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海洋通报
海洋通报

方国洪

双月刊

1001-6392

hytb@mail.nmdis.gov.cn

022-24010823

300171

天津市河东区六纬路93号

海洋通报/Journal Marine Science BulletinCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为综合性海洋学术刊物，主要报道国内海洋科学各学科的研究成果与进展。
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    基于客观λ2方法的海洋三维涡旋核心线提取

    田丰林李博涵田万林唐蓦然...
    151-161页
    查看更多>>摘要：涡旋核心线是海洋中尺度涡旋结构的重要组成要素,涡旋核心线提取和可视化对于切入中尺度涡三维结构研究、开展海洋垂直物质能量运输分析具有重要意义.本文基于客观参考框架和λ2准则,提出了使用客观化的流场参数得到λ2区域,并提取其山谷线作为涡旋核心线的方法,实现了对海洋三维结构中尺度涡旋核心线的提取和可视化.首先,引入了最优局部参考系,使得速度、速度梯度等测度成为在变化的参考系下保持不变的客观量,提升了在海洋科学实践中的可靠性和实用性;其次,针对含有垂向速度的海洋三维流场数据,计算其空间雅可比矩阵,展示了涡旋核心区域的三维结构,实现了海洋涡旋研究从二维到三维的提升;最后,分别在多个半径大小播撒流线种子点,分析不同旋转方向的涡旋,对已提取的涡旋核心线实验结果进行验证,证明了客观λ2海洋三维涡旋核心线提取方法的有效性及可行性.

    海洋流场涡旋核心线客观性三维结构

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    沿海验潮站GNSS观测网BDS与GPS基线处理精度分析

    金波文王慧徐浩吴新辉...
    162-173页
    查看更多>>摘要：为了评估北斗卫星导航系统(BDS)用于验潮站沉降监测的可靠性和精度,该文利用北海区沿海8个验潮站2022年全年的GPS和BDS观测数据,从基线解标准均方根误差、基线重复性和GPS与BDS基线互差等方面对GPS和BDS解算结果进行对比分析.结果表明,BDS基线解的NRMS值在0.17～0.25之间,GPS基线解的NRMS值在0.18～0.23之间,二者基线解的NRMS值基本相当;GPS基线解的长度和各分量基线重复率平均值要小于BDS,从GNSS网固定误差和比例误差看,GPS和BDS的基线长度重复性精度达到10-9～10-8量级,基线东西和南北分量重复性达到10-9量级,基线垂直分量重复性精度达到10-7～10-8量级.在GPS和BDS基线结果互差方面,GPS解算得到的基线长度均要大于BDS,二者平均差值为10.7 mm;东西分量差值最小,其次是南北分量,垂直分量差异最大,南北分量、东西分量和垂直分量差值平均值分别为-8.5 mm、-3.7 mm和10.6 mm.南北分量、东西分量、垂直分量和基线长度差值平均值最大值分别为23.6 mm、20.9 mm、30.4 mm和22.1 mm.总体而言,BDS基线与GPS基线结果存在一定的差异,但差值不大,相对于基线长度而言,二者差值在10-8量级,均能够满足长序列高精度数据要求,可用于验潮站沉降监测的需要.

    验潮站GNSS基线北斗卫星导航系统全球定位系统GAMIT/GLOBK

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    基于ConvLSTM-CNN预测太平洋长鳍金枪鱼时空分布趋势

    杜艳玲马玉玲汪金涛陈珂...
    174-187页
    查看更多>>摘要：海洋渔场的变动由空间与环境因子共同驱动,渔场时空演变信息的精准预测是海洋捕捞的关键.本研究利用1995-2018年太平洋海域长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)的渔业生产统计数据,结合同期海洋环境数据包括海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)、海表面盐度(Sea Surface Salinity,SSS)、初级生产力(Primary Productivity,PP)和溶解氧浓度(Dissolved Oxygen Concentration,DO),提出了一种融合卷积长短期记忆网络(Convolutional Long Short-Term Memory Networks,ConvLSTM)和卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的渔场时空分布预测模型.该模型引入特征提取模块,对时空因子进行编码,提取时空特征信息,同时采用CNN提取海洋环境变量的抽象特征,采用ConvLSTM提取渔业数据的高层时空关联信息,最后融合多种特征对渔场时空演变趋势进行预测.结果表明,模型的均方根误差为0.103 6,较随机森林、BP神经网络和长短期记忆网络(Long Short Term Memory,LSTM)等传统渔场预报模型的预测误差降低15%～40%,预测的高产渔区与实际作业的高渔获量区匹配度为89%.该研究构建的渔场时空预测模型能够准确地预测出太平洋长鳍金枪鱼的时空分布,为太平洋长鳍金枪鱼的延绳钓渔业提供科学参考依据.

