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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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    基于潜标观测的黑潮-亲潮混合区近惯性能量季节变化特征研究

    范中祥孙冰溶陈朝晖
    293-305页
    查看更多>>摘要：近惯性内波广泛存在于全球海洋,是维持深层海洋跨等密度面湍流混合及海洋层结的重要能量来源.基于黑潮-亲潮混合区的多年深海潜标数据,分析了:(1)该海域近惯性内波及其能量的季节变化特征与影响因素,(2)上层和深层近惯性运动的频率、波数谱及垂向分布等特征.结果表明,该海域存在丰富的近惯性动能,无论海洋上层还是深层均呈现显著的冬季强、夏季弱的季节变化特征,冬季(12～2月)上层的近惯性能量可占全年能量的41％,深层近惯性信号同样显著,同潮汐信号相当.平板模型分析表明,该区域近惯性动能的季节循环特征主要受风场的季节变化所主导,同时受到黑潮延伸体流轴的摆动调制.

    黑潮-亲潮混合区近惯性内波季节变化潜标观测

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    南海北部不同涡旋对内潮的影响

    张宇陈旭刘娟宁珏...
    306-317页
    查看更多>>摘要：南海北部吕宋海峡是内潮最为活跃的区域之一,且涡旋种类繁多,不同特性的涡旋对内潮的影响不同.基于近岸与区域海洋共同模式(coastal and regional ocean community model,CROCO),模拟探究理想涡旋存在时,涡旋位置、极性、峰值流速和半径对内潮的影响.结果表明:涡旋位置是影响内潮的直接因素,位于涡旋区域内的内潮是主要影响对象,涡旋中心以西内潮方向变化的角度是以东的3倍.气旋涡和反气旋涡分别使潮能通量的方向向南和向北偏转,最大偏转角度超过12°,当涡旋所致背景流与内潮传播方向一致时,内潮群速度增强,反之减弱.涡旋对内潮的影响范围和幅度随着涡旋的半径和峰值流速的增大而变大.当涡旋峰值速度变大时,反气旋涡心以北的潮能通量增长量超过15kW/m.当涡旋半径增大时,涡旋峰值速度的位置发生变化,涡旋的峰值流速和半径共同影响潮能通量水平分布结构,使其呈现纬向单峰或多峰结构.

    内潮涡旋CROCO数值模拟

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    瑞利参数在海浪波高机器学习预测中的应用

    胡明浩谢玲玲李明明梁朋...
    318-331页
    查看更多>>摘要：海浪直接影响海上活动和航行安全,同时也蕴藏着巨大的可再生能源,对海浪核心参数之一波高预测至关重要.基于2015年7月～2022年6月山东小麦岛(36°N,120.6°E)站点实测的波高数据,利用反向传播神经网络(back-propagation neural network,BPNN)、长短记忆网络(long short-term memory,LSTM)和支持向量机回归(support vector regression,SVR)三种机器学习模型对波高进行预测,并分析了瑞利参数的引入对预测结果的影响.结果显示,模型输入项引入瑞利参数后,对1h和6h波高预测提升效果有限,预测值与测试集的相关性提升不超过0.02,均方根误差的降低不超过0.01 m;在12 h和24 h的预测中,BPNN和LSTM模型预测结果相关性提升0.03～0.07,均方根误差降低0.02～0.03 m,而SVR模型预测结果变化不显著.说明瑞利参数有助改善BPNN和LSTM模型中长期海浪预报.此外,特征扰动方法(机器学习中特征重要性的计算方法之一)验证了瑞利参数在波高预测中的重要性,瑞利参数的引入为波高的机器学习预测提供了新思路.

