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  • ISSN 1007-6336
  • CN 21-1168/X

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基于海冰热力学原理的营口海域冰厚演变规律及工程应用
马玉贤, 谭红建, 于福祥, 陈雪, 袁帅, 许宁, 史文奇
当前状态:  doi: 10.12111/j.mes.2022-x-0008
[摘要](466) [HTML全文](264) [PDF 1111KB](6)
摘要:
本文依据营口气象站1951年以来的气象观测数据,结合热力学模式HIGHTSI,重现了1951-2018年冬季(67 a)海冰的生长与融化过程。对计算结果进行分析,自1951年以来最大海冰厚度与平均海冰厚度的减小速率分别为0.255 cm/a和0.076 cm/a;海冰厚度随时间的演变规律为:海冰厚度越大,发生概率最大值对应的年份越早,即大于40 cm海冰厚度的最大概率发生于20世纪50年代,小于10 cm海冰厚度的最大概率发生于20世纪90年代。1951-2018年,每10年的代际海冰厚度分布概率分析结果表明,20世纪70年代为持续的常冰年冰情,20世纪90年代为持续的轻冰年,各海冰厚度的概率呈连续减小趋势;其余代际年份的冰情呈现轻冰年与重冰年的波动变化,各海冰厚度的概率呈减小-增大-减小的规律。本文定量描述了气候变化对营口冰情的影响,为海洋工程设计的海冰参数选取奠定了数据基础。
雷州半岛红树林表层沉积物正构烷烃组成分布特征研究
罗涛, 王遥平, 朱昀, 宋之光
当前状态:  doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0201
[摘要](940) [HTML全文](428) [PDF 890KB](16)
摘要:
本文研究了雷州半岛高桥镇、特呈岛、湖光镇和金沙湾4个区域红树林表层沉积物中正构烷烃的含量、组成分布及来源特征。结果表明,研究区域红树林表层沉积物中总有机碳(TOC)含量为0.10% ~ 5.62%,正构烷烃总含量(∑n-Alk)为0.69 ~ 16.60 μg/g(dw)。红树林表层沉积物中正构烷烃组成以中长链(n-C23 ~ n-C31)为主,呈单峰型分布。除金沙湾以外,其他区域红树林表层沉积物中正构烷烃组成奇偶优势明显。正构烷烃组成分布及平均链长(ACL)、碳优势指数(CPI)、短链/长链比值(∑n-C20/∑n-C21+)、陆海来源比值(TAR)、水生植物贡献比值(Paq)等指标的主成分分析(PCA)结果显示,研究区域红树林表层沉积物中正构烷烃主要来源于高等植物,其中,高桥镇红树林表层沉积物中正构烷烃主要来源于陆源高等植物,而部分湖光镇、特呈岛红树林表层沉积物中正构烷烃的水生植物来源贡献较大,金沙湾红树林表层沉积物中正构烷烃可能受人类活动的影响。因此,本研究认为,红树林表层沉积物中正构烷烃的组成分布可以较好地反映其物源输入特征。
黄河入海口沉积物脂肪烃的分布特征及源解析
麻亮, 房吉敦, 刘萍, 韩旭, 李学平, 王书平, 张军
当前状态:  doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0235
[摘要](1218) [HTML全文](527) [PDF 957KB](10)
摘要:
为探讨黄河流域生态环境变化对莱州湾生态环境的影响,本研究分析测试了黄河入海口70 cm沉积物柱状样总有机质参数、脂肪烃组成及含量。 结果表明:1968年前,黄河入海口沉积物中有机质含量较低,陆源高等植物源有机质和人类活动源石油烃在沉积物有机质中的占比都较低,藻类、细菌源有机质为沉积物有机质的主要来源;1968-2001年,黄河入海口沉积物中有机质含量逐年增高,沉积物中陆源有机质和人类活动源石油烃含量都呈增长趋势;2001-2010年,黄河入海口沉积物中有机质含量较低,其中,藻类、细菌源有机质占比增大,人类活动源的石油烃污染仍然明显;2010年后,黄河入海口沉积物中有机质含量又呈增高趋势,且沉积物中陆源有机质和人类活动源石油烃含量也呈增长趋势。综上,黄河入海口区域有机质污染程度较轻,沉积物有机质呈自然源和人类活动源混合输入特征,其中,人类活动源石油烃是该区域有机质污染的主要来源。
