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期刊信息/Journal information
海洋与湖沼
海洋与湖沼

相建海

双月刊

0029-814X

liuxiujuan@qdio.ac.cn

0532-82898753

266071

青岛市南海路7号

海洋与湖沼/Journal Oceanologia et Limnologia SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本学报系海洋与湖沼科技领域最早、最有影响的综合性学术刊物。以报道基础研究、应用基础研究论文为主的刊物。论文涉及水圈范围内的物理、化学、地质、生物及其分支学科的研究报告、简报（阶段性研究成果）、学术争鸣及研究综述等。学报连续5年入围被引频次最高的中国科技期刊百名榜的第34名。学报被国际六大检索系统中的五大系统所收录，如SA、CA、JICST、PЖ、SCI。2000年荣获中国科学院优秀期刊一等奖和山东省科技期刊质量评估优秀级。
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    风应力引起中东太平洋赤道潜流变异的动力通道

    王锦刘传玉杨伟生
    1337-1349页
    查看更多>>摘要：太平洋赤道潜流(equatorial undercurrent,EUC)通过影响暖池和冷舌水体交换,对于赤道环流系统的动力过程及其全球气候效应具有重要意义.然而,影响EUC强度变异的风应力结构、触发位置和时期及物理机制并不清晰.基于 GECCO(German Contribution to the Estimation of the Circulation and Climate of the Ocean)系统伴随模式,研究了在超前1 a内能够使得140°W断面处EUC流量发生最大变异的风应力扰动结构,及其驱动下EUC变异的物理机制.结果表明:(1)影响EUC变异的敏感风应力主要分布于热带太平洋(15°S～15°N之间),呈现出关于赤道对称的"漏斗"状结构,并随着临近目标月份,呈现自西向东的移动趋势,且EUC流量对纬向风应力的敏感性更强,最大的敏感性强度发生在超前1～3个月内.(2)敏感风应力扰动能够有效引发目标月份EUC流量变异,其中,超前4～11个月的非局地风扰动会导致海盆尺度的EUC增强,超前小于4个月的局地风扰动仅能够导致目标断面附近(±10°)的EUC增强.(3)通过分析海表面高度异常的发展过程,敏感风扰动所激发的赤道Kelvin波、赤道Rossby波及其反射波相互叠加是导致EUC变异的主要原因.上述结果确立了风应力通过赤道波动过程激发中东太平洋局地EUC变异的动力通道.

    太平洋赤道潜流伴随敏感性风速扰动Rossby波Kelvin波

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    热带太平洋淡水通量年际变率对ENSO的作用机制及数值模拟研究

    尹露莹张荣华智海
    1350-1367页
    查看更多>>摘要：海气界面间淡水通量(freshwater flux,FWF;定义为降水减蒸发)是热带太平洋气候系统中对海洋有重要作用的大气强迫之一,与风应力和热通量共同影响厄尔尼诺-南方涛动(El Nino-Southern Oscillation,ENSO).尽管这些大气强迫场共同作用于海洋,但FWF在其中的单独强迫作用及相关过程和机制仍需深入探究.本文通过海洋环流模式(ocean general circulation model,OGCM)进行模拟,进一步使用温度和盐度收支分析以及区分温盐相对贡献的诊断分析方法,量化热带太平洋FWF年际变率对上层海洋的净作用.结果表明,在El Nino事件发生时,FWF正异常强迫直接导致赤道太平洋中部海表盐度(sea surface salinity,SSS)降低,同时增强上层海洋层结稳定度.此外,FWF正异常强迫还会导致赤道太平洋中部浮力通量(buoyancy flux,BF)增加,从而减弱了次表层的混合和夹卷作用,使局地的混合层变浅.从气候效应来看,由FWF年际变率引起的海洋过程有助于赤道东太平洋海表温度(sea surface temperature,SST)暖异常的维持和增强.通过定量分析表明,SSS变化与FWF强迫强度密切相关,赤道太平洋中部FWF异常每增加1.0 mm/d会使得SSS异常降低约0.02,并且使得赤道太平洋东部SST异常升高约0.12 ℃,在增温过程中垂直混合和夹卷作用是主导的贡献项.以1997～1998年的El Niño事件为例,FWF正异常引起的SST暖异常增量占总异常的11.8％.本文所揭示的FWF强迫场对ENSO的单独作用有助于完善我们对整个热带太平洋海气耦合系统的认知,为进一步改进ENSO的过程表征和预测提供科学指导.

