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应用漂流浮标,结合卫星高度计资料和示踪粒子法,研究了中国南海中尺度涡的输运能力。从浮标漂流轨迹和对应的流场分布可知在真实海洋中存在涡对物质的输运,陷入反气旋涡的漂流浮标跟随涡旋顺时针打转4圈,以圆弧形轨迹运动至海南岛以东。进一步通过示踪粒子法进行长期模拟得出涡内物质会以和涡相同的旋转方向旋转前进,在忽略水平方向上的混合对示踪粒子轨迹影响的情况下,在第55天,93%的质点(153个)将跟随涡旋运动,7%的质点(11个)会在中途与涡旋分离,运动中涡会不断把内部物质甩向涡的外缘,质点会从涡最边缘速度由大转小处脱离涡旋,但是大多数质点会跟随涡旋在其边缘以圆弧形轨迹向前运动,并最终稳定在涡旋的最边缘。

对收集、整理的462组大地热流和地温梯度数据进行统计分析,结果表明南海北部陆缘具有普遍偏高的大地热流和地温梯度,大地热流总体表现为由陆架向洋盆方向递增的趋势。海底热流资料经稳态温度场计算南海北部随深度变化的热流和温度分布,获取热居里面深度,与地磁资料反演的居里面深度进行对比,发现南海北部中、下陆坡磁居里面深度浅于热居里面深度,处于地热不平衡状态。通过对地壳结构、拉张因子、莫霍面埋深、断裂带及火山活动的综合分析,表明南海北部陆缘地热状态受控于地壳拉张减薄和莫霍面抬升的构造格局,裂后晚期局部岩浆活动对地热状态亦有影响。

天然气水合物的分布在很大程度上受到含气流体运移的影响。南海北部陆坡区,尤其是珠江口盆地的白云凹陷,普遍存在流体渗漏的现象,暗示了水合物赋存的良好前景。神狐海域水合物钻探区内的高分辨率地震资料显示,区域内发育大量流体运移通道,在地震剖面上表现为不同形态的地震反射模糊带,根据其形态特征,可以划分为花冠状和穹顶状两大类模糊反射带。模糊反射带的存在意味着研究区内具有良好的含气流体运移条件,能够为甲烷气体的垂向运移提供通道。神狐海域水合物的钻探结果表明,水合物的分布与模糊反射带的分布范围具有良好的空间匹配关系,其中,花冠状地震反射模糊带侧翼部与中尺度正断层相连,促进了含气流体的侧向运移,顶部与可能的微裂隙相通,气体可向上运移至水合物稳定带,形成了水合物藏;而穹顶状地震反射模糊带顶部则通过疑似流体通道与海底沟通,这种结构极易形成气体逃逸而无法形成水合物。因此,不同形态特征的模糊反射带可能对水合物的分布具有一定的指示意义。

湿地植被的生物量是湿地生态评价、保护和利用的重要基础数据,遥感技术已经成为湿地生物量高效、准确监测的重要手段。基于2013年9月的HJ-1 高光谱遥感影像,应用准同步现场踏勘数据,通过单变量线性回归和多变量线性回归的方法,针对7种常用的窄波段植被指数和2种红边指数对黄河口芦苇和碱蓬生物量(地上干重)的估测能力进行了评价。结果表明:(1)单光谱指数变量情况下,对于芦苇,选择近红外827 nm波段和红635 nm波段简单植被指数(SRI)和线性插值红边指数(REP_ linear interpolation)取得了最佳的单变量回归结果,决定系数分别达到0.42和0.58;对于碱蓬,选择近红外807 nm波段和红692 nm波段的归一化差值植被指数(NDVI)、SRI和优化的土壤校正植被指数(OSAVI)取得了较好的回归结果,决定系数分别达到0.60,0.59和0.47;(2)多光谱指数变量情况下,以在单变量回归分析中取得较好结果的SRI和REP_ linear interpolation指数为变量,芦苇得到了与其生物量之间决定系数为0.71的高相关性;同时,以NDVI、SRI和OSAVI为变量,与碱蓬生物量的决定系数达到了0.66。

运用Landsat卫星序列遥感数据的监督分类方法,识别与分析了东山湾网箱养殖和延绳式养殖两种海水养殖类型的时空变化。1999—2012年间东山湾海水养殖面积扩大了10倍,大型海藻养殖为主的延绳式养殖面积约为以鱼类与贝类养殖为主的网箱养殖面积的5.6倍。东山湾的养殖布局为适应海湾水质特点而逐年调整,网箱养殖区主要集中在水交换能力较强的湾口,延绳式养殖主要集中在营养盐高、水交换能力略弱的湾内。以大型海藻养殖为主的海水养殖大规模扩展,对海湾富营养化趋势起到缓解作用,但规模过大的海水养殖介入可能诱发主要表现在氮循环上的海湾生态系统不稳定。

