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doi: 10.12284/hyxb2025029
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摘要:
海底滑坡作为一种常见的自然灾害，对海洋工程危害巨大，同时海底滑坡引发的次生灾害也会对沿海地区造成威胁，因此对海底滑坡的运动过程展开研究至关重要。本文运用Comsol多相流数值仿真软件系统建立了海底滑坡多相流数值模型，同时选用Herschel-Bulkley-Papanastasiou（HBP）黏性流体模型模拟滑坡体，采用经典牛顿流体模型模拟周围水体。为了验证数值模型的准确性，将数值模型结果与文献中的模型试验结果进行对比分析，本文所建立的Comsol模拟结果与文献结果数据吻合，说明该模型具备一定的准确性，可以用于海底滑坡研究及预测。同时为了进一步展开对海底滑坡的研究分析，本文对朱家尖海底滑坡进行模拟，预测了滑坡体前缘速度以及滑移距离。本研究可以为海底滑坡预测与防治工作提供参考。
海底滑坡作为一种常见的自然灾害，对海洋工程危害巨大，同时海底滑坡引发的次生灾害也会对沿海地区造成威胁，因此对海底滑坡的运动过程展开研究至关重要。本文运用Comsol多相流数值仿真软件系统建立了海底滑坡多相流数值模型，同时选用Herschel-Bulkley-Papanastasiou（HBP）黏性流体模型模拟滑坡体，采用经典牛顿流体模型模拟周围水体。为了验证数值模型的准确性，将数值模型结果与文献中的模型试验结果进行对比分析，本文所建立的Comsol模拟结果与文献结果数据吻合，说明该模型具备一定的准确性，可以用于海底滑坡研究及预测。同时为了进一步展开对海底滑坡的研究分析，本文对朱家尖海底滑坡进行模拟，预测了滑坡体前缘速度以及滑移距离。本研究可以为海底滑坡预测与防治工作提供参考。
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doi: 10.12284/hyxb2025017
摘要:
破波带涡对物质输运、岸滩演变、生态环境等具有重要影响，但其产生机制及演变特性尚不明晰，特别是强波生流条件下破波带涡的时空演变特性仍需深入研究。本文采用破波带内污染物示踪试验和基于Boussinesq方程的Funwave数值模型，分析了强波生流条件下破波带内涡时空演变。试验结果表明在强波生流条件下破波带向岸和离岸一侧都有大尺度涡团出现，具有瞬时性，涡团从污染团中脱离出来，向岸一侧的涡团尺度受岸线约束，离岸一侧的则逐渐发展演化，有向破波带外输移的趋势。数值模拟结果表明强涡主要集中在破波线附近；破波带内涡场可以分为前剪切区与后剪切区，二者在沿岸方向上具有相似的空间周期和涡分布，涡强度随着波高和周期的增大而增强，且强涡向海侧偏移；不规则波入射条件下，涡强度减弱，并使涡最大值向岸线偏移。
破波带涡对物质输运、岸滩演变、生态环境等具有重要影响，但其产生机制及演变特性尚不明晰，特别是强波生流条件下破波带涡的时空演变特性仍需深入研究。本文采用破波带内污染物示踪试验和基于Boussinesq方程的Funwave数值模型，分析了强波生流条件下破波带内涡时空演变。试验结果表明在强波生流条件下破波带向岸和离岸一侧都有大尺度涡团出现，具有瞬时性，涡团从污染团中脱离出来，向岸一侧的涡团尺度受岸线约束，离岸一侧的则逐渐发展演化，有向破波带外输移的趋势。数值模拟结果表明强涡主要集中在破波线附近；破波带内涡场可以分为前剪切区与后剪切区，二者在沿岸方向上具有相似的空间周期和涡分布，涡强度随着波高和周期的增大而增强，且强涡向海侧偏移；不规则波入射条件下，涡强度减弱，并使涡最大值向岸线偏移。
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doi: 10.12284/hyxb2025042
摘要:
本研究旨在探讨海马齿对典型赤潮藻的化感作用及其物质来源。选取典型赤潮藻海洋原甲藻、米氏凯伦藻和塔玛亚历山大藻为受试对象，以滨海耐盐植物海马齿的种植水为研究材料。通过C18固相萃取柱吸附海马齿种植水中的根系分泌物，并采用甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷和正己烷萃取，四种萃取物对三种赤潮甲藻的生长表现出不同程度的抑制，其中二氯甲烷萃取物抑制效果最显著，浓度在10 g·L−1对上述三种藻类的抑制率分别为50.83%、97.30%和81.41%。对其进行气相色谱质谱（GC-MS）分析，共检测出19种脂肪酸及其衍生物。从中筛选出的硬脂酸、油酸酰胺和二十四烷醇均表现出抑藻活性，二十四烷醇的抑藻活性最强，当浓度处于2 mg·L−1时，对上述三种藻类的抑制率分别为90%、100%和81.04%。以上结果显示，海马齿能够释放脂肪酸及其衍生物来抑制赤潮藻生长，具备进一步开发为赤潮防治植物修复工具种的潜力。
本研究旨在探讨海马齿对典型赤潮藻的化感作用及其物质来源。选取典型赤潮藻海洋原甲藻、米氏凯伦藻和塔玛亚历山大藻为受试对象，以滨海耐盐植物海马齿的种植水为研究材料。通过C18固相萃取柱吸附海马齿种植水中的根系分泌物，并采用甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷和正己烷萃取，四种萃取物对三种赤潮甲藻的生长表现出不同程度的抑制，其中二氯甲烷萃取物抑制效果最显著，浓度在10 g·L−1对上述三种藻类的抑制率分别为50.83%、97.30%和81.41%。对其进行气相色谱质谱（GC-MS）分析，共检测出19种脂肪酸及其衍生物。从中筛选出的硬脂酸、油酸酰胺和二十四烷醇均表现出抑藻活性，二十四烷醇的抑藻活性最强，当浓度处于2 mg·L−1时，对上述三种藻类的抑制率分别为90%、100%和81.04%。以上结果显示，海马齿能够释放脂肪酸及其衍生物来抑制赤潮藻生长，具备进一步开发为赤潮防治植物修复工具种的潜力。
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台风作为海岸带常见的自然灾害之一，对潮滩造成严重影响。然而，台风现场资料十分匮乏，针对台风期间盐沼植被是如何保护潮滩的研究仍非常有限。本文选取长江口崇明东滩为研究对象，在2021年7月台风“烟花”过境期间，借助水动力仪器、无人机摄影测量技术（高程测量），分别对盐沼和盐沼前缘区域进行水动力观测及台风前、后盐沼植被生态系统监测。研究发现：（1）台风期间风速、水深、波高为台风前、后的1.1-2.8倍，且盐沼植被前缘盐沼前缘区域的水动力均高于盐沼区域，水深、波高和流速分别是盐沼区的1.3倍、1.2倍和1.9倍；（2）台风“烟花”影响下，盐沼前缘植被斑块由于直接面对台风带来的强风和强浪，水深、波高等水动力强度是盐沼区域的1.1-1.9倍，导致在相同植被盖度情况下盐沼前缘植被斑块处的侵蚀占比是靠陆植被斑块的1.2-1.8倍；（3）在盐沼前缘，密集斑块区相对于稀疏斑块区的促淤能力更强，其中密集斑块区域最大淤积厚度可达45 cm，而稀疏斑块区则主要以侵蚀为主，最大侵蚀深度可达17 cm。表明植被斑块的密集程度直接影响滩面冲淤变化。本研究揭示了在极端天气事件影响下，植被斑块的排列方式和所处位置对潮滩冲淤的影响至关重要，这对潮滩管理和生态保护具有重要意义，同时也为应对极端天气如何建立坚实的自然屏障提供理论支持。
台风作为海岸带常见的自然灾害之一，对潮滩造成严重影响。然而，台风现场资料十分匮乏，针对台风期间盐沼植被是如何保护潮滩的研究仍非常有限。本文选取长江口崇明东滩为研究对象，在2021年7月台风“烟花”过境期间，借助水动力仪器、无人机摄影测量技术（高程测量），分别对盐沼和盐沼前缘区域进行水动力观测及台风前、后盐沼植被生态系统监测。研究发现：（1）台风期间风速、水深、波高为台风前、后的1.1-2.8倍，且盐沼植被前缘盐沼前缘区域的水动力均高于盐沼区域，水深、波高和流速分别是盐沼区的1.3倍、1.2倍和1.9倍；（2）台风“烟花”影响下，盐沼前缘植被斑块由于直接面对台风带来的强风和强浪，水深、波高等水动力强度是盐沼区域的1.1-1.9倍，导致在相同植被盖度情况下盐沼前缘植被斑块处的侵蚀占比是靠陆植被斑块的1.2-1.8倍；（3）在盐沼前缘，密集斑块区相对于稀疏斑块区的促淤能力更强，其中密集斑块区域最大淤积厚度可达45 cm，而稀疏斑块区则主要以侵蚀为主，最大侵蚀深度可达17 cm。表明植被斑块的密集程度直接影响滩面冲淤变化。本研究揭示了在极端天气事件影响下，植被斑块的排列方式和所处位置对潮滩冲淤的影响至关重要，这对潮滩管理和生态保护具有重要意义，同时也为应对极端天气如何建立坚实的自然屏障提供理论支持。
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热胁迫下珊瑚白化现象已被认为是全球珊瑚礁退化的主要驱动因素。热胁迫条件下珊瑚全共生功能体内的微生物群落组成、代谢和功能特性已有相关研究报道。然而，迄今还未见珊瑚健康－白化－恢复全过程中菌群结构及组成变化的相关研究。本研究以深圳海域橙黄滨珊瑚（Porites lutea）为研究对象，通过实验室模拟热胁迫下的珊瑚从健康－白化－恢复健康的过程，采用高通量测序技术和宏基因组测序技术分析珊瑚白化和恢复过程中的健康、开始白化、持续白化、开始恢复、恢复健康5个特征阶段珊瑚微生物群落的差异和功能基因变化。结果显示，随着温度的升高，变形杆菌门在白化过程中明显增多，在恢复过程中减少；拟杆菌门等在白化过程中减少，在恢复过程中增多。在珊瑚白化过程中，与压力耐受能力、生物膜形成、可移动因子及潜在致病性相关的细菌丰度显著增加，而群体感应相关细菌的丰度则在减少。四种微生物在珊瑚白化中发挥重要作用：不动杆菌属、罗尔斯通菌属和伯克霍尔德氏菌属是升温导致的珊瑚白化中的关键差异细菌类群；代尔夫特菌属可能通过群体感应机制调节其他菌群，以维持珊瑚微生物群落的稳定。本研究揭示了高温胁迫环境下珊瑚组织内微生物及其功能的变化，为阐明珊瑚白化过程中微生物-宿主互作机制提供分子依据。
热胁迫下珊瑚白化现象已被认为是全球珊瑚礁退化的主要驱动因素。热胁迫条件下珊瑚全共生功能体内的微生物群落组成、代谢和功能特性已有相关研究报道。然而，迄今还未见珊瑚健康－白化－恢复全过程中菌群结构及组成变化的相关研究。本研究以深圳海域橙黄滨珊瑚（Porites lutea）为研究对象，通过实验室模拟热胁迫下的珊瑚从健康－白化－恢复健康的过程，采用高通量测序技术和宏基因组测序技术分析珊瑚白化和恢复过程中的健康、开始白化、持续白化、开始恢复、恢复健康5个特征阶段珊瑚微生物群落的差异和功能基因变化。结果显示，随着温度的升高，变形杆菌门在白化过程中明显增多，在恢复过程中减少；拟杆菌门等在白化过程中减少，在恢复过程中增多。在珊瑚白化过程中，与压力耐受能力、生物膜形成、可移动因子及潜在致病性相关的细菌丰度显著增加，而群体感应相关细菌的丰度则在减少。四种微生物在珊瑚白化中发挥重要作用：不动杆菌属、罗尔斯通菌属和伯克霍尔德氏菌属是升温导致的珊瑚白化中的关键差异细菌类群；代尔夫特菌属可能通过群体感应机制调节其他菌群，以维持珊瑚微生物群落的稳定。本研究揭示了高温胁迫环境下珊瑚组织内微生物及其功能的变化，为阐明珊瑚白化过程中微生物-宿主互作机制提供分子依据。
