藻生长周期内定期观测其密度、形态、胞内甘油含量、色素含量等指标,进行室内红树植物根系分泌物对藻类的影响作用的初步的机理实验。主要结果如下:在低浓度0.5~1.5 mg/L时,壬二酸可作为营养物质被藻细胞所吸收。而在较高浓度2和4 mg/L时,壬二酸主要起化感抑制作用。细胞膜的脂质过氧化导致胞内甘油含量上升,色素体产生应激反应,色素合成量加大,特别是多甲藻黄素含量增加。通过细胞代谢产生更多的内含物质,如淀粉粒和脂肪,导致液泡增大。色素体是应激反应和抗逆作用的重要细胞器之一。由于壬二酸可以较低浓度出现较高的抑制效应,因此对红树林内的生态效应非以营养效应而以化感效应为主。红树植物根系分泌物对林内生态具有一定的调控作用,应加强野外条件下的红树植物多种根系分泌物的混合效应原位试验。
一般认为植物根际微生物的生物量高于非根际,这与植物根际分泌多种物质有关。不同种类的红树林内出现不同程度的林内富营养化现象,浮游藻类生物量很高,认为这部分地与红树植物根系分泌物(Root Exudates,REs)对林内生物的调控作用有关。红树植物根系分泌物是调控红树林生态效应的关键因素之一。壬二酸(Azelaic acid)是初次在红树植物中检测到的一种二元羧酸类根泌物,选用壬二酸和海洋原甲藻(Prorocentrum micans)为代表,以不同浓度壬二酸培养藻,在藻生长周期内定期观测其密度、形态、胞内甘油含量、色素含量等指标,进行室内红树植物根系分泌物对藻类的影响作用的初步的机理实验。主要结果如下:在低浓度0.5~1.5 mg/L时,壬二酸可作为营养物质被藻细胞所吸收。而在较高浓度2和4 mg/L时,壬二酸主要起化感抑制作用。细胞膜的脂质过氧化导致胞内甘油含量上升,色素体产生应激反应,色素合成量加大,特别是多甲藻黄素含量增加。通过细胞代谢产生更多的内含物质,如淀粉粒和脂肪,导致液泡增大。色素体是应激反应和抗逆作用的重要细胞器之一。由于壬二酸可以较低浓度出现较高的抑制效应,因此对红树林内的生态效应非以营养效应而以化感效应为主。红树植物根系分泌物对林内生态具有一定的调控作用,应加强野外条件下的红树植物多种根系分泌物的混合效应原位试验。
2013, 35(3): 246-254.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2013.03.028
摘要:
为深入研究南海北部表层沉积物中碳酸盐的来源及其控制因素,采用湿筛法,对南海北部珠江口、陆架、陆坡及海盆表层沉积物中碳酸盐的含量、δ18O和δ13C及其粒度分布特征进行了研究。结果表明,南海北部表层沉积物中的碳酸盐可能主要以海洋自生碳酸盐为主,其含量在空间上以陆坡显著高于海盆、陆架及珠江口为特征。粒度上,陆架(水深80 m)和浅陆坡(水深550 m)处碳酸盐的粒度分布相对平均,但在珠江口及730 m以深,76.9%~84.5%的碳酸盐分布于小于32 μm的粒级中。另外,珠江口和陆架与陆坡和海盆碳酸盐δ18O和δ13C的空间及粒度分布特征显著不同。珠江口陆架区,在空间上从珠江口向陆架,全样碳酸盐的δ18O和δ13C由轻变重。粒度上,碳酸盐的δ18O和δ13C随着粒径的增大而变重,并且δ18O和δ13C之间正相关,主要受珠江淡水的δ18O及其δ13CDIC控制。陆坡海盆区,空间上,从陆坡向海盆,δ18O略有变轻,δ13C基本不变。粒度上,碳酸盐的δ18O和δ13C随着粒度的增大没有明显的变化趋势,并且δ18O与δ13C之间不相关或负相关。其δ18O可能主要受表层海水的温度控制,其δ13C可能主要受海水δ13CDIC控制。
为深入研究南海北部表层沉积物中碳酸盐的来源及其控制因素,采用湿筛法,对南海北部珠江口、陆架、陆坡及海盆表层沉积物中碳酸盐的含量、δ18O和δ13C及其粒度分布特征进行了研究。结果表明,南海北部表层沉积物中的碳酸盐可能主要以海洋自生碳酸盐为主,其含量在空间上以陆坡显著高于海盆、陆架及珠江口为特征。粒度上,陆架(水深80 m)和浅陆坡(水深550 m)处碳酸盐的粒度分布相对平均,但在珠江口及730 m以深,76.9%~84.5%的碳酸盐分布于小于32 μm的粒级中。另外,珠江口和陆架与陆坡和海盆碳酸盐δ18O和δ13C的空间及粒度分布特征显著不同。珠江口陆架区,在空间上从珠江口向陆架,全样碳酸盐的δ18O和δ13C由轻变重。粒度上,碳酸盐的δ18O和δ13C随着粒径的增大而变重,并且δ18O和δ13C之间正相关,主要受珠江淡水的δ18O及其δ13CDIC控制。陆坡海盆区,空间上,从陆坡向海盆,δ18O略有变轻,δ13C基本不变。粒度上,碳酸盐的δ18O和δ13C随着粒度的增大没有明显的变化趋势,并且δ18O与δ13C之间不相关或负相关。其δ18O可能主要受表层海水的温度控制,其δ13C可能主要受海水δ13CDIC控制。
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