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海洋学研究 2022 Vol.40 按期号、起始页码排序
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热带西北太平洋0~300 m热含量的年代际变化
蒋佳茗, 汪亦蕾
海洋学研究    2022, 40 (1): 1-11.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2022.01.001
摘要520)      PDF(pc) (3850KB)(369)   
太平洋是海表温度年际变化和年代际变化发生的主要区域,但对太平洋海洋热含量变化的研究相对较少。为此, 本文分析了1980—2020年太平洋上层(0~300 m)热含量的时空变化特征。基于IAP数据,本文首先利用集合经验模态分解法(EEMD)提取不同时间尺度的海洋热含量信号,并利用正交经验分解法(EOF)对不同时间尺度的海洋热含量进行时空特征分析,得到了太平洋0~300 m海洋热含量的年际变化、年代际变化以及长期变暖的时空特征。结果表明,除了年际变化之外,热带西北太平洋上层热含量还存在明显的年代际变化和长期变暖趋势。在东太平洋和高纬度西太平洋,热含量的年代际变化特征并不突出。热带西北太平洋热含量的年代际变化在1980—1988年和1999—2013年较高,而在1989—1998年和2014—2020年期间较低。此外,针对热带西北太平洋热含量的经向、纬向和垂向特征分析,发现这种年代际变化主要发生在5°N—20°N,120°E—180°E,次表层50~200 m范围内。热带西北太平洋热含量的年代际变化对全球海表温度的年代际变化有着重要作用。
长江口海域潮汐和潮流的观测研究
曾定勇, 宣基亮, 黄大吉, 等
海洋学研究    2022, 40 (1): 12-20.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2022.01.002
摘要1488)      PDF(pc) (2926KB)(757)   
长江口邻近海域具有显著的强潮特征,除近岸海域外,离岸海域缺乏长期实测的潮汐潮流资料。本文分析了长时间序列的水位观测资料,结果显示长江口海域的潮汐类型属于正规半日潮,近岸海域浅水分潮显著;M2分潮是最显著的半日分潮,振幅具有从东面开阔海域向西面杭州湾口浅水海域或岛群增加的趋势。剖面海流观测资料表明本海域的潮流类型为正规半日潮流,M2分潮流是最显著的半日分潮流,以旋转潮流为主;长江口门南侧两站为逆时针旋转,口门以东站位均为顺时针旋转。潮流的垂直结构具有显著的空间差异,M2分潮流的椭圆率多为负值,潮流的椭圆率、最大流速方向和最大流速到达时间都随深度变化显著。
基于潮间带现场数据的底部切应力算法对比
孙剑雄, 张文祥, 史本伟
海洋学研究    2022, 40 (1): 21-32.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2022.01.003
摘要461)      PDF(pc) (2851KB)(660)   
底部切应力作为水动力和泥沙输移模型中的关键参数,对底床泥沙起动、侵蚀淤积速率的研究十分重要。目前基于现场实测流速数据计算底部切应力的理论方法有6种:LPmean法、LPmax法、TKE法、TKEW法、RS法和ID法,这些方法都有其特定的适用条件。河口海岸浅水区域水流和波浪作用复杂,遴选合适的方法计算底部切应力非常重要。本文以江苏大丰斗龙港1个观测点(中值粒径为68.56 μm)和上海崇明东滩2个观测点(中值粒径分别为12.89 μm和45.02 μm)为例,利用声学三维高频流速仪ADV (Acoustic Doppler Velocimetry)和波潮仪(RBRwave)进行现场数据采集,分别用6种理论计算方法对底部切应力进行计算,结果表明:(1)LPmean法受到平均流速、仪器探头距离底部床面高度以及波浪强弱的影响,会低估底部切应力;(2)LPmax法和TKE法在流速变化幅度较大、波浪作用明显的潮间带浅水环境会高估底部切应力;(3)TKEW法在TKE法的基础上进行了改进,更适用于波浪作用强烈的潮间带浅水环境底部切应力的计算;(4)RS法计算结果受到波浪影响会产生误差,存在较大波浪时,ID法计算结果比RS法计算结果更加可信,但是在水深条件不足时,ID法会高估底部切应力。
破碎区至冲泻区波浪非线性特征的实验研究
邓斌, 张雯, 蒋昌波, 等
海洋学研究    2022, 40 (1): 33-41.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2022.01.004
摘要410)      PDF(pc) (2287KB)(221)   
本文利用粒子图像测速系统和浪高仪对3种概化岸坡下破碎区至冲泻区的波高、流速等水动力学参数进行实验测量,并基于二阶谱方法分析波高和流速的概率密度分布,统计了破碎区至冲泻区内波高和流速的偏度、不对称度、峰度等高阶非线性变量。结果表明:破碎区至冲泻区内的波高和流速均偏离正态分布,波高偏度和峰度在向近岸传播过程中先减小后增大,不对称度先增大后减小,波高的非线性特征受坡度影响不大。3种工况下流速表现出不同的非线性分布特征,在陡坡和复合坡中,各断面流速偏度分布特征不明显,而在缓坡中各断面流速偏度的垂线分布自床面到自由水面呈现先增大后减小的特征;3种工况下流速的不对称度随距床面距离的增大均呈现先增大后减小的变化趋势。

基于OpenFOAM波浪—植物相互作用的数值模拟研究
张宸浩, 张明亮, 柴崇顼, 等
海洋学研究    2022, 40 (1): 42-52.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2022.01.005
摘要625)      PDF(pc) (2791KB)(255)   
海岸带盐沼植物能够减小波浪流速、削弱波能,具有生态缓冲功能,研究河口海岸盐沼植物对波浪的消减机理对于近岸区域的固岸护堤具有重要意义。本研究利用开源CFD软件包OpenFOAM建立三维数值模型。首先模拟了溃坝波越过三角障碍物及孤立波在斜坡海岸的爬坡过程,结果显示OpenFOAM模型可精确地捕捉溃坝波传播和孤立波自由水面的运动过程。随后模拟了孤立波在植物波浪水槽中的形成、发展和衰减过程,孤立波通过植物带后波高明显降低,植物对波浪能量的衰减作用明显。最后探讨了正弦波在植物海岸上的传播过程,结果表明波高衰减程度与入射波波高、植物密度、植物拖曳力以及海岸坡陡均成正比。