    波高反向传播神经网络长短记忆网络支持向量机机器学习瑞利参数

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    黑潮流套脱落反气旋涡对声传播的影响研究

    路露南峰梁向前于非...
    332-346页
    查看更多>>摘要：黑潮在冬季常以流套的方式入侵南海,并多伴随着反气旋涡的脱落,脱落的反气旋涡将黑潮高温、高盐水带入南海,影响南海东北部水文要素和声速场的空间分布,目前尚未有对黑潮流套脱落反气旋涡声学效应的研究.利用2009～2020年卫星高度计数据和再分析数据,在南海东北部选取了 6个冬季黑潮流套脱落反气旋涡,研究了其水文和声场结构,并应用Bellhop高斯射线模型仿真给出了其对声传播的影响.结果表明:(1)6个黑潮脱落反气旋涡平均半径为110～135 km,垂向深度可达1 000～1 200 m,最大旋转速度为0.4～0.6 m/s.反气旋涡中心暖水下沉,温度异常均为正异常,暖核位置位于100～250m处,最大正异常达到2.5 ℃.中心盐度异常呈.现负-正-负的三核结构.反气旋涡在100～900 m深度声速为正异常,最大正异常超过8m/s,出现在400 m左右.(2)声波从涡外穿过涡旋和从涡内向外传播,当地形不会影响声线的反转时,会聚区的位置发生后移,后移的距离在5～10km;当地形阻碍声线的反转时,声线与地形接触的位置不同,会聚区可能出现前移或后移,后移最大为29 km,前移最大可达23 km.(3)当声源深度和接收深度都为300 m时,涡旋引起的声传播损失相比与无涡环境下最大增加10～15 dB,同时地形与海底的反射也会使得声传播损失增大5～10 dB.本文研究结果对南海东北部深海通信、远程探测、舰艇侦察与反侦察等具有一定意义.

    南海黑潮流套反气旋涡会聚区传播损失

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    近40年来中国湖泊叶绿素a浓度的时空分异特征分析

    武昭鑫孔祥生徐兆鹏曾健...
    347-362页
    查看更多>>摘要：随着经济社会快速发展,中国湖泊表现出不同程度的富营养化,湖泊生态正面临着严峻挑战.叶绿素a是评价水体营养状态的重要指标,可以反映湖泊中浮游植物生物量情况.基于Landsat系列数据集,对1986～2022年间中国范围内面积在10 km2以上湖泊叶绿素a浓度分布状况进行研究,并对各区域叶绿素a浓度演变趋势进行分析,结果表明:(1)中国湖泊叶绿素a浓度存在地域性空间分布差异.叶绿素a浓度分布整体呈现东南高,西北低的态势,大约69％的湖泊处于轻富营养化程度,中富营养化状态约占17％.以35°N和100°E为分界线,各区域叶绿素a浓度随经纬度呈现出一定的变化规律.(2)近40年间中国湖泊叶绿素a浓度年均值处于缓慢波动上升趋势,时间序列呈现先降低后升高,再降低的变化状态.所有湖泊叶绿素a浓度显著上升的数量占比约为30％,显著下降的占比约为24.8％,变化不显著的约占45.2％.整体变化较为稳定,变异系数处于中等波动水平以下,波动较大的区域位于青藏高原,东北地区和长江中下游的部分地区.(3)各流域内湖泊叶绿素a浓度时空分异特征表现为:空间分布上,内陆流域和西南流域普遍较低,珠江流域和东南流域较高.时间变化上,除了西南流域和内陆流域的湖泊叶绿素a浓度呈现下降趋势外,其他流域均为上升趋势.中国湖泊叶绿素a浓度呈现出明显的地域性差异和时间变化趋势,这主要归因于地区气候、水文条件、土地利用以及人类活动变化等因素.受温暖湿润气候和较强人类活动的影响,东南部地区的湖泊叶绿素a浓度相对较高.西北部地区气温偏低,降水较少,湖泊叶绿素a浓度普遍较低.近40年的时间尺度上,受城市化、工业化快速发展和全球气候变化的共同影响,中国整体湖泊叶绿素a浓度呈缓慢上升趋势.

