2023年 第45卷 第10期
2023, 45(10): 1-12.
doi: 10.12284/hyxb2023153
摘要:
海底海洋的观测探测，亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点：适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程，凝练出海底AUV的关键技术难题，并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例，给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。
海底海洋的观测探测，亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点：适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程，凝练出海底AUV的关键技术难题，并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例，给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。
2023, 45(10): 13-30.
doi: 10.12284/hyxb2023125
摘要:
本文利用降水数据，从拉格朗日观点追踪了热带季节内振荡（MJO）路径，对其在海洋性大陆（100°～120°E）区域的分布及机制进行了探讨。以24 h内超过12 mm的降水范围为MJO的对流区域，以该区域的“重心”为MJO的对流中心，追踪MJO的路径，并形成其路径集。由于向东传播的MJO主要发生在北半球冬季，因此我们聚焦于MJO在北半球冬季的路径分布特征。结果表明，以降水量来衡量，MJO事件主要从赤道附近（5°S～5°N）通过印尼海区域。这和前人以对外长波辐射（OLR）为指标得到的MJO在印尼海区域向南偏折有明显的区别。此外，与MJO伴随的降水主要从赤道附近通过的结论不依赖于厄尔尼诺–南方涛动（ENSO）及印度洋偶极子（IOD）等背景气候态。机制分析表明，与MJO伴随的降水通过印尼海区域的路径主要受强的海表热通量异常的调制，而与暖海表温度（SST）异常的区域并不一致，这也造成了从降水和OLR两个不同角度看到的MJO通过印尼海区域的路径不一致。
本文利用降水数据，从拉格朗日观点追踪了热带季节内振荡（MJO）路径，对其在海洋性大陆（100°～120°E）区域的分布及机制进行了探讨。以24 h内超过12 mm的降水范围为MJO的对流区域，以该区域的“重心”为MJO的对流中心，追踪MJO的路径，并形成其路径集。由于向东传播的MJO主要发生在北半球冬季，因此我们聚焦于MJO在北半球冬季的路径分布特征。结果表明，以降水量来衡量，MJO事件主要从赤道附近（5°S～5°N）通过印尼海区域。这和前人以对外长波辐射（OLR）为指标得到的MJO在印尼海区域向南偏折有明显的区别。此外，与MJO伴随的降水主要从赤道附近通过的结论不依赖于厄尔尼诺–南方涛动（ENSO）及印度洋偶极子（IOD）等背景气候态。机制分析表明，与MJO伴随的降水通过印尼海区域的路径主要受强的海表热通量异常的调制，而与暖海表温度（SST）异常的区域并不一致，这也造成了从降水和OLR两个不同角度看到的MJO通过印尼海区域的路径不一致。
2023, 45(10): 31-41.
doi: 10.12284/hyxb2023129
摘要:
南海是一个准封闭海盆，其本征值问题是理解南海动力学的重要内容。本文利用一种新的泛函工具—多尺度子空间变换，从卫星观测资料中分离得到一个南海本征模态，即罗斯贝标准模态的近似场。发现该模态的周期为6个月左右、波长近250 km，在深水海盆向西传播，这与寿命为3个月左右的南海中尺度涡群体活动特征相一致。在此基础上，本文通过Liang-Kleeman信息流这一严格建立在第一性原理上的定量因果分析工具，探究南海两个最重要外部强迫，即黑潮入侵与南海季风对该罗斯贝标准模态的影响。结果表明二者与该模态均有较强因果关系，但分别影响模态的不同阶段：黑潮入侵主要影响其1/2π和3/2π位相，季风的作用则体现在3/4π位相。二者共同作用，调制该模态在近一个周期内的变化。进一步研究发现，黑潮入侵的过渡态是影响该模态的关键，这时黑潮在南海的分支与流套强度相当，有利于吕宋海峡西部形成不同极性涡旋的排列，从而影响南海内部罗斯贝标准模态。对南海季风而言，冬季风与夏季风的成熟阶段是影响该模态的重要时期，但并非整个南海的季风都发挥作用，泰国湾是季风改变南海罗斯贝标准模态的关键区域，这表明局地的强迫对激发全局模态起作用。
南海是一个准封闭海盆，其本征值问题是理解南海动力学的重要内容。本文利用一种新的泛函工具—多尺度子空间变换，从卫星观测资料中分离得到一个南海本征模态，即罗斯贝标准模态的近似场。发现该模态的周期为6个月左右、波长近250 km，在深水海盆向西传播，这与寿命为3个月左右的南海中尺度涡群体活动特征相一致。在此基础上，本文通过Liang-Kleeman信息流这一严格建立在第一性原理上的定量因果分析工具，探究南海两个最重要外部强迫，即黑潮入侵与南海季风对该罗斯贝标准模态的影响。结果表明二者与该模态均有较强因果关系，但分别影响模态的不同阶段：黑潮入侵主要影响其1/2π和3/2π位相，季风的作用则体现在3/4π位相。二者共同作用，调制该模态在近一个周期内的变化。进一步研究发现，黑潮入侵的过渡态是影响该模态的关键，这时黑潮在南海的分支与流套强度相当，有利于吕宋海峡西部形成不同极性涡旋的排列，从而影响南海内部罗斯贝标准模态。对南海季风而言，冬季风与夏季风的成熟阶段是影响该模态的重要时期，但并非整个南海的季风都发挥作用，泰国湾是季风改变南海罗斯贝标准模态的关键区域，这表明局地的强迫对激发全局模态起作用。
2023, 45(10): 42-55.