HY-1C卫星运行轨道的计算研究
刘建阳, 毛志华, 施逸
海洋学研究    2022, 40 (1): 53-63.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2022.01.006
摘要603)      PDF(pc) (2798KB)(353)   
轨道数据是卫星资料处理过程涉及的重要参数,高质量HY1C卫星产品离不开准确的轨道计算。本文从两行报(TwoLine Orbital Element,TLE)中提取数据,使用STK(Satellite Tool Kit)软件准确模拟出卫星轨道并输出星历表,通过比较两种计算HY1C卫星轨道算法的精度,评估摄动因素对轨道计算的影响。方法一未考虑摄动,以参考时间的轨道根数为基础外推出观测时间的星历参数,进而计算卫星轨道数据;方法二采用考虑摄动的SGP4模型进行轨道计算。结果表明摄动对轨道计算结果影响明显:不考虑摄动的算法随着时间的推移误差显著增大,0.5 h内位置和速度误差分别小于10 km和10 m/s;考虑摄动的SGP4模型算法计算速度快、计算精度高且稳定性好,24 h内位置和速度误差分别小于68 m和0.051 m/s。因此,SGP4模型算法可用于近轨卫星HY1C的高精度轨道计算。

基于高光谱传感器的长江口表层悬浮泥沙质量浓度光谱曲线特征研究#br#
栾奎峰, 徐航, 潘与佳, 等
海洋学研究    2022, 40 (1): 64-71.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2022.01.007
摘要317)      PDF(pc) (1657KB)(234)   
悬浮泥沙质量浓度(SSC)是我国河口水体研究的重要水质参数之一,遥感测定SSC是一种重要的方法。为了研究遥感光谱数据和表层悬浮泥沙质量浓度(SSSC)之间的定量梯度关系,本文采集了长江口南汇嘴附近的表层沉积物,定量设计了SSSC的梯度变化值,利用ASD高光谱仪对不同质量浓度含沙水体进行了光学特性测量。结果表明,随着SSSC的增加,水体的光谱反射率曲线具有相似的形态,但也存在一定的差异。当SSSC<36.59 mg/L时,光谱曲线仅在560~580 nm之间有1个反射峰;当SSSC>52.69 mg/L时,光谱曲线第一反射峰位于570~710 nm,并在近红外波段780~820 nm处出现第二反射峰。光谱曲线第一峰值区间存在明显的“红移”现象,且波长的“红移”变化与SSSC的线性拟合R2达到0.91,说明两者呈较强的线性相关性。在400~900 nm光谱范围内,600~860 nm波段对0~200 mg/L范围内的SSSC变化较敏感且比较稳定,740~900 nm波段对>200 mg/L的SSSC的变化具有更强的响应能力。

基于LS-SVM的多系统融合GNSS-MR潮位反演
游高冲, 郭杭, 罗孝文, 等
海洋学研究    2022, 40 (1): 72-.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2022.01.008
摘要298)      PDF(pc) (3158KB)(177)   
针对单系统GNSS-MR潮位监测中反演精度和时间分辨率低的问题,提出了一种基于LS-SVM的多系统融合潮位反演方法。利用香港HKQT站连续30 d的GPS、BDS、Galileo、GLONASS卫星观测数据进行实验,比较了基于滑动窗口最小二乘法、SVR、LS-SVM三种多系统融合方法。结果表明:基于LS-SVM的多系统融合潮位反演与单系统GNSS-MR潮位反演RMSE最小的BDS系统相比,RMSE值减小了55.8%、相关系数提高了4.1%;与单系统潮位反演时间分辨率最高的GLONASS系统相比,时间分辨率提高了59.3%;与基于SVR模型的多系统融合潮位反演相比,RMSE值减小了52.3%,相关系数提高了2.2%;与基于滑动窗口最小二乘法的多系统融合潮位反演相比,RMSE值减小了41.1%,相关系数提高了1.2%。基于LS-SVM的多系统融合潮位反演比滑动窗口最小二乘法、SVR算法具有更优的潮位反演性能。

基于空气介质的光学溶解氧传感器便捷校准方法研究
高顺, 张颖颖, 袁达, 等
海洋学研究    2022, 40 (1): 81-88.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2022.01.009
摘要379)      PDF(pc) (1681KB)(454)   
基于荧光猝灭原理的光学溶解氧传感器可获得海水溶解氧时空数据,被广泛应用于海洋环境长期监测,但因其在贮存期间和布放期间会发生“贮存漂移”和“测量漂移”,需要进行校准。现有的实验室校准方法周期长、操作复杂。本文研究了光学溶解氧传感器在空气和水体两种不同介质中的响应特性,提出一种利用空气介质的光学溶解氧传感器现场校准方法,并在此基础上建立了仪器的两点校准模型。经实验验证,该校准方法能够有效修正溶解氧传感器的数据漂移,校正后的传感器测定值与Winkler滴定的标准值偏差在±6 μmol·L-1以内。该方法可以实现光学溶解氧传感器的便捷快速校正,免去实验室维护的繁琐步骤,提高监测数据质量,保持监测数据的连续性,具有重要的应用价值。

基于文献计量法的涌潮研究动态分析
张舒羽, 丁涛, 刘进宝, 等
海洋学研究    2022, 40 (1): 89-100.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2022.01.010
摘要227)      PDF(pc) (2937KB)(270)   
以中国知网(CNKI)和Web of Science核心合集数据库为数据源,采用文献计量学方法,借助CiteSpace可视化分析软件,对国内外研究涌潮的国家、机构、作者、载文期刊及关键词等进行分析。在CNKI共检索出433个研究机构的632名作者在239种刊物上发表的652篇文献(1964—2020年),“钱塘江河口”和“长江口北支”是国内关注度较高的区域;“涌潮形态”、“河床演变”、“涌潮压力”和“涌潮高度”等为研究的热点关键词;“涌潮数学模型”和“模型试验”等为涌潮研究的重要手段。在Web of Science共检索出美国、澳大利亚和中国等34个国家224个研究机构的447名作者在143种刊物上发表的277篇文献(1908—2020年)。文献对中国的钱塘江、法国的Seine River、Garonne River和巴西的Amazon River等关注度较高;“turbulence”、“sediment transport”、“hydraulic jump”、“wave” 和“environmental impact”等为研究的热点问题;“physical modelling”、“field measurements”和“numerical modeling”等为涌潮研究的重要手段。国内外涌潮研究论文数量在年际间虽有波动,但总体呈现出快速增长趋势,研究成果丰富。因受特定的河口地域条件限制,涌潮研究机构相对集中,论文发表总量不多。本文客观地分析了国内外涌潮研究现状,可为河口涌潮科研工作者与决策者提供数据参考。

