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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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    棘皮动物繁殖期免疫调控与微生物互作研究进展

    张立斌邓贝妮茹小尚王嘉泽...
    1057-1069页
    查看更多>>摘要：棘皮动物是主要的后口动物之一,在进化上具有重要意义,海参、海胆等作为我国重要水产养殖物种,具有重要的经济价值和营养价值.免疫对动物生长、发育、繁殖具有重要的作用,微生物参与宿主免疫调节,其作用至关重要.繁殖期是动物重要的生活史阶段,但动物在繁殖期会出现免疫力降低等系列生理功能下降的现象.笔者主要综述了棘皮动物非特异性免疫类型、参与棘皮动物免疫的微生物类群、棘皮动物繁殖期免疫调控与微生物协同作用的研究进展,并展望了棘皮动物免疫应答的研究方向与应用前景,为未来棘皮动物繁殖期免疫调控的研究与应用提供了借鉴和参考.

    棘皮动物繁殖免疫微生物

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    基于集合卡尔曼滤波的渤海水位低频波动数值模拟

    李相豪夏颖颖宋德海
    1070-1081页
    查看更多>>摘要：风松弛导致亚潮尺度的水位低频波动是渤黄海秋冬季常见的海洋动力过程,这一过程的数值模拟要求模型空间范围要覆盖整个渤黄海区域甚至是整个东部陆架海区域.对于以渤海海峡为开边界的渤海模型,则由于风区过小无法再现这一过程.针对这一问题,本文在渤海模型上使用集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,ENKF)进行同化,成功再现了这一现象,并进一步分析了 ENKF同化的作用及其影响因素.主要结论如下:渤海的水位低频波动与输入渤海的开边界水位有关,仅使用潮汐数据和风场数据无法准确地模拟出渤海水位的变化,然而通过ENKF同化则可以再现渤海内的水位低频波动,且同化效果优于两类不同开边界输入的结果.ENKF同化的准确性与集合数目以及观测数据采样位置有关.集合数目越多同化效果越强,但超过40个集合后,同化效果改善不明显.使用的观测数据应尽量均匀分布且要远离开边界.

    低频波动数据同化集合卡尔曼滤波渤海开边界

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    基于深度学习的南海海表面温度的智能化预测研究

    谢博闻张丛杨树国冯忠琨...
    1082-1095页
    查看更多>>摘要：海表面温度(sea surface temperature,SST)是影响海洋和气候变化的重要因素之一,准确预测SST的变化对于海洋生态环境、气象和航行等至关重要.传统的SST预测方法通常依赖于数值模式,但是其计算成本较高.该文基于深度学习模型(3D U-Net),将SST、海表面高度异常(sea surface height anomalies,SSHA)以及海表面风(sea surface wind,SSW)作为输入变量成功构建了南海SST的快速化智能预报模型.结果表明,与卷积长短时记忆(convolutional long short-term memory,ConvLSTM)模型相比,3D U-Net模型在所有预测时间中均显示出更高的准确度,其均方根误差(RMSE)为0.53 ℃,皮尔逊相关系数(R)达到0.96.在不同季节和南海不同区域,3D U-Net模型均表现出较小的预测误差,而且在季风盛行期间也具有较强的鲁棒性.此外,3D U-Net模型在预测2021年南海的海洋热浪(marine heatwave,MHW)事件时,大部分海域的准确率达到了 80％以上,总体上精确率和召回率分别为0.89和0.45.敏感性实验结果表明,SSHA和SSW对模型的预测性能有显著影响,并在不同的预报阶段中发挥着不同的作用.综上所述,结合多源海表数据的3D U-Net模型能够快速准确地预测出南海SST,并为预测MHW事件提供了新方法.

    海表面温度3DU-Net模型深度学习南海海洋热浪

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    珠江河网水位与动力边界的联合依赖关系演变

    杨昊李博欧素英刘锋...
    1096-1109页
    查看更多>>摘要：珠江河网的水位变化是动力和地貌边界共同驱动的结果.然而,在强人类活动干预下,河网地貌边界发生异变,叠加动力边界(上游流量和口外海平面)变化影响,导致河网水位格局出现异变.探讨河网水位的异变问题,可为河口整治和水资源高效开发利用等提供重要指导.本研究采用Copula方法探究强人类活动驱动下河网日均水位与动力边界的联合依赖关系演变过程,并对极端日均水位风险进行了评估.结果表明:珠江河网水位与动力边界的联合依赖关系发生了显著变化,表现为相同流量或海平面条件驱动下,河网上部日均水位下降、中下部高水位下降但低水位抬升,而口门区域日均水位抬升.强人类活动前后珠江河网极端日均水位的风险变化表明,当河网上部水位与流量、海平面遭遇概率为10％～90％时,日均水位降幅为0.02～1.24 m;河网中下部水位与流量、海平面遭遇概率为90％时,变化与上部一致但降幅缩小为0.05～0.23m,而遭遇概率为10％时,其日均水位抬升,幅度为0.01～0.07m;在口门区域,水位与流量、海平面遭遇概率为10％～90％时,日均水位抬升0.02～0.09m.综上所述,强人类活动后,动力边界对河网水位的影响明显减弱,河网日均水位整体抗风险能力下降,发生极端水位事件的风险加剧.