doi: 10.12284/hyxb2023053
摘要:
基于2018–2019年现场高分辨率温度观测和1993–2021年的CMEMS再分析海表温度（SST）和风场数据，分析粤西陆架海温盐锋的三维结构、季节变化和影响机制。多年SST数据显示，海表温度锋冬季最强、出现概率和覆盖宽度最大，量值分别为0.049℃/km、75%和66 km。春季和夏季次之，而秋季则几乎完全消失。冬季锋面平均离岸50 km，夏季则向岸靠近为23.1 km。2018年春季、夏季和2019年夏季的现场观测进一步给出锋面在次表层的三维结构，结果显示春、夏季20 m等深线以浅处均有锋面存在，该锋面是沿岸高温海水与离岸低温海水辐聚而成，随着深度的增加锋面强度减小，覆盖范围向岸收缩。20 m以深水域锋面在次表层中强于表层，随深度增加而增强并向岸偏移。相关性和信息流分析发现，海表面风应力旋度和沿岸风是影响粤西陆架海表温度锋面的重要因素。该温度锋存在年际变化，PDO负位相时的La Niña年锋面强度出现极大值，而PDO正位相时的El Niño年则对应极小值。
基于2018–2019年现场高分辨率温度观测和1993–2021年的CMEMS再分析海表温度（SST）和风场数据，分析粤西陆架海温盐锋的三维结构、季节变化和影响机制。多年SST数据显示，海表温度锋冬季最强、出现概率和覆盖宽度最大，量值分别为0.049℃/km、75%和66 km。春季和夏季次之，而秋季则几乎完全消失。冬季锋面平均离岸50 km，夏季则向岸靠近为23.1 km。2018年春季、夏季和2019年夏季的现场观测进一步给出锋面在次表层的三维结构，结果显示春、夏季20 m等深线以浅处均有锋面存在，该锋面是沿岸高温海水与离岸低温海水辐聚而成，随着深度的增加锋面强度减小，覆盖范围向岸收缩。20 m以深水域锋面在次表层中强于表层，随深度增加而增强并向岸偏移。相关性和信息流分析发现，海表面风应力旋度和沿岸风是影响粤西陆架海表温度锋面的重要因素。该温度锋存在年际变化，PDO负位相时的La Niña年锋面强度出现极大值，而PDO正位相时的El Niño年则对应极小值。
2023, 45(10): 56-69.
doi: 10.12284/hyxb2023123
摘要:
选取阿拉伯海西南部沉积物柱状样CJ09-03顶部100 cm样品开展粒度、元素、黏土矿物以及AMS14C测年分析，探讨了45 ka以来研究区的物源、沉积演变及其制约因素。黏土和元素组成显示，研究区沉积物除含有较多的有孔虫等微体生物壳体和碎片以外，还具有明显的陆源属性；(La/Sm)UCC-(Gd/Yb)UCC及黏土矿物组成显示沉积物的来源相对复杂，主要物源地有塔尔沙漠、非洲东北部、伊朗和阿拉伯半岛。结合前人的西阿拉伯海季风指标δ15N，伊利石化学指数、K/Al、1−CaCO3(%)等，可将阿拉伯海西南部45 ka以来沉积演化分为末次冰期、末次盛冰期、冰消期以及全新世阶段4个阶段，不同阶段物质来源和贡献主要是受到海平面升降以及印度洋季风强弱的影响。
选取阿拉伯海西南部沉积物柱状样CJ09-03顶部100 cm样品开展粒度、元素、黏土矿物以及AMS14C测年分析，探讨了45 ka以来研究区的物源、沉积演变及其制约因素。黏土和元素组成显示，研究区沉积物除含有较多的有孔虫等微体生物壳体和碎片以外，还具有明显的陆源属性；(La/Sm)UCC-(Gd/Yb)UCC及黏土矿物组成显示沉积物的来源相对复杂，主要物源地有塔尔沙漠、非洲东北部、伊朗和阿拉伯半岛。结合前人的西阿拉伯海季风指标δ15N，伊利石化学指数、K/Al、1−CaCO3(%)等，可将阿拉伯海西南部45 ka以来沉积演化分为末次冰期、末次盛冰期、冰消期以及全新世阶段4个阶段，不同阶段物质来源和贡献主要是受到海平面升降以及印度洋季风强弱的影响。
2023, 45(10): 70-86.