台风期间浮标和潜标上ADCP的空间变化、数据误差及校正#br#
柯道勋, 张翰, 唐佑民, 等
海洋学研究    2022, 40 (1): 101-111.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2022.01.011
摘要409)      PDF(pc) (3624KB)(259)   
基于南海北部浮标和潜标的声学多普勒流速剖面仪(ADCP)数据,通过一套几何算法计算了台风海鸥(1415)期间ADCP的空间变化和流速误差,并进行数据校正。浮标上,台风过后ADCP的水平位移最大可达2.61 km,水平流速误差最大可达0.27 m/s,垂向流速误差最大仅为5×10-4 m/s;温跃层流速校正值在台风过后显著大于流速测值,这表明水平校正对于温跃层流速的质量控制很重要。潜标上,ADCP最大垂向位移增量为179 m,最大绳子倾角为35°,最大水平位移为1.5 km;ADCP水平流速误差和倾角误差都很小,在数据校正中可忽略不计,但对台风过后中层流速的垂向校正不能忽略。

大陆坡脚确定原则与方法
方银霞, 李家彪, 尹洁, 刘为勇, 唐勇,
海洋学研究    2022, 40 (2): 1-9.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.001
摘要512)      PDF(pc) (2690KB)(175)   

大陆坡脚是大陆边缘的一个重要地形特征,是沿海国扩展其大陆架权利和划定其200海里以外大陆架外部界限的基础,也是大陆架界限委员会审议沿海国划界案时特别关注的重要技术参数。《联合国海洋法公约》第76条大陆架制度的制定源于典型的被动大陆边缘。但由于全球大陆边缘的多样性和复杂性,特别是后期构造活动、沉积作用对大陆边缘的改造与影响,海底地形地貌异常复杂多变,导致大陆坡脚的识别非常困难。加上各沿海国为获得最大范围的外大陆架,对大陆坡脚的相关规定进行有利于自己的解释,使得大陆坡脚的确定成了外大陆架划界中一个颇具争议的热点问题。本文基于对《联合国海洋法公约》和《大陆架界限委员会科学和技术准则》对大陆坡脚的规定,结合不同类型大陆边缘的地质特征和各沿海国划界实践,对陆坡基部区的确定、坡度变化最大之点的选取以及相反证明规则的适用性等问题进行了探讨。


基于DINEOF的风云极轨气象卫星海表温度重构方法研究
宋晚郊, 张鹏, 孙凌, 唐世浩, 周芳成,
海洋学研究    2022, 40 (2): 10-18.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.002
摘要571)      PDF(pc) (3384KB)(1814)   

海表温度是表征海洋表层热力状况的重要海洋参数,日均全天候覆盖的海温观测数据可为服务台风监测及其他海洋灾害时空演变的精细化预报提供数据支撑。可见光红外扫描辐射计和中分辨率光谱成像仪反演的海温产品具有较高的空间分辨率,但是红外遥感反演的海温产品受到云、雾和霾的影响,在云下存在大面积、无规律的缺值;微波辐射计反演的海温产品空间分辨率低,但可穿透云层,实现全天候海温观测。本文基于风云三号B、C、D三颗极轨气象卫星红外和微波遥感仪器反演的海温资料,利用经验正交函数插值法(DINEOF)重构得到全球海表温度产品。与全球分析场日平均海温OISST数据进行比较可知:原始海温资料的均方根误差为0.59~0.70℃,DINEOF重构后海温资料均方根误差降至0.10~0.34℃;相关系数从0.33~0.48提升到0.78~0.98。多传感器重构海温数据空间分布上连续可信,能够监测不同季节的海温变化特征及暖池空间模态。风云三号气象卫星微波遥感的加入显著提升了重构海温的空间连续覆盖率和时间分辨率。


基于GHSOM网络的南海风场时空变化特征分析
周益飞, 廖光洪
海洋学研究    2022, 40 (2): 19-31.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.003
摘要624)      PDF(pc) (5924KB)(125)   

基于1979—2018年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)近海面10 m风场资料,采用增长型分层自组织映射(GHSOM)神经网络方法,对南海海表面风场(SSW)的季节变化和年际异常变化进行了分析,结果表明:(1)GHSOM网络训练原始风场数据第一层结果揭示了4个特征模态,高度概括了南海近海面风场的季节变化特征;第二层结果提取了风场的月变化特征。(2)GHSOM网络训练异常风场数据第一层结果揭示了4类异常风场特征模态:反气旋式异常、气旋式异常、西南风异常和东北风异常模态。其中反气旋式异常和气旋式异常模态呈现出不对称现象,即反气旋式异常风场的振幅大于气旋式异常风场;且这两个模态与ENSO事件密切相关,它们的时间序列与Niño 3.4指数序列存在显著的延迟相关。同时,东北风异常风场模态的发生频率大于西南风异常模态。向下扩展的第二层结果揭露了异常风场模态更多的细节特征。


基于近底原位观测的小尺度海底沙波地形小波分解
汪九尧, 周洁琼, 吴自银, 朱超, 赵荻能,
海洋学研究    2022, 40 (2): 32-41.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.004
摘要279)      PDF(pc) (3253KB)(110)   

浅海海床发育着不同尺度的活动性砂体,在大型活动性砂体上常叠加发育着大量小尺度沙波(纹),分析这些小尺度沙波(纹)有助于揭示活动性砂体的成因机制。但它们的尺度较小,常规分析方法往往将其作为高频噪声滤除,难以对该尺度海底沙波(纹)进行分离量化研究。为了解决这个问题,本文设计并实现了一种基于小波分析的小尺度海底沙波地形分解方法,并以台湾浅滩典型区域的高精度近底原位观测数据为例,实现了小尺度海底沙波地形的分解和定量分析,分解出背景地形、小型沙波和沙波纹(波长小于0.6 m)3种地貌类型。本文提出的小尺度海底沙波地形分解量化方法,可广泛应用于浅海高活动性地貌发育演化和海底边界层沉积动力过程研究,对评估海洋工程的稳定性也具有一定的实用价值。


