2023年 第45卷 第11期
2023, 45(11): 1-9.
doi: 10.12284/hyxb2023148
摘要:
海洋中包含着多种时空尺度的运动过程，海洋带状流是近年来发现的一种新的流动形式。这种流动现象介于地转湍流和准定常流之间。上层海洋中大尺度运动的强度远大于海洋带状流而将其遮盖，因而带状流需要借助滤波方法提取出来。本研究基于纬向速度数据，通过切比雪夫高通滤波提取了北太平洋海洋带状流的三维结构，定义了“流向稳定度”指数，量化分析了北太平洋海域带状流的正压特性，从而进一步加深了对北太平洋海洋带状流结构特征的认识。
海洋中包含着多种时空尺度的运动过程，海洋带状流是近年来发现的一种新的流动形式。这种流动现象介于地转湍流和准定常流之间。上层海洋中大尺度运动的强度远大于海洋带状流而将其遮盖，因而带状流需要借助滤波方法提取出来。本研究基于纬向速度数据，通过切比雪夫高通滤波提取了北太平洋海洋带状流的三维结构，定义了“流向稳定度”指数，量化分析了北太平洋海域带状流的正压特性，从而进一步加深了对北太平洋海洋带状流结构特征的认识。
2023, 45(11): 10-19.
doi: 10.12284/hyxb2023154
摘要:
本文结合卫星高度计和漂流浮标数据，采取海表面高度法发现并跟踪了墨西哥湾东南部附近发生的一次暖涡融合事件，通过该典型暖涡融合过程的研究初步揭示了涡间融合作用模式，有助于进一步理解复杂涡旋作用机制。欧拉涡旋结果显示，一对暖涡彼此吸引并伴随传播3周以上，随后融合为统一涡旋结构并继续向西传播。被其捕获的浮标提供了融合前后的拉格朗日涡旋轨迹，在融合发生前8天时，一个浮标随水流交换切换了原本追随的暖涡，表明融合事件被高度计观测到之前，涡间水体交流作用已经比较显著。融合前后，欧拉涡旋和拉格朗日涡旋半径均存在较大改变，其中欧拉半径提升了96.2%，受两个暖涡牵引的漂流浮标的拉格朗日半径分别提升了49.1%和115.6%。受融合效应影响，海表面温度场也表现出不同的环境响应，进一步验证了融合过程的发生。最后，对融合前后动能、涡度和散度等动力学演变，以及半径、振幅和形状等形态学变化的分析表明：融合大致经历了涡旋渐近、水体交流、轮廓压缩形变、拉长椭圆涡旋生成和边界重塑等过程；涡心所在平面的垂直结构主要表现为由双峰向单峰的演变；涡旋融合后实现了能量向中尺度的逆级联；受限于单核涡结构，在融合过程中部分属性统计存在偏差，可能导致事件前后发生突变。
本文结合卫星高度计和漂流浮标数据，采取海表面高度法发现并跟踪了墨西哥湾东南部附近发生的一次暖涡融合事件，通过该典型暖涡融合过程的研究初步揭示了涡间融合作用模式，有助于进一步理解复杂涡旋作用机制。欧拉涡旋结果显示，一对暖涡彼此吸引并伴随传播3周以上，随后融合为统一涡旋结构并继续向西传播。被其捕获的浮标提供了融合前后的拉格朗日涡旋轨迹，在融合发生前8天时，一个浮标随水流交换切换了原本追随的暖涡，表明融合事件被高度计观测到之前，涡间水体交流作用已经比较显著。融合前后，欧拉涡旋和拉格朗日涡旋半径均存在较大改变，其中欧拉半径提升了96.2%，受两个暖涡牵引的漂流浮标的拉格朗日半径分别提升了49.1%和115.6%。受融合效应影响，海表面温度场也表现出不同的环境响应，进一步验证了融合过程的发生。最后，对融合前后动能、涡度和散度等动力学演变，以及半径、振幅和形状等形态学变化的分析表明：融合大致经历了涡旋渐近、水体交流、轮廓压缩形变、拉长椭圆涡旋生成和边界重塑等过程；涡心所在平面的垂直结构主要表现为由双峰向单峰的演变；涡旋融合后实现了能量向中尺度的逆级联；受限于单核涡结构，在融合过程中部分属性统计存在偏差，可能导致事件前后发生突变。
2023, 45(11): 20-33.