    海气界面淡水通量ENSO海表盐度和温度热带太平洋分层型海洋模式热盐收支分析温盐相对贡献

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    热带太平洋海洋叶绿素对SST的影响及其机理分析——基于ROMS的海洋物理-生态模式模拟

    张雯哲张荣华高川田丰...
    1368-1379页
    查看更多>>摘要：关于热带太平洋海洋叶绿素对海表面温度(sea surface temperature,SST)年平均场和年际变率的影响,学术界存在着广泛的争议,模拟结果表现出明显的模式依赖性;且对于季节变化上叶绿素如何影响SST的关注较少.为深入研究热带太平洋叶绿素的气候效应,本文基于区域海洋模式系统(Regional Ocean Modeling System,ROMS)构建了海洋物理-生态耦合模式;通过在敏感性试验中设置不同的叶绿素浓度分布,分析了叶绿素对热带太平洋SST的年平均和季节变化的影响.结果表明,叶绿素会导致热带太平洋大部分区域SST升高,但赤道东太平洋区域SST降低.其中,前者由叶绿素的直接加热效应所引起:叶绿素的存在使得海洋表层吸收的短波辐射明显增多,更多的热量被保留在了混合层中,引起SST的升高;后者由动力冷却效应占主导:叶绿素使得混合层中吸收更多的短波辐射,导致穿透到混合层以下的短波辐射明显减少,所引起的热量垂向重新分配使得海水的层结增强、混合层变浅、上层海流辐散增强,进一步在赤道南北两侧产生异常向西的纬向流、赤道东太平洋的上升流增强,使得SST下降.但是这种冷却效应并未贯穿于全年,叶绿素对赤道东太平洋SST变化的影响呈现出明显的季节依赖性:在1～4月期间表现为SST增暖(即直接加热效应占主导作用);此后加热效应减弱,垂向冷平流的作用愈发强劲,间接动力冷却效应占主导.综合来看,叶绿素会使赤道东太平洋SST降低约0.5 ℃,并加强其季节变率.本文得到了叶绿素影响赤道东太平洋SST的两种不同的结果(变冷和变暖),这一发现为理解不同模式中叶绿素冷却或加热效应主导作用的差异提供了新的视角,为改进模式、合理表征叶绿素的影响提供了重要的科学依据.

    热带太平洋叶绿素效应季节依赖性直接加热间接冷却海洋物理-生态耦合模式区域海洋模式系统(ROMS)

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    西北太平洋亚北极锋区热盐入侵结构及次中尺度演化过程分析

    王鹏皓毛科峰陈希李明...
    1380-1393页
    查看更多>>摘要：为分析锋面内热盐入侵的精细结构及次中尺度动力演化过程,基于2019年6月期间调查获取的西太平洋亚北极锋区上层高分辨率观测数据,开展了海洋过程研究的数值模拟.观测表明,亚北极锋冷水侧存在由亲潮水及黑潮延伸体水混合形成的高温高盐入侵水,其垂直尺度为70 m(20～90 m),水平宽度约为6 km,密度与周围水体基本一致.采用观测数据驱动三维非静力海洋过程模型进行了模拟和拉格朗日粒子追踪,分析了入侵水形成过程中水体动力学参数变化.模拟再现了与观测类似的热盐入侵结构,入侵水形成后的垂直浮力梯度及Ertel位涡增强,而水平浮力梯度则基本不变;以对称不稳定性为主的次中尺度过程对热盐入侵的形成产生了重要的影响;锋面混合过程中出现的次中尺度涡可能是导致热盐入侵水出现的原因.

    热盐入侵细微结构次中尺度过程动力过程演化

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    泉州半月湾海滩侵蚀机制及修复对策研究

    姜敏朱君刘涛刘根...
    1394-1405页
    查看更多>>摘要：本文通过对比半月湾海滩历史岸线、剖面、水下地形、沿岸输沙等的变化,详细分析了海滩的侵蚀现状,探讨了渔港防波堤建设对半月湾海滩侵蚀的动力机制,并针对性地提出了海滩修复思路.研究结果表明,半月湾海滩自渔港防波堤建设以来产生了自西向东的沿岸净输沙,海滩西侧持续侵蚀,东侧持续淤积;2004～2014年西侧岸线蚀退速率最大约为-8.10 m/a,东侧淤进速率最大约为10.10 m/a;2015～2017年年单宽净侵蚀量最大约为10.99 m3/m,2017～2021年单宽净淤积量最大约为26.05 m3/m;岸线、剖面、水下地形变化逐渐减弱,海滩演化趋于平衡.半月湾海滩侵蚀和防波堤建设关系密切,防波堤建设后,主浪向东南(SE)方向入射波浪受防波堤的阻挡作用,使得半月湾海滩东段波高减小、中段波浪衰减梯度增加,原本平衡的输沙态势被破坏,产生了自西向东的沿岸净输沙.针对半月湾海岸侵蚀,提出了"滩肩补沙+中部透空防波堤+西侧卵石岬角"的修复思路,可有效降低沿岸输沙,缓解防波堤建设引起的海岸侵蚀问题.研究成果可为相似类型海岸的岸滩修复提供良好的参考.