人类活动对40年间黄河三角洲湿地景观类型变化的影响
陈柯欣, 丛丕福, 雷威
当前状态:  doi: 10.12111/j.mes.20190002
[摘要](6723) [HTML全文](3773) [PDF 1215KB](99)
摘要:
为了解人类活动对黄河三角洲湿地景观类型变化的影响以及判别主导的人为因素,本文采用Landsat系列1976、1986、1996、2006、2016年卫星数据,利用景观转移矩阵、人类活动强度模型等方法对40 a人类活动影响下黄河三角洲湿地景观类型变化进行定量监测并对研究区内人类活动影响大小进行分区评估,研究结果如下:(1)受人类干扰影响较大的三种主要转换:自然湿地向人工和非湿地转移量最多、非湿地向人工湿地转移其次、人工湿地向非湿地转移最小。(2)40 a人类活动影响比率由前10 a的16.77%到后10 a达到了52.94%。1976~2006年农田开垦是影响景观类型变化的主要因素,2006~2016年间由各种人类活动影响导致的自然湿地面积变化转移分布较为均衡,向库塘转移比例较大占34%。1976~2016年整体上以农田开垦为主。(3)人类活动强度模型适用于黄河三角洲湿地人类活动强度的评估计算,从结果可以看出1976~2016年,重度干扰主要集中于沿海区域,未干扰和干扰减弱区主要集中于自然保护区内,与实际野外调查结果较为贴合。该研究结果可为有关部门对黄河三角洲湿地保护和管理、修复提供有利参考。
两种海洋硅藻透明胞外聚合颗粒物的产生及其生态学意义
郭康丽, 陈洁, 王小冬, 王艳
当前状态:  doi: 10.12111/j.mes.20190053
[摘要](14857) [HTML全文](12465) [PDF 968KB](97)
摘要:
透明胞外聚合颗粒物(transparent exopolymer particles,TEP)是一类由胞外多糖组成的透明胶状颗粒物质,对海洋生态系统碳循环具有重要意义。本研究以两种海洋硅藻布氏双尾藻(Ditylume brightwelii)和窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)为研究对象,研究了其在不同生长时期的TEP含量、TEP与叶绿素a(Chlorophyll a,Chl a)的关系及TEP 的C∶N。结果表明:两种硅藻在整个生长时期均产生TEP,且在不同生长时期的TEP含量不同。布氏双尾藻和窄隙角毛藻最大TEP产量分别在指数期、衰亡期。窄隙角毛藻单位细胞体积和单位Chl a所产最大TEP含量分别是184.91±14.03 fg Xeq./μm3、38.06±4.96 μg Xeq./μg Chl a,高出布氏双尾藻相应单位TEP含量的16倍和5倍。对两种硅藻的Chl a与TEP关系分析表明,在指数期会呈现TEP=α(Chl aβ的函数关系(布氏双尾藻:R2=0.98;窄隙角毛藻:R2=0.80)。两种硅藻TEP的C∶N比均高于Redfield比值(C∶N=106∶16)。说明TEP的产生具有种间差异性,且生长时期显著影响TEP产生效率。TEP的高含碳量对海洋碳循环有直接贡献。
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2022 年 4 期封面
2022, 41(4): 1-1.  
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 14406KB](0)
摘要:
2022 年 4 期目录
2022, 41(4): 1-2.  
