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海洋科学
海洋科学

侯一筠

月刊

1000-3096

pxzhang@qdio.ac.cn

0532-82898755

266071

山东省青岛市南海路7号中科院海洋所

海洋科学/Journal Marine SciencesCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由中国科学院海洋研究所主办、科学出版社出版的学术性和技术性期刊，中国自然科学核心期刊，山东优秀期刊，月刊，国内外公开发行（国际刊号：ISSN1000-3096；国内刊号：CN37-1151/P；国内邮发代号：2-655；国外发行代号：BM6666）。该刊以密切联系生产实际、服务于祖国现代化建设为宗旨，及时、快速报道海洋学及其分支学科的新成果、新理论、新观点、新工艺及新进展等，对重大科研和应用性研究成果特别予以优先报道。读者对象主要是科技工作者、大专院校师生、从事海洋工程建设和水产生产的技术人员等。
正式出版
收录年代

    多尺度耦合经验正交分解法反演海洋次表层温盐结构

    张明琪徐永生杨树国
    1-12页
    查看更多>>摘要：针对提升利用卫星观测海面信息重构三维温盐场精度的问题,本文提出了一种基于多尺度耦合正交分解的三维温盐场重构方法.该方法利用多尺度耦合正交分解对历史温盐剖面进行从大尺度到小尺度的迭代分解,以分层提取不同尺度三维温盐场的特征信息,然后分别建立海洋表面卫星观测与不同尺度的三维温盐场特征信息的重构模型,从而达到三维温盐场重构的目的.本文分别利用多尺度耦合正交分解法与单层正交分解法进行三维温盐场重构,结果显示,多尺度耦合正交分解优于单层正交分解法,且随着分解的层次不断细化,重构温盐场的精度及其垂直梯度精度均呈现明显的提升,其中组合 4 精度提升程度最高,分别提升了 25.57%和 27.58%;同时,对比HYCOM模式数据,多尺度耦合正交分解重构方法能有效地捕捉次表层海洋的空间特征信息.总体上,本文耦合经验正交分解法反演的温盐场与Argo温盐场偏差较小,反演精度较好,在空间分布上趋于一致.

    卫星观测多尺度耦合正交分解温盐梯度异常矩阵

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    涌浪对大气边界层风廓线的影响

    张昱昊宋金宝刘长龙
    13-25页
    查看更多>>摘要：以往研究表明,涌浪存在时,近海面大气边界层内Monin-Obukhov相似性理论(Monin-Obukhov Similar Theory,MOST)将会失效,风廓线模型的建立需要考虑波致应力的影响.基于此,本文首先研究了包含涌浪影响的Ekman模型和常通量层模型求解的风廓线.结果表明:两种模型估算的风廓线均对涌浪的波衰减率系数 cβ有较高的依赖性,在 cβ<-50 时,模型求解的风廓线均出现近海面风速极大值,但科氏力对近海面风廓线的影响可以忽略.在不同的大气层结下,分析发现海浪边界层(直接受波浪影响的区域)内风速明显小于海浪边界层之上 MOST 廓线在相同高度的外推值,体现了涌浪引起明显的剪切增强.通过对比分析广东省茂名市附近海上观测平台的实测数据发现,在涌浪存在时,MOST普遍无法描述风廓线;统计分析表明常通量层模型估算的风廓线在 8 m处的风速与实测数据高度一致.考虑以往研究基本局限于中性大气层结条件,而涌浪经常显著影响着浮力作用明显的中低风速条件,我们的研究将有助于理解不同大气层结条件下涌浪对风廓线的影响.