doi: 10.12284/hyxb2023141
摘要:
生物扰动构造是表征海底环境状态的重要指标，是古沉积环境重建的主要依据，且它影响沉积物早期成岩作用以及物质的再分配，成为百年尺度沉积记录解读的干扰因素。本文基于长江口及其邻近海域的21个站位的沉积物岩心，利用高分辨X射线计算机断层扫描技术，通过matlab的数据处理，定性和定量表征了该区生物扰动构造，分析了影响生物扰动构造的主要因素。研究表明：长江口及邻近海域生物扰动构造较为发育，从功能上划分为生物扩散构造、运输构造、交换构造和廓道扩散构造4种类型，运输构造和廓道扩散构造常见；生物扰动构造在岩心中分布形式多样，包括指数衰减型、波动衰减型、均匀分布型、脉冲分布型等垂向分布形式；扰动深度深浅不一，多数在20 cm以内，但也有超过40 cm者；生物扰动构造空间上不均一，长江口及内陆架较发育，扰动构造体积在0～13 972 mm3之间，而苏北沿岸、中陆架则较少，扰动构造体积在351～3 212 mm3之间，从岸向外生物扰动构造有减少趋势。生物扰动构造发育程度主要受底质类型、沉积速率制约，黏土质粉砂以及适宜的沉积速率（0.52～1.34 cm/a）有利于生物扰动构造发育和保存。
生物扰动构造是表征海底环境状态的重要指标，是古沉积环境重建的主要依据，且它影响沉积物早期成岩作用以及物质的再分配，成为百年尺度沉积记录解读的干扰因素。本文基于长江口及其邻近海域的21个站位的沉积物岩心，利用高分辨X射线计算机断层扫描技术，通过matlab的数据处理，定性和定量表征了该区生物扰动构造，分析了影响生物扰动构造的主要因素。研究表明：长江口及邻近海域生物扰动构造较为发育，从功能上划分为生物扩散构造、运输构造、交换构造和廓道扩散构造4种类型，运输构造和廓道扩散构造常见；生物扰动构造在岩心中分布形式多样，包括指数衰减型、波动衰减型、均匀分布型、脉冲分布型等垂向分布形式；扰动深度深浅不一，多数在20 cm以内，但也有超过40 cm者；生物扰动构造空间上不均一，长江口及内陆架较发育，扰动构造体积在0～13 972 mm3之间，而苏北沿岸、中陆架则较少，扰动构造体积在351～3 212 mm3之间，从岸向外生物扰动构造有减少趋势。生物扰动构造发育程度主要受底质类型、沉积速率制约，黏土质粉砂以及适宜的沉积速率（0.52～1.34 cm/a）有利于生物扰动构造发育和保存。
2023, 45(10): 87-104.