doi: 10.12284/hyxb2023170
摘要:
辽东湾是我国冬季冰情最严重的海区，大面积海冰覆盖会对海上经济活动产生严重影响。本文以辽东湾海冰为研究对象，基于MODIS卫星影像资料重构了辽东湾2001−2021年海冰分布面积时间序列。同时，确定了辽东湾浮冰范围与海冰分布面积的非线性关系式，并利用此关系式将辽东湾历史海冰最大分布面积延拓至1953年。通过对其年际变化趋势进行研究，获得工程设计重现期辽东湾海冰分布面积。进一步分析了辽东湾海冰最大分布面积的影响因子，结果表明海冰最大分布面积与冻冰度日及北风分量的相关系数达0.96。此外，分析了秋季北极部分海区海冰密集度与辽东湾冬季海冰覆盖程度的相关性。本文成果可为辽东湾海冰长期趋势研究和海冰灾害的预报预警工作提供基本数据支撑。
辽东湾是我国冬季冰情最严重的海区，大面积海冰覆盖会对海上经济活动产生严重影响。本文以辽东湾海冰为研究对象，基于MODIS卫星影像资料重构了辽东湾2001−2021年海冰分布面积时间序列。同时，确定了辽东湾浮冰范围与海冰分布面积的非线性关系式，并利用此关系式将辽东湾历史海冰最大分布面积延拓至1953年。通过对其年际变化趋势进行研究，获得工程设计重现期辽东湾海冰分布面积。进一步分析了辽东湾海冰最大分布面积的影响因子，结果表明海冰最大分布面积与冻冰度日及北风分量的相关系数达0.96。此外，分析了秋季北极部分海区海冰密集度与辽东湾冬季海冰覆盖程度的相关性。本文成果可为辽东湾海冰长期趋势研究和海冰灾害的预报预警工作提供基本数据支撑。
2023, 45(11): 34-44.
doi: 10.12284/hyxb2023156
摘要:
海水声速剖面通常使用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function，EOF）进行稀疏表示，然而基函数会受到数据完备性和数据测量时间的制约，其代表性误差会导致声速剖面重构精度受限。为了提高声速剖面的重构精度，本文利用模糊C均值聚类对BOA_Argo历史数据集进行聚类分析，探讨不同聚类空间的训练集数据对实测声速剖面重构精度的影响。研究表明，声速剖面具有明显的时空聚集特性，聚类后的历史声速剖面集生成的基函数和平均声速剖面具有最优的重构性能。本文研究结果有助于为历史声速剖面训练集的选取提供实际指导意义，进而提高声速剖面重构精度乃至反演精度。
海水声速剖面通常使用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function，EOF）进行稀疏表示，然而基函数会受到数据完备性和数据测量时间的制约，其代表性误差会导致声速剖面重构精度受限。为了提高声速剖面的重构精度，本文利用模糊C均值聚类对BOA_Argo历史数据集进行聚类分析，探讨不同聚类空间的训练集数据对实测声速剖面重构精度的影响。研究表明，声速剖面具有明显的时空聚集特性，聚类后的历史声速剖面集生成的基函数和平均声速剖面具有最优的重构性能。本文研究结果有助于为历史声速剖面训练集的选取提供实际指导意义，进而提高声速剖面重构精度乃至反演精度。
2023, 45(11): 45-61.
doi: 10.12284/hyxb2023124
摘要:
理解增暖背景下海洋环境的演化过程是海洋学和气候学一项重要的研究内容。在地质时期，地球经历了多次增暖时段（包括早全新世），这为认识海洋环境演化过程提供了重要参考。早全新世全球气候经历了快速增暖，并伴随着冰原融化和海平面快速上升，对包括白令海在内的高纬边缘海的沉积过程和海洋环境产生显著影响。白令海发育宽阔的大陆架，毗邻北美大陆，接受来自育空河、阿纳德尔河和库斯科维姆河物质的供给。目前我们对白令海如何响应早全新世气候的认识还存在明显不足。本研究对位于白令海北部陆坡LV63-19-3岩心沉积物中陆源碎屑组份进行了高分辨率调查，结合沉积年龄模型，研究了早中全新世（距今11.7～5.5 ka）白令海北部陆坡陆源沉积演化过程。研究结果显示，在距今11.5～11 ka，白令海北部陆坡沉积速率高达392.9 cm/ka，在距今约9.7 ka以后降至17.2 cm/ka。在距今11～10.7 ka，发现一层厚约40 cm的暗色纹层状沉积层。在高沉积速率时段，沉积物平均粒径较细，距今9 ka以来平均粒径逐渐增大。主微量元素分析结果表明，陆源碎屑沉积物母岩性质以长英质沉积物为主，并存在少量火山碎屑源贡献。白令海北部陆坡高沉积速率事件对应于冰原融水脉冲（MWP）-1B事件（距今11.4～11.1 ka），并导致白令海陆坡硅质生产力勃发。在距今11～10.7 ka研究区春夏季海冰覆盖增加抑制表层水体氧供给，夏、秋季持续冰川融水和高表层生产力进一步加剧了水体层化和海洋内部消耗，共同促进了纹层状沉积层的形成。距今9 ka以来白令海季节性海冰活动增强，但是陆源碎屑物质质量累积速率则逐渐减小，表明随着海平面上升，供给到研究区的陆源物质减少。我们认为早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变化是海平面、冰融水脉冲事件和季节性海冰活动共同作用的结果，实际上受高纬日射量、北美大陆冰原融化和全球气候变化控制。