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 252KB](0)
摘要:
涉海工程监管研究
倾倒活动对嵊泗上川山倾倒区及周边海域海底地形的影响研究
蒋芸芸, 邱桔斐, 席颖, 邓艳芬, 赵建丽
2022, 41(4): 489-495, 503.   doi: 10.12111/j.mes.20200361
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 0KB](0)
摘要:
嵊泗上川山海洋倾倒区于2010年11月正式获批,至今已使用10年,共接纳疏浚物4108.4万m3,为洋山深水港区的建设提供了有力保障。本文对2015-2017年的水深地形跟踪监测数据进行冲淤变化分析,分析了倾倒区及周边海域海底地形的变化特征,研究了疏浚物倾倒对海底地形的影响程度,探讨了影响倾倒区海底地形变化的因素。研究表明,短期内倾倒活动对倾倒区及周边海域的海底地形淤高起到了一定的作用,但该海域水动力条件较好,长期来看,海底地形的变化趋近于自然状态下的演变。
唐山乐亭菩提岛海上风电场对海洋生态空间的影响研究
赵蓓, 周艳荣, 邢聪聪, 刘娜娜, 李静, 康君录
2022, 41(4): 496-503.   doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0270
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 0KB](0)
摘要:
海上风电场建设与运营对海洋生态空间影响的研究具有重要意义。本文以唐山乐亭菩提岛海上风电场为例,识别了海上风电场周边鸟类、海洋生物及其多样性、渔业资源等海洋生态空间受影响因子;根据影响海洋生态空间的主要要素及其受影响因子,开展了相关数据的现场调查与资料搜集;结合电磁环境、海洋生物等实测数据以及噪声、鸟类等搜集资料,评估了海上风电场对海洋生态空间的影响。研究结果表明,案例区海上风电场施工期噪声远大于运营期,海面以上及水下电磁干扰很小;海上风电场对海洋生态空间的影响多集中于施工期,运营期产生的影响相对较小。
基于海洋生态影响的液化天然气接收站取排水用海研究
李琛, 胡恒, 岳奇, 邵文宏, 王丙晖
2022, 41(4): 504-508, 518.   doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0135
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 0KB](0)
摘要:
天然气作为优质、绿色清洁的能源得到了高度重视,沿海地区陆续建成多座液化天然气(LNG)接收站,接收站取、排水过程的卷载效应和余氯会对周边海洋生态环境产生一定程度的影响。本研究以全国沿海部分地区的8个拟建或在建液化天然气接收站项目为例,对液化天然气接收站的项目规模、取排水量、取排水设施选址、用海规模、冷排水及余氯影响范围等方面进行了分析。研究认为,当前我国液化天然气接收站取、排水用海的管理存在管理制度不健全、技术标准缺失等问题。针对存在的问题,文章从管理、标准、规划等角度提出了进一步加强液化天然气接收站取、排水用海管理的建议。
调查与研究
湛江湾表层沉积物不同形态磷的变化特征
周凤霞, 袁柳婷, 陆旋, 陈法锦, 朱庆梅, 孟亚飞
2022, 41(4): 509-518.   doi: 10.12111/j.mes.20210095
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 3935KB](0)
摘要:
湛江湾是典型的口小腹大型海湾,早期研究表明,湛江湾呈中等磷限制潜在性富营养化。沉积物磷释放能增加水体富营养化的风险。本研究对春季和夏季湛江湾表层沉积物中的无机磷(IP)、有机磷(OP)和总磷(TP)进行了测定和分析,探讨了不同形态磷的空间分布特征和季节变化情况,并对其时空变化的影响因素进行了分析,研究结果可为湛江湾的环境保护提供科学依据和数据支持。主要研究结果如下:春季,湛江湾表层沉积物中IP、OP和TP的含量分别为236.2 μg/g、111.3 μg/g和347.5 μg/g,夏季,IP、OP和TP的含量分别为168.8 μg/g、92.4 μg/g和261.2 μg/g,3种形态磷的含量均为春季高、夏季低;两个季节的IP、OP和TP含量均在湛江湾支湾最高,沿岸海域次之,中部海域最低;IP占TP的比例在湛江湾沿岸海域和中部海域较高,OP占TP的比例在支湾较高。湛江湾表层沉积物中不同形态磷具有明显的空间分布和季节变化特征。有机质降解、河流输入、沿岸废水排放、水产养殖、沉积物粒度组成、水动力条件等是造成湛江湾表层沉积物中不同形态磷含量空间和季节变化的重要原因。