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以渤海区域曹妃甸、黄河口、觉华岛等三个典型海草床为案例区，通过实地调研、物种鉴定及数据收集，获取了海草生长状况、水体和沉积物环境质量、浮游生物、底栖生物、幼鱼种类和生物量等多项第一手资料，从水环境、沉积环境、生物环境等生境角度构建了近海海草床育幼功能综合评估指标体系，并对渤海近海各典型海草床进行了系统评估。结果显示曹妃甸与觉华岛海草生物量分别为371.22 g m−2和340.05 g m−2，均显著高于黄河口海草生物量（161.24 g m−2，p < 0.05）；各海草床的浮游植物丰度和生物量平均值均为黄河口>曹妃甸>觉华岛，且空间差异显著（p < 0.05）；而各海草床幼/稚鱼密度则是觉华岛最高，黄河口次之，曹妃甸最低，具有显著空间差异（p < 0.05）。对海草床育幼功能综合评估的结果中，觉华岛海草床为良好，略优于曹妃甸海草床（良好状态），优于黄河口海草床（一般状态）。进一步分析典型海草床育幼功能现状的主要驱动因素，结果表明不同海草床中贡献较大的环境与生物指标呈现出空间差异。觉华岛海草床环境和生物状态良好，水体透明度高、溶解氧丰富、无机氮浓度适中，且幼鱼群落的各指标均表现较好，在育幼功能方面贡献显著。相比之下，黄河口海草床的水环境和生物状态相对较差，该区域水体透明度低、pH值和无机氮过高，同时生物指标中浮游植物多样性特征表现差、幼鱼占比偏低，这些因素成为其育幼功能评估结果仅为一般的主要消极因素。曹妃甸海草床的环境状态良好，温度、无机氮和无机磷浓度等因素贡献较大。然而，其生物状态一般，浮游动物和幼鱼数量较低是该区域育幼功能评估的主要消极因素。本研究有助于深刻理解和认识渤海区域典型海草床的育幼功能时空差异和驱动因素，为促进我国海草床生态系统保护与海洋渔业资源可持续发展提供有效的科学依据和数据支撑。
以渤海区域曹妃甸、黄河口、觉华岛等三个典型海草床为案例区，通过实地调研、物种鉴定及数据收集，获取了海草生长状况、水体和沉积物环境质量、浮游生物、底栖生物、幼鱼种类和生物量等多项第一手资料，从水环境、沉积环境、生物环境等生境角度构建了近海海草床育幼功能综合评估指标体系，并对渤海近海各典型海草床进行了系统评估。结果显示曹妃甸与觉华岛海草生物量分别为371.22 g m−2和340.05 g m−2，均显著高于黄河口海草生物量（161.24 g m−2，p < 0.05）；各海草床的浮游植物丰度和生物量平均值均为黄河口>曹妃甸>觉华岛，且空间差异显著（p < 0.05）；而各海草床幼/稚鱼密度则是觉华岛最高，黄河口次之，曹妃甸最低，具有显著空间差异（p < 0.05）。对海草床育幼功能综合评估的结果中，觉华岛海草床为良好，略优于曹妃甸海草床（良好状态），优于黄河口海草床（一般状态）。进一步分析典型海草床育幼功能现状的主要驱动因素，结果表明不同海草床中贡献较大的环境与生物指标呈现出空间差异。觉华岛海草床环境和生物状态良好，水体透明度高、溶解氧丰富、无机氮浓度适中，且幼鱼群落的各指标均表现较好，在育幼功能方面贡献显著。相比之下，黄河口海草床的水环境和生物状态相对较差，该区域水体透明度低、pH值和无机氮过高，同时生物指标中浮游植物多样性特征表现差、幼鱼占比偏低，这些因素成为其育幼功能评估结果仅为一般的主要消极因素。曹妃甸海草床的环境状态良好，温度、无机氮和无机磷浓度等因素贡献较大。然而，其生物状态一般，浮游动物和幼鱼数量较低是该区域育幼功能评估的主要消极因素。本研究有助于深刻理解和认识渤海区域典型海草床的育幼功能时空差异和驱动因素，为促进我国海草床生态系统保护与海洋渔业资源可持续发展提供有效的科学依据和数据支撑。
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基于2002年-2020年的Jason系列卫星数据，利用一种高风速计算方法得到431次飓风的风速信息。在此基础上，利用基于再分析的美国飓风中心（The National Hurricane Center, NHC）大西洋和东北太平洋飓风最佳路径数据集进行比对分析，对高风速计算方法进行了综合评估。文中计算和评估结果显示，8.03-66.93 m/s飓风风速RMSE优于4 m/s；卫星观测风速和NHC飓风最佳路径数据相关系数在0.9以上。这表明文中方法是可靠的，具备热带气旋高风速观测能力。同时，文中结果显示，飓风观测期间几乎都伴随着不同程度的降雨，当风速大于50 m/s时，卫星观测点均处于中到暴雨的环境下。文中研究证明了利用卫星雷达高度计和校正辐射计这对主被动微波遥感器联合获取极端海洋环境下风速信息的可行性，这为提升台风或飓风风速观测能力提供了一种有潜力的技术手段。另外，统计结果显示飓风期间风速和气压也具备很好的线性相关性，利用这种关系可以基于卫星获取的高风速信息来快速计算得到热带气旋中心气压，这将形成卫星对热带气旋风速和中心气压的同步获取能力。
基于2002年-2020年的Jason系列卫星数据，利用一种高风速计算方法得到431次飓风的风速信息。在此基础上，利用基于再分析的美国飓风中心（The National Hurricane Center, NHC）大西洋和东北太平洋飓风最佳路径数据集进行比对分析，对高风速计算方法进行了综合评估。文中计算和评估结果显示，8.03-66.93 m/s飓风风速RMSE优于4 m/s；卫星观测风速和NHC飓风最佳路径数据相关系数在0.9以上。这表明文中方法是可靠的，具备热带气旋高风速观测能力。同时，文中结果显示，飓风观测期间几乎都伴随着不同程度的降雨，当风速大于50 m/s时，卫星观测点均处于中到暴雨的环境下。文中研究证明了利用卫星雷达高度计和校正辐射计这对主被动微波遥感器联合获取极端海洋环境下风速信息的可行性，这为提升台风或飓风风速观测能力提供了一种有潜力的技术手段。另外，统计结果显示飓风期间风速和气压也具备很好的线性相关性，利用这种关系可以基于卫星获取的高风速信息来快速计算得到热带气旋中心气压，这将形成卫星对热带气旋风速和中心气压的同步获取能力。
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COD是衡量水体有机污染程度的重要参数，利用遥感反演快速获取COD浓度时空分布状况，对水产养殖污染治理和近海生态环境保护具有重要意义。本研究利用Sentinel-2提取的单波段、植被指数（NDVI）和水体指数（NDWI），基于决定系数（R2）和均方根误差（RMSE）对类别提升回归树（catboost regression, CBR）、梯度提升回归树（gradient boost regression , GBR）、K最近邻（k-nearest neighbor regression , KNNR）、轻度梯度提升树（light generalized boosted regression , LGBM）、随机森林（random forest , RF）和极端梯度提升（extreme gradient boosting regression , XGBR）六种模型性能进行评估，分析茅尾海及其北部沿岸养殖池COD浓度时空分布特征。结果表明：（1）XGBR模型拟合效果最好，其测试集R2达到0.9432 ，RMSE为1.4033 mg/L。（2）B8a、B2以及NDVI在XGBR反演模型中的贡献度较高。（3）2019-2023年期间，养殖池水体中COD年平均浓度分别在16.23～17.39 mg/L之间，空间分布格局较为均匀；茅尾海COD年平均浓度在2.30～2.88 mg/L之间，基本呈现由内湾向外湾递减、近岸高于远岸的分布格局。本研究验证了XGBR模型在同时应用于养殖水体及其沿岸海域这两类特定水体环境的COD反演时，展现出了极高的适用性。相关成果可为在多种复杂水质条件下进行COD反演提供了宝贵的思路借鉴，而且为沿海区域的水产养殖活动及环境管理工作提供有力的技术支持与理论基础。
COD是衡量水体有机污染程度的重要参数，利用遥感反演快速获取COD浓度时空分布状况，对水产养殖污染治理和近海生态环境保护具有重要意义。本研究利用Sentinel-2提取的单波段、植被指数（NDVI）和水体指数（NDWI），基于决定系数（R2）和均方根误差（RMSE）对类别提升回归树（catboost regression, CBR）、梯度提升回归树（gradient boost regression , GBR）、K最近邻（k-nearest neighbor regression , KNNR）、轻度梯度提升树（light generalized boosted regression , LGBM）、随机森林（random forest , RF）和极端梯度提升（extreme gradient boosting regression , XGBR）六种模型性能进行评估，分析茅尾海及其北部沿岸养殖池COD浓度时空分布特征。结果表明：（1）XGBR模型拟合效果最好，其测试集R2达到
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第二代星载激光雷达冰、云和陆地测高卫星（Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite-2, ICESat-2）在获取浅海岛礁水深信息方面具有极大潜力。然而受大气散射、太阳辐射和仪器噪声等因素影响，造成获取的ICESat-2星载激光光子中存在大量噪声。针对上述问题，本文提出一种基于多尺度分析的四叉树星载激光雷达去噪方法。首先，使用高斯核函数和K折交叉验证的方法绘制光子核密度曲线（Kernel Density Estimation, KDE），并设置阈值来分离海面光子和海底光子；其次，利用自适应参数的DBSCAN（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise）算法去除海底异常光子，获得粗略去噪结果。最后，对海底光子划分窗口，从不同尺度使用预判断四叉树算法提取出精确的海底信号光子。研究选取典型岛礁的ICESat-2卫星数据，通过与实测水深数据对比，决定系数（R2）分别达到95 %和98 %，均方根误差（RMSE）分别达到1.01 m和0.77 m。结果表明，该方法能够准确提取水下地形信息，为浅海水下地形反演奠定基础。
第二代星载激光雷达冰、云和陆地测高卫星（Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite-2, ICESat-2）在获取浅海岛礁水深信息方面具有极大潜力。然而受大气散射、太阳辐射和仪器噪声等因素影响，造成获取的ICESat-2星载激光光子中存在大量噪声。针对上述问题，本文提出一种基于多尺度分析的四叉树星载激光雷达去噪方法。首先，使用高斯核函数和K折交叉验证的方法绘制光子核密度曲线（Kernel Density Estimation, KDE），并设置阈值来分离海面光子和海底光子；其次，利用自适应参数的DBSCAN（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise）算法去除海底异常光子，获得粗略去噪结果。最后，对海底光子划分窗口，从不同尺度使用预判断四叉树算法提取出精确的海底信号光子。研究选取典型岛礁的ICESat-2卫星数据，通过与实测水深数据对比，决定系数（R2）分别达到95 %和98 %，均方根误差（RMSE）分别达到1.01 m和0.77 m。结果表明，该方法能够准确提取水下地形信息，为浅海水下地形反演奠定基础。
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红树林湿地是高效的滨海蓝色碳汇，在调节全球碳循环中发挥着重要的作用。本研究借助沉积物的粒度、总有机碳（TOC）与总氮（TN）的比值（TOC/TN）、有机碳同位素（δ13C）和210Pb年代学等相关参数，研究广西铁山港红树林湿地有机碳（OC）来源、沉积物沉积通量、OC埋藏通量的时间变化趋势。结果表明：沉积物粒度以粉砂、砂为主，TOC含量和δ13C变化范围分别为0.26%～3.96%、−27.4～−21.4‰，TOC、TN、δ13C具有较好的一致性。铁山港红树林湿地OC来源中陆源占35.0%，海源占30.5%，红树林源占34.5%。在100年来沉积物有机碳通量平均值为87.6 g C·m−2·a−1，0～50 cm区间的沉积物碳储量占沉积物柱中（95 cm）总储量的65.3%。自1961年以后，因水库大坝建设，沉积物沉积通量总体减少；1961—1999年间，由于气候，流域周围人类干扰等因素，导致更多陆源有机碳的输入和埋藏；1999—2020年，极端天气和自然因素下，红树林湿地遭破坏退化，从而降低了TOC含量及OC埋藏通量；2010年以来，沉积物中TOC含量增加，这可能与其含水量较高、凋落物累积和根系生长有关，OC来源以红树林源的贡献为主。