针对全国海域使用情况的监测需求,本文应用扩展的证据理论进行围填海区域检测,预设类别空间为{围填海,海水}。实验结果显示基于扩展的证据理论不仅能够较准确地检测出围填海区域,而且将浅海中的水下沙脊或小岛划分为不确定的未知类别。说明扩展的证据理论能够更好地完成围填海的检测,体现了扩展的证据理论解决实际问题的能力,同时,也为全海域的围填海监测提供了新的思路和扩展空间。

根据象山港海域2011年专项研究项目监测站,结合赤潮监控区站、趋势性监测站等50个测站,运用普通克立金方差分析法,对研究区现有海洋环境监测站位进行分析,优化后获得38个测站。再采用统计学中的T检验方法,对站位优化前后象山港海域环境监测数据进行方差分析,经统计检验,2组数据之间无显著性差异,说明优化后的38个监测站位所表征的监测信息量与现有50个监测站位的信息量等效,可作为今后的常规监测站位。

河床冲淤是河床在垂直方向上演变的一种形式,它对于河道行洪排涝、涉水工程安全、航道运行乃至自然景观都会产生一定的影响,研究河道冲淤变化具有重要现实和理论意义。本文以宁波市地铁2号线下穿姚江工程为例,应用二维潮流泥沙数学模型与经验公式计算相结合的方法,对在遭遇不同洪潮组合条件下地铁线位处河床的最大冲刷深度进行了研究,为地铁工程的设计提供重要参考依据。研究结果表明,洪水频率越小,工程线位附近河段的最大冲刷深度愈大,冲刷发展呈先加快后减慢的态势。

本文利用多年水文泥沙和水深地形资料,分析了椒江河口河床宽深比长周期变化特征,并尝试探讨了河床宽深比对水沙条件的响应。结果表明,径流和潮动力对河床形态影响程度沿程此消彼长,江口沙上游河段受径流作用较明显,栅浦下游河段受潮动力影响较显著,这应是弯曲和顺直河段河床横断面形态调整差异的影响因素;河床宽深比与径流平均输沙率正相关,径流产沙量减少,河床形态趋向窄深;顺直河段宽深比与平均流量负相关,径流来水减少,河床趋于宽浅;河床宽深比与平均潮差负相关,应是人为作用改变了潮动力对河口河床形态调整的影响。

为了探讨甬江口海洋倾倒区附近海域表层沉积物中多氯联苯的污染水平及生态环境影响,对2014年1月在甬江口倾倒区及附近海域采集的8个沉积物样品用气相色谱法测定PCBs残留量,并且进行环境生态风险评价。结果显示:甬江口海洋倾倒区表层沉积物中PCBs含量为1.310~6.538 μg·kg^-1,平均值为3.413 μg·kg^-1,其分布表现为西北和东南向PCBs含量高于倾倒区;10种指示性PCBs中,主要以低氯代的PCB28、PCB118和PCB155为主,其中PCB118和PCB155在表层沉积物中的含量相对较高,其含量在各采样站位中占PCBs总量的26.1%~93.1%。甬江口海洋倾倒区沉积物中PCBs污染水平低于长江口、闽江口及珠江口,高于鸭绿江口、辽河口及黄河口。采用潜在生态危害指数法、加拿大环境质量标准ISQG法、生态风险值(EPA)法及毒性当量因子法进行评价,结果基本一致:甬江口海洋倾倒区属于较低生态风险,一般不会引起生物的负效应。

2009年夏季和2012年夏季对秦皇岛入海口邻近海域大型底栖动物群落进行调查,并对大型底栖动物群落结构变化及影响因子进行了研究分析。结果表明:(1)2009年和2012年调查海区大型底栖动物种类组成皆以多毛类和节肢动物为主,物种数和丰度皆呈现由近岸向外海递增的趋势。与2009年相比,2012年大型底栖动物种类数有所减少,优势种种类变化较大,但物种优势度变化不明显。(2)2009年和2012年调查海域大型底栖动物的总生物量组成变化明显,各生态类群的优势地位出现了明显更替。(3)2009年大型底栖动物可划分为3个群落,2012年大型底栖动物可划分为4个群落。两次调查中不同群落类型之间大型底栖动物组成皆呈显著性差异,群落不相似性主要贡献者差异性较大。(4)根据BIOENV和BVSTEP分析结果表明,2009年影响大型底栖动物群落结构的主要环境因子是水深和无机磷含量;2012年影响大型底栖动物群落结构的主要环境因子是水深、盐度和沉积物有机碳含量。