基于卫星遥感数据的东海浮游植物对台风响应研究
李雅辰, 王胜强, 孙德勇, 焦红波, 张海龙
2022, 41(4): 519-525.   doi: 10.12111/j.mes.20200260
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 3956KB](0)
摘要:
台风是发生在热带或副热带海洋上的一种强烈气旋性涡旋,能够对海洋环境产生一定的影响。本文基于中分辨率成像光谱仪MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)和地球静止海洋水色成像仪GOCI(geostationary ocean color imager)卫星遥感数据,对2018年东海海域台风过境后浮游植物的响应进行研究。研究发现,2018年7支过境东海的台风影响程度不一,其中台风“苏力”的影响比较明显,过境后海表面温度平均降低约2.53 ℃;叶绿素a的浓度增加约1.15 mg/m3。台风影响出现差异的原因是台风能否产生上升流,该过程主要受风力、移动速度和过境时长等因素影响,风力越大、移动速度越慢、过境时间越长的台风对过境海域的影响越大,反之亦然。本研究为理解台风对海洋生态系统的影响及其程度提供了科学参考。
潮汐作用对黄河口滨海浅层地下水细菌群落结构的影响
尹霞, 许晓晴, 王勋功, 李思琦, 甄毓
2022, 41(4): 526-533.   doi: 10.12111/j.mes.20210026
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 906KB](0)
摘要:
本研究通过连续采样获得完整潮汐周期的地下水样品,利用高通量测序和实时荧光定量PCR技术对样品中受潮汐作用影响的细菌群落结构进行研究。结果发现,在涨潮期细菌群落组成发生明显变化,其中,海洋细菌的占比逐渐增大,而在退潮期细菌群落组成趋于稳定。细菌丰度在涨潮前期较高,在涨潮后期及退潮阶段有所降低。SiO32−是显著影响地下水中细菌群落结构和丰度的环境因子(P<0.05)。综上可知,潮汐作用对滨海浅层地下水中微生物群落特征有明显影响。
长江口邻近海域表层沉积物重金属赋存形态及生态危害评估
符运拓, 杨红, 王春峰
2022, 41(4): 534-542, 553.   doi: 10.12111/j.mes2021-x-0060
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 1509KB](0)
摘要:
为探究长江口东南支海域表层沉积物重金属形态分布特征及污染状况,本研究于2019年12月在长江口邻近海域采集了18份表层沉积物样品,使用微波消解法以及改进后的沉积物重金属形态分析的连续提取法分别分析了沉积物中7种重金属(Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、As、Ni)的总量和各形态含量,结合沉积物质量基准(SQG)、风险商(HQ)等方法初步探讨了长江口邻近海域表层沉积物中重金属的赋存形态特征,并评估了其生态风险。结果显示,从近岸到近海,重金属含量梯度逐渐减小,除Cd、Cr属于Ⅱ级标准,其余重金属平均含量均达到海洋沉积物质量Ⅰ级标准。长江口邻近海域沉积物呈中性−弱碱性,属还原环境;Zn、Pb、Cd以次生相为主要赋存形态,对环境条件变化较为敏感,其中Cd次生相的质量分数最高(74.2%),且以可还原态为主要赋存形态,Cu、Cr、As、Ni以原生相为主要赋存形态,性状相对稳定。生态风险评估结果表明,长江口邻近海域表层沉积物重金属的组合生物效应对水生生物产生危害的概率较低。As与Cd元素的生态风险较高,尤其是Cd,易被生物利用,对环境危害性更强,需要引起重视。
高滤食压力下贻贝筏式养殖场及周边海域浮游植物群落特征
关莹莹, 林军, 焦俊鹏, 刘洪生
2022, 41(4): 543-553.   doi: 10.12111/j.mes2021-x-0018