海洋大地电磁揭示了西太平洋苏达海山的电阻率结构
姜杰, 张涛, 蔡晓仙, 吴招才,
海洋学研究    2022, 40 (2): 42-52.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.005
摘要362)      PDF(pc) (4125KB)(457)   
为了研究海洋板块内火山的深部电阻率结构及其形成过程,在西太平洋苏达海山进行了海洋大地电磁测量。采用主流数据处理方法SSMT2000进行数据处理,分别对旋转后的实测数据以及根据实测数据得到的两组旋转不变量数据进行一维结构假设下的大地电磁响应测试,对响应最好的YX方向数据进行一维反演,并结合一维正演、地质资料对反演结果进行综合解释。反演结果表明,苏达海山区域地壳厚度为21.5 km左右;较厚的火山碎屑岩层表明苏达海山的构建过程以喷发性的岩浆活动为主,其侵入性的岩浆活动较弱。
基于ARIMA与LSTM的海岸带地面沉降预测方法
朱宝, 罗孝文, 吴自银,
海洋学研究    2022, 40 (2): 53-61.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.006
摘要324)      PDF(pc) (3209KB)(170)   
快速的地面沉降是一种地质灾害,它关系到社会的可持续发展,甚至威胁人类的生命财产安全。InSAR技术可以获取地表长时间、大范围的形变数据,可用于分析潜在的地面沉降问题,为预防地质灾害提供了一种可靠手段。如何基于InSAR数据对地面沉降进行预测,一直是研究人员关注的重点方向和难题。为此,本文在前人对地面沉降预测研究的基础上,提出了一种将差分移动平均自回归(ARIMA)模型与深度学习中的长短期记忆单元(LSTM)模型相结合的地面沉降预测方法,即利用InSAR得到的形变量数据与ARIMA模型预测结果作差,然后利用LSTM对该差值进行训练与预测。以杭州湾2017—2019年InSAR监测数据为例验证了该方法,结果表明,与传统的单一预测算法相比,本文方法的均方根误差至少减小了2.23 mm,平均绝对误差至少减小了0.98 mm,平均预测精度至少提升了15.19%,验证结果证实了本文方法的可行性,为地面沉降预警工作提供了新的思路和方法。
波浪在三维圆形岛地形上的绕射研究
沈远, 陈相宇, 张希疆, 叶云, 倪云林
海洋学研究    2022, 40 (2): 62-68.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.007
摘要264)      PDF(pc) (2210KB)(136)   
波浪在传播过程中遇到岛屿就会发生绕射。本文使用混合元方法对修正型缓坡方程进行了数值求解,并与KUO et al的解析解进行了比较验证。在此基础上研究了工程尺度背景下,波浪在三维圆形岛地形上的绕射,计算了不同入射波浪周期、浅滩形状参数和岛屿尺寸情况下,沿波浪传播方向断面上和岛屿岸线上的相对波高大小。计算结果表明:随着入射波周期的减小、浅滩形状参数的增大和岛屿尺寸的减小,圆形岛迎浪侧的相对波高振荡幅度、圆形岛背浪侧的相对波高大小以及岛屿岸线上的相对波高振幅和大小均随之增大。不同情况下,岛屿岸线上的相对波高最大值大多数发生在迎浪点,个别发生在迎浪点两侧20°~25°处;最小值发生在背浪点两侧30°附近。
海南新村潟湖潮汐、潮流特征及其对营养盐的影响
张奕璞, 于硕, 黄大吉, 周泽斌,
海洋学研究    2022, 40 (2): 69-82.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.008
摘要450)      PDF(pc) (5177KB)(319)   
基于海南新村潟湖2020年12月水文和水质多要素实测数据,研究了该海域的潮汐、潮流变化特征,并探讨了潮位变化对潟湖营养盐的影响。结果表明,新村潟湖的潮汐为不规则全日潮,潟湖口门处的潮流为往复流,涨潮历时15 h,落潮历时10 h。大、小潮期间3个观测站点溶解性无机氮(DIN)浓度变化范围为0.91~20.87 μmol/L,磷酸盐(PO3-4)浓度变化范围为0.11~5.92 μmol/L,硅酸盐(SiO2-3)浓度变化范围为2.36~134.75 μmol/L。大、小潮期间,潟湖内3个观测站点DIN、PO3-4、SiO2-3浓度随着涨、落潮过程发生变化。潟湖口门处流速对观测站点潮位变化有着重要的影响,潮通量基本决定了潮位的变化。潟湖口门处和渔排密集区域的营养盐浓度与潮位呈现显著的负相关关系,潮流流速对口门处和渔排密集区域的营养盐变化有着重要影响。该研究结果将为新村潟湖的污染治理及生态修复提供科学依据。
海口市风暴潮分布特征与影响因子探析
梁海萍, 李团结, 梁海燕, 高璐
海洋学研究    2022, 40 (2): 83-92.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.009
摘要257)      PDF(pc) (2556KB)(227)   
基于1980—2017年实测潮位等资料,运用统计分析和数值模拟方法研究了海口市风暴潮分布特征与影响因子。结果表明:海口市受风暴潮影响较频繁,年均2.79次,通常发生在7—10月,且风暴潮引发的潮灾概率较大;风暴增水平面分布表现为:东寨港风暴增水强度位居第一,其次是秀英港,第三是海甸岛,南港增水相对较弱。影响因子体现为:地形的权重通常比热带气旋移动路径更大;热带气旋移动速度对海口市风暴增水有明显影响,移动速度为14~19 km/h时,风暴增水往往达到最大。
基于GF5-AHSI遥感数据的横沙浅海水深反演
张勇勇
海洋学研究    2022, 40 (2): 93-101.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.010
摘要267)      PDF(pc) (2473KB)(170)   
高光谱遥感水深反演是一种对传统水深测量方法的补充,具有方便、快捷、经济等突出优势。本文研究区位于上海横沙,属于典型滩涂浅水区,研究数据包括GF5-AHSI高光谱遥感数据和同时期的水深数据。通过数据变换和相关分析等方法提取建模参数,利用单波段比值模型、多元线性回归模型、最优标度回归模型和BP神经网络模型实现该区域水深反演,并对4种模型反演结果的准确性进行了验证和比较。研究发现:最优标度回归模型优于其他3种模型,R2达到了0.972,RMSE为0.47 m,适用于横沙浅海水深反演。
长江口及邻近陆架海区夏季小型底栖动物群落结构研究
李玉洁, 王小谷, 林施泉, 王春生,
海洋学研究    2022, 40 (2): 102-112.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.011
摘要236)      PDF(pc) (2998KB)(113)   
根据2006年7月13日至8月30日在长江口及邻近陆架海区采集的小型底栖动物样品,对小型底栖动物类群组成,丰度、生物量的水平分布和垂直分布以及调查海区的环境因子进行了研究。结果表明:研究海域小型底栖动物有线虫、桡足类、多毛类、寡毛类、介形类、螨类、双壳类、腹毛类、动吻类、端足类和等足类等11个类群及无节幼体等。平均丰度为453.22±355.34 ind/10 cm2,最优势类群为线虫,占小型底栖动物总丰度的81.37%,次优势类群分别为底栖桡足类和多毛类,分别占小型底栖动物总丰度的10.13%和2.96%。平均生物量为622.65±505.07 μg/10 cm2,生物量占比最高的类群为多毛类,占总生物量的30.21%,其次分别为线虫和寡毛类,分别占小型底栖动物总生物量的23.69%和19.44%。水平分布上,从河口冲淡水区到东海陆架深水区,小型底栖生物丰度呈现由低到高的变化趋势,杭州湾小型底栖动物丰度为240.96±223.47 ind/10 cm2,长江口近岸区为442.91±304.16 ind/10 cm2,东海陆架深水区为865.42±553.88 ind/10 cm2。垂直分布上,小型底栖动物主要分布在0~2 cm层,丰度为290.28±250.03 ind/10 cm2;其次是2~5 cm层,丰度为132.81±128.74 ind/10 cm2;5~10 cm层分布最少,丰度为30.14±31.91 ind/10 cm2。其中线虫、多毛类、寡毛类与桡足类等主要类群的垂直分布与总分布趋势相同。与环境因子进行相关分析表明,调查海区小型底栖动物的丰度主要与水深、盐度和溶解氧显著相关,对小型底栖动物分布影响最大的环境因子组合为溶解氧和盐度。
论陆-海界面的复参数化
李炎, 陈一宁, 吴祥柏
海洋学研究    2022, 40 (3): 3-8.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.001
摘要306)      PDF(pc) (1384KB)(193)   
陆-海界面是地球系统科学模型边界条件设定的难点。入海物质通量测量的不确定性、逆梯度汇聚的局域化功能以及可降维自适应结构的存在,使得陆-海界面成为共振条件下连接线性与非线性系统的枢纽,难以在经典线性化理论框架下组织“各态遍历”的测量,实现界面系统的实参数化,满足地球系统科学模型的环境模拟与预测需求。受前人借助卫星高度计和潮位站等大规模水位数据阵列的伴随同化,运用陆架潮波数值模型反演海底边界层拖曳系数时空变化规律的案例启发,文章提出了陆-海界面系统的复参数化思维以及遥感观测和数值模型相结合的复参数化建议。