    长鳍金枪鱼时空分布融合卷积长短期记忆网络卷积神经网络太平洋

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    长牡蛎外套膜组织着色区和无色区的微生物多样性比较分析

    谢超伊宋宏策董美云张钰煊...
    188-197页
    查看更多>>摘要：典型的开管式软体动物长牡蛎(Crassostrea gigas)具有开闭壳的行为习惯,易使大量海水成分进入体内.因此,海水中的微生物极易附着于长牡蛎的软体部表面.本研究利用16S rRNA对长牡蛎外套膜着色区和无色区以及其生活区域海水进行了微生物多样性比较分析.结果显示:长牡蛎外套膜表面的微生物多样性与丰富度均高于海水.在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)为长牡蛎外套膜着色区与无色区的共同优势菌类,而海水中优势菌类为拟杆菌门(Bacteroidetes).在属水平上,主要发现了弧菌(Vibrio)、假交替单孢菌(Pseudoalteromonas)和海洋单胞菌(Marinomonas)在内的28个菌属.此外,线性判别分析(Linear discriminant analysis effect size,LeFSe)显示,外套膜着色区与无色区的微生物标志物存在差异.着色区的主要标志物为螺旋体科未分类属(norank_f_Spirochaetaceae),而无色区的主要标志物为弧菌(Vibrio).综上,长牡蛎外套膜组织表面与海水之间的微生物组成存在较大差异.尽管外套膜着色区和无色区来自同一组织,但二者之间仍存在多个微生物标志物的差异.本研究揭示了长牡蛎外套膜着色、无色区以及海水之间微生物群落差异,为今后深入阐释不同着色组织与微生物之间的相互作用机制奠定了基础.

    长牡蛎外套膜微生物16SrRNA

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    基于多维度声学特征优选的多波束海底底质分类

    宋佰万付明生崔晓东牛冲...
    198-209页
    查看更多>>摘要：海底表层底质分布信息的准确获取在构建海洋基础地理数据库中发挥着重要作用.目前,多波束是实现大范围海底底质分类的有效手段之一,基于多波束测深和反向散射强度数据所派生的声学特征被广泛应用于底质分类建模.然而,随着特征维度的增加,特征空间中存在的无关和冗余特征严重影响底质分类精度.为了定量评估声学特征对底质类别的表征能力,并消除无效特征对分类结果的干扰,本文提出了基于多维度声学特征优选的海底底质分类方法.首先,结合实际底质样本的物理属性对多维特征进行排序和优选,排除冗余和无关特征.其次,分别应用支持向量机、随机森林和深度信念网络构建海底底质监督分类模型.通过利用爱尔兰海南部多波束调查数据和实地取样信息进行试验,结果表明提出方法对海底底质的总体分类精度和Kappa系数分别最高达到了86.20%和0.834,相较于主成分分析和熵指标特征选择方法有明显提高,突出了该方法在海底底质探测及制图的应用潜力.

    海底底质分类多波束测深系统特征优选反向散射强度海底地形

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    杭州湾表层沉积物有机碳分布、来源及近20年来的变化

    李金铎
    210-219页
    查看更多>>摘要：根据2002年、2008年、2012年、2017年和2022年夏季采样分析结果,对杭州湾表层沉积物中有机碳(TOC)时空分布变化进行了研究.结果表明研究区TOC平均值分别为0.55%(n=16)、0.50%(n=112)、0.44%(n=38)、0.53%(n=38)和0.51%(n=38),总体上呈现南北高东西低的"X"形平面分布特征,高值区出现在北岸金山至南汇咀海域和南侧镇海至慈溪海域,相关性分析表明TOC分布受到沉积物类型的控制,主要赋存于细颗粒沉积物内.沉积物的氧化还原环境也对TOC分布有显著影响.分区进行5个年份TOC统计分析显示,20年来北部海域先减后增,变化较为明显,南部和东部海域2017年增大之后减小,西部海域变化不大.TOC随时间的变化受到自然条件和人为活动造成的长江入海泥沙和有机物质通量下降、海洋源增加等因素的影响.C/N、δ13C特征表明,研究区沉积物中有机碳陆源贡献比例大都在30%～70%,站点差异较大,北岸近岸海域和东南侧海域陆源有机碳比例较高,湾中部和东部海域有机碳的海洋源比例较高.

    表层沉积物有机碳来源杭州湾

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    新型旋转减冲装置对桩基局部冲刷防护试验研究

    张竞程永舟程海洋郑余伟...
    220-228,274页
    查看更多>>摘要：为减轻海上风电单桩基础周围局部冲刷对其结构安全的影响,本文提出了一种新型旋转减冲装置.在波流水槽中开展物理模型试验,改变波流条件、装置安装高度、安装距离,记录桩周冲刷发展历时,运用激光地形仪扫描冲刷坑形态,分析各工况下冲刷坑形态差异,验证装置不同安装距离、安装高度下的冲刷防护效果,提出了不同安装位置下的防护效率公式.结果表明:新型旋转减冲装置具有较好的冲刷防护效果,本试验工况下,桩周最大冲刷深度可减小44%左右.装置安装距离对冲刷防护效果影响较小,波流作用下的冲刷防护效果受装置安装高度影响显著,冲刷防护效果随装置安装高度的增加而减弱.