    日均水位流量海平面强人类活动Copula联合概率分布

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    舟山群岛海域近十年波浪能资源评估

    周一帆魏笑然支泓欢周桑君...
    1110-1119页
    查看更多>>摘要：海洋波浪能资源储量巨大,前景广阔,充分做好波浪能评估工作有助于产业开发规划和能源持续供给.基于舟山近海单点长时间浮标观测资料,参考国际电工委员会海洋能技术委员会发布的波浪资源评估方法和技术规范(IEC TS 62600-101),应用第三代近岸海浪谱模型SWAN(simulating waves nearshore)验证并执行了舟山群岛海域近10年的波浪场模拟计算,生成包括6项IEC评估参数在内的可用于描述资源分布特征的高精度波浪数据集,进而对舟山海域波浪能资源进行了详细的分析和评估.研究表明,舟山群岛海域的波浪能资源受岛屿遮蔽的影响严重且季节性特征明显,资源量在空间上大致呈东高西低的分布状态;马鞍列岛东南岸、中奎岛东岸以及岱山-东福山岛屿群东半部分沿岸均为不错的波能开发选址地,后者最为理想.10年高精度波浪信息数据集可为舟山群岛的波浪能资源开发提供有价值的参考.

    波浪能近岸海浪谱模型SWAN资源评估舟山群岛IEC标准

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    渤海典型油品短期风化过程的实验研究

    徐江玲刘桂艳奉杰毕凡...
    1120-1129页
    查看更多>>摘要：针对海上溢油的短期风化过程,选取目前渤海区域油田主要生产的5种典型的油品进行了短期风化过程的实验分析,以探讨蒸发、乳化和沉潜作用对油品的具体影响.实验结果显示,油膜厚度、风速和温度显著影响蒸发过程,而乳化物的形成及其稳定性则与胶质和沥青质的含量紧密相关.蒸发过程主要引发油品密度的变化,乳化过程则对油品的密度和黏度均造成显著影响.特别值得注意的是,在高温区间内,温度对蒸发率的影响相对减弱,且船舶燃油和10号柴油的蒸发率对风速的变化表现出更高的敏感性.此外,低黏度油品的沉潜过程主要受小粒径悬浮颗粒物的影响,而大粒径颗粒物则更易促进高黏度油品的沉潜.基于上述实验数据,建立了经验公式,用以量化蒸发率、乳化率和沉潜率与环境因素及油品性质之间的关联,公式在描述油膜厚度、风速和温度对风化过程的影响时,拟合度R2基本可以达到0.9.这些实验结果和经验公式为预测海上溢油行为提供了有力的工具,有助于制定更为精准的溢油应急处理策略.

    海洋溢油风化过程蒸发乳化沉潜

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    利用计算机断层扫描技术反演沉积物粒级组成——以黄河水下三角洲现代沉积为例

    张巍刘晓航张鑫范德江...
    1130-1138页
    查看更多>>摘要：计算机断层扫描技术(computed tomography,CT)可对沉积物岩芯进行高分辨率、无损分析,探索CT数据(即CT值)与沉积物粒度的关系可以实现岩芯沉积物属性的快速、连续获取,有助于对岩芯沉积特征和沉积过程的全面了解.基于采自黄河水下三角洲的多根岩芯,利用CT技术对岩芯进行扫描获取CT值,同时对岩芯进行高分辨沉积物粒度分析,探讨CT值与沉积物粒级组成的联系.研究表明,黄河水下三角洲沉积物以粉砂为主,CT值主要分布于700～1 000 HU之间;沉积物粒度与CT值间存在显著的非线性正相关,即当沉积物粒度变大时CT值随之升高,并据此构建了沉积物粒度与CT值之间的关系式;沉积物粒级中的砂、粉砂、黏土粒级与CT值区间1 200～1 500 HU、800～1 200 HU、600～800 HU亦存在良好的对应关系,并可以通过CT值区间估算粒级含量.经过实际应用验证,通过CT扫描反演沉积物岩芯的粒级组成是有效的,该方法也可以用于其他海域沉积物粒级组成的反演.