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 1833KB](0)
摘要:
本文基于2020年7月至2021年3月浙江省枸杞岛贻贝筏式养殖场及周边海域5个航次的调查数据,分析了养殖场内、外浮游植物群落特征及其优势种与环境因子变化的关系。调查海域共鉴定到浮游植物4门63属146种,优势种主要有中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、夜光藻(Noctiluca scintillans)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata)等,优势种组成、香农−威纳指数、物种均匀度和物种丰富度随季节的更替变化显著。浮游植物细胞丰度在时间上呈现7月>10月>9月>12月>3月的变化趋势。空间分布上,在浮游植物高生物量的季节,5 m以浅养殖贝类所处水层中养殖场内的浮游植物平均丰度较养殖场外表层显著偏低,也显著低于场内的全水层平均丰度,最大可低一个数量级以上。上述现象在浮游植物生物量较高的7月和10月尤为明显;低生物量的冬季,冷却对流导致水体垂向混合强烈,且贻贝因水温偏低和浊度升高而降低了滤食率,故场内外和表底层的浮游植物丰度差异均较小。养殖贻贝分别通过滤食和排泄改变浮游植物种群构成和水体营养盐循环速率,直接或间接影响了养殖场内浮游植物群落的时空分布,并因下行或上行控制使养殖场内浮游植物群落结构较场外稳定性更高。
天津大神堂牡蛎礁保护区海域海水水质变化趋势分析与评价
徐冠球, 谭晓璇, 屠建波, 石海明, 何荣, 刘洋
2022, 41(4): 554-562.   doi: 10.12111/j.mes2021-x-0051
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 1076KB](0)
摘要:
本文根据2015-2020年6个航次的调查数据,对天津大神堂牡蛎礁海域海水温度、盐度、透明度、pH、溶解氧(DO)、溶解无机氮(DIN)、溶解无机磷(DIP)、化学需氧量(COD)、油类、重金属、悬浮物(SS)和叶绿素a(Chl a)共18项水质指标进行分析,并通过营养状态指数(E)、营养状态质量指数(NQI)和综合污染指数(P)对牡蛎礁保护区海域的海水状况进行综合分析与评价。研究结果显示:大神堂牡蛎礁海域的主要超标因子,按贡献率从高到低依次为DIN、DIP、COD、油类和DO;不同年份海水受污染程度和主要污染物水平存在极显著的年度差异(P<0.001);调查期间,海水N/P出现较大变化,由基本不存在氮、磷营养盐结构限制转变为明显的磷限制;海域Chl a和初级生产力总体保持稳定。
2020年夏季威海瑜泰海洋牧场底层海水溶解氧的日变化研究
于兵, 刘子洲, 翟方国, 顾艳镇, 吴文凡
2022, 41(4): 563-571.   doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0070
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 2229KB](0)
摘要:
利用2020年8月威海瑜泰海洋牧场获取的定点在线观测数据和大面航次观测数据,研究了夏季海洋牧场底层海水溶解氧的日变化特征,并探讨了其影响机制。结果表明,底层海水溶解氧浓度日变化的平均范围为4.02~4.45 mg/L,呈现单峰结构,溶解氧浓度逐时的月标准差则存在多个峰值,溶解氧浓度每日峰值出现的时刻随日期推移向后延迟,其中,浓度最大值多出现在12时;饱和溶解氧浓度主要受到温度的影响,其每日的变化幅度仅为溶解氧浓度的十分之一;表观耗氧量日变化平均值范围为2.75~3.21 mg/L,底层海水始终处于不饱和状态;溶解氧浓度的日变化并不受温度的直接控制,而潮汐引起的水面升降可能会改变到达底层水体的净太阳辐射的强度,从而通过控制光合作用的强弱来影响溶解氧浓度的日变化,此外,平流输运也会对溶解氧浓度的日变化产生影响。本文结果可为进一步研究海洋生态环境及其影响机理提供参考,具有较高的生态与经济价值。
渤海和北黄海 CDOM 的来源、时空分布及其调控机制
刘梦梦, 张永, 崔全刚
2022, 41(4): 572-578.   doi: 10.12111/j.mes2021-x-0027
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 10882KB](0)