doi: 10.12284/hyxb2023135
摘要:
三角洲岸线的变迁是研究地貌冲淤最直接的要素。黄河三角洲是世界上发育最快的三角洲，研究其海岸线变化规律和演化趋势对地区生态环境保护、海洋资源开发、基础设施建设等至关重要。本文在前人研究的基础上，采用修正归一化水体指数（Modified Normalized Difference Water Index, MNDWI）与多年水频率指数（Multi-year Water Frequency Index, MWFI）相结合的方法对1976–2021年期间典型年份的207幅遥感影像进行岸线提取，使获取到的海岸线更具科学性和代表性，并在此基础上通过定量计算分析了海岸线的时空演变及其稳定性特征，以此探讨黄河清水沟亚三角洲海岸线自1976年以来的演化机制。研究结果表明：（1）总体上，清水沟亚三角洲海岸线演化呈现先快速向海淤积后波动稳定的趋势，以1996年和2002年为节点划分为“快速发育” “缓慢发育” “动态平衡”3个阶段；（2）45年来，研究区海岸线稳定性持续增强，其中孤东海堤段岸线与黄河清水沟亚三角洲南部岸线保持相对稳定，而清8汊河口段岸线与清水沟废弃河口段岸线较为活跃，其岸线稳定性指数基本低于0.5；（3）陆上三角洲淤积、侵蚀中心的迁移同河口位置变动相对应，尤其是淤积中心的迁移与河口位置变动之间在经度向存在明显的正向关系，R2 = 0.690 4；（4）黄河入海泥沙减少、河口位置迁移以及人类活动对三角洲海岸线的发育演化影响显著。从长远来看，在黄河入海泥沙持续减少的背景下，三角洲的未来仍面临侵蚀的威胁。
三角洲岸线的变迁是研究地貌冲淤最直接的要素。黄河三角洲是世界上发育最快的三角洲，研究其海岸线变化规律和演化趋势对地区生态环境保护、海洋资源开发、基础设施建设等至关重要。本文在前人研究的基础上，采用修正归一化水体指数（Modified Normalized Difference Water Index, MNDWI）与多年水频率指数（Multi-year Water Frequency Index, MWFI）相结合的方法对1976–2021年期间典型年份的207幅遥感影像进行岸线提取，使获取到的海岸线更具科学性和代表性，并在此基础上通过定量计算分析了海岸线的时空演变及其稳定性特征，以此探讨黄河清水沟亚三角洲海岸线自1976年以来的演化机制。研究结果表明：（1）总体上，清水沟亚三角洲海岸线演化呈现先快速向海淤积后波动稳定的趋势，以1996年和2002年为节点划分为“快速发育” “缓慢发育” “动态平衡”3个阶段；（2）45年来，研究区海岸线稳定性持续增强，其中孤东海堤段岸线与黄河清水沟亚三角洲南部岸线保持相对稳定，而清8汊河口段岸线与清水沟废弃河口段岸线较为活跃，其岸线稳定性指数基本低于0.5；（3）陆上三角洲淤积、侵蚀中心的迁移同河口位置变动相对应，尤其是淤积中心的迁移与河口位置变动之间在经度向存在明显的正向关系，R2 = 0.690 4；（4）黄河入海泥沙减少、河口位置迁移以及人类活动对三角洲海岸线的发育演化影响显著。从长远来看，在黄河入海泥沙持续减少的背景下，三角洲的未来仍面临侵蚀的威胁。
2023, 45(10): 105-113.
doi: 10.12284/hyxb2023091
摘要:
黄河水下三角洲海床液化现象分布广泛，对海底工程设施造成了极大威胁，确定液化深度可为海上工程建设提供参考，具有很大的理论意义和应用价值。在黄河水下三角洲北部埕岛海域液化扰动区钻探取得柱状沉积物对其进行剖面图像扫描、放射性核素和粒度成分测试，获得图像分层特征、210Pb、137Cs活度及粒度剖面，在此基础上计算得到沉积速率。结果表明：埕岛海域受黄河1976年由刁口流路改道清水沟流路事件影响显著，这一时期沉积速率大幅减小并呈现阶段性特征；快速沉积时期表层沉积物频繁液化产生的砂层不断累积，从而形成密集砂层；通过分析210Pbex、137Cs活度剖面获得研究区液化历史的沉积记录，判定历史液化深度至少为5 m，这一结论与前人研究相近。以210Pb、137Cs的活度为工具来判断沉积物液化历史及深度存在一定的可行性，具有很大的发展潜力。
黄河水下三角洲海床液化现象分布广泛，对海底工程设施造成了极大威胁，确定液化深度可为海上工程建设提供参考，具有很大的理论意义和应用价值。在黄河水下三角洲北部埕岛海域液化扰动区钻探取得柱状沉积物对其进行剖面图像扫描、放射性核素和粒度成分测试，获得图像分层特征、210Pb、137Cs活度及粒度剖面，在此基础上计算得到沉积速率。结果表明：埕岛海域受黄河1976年由刁口流路改道清水沟流路事件影响显著，这一时期沉积速率大幅减小并呈现阶段性特征；快速沉积时期表层沉积物频繁液化产生的砂层不断累积，从而形成密集砂层；通过分析210Pbex、137Cs活度剖面获得研究区液化历史的沉积记录，判定历史液化深度至少为5 m，这一结论与前人研究相近。以210Pb、137Cs的活度为工具来判断沉积物液化历史及深度存在一定的可行性，具有很大的发展潜力。
2023, 45(10): 114-122.