红树林湿地是高效的滨海蓝色碳汇，在调节全球碳循环中发挥着重要的作用。本研究借助沉积物的粒度、总有机碳（TOC）与总氮（TN）的比值（TOC/TN）、有机碳同位素（δ13C）和210Pb年代学等相关参数，研究广西铁山港红树林湿地有机碳（OC）来源、沉积物沉积通量、OC埋藏通量的时间变化趋势。结果表明：沉积物粒度以粉砂、砂为主，TOC含量和δ13C变化范围分别为0.26%～3.96%、−27.4～−21.4‰，TOC、TN、δ13C具有较好的一致性。铁山港红树林湿地OC来源中陆源占35.0%，海源占30.5%，红树林源占34.5%。在100年来沉积物有机碳通量平均值为87.6 g C·m−2·a−1，0～50 cm区间的沉积物碳储量占沉积物柱中（95 cm）总储量的65.3%。自1961年以后，因水库大坝建设，沉积物沉积通量总体减少；1961—1999年间，由于气候，流域周围人类干扰等因素，导致更多陆源有机碳的输入和埋藏；1999—2020年，极端天气和自然因素下，红树林湿地遭破坏退化，从而降低了TOC含量及OC埋藏通量；2010年以来，沉积物中TOC含量增加，这可能与其含水量较高、凋落物累积和根系生长有关，OC来源以红树林源的贡献为主。
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为探究太阳长棘海星（Acanthaster cf. solaris）对鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）的摄食作用及其分子调控机制，本研究以南海典型的鹿角杯形珊瑚为研究对象，结合行为学实验、转录组测序及胃组织酶活性测定，系统分析了嗅觉受体在其摄食行为中的作用。结果表明，太阳长棘海星在摄食鹿角杯形珊瑚后，化学感受器的基因表达发生显著变化，其中89个基因的表达发生显著上调，335个基因发生显著下调。深入挖掘表达上调基因，发现gamma-aminobutyric acid type B receptor subunit 1-like，olfactory receptor 13-like等5个转录组提示的嗅觉受体基因可能在海星识别和摄食鹿角杯形珊瑚过程中发挥了关键作用。同时，摄食行为显著激活胃组织中纤维素酶活性（p < 0.05），而磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和脂肪酶活性也呈增大趋势但未达显著水平，表明纤维素酶可能通过增强对珊瑚和虫黄藻细胞壁的分解能力参与消化过程。本研究初步揭示了太阳长棘海星关键嗅觉受体对摄食行为的介导机制，为深入解析其种群暴发机理提供了重要科学参考。
为探究太阳长棘海星（Acanthaster cf. solaris）对鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）的摄食作用及其分子调控机制，本研究以南海典型的鹿角杯形珊瑚为研究对象，结合行为学实验、转录组测序及胃组织酶活性测定，系统分析了嗅觉受体在其摄食行为中的作用。结果表明，太阳长棘海星在摄食鹿角杯形珊瑚后，化学感受器的基因表达发生显著变化，其中89个基因的表达发生显著上调，335个基因发生显著下调。深入挖掘表达上调基因，发现gamma-aminobutyric acid type B receptor subunit 1-like，olfactory receptor 13-like等5个转录组提示的嗅觉受体基因可能在海星识别和摄食鹿角杯形珊瑚过程中发挥了关键作用。同时，摄食行为显著激活胃组织中纤维素酶活性（p < 0.05），而磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和脂肪酶活性也呈增大趋势但未达显著水平，表明纤维素酶可能通过增强对珊瑚和虫黄藻细胞壁的分解能力参与消化过程。本研究初步揭示了太阳长棘海星关键嗅觉受体对摄食行为的介导机制，为深入解析其种群暴发机理提供了重要科学参考。
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舟山渔场是中国最大的渔场，渔业资源丰富。在气候变化和人类干扰的影响下，局域海洋环境变化和选择性捕捞诱发鱼类群落的生境和功能的空间异质性增强，进而导致生态系统失稳。然而，受生物功能数据缺失的影响，舟山渔场鱼类群落功能结构的空间格局相对于基于分类水平的研究仍存在严重不足。本研究基于2006～2007年舟山渔场4个季度的渔业资源调查和鱼类功能性状数据，通过计算每个功能性状的群落加权平均值度量群落的功能组成，计算群落之间的β多样性度量群落的空间异质性，研究舟山渔场鱼类群落分类和功能结构的空间格局及其季节变化，并探讨其与环境因子的关系。研究结果表明：大多数性状群落加权平均值（6/7）至少在两个季节间存在显著差异；分类和功能β多样性均具有较高值，变化范围分别是0.7423 ～0.8396 和0.7184 ～0.7824 ，说明舟山渔场鱼类群落分类和功能结构的空间异质性程度均较高；分类β多样性存在显著的季节变化，且与水深、盐度、化学需氧量显著相关，而功能β多样性无显著的季节变化且与环境因子无显著关系。研究结果有助于深入了解舟山渔场鱼类群落的空间格局及其季节动态，可用于指导鱼类多样性保护和渔业资源管理。
舟山渔场是中国最大的渔场，渔业资源丰富。在气候变化和人类干扰的影响下，局域海洋环境变化和选择性捕捞诱发鱼类群落的生境和功能的空间异质性增强，进而导致生态系统失稳。然而，受生物功能数据缺失的影响，舟山渔场鱼类群落功能结构的空间格局相对于基于分类水平的研究仍存在严重不足。本研究基于2006～2007年舟山渔场4个季度的渔业资源调查和鱼类功能性状数据，通过计算每个功能性状的群落加权平均值度量群落的功能组成，计算群落之间的β多样性度量群落的空间异质性，研究舟山渔场鱼类群落分类和功能结构的空间格局及其季节变化，并探讨其与环境因子的关系。研究结果表明：大多数性状群落加权平均值（6/7）至少在两个季节间存在显著差异；分类和功能β多样性均具有较高值，变化范围分别是
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太平洋黑潮入侵南海对南海的环流、温盐平衡、中尺度涡、局地气候等具有重要影响。黑潮入侵南海多发生在冬季，夏秋季（5–10月）入侵较弱。然而，通过分析2023年南海东北部的现场观测数据发现，吕宋海峡西侧气旋式中尺度涡可以诱发夏秋季黑潮显著入侵南海，使南海东北部水体最大盐度达到34.80。结合卫星高度计数据和再分析资料，证实了该气旋涡诱发黑潮入侵南海现象，气旋涡的平流作用共计输运3.05×1013 m3黑潮水进入南海。进一步统计表明，1993–2023年共发生25次气旋涡诱发夏秋季黑潮入侵南海现象。31年内，气旋涡诱发的夏秋季黑潮入侵南海的水体通量增量达到0.29 Sv，占夏秋季吕宋海峡上层总通量的8.1%，气旋涡的流速南北非对称性可能是增强黑潮入侵南海通量的主要原因。以上结果表明气旋涡诱发夏秋季黑潮入侵南海在南海和西北太平洋水体交换中扮演着不可忽视的重要作用。
太平洋黑潮入侵南海对南海的环流、温盐平衡、中尺度涡、局地气候等具有重要影响。黑潮入侵南海多发生在冬季，夏秋季（5–10月）入侵较弱。然而，通过分析2023年南海东北部的现场观测数据发现，吕宋海峡西侧气旋式中尺度涡可以诱发夏秋季黑潮显著入侵南海，使南海东北部水体最大盐度达到34.80。结合卫星高度计数据和再分析资料，证实了该气旋涡诱发黑潮入侵南海现象，气旋涡的平流作用共计输运3.05×1013 m3黑潮水进入南海。进一步统计表明，1993–2023年共发生25次气旋涡诱发夏秋季黑潮入侵南海现象。31年内，气旋涡诱发的夏秋季黑潮入侵南海的水体通量增量达到0.29 Sv，占夏秋季吕宋海峡上层总通量的8.1%，气旋涡的流速南北非对称性可能是增强黑潮入侵南海通量的主要原因。以上结果表明气旋涡诱发夏秋季黑潮入侵南海在南海和西北太平洋水体交换中扮演着不可忽视的重要作用。
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针对当前南海高分辨率海洋次表层温度场数据稀缺问题，根据海洋表层遥感观测和次表层海水温度的时空关联性，开展基于生成对抗网络的南海高分辨率三维温度场重构方法研究。基于2013−2017年的海面温度、海面盐度、海面高度异常以及海面风场等多源海洋表层遥感数据，构建了基于生成对抗网络的南海三维温度场重构模型。利用训练完成的模型和海表多源遥感数据，开展2018年南海541 m以浅19个深度层的海洋三维温度场重构实验，并与GLORYS12V1再分析数据和Argo剖面数据进行比较评估，检验所提出方法的可行性。实验结果表明，三维温度场重构结果各个深度层的空间分布特征与GLORYS12V1再分析数据保持良好的一致性，能够反应出南海中部海域典型垂向断面的季节变化特征。通过对比南海不同海域三个位置点海水温度时间序列，验证了模型重构性能的稳定性。与Argo温度剖面的对比验证了重构结果能够较好地反应出真实海水温度的垂向变化，证明所提出的方法具有一定的实际应用价值。此外，重构的2018年南海三维温度场平均RMSE为0.704℃，优于CNN（0.952℃）和U-net（0.863℃）模型。
针对当前南海高分辨率海洋次表层温度场数据稀缺问题，根据海洋表层遥感观测和次表层海水温度的时空关联性，开展基于生成对抗网络的南海高分辨率三维温度场重构方法研究。基于2013−2017年的海面温度、海面盐度、海面高度异常以及海面风场等多源海洋表层遥感数据，构建了基于生成对抗网络的南海三维温度场重构模型。利用训练完成的模型和海表多源遥感数据，开展2018年南海541 m以浅19个深度层的海洋三维温度场重构实验，并与GLORYS12V1再分析数据和Argo剖面数据进行比较评估，检验所提出方法的可行性。实验结果表明，三维温度场重构结果各个深度层的空间分布特征与GLORYS12V1再分析数据保持良好的一致性，能够反应出南海中部海域典型垂向断面的季节变化特征。通过对比南海不同海域三个位置点海水温度时间序列，验证了模型重构性能的稳定性。与Argo温度剖面的对比验证了重构结果能够较好地反应出真实海水温度的垂向变化，证明所提出的方法具有一定的实际应用价值。此外，重构的2018年南海三维温度场平均RMSE为0.704℃，优于CNN（0.952℃）和U-net（0.863℃）模型。
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泥沙所运载磷的是水域环境中重要的营养因子和生态因子，受沿海潮滩复杂水动力及泥沙表面所附着各类有机物的多重影响，潮滩泥沙具有复杂的运动过程，故探究有机质对泥沙运动和对磷的吸附过程的影响，可为沿海潮滩及近岸水域中磷的预测提供理论支撑。为研究有机质和泥沙起动特性对水体磷浓度的影响，选取黄原胶，通过泥沙起动-再悬浮-吸附实验和恒温振荡实验，探究了变化水流条件下，黄原胶对泥沙运动过程和泥沙吸附磷过程的影响。研究结果表明：1)黄原胶对床沙的起动过程具有明显的抑制作用，使床沙对起动切应力的抵抗能力提升约两倍；2)泥沙起动特性是影响床沙对水体中磷吸附作用的直接因素之一，当床沙开始大量起动后，水体中的磷浓度才开始出现明显变化；3)黄原胶本身对磷吸附作用几乎无影响，但可通过抑制床沙的起动过程进而抑制床沙对水体中磷的吸附作用。