琼州海峡自适应低通滤波之问
李炎
海洋学研究    2022, 40 (3): 9-16.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.002
摘要280)      PDF(pc) (1618KB)(418)   
自1987年Wally Broecker 提出被称为“大洋传送带”的理想环流图后,温暖的上层环流如何贯穿印尼海域各式各样的海峡,成为地球海洋大气系统模型边界条件设定的难点。具有强烈非线性效应的狭窄浅水海峡,一方面形成垂向混合热点,另一方面因引入潮波共振单元,可使海峡通道呈现为具有自适应能力的低通滤波器。位于粤西海域与北部湾之间的琼州海峡,是沉积物充沛并具强潮流以及西向背景流的狭窄浅水海峡。半日分潮和浅水分潮共振单元的引入,有利于其潮流槽刷深与潮流三角洲堆积,维护互相适应的动力-地貌关系。台风过境和冷空气入侵等强扰动可引起琼州海峡的西向风暴射流,触发北部湾不同结构特征的高营养、藻华与缺氧事件。狭窄浅水海峡如何引入潮波共振单元支持,形成有利于低频流低阻通过的自适应低通滤波器,海峡沿岸人类活动能否影响到贯穿流行为,琼州海峡是一个值得关注的案例。

海洋沉积源-汇过程的驱动因素:以北部湾为例
许冬, 葛倩, 韩喜彬, 邓韬, 肖婷露
海洋学研究    2022, 40 (3): 17-32.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.003
摘要387)      PDF(pc) (3784KB)(293)   
北部湾是热带、亚热带陆架半封闭海湾,具有独特和复杂的源汇过程,是研究陆海相互作用、海湾沉积动力学、海湾生态系统动力学、气候变化和人类活动影响的一个小型天然实验室。该文总结了在北部湾沉积物类型、沉积物来源、沉积物输运和沉积格局、沉积环境变化与气候记录、人类活动对沉积环境的影响等方面的研究进展。针对存在的问题并结合当前的研究热点,对未来研究提出了如下建议:(1)加强北部湾现代沉积过程研究,重视物源端元特征的研究和现代直接观测研究;(2)聚焦泥质沉积中心,开展更多浅地层剖面、科学深钻孔和高分辨率沉积记录研究;(3)聚焦国家碳中和需求,深入研究北部湾沉积碳储库的规模、结构、增汇潜力和脆弱性;(4)推动与越南等国的国际合作调查研究;(5)基于系统科学思维加强与其他学科的交叉融合。

海南岛周边海砂资源勘查进展及选区建议
仝长亮, 宋家伟, 邓开章, 韩孝辉, 王爱军, 汪亚平
海洋学研究    2022, 40 (3): 33-48.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.004
摘要300)      PDF(pc) (4123KB)(262)   
海砂是重要的海底矿产资源。海南岛海砂资源广泛地分布于海岸带和陆架区域,规模较大,品质优良,富含重矿物。文中阐述了海南岛周边海砂资源的基本分布特点,结合多个海砂资源勘查专项工作,以重矿物砂矿和集料用海砂为讨论重点,回顾了海南岛周边海砂勘查的工作进展和主要成果。通过勘查,海南岛周边海域共圈定了15处重矿物砂矿异常区,并探明了1处大型锆钛砂矿床,但由于调查研究程度不高,海域重矿物砂矿资源潜力并不明朗。海南岛周边底质调查比例尺基本达到了1∶25万,为海洋集料用海砂的勘查提供了扎实的基础。近年来在琼州海峡东口和琼西潮流沙脊区的勘查,探获了数十亿立方米的集料用海砂,预测资源潜力可达数百亿立方米。经综合分析,海南岛周边海域可圈定8处海砂资源勘查远景区,除了琼州海峡东口和琼西潮流沙脊区,琼东北侧陆架、琼西南侧陆架和北部湾一带,均是海砂资源的有利成矿区,并可能具有重矿物资源潜力。根据其具体沉积环境,分别探讨了各远景区的勘查目标和任务,结合现阶段工作进展和存在的问题,提出了今后海砂勘查的工作建议。

北部湾沉积物记录的近千年以来气候环境变化
林俊川, 孔德明, 陈法锦, 黄超,
海洋学研究    2022, 40 (3): 49-61.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.005
摘要202)      PDF(pc) (3250KB)(270)   
近千年的气候重建对于了解当今气候变化至关重要,并将为预测未来气候变化提供重要依据。然而,季风降水存在空间差异,过去千年的两个重要特征时期——中世纪暖期和小冰期,水热配置存在较大争议,尤其是在我国华南地区。该文对取自北部湾东北部的BBG-02岩芯进行了年代学,粒度和常、微量元素的分析,探究BBG-02岩芯的物源及其源区在中世纪暖期和小冰期时的气候环境变化特征。通过稀土元素配分图和地球化学指标的分析,认为红河可能是BBG-02岩芯的主要来源,岩芯地球化学指标的变化反映了印度夏季风的强度变化。研究结果表明物源区在中世纪暖期气候温暖湿润,在小冰期气候寒冷干旱,这与前人关于印度夏季风和降水变化的研究结果一致。太阳辐射强度的变化是影响印度夏季风变化的根本原因,同时印度夏季风也受到ENSO活动和印度洋偶极子的影响。