doi: 10.12284/hyxb2023139
摘要:
fruitless （fru）是在昆虫与甲壳动物求偶、交配行为以及生殖发育过程中发挥关键作用的基因。卤虫不仅是水产育苗的重要开口饲料，而且是生物学研究的重要实验生物。本实验通过对卤虫Artemia franciscana转录组的筛选，获得了fru基因的开放阅读框（ORF）并进行生物信息学分析，利用qPCR技术研究了它在卤虫生殖腺发育的不同阶段的表达情况，最后利用RNAi显微注射技术，深入探索了它的功能。经过生物信息学分析，fru基因的ORF长度为1 215 bp，其中包含了404个氨基酸，其分子量和等电点分别为45.19 kDa和5.28，属于酸性亲水性蛋白，且不含信号肽和跨膜结构；结构域预测显示fru存在BTB_POZ和HTH两个结构域，二级结构主要由α-螺旋和无规则卷组成，三级结构与其对应。qPCR结果显示，fru基因的表达量在卵囊的晚期胚胎中表现出明显的增加趋势，其表达量显著高于其他发育阶段（P < 0.01）；而在精巢的未成熟期，fru基因的表达量也有所增加，其表达量显著高于成熟早期、中期和晚期（P < 0.01）。经过RNA干扰，我们发现fru基因的表达量有了显著的下降（P < 0.01），并且经过受到干扰的雌虫后代都为休眠卵。这表明fru基因对于A. franciscana的生殖和发育有着重要的影响，甚至可能是影响卤虫繁殖方式的关键因素。通过本次研究，我们获得了关于fru基因在卤虫生殖发育中的作用及其相关分子机制的重要信息，可以帮助我们更好地理解这一重要的生物学过程。
fruitless （fru）是在昆虫与甲壳动物求偶、交配行为以及生殖发育过程中发挥关键作用的基因。卤虫不仅是水产育苗的重要开口饲料，而且是生物学研究的重要实验生物。本实验通过对卤虫Artemia franciscana转录组的筛选，获得了fru基因的开放阅读框（ORF）并进行生物信息学分析，利用qPCR技术研究了它在卤虫生殖腺发育的不同阶段的表达情况，最后利用RNAi显微注射技术，深入探索了它的功能。经过生物信息学分析，fru基因的ORF长度为1 215 bp，其中包含了404个氨基酸，其分子量和等电点分别为45.19 kDa和5.28，属于酸性亲水性蛋白，且不含信号肽和跨膜结构；结构域预测显示fru存在BTB_POZ和HTH两个结构域，二级结构主要由α-螺旋和无规则卷组成，三级结构与其对应。qPCR结果显示，fru基因的表达量在卵囊的晚期胚胎中表现出明显的增加趋势，其表达量显著高于其他发育阶段（P < 0.01）；而在精巢的未成熟期，fru基因的表达量也有所增加，其表达量显著高于成熟早期、中期和晚期（P < 0.01）。经过RNA干扰，我们发现fru基因的表达量有了显著的下降（P < 0.01），并且经过受到干扰的雌虫后代都为休眠卵。这表明fru基因对于A. franciscana的生殖和发育有着重要的影响，甚至可能是影响卤虫繁殖方式的关键因素。通过本次研究，我们获得了关于fru基因在卤虫生殖发育中的作用及其相关分子机制的重要信息，可以帮助我们更好地理解这一重要的生物学过程。
2023, 45(10): 123-134.
doi: 10.12284/hyxb2023137
摘要:
17β-羟类固醇脱氢酶（17β-HSDs）是性类固醇激素合成过程中最后步骤的氧化还原酶，在动物性腺发育、生殖调控中发挥重要作用。本研究基于全基因组数据，利用RACE技术和多种生物信息学软件对缢蛏17β-HSDs基因家族成员进行了鉴定、染色体定位和系统进化分析，并利用qRT-PCR 技术研究了其在不同组织、性腺不同发育时期的表达特征。结果表明，缢蛏17β-HSD6、17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因分别定位在4条不同染色体上，所编码的蛋白均具有SDR超家族的保守结构域；系统进化结果表明，缢蛏17β-HSDs基因家族成员分化明显，各自聚为独立分支。