泥沙所运载磷的是水域环境中重要的营养因子和生态因子，受沿海潮滩复杂水动力及泥沙表面所附着各类有机物的多重影响，潮滩泥沙具有复杂的运动过程，故探究有机质对泥沙运动和对磷的吸附过程的影响，可为沿海潮滩及近岸水域中磷的预测提供理论支撑。为研究有机质和泥沙起动特性对水体磷浓度的影响，选取黄原胶，通过泥沙起动-再悬浮-吸附实验和恒温振荡实验，探究了变化水流条件下，黄原胶对泥沙运动过程和泥沙吸附磷过程的影响。研究结果表明：1)黄原胶对床沙的起动过程具有明显的抑制作用，使床沙对起动切应力的抵抗能力提升约两倍；2)泥沙起动特性是影响床沙对水体中磷吸附作用的直接因素之一，当床沙开始大量起动后，水体中的磷浓度才开始出现明显变化；3)黄原胶本身对磷吸附作用几乎无影响，但可通过抑制床沙的起动过程进而抑制床沙对水体中磷的吸附作用。
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气候变化背景下海岸带地区微塑料污染动态是全球重要环境问题。本研究在台风“海葵”过境前后调查分析了厦门市沙滩沉积物中微塑料丰度、组成和多样性的变化。结果表明，台风“海葵”前沙滩中微塑料丰度为251.5 ± 27.9 n·kg−1，台风后显著降低至127.0 ± 18.8 n·kg−1。台风前后沙滩微塑料的组成特征发生鲜明变化。其中，尺寸＜500 μm的微塑料占比显著下降，纤维状颗粒占比上升。台风后微塑料多样性变化明显：Shannon-Wiener多样性指数普遍下降，Pielou’s均匀度指数普遍上升。结合本文结果并对比以往研究，可以判断强降水是台风“海葵”引发厦门沙滩微塑料丰度和组成变化的驱动因素。台风对海岸带微塑料污染动态的影响是多种物理过程耦合的结果，受到动力条件、沉积物理化因子、地形地貌等多种因素的复杂作用。未来仍需结合水文气象数据长期监测，对相关机理开展更加深入的系统综合研究。
气候变化背景下海岸带地区微塑料污染动态是全球重要环境问题。本研究在台风“海葵”过境前后调查分析了厦门市沙滩沉积物中微塑料丰度、组成和多样性的变化。结果表明，台风“海葵”前沙滩中微塑料丰度为251.5 ± 27.9 n·kg−1，台风后显著降低至127.0 ± 18.8 n·kg−1。台风前后沙滩微塑料的组成特征发生鲜明变化。其中，尺寸＜500 μm的微塑料占比显著下降，纤维状颗粒占比上升。台风后微塑料多样性变化明显：Shannon-Wiener多样性指数普遍下降，Pielou’s均匀度指数普遍上升。结合本文结果并对比以往研究，可以判断强降水是台风“海葵”引发厦门沙滩微塑料丰度和组成变化的驱动因素。台风对海岸带微塑料污染动态的影响是多种物理过程耦合的结果，受到动力条件、沉积物理化因子、地形地貌等多种因素的复杂作用。未来仍需结合水文气象数据长期监测，对相关机理开展更加深入的系统综合研究。
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doi: 10.12284/hyxb2025032
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基于2021年夏末秋初所获取的渤海和北黄海调查资料，通过分析温度、盐度、密度、溶解氧（DO）和营养盐等理化参数的空间格局，深入探讨了该海区的低氧特征，并揭示了水文动力因素和生物地球化学过程对DO分布和低氧的影响及调控机制。结果表明：渤海西侧底层冷水区存在一处西南−东北走向的狭长低氧带（最低DO质量浓度为2.18 mg/L），其内部具有较高的表观耗氧量（AOU）（＞4 mg/L），同时于10 m层在渤海湾口东北海域亦观测到一处小范围的DO低值区；北黄海的DO质量浓度整体高于渤海，尽管该海域中部底层冷水团中的AOU ＞ 2.5 mg/L，却仍维持着较高的DO水平。渤海西侧冷水区的低洼地形和较高的层化强度为底层低氧区的形成和维持提供了基础，而该冷水两侧的锋面则显著控制着低氧区的边界与扩展范围；10 m层发生于渤海湾口东北海域的DO低值区是底层低氧冷水的涌升所致；渤海中部浅滩区反气旋涡的存在使得该海域底层形成一处富氧水（DO质量浓度 ＞ 6 mg/L）。层化背景下渤海西侧有机物的耗氧分解是底层低氧形成的重要物质基础，并对应形成一处营养盐高值区。相比之下，由于北黄海中部冷水团内较低水温影响下具有较高的DO浓度本底值，再加之AOU较渤海西侧底层低和较高的水深，使得该海域在较高的跃层强度背景下未形成低氧。本研究可为认识渤海和北黄海DO的多尺度变化特征和调控等提供科学依据，并为后续该海区低氧的精细化模拟和预测奠定一定基础。
基于2021年夏末秋初所获取的渤海和北黄海调查资料，通过分析温度、盐度、密度、溶解氧（DO）和营养盐等理化参数的空间格局，深入探讨了该海区的低氧特征，并揭示了水文动力因素和生物地球化学过程对DO分布和低氧的影响及调控机制。结果表明：渤海西侧底层冷水区存在一处西南−东北走向的狭长低氧带（最低DO质量浓度为2.18 mg/L），其内部具有较高的表观耗氧量（AOU）（＞4 mg/L），同时于10 m层在渤海湾口东北海域亦观测到一处小范围的DO低值区；北黄海的DO质量浓度整体高于渤海，尽管该海域中部底层冷水团中的AOU ＞ 2.5 mg/L，却仍维持着较高的DO水平。渤海西侧冷水区的低洼地形和较高的层化强度为底层低氧区的形成和维持提供了基础，而该冷水两侧的锋面则显著控制着低氧区的边界与扩展范围；10 m层发生于渤海湾口东北海域的DO低值区是底层低氧冷水的涌升所致；渤海中部浅滩区反气旋涡的存在使得该海域底层形成一处富氧水（DO质量浓度 ＞ 6 mg/L）。层化背景下渤海西侧有机物的耗氧分解是底层低氧形成的重要物质基础，并对应形成一处营养盐高值区。相比之下，由于北黄海中部冷水团内较低水温影响下具有较高的DO浓度本底值，再加之AOU较渤海西侧底层低和较高的水深，使得该海域在较高的跃层强度背景下未形成低氧。本研究可为认识渤海和北黄海DO的多尺度变化特征和调控等提供科学依据，并为后续该海区低氧的精细化模拟和预测奠定一定基础。
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西非海域受到北大西洋远程涌浪的影响，形成了独特的双峰波浪现象，这对防波堤的设计与稳定性构成了挑战。本文建立了一个基于雷诺时均的Navier-Stokes方程和k-ω湍流模型的数值波浪水槽，耦合了基于Biot半动态（u-p假设）多孔弹性介质理论的海床模块与结构物模块，数值模拟并研究了双峰谱随机波浪−斜坡式防波堤−海床相互作用机制。基于Soares四参数法构造的双峰谱随机波浪荷载动力条件，本文分析了斜坡式防波堤前的水动力特征，探讨了斜坡堤周围海床的动力响应、液化的时空分布规律及频域特征，阐明了不同双峰谱涌浪能量占比对海床孔压分布及液化特性的影响。结果表明，随着双峰谱涌浪占比的增加，海床内低频孔压越来越显著，且更加容易穿透海床向海床深度传播。在海床液化显著区域，液化深度随着双峰谱波浪中涌浪占比的增加而增大，且高频和低频孔压对海床液化的影响程度随着距离防波堤堤脚位置的增加交替上升。本研究为斜坡式防波堤的设计与基础稳定评估提供科学依据。
西非海域受到北大西洋远程涌浪的影响，形成了独特的双峰波浪现象，这对防波堤的设计与稳定性构成了挑战。本文建立了一个基于雷诺时均的Navier-Stokes方程和k-ω湍流模型的数值波浪水槽，耦合了基于Biot半动态（u-p假设）多孔弹性介质理论的海床模块与结构物模块，数值模拟并研究了双峰谱随机波浪−斜坡式防波堤−海床相互作用机制。基于Soares四参数法构造的双峰谱随机波浪荷载动力条件，本文分析了斜坡式防波堤前的水动力特征，探讨了斜坡堤周围海床的动力响应、液化的时空分布规律及频域特征，阐明了不同双峰谱涌浪能量占比对海床孔压分布及液化特性的影响。结果表明，随着双峰谱涌浪占比的增加，海床内低频孔压越来越显著，且更加容易穿透海床向海床深度传播。在海床液化显著区域，液化深度随着双峰谱波浪中涌浪占比的增加而增大，且高频和低频孔压对海床液化的影响程度随着距离防波堤堤脚位置的增加交替上升。本研究为斜坡式防波堤的设计与基础稳定评估提供科学依据。
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浊度是评估水质状况的可靠指标之一，通过浊度监测能够有效反映水体健康状况，保障生态系统的可持续发展和水资源的安全利用。本文利用2016-2023年的Sentinel-2 MSI影像，通过构建遥感定量反演模型，分析8年间香港近海浊度的时空分布特征和变化规律，并探究其主要影响因素。对比传统经验模型、随机森林（RF）模型、梯度提升决策树（GBDT）模型、K最近邻（KNN）模型，基于RF的浊度反演模型精度最高（R2=0.71，RMSE=1.77 NTU，MAE=1.44 NTU）。结果表明，年均水体浊度的变化范围为4.02-4.16 NTU，近8年呈波动下降趋势（−0.0243 NTU/a），且空间分布呈西北高东南低的特点；季均水体浊度从高到低依次为冬季（4.54 NTU）、秋季（4.03 NTU）、春季（3.86 NTU）、夏季（3.76 NTU）。本文利用气象数据及香港地区的污水处理投资数据，从自然环境和人类活动两方面分析影响浊度时空分布的因素。香港近海水体浊度与入海径流量、气温呈负相关关系，并受到香港污水处理这一人为因素的影响，此外热带气旋活动期内的降水量和风速与水体浊度变化显著相关。
浊度是评估水质状况的可靠指标之一，通过浊度监测能够有效反映水体健康状况，保障生态系统的可持续发展和水资源的安全利用。本文利用2016-2023年的Sentinel-2 MSI影像，通过构建遥感定量反演模型，分析8年间香港近海浊度的时空分布特征和变化规律，并探究其主要影响因素。对比传统经验模型、随机森林（RF）模型、梯度提升决策树（GBDT）模型、K最近邻（KNN）模型，基于RF的浊度反演模型精度最高（R2=0.71，RMSE=1.77 NTU，MAE=1.44 NTU）。结果表明，年均水体浊度的变化范围为4.02-4.16 NTU，近8年呈波动下降趋势（−
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doi: 10.12284/hyxb2024001
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水下目标探测是我国“透明海洋”工程的重要组成部分。但是由于水下环境复杂多变，实现精确高效的水下目标探测依然存在很大难度。作为跨界面的海上固定平台，浮标是构建全方位立体化的综合探测网络的重要组成部分，能够同时满足海洋关键位置的全天候监控并实现实时信息传输，对更加准确实时的水下目标信息获取手段进行补充。本文在总结现有基于浮标的水下目标探测方法的基础上，对光学探测、电磁探测、通信中继等水下目标探测和信息传输技术进行了介绍，并结合浮标应用特点对相关技术进行了梳理和分析，以期对基于浮标的水下目标探测技术的研究及应用提供有益的启发和借鉴。
水下目标探测是我国“透明海洋”工程的重要组成部分。但是由于水下环境复杂多变，实现精确高效的水下目标探测依然存在很大难度。作为跨界面的海上固定平台，浮标是构建全方位立体化的综合探测网络的重要组成部分，能够同时满足海洋关键位置的全天候监控并实现实时信息传输，对更加准确实时的水下目标信息获取手段进行补充。本文在总结现有基于浮标的水下目标探测方法的基础上，对光学探测、电磁探测、通信中继等水下目标探测和信息传输技术进行了介绍，并结合浮标应用特点对相关技术进行了梳理和分析，以期对基于浮标的水下目标探测技术的研究及应用提供有益的启发和借鉴。
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doi: 10.12284/hyxb2024019
摘要:
基于2013‒2015年间每年南半球夏季在东南极洲文森湾外开展的加密观测资料，采用最优多参数分析法评估了文森湾底层水（VBBW）的输出路径及其在南极底层水（AABW）中的贡献率。结果显示，在文森湾西北部海脊上方分布着最淡、最冷和溶解氧含量最高的AABW。局地高密度陆架水（DSW）在该海脊上的底层具有最高占比，最高达（28.58 ± 1.75）%，超出了文森湾正北方大陆坡外侧其他所有站点的占比。DSW与变性绕极深层水（mCDW）的混合物——VBBW的含量同样在该西北部海脊上的AABW所在层达到最大。该结果显示地形对局地DSW乃至VBBW的输出具有重要引导作用，VBBW的输出可能主要沿着该西北部海脊。在垂向上，大部分站点的DSW占比随着深度变浅而减小，但是在次底层普遍存在着斑块状的DSW贡献层，即在某些深度范围内DSW占比增大。对照等密度面的海水特性距平分布可知，在次底层DSW会沿着等密度面往外输出，表现为向外海的温盐入侵层。这些温盐入侵层具有显著低温、低盐和富氧的特点，可能对最新发现的次底层通风增强具有贡献作用。另外，VBBW能够到达澳大利亚−南极海盆4000 m以深的底部，但是其贡献率相对有限，不超过17%，且主要由mCDW贡献。本文研究有助于理解中等海湾底层水的输出路径及其对澳大利亚−南极海盆底层水的贡献，对进一步研究该海盆深底层水的生成和变性提供有效参考。
基于2013‒2015年间每年南半球夏季在东南极洲文森湾外开展的加密观测资料，采用最优多参数分析法评估了文森湾底层水（VBBW）的输出路径及其在南极底层水（AABW）中的贡献率。结果显示，在文森湾西北部海脊上方分布着最淡、最冷和溶解氧含量最高的AABW。局地高密度陆架水（DSW）在该海脊上的底层具有最高占比，最高达（28.58 ± 1.75）%，超出了文森湾正北方大陆坡外侧其他所有站点的占比。DSW与变性绕极深层水（mCDW）的混合物——VBBW的含量同样在该西北部海脊上的AABW所在层达到最大。该结果显示地形对局地DSW乃至VBBW的输出具有重要引导作用，VBBW的输出可能主要沿着该西北部海脊。在垂向上，大部分站点的DSW占比随着深度变浅而减小，但是在次底层普遍存在着斑块状的DSW贡献层，即在某些深度范围内DSW占比增大。对照等密度面的海水特性距平分布可知，在次底层DSW会沿着等密度面往外输出，表现为向外海的温盐入侵层。这些温盐入侵层具有显著低温、低盐和富氧的特点，可能对最新发现的次底层通风增强具有贡献作用。另外，VBBW能够到达澳大利亚−南极海盆
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doi: 10.12284/hyxb2025038
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为探究鳗草（Zostera marina）移植植株应对不同水流流速的存活、生长和生理变化，明确鳗草移植植株的最适流速范围，研究了水流流速对鳗草移植植株的影响，测定了植株存活、生长和生理指标并评估其相互关系。结果显示，鳗草移植植株的存活率于0.4 m/s处理组达到最大值，是其他流速处理组的1.1～2.4倍，对照组植株则全部死亡（P<0.05）；随水流流速升高，移植植株地上组织的生长呈现逐渐下降趋势，而地下组织的生长则呈现逐渐升高趋势，1 m/s处理组的叶片延伸速率相比0.2 m/s处理组下降24.0%，地下干重则达到0.2 m/s处理组的1.6倍；移植植株的叶片光合色素与非结构碳水化合物含量于0.4～0.6 m/s处理组达到最低值，相比其他处理组降低0.8%～18.5%；根据移植植株的存活生长综合收益和生理稳定性，综合计算得出鳗草移植植株的适宜流速范围为0.3～0.8 m/s，最佳水流流速范围为0.4～0.6 m/s。结果表明，适当提高水流流速能够促进移植植株的快速定植和生长扩繁。
为探究鳗草（Zostera marina）移植植株应对不同水流流速的存活、生长和生理变化，明确鳗草移植植株的最适流速范围，研究了水流流速对鳗草移植植株的影响，测定了植株存活、生长和生理指标并评估其相互关系。结果显示，鳗草移植植株的存活率于0.4 m/s处理组达到最大值，是其他流速处理组的1.1～2.4倍，对照组植株则全部死亡（P<0.05）；随水流流速升高，移植植株地上组织的生长呈现逐渐下降趋势，而地下组织的生长则呈现逐渐升高趋势，1 m/s处理组的叶片延伸速率相比0.2 m/s处理组下降24.0%，地下干重则达到0.2 m/s处理组的1.6倍；移植植株的叶片光合色素与非结构碳水化合物含量于0.4～0.6 m/s处理组达到最低值，相比其他处理组降低0.8%～18.5%；根据移植植株的存活生长综合收益和生理稳定性，综合计算得出鳗草移植植株的适宜流速范围为0.3～0.8 m/s，最佳水流流速范围为0.4～0.6 m/s。结果表明，适当提高水流流速能够促进移植植株的快速定植和生长扩繁。
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介绍了一种业务化发布的多源卫星遥感海面风场融合准实时数据产品（Blended Sea Surface Wind Data Product From Multiple Satellites，BSSW），以及该数据产品的处理方法，并分析了产品精度。该数据产品以HY-2系列卫星、Metop系列卫星和DMSP系列卫星等组成的虚拟卫星星座观测海面风场/风速产品为输入，通过叉标定和误差分析，以及二维变分分析等处理，实现了时间分辨率为6 h，空间分辨率为25 km的多源卫星主被动遥感海面风场融合产品业务化生产，并通过国家卫星海洋卫星应用中心准实时发布。该数据与浮标数据比对总体风速均方根误差小于1.6 m/s，风向均方根误差小于19°；与ERA5数据比对总体风速均方根误差小于1.2 m/s，风向均方根误差小于11°。精度检验结果表明，海面风场融合产品与浮标观测和ERA5再分析海面风场数据产品具有很高的一致性，可为海洋与大气数值模式资料同化预报、海洋防灾减灾与海洋科学研究提供高质量，无缝隙的全球海面风场数据支撑。
介绍了一种业务化发布的多源卫星遥感海面风场融合准实时数据产品（Blended Sea Surface Wind Data Product From Multiple Satellites，BSSW），以及该数据产品的处理方法，并分析了产品精度。该数据产品以HY-2系列卫星、Metop系列卫星和DMSP系列卫星等组成的虚拟卫星星座观测海面风场/风速产品为输入，通过叉标定和误差分析，以及二维变分分析等处理，实现了时间分辨率为6 h，空间分辨率为25 km的多源卫星主被动遥感海面风场融合产品业务化生产，并通过国家卫星海洋卫星应用中心准实时发布。该数据与浮标数据比对总体风速均方根误差小于1.6 m/s，风向均方根误差小于19°；与ERA5数据比对总体风速均方根误差小于1.2 m/s，风向均方根误差小于11°。精度检验结果表明，海面风场融合产品与浮标观测和ERA5再分析海面风场数据产品具有很高的一致性，可为海洋与大气数值模式资料同化预报、海洋防灾减灾与海洋科学研究提供高质量，无缝隙的全球海面风场数据支撑。
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频繁且严重的风暴事件影响下海滩侵蚀呈现普遍加剧的趋势，理解风暴事件影响下的海滩剖面变化过程对于砂质海岸侵蚀防护至关重要。为厘清海滩剖面对风暴的响应特征，本研究结合台风期间的现场观测和XBeach数值模型，揭示了台风“塔巴”影响下的浙江舟山朱家尖岛东沙海滩剖面形态变化，探讨了不同因素对于海滩风暴响应的影响。东沙海滩剖面在台风“塔巴”影响下展示出了显著的剖面上部冲刷、下部淤积的规律，且在位于离岸400 m的砂-泥分界线向海一侧，地形几乎无变化。对不同风暴情景计算发现，有效波高控制剖面的冲淤幅度，潮位控制冲淤的位置，风暴波高较大时细到中砂粒径范围的不同设置造成的剖面变化差异较小，有海滩养护时剖面变化停止点的离岸距离更远。本研究结果可为砂质海岸风暴侵蚀防护提供科学参考。
频繁且严重的风暴事件影响下海滩侵蚀呈现普遍加剧的趋势，理解风暴事件影响下的海滩剖面变化过程对于砂质海岸侵蚀防护至关重要。为厘清海滩剖面对风暴的响应特征，本研究结合台风期间的现场观测和XBeach数值模型，揭示了台风“塔巴”影响下的浙江舟山朱家尖岛东沙海滩剖面形态变化，探讨了不同因素对于海滩风暴响应的影响。东沙海滩剖面在台风“塔巴”影响下展示出了显著的剖面上部冲刷、下部淤积的规律，且在位于离岸400 m的砂-泥分界线向海一侧，地形几乎无变化。对不同风暴情景计算发现，有效波高控制剖面的冲淤幅度，潮位控制冲淤的位置，风暴波高较大时细到中砂粒径范围的不同设置造成的剖面变化差异较小，有海滩养护时剖面变化停止点的离岸距离更远。本研究结果可为砂质海岸风暴侵蚀防护提供科学参考。
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传统调和分析方法受限于瑞利准则，需半年数据以分辩八大主要分潮（M2，S2，N2，K2，K1，O1，P1，Q1）。对于短期潮位资料，未分辩的分潮需采用附近长期潮位站资料的差比关系来推算。而浙江近海公开的长期潮位资料匮乏，使得无法从短期资料中准确提取主要分潮。本文引入的新型潮汐调和分析算法，基于各主要分潮间内在联系所建立的平滑函数，突破瑞利准则限制，显著减少了所需潮位资料长度，特别适用于短期资料丰富的海域。本研究将该算法应用于浙江沿海多岛屿海域，对小于15天的潮位资料进行试验。结果表明：石浦站八大主要分潮的调和常数与传统调和分析方法得到的结果总体接近，而所需资料长度从8760 小时减少至336小时，可用于理论深度基准面等特征参数的计算。采用该算法分析浙江沿海潮位的八大主要分潮时，建议数据长度在5天以上。
传统调和分析方法受限于瑞利准则，需半年数据以分辩八大主要分潮（M2，S2，N2，K2，K1，O1，P1，Q1）。对于短期潮位资料，未分辩的分潮需采用附近长期潮位站资料的差比关系来推算。而浙江近海公开的长期潮位资料匮乏，使得无法从短期资料中准确提取主要分潮。本文引入的新型潮汐调和分析算法，基于各主要分潮间内在联系所建立的平滑函数，突破瑞利准则限制，显著减少了所需潮位资料长度，特别适用于短期资料丰富的海域。本研究将该算法应用于浙江沿海多岛屿海域，对小于15天的潮位资料进行试验。结果表明：石浦站八大主要分潮的调和常数与传统调和分析方法得到的结果总体接近，而所需资料长度从
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三维地质模型通过利用海上勘察数据直观地展示海底地质情况，对海上风电场的开发建设具有积极的推动作用。为提高海上风电场三维地质模型的准确性和建模效率，提出一种基于多源数据融合的地质建模方法。该方法对岩土勘察数据和工程物探数据进行综合解释，采用空间插值算法生成连续且平滑的地层分界面，并利用Python开源库实现了三维地质模型的构建与可视化。此外，以粤东地区某海上风电场为例，验证了该地质建模方法的可靠性。结果表明：该方法实现了岩土数据和物探数据的有效融合，所构建的三维地质模型能够反映海上风电场复杂的地质特征。所提出的三维地质建模方法可以适用于不同的工程地质环境，为海上风电场从勘察、设计、安装、运维到退役的全生命周期管理提供坚实的技术支撑。
三维地质模型通过利用海上勘察数据直观地展示海底地质情况，对海上风电场的开发建设具有积极的推动作用。为提高海上风电场三维地质模型的准确性和建模效率，提出一种基于多源数据融合的地质建模方法。该方法对岩土勘察数据和工程物探数据进行综合解释，采用空间插值算法生成连续且平滑的地层分界面，并利用Python开源库实现了三维地质模型的构建与可视化。此外，以粤东地区某海上风电场为例，验证了该地质建模方法的可靠性。结果表明：该方法实现了岩土数据和物探数据的有效融合，所构建的三维地质模型能够反映海上风电场复杂的地质特征。所提出的三维地质建模方法可以适用于不同的工程地质环境，为海上风电场从勘察、设计、安装、运维到退役的全生命周期管理提供坚实的技术支撑。