    中国湖泊遥感叶绿素a时空分异

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    典型自然源气溶胶沉降引起的海洋初级生产响应

    刘畅毛志华陈焕焕王云涛...
    363-374页
    查看更多>>摘要：大气沉降是陆源物质向海洋输入营养盐的重要方式,沙尘、野火和火山喷发均能够产生气溶胶,这些典型的自然源气溶胶在风场的作用下,能够进行远距离的输运,期间由于沉降作用进入海洋,为上层海洋提供限制性营养盐促进海洋浮游植物生长,提升海洋的初级生产力,促进碳循环过程.以海表叶绿素浓度作为海洋初级生产力的重要指标,通过海表叶绿素浓度的响应,探究沙尘、野火和火山这三种典型自然源气溶胶的传输路径及其沉降对海洋初级生产的影响.结果显示,海洋初级生产对气溶胶沉降的响应不仅与气溶胶排放类型有关,也与温度、动力过程、光合有效辐射等海域初级生产影响因素有关,体现了海洋初级生产对自然源气溶胶的敏感性,自然源气溶胶沉降所驱动的海洋初级生产在全球碳循环中具有重要的潜在影响.

    自然源气溶胶传输与沉降营养盐海表叶绿素浓度海洋初级生产力

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    基于CSA-PLS算法的养殖水体水质快速高光谱预测反演模型研究

    马启良刘梅祁亨年杨小明...
    375-385页
    查看更多>>摘要：养殖水体水质的优劣直接影响养殖对象的成长,准确、快速、全面地掌控养殖水环境的水质参数变化情况具有重要意义.传统的水质指标监测方法都通过人工采样的方式,不仅耗费时间长,且只能体现局部水体情况.针对这些问题,提出了一种乌鸦搜索算法(CSA)结合偏最小二乘回归(PLSR)的高光谱特征波段筛选方法,快速构建回归模型,实现光谱数据的精准预测反演.以连片的养殖小区为研究对象,采集养殖水体样本并拍摄同时期的高光谱影像数据.首先对提取的采样点光谱数据利用多种数据变换方法分别预处理;其次利用这些数据,对水质指标总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)分别构建全波段的SVR和AdaBoost回归模型,同时与提出的CSA-PLS自动筛选波段方法和传统的连续投影算法(SPA)筛选波段后构建的模型进行比较分析;最后根据决定系数(R2)和均方根误差(REMS)选出适合各水质指标的最优模型.从实验结果可以看出,所提波段筛选方法的AdaBoost模型预测结果优于SVR和传统SPA方法提取特征波段后构建的模型,与全波段最优模型相比,在评价指标R2和RMSE上TN提升了 18.32％和10.73％;NH4+-N提升了17.42％和11.19％;COD提升了 2.15％和2.54％.结果表明,基于CSA-PLS算法的光谱波段自动筛选方法结合AdaBoost构建的预测反演模型是有效、可行的,具有较高的精准度,为实现养殖水环境实时准确的预警调控提供了一种新的数据预测模型.

    高光谱数据水质预测乌鸦搜索算法养殖水环境集成学习

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    筛析法分析砂砾质样品的取样质量估算——对现行国标有关规定的扩展讨论

    宗羿冰陈奇朱永兰唐雯雯...
    386-396页
    查看更多>>摘要：筛析法是硬件要求低、操作简便、应用广泛的一种碎屑沉积物粒度分析方法.对于砂砾质沉积物而言,在具体的粒度分析实验中,应该取用多少质量的样品进行筛析,目前尚缺乏完备的、科学内涵明确的技术规范.《海洋调查规范第8部分:海洋地质地球物理调查》对此问题给出了部分解决方案,但其原理不明,也未能包括砂砾质沉积物的主要粒径范围.本研究针对筛析法取样质量的估算问题展开分析与讨论,基于概率分布理论推导出一套适用于砂砾质样品的筛析法取样质量估算公式,给出了不同分选系数下(0.35 Φ～4.00 Φ)样品最大颗粒直径对应的理论取样最小量的范围.研究表明,现行海洋调查规范的最大颗粒直径与取样最小量之间的定量关系可能是基于正态分布、分选极差的下界(σ=4.00Φ)的情况推算而来的;可将筛析法取样质量估算表的最大颗粒直径扩展至64 mm,该粒径对应的理论取样最小量为47.8 kg.为了检验推导的公式,以浙江省舟山群岛和象山半岛的潮间带近200个砂砾质样品为例,计算了样品最大颗粒直径对应的筛析法理论取样最小量及其理想状态下的正态粒度分布,并与实际样品的取样量及粒度分布分析结果进行了对比.结果显示,大部分样品的粒度分析结果近似正态分布,理论分析取样量与实际取样量的相关性较为理想.上述工作,可以为海洋调查规范的修订提供参考.