中越典型港湾海岸线与围填海的遥感比较——以防城湾和海防港为例
龚照辉, 时连强, 张达恒, 张华国,
海洋学研究    2022, 40 (3): 62-72.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.006
摘要205)      PDF(pc) (3781KB)(167)   
基于遥感影像与地理信息系统技术对比了1980年代—2010年代中国防城湾与越南海防港的海岸线及围填海变化情况。30多年来,两地海岸线均以向海迁移为主,其中防城湾海岸线平均端点变化速率为6.49 m/a,海防港为6.21 m/a,分别呈现先升后降与先降后升的变化趋势;在1980年代和1990年代,平均端点变化速率为防城湾大于海防港,在2000年代和2010年代则相反。防城湾和海防港年均新增围填海面积分别为122.48 hm 2/a和164.24 hm 2/a,围填海强度指数均呈不断上升的趋势,其中在1980年代和1990年代防城湾小于海防港,在2000年代和2010年代则相反。从1980年代至2010年代,围填海面积与年均空间扩展速率两指标,在防城湾呈先增加后下降的趋势,在海防港则呈持续波动状态。围填海为两地海岸线变化的主要因素,港口建设是其最主要的驱动力。

北部湾东北部水团和流场季节变化:2018—2019年观测数据分析
李明明, 谭可易, 黄家辉, 谢玲玲,
海洋学研究    2022, 40 (3): 73-85.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.007
摘要312)      PDF(pc) (6105KB)(390)   
本文基于2018年7月、10月和2019年2月在北部湾108°E以东、18°N以北区域的大面观测数据,分析了北部湾东北部的水团和流场特征。结果显示,研究区域水体特征存在明显季节变化:夏季水温北高南低,近岸低盐水占据30 m等深线以浅区域,海南岛西侧存在闭合冷水团;冬季水温北低南高,近岸低盐水退至湾顶10 m等深线以浅,湾内主要为混合水,海南岛西侧上层出现暖舌。海区流场基本为逆时针环流结构,流速大小存在季节变化,受风场影响明显;研究区与外海水交换不活跃,湾内水体不稳定性较强,冬季尤为明显,可能存在强垂向混合。

北部湾茅岭江化学需氧量、总氮和总磷的入海通量
鲁栋梁, 周姣娣, 段克, 王希龙, 武康悦, 杨斌, 钟秋平,
海洋学研究    2022, 40 (3): 86-98.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.008
摘要335)      PDF(pc) (5053KB)(196)   
基于2014—2020年茅岭江入海口断面径流量及化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)数据,通过LOADEST模型优化计算了COD、TN和TP的入海通量。结果表明:(1)LOADEST模型建立的茅岭江COD、TN和TP的入海通量回归方程,模拟计算的入海通量与实测值具有很好的一致性。(2)模拟计算的COD、TN和TP多年平均入海通量分别为34 537 t/a、3 302 t/a和235 t/a,月平均入海通量分别为2 878 t/月、275 t/月和19.58 t/月;雨季COD、TN和TP的入海通量分别占年入海通量的77%、80%和71%;COD、TN和TP的年入海通量中分别有21 059~25 271 t/a、1 775~2 130 t/a和70~84 t/a来自于非点源,COD和TN主要受非点源控制,TP不仅受非点源控制,也受点源控制。(3)对比分析钦江和茅岭江COD、TN和TP的多年平均入海通量可知,钦江COD、TN和TP的多年平均入海通量分别约为茅岭江的1.16、2.15和2.37倍,入海通量不同主要受沿岸居住的人口数量影响。

有机磷酸酯的污染特征、来源和生态风险:以南海北部湾表层沉积物为例
张丽, 杨秀梅, 金海燕, , 朱祖浩, 张秋丰, 戴鑫烽, 陈洁
海洋学研究    2022, 40 (3): 99-108.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.009
摘要387)      PDF(pc) (1935KB)(141)   
本文以南海北部湾海域为例,调查了34个表层沉积物样品中有机磷酸酯(OPEs)的污染水平和分布特征,并分析了OPEs可能的来源,最后采用风险熵值法对OPEs的生态风险进行了评价。结果表明,样品中共检出9种目标OPEs,总检出质量分数为<LOQ~35.1 ng·g -1,检出化合物单体主要以磷酸三苯酯(TPHP)、磷酸三正丁酯(TNBP)、磷酸三(2氯丙基)酯(TCIPP)和磷酸三(2氯)乙酯(TCEP) 为主。总体来看,远岸OPEs总检出质量分数高于近岸,且主要检出单体的质量分数也与近岸存在明显差别。造成上述差异的原因一方面可能与化合物自身的理化性质有关,亲脂性较高的TPHP和TNBP化合物可能更易累积在沉积物中。另一方面可能与来源有关,远岸以TPHP和TNBP为主的检出结果可能与海上油气开采和运输、海底光缆和输油管道铺设、船舶航运活动以及海流输运有关;而近岸主要检出的TCIPP和TCEP可能主要与城镇生活和工业污水排放以及海上养殖投料有关。表层沉积物中的OPEs生态风险评价结果表明,尽管绝大多数OPEs单体对水生生物的生态风险较低,但TPHP以及总OPEs对水生生物具有中等生态风险。因此,北部湾广西海域OPEs污染情况需要引起重视,尤其要高度关注近岸的TCIPP和TCEP,远岸的TPHP和TNBP的污染排放和管控,从源头减少污染。

水体磷形态的动态变化机制:以冬季北部湾大风江口为例
杨斌, 周姣娣, 王希龙, 鲁栋梁, 黄海方, 钟秋平, 亢振军,
海洋学研究    2022, 40 (3): 109-119.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.010
摘要194)      PDF(pc) (2986KB)(134)   
基于2019年12月北部湾大风江口调查数据,分析了水体中各种形态磷的分布特征及动态变化。结果表明,调查区域表、底层水体中均以总颗粒态磷(TPP)为主,分别占总磷(TP)的58.7%±10.6%和64.1%±10.2%,其中颗粒有机磷(POP)为TPP的主要存在形态,溶解无机磷(DIP)为总溶解态磷(TDP)的主要存在形态。水体中DIP和TDP浓度均呈现由大风江下游至三娘湾海域递减的趋势,与盐度均呈极显著负相关,径流输入是影响DIP和TDP分布的重要因素。溶解有机磷(DOP)分布则呈相反趋势,DOP与DIP呈显著的负相关性,表明生物过程是影响DOP的重要因素,DIP与DOP之间存在转化。颗粒无机磷(PIP)、POP和TPP与悬浮颗粒物(SPM)均呈显著正相关性,表明SPM是控制颗粒态磷的主要因素。从大风江下游至三娘湾海域TDP和TPP在TP中的平均占比分别由47.2%下降至30.0%和由52.8%上升至70.0%,说明水体中的磷存在由溶解相向颗粒相转化。三娘湾海域绝大部分站位N/P和Si/P摩尔比值均>22,是潜在的磷限制区域。基于二端元混合模型,大风江下游至河口混合区DIP平均浓度增加0.22±0.18 μmol/L,主要受物理因素的影响;而三娘湾海域DIP平均浓度消耗0.01±0.07 μmol/L,主要受生物因素的影响。