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海冰是极地海域的典型环境特征，对船载视频图像进行像素级分类可获取高分辨率的海冰信息。由于极地场景中的光照条件与海冰形态较为复杂，传统计算机图形学方法的泛化性难以满足海冰要素的智能识别需求。因此，本文采用基于DeeplabV3+语义分割网络结构的深度学习方法对极地场景中海冰要素进行识别。将“雪龙”号科考船在冰区航行中的实测海冰图像制作为数据集，并对深度学习模型进行训练与验证。根据海冰要素的识别需求与走航观测视频图像特点，将像素信息划分为海冰、天空、海水与船体四种语义类别。根据训练集中的图像信息与语义信息间关联构建深度学习模型，并通过所训练模型对验证集或其他图像中像素点的语义信息进行预测，从而实现海冰信息的自动识别。为了研究该方法的鲁棒性进一步分析了海冰密集度、光照条件以及海冰类型对识别结果的影响。此外，研究了数据集规模与迭代次数对识别精度的影响。图像识别结果显示，四类语义信息识别结果的平均交并比高于95%。这表明深度学习方法能够在极地复杂的环境中较为准确的获取各类要素分类信息。
海冰是极地海域的典型环境特征，对船载视频图像进行像素级分类可获取高分辨率的海冰信息。由于极地场景中的光照条件与海冰形态较为复杂，传统计算机图形学方法的泛化性难以满足海冰要素的智能识别需求。因此，本文采用基于DeeplabV3+语义分割网络结构的深度学习方法对极地场景中海冰要素进行识别。将“雪龙”号科考船在冰区航行中的实测海冰图像制作为数据集，并对深度学习模型进行训练与验证。根据海冰要素的识别需求与走航观测视频图像特点，将像素信息划分为海冰、天空、海水与船体四种语义类别。根据训练集中的图像信息与语义信息间关联构建深度学习模型，并通过所训练模型对验证集或其他图像中像素点的语义信息进行预测，从而实现海冰信息的自动识别。为了研究该方法的鲁棒性进一步分析了海冰密集度、光照条件以及海冰类型对识别结果的影响。此外，研究了数据集规模与迭代次数对识别精度的影响。图像识别结果显示，四类语义信息识别结果的平均交并比高于95%。这表明深度学习方法能够在极地复杂的环境中较为准确的获取各类要素分类信息。
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doi: 10.12284/hyxb2024005
摘要:
高质量的原位测量数据是海洋水色遥感数据产品真实性检验、算法开发和气候变化研究的先决条件。原位数据的采集通常需要耗费大量的人力、物力、财力，单个研究团队采集的数据通常难以支持长时序和大范围的研究。在“大数据”科学研究的驱动下，国内外多个开放存取数据平台、政府间和国家级海洋科学数据中心以及主要涉海部门数据库平台发布了不同类型的海洋原位测量数据并向用户共享，以充分发挥原位测量数据的价值，支撑大科学问题的研究。由于各数据集在数据平台中离散分布，数据采集时间、区域、学科门类及数据获取方式不尽相同，数据使用者很难短时间内知晓并应用这些平台数据，导致搜集相关研究数据费时费力。因此，收集整理了29个可以获取海洋光学和海洋生物、地球、化学等参数的数据库平台，这些平台存储了全球海洋近百年来的原位测量数据，列举了共享数据在海洋水色遥感研究中的典型应用，并给出了常用参数的数据检索建议，以期帮助数据使用者快捷获取研究数据。
高质量的原位测量数据是海洋水色遥感数据产品真实性检验、算法开发和气候变化研究的先决条件。原位数据的采集通常需要耗费大量的人力、物力、财力，单个研究团队采集的数据通常难以支持长时序和大范围的研究。在“大数据”科学研究的驱动下，国内外多个开放存取数据平台、政府间和国家级海洋科学数据中心以及主要涉海部门数据库平台发布了不同类型的海洋原位测量数据并向用户共享，以充分发挥原位测量数据的价值，支撑大科学问题的研究。由于各数据集在数据平台中离散分布，数据采集时间、区域、学科门类及数据获取方式不尽相同，数据使用者很难短时间内知晓并应用这些平台数据，导致搜集相关研究数据费时费力。因此，收集整理了29个可以获取海洋光学和海洋生物、地球、化学等参数的数据库平台，这些平台存储了全球海洋近百年来的原位测量数据，列举了共享数据在海洋水色遥感研究中的典型应用，并给出了常用参数的数据检索建议，以期帮助数据使用者快捷获取研究数据。
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doi: 10.12284/hyxb2025006
摘要:
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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本文对中国南海北部海域海水、珊瑚、贝壳和沉积物中239+240Pu浓度或比活度、240Pu/239Pu原子比值和239+240Pu累积通量等283个站位数据进行整理，归纳总结了该海域239+240Pu在表层海水、水柱、表层沉积物以及柱样沉积物中的来源与变化趋势。根据端元模型研究结果表明，目前全球大气沉降（GF）和太平洋核试验场（PPG）是中国南海北部海域所调查环境样品中239+240Pu的主要来源。同时，根据迁移模型发现水柱中239+240Pu浓度峰值所对应的海水深度与其迁移速率呈现正相关的线性关系。表层沉积物有机质含量或粒度与239+240Pu比活度相关性具有分段性质，分别呈现正相关性和负相关性。沉积物柱样中239+240Pu的沉积速率在数值上通常要大于等于可交换态239+240Pu的表观对流速率，并且柱样中239+240Pu的沉积速率与最大表观对流速率呈现显著正相关的线性关系；柱样中可交换态239+240Pu的最大表观对流速率对沉积速率的影响可以忽略。
本文对中国南海北部海域海水、珊瑚、贝壳和沉积物中239+240Pu浓度或比活度、240Pu/239Pu原子比值和239+240Pu累积通量等283个站位数据进行整理，归纳总结了该海域239+240Pu在表层海水、水柱、表层沉积物以及柱样沉积物中的来源与变化趋势。根据端元模型研究结果表明，目前全球大气沉降（GF）和太平洋核试验场（PPG）是中国南海北部海域所调查环境样品中239+240Pu的主要来源。同时，根据迁移模型发现水柱中239+240Pu浓度峰值所对应的海水深度与其迁移速率呈现正相关的线性关系。表层沉积物有机质含量或粒度与239+240Pu比活度相关性具有分段性质，分别呈现正相关性和负相关性。沉积物柱样中239+240Pu的沉积速率在数值上通常要大于等于可交换态239+240Pu的表观对流速率，并且柱样中239+240Pu的沉积速率与最大表观对流速率呈现显著正相关的线性关系；柱样中可交换态239+240Pu的最大表观对流速率对沉积速率的影响可以忽略。
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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(2981)
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(1): 1-12.
doi: 10.12284/hyxb2025009
摘要:
长江口盐水入侵严重影响上游供水安全、农业灌溉和生态环境健康，其中在径流和潮动力的相互作用下盐水上溯距离一直受到较多的关注，然而径潮相互作用下盐水上溯距离研究并不充分。本文利用MIKE 3水动力学模型建立了长江口三维水动力和盐度数学模型，采用2016年长江口实测潮位、流速、流向和盐度资料对长江口三维水动力和盐度数学模型进行了验证，验证结果显示模拟值和实测值较为吻合，表明本文所建立的长江口三维水动力和盐度数学模型可以较好地模拟长江口附近的水动力和盐度特性。为了探究上游径流对长江口盐水上溯距离的影响，本文设置了长江口上游15000 ～50000 m3/s中8个径流量，分别模拟研究了上游不同径流量对长江口南支−北港、南支−南港−北槽和南支−南港−南槽3条航道盐水入侵上溯距离的影响。模拟结果表明，3条航道的盐水入侵程度显著依赖于潮汐动力，大潮潮动力强，外海与北支盐水倒灌的盐水入侵都强于小潮期间，盐水上溯距离整体大于小潮期间。当径流较低时，北支存在盐水倒灌现象，也会增加盐水入侵距离。同时分析了不同径流条件下3条航道盐度垂向分布和层化现象，并分别建立了上游径流量和3条航道盐水上溯距离的相关关系。研究结果可对长江河口“压咸补淡”和物质输运等研究提供一定的参考。
长江口盐水入侵严重影响上游供水安全、农业灌溉和生态环境健康，其中在径流和潮动力的相互作用下盐水上溯距离一直受到较多的关注，然而径潮相互作用下盐水上溯距离研究并不充分。本文利用MIKE 3水动力学模型建立了长江口三维水动力和盐度数学模型，采用2016年长江口实测潮位、流速、流向和盐度资料对长江口三维水动力和盐度数学模型进行了验证，验证结果显示模拟值和实测值较为吻合，表明本文所建立的长江口三维水动力和盐度数学模型可以较好地模拟长江口附近的水动力和盐度特性。为了探究上游径流对长江口盐水上溯距离的影响，本文设置了长江口上游
2025, 47(1): 13-24.
doi: 10.12284/hyxb2025012
摘要:
了解海洋沉积物有机碳的分布特征及其影响因素对深入探究全球碳循环机制并应对气候变化意义重大。本研究通过渤、黄海表层沉积物碳、氮、硫元素及其同位素（TOC、TN、TS、S2‒、δ13C、δ15N、δ34S）测定，结合比表面积、色素生物标志物、热重分析等，阐明了沉积物有机碳的来源组成、分布特征及其主要约束机制。结果表明，受水动力条件控制，TOC和TN含量呈现近岸低、远岸高的分布特征，且受沉积物比表面积显著影响。同位素端元分析结果表明沉积物中混合了陆地植物、土壤和海洋藻类有机碳。其中黄河口及辽东半岛近岸海域土壤输入影响较大，有机碳碳反应指数较小；而南黄海海洋藻类影响较大，有机碳碳反应指数较高。渤海及北黄海沉积物TOC与TS的显著相关性表明有机碳降解与硫酸盐还原过程密切相关，较负的δ34S表明沉积物−水界面的硫酸盐还原−硫化物氧化−海水硫酸盐扩散的循环过程，暗示了该区域有机质有氧到无氧的降解过程，其中色素降解潜在导致其与表层沉积物TOC之间相关性较弱。随着日益频发的藻华和水体缺氧效应，未来研究需进一步关注海水水体氧化还原条件与表层沉积物元素循环的耦合关系，这对理解大陆架沉积物有机碳埋藏具有重要意义。
了解海洋沉积物有机碳的分布特征及其影响因素对深入探究全球碳循环机制并应对气候变化意义重大。本研究通过渤、黄海表层沉积物碳、氮、硫元素及其同位素（TOC、TN、TS、S2‒、δ13C、δ15N、δ34S）测定，结合比表面积、色素生物标志物、热重分析等，阐明了沉积物有机碳的来源组成、分布特征及其主要约束机制。结果表明，受水动力条件控制，TOC和TN含量呈现近岸低、远岸高的分布特征，且受沉积物比表面积显著影响。同位素端元分析结果表明沉积物中混合了陆地植物、土壤和海洋藻类有机碳。其中黄河口及辽东半岛近岸海域土壤输入影响较大，有机碳碳反应指数较小；而南黄海海洋藻类影响较大，有机碳碳反应指数较高。渤海及北黄海沉积物TOC与TS的显著相关性表明有机碳降解与硫酸盐还原过程密切相关，较负的δ34S表明沉积物−水界面的硫酸盐还原−硫化物氧化−海水硫酸盐扩散的循环过程，暗示了该区域有机质有氧到无氧的降解过程，其中色素降解潜在导致其与表层沉积物TOC之间相关性较弱。随着日益频发的藻华和水体缺氧效应，未来研究需进一步关注海水水体氧化还原条件与表层沉积物元素循环的耦合关系，这对理解大陆架沉积物有机碳埋藏具有重要意义。
2025, 47(1): 25-35.