理解增暖背景下海洋环境的演化过程是海洋学和气候学一项重要的研究内容。在地质时期，地球经历了多次增暖时段（包括早全新世），这为认识海洋环境演化过程提供了重要参考。早全新世全球气候经历了快速增暖，并伴随着冰原融化和海平面快速上升，对包括白令海在内的高纬边缘海的沉积过程和海洋环境产生显著影响。白令海发育宽阔的大陆架，毗邻北美大陆，接受来自育空河、阿纳德尔河和库斯科维姆河物质的供给。目前我们对白令海如何响应早全新世气候的认识还存在明显不足。本研究对位于白令海北部陆坡LV63-19-3岩心沉积物中陆源碎屑组份进行了高分辨率调查，结合沉积年龄模型，研究了早中全新世（距今11.7～5.5 ka）白令海北部陆坡陆源沉积演化过程。研究结果显示，在距今11.5～11 ka，白令海北部陆坡沉积速率高达392.9 cm/ka，在距今约9.7 ka以后降至17.2 cm/ka。在距今11～10.7 ka，发现一层厚约40 cm的暗色纹层状沉积层。在高沉积速率时段，沉积物平均粒径较细，距今9 ka以来平均粒径逐渐增大。主微量元素分析结果表明，陆源碎屑沉积物母岩性质以长英质沉积物为主，并存在少量火山碎屑源贡献。白令海北部陆坡高沉积速率事件对应于冰原融水脉冲（MWP）-1B事件（距今11.4～11.1 ka），并导致白令海陆坡硅质生产力勃发。在距今11～10.7 ka研究区春夏季海冰覆盖增加抑制表层水体氧供给，夏、秋季持续冰川融水和高表层生产力进一步加剧了水体层化和海洋内部消耗，共同促进了纹层状沉积层的形成。距今9 ka以来白令海季节性海冰活动增强，但是陆源碎屑物质质量累积速率则逐渐减小，表明随着海平面上升，供给到研究区的陆源物质减少。我们认为早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变化是海平面、冰融水脉冲事件和季节性海冰活动共同作用的结果，实际上受高纬日射量、北美大陆冰原融化和全球气候变化控制。
2023, 45(11): 62-75.
doi: 10.12284/hyxb2023152
摘要:
南大西洋中脊26°S热液区玄武岩中斜长石的成分和结构特征为研究岩浆演化特征提供了重要依据。在对玄武岩岩相学观察、斜长石成分分析的基础上，对不同阶段斜长石的结构及成分进行对比，探讨岩浆演化的过程。结果表明：研究区以斑状玄武岩为主，斜长石斑晶常见连晶结构、韵律环带、溶解与再吸收、生长结构，基质中的斜长石主要呈针状和燕尾状；南大西洋中脊26°S（SMAR-26°S）热液区玄武岩主要为钠质拉斑玄武岩，岩浆演化早期以形成培长石为主，晚期以形成拉长石为主，整个演化过程中CaO和Al2O3含量下降，而SiO2、Na2O、FeOT和MgO含量上升；从斜长石斑晶的核部→边部→基质中的斜长石微晶，An值整体下降，斜长石斑晶边部的An值与基质中斜长石微晶An值部分重合，形成温度总体有逐渐下降趋势。由此反映出地幔岩浆形成后在上涌过程中可能经历了减压挥发分逸出、晶体在深部的熔蚀、熔体过饱和结晶、低Si同源岩浆的混合、同喷发脱气岩浆迅速减压的过程。
南大西洋中脊26°S热液区玄武岩中斜长石的成分和结构特征为研究岩浆演化特征提供了重要依据。在对玄武岩岩相学观察、斜长石成分分析的基础上，对不同阶段斜长石的结构及成分进行对比，探讨岩浆演化的过程。结果表明：研究区以斑状玄武岩为主，斜长石斑晶常见连晶结构、韵律环带、溶解与再吸收、生长结构，基质中的斜长石主要呈针状和燕尾状；南大西洋中脊26°S（SMAR-26°S）热液区玄武岩主要为钠质拉斑玄武岩，岩浆演化早期以形成培长石为主，晚期以形成拉长石为主，整个演化过程中CaO和Al2O3含量下降，而SiO2、Na2O、FeOT和MgO含量上升；从斜长石斑晶的核部→边部→基质中的斜长石微晶，An值整体下降，斜长石斑晶边部的An值与基质中斜长石微晶An值部分重合，形成温度总体有逐渐下降趋势。由此反映出地幔岩浆形成后在上涌过程中可能经历了减压挥发分逸出、晶体在深部的熔蚀、熔体过饱和结晶、低Si同源岩浆的混合、同喷发脱气岩浆迅速减压的过程。
2023, 45(11): 76-87.