摘要:
有色溶解有机物(CDOM)是DOM储库中具有光学特性的部分,对海洋碳循环具有重要的影响。依据2019年7月和12月的两个航次调查资料,本文分析了夏、冬两季渤海和北黄海CDOM的来源、时空分布及其调控机制。渤海和北黄海CDOM的来源存在差异,渤海主要受控于陆源输入,局部海域受现场生产的显著影响;北黄海主要受现场生产的影响。研究海域内CDOM的丰度、分子量及类腐殖质组分均呈现近岸高远岸低的水平分布特征,类蛋白组分呈斑块状分布特征。无论是夏季还是冬季,渤海CDOM的丰度、分子量及类腐殖质组分均高于北黄海,类蛋白组分在两海域的差异相对较小。渤海和北黄海夏季CDOM的吸光性质变化范围较宽,由夏季至冬季,在光降解及微生物降解过程的持续作用下,活性CDOM逐渐消耗或者部分转化为惰性CDOM,致使冬季CDOM的吸光性质变化范围收窄,差异明显降低。
南海珊瑚礁区棘冠海星重金属含量及其生物积累特征分析
赵思佳, 张媛媛, 余克服, 俞小鹏, 陈飚, 许勇前, 葛瑞琪
2022, 41(4): 579-585.   doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0063
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摘要:
棘冠海星(Acanthaster planci)是珊瑚的天敌,可以对珊瑚礁生态系统造成重大的危害,但迄今尚未见其重金属含量与生物积累特征的报道。本文以南海珊瑚礁区的棘冠海星为研究对象,利用电感耦合等离子体质谱仪测定其12种重金属(含类金属As)的含量,通过主成分分析、Kruskal-Wallis方差检验的方法解析其分布特征。结果表明,因棘冠海星各组织器官的结构与功能差异,V、Cr、Cu、As、Cd、Fe、Zn、Mo主要富集在幽门盲囊、胃和生殖腺等内质中;Mn、Co、Ni、Pb主要富集在骨骼、棘刺和体壁。棘冠海星极易通过生物富集与放大效应积累环境中的Zn、As、Cd,其积累特征也与个体的代谢活性及生理调控特性有关。本文的研究结果为了解棘冠海星的暴发过程与保护珊瑚礁生态系统提供了科学依据。
不同季节秦皇岛近岸水体颗粒物粒径分布特征研究
岳建权, 姜玲玲, 王林, 邵鑫琪, 王龙霄, 李强
2022, 41(4): 586-594.   doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0064
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摘要:
颗粒物粒径分布(particle size distribution,PSD)代表颗粒物的数量浓度随粒径的变化特征,掌握PSD的分布信息对于理解海洋碳循环和量化生态系统的结构和功能具有重要意义。基于2017年夏季和秋季两个航次的现场实测数据,本文进行了参考粒径D0对PSD的影响研究,探讨了秦皇岛近岸水体不同季节PSD的分布特征。研究发现,大多数站位PSD的分布规律符合幂律模型,但是模型中参考粒径的取值对拟合精度和PSD斜率有较大的影响。夏季,参考粒径大于26.7 μm;秋季,参考粒径大于61.2 μm,此范围内平均绝对百分比误差值较小。在获取秦皇岛近岸水体粒径分布信息时,结合PSD斜率的变化研究,将43.9 μm、85.2 μm分别作为夏季和秋季的最佳参考粒径。在此基础上,得出夏季和秋季表层水体PSD斜率的变化范围分别为2.44~4.62和2.30~3.76,秋季水体颗粒物的平均粒径高于夏季水体。此外,本文还研究了PSD斜率与衰减光谱斜率γ之间的关系,两者呈现良好的线性关系,夏季和秋季的相关系数分别为0.63和0.68,该结论为利用遥感技术有效地监测海洋颗粒物的分布信息提供了良好的理论基础和技术支撑。
2019年秦皇岛海域海洋卡盾藻赤潮与理化因子关系研究
陈作艺, 张甲波, 王刚, 刘会欣, 王建艳
2022, 41(4): 595-602.   doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0017
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摘要:
2019年7月23日至7月29日,河北秦皇岛海域暴发了一次小规模的海洋卡盾藻(Chattonella marina)赤潮(最高浓度达2.22×106 cell/L)。本文对该次赤潮进行了监测,同时选取当期海域浮标在线监测数据(表层海水温度、降雨量、盐度、浊度、pH、溶解氧、叶绿素a和营养盐等)进行了海洋卡盾藻赤潮与环境要素变化规律的分析。分析结果表明,7月23日的强降雨是此次海洋卡盾藻赤潮的关键诱因,降雨带来的陆源营养盐使海水中营养盐的浓度与组成比例发生变化,表现在NO3-N、NO2-N和DIP含量增高,NO3-N在DIN中占比提高,为海洋卡盾藻赤潮的形成提供了良好的营养基础。海洋卡盾藻的密度变化与溶解氧和pH两项浮标数据变化的趋势呈正相关(相关系数r分别为0.85和0.77,0.01<p<0.05),验证了浮标在线监测理化数据在赤潮跟踪预警中的有效性。此次海洋卡盾藻赤潮期间,调查站位的浮游植物优势种群经历了丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)、双突角毛藻(Chaetoceros didymus)——丹麦细柱藻、海洋卡盾藻——海洋卡盾藻3个阶段的演替过程,卡盾藻不同于硅藻的营养吸收策略和生殖策略可能是其在浮游植物群落中获得竞争优势,形成赤潮的原因。
2010-2020年马来西亚马登红树林遥感监测与景观格局变化分析
王心哲, 谭琳琳, 范剑超
2022, 41(4): 603-609.   doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0039
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摘要:
本文以Landsat 5、Landsat 7、Landsat 8多时相卫星遥感影像为基础,使用支持向量机与专家解译相结合的方法提取红树林信息,统计分析了2010-2020年红树林的面积和形态变化情况,并使用土地利用转移矩阵和景观格局指数对马登红树林进行评价。结果显示:2010-2020年,马登红树林的面积呈有增有减的曲折变化趋势,2020年马登红树林的面积为396.59 km2,增加19.41 km2,其中2019-2020年马登红树林的面积增加最多,增长速率为31.56 km2/a;马登红树林的减少是因为池塘养殖和陆地作物的种植,增加是因为红树林的自然恢复和人工种植;马登红树林的斑块破碎化程度略微加重,斑块形状趋于复杂化,但聚集度很高,2011-2015年人类对红树林的干扰程度最强。本文的研究结果可为马登红树林保护区的管理提供理论指导。
国际海底区域矿产资源开发环境管理规则制定与应对
王金鹏, 王春娟, 刘大海
2022, 41(4): 610-618, 627.   doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0157
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摘要:
随着国际海底区域矿产资源开发日益向现实趋近,国际海底管理局开始制订“区域”矿产资源的开发规章,对“区域”矿产资源开发及相关环境保护要求作出规定。开发规章规定了包括环境管理和监测计划以及环境管理系统在内的环境管理规则。但目前,各国围绕环境管理和监测计划的标准、环境管理系统的内涵、独立专家的权限及其意见的效力、开发活动与海底电缆管道保护的关系仍存在明显的分歧与争议。我国应积极参与开发规章环境管理规则的谈判,提出“中国方案”,主张开发规章应体现《联合国海洋法公约》及其《第十一部分执行协定》的有关规定,实现资源开发利用与生态环境保护之间的合理平衡。
技术与方法
基于哨兵二号遥感影像的近海养殖区提取方法研究
胡姣婵, 黄梦迪, 于浩洋, 李清波
2022, 41(4): 619-627.   doi: 10.12111/j.mes.2021-x-160
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摘要:
卫星遥感为近海养殖区信息的精确提取提供了有效的技术手段,对实现海水养殖业的科学监管具有重要意义。现有光学遥感手段对养殖区信息的提取多侧重于影像空间特征的使用,对于光谱和空间信息的结合在养殖区特征表达与判别提取方面的综合利用还有待进一步挖掘。本文利用哨兵二号卫星遥感影像,针对近海养殖区小样本、多维度、水体组分复杂等特点,提出了一种光谱和空间信息结合的养殖区提取算法。首先通过指数计算增强养殖区目标的特征表达能力;在此基础上采用支持向量机模型进行光谱信息的初分类;最后结合马尔科夫随机场模型对初分类结果进行后处理,综合利用谱空信息实现近海养殖区信息的精准提取。该算法在研究区达到了94.46%的整体分类精度,相较于仅利用光谱信息和纹理特征增强的方法,各类养殖区的提取精度均有明显提升,提取结果中海水与浮筏的混分现象也得到了有效改善。本文算法模型为近海养殖区的自动提取提供了一种新思路。