doi: 10.12284/hyxb2025020
摘要:
210Bi-210Pb核素对被认为是一种新型的可以示踪海洋颗粒物动力学过程的良好示踪剂。由于210Bi半衰期较短以及分析难度较大等限制因素的存在，人们对海洋中210Bi的生物地球化学行为如何以及是否存在210Bi-210Pb活度不平衡现象这两个问题缺乏足够认知。本文于2017年5月5日至15日搭载国家自然科学基金委春季航次对长江口外东海赤潮暴发期间水体中溶解态和颗粒态（溶解态+颗粒态=总态）210Po、210Bi和210Pb活度浓度及核素活度比进行了现场观测。结果显示，总态210Po/210Pb活度比在0.20到2.08之间变化，平均值为0.82±0.58（n=15）；总态210Bi/210Pb活度比在0.32到3.72之间变化，平均值为1.38±0.79（n=15），表明水体中普遍存在210Po-210Pb和210Bi-210Pb活度不平衡现象；而深层水体中存在明显的210Po和210Bi相对于210Pb过剩的现象，表明210Po和210Bi伴随颗粒物在中−深层水体中发生再溶出现象。通过计算3种核素的分配系数和分馏因子，本文发现颗粒物在同时清除210Po、210Bi和210Pb的过程中，倾向于优先清除210Po和210Bi；与210Po类似，210Bi表现出比210Pb更强的海洋颗粒物亲和活性特征，浮游植物暴发（生物量的增加）能促进210Bi与210Pb之间的分馏行为，支持了210Bi-210Pb可用于示踪海洋颗粒物过程的观点。
210Bi-210Pb核素对被认为是一种新型的可以示踪海洋颗粒物动力学过程的良好示踪剂。由于210Bi半衰期较短以及分析难度较大等限制因素的存在，人们对海洋中210Bi的生物地球化学行为如何以及是否存在210Bi-210Pb活度不平衡现象这两个问题缺乏足够认知。本文于2017年5月5日至15日搭载国家自然科学基金委春季航次对长江口外东海赤潮暴发期间水体中溶解态和颗粒态（溶解态+颗粒态=总态）210Po、210Bi和210Pb活度浓度及核素活度比进行了现场观测。结果显示，总态210Po/210Pb活度比在0.20到2.08之间变化，平均值为0.82±0.58（n=15）；总态210Bi/210Pb活度比在0.32到3.72之间变化，平均值为1.38±0.79（n=15），表明水体中普遍存在210Po-210Pb和210Bi-210Pb活度不平衡现象；而深层水体中存在明显的210Po和210Bi相对于210Pb过剩的现象，表明210Po和210Bi伴随颗粒物在中−深层水体中发生再溶出现象。通过计算3种核素的分配系数和分馏因子，本文发现颗粒物在同时清除210Po、210Bi和210Pb的过程中，倾向于优先清除210Po和210Bi；与210Po类似，210Bi表现出比210Pb更强的海洋颗粒物亲和活性特征，浮游植物暴发（生物量的增加）能促进210Bi与210Pb之间的分馏行为，支持了210Bi-210Pb可用于示踪海洋颗粒物过程的观点。
2025, 47(1): 36-50.
doi: 10.12284/hyxb2025036
摘要:
长江入海径流量极大地控制着长江冲淡水在长江口的扩散范围，以及河口生源要素的生物地球化学行为。2023年7月，长江流域发生了历史罕见的洪季干旱事件。为了研究洪季长江特枯水情下长江口营养盐的分布特点，于当月在长江口海域进行了32个典型站位的样品采集，并将其结果与2016年和2020年洪季长江洪水到达长江口前后的采样结果进行对比。在2023年7月流域干旱条件下，河口盐淡水混合区域收缩，\begin{document}${{\rm {NO}}_3^-} $\end{document} ![]()
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长江入海径流量极大地控制着长江冲淡水在长江口的扩散范围，以及河口生源要素的生物地球化学行为。2023年7月，长江流域发生了历史罕见的洪季干旱事件。为了研究洪季长江特枯水情下长江口营养盐的分布特点，于当月在长江口海域进行了32个典型站位的样品采集，并将其结果与2016年和2020年洪季长江洪水到达长江口前后的采样结果进行对比。在2023年7月流域干旱条件下，河口盐淡水混合区域收缩，
2025, 47(1): 51-62.
doi: 10.12284/hyxb2025022
摘要:
开展高位池养殖尾水排放影响砂质海岸对台风的响应机理研究对于促进海岸资源的可持续利用和增值服务具有重要意义。本文基于沉积物的特征粒径、粒级组分和粒度参数等指标，对比分析了2203号台风“暹芭”事件前后，粤西东海岛高位池尾水排放影响岸滩和正常岸滩粒度分布特征及其差异原因。研究结果显示：（1）台风过后，出现了正常岸滩沉积物的粒径分选变差、近岸侧细化和近海侧粗化的特点；（2）受影响岸滩沉积物的分选系数在台风后保持稳定，而其他参数（特征粒径、粒级组分和粒度参数）未表现出统一的变化规律；（3）台风后，受影响岸滩沉积物的特征粒径（D10、D50和D90）及平均粒径的均值变化幅度显著高于正常岸滩。台风引发的强烈波浪作用和水位上升是导致正常岸滩沉积响应的关键因素，而高位池影响岸滩对台风的响应则更为复杂，它是高位池尾水排放形成的冲沟地形及其沉积物再分配过程与风暴期间的风暴潮过程耦合作用的结果。本研究为高位池影响岸滩沉积物粒度信息对台风事件的响应特征提供了研究案例，有助于提升对极端事件与海水养殖活动在海滩地貌演化中相互作用机制的理解。
开展高位池养殖尾水排放影响砂质海岸对台风的响应机理研究对于促进海岸资源的可持续利用和增值服务具有重要意义。本文基于沉积物的特征粒径、粒级组分和粒度参数等指标，对比分析了2203号台风“暹芭”事件前后，粤西东海岛高位池尾水排放影响岸滩和正常岸滩粒度分布特征及其差异原因。研究结果显示：（1）台风过后，出现了正常岸滩沉积物的粒径分选变差、近岸侧细化和近海侧粗化的特点；（2）受影响岸滩沉积物的分选系数在台风后保持稳定，而其他参数（特征粒径、粒级组分和粒度参数）未表现出统一的变化规律；（3）台风后，受影响岸滩沉积物的特征粒径（D10、D50和D90）及平均粒径的均值变化幅度显著高于正常岸滩。台风引发的强烈波浪作用和水位上升是导致正常岸滩沉积响应的关键因素，而高位池影响岸滩对台风的响应则更为复杂，它是高位池尾水排放形成的冲沟地形及其沉积物再分配过程与风暴期间的风暴潮过程耦合作用的结果。本研究为高位池影响岸滩沉积物粒度信息对台风事件的响应特征提供了研究案例，有助于提升对极端事件与海水养殖活动在海滩地貌演化中相互作用机制的理解。
2025, 47(1): 63-73.
doi: 10.12284/hyxb2025010
摘要:
为研究低温胁迫对军曹鱼幼鱼的影响，将军曹鱼幼鱼饲养于常温[（30.5 ± 1.0）℃]和低温[（20.0 ± 0.5）℃]7 d后对军曹鱼肝脏进行有参转录组测序，每组3个生物学重复。结果显示，6个测序样品共检测到约243 694 134个raw reads，所有样品Q30均超过94%，GC在47.65%～48.16%范围内。共筛选出4 362个差异表达基因，其中2 793个基因上调，1 569个基因下调。KEGG通路富集分析结果显示，在脂质代谢中，大量差异基因富集在脂代谢过程、脂质生物合成过程、甘油磷脂代谢过程、磷脂代谢过程和甘油脂代谢过程等生物过程中， PPAR信号通路中pparα、pparβ、scd1、cpt1和cpt2等多个脂代谢相关基因对军曹鱼幼鱼应对低温胁迫具有关键作用；在糖代谢中，大量基因富集于糖酵解/糖异生、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸酯的相互转化等生物过程，其中g6pc、eno等基因在军曹鱼幼鱼应对低温胁迫时发挥重要调节作用。
为研究低温胁迫对军曹鱼幼鱼的影响，将军曹鱼幼鱼饲养于常温[（30.5 ± 1.0）℃]和低温[（20.0 ± 0.5）℃]7 d后对军曹鱼肝脏进行有参转录组测序，每组3个生物学重复。结果显示，6个测序样品共检测到约243 694 134个raw reads，所有样品Q30均超过94%，GC在47.65%～48.16%范围内。共筛选出4 362个差异表达基因，其中2 793个基因上调，1 569个基因下调。KEGG通路富集分析结果显示，在脂质代谢中，大量差异基因富集在脂代谢过程、脂质生物合成过程、甘油磷脂代谢过程、磷脂代谢过程和甘油脂代谢过程等生物过程中， PPAR信号通路中pparα、pparβ、scd1、cpt1和cpt2等多个脂代谢相关基因对军曹鱼幼鱼应对低温胁迫具有关键作用；在糖代谢中，大量基因富集于糖酵解/糖异生、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸酯的相互转化等生物过程，其中g6pc、eno等基因在军曹鱼幼鱼应对低温胁迫时发挥重要调节作用。
2025, 47(1): 74-83.
doi: 10.12284/hyxb2025008
摘要:
大眼裸颌鲈（Brachydeuterus auritus）是西非塞拉利昂近海重要的经济物种，为深入了解其体长−体质量关系及健康状况，本文根据2019−2021年6个航次底拖网调查资料，采用体长对应平均体质量和相对体质量的方法，按性别分别拟合了大眼裸颌鲈的体长−体质量关系（WLR），并计算了其相对体质量（Wr）指数，同时也分析了影响因子的作用。结果显示，月份和性别极显著影响体长和体质量分布（P < 0.01）；WLR中参数a和 b呈极显著负相关关系（P < 0.01），盐度显著影响b（P < 0.05）；lg a与b的比值受外界因素影响小，可能与自身体型及鱼体密度有关；雌雄群体间b差异极显著（P < 0.01）；9月、10月和12月呈负向异速生长，1月、4月和5月呈正向异速生长。Wr具有显著的季节性变化特征，性别和体长对其影响极显著（P < 0.01），随体长增加，Wr表现出两种变化类型−连续增加和先增后降。盐度和b显著影响其变化类型（P < 0.05），深度对其影响极显著（P < 0.01）。塞拉利昂近海大眼裸颌鲈具有显著的季节性生长特征，雌雄个体间生长特征存在明显差异。分析认为，盐度可能是影响其生长发育的主要因素；其繁殖旺期可能发生于旱季，始于12月，结束于翌年4月之前。本研究对西非塞拉利昂近海大眼裸颌鲈的生物学和生态学提供了更新、更全面的见解，可为当前该海域大眼裸颌鲈的资源评估、开发利用和资源管理提供科学依据。
大眼裸颌鲈（Brachydeuterus auritus）是西非塞拉利昂近海重要的经济物种，为深入了解其体长−体质量关系及健康状况，本文根据2019−2021年6个航次底拖网调查资料，采用体长对应平均体质量和相对体质量的方法，按性别分别拟合了大眼裸颌鲈的体长−体质量关系（WLR），并计算了其相对体质量（Wr）指数，同时也分析了影响因子的作用。结果显示，月份和性别极显著影响体长和体质量分布（P < 0.01）；WLR中参数a和 b呈极显著负相关关系（P < 0.01），盐度显著影响b（P < 0.05）；lg a与b的比值受外界因素影响小，可能与自身体型及鱼体密度有关；雌雄群体间b差异极显著（P < 0.01）；9月、10月和12月呈负向异速生长，1月、4月和5月呈正向异速生长。Wr具有显著的季节性变化特征，性别和体长对其影响极显著（P < 0.01），随体长增加，Wr表现出两种变化类型−连续增加和先增后降。盐度和b显著影响其变化类型（P < 0.05），深度对其影响极显著（P < 0.01）。塞拉利昂近海大眼裸颌鲈具有显著的季节性生长特征，雌雄个体间生长特征存在明显差异。分析认为，盐度可能是影响其生长发育的主要因素；其繁殖旺期可能发生于旱季，始于12月，结束于翌年4月之前。本研究对西非塞拉利昂近海大眼裸颌鲈的生物学和生态学提供了更新、更全面的见解，可为当前该海域大眼裸颌鲈的资源评估、开发利用和资源管理提供科学依据。
2025, 47(1): 84-90.