qRT-PCR分析显示，缢蛏17β-HSDs基因在8个组织中均有表达，且在性腺和肝胰腺中的表达量较高；在缢蛏性腺发育过程中，17β-HSD6基因在精巢和卵巢排放期的表达量较高，17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因在两性性腺中的表达均呈现先升高再降低的变化趋势，均在成熟期的表达量较高；在成熟期，17β-HSD10基因在精巢的表达量显著高于卵巢（p < 0.05），而17β-HSD12、17β-HSD14基因在卵巢中的表达量显著高于精巢（p < 0.05）。综上结果表明，17β-HSD6基因可能不参与调控缢蛏性腺发育过程，而17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因的表达与性腺发育过程密切相关，推测其可能通过介导性类固醇激素的合成与代谢调控缢蛏性腺发育过程。研究结果将为深入研究贝类17β-HSDs调控性腺发育、生殖内分泌机制奠定理论基础。
17β-羟类固醇脱氢酶（17β-HSDs）是性类固醇激素合成过程中最后步骤的氧化还原酶，在动物性腺发育、生殖调控中发挥重要作用。本研究基于全基因组数据，利用RACE技术和多种生物信息学软件对缢蛏17β-HSDs基因家族成员进行了鉴定、染色体定位和系统进化分析，并利用qRT-PCR 技术研究了其在不同组织、性腺不同发育时期的表达特征。结果表明，缢蛏17β-HSD6、17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因分别定位在4条不同染色体上，所编码的蛋白均具有SDR超家族的保守结构域；系统进化结果表明，缢蛏17β-HSDs基因家族成员分化明显，各自聚为独立分支。qRT-PCR分析显示，缢蛏17β-HSDs基因在8个组织中均有表达，且在性腺和肝胰腺中的表达量较高；在缢蛏性腺发育过程中，17β-HSD6基因在精巢和卵巢排放期的表达量较高，17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因在两性性腺中的表达均呈现先升高再降低的变化趋势，均在成熟期的表达量较高；在成熟期，17β-HSD10基因在精巢的表达量显著高于卵巢（p < 0.05），而17β-HSD12、17β-HSD14基因在卵巢中的表达量显著高于精巢（p < 0.05）。综上结果表明，17β-HSD6基因可能不参与调控缢蛏性腺发育过程，而17β-HSD10、17β-HSD12、17β-HSD14基因的表达与性腺发育过程密切相关，推测其可能通过介导性类固醇激素的合成与代谢调控缢蛏性腺发育过程。研究结果将为深入研究贝类17β-HSDs调控性腺发育、生殖内分泌机制奠定理论基础。
2023, 45(10): 135-146.
doi: 10.12284/hyxb2023149
摘要:
裂流是狭窄而集中的离岸方向水流，对海岸水底变形、物质输移和游泳者安全有重要影响。波浪在垂直海岸建筑物（如丁坝、航道挡沙堤等）上产生的反射会导致沿岸驻波，在驻波节点区域由于波高很小会产生裂流，这是海岸出现裂流原因之一。本研究通过物理模型实验给出了沙坝海岸上建筑物附近裂流系统不同于开敞水域交叉波裂流系统的特征，讨论了波高沿岸变化对裂流系统的各裂流单元流量平衡的影响。结果表明：建筑物的存在引起了沙坝和海岸之间背离建筑物方向的沿岸流动，这导致了裂流系统中各裂流单元之间存在着流量的交换，对各单元裂流流量大小和分布产生了直接影响；各单元侧向流流量对裂流的贡献依赖于单元距建筑物的距离。
裂流是狭窄而集中的离岸方向水流，对海岸水底变形、物质输移和游泳者安全有重要影响。波浪在垂直海岸建筑物（如丁坝、航道挡沙堤等）上产生的反射会导致沿岸驻波，在驻波节点区域由于波高很小会产生裂流，这是海岸出现裂流原因之一。本研究通过物理模型实验给出了沙坝海岸上建筑物附近裂流系统不同于开敞水域交叉波裂流系统的特征，讨论了波高沿岸变化对裂流系统的各裂流单元流量平衡的影响。结果表明：建筑物的存在引起了沙坝和海岸之间背离建筑物方向的沿岸流动，这导致了裂流系统中各裂流单元之间存在着流量的交换，对各单元裂流流量大小和分布产生了直接影响；各单元侧向流流量对裂流的贡献依赖于单元距建筑物的距离。
2023, 45(10): 147-158.