    海岸侵蚀防波堤波高梯度沿岸输沙海滩修复

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    中国海岸潮间带沙坝概查:地貌特征与形成条件

    万洁颖王韫玮郭一栋王玺诏...
    1406-1418页
    查看更多>>摘要：潮间带沙坝是指在砂质潮间带发育的脊槽组成的海岸沉积地貌形态,可以分为低振幅沙脊和潮间带沙波两种类型,在全球广泛分布,具有重要的海岸防护和生态价值.基于2017～2023年的Google Earth和Sentinel-2的遥感影像,结合实地地形观测,对中国海岸上潮间带沙坝的空间分布及其地形特征,进行了全面的研究,并分析了其发育的沉积物和水动力条件.中国海岸有47处潮间带沙坝,确定其中24处为低振幅沙脊,23处为潮间带沙波,主要分布在中小河口附近等砂质沉积物丰富而泥质沉积物又无法存留的地区.在跨岸方向上,低振幅沙脊通常由2～6道沙坝组成,沙坝多为新月型,平均沙坝间距主要介于65～142 m,脊线不连续且位置变化明显.而潮间带沙波则发育有6～20道沙坝,平均沙坝间距介于67～101.5 m,空间上呈现出完整、连续、分离且平行的特征,时间上位置稳定.水动力分析结果显示,低振幅沙脊主要发育在中低波能(有效波高介于0.45～1.82 m)和平均大潮潮差介于1.02～6.45 m的条件下.潮间带沙波在低波能(有效波高介于0.36～0.72 m)和平均大潮潮差介于1.01～4.34 m的环境下形成.中国海岸的潮间带沙坝发育广泛、种类多样、空间跨度大,是重要的海岸沉积地貌单元,有必要对其开展系统性的全面研究,从而为海岸管理和保护提供科学依据.

    潮间带沙坝地貌特征沉积动力环境中国海岸

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    尿素合铁改性粘土:一种多元控制赤潮的新型矿物复合材料

    张博闻曹西华臧小苗宋秀贤...
    1419-1427页
    查看更多>>摘要：赤潮暴发不仅会导致水体中积聚过量微藻细胞,还常常伴随出现氮磷等富营养化污染因子超标的问题.随着生态环境治理要求的提升,有害赤潮治理不仅需要高效除藻来控制灾害,还需要同时净化水体中的其他污染物质,对受污染水环境进行综合治理.该研究面向有害赤潮综合治理需求,以现有改性粘土法为基础,探究了在粘土中引入尿素合铁材料制备功能性赤潮治理材料的方法可行性,实验测试了新制备尿素合铁改性粘土(ferric carbamide complex-modified clay,FMC)的除藻降磷效果,分析了控制FMC性能的关键制备条件.结果表明,原位表面合成法更适于功能性FMC的制备,该方法获得的FMC具有良好的稳定性,不仅除藻能力强、环境友好,还对水体中活性磷酸盐有良好消除效果,是一种多元治理赤潮的有效材料.尿素与铁离子比例RU-Fe、尿素合铁与粘土的质量比RF-C、反应温度、滴加速度、熟化时间等条件共同影响所制备FMC的除藻能力;借助正交实验法、以提升除藻率为目标获得了最佳制备条件,其中RU-Fe为1∶1.1、RF-C为1∶1、反应温度30 ℃、滴加速度1 mL/min、熟化时间1 h.该条件下制得的FMC在0.2 g/L用量下3 h除藻率可达90％以上,同时可以去除水体中约84％的活性磷酸盐.该研究为有害赤潮综合治理中功能性改性粘土材料的制备提供了新思路.