广西北部湾北部近海水体中不同形态 210Po的分布及地球化学行为
王希龙, 苏锴骏, 钟强强, 韦龙涛, 杨斌
海洋学研究    2022, 40 (3): 120-131.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.011
摘要199)      PDF(pc) (3358KB)(207)   
210 Po是典型的颗粒活性核素,可作为大气气溶胶沉降动力学过程、海洋颗粒态物质输运过程研究的示踪剂。本文研究了北部湾近海水域6个离岸断面的水质参数和不同形态 210 Po的比活度分布及行为特征。结果表明溶解态、颗粒态和总 210 Po的比活度变化范围分别为0.16~2.78、0.14~2.43和0.51~3.94 mBq/L,溶解态 210 Po的比活度与水质参数无明显相关性,但颗粒态 210 Po的比活度与水温、盐度和TSM质量浓度之间以及总 210 Po的比活度与水温和TSM质量浓度之间呈显著相关关系。 210 Po比活度的分布趋势在不同断面表现并不一致,但整体上近海水体中 210 Po以颗粒态为主要存在形式,离岸水体中则主要以溶解态为主。进一步分析发现 210 Po在固液两相中的分配系数与悬浮颗粒物质量浓度呈负相关关系;一维稳态不可逆清除模型的计算结果表明溶解态 210 Po比颗粒态 210 Po的停留时间更长,说明大气或河流输入北部湾近海的 210 Po进入海水后会部分进入溶解相,使其在水中的停留时间加长。

红树林变化的驱动力:基于茅尾海30年观测的分析
黄星, 袁菁菁, 王薛平, KWAN Kit Yue, 张骞
海洋学研究    2022, 40 (3): 132-141.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.012
摘要247)      PDF(pc) (2173KB)(306)   
了解红树林斑块空间演变,对于全面、准确地评估区域红树林保护、修复效果十分重要。为此,以1990年、2000年、2010年及2019年共4期Landsat影像作为主要数据源,基于监督分类法解译结果,综合景观动态分析、空间叠加分析及主要途径计数等方法对近30年茅尾海红树林斑块面积、数量的变化特征及其驱动因素进行了研究。结果表明:(1)1990—2019年间,茅尾海红树林斑块总面积由479.7 hm 2增长到1 477.5 hm 2,红树林质心不断向北、向西偏移;(2)1990—2010年间,茅尾海红树林斑块面积变化的主要驱动力为人为因素,2010—2019年间其主要驱动力为自然因素;(3)茅尾海红树林斑块总数虽从1990年的204个增加到2019年的405个,但斑块密度降低、斑块平均面积增加,说明斑块破碎化现象得到一定缓解,且其主要驱动力为自然因素。红树林人工造林特别是无瓣海桑造林对于研究区红树林恢复起到了积极作用。今后应加强对人工造林的成林过程、斑块扩散机制及其生态修复效果的研究。

2021年8—9月北部湾叶绿素 a分布特征及影响因子探究
郑侦明, 金海燕, 陈法锦, 朱祖浩, 贾仁明, 张丽, 王鹏斌,
海洋学研究    2022, 40 (3): 142-152.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.013
摘要271)      PDF(pc) (3588KB)(166)   
叶绿素 a(Chl a)作为浮游植物光合作用的主要色素,常被用来指示水体中浮游植物现存量。依托国家自然科学基金委共享航次计划2020年北部湾科学考察实验研究夏季航次数据,对2021年8—9月北部湾Chl a质量浓度进行分析,探讨其空间分布特征及影响因素。结果表明,北部湾8—9月海水Chl a质量浓度为0.03~10.59 μg/L(平均值为0.84 μg/L),其中,表层质量浓度为0.08~10.59 μg/L(平均值为0.97 μg/L),底层质量浓度为0.03~4.69 μg/L(平均值为0.99 μg/L)。结合遥感资料分析,在空间上,北部湾海域Chl a质量浓度大体呈现出近岸高远岸低的分布特征,高值区大多分布在广西近岸海域即北部湾北部,而北部湾中部和南部质量浓度相对较低。水体环境参数与Chl a的相关性分析指示水体氮限制是影响北部湾海域8—9月Chl a质量浓度的重要因子。