doi: 10.12284/hyxb2023143
摘要:
珠江蕉门河口是典型的河网型分汊河口，是珠江口重要的泄洪排沙通道，其分流比变化对珠江三角洲地貌演变、防洪与航运等至关重要。本文基于蕉门近期地貌形态，以凫洲水道落潮分流比为研究对象，设计系列水槽实验，选取分汊河道断面形态与分汊角两个影响因素进行敏感性分析，探究河网型分汊河口分流比随上述因子的演变规律。结果表明：在分汊河道断面形态稳定的基础上，凫洲水道分流比与虎门、蕉门相对流速有较好的相关关系，受两口门绝对流速的影响较小；分流比与蕉门南水道水深呈负相关，与凫洲水道水深呈正相关；分汊角在30°～65°区间内，分流比与分汊角呈负相关，分汊角在65°～75°时，分流比与分汊角的正负相关关系在流速比V = 0.7前后转换；通过量化各变量敏感性，分别得到凫洲水道分流比增大或减小对上述因子的敏感性大小。研究成果可为蕉门整治工程提供参考依据。
珠江蕉门河口是典型的河网型分汊河口，是珠江口重要的泄洪排沙通道，其分流比变化对珠江三角洲地貌演变、防洪与航运等至关重要。本文基于蕉门近期地貌形态，以凫洲水道落潮分流比为研究对象，设计系列水槽实验，选取分汊河道断面形态与分汊角两个影响因素进行敏感性分析，探究河网型分汊河口分流比随上述因子的演变规律。结果表明：在分汊河道断面形态稳定的基础上，凫洲水道分流比与虎门、蕉门相对流速有较好的相关关系，受两口门绝对流速的影响较小；分流比与蕉门南水道水深呈负相关，与凫洲水道水深呈正相关；分汊角在30°～65°区间内，分流比与分汊角呈负相关，分汊角在65°～75°时，分流比与分汊角的正负相关关系在流速比V = 0.7前后转换；通过量化各变量敏感性，分别得到凫洲水道分流比增大或减小对上述因子的敏感性大小。研究成果可为蕉门整治工程提供参考依据。
2023, 45(10): 159-167.
doi: 10.12284/hyxb2023133
摘要:
机载激光测深系统（Airborne Laser Bathymetry，ALB）因集成了具有独特水体穿透能力的绿波段（532 nm）而被广泛用于水深测量。除地形数据外，ALB还记录了地物目标的辐射特性（后向散射强度），可用于条带配准、海底底质分类和几何建模。然而，由于自动增益控制（Automatic Gain Control，AGC）设计局限，增益值调整存在延缓，对于裸露岩石、水域等高返回、低返回目标较多的海岛海岸带区域，强度补偿异常问题格外突出。针对该问题本文设计了一种基于双向移动的局部加权强度改正方法，提出索引共享机制辅以地形信息实现有效强度数据精确提取；以扫描周期为依据进行扫描线分割，通过柯尔莫可洛夫−斯米洛夫检验进行强度补偿异常区识别；通过对邻近扫描线和邻域强度联合加权进行强度改正，保证强度细节的同时较好地消除与邻域强度偏差，独特的双向移动策略能有效削弱改正不足积累造成的强度改正精度下降问题。实验证明该方法能有效解决AGC补偿异常问题，相较于改正前，改正后的强度数据平均绝对百分比误差降低了约0.27，均方根误差下降了约693，异常区强度与邻域强度偏差控制在26 DN（Digital Number）以内，得到高质量强度图像。
机载激光测深系统（Airborne Laser Bathymetry，ALB）因集成了具有独特水体穿透能力的绿波段（532 nm）而被广泛用于水深测量。除地形数据外，ALB还记录了地物目标的辐射特性（后向散射强度），可用于条带配准、海底底质分类和几何建模。然而，由于自动增益控制（Automatic Gain Control，AGC）设计局限，增益值调整存在延缓，对于裸露岩石、水域等高返回、低返回目标较多的海岛海岸带区域，强度补偿异常问题格外突出。针对该问题本文设计了一种基于双向移动的局部加权强度改正方法，提出索引共享机制辅以地形信息实现有效强度数据精确提取；以扫描周期为依据进行扫描线分割，通过柯尔莫可洛夫−斯米洛夫检验进行强度补偿异常区识别；通过对邻近扫描线和邻域强度联合加权进行强度改正，保证强度细节的同时较好地消除与邻域强度偏差，独特的双向移动策略能有效削弱改正不足积累造成的强度改正精度下降问题。实验证明该方法能有效解决AGC补偿异常问题，相较于改正前，改正后的强度数据平均绝对百分比误差降低了约0.27，均方根误差下降了约693，异常区强度与邻域强度偏差控制在26 DN（Digital Number）以内，得到高质量强度图像。
2023, 45(10): 168-182.