    波流共同作用冲刷防护桩基础冲刷深度减冲装置

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    黄河口湿地潜在溢油污染生态风险评估

    周梦宇娄琦张学庆娄安刚...
    229-239页
    查看更多>>摘要：黄河口有着我国典型的新生湿地生态系统,生态环境非常脆弱,极易受到陆源和海洋污染事故的影响.本文针对黄河口附近海上油田的开发和运输带来的潜在溢油风险,结合溢油污染概率模型以及河口的生态脆弱性,对黄河口湿地潜在溢油污染风险进行评估.在河口水动力模拟的基础上,采用随机情景模拟法选取300种风和潮流组合作为溢油模拟的强迫条件,分别模拟溢油后72h和720 h的污染结果,并统计黄河口湿地受溢油污染影响的最大概率和最短时间,采用环境敏感指数表征湿地对溢油污染的敏感程度、危害后果指数量化表征其危害程度及风险矩阵量化风险高低.结果表明黄河口国家公园受潜在溢油污染概率较大,危害后果指数值为29,处于较高危害等级,属于中风险区;河口岸线受潜在溢油污染概率较小,危害后果指数值均小于1,溢油危害后果低,属于低风险区.

    黄河口溢油生态风险危害后果风险矩阵

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    大亚湾湿地底栖微藻对氮素的吸收存储及影响因素探究

    赵春宇王岩黄小平唐艳...
    240-247页
    查看更多>>摘要：为探讨不同类型湿地表层沉积物中底栖微藻对氮素的吸收存储能力及其影响因素,于2017年3月(枯水期)和8月(丰水期)分别采集大亚湾光滩湿地(T1)、河口湿地(T2)和红树林湿地(T3)表层沉积物底栖微藻样品,并进行了反复冻融实验.研究结果表明,大亚湾滨海湿地表层沉积物中的底栖微藻丰度具有显著的时空差异,温度、营养盐和沉积物粒径可能是影响底栖微藻生长繁殖的主要因素.不同季节比较发现,底栖微藻的氮累积存储能力表现为枯水期强于丰水期,主要由于丰水期较高温度和强光照引起的过度干燥和光刺激,限制了底栖微藻的生长繁殖.河口湿地丰富的营养物质能促进底栖微藻的生长繁殖,致使在淡澳河河口湿地叶绿素含量最高,底栖微藻丰度也最大.底栖微藻胞内溶解无机氮(DIN)含量表现为T2(河口湿地)>T1(光滩湿地)>T3(红树林湿地)的空间分布特征,这与其生物量的时空分布特征相一致(P<0.01),并且底栖微藻对氨氮(NH4-N)有较强的累积存储能力,胞内氨氮(IC-NH4)占胞内无机氮(IC-DIN)高达90.4%.底栖微藻IC-DIN占整个沉积物氮库的24.2%,其中约20.0%的NH4-N、17.6%的NO3-N和16.0%的NO2-N被吸收累积在底栖微藻细胞内.整体上,大亚湾湿地沉积物底栖微藻的氮素累积能力受营养负荷的影响,且NH4-N负荷越高,底栖微藻对氮的吸收存储能力越强,能有效降低近岸富营养化水平.

    底栖微藻氮存储影响因素滨海湿地

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    供给主体视角下红树林碳汇项目全生命周期风险测度与评价研究——以湛江红树林造林项目为例

    贺义雄王燕炜谢素美
    248-264页
    查看更多>>摘要：发展海洋碳汇对于建设人与自然和谐共生的美好世界具有重要意义,红树林作为海洋碳汇的重要来源,拥有强大的固碳和储碳能力,具有较高的生态价值和经济价值,因此,加快开发红树林碳汇是应对气候变化的重要战略选择.本文基于三角模糊数和结构方程构建红树林碳汇项目风险测度模型,选取湛江红树林造林项目这一我国的代表性项目,采用净现值方法和肯定当量法对其进行实证对比分析,测度风险因素对项目价值及其投资决策的影响,从而助力红树林碳汇的高质量发展.结果表明:(1)红树林碳汇项目的开发存在一定的风险,各阶段风险按照影响由高到低,依次为核查备案阶段、决策阶段、施工阶段、运营维护阶段和设计阶段,核查备案阶段的技术风险、决策阶段的政策风险、施工阶段的市场风险、运营维护阶段的市场风险和设计阶段的人类行为风险是各阶段中影响较大的风险种类;(2)风险的发生会使红树林碳汇项目的价值降低,相比传统净现值法,肯定当量法更符合红树林碳汇项目的开发和运行情况.

    红树林碳汇项目风险测度与评价供给主体全生命周期

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