doi: 10.12284/hyxb2023158
摘要:
珠江口地处南海北部，滩涂资源丰富，潮间带大型底栖生物物种多样性高。然而，目前大部分潮间带相关研究和物种分布记录限于珠江口东岸，而对珠江口西岸的潮间带研究相对缺乏。本文以潮间带大型底栖生物主要类群短尾下目（蟹类）为研究对象，于2021−2023年间对位于珠江口西岸的珠海市淇澳岛全岛潮间带蟹类区系进行了普查，并结合历史资料对记录物种进行整理和校订，更新了淇澳岛潮间带蟹类物种名录，并对其生境与地理分布特点进行了分析。本研究共采集蟹类标本90号，分属10科21属31种，其中帕氏东方相手蟹（Orisarma patshuni）、莱氏异额蟹（Anomalifrons lightana）等17种为淇澳岛新记录，高野近方蟹（Hemigrapsus takanoi）为珠江口新记录。结合历史记录，目前淇澳岛共记录潮间带蟹类13科29属48种，其中以相手蟹科（10种）、弓蟹科（10种）和沙蟹科（8种）的物种最为丰富；区系成分主要由东亚特有类群与印度−西太平洋或西太平洋沿岸分布类群构成，具有典型的东亚暖水性特征；各类生境中以泥质滩涂和红树林边缘的蟹类物种最为丰富。至本文止，珠江口西岸潮间带蟹类记录物种数已由31种提升至55种，与珠江口东岸记录物种数持平；珠江口两岸记录总数已达14科38属77种，其中两岸共有种（33种）占总种数的42.9%。
珠江口地处南海北部，滩涂资源丰富，潮间带大型底栖生物物种多样性高。然而，目前大部分潮间带相关研究和物种分布记录限于珠江口东岸，而对珠江口西岸的潮间带研究相对缺乏。本文以潮间带大型底栖生物主要类群短尾下目（蟹类）为研究对象，于2021−2023年间对位于珠江口西岸的珠海市淇澳岛全岛潮间带蟹类区系进行了普查，并结合历史资料对记录物种进行整理和校订，更新了淇澳岛潮间带蟹类物种名录，并对其生境与地理分布特点进行了分析。本研究共采集蟹类标本90号，分属10科21属31种，其中帕氏东方相手蟹（Orisarma patshuni）、莱氏异额蟹（Anomalifrons lightana）等17种为淇澳岛新记录，高野近方蟹（Hemigrapsus takanoi）为珠江口新记录。结合历史记录，目前淇澳岛共记录潮间带蟹类13科29属48种，其中以相手蟹科（10种）、弓蟹科（10种）和沙蟹科（8种）的物种最为丰富；区系成分主要由东亚特有类群与印度−西太平洋或西太平洋沿岸分布类群构成，具有典型的东亚暖水性特征；各类生境中以泥质滩涂和红树林边缘的蟹类物种最为丰富。至本文止，珠江口西岸潮间带蟹类记录物种数已由31种提升至55种，与珠江口东岸记录物种数持平；珠江口两岸记录总数已达14科38属77种，其中两岸共有种（33种）占总种数的42.9%。
2023, 45(11): 88-100.
doi: 10.12284/hyxb2023160
摘要:
栖息环境是生物生存的必要条件，生物与非生物因子共同影响海洋生物的空间分布。本研究以海州湾的六丝钝尾虾虎鱼（Amblychaeturichthys hexanema）为例，利用3种贝叶斯模型对2013−2022年春、秋季在海州湾进行的渔业资源底拖网调查和环境监测数据进行分析，探究六丝钝尾虾虎鱼的栖息分布特征以及主要影响因子。通过比较发现，贝叶斯正则化神经网络（BRNN）模型具有较好的拟合效果和预测性能，故本研究应用该模型进行分析。研究结果显示，六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度与饵料生物相对资源密度呈正相关关系；随着底层水温、底层盐度、水深、捕食者和竞争者的增加，六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度呈现先上升或保持相对平稳，而后下降的趋势。海州湾春、秋季六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度均呈现自西南向东北递减的趋势，且西南近岸浅海区的资源密度较高。秋季的资源密度高于春季，同时2018年、2021年和2022年秋季六丝钝尾虾虎鱼在34.7°～36°N、121°～121.6°E之间离岸较远的海域出现了资源聚集区。本研究将有助于深入了解六丝钝尾虾虎鱼的栖息分布特征及主要影响因素，为其资源养护和科学管理提供理论依据。
栖息环境是生物生存的必要条件，生物与非生物因子共同影响海洋生物的空间分布。本研究以海州湾的六丝钝尾虾虎鱼（Amblychaeturichthys hexanema）为例，利用3种贝叶斯模型对2013−2022年春、秋季在海州湾进行的渔业资源底拖网调查和环境监测数据进行分析，探究六丝钝尾虾虎鱼的栖息分布特征以及主要影响因子。通过比较发现，贝叶斯正则化神经网络（BRNN）模型具有较好的拟合效果和预测性能，故本研究应用该模型进行分析。研究结果显示，六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度与饵料生物相对资源密度呈正相关关系；随着底层水温、底层盐度、水深、捕食者和竞争者的增加，六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度呈现先上升或保持相对平稳，而后下降的趋势。海州湾春、秋季六丝钝尾虾虎鱼的相对资源密度均呈现自西南向东北递减的趋势，且西南近岸浅海区的资源密度较高。秋季的资源密度高于春季，同时2018年、2021年和2022年秋季六丝钝尾虾虎鱼在34.7°～36°N、121°～121.6°E之间离岸较远的海域出现了资源聚集区。本研究将有助于深入了解六丝钝尾虾虎鱼的栖息分布特征及主要影响因素，为其资源养护和科学管理提供理论依据。
2023, 45(11): 101-111.