doi: 10.12284/hyxb2023151
摘要:
针对多光谱影像受云、雾、太阳耀斑等因素的影响，难以实现高精度的绿潮自动提取的问题，本文以我国的HY-1C/D卫星CZI载荷多光谱影像为数据源，采用数据挖掘技术，通过探索绿潮区域与非绿潮区域的光谱分布差异，提出一种适用于HY-1C/D CZI影像的高精度、全自动绿潮提取方法。首先，分析有云区域和无云区域样本的光谱差异，给出厚云去除规则；其次，选取绿潮和非绿潮区域的样本，采用决策树算法生成绿潮提取规则；然后，针对薄云和厚云边界区域常常会出现误检绿潮的问题，设计了5种错误类别修正策略。为验证方法的有效性，收集2021年黄海区域绿潮暴发周期内的25景HY-1C/D CZI影像，开展绿潮自动检测实验。结果表明，与传统的NDVI方法、VB-FAH方法等指数方法以及ResNet50、U-Net等深度学习方法相比，本文方法在准确度、Kappa系数、F1-Score和MIoU等指标上均优于其他方法，而且能够实现在厚云、薄云、无云、云斑和耀斑区域复杂情况下的绿潮的高精度自动提取。
针对多光谱影像受云、雾、太阳耀斑等因素的影响，难以实现高精度的绿潮自动提取的问题，本文以我国的HY-1C/D卫星CZI载荷多光谱影像为数据源，采用数据挖掘技术，通过探索绿潮区域与非绿潮区域的光谱分布差异，提出一种适用于HY-1C/D CZI影像的高精度、全自动绿潮提取方法。首先，分析有云区域和无云区域样本的光谱差异，给出厚云去除规则；其次，选取绿潮和非绿潮区域的样本，采用决策树算法生成绿潮提取规则；然后，针对薄云和厚云边界区域常常会出现误检绿潮的问题，设计了5种错误类别修正策略。为验证方法的有效性，收集2021年黄海区域绿潮暴发周期内的25景HY-1C/D CZI影像，开展绿潮自动检测实验。结果表明，与传统的NDVI方法、VB-FAH方法等指数方法以及ResNet50、U-Net等深度学习方法相比，本文方法在准确度、Kappa系数、F1-Score和MIoU等指标上均优于其他方法，而且能够实现在厚云、薄云、无云、云斑和耀斑区域复杂情况下的绿潮的高精度自动提取。
2023, 45(10): 183-194.
doi: 10.12284/hyxb2023131
摘要:
当利用三配准（Triple Collocation，TC）方法进行误差分析时，系统间随机误差（简称误差）不相关是一个重要前提假设，而在实际应用中不同系统误差常存在相关性，基于最小二乘法扩展配准（Extended Collocation，EC）方法能够在误差相关性存在情况进行误差分析，但对于误差弱相关性情况不能够准确估计误差的标准差。为此本文提出利用3个误差独立系统对第四个系统进行误差估计的方法，同时考虑误差相关性和表征误差，在误差弱相关情况下能更精确估计系统误差的标准差。本文根据HY-2B卫星3个载荷风速观测数据集随机误差相互独立特点，利用扩展三配准（Extended Triple Collocation，ETC）方法计算得到散射计、辐射计和高度计3个载荷风速产品误差的标准差分别为0.600 m/s、0.742 m/s和0.533 m/s；再对ECMWF再分析数据集ERA5的风速产品误差及相关性进行估计，计算出ERA5再分析风速产品随机误差的标准差为0.810 m/s，HY-2B卫星散射计风速产品和ERA5再分析风速产品误差相关性为0.231，HY-2B卫星辐射计风速产品和ERA5再分析风速产品误差相关性为0.105。本文提出利用已知3个误差独立数据集对第四个数据集误差及相关性进行估计的方法，实现了在误差弱相关情况下对系统误差的标准差更为准确的估计，有助于在同化和融合中更好地使用这些数据。
当利用三配准（Triple Collocation，TC）方法进行误差分析时，系统间随机误差（简称误差）不相关是一个重要前提假设，而在实际应用中不同系统误差常存在相关性，基于最小二乘法扩展配准（Extended Collocation，EC）方法能够在误差相关性存在情况进行误差分析，但对于误差弱相关性情况不能够准确估计误差的标准差。为此本文提出利用3个误差独立系统对第四个系统进行误差估计的方法，同时考虑误差相关性和表征误差，在误差弱相关情况下能更精确估计系统误差的标准差。本文根据HY-2B卫星3个载荷风速观测数据集随机误差相互独立特点，利用扩展三配准（Extended Triple Collocation，ETC）方法计算得到散射计、辐射计和高度计3个载荷风速产品误差的标准差分别为0.600 m/s、0.742 m/s和0.533 m/s；再对ECMWF再分析数据集ERA5的风速产品误差及相关性进行估计，计算出ERA5再分析风速产品随机误差的标准差为0.810 m/s，HY-2B卫星散射计风速产品和ERA5再分析风速产品误差相关性为0.231，HY-2B卫星辐射计风速产品和ERA5再分析风速产品误差相关性为0.105。本文提出利用已知3个误差独立数据集对第四个数据集误差及相关性进行估计的方法，实现了在误差弱相关情况下对系统误差的标准差更为准确的估计，有助于在同化和融合中更好地使用这些数据。
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