    计算机断层扫描技术CT值粒度反演非线性回归黄河水下三角洲

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    全新世长江河口铁结合沉积有机碳的埋藏及其影响因素的研究

    陈佳琪肖文杰刘志良潘思尚...
    1139-1149页
    查看更多>>摘要：探究海洋沉积物中有机碳的来源、埋藏通量及其稳定机制对于理解全球碳循环具有重要的意义.河口连结陆地和海洋两大碳库,是全球碳循环的关键地带.前人研究发现活性铁(FeR)在沉积有机碳的保存中扮演着重要角色.尽管长江口及其邻近东海区域的碳循环已经被广泛研究,但关于FeR在地质时间尺度上如何影响沉积有机碳的埋藏过程尚不清楚.文章对长江口横沙岛采集的一根40 m长的沉积柱样(HSD22)进行了分析,探讨了在全新世长江口沉积环境发生明显变化的三个阶段(潮滩相、河口湾-浅海相、三角洲相)期间总有机碳(TOC)和铁结合有机碳(FeR-OC)含量及其稳定碳同位素(δ13C)的变化及其影响因素.研究结果显示,在潮滩相、河口湾-浅海相和三角洲相,FeR-OC含量分别为 0.04％±0.02％、0.08％±0.04％和 0.09％±0.06％,占 TOC 的比例分别为 6.73％、12.73％和 12.06％.这一研究表明,在全新世期间,长江河口区约有11.72％±6.03％的沉积有机碳是通过与铁结合来保存埋藏的,凸显了 FeR在河口湿地有机碳保存机制中的重要性.基于δ13C端元混合模型估算发现FeR-OC以陆源有机碳为主,但在不同的沉积相间波动明显.这些发现强调了河口湿地FeR矿物在有机碳保护过程中受到有机碳来源和埋藏条件的影响.

    铁结合有机碳活性铁不同沉积相碳埋藏通量河口湿地

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    无机氮和重金属对渤海不同区域沉积物中厌氧氨氧化菌的影响差异

    王文静明红霞陈泉睿孟德龙...
    1150-1162页
    查看更多>>摘要：厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonium oxidation,Anammox)是驱动厌氧氨氧化过程、去除海洋沉积物中氮元素的重要引擎.为分析无机氮和重金属对厌氧氨氧化菌的影响,以渤海沉积物中厌氧氨氧化菌为研究对象,采用Illumina高通量测序技术和实时荧光定量PCR技术对渤海13个站位表层沉积物中AMX16S rDNA基因进行检测,分析其群落结构以及重金属含量对群落结构和多样性的影响.结果表明,渤海沉积物中厌氧氨氧化菌类群可归为14门、8纲、9目、5科、8属、26种,其中浮霉菌门(Planctomycetota)在渤海沉积物中占主导地位,且在中部区域丰度最高;相对丰度最高的属为Candidatus Scalindua.沉积物中重金属Hg在南部区域浓度最高.随机森林分析结果显示,南部区域厌氧氨氧化菌群落结构变化可能与沉积物中的NH4+、Hg和Cr含量密切关联,在北部区域可能与Pb含量密切相关,而在中部区域可能与NO2-含量密切相关.AMX16SrDNA丰度与重金属Cr和Cu、总氮以及沉积物粒度显著正相关(P＜0.05).研究表明,渤海具有丰富的微生物资源和厌氧氨氧化菌,具有代谢多种污染物的潜力.研究结果为认识近海污染对微生物的地理分布格局、群落生态位分化提供了依据.

    渤海沉积物厌氧氨氧化菌环境因子重金属

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    基于18O法利用膜进样质谱仪测定海水初级生产力的方法优化及在长江口的应用

    张玉寒宋国栋张桂玲刘素美...
    1163-1171页
    查看更多>>摘要：浮游植物的初级生产对海洋碳循环起着至关重要的作用,准确测定海洋初级生产力是评估海洋固碳能力的关键.18O法可获得准确的总初级生产力,但其复杂的测定方法限制了现场应用,快速测定18O标记的产物(34O2)是实现18O法广泛应用的关键.研究利用自组装膜进样质谱仪基于18O标记技术测定水体初级生产力,对膜进样质谱仪分析34O2的测量条件以及18O法培养过程进行了优化.结果表明,在进样流速为0.85～1.05 mL/min,进样时间为3～4min,恒温槽温度为15～20℃的条件下,34O2/32O2的测试精密度为0.1％～0.2％,比较适合34O2的测定,在H218O与水样体积比为(2.1 × 10-3)～(3.4×10-3),培养时间为6 h的培养条件下,可以获得比较满意的总初级生产力的测试结果.利用优化后的方法对春季长江口的初级生产力测试表明:总初级生产力和净群落生产力变化范围分别为0.11～1.20 mmol O2/(m3·h)、-1.60～0.75 mmol O2/(m3·h),水柱总初级生产力为(671.5±117.1)～(2 339.8±260.7)mg C/(m2·d),最大固碳能力为1 056.9±662.4 mg C/(m2·d),与文献报道结果较为一致,高值区位于远离长江口的浅海水和外海水混合区.

    18O法初级生产力膜进样质谱仪长江口

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