    MOST涌浪波致应力海浪边界层层结

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    2022年南黄海绿潮分布与浮游生物群落关系初探

    唐紫琦宋敏杰王馨孔凡洲...
    26-41页
    查看更多>>摘要：本文以2022年南黄海(119 °E～122.5 °E,34.5 °N～37 °N)表层海水浮游生物为对象,利用高通量测序技术分析绿潮期间浮游生物群落结构特征,同时对环境要素进行调查,综合分析环境与浮游生物分布之间的潜在关联,为掌握南黄海绿潮的生态效应提供依据.结果表明,2022 年 7 月上旬调查期间南黄海绿潮浒苔生物量湿重估计值为7.24×104 吨,分布特征为以山东近岸以及海州湾附近为主要堆积处,浒苔生物量、浮游植物以及浮游动物与溶解性无机磷酸盐均有着显著的正相关性.浒苔覆盖区域中,浮游植物和浮游动物都有着较高的丰富度,甲藻和桡足类为主要优势种,属水平下包括:新角藻、未分类到属的共甲藻、薮枝螅水母、尖头溞等.与无浒苔覆盖的区域相比,该区域优势种相对单一,导致次生灾害发生的可能性大.浮游细菌群落调查中发现脱硫单胞菌纲和优势种 γ-变形菌纲都与浒苔生物量有着紧密的联系,其中脱硫单胞菌与浒苔生物量呈显著性正相关,γ-变形菌纲与浒苔生物量呈显著性负相关.相关性分析表明,浮游细菌多样性与环境中总溶解性氮、磷以及溶解性有机氮呈显著性相关,结合浒苔与环境因子相关性分析,浒苔绿潮的发生可以为某些浮游细菌提供生长所需的营养物质.共线性网络分析表明,在绿潮发生的浒苔覆盖区域,浮游生物丰富度高且关系紧密复杂,因此浒苔绿潮对浮游生物的群落结构以及丰富度有潜在的影响.

    浮游生物绿潮南黄海

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    日本虎斑猛水蚤在抑食金球藻中存活、发育和繁殖的实验研究

    周慧欣王锦秀王馨徐子钧...
    42-49页
    查看更多>>摘要：抑食金球藻(Aureococus anophagefferens)可以形成褐潮,并对贝类、浮游动物等多种生物均能造成不利影响.为进一步探究抑食金球藻对浮游动物的影响,本文以日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)为实验生物,研究抑食金球藻对日本虎斑猛水蚤摄食、存活、生长发育以及繁殖的影响.日本虎斑猛水蚤具有易于在实验室培养、生长周期短、雌雄异体等优点,是海洋毒性污染物检测的模式生物.实验利用高效液相色谱分析方法,在日本虎斑猛水蚤体内色素中检测到了抑食金球藻的特征色素 19'-丁酰氧基岩藻黄素(But-fuco),表明日本虎斑猛水蚤能够摄食抑食金球藻.当微藻生物量(相对碳含量)分别同为 0.7 μg/mL和 7.2 μg/mL时,在抑食金球藻中无节幼体发育至桡足幼体及成体的存活率均高于以青岛大扁藻为饵料的对照组,但无显著差异,并且在前者中无节幼体的发育时间显著低于后者,12 d内雌体的产卵次数与产卵量显著高于后者.结果表明,日本虎斑猛水蚤在抑食金球藻中能进行正常的生命活动,并且是首次报导的一种能够在抑食金球藻中正常摄食、生存、生长发育和繁殖的浮游动物.因此,当褐潮发生时,由于贝类幼体等生物会受到显著的不利影响,日本虎斑猛水蚤等抗性较强的生物可能会成为优势种,从而会影响浮游动物群落结构的组成,进而可能会使整个海洋生态系统发生变化.本研究有助于全面了解褐潮对海洋生态系统的影响.

    日本虎斑猛水蚤抑食金球藻摄食存活生长发育繁殖

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    基于灰色多元变权组合预测模型对山东省海水养殖产量预测