doi: 10.12284/hyxb2023150
摘要:
潮位与盐度是影响桐花树幼苗生长发育的重要环境因子，在一定程度上决定桐花树胚胎能否成功着床与快速成苗。本文采用室内控制实验观测桐花树胚胎萌动期根系发育过程，进而探讨盐度、淹水时长、盐度−淹水时长交互作用对胚根萌发及生长的影响。结果表明：（1）模拟低低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎24 h/d培养处理组，桐花树胚胎无法萌根。模拟中低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎6 h/d + 浸泡胚根18 h/d培养处理组，胚胎平均萌根率最高，胚根最长。模拟高高潮位胚胎基部浸泡水体环境的浸泡胚根培养处理组，胚胎萌根率与平均萌根率最低，胚根数量最少。模拟高高潮位胚胎基部扎入潮滩环境的蛭石浅插培养处理组，胚根萌发最慢，萌根率最高，胚根最短、数量最多。（2）在盐度为0的环境中，培养13 d后胚根最长。在盐度为10的环境中，培养后的前11 d胚根最长、数量最多。在盐度为20的环境中，萌根率、平均萌根率以及胚根长度和数量明显偏低，胚根萌发与生长受到抑制。（3）淹水时长−盐度交互作用对桐花树胚根生长影响显著，若淹水时长、盐度处于桐花树胚胎萌根耐受范围内，淹水时长−盐度复合胁迫下胚胎依然能够正常萌根。人工培育桐花树幼苗，采用完全浸泡胚胎6 h/d + 浸泡胚根18 h/d，盐度为10培养胚根生长发育最优。研究结果可为潮间带桐花树幼苗人工培育与保护提供部分理论依据。
潮位与盐度是影响桐花树幼苗生长发育的重要环境因子，在一定程度上决定桐花树胚胎能否成功着床与快速成苗。本文采用室内控制实验观测桐花树胚胎萌动期根系发育过程，进而探讨盐度、淹水时长、盐度−淹水时长交互作用对胚根萌发及生长的影响。结果表明：（1）模拟低低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎24 h/d培养处理组，桐花树胚胎无法萌根。模拟中低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎6 h/d + 浸泡胚根18 h/d培养处理组，胚胎平均萌根率最高，胚根最长。模拟高高潮位胚胎基部浸泡水体环境的浸泡胚根培养处理组，胚胎萌根率与平均萌根率最低，胚根数量最少。模拟高高潮位胚胎基部扎入潮滩环境的蛭石浅插培养处理组，胚根萌发最慢，萌根率最高，胚根最短、数量最多。（2）在盐度为0的环境中，培养13 d后胚根最长。在盐度为10的环境中，培养后的前11 d胚根最长、数量最多。在盐度为20的环境中，萌根率、平均萌根率以及胚根长度和数量明显偏低，胚根萌发与生长受到抑制。（3）淹水时长−盐度交互作用对桐花树胚根生长影响显著，若淹水时长、盐度处于桐花树胚胎萌根耐受范围内，淹水时长−盐度复合胁迫下胚胎依然能够正常萌根。人工培育桐花树幼苗，采用完全浸泡胚胎6 h/d + 浸泡胚根18 h/d，盐度为10培养胚根生长发育最优。研究结果可为潮间带桐花树幼苗人工培育与保护提供部分理论依据。
2023, 45(11): 112-130.