    筛析法砂砾质沉积物采样质量取样质量分选系数

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    2022年6月珠江流域洪水对下游溶解有机物浓度和组成的影响

    傅芳敏姚爱林明玥王宪业...
    397-408页
    查看更多>>摘要：当前极端气候事件频发,引起了人们广泛的关注.然而,气候变化对中国典型河流溶解有机物(DOM)的影响尚且未得到充分的认识.2021年11月至2022年10月,每月于珠江下游广州段采集河水样品,并分析其中溶解有机碳(DOC)、发色溶解有机物(CDOM)和荧光溶解有机物(FDOM)的浓度和组成.采样期间,2022年6月珠江流域遭遇百年一遇的洪水.结果显示,洪水大幅度降低了河水中的DOC和CDOM浓度,并提高了 DOM的芳香化程度.尽管洪水对DOM浓度产生了明显的稀释效应,但通过分析FDOM组成,进一步发现FDOM中不同组分对洪水的响应存在较大差异.FDOM短激发波长(230～235 nm)处的类蛋白质组分峰值在洪水期间出现高值;与此同时,长激发波长(280～285 nm)的类蛋白质组分和激发波长在345 nm处的类腐殖质组分峰值在洪水期间出现最低值.此外,与长江下游相比,珠江下游水体中往往具有较高的DOC和CDOM浓度、DOM芳香化程度以及CDOM分子量.研究将有助于进一步了解珠江等世界大河DOM浓度和组成的变化规律和控制机制,以及揭示极端洪水对大河DOM动态变化产生的影响.

    珠江洪水溶解有机碳发色溶解有机物荧光溶解有机物

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    碳汇视角下海洋生态效率的时空差异及影响因素研究——以环渤海地级市为例

    狄乾斌邵春雪陈小龙张洁...
    409-418页
    查看更多>>摘要：为了推进海洋高质量发展,建设海洋强国,基于2011～2020年环渤海16个地级市的面板数据,运用非期望产出超效率SBM模型和Tobit模型测度环渤海地级市的海洋生态效率、时空演化特征并实证分析其影响因素.结果表明:(1)从时序演化看,2011～2020年环渤海地级市海洋生态效率均值呈波动上升趋势,仍有较大进步空间.(2)从空间差异看,环渤海地级市海洋生态效率空间分布格局由2011年高低生态效率水平相间分布的无序状态向2020年两个较高生态效率区空间上集聚的有序化发展倾向转变,但并未出现区域协同化发展趋势.(3)Malmquist生产率指数分解表明,研究前期纯技术效率作为效率增长的单一推动力存在动力不足问题;研究后期2016～2020年,技术进步、规模效率双驱动,保证了海洋生态效率的提升.(4)地区经济发展水平、碳减排水平对环渤海地级市海洋生态效率具有显著正向影响;环境规制、海洋产业结构呈显著负相关;海洋科技水平正向影响但未通过显著性检验.未来要注重海洋科技发展、推进绿色低碳转型以及加强地区间合作,提升海洋发展基础以促进环渤海地区海洋高质量发展.

    海洋生态效率非期望产出环渤海地级市Tobit回归模型海洋碳汇

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