Argo温度数据的ConvGRU模型预测分析
张雪薇, 韩震
2022, 41(4): 628-635.   doi: 10.12111/j.mes.20210054
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摘要:
Argo(Array for Real-time Geostrophic Oceanography)是海洋环境信息的重要来源之一,可通过自动剖面浮标、卫星定位和数据同化等技术获取大范围全球海洋上层之间的海温剖面资料。本文利用ConvGRU(Convolutional Gate Recurrent Unit)作为Argo温度的预测模型,以西北太平洋部分海域为研究区域,选取2004-2018年Argo数据作为训练数据,对2019年的0 m、50 m、100 m、200 m和300 m 不同深度位置水平剖面进行了预测分析。研究结果表明:ConvGRU模型对Argo温度数据的变化趋势具有较好的模拟能力;预测模型的训练集和验证集的RMSE(root mean squared error)均值分别为0.0462 ℃和0.0463 ℃,MAE(mean absolute error)均值分别为0.0442 ℃和0.0450 ℃,其Acc(accuracy)都在99%以上;对于预测评估,RE(relative error)的误差范围为0.0228~0.0427,预测变化的空间特性与真实值的吻合程度较高。
觉华岛海域人工鱼礁生态系统能量传递与功能研究
张子玥, 杨薇, 孙涛, 舒安平, 冯剑丰, 刘海飞
2022, 41(4): 636-643.   doi: 10.12111/j.mes.20210013
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摘要:
人工鱼礁是海洋牧场建设的重要组成部分,阐明其系统结构特征及能量流动规律是评估人工鱼礁资源养护和生态修复的重要基础。本文以辽东湾觉华岛海域人工鱼礁生态系统为研究对象,基于2019年春、夏、秋季的生物资源调查,通过稳定同位素技术和生态通道(Ecopath)模型构建了该人工鱼礁系统的生态通道模型,揭示了人工鱼礁建设的生态修复效果。研究结果显示,该生态系统以牧食食物链占主导,营养级为1~4.10,最高营养级为鲬,关键种为日本蟳。系统总能量传递效率为6.28%,35.08%的能量未进一步利用,流入碎屑。总初级生产/总呼吸为2.98,显示该系统为自养演替;联结指数为0.28,系统杂食指数为0.32,Finn's循环指数为6.08%,平均能流路径长度为2.49,说明该系统的生态系统规模、物质再循环率、复杂度及稳定性均较高,但仍处于发育阶段,距离成熟系统仍有一定差距。
基于相似阈值学习的台风路径分类方法
赵丹枫, 许强, 黄洲, 黄冬梅, 苏诚
2022, 41(4): 644-652.   doi: 10.12111/j.mes.20200070
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摘要:
台风路径分类是分析台风特征的重要途径,同时也是判断台风影响区域和范围的重要方法。目前台风的分类研究主要采用主观识别和K-means聚类等方法,这些方法存在传统聚类算法产生的随机性问题和依赖人工经验设置模型参数的智能化问题,以及针对特定台风研究而导致的局限性问题。针对以上问题,本文提出一种基于相似阈值学习的台风路径分类方法,首先,提出基于密度质心的混合聚类算法,实现了热点区域挖掘,减少了传统方法的随机性;其次,提出基于fastDTW的自适应模体处理算法,实现了更为智能化的路径分类;最后,以登陆湛江的台风路径为例,展示并验证了混合聚类方法的分类效果。

编:王菊英

刊:1982年 双月刊

管:生态环境部

办:国家海洋环境监测中心、中国海洋学会

话:0411-84783126

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