doi: 10.12284/hyxb2023166
摘要:
本研究采用文献调研、现场调查和室内模拟试验等方法对大亚湾造礁石珊瑚的种群结构演变及其成因进行了探讨。2020年7月现场调查共发现造礁石珊瑚39种，块状的扁脑（Platygyra）、蜂巢（Favia）和角蜂巢（Favites）等是湾内优势珊瑚。1983/1984−2020年，大亚湾珊瑚群落演变的主要特征是曾经优势的鹿角珊瑚（Acropora）和蔷薇珊瑚（Montipora）从湾内基本消失。综合全球珊瑚礁退化大背景和大亚湾独特的水环境分析发现：大亚湾珊瑚群落退化是多方面因素共同作用的结果，其中珊瑚本身的脆弱性和环境中持续的夏季异常高温与低溶解氧含量的共同作用可能是湾内霜鹿角珊瑚（A. pruinosa）退化的主要原因。从湾内珊瑚群落恢复的种源考量，建议加强对刷洲东岛珊瑚群落的保护。
本研究采用文献调研、现场调查和室内模拟试验等方法对大亚湾造礁石珊瑚的种群结构演变及其成因进行了探讨。2020年7月现场调查共发现造礁石珊瑚39种，块状的扁脑（Platygyra）、蜂巢（Favia）和角蜂巢（Favites）等是湾内优势珊瑚。1983/1984−2020年，大亚湾珊瑚群落演变的主要特征是曾经优势的鹿角珊瑚（Acropora）和蔷薇珊瑚（Montipora）从湾内基本消失。综合全球珊瑚礁退化大背景和大亚湾独特的水环境分析发现：大亚湾珊瑚群落退化是多方面因素共同作用的结果，其中珊瑚本身的脆弱性和环境中持续的夏季异常高温与低溶解氧含量的共同作用可能是湾内霜鹿角珊瑚（A. pruinosa）退化的主要原因。从湾内珊瑚群落恢复的种源考量，建议加强对刷洲东岛珊瑚群落的保护。
2023, 45(11): 131-141.
doi: 10.12284/hyxb2023146
摘要:
盐度是水产动物肠道微生物稳态的重要影响因子，其对水产动物的生长和健康有着重要影响。缢蛏（Sinonovacula constricta）是一种埋栖类的滩涂养殖贝类，常受到盐度波动的影响。然而，盐度是否对缢蛏肠道组织及其肠道菌群造成不利影响尚不清楚。为此，本研究设置了低盐（5）、正常盐度（20）和高盐（35）3个不同的盐度胁迫组，分别在胁迫前（正常盐度20，0 d）和胁迫15 d后收集缢蛏样品，利用组织病理学、16S rRNA高通量测序技术以及PICRUSt2工具对各处理组样品的肠道组织结构、菌群构成及其潜在功能进行比较分析。结果显示，15 d的急性盐度胁迫对缢蛏肠道组织造成了不同程度的损害，表现为细胞空泡、组织坏死和绒毛杂乱等。在所有组中共鉴定到712个细菌操作分类单元（OTUs），其中共有OTUs占细菌总数的6.2%。低盐和高盐胁迫下缢蛏肠道主要优势菌分别隶属于γ-变形菌纲（γ-Proteobacteria）和α-变形菌纲（α-Proteobacteria）。急性盐度胁迫改变了肠道细菌α-多样性，且在低盐组中物种丰富度最低。低盐和高盐胁迫下缢蛏肠道细菌群落结构均发生了显著改变（p < 0.002），同时伴随肠道菌群种间互作的降低。3种盐度胁迫下缢蛏肠道菌群组装的生态过程主要是确定性过程，而在低盐胁迫下其确定性过程有所降低。功能预测结果表明，急性盐度胁迫显著改变了缢蛏肠道菌群介导的营养物质和能量代谢等相关的功能通路丰度，而与免疫相关的功能通路丰度在高盐组中显著升高。本研究结果表明，急性盐度胁迫可引起缢蛏肠道发生病理损伤并伴随肠道菌群及其潜在功能的明显改变，这些改变可能影响缢蛏的健康。
盐度是水产动物肠道微生物稳态的重要影响因子，其对水产动物的生长和健康有着重要影响。缢蛏（Sinonovacula constricta）是一种埋栖类的滩涂养殖贝类，常受到盐度波动的影响。然而，盐度是否对缢蛏肠道组织及其肠道菌群造成不利影响尚不清楚。为此，本研究设置了低盐（5）、正常盐度（20）和高盐（35）3个不同的盐度胁迫组，分别在胁迫前（正常盐度20，0 d）和胁迫15 d后收集缢蛏样品，利用组织病理学、16S rRNA高通量测序技术以及PICRUSt2工具对各处理组样品的肠道组织结构、菌群构成及其潜在功能进行比较分析。结果显示，15 d的急性盐度胁迫对缢蛏肠道组织造成了不同程度的损害，表现为细胞空泡、组织坏死和绒毛杂乱等。在所有组中共鉴定到712个细菌操作分类单元（OTUs），其中共有OTUs占细菌总数的6.2%。低盐和高盐胁迫下缢蛏肠道主要优势菌分别隶属于γ-变形菌纲（γ-Proteobacteria）和α-变形菌纲（α-Proteobacteria）。急性盐度胁迫改变了肠道细菌α-多样性，且在低盐组中物种丰富度最低。低盐和高盐胁迫下缢蛏肠道细菌群落结构均发生了显著改变（p < 0.002），同时伴随肠道菌群种间互作的降低。3种盐度胁迫下缢蛏肠道菌群组装的生态过程主要是确定性过程，而在低盐胁迫下其确定性过程有所降低。功能预测结果表明，急性盐度胁迫显著改变了缢蛏肠道菌群介导的营养物质和能量代谢等相关的功能通路丰度，而与免疫相关的功能通路丰度在高盐组中显著升高。本研究结果表明，急性盐度胁迫可引起缢蛏肠道发生病理损伤并伴随肠道菌群及其潜在功能的明显改变，这些改变可能影响缢蛏的健康。
2023, 45(11): 142-152.