doi: 10.12284/hyxb2025004
摘要:
智利竹筴鱼（Trachurus murphyi）资源量受环境影响明显，而环境本身也会随时间的变化而变化，存在短期的季节性变动和长期的模态变动。为更好地探究环境与渔业资源之间的关系，本文基于1970−2017年智利竹筴鱼资源量与环境气候数据，利用积分回归分析月间变化趋势，利用模态分析和全子集回归分析，从年间尺度分析了环境气候与智利竹筴鱼资源变动之间的联系。月间分析结果表明：海表面温度对资源量的影响随季节变化最为明显，尤其在产卵和越冬季节。其次为太平洋年代际涛动，海表面盐度和厄尔尼诺指数的影响在不同月份变动幅度较小，海表面高度产生的影响几乎不随月份改变。年间分析结果表明：在长时间尺度上，智利竹筴鱼资源变动存在4个模态变化时期，每个模态中占据主导地位的影响因子组合存在区别，尤其是随着近些年全球气候变化的加剧，渔业资源可能受到了更多种环境要素的影响，导致环境对渔业的影响模式发生了明显改变。
智利竹筴鱼（Trachurus murphyi）资源量受环境影响明显，而环境本身也会随时间的变化而变化，存在短期的季节性变动和长期的模态变动。为更好地探究环境与渔业资源之间的关系，本文基于1970−2017年智利竹筴鱼资源量与环境气候数据，利用积分回归分析月间变化趋势，利用模态分析和全子集回归分析，从年间尺度分析了环境气候与智利竹筴鱼资源变动之间的联系。月间分析结果表明：海表面温度对资源量的影响随季节变化最为明显，尤其在产卵和越冬季节。其次为太平洋年代际涛动，海表面盐度和厄尔尼诺指数的影响在不同月份变动幅度较小，海表面高度产生的影响几乎不随月份改变。年间分析结果表明：在长时间尺度上，智利竹筴鱼资源变动存在4个模态变化时期，每个模态中占据主导地位的影响因子组合存在区别，尤其是随着近些年全球气候变化的加剧，渔业资源可能受到了更多种环境要素的影响，导致环境对渔业的影响模式发生了明显改变。
2025, 47(1): 91-103.
doi: 10.12284/hyxb2025024
摘要:
为了深入了解近岸海域不同生境间的群落格局及其相互联系，有必要探究影响人工生境和自然生境物种分布与生态连通性的潜在因素。本研究对江苏海州湾4种典型生境——人工鱼礁区（ARA）、紫菜养殖区（NCA）、牡蛎礁区（OCA）、天然海区（NA）的鱼类和无脊椎动物群落开展综合调查。结果显示，4种生境的物种丰度存在显著差异（P < 0.05），其中有一些重要物种能够同时存在于多种生境，也有些特有物种仅存在于一种生境。ARA中的口虾蛄（Oratosquilla oratoria）生物量远高于其他生境，矛尾虾虎鱼（Chaeturichthys stigmatias）体长在ARA、NCA和OCA均显著大于NA的（P < 0.05），这一差异与饵料生物分布密切相关。不同生活习性的鱼类体长分布差异表明，物种洄游行为在生物分布和生境连通中发挥重要作用。洄游性鱼类小黄鱼（Larimichthys polyactis）和青鳞小沙丁鱼（Sardinella zunasi）在人工生境内的体长显著大于自然生境的（P < 0.05）。定栖性鱼类如矛尾虾虎鱼体长在OCA显著大于ARA和NCA的（P < 0.05），而焦氏舌鳎（Cynoglossus joyneri）体长在NCA显著大于ARA和OCA的（P < 0.05）。本研究表明：人工生境通过提升生境复杂性，形成有利于海洋生物资源恢复和个体发育的环境条件。饵料生物分布和物种洄游特性与不同生境间的连通性具有潜在的联系。
为了深入了解近岸海域不同生境间的群落格局及其相互联系，有必要探究影响人工生境和自然生境物种分布与生态连通性的潜在因素。本研究对江苏海州湾4种典型生境——人工鱼礁区（ARA）、紫菜养殖区（NCA）、牡蛎礁区（OCA）、天然海区（NA）的鱼类和无脊椎动物群落开展综合调查。结果显示，4种生境的物种丰度存在显著差异（P < 0.05），其中有一些重要物种能够同时存在于多种生境，也有些特有物种仅存在于一种生境。ARA中的口虾蛄（Oratosquilla oratoria）生物量远高于其他生境，矛尾虾虎鱼（Chaeturichthys stigmatias）体长在ARA、NCA和OCA均显著大于NA的（P < 0.05），这一差异与饵料生物分布密切相关。不同生活习性的鱼类体长分布差异表明，物种洄游行为在生物分布和生境连通中发挥重要作用。洄游性鱼类小黄鱼（Larimichthys polyactis）和青鳞小沙丁鱼（Sardinella zunasi）在人工生境内的体长显著大于自然生境的（P < 0.05）。定栖性鱼类如矛尾虾虎鱼体长在OCA显著大于ARA和NCA的（P < 0.05），而焦氏舌鳎（Cynoglossus joyneri）体长在NCA显著大于ARA和OCA的（P < 0.05）。本研究表明：人工生境通过提升生境复杂性，形成有利于海洋生物资源恢复和个体发育的环境条件。饵料生物分布和物种洄游特性与不同生境间的连通性具有潜在的联系。
2025, 47(1): 117-122.
doi: 10.12284/hyxb2025002
摘要:
本文报道了采自广西沿海沙质环境的3种中国新记录硅藻门植物，分别为沃氏海生双眉藻（Halamphora woelfeliae Stachura-Suchoples, Enke, Schlie, Schaub, Karsten & R.Jahn）、履沙盘藻（Psammodiscus calceatus Tsuy.Watanabe, Nagumo & Ji.Tanaka）和颗粒爱氏藻（Ehrenbergiulva granulosa (Grunow) A.Witkowski, Lange-Bertalot & Metzeltin）。对3个中国新记录种的形态特征、生态习性和地理分布进行了详细描述，丰富了我国海洋硅藻的生物多样性。
本文报道了采自广西沿海沙质环境的3种中国新记录硅藻门植物，分别为沃氏海生双眉藻（Halamphora woelfeliae Stachura-Suchoples, Enke, Schlie, Schaub, Karsten & R.Jahn）、履沙盘藻（Psammodiscus calceatus Tsuy.Watanabe, Nagumo & Ji.Tanaka）和颗粒爱氏藻（Ehrenbergiulva granulosa (Grunow) A.Witkowski, Lange-Bertalot & Metzeltin）。对3个中国新记录种的形态特征、生态习性和地理分布进行了详细描述，丰富了我国海洋硅藻的生物多样性。
2025, 47(1): 104-116.
doi: 10.12284/hyxb2025028
摘要:
溶解氧浓度是衡量海水水质的重要指标之一。为了及时掌握海水水质变化情况，降低海水污染风险及其带来的损失，建立海洋水质参数预测机制至关重要。为此，本文提出了一种基于浮标网络时空信息融合和改进生成对抗网络（Generative Adversarial Networks, GAN）的海水溶解氧浓度预测模型，旨在整合监测区域内浮标网络的拓扑信息并实现浮标传感器的多特征融合。该模型利用图注意力网络（Graph Attention Mechanism，GAT）挖掘不同近邻点对目标节点的影响，计算邻接节点的权重，从而捕获浮标数据的时空特征；通过双头注意力机制与双时间尺度更新规则（Two Time-Scale Update Rule, TTUR）优化GAN预测网络及网络训练过程，改善生成对抗网络的训练速度平衡问题，提高生成器网络的拟合效果。以均方误差、均方根误差、平均绝对误差与决定系数为评价指标进行模型预测性能对比，结果表明，所提出模型的各项评价指标均优于其他模型，能够有效挖掘多浮标的空间信息，克服了传统方法在海水溶解氧浓度预测中存在的精度低、无法灵活利用历史空间数据、训练稳定性差和速度慢等不足，可为海洋水质监测及预测提供重要的技术支撑。
溶解氧浓度是衡量海水水质的重要指标之一。为了及时掌握海水水质变化情况，降低海水污染风险及其带来的损失，建立海洋水质参数预测机制至关重要。为此，本文提出了一种基于浮标网络时空信息融合和改进生成对抗网络（Generative Adversarial Networks, GAN）的海水溶解氧浓度预测模型，旨在整合监测区域内浮标网络的拓扑信息并实现浮标传感器的多特征融合。该模型利用图注意力网络（Graph Attention Mechanism，GAT）挖掘不同近邻点对目标节点的影响，计算邻接节点的权重，从而捕获浮标数据的时空特征；通过双头注意力机制与双时间尺度更新规则（Two Time-Scale Update Rule, TTUR）优化GAN预测网络及网络训练过程，改善生成对抗网络的训练速度平衡问题，提高生成器网络的拟合效果。以均方误差、均方根误差、平均绝对误差与决定系数为评价指标进行模型预测性能对比，结果表明，所提出模型的各项评价指标均优于其他模型，能够有效挖掘多浮标的空间信息，克服了传统方法在海水溶解氧浓度预测中存在的精度低、无法灵活利用历史空间数据、训练稳定性差和速度慢等不足，可为海洋水质监测及预测提供重要的技术支撑。
2025, 47(1): 123-132.
doi: 10.12284/hyxb2025026
摘要:
基于贻贝指示的海洋微塑料污染生物监测是一种具有广阔应用前景的监测方法，然而目前该法前处理技术包含贻贝组织消解和微塑料密度分离操作多样，且各操作方案的科学性有待验证，导致利用该法得到的海洋微塑料污染监测结果准确性难以保证且数据不易对比。为全面评估多种贻贝组织消解和微塑料密度分离操作的准确性，并获得一种高效经济和可靠的前处理技术方案，本研究开展4种常见消解法（混合酸消解法、氢氧化钾消解法、芬顿消解法和蛋白酶K消解法）对比试验和3种浮选液（氯化钠饱和溶液、碘化钠饱和溶液和甲酸钾饱和溶液）微塑料密度分离试验，评估不同消解法对贻贝组织消解效率和对海洋中常见微塑料的形貌、光谱特征和回收率的影响及不同浮选液的微塑料分离效果，并通过单因素和响应面试验对消解条件进行优化。结果表明，芬顿消解法兼具对贻贝组织的高消解性和对微塑料的低破坏性，可作为优选消解方法，且经优化后，该法在H2O2（30%）体积40 mL，Fe2+浓度0.020 mol/L，温度59℃，pH 3.7和消解时间24 h条件下，对10 g贻贝组织的消解率达96.7%。同时本研究证实甲酸钾饱和溶液可替代氯化钠和碘化钠饱和溶液，用于高效分离提取消解液中的微塑料。以上研究的开展为基于贻贝指示的海洋微塑料污染生物监测前处理技术完善和标准化提供参考。
基于贻贝指示的海洋微塑料污染生物监测是一种具有广阔应用前景的监测方法，然而目前该法前处理技术包含贻贝组织消解和微塑料密度分离操作多样，且各操作方案的科学性有待验证，导致利用该法得到的海洋微塑料污染监测结果准确性难以保证且数据不易对比。为全面评估多种贻贝组织消解和微塑料密度分离操作的准确性，并获得一种高效经济和可靠的前处理技术方案，本研究开展4种常见消解法（混合酸消解法、氢氧化钾消解法、芬顿消解法和蛋白酶K消解法）对比试验和3种浮选液（氯化钠饱和溶液、碘化钠饱和溶液和甲酸钾饱和溶液）微塑料密度分离试验，评估不同消解法对贻贝组织消解效率和对海洋中常见微塑料的形貌、光谱特征和回收率的影响及不同浮选液的微塑料分离效果，并通过单因素和响应面试验对消解条件进行优化。结果表明，芬顿消解法兼具对贻贝组织的高消解性和对微塑料的低破坏性，可作为优选消解方法，且经优化后，该法在H2O2（30%）体积40 mL，Fe2+浓度0.020 mol/L，温度59℃，pH 3.7和消解时间24 h条件下，对10 g贻贝组织的消解率达96.7%。同时本研究证实甲酸钾饱和溶液可替代氯化钠和碘化钠饱和溶液，用于高效分离提取消解液中的微塑料。以上研究的开展为基于贻贝指示的海洋微塑料污染生物监测前处理技术完善和标准化提供参考。
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