    赤潮治理功能性改性粘土尿素合铁制备方法

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    改性粘土对对虾养殖池塘主要生源要素的调控作用

    陈静池连宝姜凯钦姜文彬...
    1428-1435页
    查看更多>>摘要：高强度养殖活动显著改变了主要生源要素的分布特征与循环过程,导致养殖水体呈现严重富营养化状态、有害藻华频发,既限制了养殖业的健康发展,又对周围海洋生态环境造成了负面影响.近年来,养殖水体水质调控成为研究热点,基于2023年5～9月份对莱州湾凡纳滨对虾精养池塘水体主要生源要素的现场观测与对比体系研究,揭示了改性粘土对主要生源要素分布特征的影响,结合培养实验,探究了改性粘土对主要生源要素循环的调控作用.结果表明,对虾养殖池塘水体中主要生源要素(碳、氮和磷)含量整体呈现波动上升的变化趋势.喷洒改性粘土 24 h后可以迅速降低水体溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)和溶解无机磷(dissolved inorganic phosphorus,DIP)含量,去除率都达90％以上,且在养殖过程中实验池水体总有机碳(total organic carbon,TOC)、总氮(total nitrogen,TN)和总磷(total phosphorus,TP)含量均值都低于对照池.培养实验结果发现,改性粘土能够显著降低TOC矿化速率与DIN、DIP再生速率,有效促进了有机碳的埋藏,延缓了营养盐的再生与释放.综上,改性粘土可以降低水体中有机碳和营养盐含量,起到有效调控养殖水体水质的作用,并可促进有机碳的埋藏封存,在海洋碳埋藏增汇方面展现出良好的应用前景.

    养殖水体改性粘土主要生源要素有机碳营养盐调控作用

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    海水pH对赫氏颗石藻和中肋骨条藻二甲基硫化物生物生产的影响

    陈子玉鉴珊
    1436-1445页
    查看更多>>摘要：二甲基硫(dimethyl sulfide,DMS)作为一种反温室气体,在海洋硫循环中发挥着重要作用.目前,海洋酸化对DMS生物生产的影响仍存在争议.通过对常见藻种赫氏颗石藻和中肋骨条藻进行酸化模拟培养实验,探究了海水pH变化对DMS、二甲基巯基丙酸内盐(dimethylsulfoniopropionate,DMSP)和二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)生物生产的影响.结果表明,pH 7.9和pH 7.7两组赫氏颗石藻的细胞丰度、比生长速率、DMS、DMSP、DMS O、单细胞DMS、单细胞DMSP和单细胞DMSO在4～10 d时显著低于pH 8.1组(P＜0.05),其中,DMS分别降低了 22.4％、29.3％,DMSP分别降低了 10.0％、22.6％,DMSO分别降低了 23.5％、29.6％;而中肋骨条藻的生物量以及二甲基硫化物在3种pH条件下均无显著差异(P＞0.05).Pearson相关性分析结果显示,赫氏颗石藻和中肋骨条藻的生物量和二甲基硫化物均存在显著相关性(P＜0.05),而且赫氏颗石藻二甲基硫化物之间的相关性相比中肋骨条藻较弱.由此可见,海水pH降低对赫氏颗石藻的生长及其二甲基硫化物生产释放的影响较大,对中肋骨条藻的影响相对较小.该研究结果有助于深入认识全球气候变化背景下海洋硫排放的变化趋势.

    海洋酸化二甲基硫化物赫氏颗石藻中肋骨条藻

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    台湾海峡不同环境介质中藻毒素的污染现状分析

    李东岳邱江兵李爱峰闫国旺...
    1446-1456页
    查看更多>>摘要：藻毒素是由海洋微藻产生的一类代谢产物,广泛分布于不同环境介质中,潜在威胁海洋生物与人类健康,以及水产养殖业的持续发展.台湾海峡渔业资源丰富,生物种类繁多,是我国重要的渔业养殖区.为进一步了解台湾海峡不同环境介质中常见藻毒素的污染现状,于2022年4月采集了浮游植物、海水和沉积物样品,应用液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)进行分析.结果表明,浮游植物样品中软骨藻酸(domoic acid,DA)、大田软海绵酸(okadaic acid,OA)和鳍藻毒素-1(dinophysistoxin-1,DTX1)的检出率分别为25％、71％和100％,平均浓度分别为86.0、9.4和50.1 fmol/L,主要分布于台湾海峡的西北部海域.在海水中检出溶解态的OA和DTX1,检出率均为100％,平均浓度分别为34.4和165 pmol/L,但未检出DA.在柱状沉积物样品中检出OA和DTX1,含量分别为0～0.78 pmol/g dw(dry weight,干重)和0.29～2.95 pmol/g dw,均高于我国沿岸其他大部分海域沉积物中相应毒素的含量.总体来看,台湾海峡不同环境介质中DA的含量较低,而OA和DTX1处于较高水平.因此,今后应加强对台湾海峡贝类养殖区内OA和DTX1毒素的跟踪监测,以保障贝类水产品食用安全.

    藻毒素液相色谱-串联质谱联用台湾海峡环境介质

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