doi: 10.12284/hyxb2023142
摘要:
紫贻贝（Mytilus galloprovincialis）是富集麻痹性贝类毒素（Paralytic Shellfish Toxins, PSTs）能力很强的代表性双壳贝类，但研究表明紫贻贝暴露于PSTs也会引起机体炎症反应，其作用机理及对毒素代谢影响尚不清楚。本研究采用转录组学与代谢组学联合分析技术，比较了产PSTs的链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）暴发的不同时期，紫贻贝机体的基因表达量与代谢物含量差异，以解析PSTs胁迫下紫贻贝机体的炎症反应机制。结果表明，紫贻贝暴露于PSTs后表达的基因和代谢物均发生显著变化，其中差异表达基因17232个，差异代谢物341个。基于联合分析，差异表达基因与差异代谢物显著富集在花生四烯酸和谷胱甘肽代谢通路中，基因PLA2G2F、ALOX5、TBXAS1以及代谢物ARA、PGH2、TXA2、LTA4、5-HETE对贻贝机体的促炎反应发挥重要作用；而基因GPX4、CYP2J2和代谢物15-HETE、GSH则调节机体炎症的消退。本研究揭示花生四烯酸相关通路在贻贝机体炎症反应过程中具有重要的调控作用，为下一步深度揭示PSTs胁迫下贻贝机体炎症网络化响应机制提供了研究基础。
紫贻贝（Mytilus galloprovincialis）是富集麻痹性贝类毒素（Paralytic Shellfish Toxins, PSTs）能力很强的代表性双壳贝类，但研究表明紫贻贝暴露于PSTs也会引起机体炎症反应，其作用机理及对毒素代谢影响尚不清楚。本研究采用转录组学与代谢组学联合分析技术，比较了产PSTs的链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）暴发的不同时期，紫贻贝机体的基因表达量与代谢物含量差异，以解析PSTs胁迫下紫贻贝机体的炎症反应机制。结果表明，紫贻贝暴露于PSTs后表达的基因和代谢物均发生显著变化，其中差异表达基因17232个，差异代谢物341个。基于联合分析，差异表达基因与差异代谢物显著富集在花生四烯酸和谷胱甘肽代谢通路中，基因PLA2G2F、ALOX5、TBXAS1以及代谢物ARA、PGH2、TXA2、LTA4、5-HETE对贻贝机体的促炎反应发挥重要作用；而基因GPX4、CYP2J2和代谢物15-HETE、GSH则调节机体炎症的消退。本研究揭示花生四烯酸相关通路在贻贝机体炎症反应过程中具有重要的调控作用，为下一步深度揭示PSTs胁迫下贻贝机体炎症网络化响应机制提供了研究基础。
2023, 45(11): 153-163.
doi: 10.12284/hyxb2023168
摘要:
解析四维集合变分数据同化方法是一种无需伴随的、完全继承四维变分非线性处理能力的、“流依赖”的非顺序数据同化方法。本研究基于解析四维集合变分，开展全球正压谱模式初始场优化研究，验证解析四维集合变分的同化能力，并构建了高效的扰动集合成员生成方案，将解析四维集合变分降维到了样本空间，最后检验了解析四维集合变分对同化积分窗口长度和观测采样间隔的敏感性。试验结果表明，解析四维集合变分能优化全球正压谱模式的初始场，降维到样本空间后，只需要80个集合成员就可以取得很好的同化效果，在较长的同化积分窗口和观测采样间隔的条件下也可以达到理想的同化效果。
解析四维集合变分数据同化方法是一种无需伴随的、完全继承四维变分非线性处理能力的、“流依赖”的非顺序数据同化方法。本研究基于解析四维集合变分，开展全球正压谱模式初始场优化研究，验证解析四维集合变分的同化能力，并构建了高效的扰动集合成员生成方案，将解析四维集合变分降维到了样本空间，最后检验了解析四维集合变分对同化积分窗口长度和观测采样间隔的敏感性。试验结果表明，解析四维集合变分能优化全球正压谱模式的初始场，降维到样本空间后，只需要80个集合成员就可以取得很好的同化效果，在较长的同化积分窗口和观测采样间隔的条件下也可以达到理想的同化效果。
2023, 45(11): 164-174.