东海黑潮周边中尺度涡的分布、运动规律以及生成机制
李志超, 郭俊如, 宋军, 白志鹏, 富砚昭, 蔡宇, 王喜风
海洋学研究    2022, 40 (4): 1-10.   DOI: 10.3969j.issn.1001-909X.2022.04.001
摘要448)      PDF(pc) (3317KB)(274)   
为了探究东海黑潮周边涡旋分布、形成机理及运动规律,基于法国国家空间研究中心(CNES)卫星海洋学存档数据中心(AVISO)的中尺度涡旋数据集展开了研究。首先,统计了近27年东海黑潮周边的涡旋分布,发现在黑潮弯曲海域产生了650个涡旋,在黑潮中段海域产生了271个涡旋,其中直径100~150 km之间的涡旋数量最多,涡旋振幅主要集中在2~6 cm。其次,分析了东海黑潮的运动路径和涡运动过程,结果表明,黑潮气旋式弯曲海域内侧易产生气旋涡,且移动路径较长,如台湾东北海域黑潮流轴气旋式弯曲处产生的涡旋,其平均位移达到了87.6 km;当反气旋式弯曲海域内侧产生反气旋涡时,涡旋往往做徘徊运动。黑潮中段海域的涡旋呈现出气旋涡在黑潮主轴西侧、反气旋涡在黑潮主轴东侧的极性对称分布特征,两类涡都沿黑潮主轴向东北方向移动。最后,结合再分析的流场、海面高度数据,讨论了涡旋运动规律和生成机制。黑潮弯曲处涡旋的生成与黑潮流体边界层分离有关,奄美大岛南部到冲绳岛西侧的黑潮逆流对黑潮中段海域涡的极性对称分布起到了关键作用,涡旋在运动过程中通常经历生长、成熟和衰变三个阶段。
东海陆架盆地中生代残留地层特征及其构造启示
王磊, 李春峰, 李珂迪, 姚泽伟, 陶天生
海洋学研究    2022, 40 (4): 11-24.   DOI: 10.3969j.issn.1001-909X.2022.04.002
摘要250)      PDF(pc) (6951KB)(63)   
东海陆架盆地是位于中国东部华南大陆边缘的一个中、新生代叠合盆地,具有较大油气潜力。目前东海陆架盆地油气的发现均来自于新生界,对中生代残留地层的各方面特征认识不足:在空间上通常集中于特定构造单元,且基本位于盆地西部;在时间上主要涉及白垩纪和侏罗纪,且多是定性或半定量的研究。本文在前人研究的基础上,收集、整理了研究区目前最新、最全的反射地震资料和钻井数据,从钻遇中生界井的标定出发,以地震资料的层序划分和解释为基础,进行残留地层的研究,空间上统一盆地东、西两大坳陷带,时间上统揽白垩纪、侏罗纪以及前侏罗纪三个时期。结果表明,东海陆架盆地中生代残留地层遭受了后期严重的剥蚀改造,总体呈现东厚西薄、南厚北薄的特征,残留地层范围随时间不断东扩。对比各时期残留地层平面展布特征,揭示了东海陆架盆地的演变过程:三叠纪时期盆地原型为被动大陆边缘坳陷型盆地,早、中侏罗世时期为活动大陆边缘弧前盆地,晚侏罗世—晚白垩世时期为大陆边缘弧后伸展盆地;与此相对应,古太平洋板块俯冲肇始于晚三叠世—早、中侏罗世时期,板块后撤始于晚侏罗世。东海陆架盆地在中生代的东侧边界位于钓鱼岛隆褶带的东侧。
夏季长江口不同粒级浮游植物碱性磷酸酶活性
王奕恒, 郝锵, 陈建芳, 朱元励, 金海燕, 周锋, 张伟
海洋学研究    2022, 40 (4): 25-37.   DOI: 10.3969j.issn.1001-909X.2022.04.003
摘要350)      PDF(pc) (3517KB)(116)   
碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity, APA)是海洋研究中用于反映浮游植物磷限制状态的重要指标。在长江口等“氮过剩”海域,磷是控制海域初级生产力水平的主要因子,然而,磷限制的范围常常难以界定,当前对不同粒级浮游植物的磷限制效应所知甚少。该文根据2020年夏季长江口航次资料,给出了海洋表层各粒级浮游植物(Net:≥20 μm;Nano:2~20 μm;Pico:0.8~2 μm)APA、浮游细菌APA(0.2~0.8 μm)和溶解态APA(<0.2 μm)的空间分布特征,并分析了APA与环境要素间的相关性。结果显示,各粒级浮游植物APA均与无机磷酸盐浓度(dissolved inorganic phosphate, DIP)呈显著负相关,这表明DIP浓度是影响浮游植物APA分布的主要因素。在平面分布上,各粒级浮游植物APA在近口门的光限制区均较低,且呈现自口门向外逐渐升高的趋势,与DIP的分布特征相反。Net和Nano级APA[平均值分别为 (40.28±32.35) nmol/(L·h)和(52.38±34.78) nmol/(L·h)]显著高于Pico级APA[平均值为(28.43±20.23) nmol/(L·h)],这表明大粒级浮游植物可能更易受DIP下降的影响。该研究中,诱导浮游植物APA快速升高的DIP浓度为0.159 μmol/L,与近岸区磷限制经验阈值相接近。该研究揭示了夏季不同粒级浮游植物对长江口磷分布的响应特征,有助于理解长江口初级生产过程的环境调控机制。
多光谱遥感影像的光谱规则分类算法修正及海岛、海岸带应用
丁凌, 陈建裕, 朱乾坤, 陈宁华
海洋学研究    2022, 40 (4): 38-51.   DOI: 10.3969j.issn.1001-909X.2022.04.004
摘要160)      PDF(pc) (3789KB)(121)   
在光谱规则分类算法(Spectral Rule-based Classifier, SRC)基础上考虑大气校正对遥感影像光谱反射率的影响,提出了一种改进光谱规则的分类算法(Modified Spectral Rule-based Classifier, MSRC),从地物光谱响应曲线和光谱指数两个方面来修正光谱规则集,通过规则细化和补充、阈值改正优化光谱类别。以珠江三角洲海岛(佳蓬、淇澳)和海岸带(荃湾、惠东)的Landsat 8影像作为实验数据,对比了大气校正前后波段反射率和地物光谱响应曲线,分析了改进后MSRC算法的地物分类结果和精度,并与原SRC算法、最小距离分类(MDC)算法、最大似然分类(MLC)算法、支持向量机分类(SVM)算法、神经网络分类(NNC)算法以及基于光谱指数的算法等多种地物分类算法进行比较。结果表明,4组实验数据的MSRC算法分类结果总体精度分别为87.66%、82.38%、77.67%和80.05%,高于SRC、MDC、MLC和基于光谱指数的分类算法,在无需人工标注训练数据集的前提下接近SVM和NNC算法的分类精度。MSRC算法适用于海岛和海岸带的Landsat 8多光谱遥感影像。
近70年珠江水沙变化特征及人类活动影响因素分析
杜以超, 罗孝文, 王峻, 崔家馨
海洋学研究    2022, 40 (4): 52-64.   DOI: 10.3969j.issn.1001-909X.2022.04.005
摘要259)      PDF(pc) (4431KB)(147)   
收集1954—2019年珠江流域的3个主要水文站:高要站(西江)、石角站(北江)和博罗站(东江)的径流量与输沙量资料,运用Mann-Kendall非参数检验法和累积距平法,分析了珠江流域水沙近70年来的年际变化特征。结果表明,1954—2019年珠江年径流量变化趋势不明显,年输沙量呈下降趋势,高要站与博罗站年输沙量分别于2003年和1991年发生突变,多年平均输沙量较突变前分别减少了71.30%和48.88%,石角站未发生明显突变。2000—2019年珠江流域归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)整体呈上升趋势,植被覆盖改善区域占流域总面积的89.27%,但NDVI与水沙变化的相关性不显著。运用双累积曲线法对不同时期人类活动对珠江输沙量的影响进行分析,20世纪80年代以来,森林砍伐、水库建设、水土保持等人类活动对输沙量造成显著影响,2000年以后龙滩水库建设是西江输沙量下降的主要原因,植被改善对于珠江流域输沙量的影响不明显。