    王艳明郭云水王锐
    50-63页
    查看更多>>摘要：为了进一步提高海水养殖产量预测精度,考虑多因素对海水养殖产量的影响,文章基于变权组合预测模型,充分结合长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络预测模型、GM(1,N)预测模型和偏最小二乘回归预测模型等传统统计预测模型的优点,构建出一种基于灰色多元变权组合预测模型,并对山东省海水养殖总产量和分类产量进行了预测.实证结果显示,基于灰色多元变权组合预测模型对山东省海水养殖产量的预测精度高达99.13%,预测精度显著优于LSTM神经网络等各单项模型,并能综合于 LSTM神经网络、GM(1,N)预测模型和偏最小二乘回归预测模型的优点,弥补各单项模型的不足,提高预测精度和可靠性.根据预测结果,到 2025 年山东省海水养殖产量仍将保持良好发展,海水养殖产量将达到 579.28×105 t,平均增长速度为 3.11%,而鱼类、甲壳类、贝类、藻类以及海参海水养殖产量将分别达到 6.27×105、26.27×105、445.83×105、68.65×105 和 9.5×105 t.

    海水养殖LSTM神经网络变权组合预测

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    Savonius型转轮三角阵列减流性能研究

    王声虎姜楚华陈俊华李浩...
    64-74页
    查看更多>>摘要：为了助力海洋牧场减流防护工程,研究Savonius型转轮阵列减流性能.作者建立Savonius型转轮三角阵列尾流场数值模型,并通过水池实验验证准确性,基于可靠数值模型探究转轮阵列尾涡减流机理,研究三角阵列结构参数 LX、LY,以及动力参数 TSR、初始流速、旋向对整体减流性能的影响规律.结果表明,下游转轮产生的涡流呈现非对称分布,并且产生更多涡流的转轮拥有更好的减流效果.另外,LX为 3D和LY为 2D时减流性能最佳.最后对比发现,在叶尖速比为 0.9～1.1 减流效果更好;初始流速大小不影响减流效果;下游转子对称分布时,随着上游转子改变旋转方向,减流效果出现明显差异.

    Savonius型转轮减流阵列单元尾流场

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    南黄海溶解态氨基酸组成特征及DON生物可利用性研究

    孙虎高新芃孟潇苏荣国...
    75-84页
    查看更多>>摘要：生物可利用性有机氮(BDON)在海洋生态系统氮循环中起着关键作用,氨基酸是 BDON 的重要组成部分,也是DON生物可利用性的重要指示物.本研究阐述 2021 年春、夏季南黄海水体中总溶解氨基酸(THAA)组成和时空分布特征,并对南黄海 DON 生物可利用性进行分析.南黄海 DON 物质的量的浓度(下文简称浓度)分布呈现近岸高、远岸低的特征,夏季 THAA 水平分布上呈现北高南低的特征.夏季南黄海THAA的平均浓度(1.11±0.34 μmol/L)略高于春季(0.98±0.28 μmol/L)而DON平均浓度春季(8.17±5.06 μmol/L)明显高于夏季(5.72±2.82 μmol/L).南黄海氨基酸主要由丝氨酸、甘氨酸+苏氨酸、谷氨酸、精氨酸、丙氨酸等构成,其占总氨基酸的比例春季(61.51%)略低于夏季(65.69%).南黄海以硅藻为主的浮游植物群落是水体氨基酸的重要来源,浒苔绿潮暴发显著影响了水体氨基酸的组成.夏初浒苔绿潮进入消亡和降解阶段,这可能是南黄海 35°N以北海域DON具有很高的生物可利用性的重要原因.