doi: 10.12284/hyxb2023144
摘要:
为掌握红海滩翅碱蓬（Suaeda salsa）群落分布现状及修复情况，本文采用2018−2022年HY-1C卫星海岸带成像仪（CZI）数据，基于现场实测光谱特征分析，构建翅碱蓬遥感提取模型，获得了5期翅碱蓬群落空间分布数据，提取精度优于87%；基于提取结果，开展了红海滩翅碱蓬群落时空分布及类型水平上景观格局的变化分析，结果显示：近5年来，翅碱蓬群落分布面积总体呈显著增加趋势，斑块类型面积（CA）、斑块所占景观面积比例（PLAND）、最大斑块指数（LPI）、有效网格大小（MESH）、平均斑块面积（AREA_MN）等指标呈先减小后上升趋势，破碎化指数（SPLIT）先增大后减小、聚集指数（AI）总体呈上升趋势，可见翅碱蓬群落在红海滩景观构成中占比逐年增大，景观形状复杂度提升，破碎化势头得到逆转，聚集性分布趋势较为明显，这说明自2019年开始实施的翅碱蓬规模化修复工程成效显著；另一方面，翅碱蓬群落生境在总体持续向好的同时又表现出恢复水平空间不均衡的特点，大致为中、东部好于西部，南部好于北部。本文结果可为修复工程的效果评估工作提供基础数据，并为今后修复施工的空间布局规划提供决策参考。
为掌握红海滩翅碱蓬（Suaeda salsa）群落分布现状及修复情况，本文采用2018−2022年HY-1C卫星海岸带成像仪（CZI）数据，基于现场实测光谱特征分析，构建翅碱蓬遥感提取模型，获得了5期翅碱蓬群落空间分布数据，提取精度优于87%；基于提取结果，开展了红海滩翅碱蓬群落时空分布及类型水平上景观格局的变化分析，结果显示：近5年来，翅碱蓬群落分布面积总体呈显著增加趋势，斑块类型面积（CA）、斑块所占景观面积比例（PLAND）、最大斑块指数（LPI）、有效网格大小（MESH）、平均斑块面积（AREA_MN）等指标呈先减小后上升趋势，破碎化指数（SPLIT）先增大后减小、聚集指数（AI）总体呈上升趋势，可见翅碱蓬群落在红海滩景观构成中占比逐年增大，景观形状复杂度提升，破碎化势头得到逆转，聚集性分布趋势较为明显，这说明自2019年开始实施的翅碱蓬规模化修复工程成效显著；另一方面，翅碱蓬群落生境在总体持续向好的同时又表现出恢复水平空间不均衡的特点，大致为中、东部好于西部，南部好于北部。本文结果可为修复工程的效果评估工作提供基础数据，并为今后修复施工的空间布局规划提供决策参考。
2023, 45(11): 175-184.
doi: 10.12284/hyxb2023138
摘要:
2022年12月16日成功发射的SWOT是新一代宽刈幅测高卫星，预期可以提供全球海域及内陆水面的二维条带高度信息，有望解决传统一维观测值解算垂线偏差方向分量精度不一的问题。本文利用SWOT模拟数据联立多个方向求解沿轨垂线偏差，并根据模拟数据特点提出两种提升解算精度方案：一是选取联立观测值时适当增大距离，二是根据SWOT条带数据质量分别赋权。与EGM2008模型检核表明，SWOT模拟数据求得的垂线偏差南北向检核标准差为0.416 8角秒，东西向模型检核标准差为0.472 9角秒，解算质量优于其他方案，证明了改进方案的可行性，并利用“天宫二”号宽刈幅数据进行了方法验证，表明可应用于SWOT真实数据求解垂线偏差。
2022年12月16日成功发射的SWOT是新一代宽刈幅测高卫星，预期可以提供全球海域及内陆水面的二维条带高度信息，有望解决传统一维观测值解算垂线偏差方向分量精度不一的问题。本文利用SWOT模拟数据联立多个方向求解沿轨垂线偏差，并根据模拟数据特点提出两种提升解算精度方案：一是选取联立观测值时适当增大距离，二是根据SWOT条带数据质量分别赋权。与EGM2008模型检核表明，SWOT模拟数据求得的垂线偏差南北向检核标准差为0.416 8角秒，东西向模型检核标准差为0.472 9角秒，解算质量优于其他方案，证明了改进方案的可行性，并利用“天宫二”号宽刈幅数据进行了方法验证，表明可应用于SWOT真实数据求解垂线偏差。
Email alert
RSS