    总溶解态氨基酸溶解有机氮南黄海降解因子生物可利用性

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    盐度对绿鳍马面鲀存活、抗氧化酶及组织结构的影响

    张子阳成永旭李凤辉陈四清...
    85-94页
    查看更多>>摘要：绿鳍马面鲀(Thamnaconus septentrionalis)作为中国沿海新兴网箱养殖种类,在夏季多雨季节会经历盐度剧烈变化的过程,因而探明盐度对绿鳍马面鲀存活和生理指标的影响,对开展网箱养殖具有重要意义.本研究首先测定了绿鳍马面鲀的 96 h 半致死盐度,随后分别设置低盐组(15)和高盐组(40),分析盐度胁迫不同时间后生理指标的动态变化规律,观察肝脏、鳃和肾脏的组织结构改变.结果显示,绿鳍马面鲀96 h半致死低盐度为 10.74,半致死高盐度为 42.95.低盐组和高盐组鳃 Na+-K+-ATP酶活呈上升趋势,且高于对照组,在 96 h时各组差异性显著(P<0.05).低盐组和高盐组肝脏超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均表现为先上升、后下降的趋势,在 96 h时均低于对照组;谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性呈先下降后上升的趋势,在 96 h时低盐组显著低于高盐组(P<0.05).低盐组和高盐组肝脏丙二醛(MDA)含量在 96 h达到最大值,且显著高于对照组(P<0.05).组织切片显示,低盐组和高盐组肝细胞出现空泡和细胞核固缩的现象,且高盐组更为严重;鳃丝上皮细胞排列紊乱、细胞坏死,低盐组鳃丝变宽,鳃小片变长,高盐组鳃丝萎缩,鳃小片间距变大;肾组织低盐组出现肾小管管腔扩张、肾小囊腔膨大,高盐组出现肾小管和肾小球坏死的现象.本研究探究了盐度对存活、抗氧化酶及组织结构的影响,可为绿鳍马面鲀健康养殖提供理论支持.

    绿鳍马面鲀(Thamnaconusseptentrionalis)盐度抗氧化组织结构

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    制备羟基磷灰石的贝壳种类优选及方法比较

    田璐琦杨皓月邢荣娥刘松...
    95-102页
    查看更多>>摘要：本研究以 CaO、煅烧后的牡蛎壳、蛤蜊壳、扇贝壳和脉红螺壳为原料,分别采用反相微乳液法和聚乙二醇(PEG)辅助微波加热法制备了纳米羟基磷灰石(HA),并从产物的物理化学特性以及形态学参数方面进行比较.利用傅里叶变换红外光谱、X 射线衍射对各组产物进行了化学表征,扫描电子显微镜观察样品的表面形貌,Zeta电位仪测定样品表面的电势差.结果表明,反相微乳液法制备的HA尺寸在(104.10±1.95)nm至(207.90±3.75)nm范围内,为近球形颗粒;而PEG辅助微波加热法制备得到的HA 尺寸在(61.17±3.11)nm 与(182.70±1.05)nm 范围内,倾向于形成椭圆及棒状的颗粒,稳定性更高,且各组样品均表现出完全的亲水性.此外,对比于CaO制备的HA,以贝壳为原料制备的HA具有更好的纳米结构,其中利用脉红螺壳制备的HA在粒径大小、稳定性以及亲水性等方面均具有优势,并且具有更接近天然骨的钙磷比.因此脉红螺壳可以作为PEG辅助微波加热法制备羟基磷灰石的主要原料.

    贝壳反相微乳液法微波加热聚乙二醇羟基磷灰石

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    海藻资源应用于聚羟基脂肪酸酯生产的研究进展

    董傲蔡春尔何培民
    103-111页
    查看更多>>摘要：聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate,PHA)是一种可生物降解的高分子聚酯材料,主要由微生物在一定的胁迫条件下产生,具有较多的单体结构,由于其具备良好的生物相容性和生物可降解性,近年来对其研究逐渐深入,但由于其生产成本较高导致其在生物塑料行业的应用进展缓慢,而以废料作为微生物碳源进行生产的方式往往会对环境造成二次污染.近年来大型海藻养殖量逐年上升,其含有丰富的碳水化合物等生物质资源,对其资源化利用的研究主要集中于食品、医药、饲料、新能源等领域,目前仅在海藻饲料和海藻肥领域实现了工业化,对其资源化利用的方式仍然需要不断地研究创新,使海藻资源的利用率达到最大,以创造更多的经济价值.为了引入庞大的海藻资源进行PHA的生产,降低其生产成本,促进其在生物塑料行业的应用,本文综述了 PHA 近年来在生产工艺研究上的进展情况,阐明了微藻生物合成PHA及大型海藻作为PHA生产的碳源的可行性,并评估了海藻资源作为碳源开发的优劣,为将来黄海绿潮资源的开发利用提供新的思路.

    聚羟基脂肪酸酯生物塑料海藻碳源资源化利用

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