现场海水中有机污染物光学测量方法研究

介绍了一种用光学方法对海水中的有机污染物（主要包括：叶绿素-a、黄色物质、石油）进行测量的光学系统，该系统可同时测量海水中多种有机污染物的种类和浓度。     

2006年渤海湾赤潮监控海域叶绿素-a的影响因子分析研究

利用2006年夏季渤海湾驴驹河赤潮监控区实测资料,分析了水文要素、气象要素、化学要素等环境因子与叶绿素-a浓度的相关关系。结果表明,透明度、化学需氧量、磷酸盐、硅酸盐、溶解氧、pH值与叶绿素-a的相关关系较好。根据环境因子对叶绿素-a浓度的影响程度,提取主要的环境因子作为自变量,以实测的叶绿素-a浓度为因变量,通过多元回归分析建立了它们之间的定量关系。回归结果表明,渤海湾中叶绿素-a浓度同溶解氧、pH值的关系密切。本文研究结果对渤海湾叶绿素-a浓度预测指标因子的确定及渤海湾生态动力学模型变量及参数系统选取有一定的指导作用。     

主成分分析与人工神经网络相结合反演一类水体叶绿素-a浓度

为了有效利用不同波段的光谱数据,改善反演一类水体叶绿素-a浓度的精度,文中提出了一种将主成分分析与BP神经网络相结合的反演方法。该方法利用主成分分析法对原输入空间进行重构,实现光谱数据压缩;利用BP神经网络实现压缩光谱数据与叶绿素-a浓度的自适应非线性映射。SeaBAM数据的实验研究表明,提出的方法与二次和三次经验算法相比,更具有普适性,且反演精度有所改善。     

基于SVM的气候持续法在热带气旋路径预报中的应用试验

本文利用气候持续性因子,分别采用支持向量机法、神经网络法及最小二乘回归法建立西北太平洋地区12、24、36、48h热带气旋路径预报模型.通过1997～2002年的试报.支持向量机法明显优干回归方法和神经网络法,12h的预报水平分别提高了4.97%和2.75%,而且随着预报时效的延长,这种优势越来越明显,4Sh的预报水平提高了11.92%和7.88%.     

基于HY-2A/SCAT数据极地海冰检测方法研究

本文基于HY-2A/SCAT数据,采用贝叶斯算法、线性判别算法、支持向量机算法、基于主成分分析(Principal component Analysis,PCA)的BP神经网络算法对极地地区的海冰进行检测,并将检测结果与SSMIS海冰密集度数据进行比较。结果表明:四种检测算法得到的海冰边界介于SSMIS 0%～30%海冰密集度边界之间。在高风速条件下,海冰和海水的后向散射特征区分不明显可能造成冰水误判,以2013年9月16日北极海冰检测为例,贝叶斯算法检测结果误判最少,其次为基于PCA的BP神经网络算法,线性判别和支持向量机两种算法误判率较高。考虑到检测算法的运行效率和冰水误判率,选择贝叶斯算法和支持向量机算法进行海冰面积的季节趋势分析,两种算法得到的海冰面积变化趋势都能反映季节性变化,且在海冰生长季支持向量机算法探测的海冰面积与SSMIS 15%密集度海冰范围保持较好的一致性。     

基于实测数据的北海区海水表层叶绿素a浓度遥感定量反演

为提高我国海洋水色遥感技术和海水环境监测水平,文章根据北海区海水遥感现场监测数据,基于经验算法和荧光基线高度法的回归分析,开展海水表层叶绿素a浓度的遥感定量反演,并选取北黄海近岸海域样本数据进行算法检验。研究结果表明:辽东湾等9个北海区典型海域具有相同或相似海水表层光学特性,适宜建立海水表层叶绿素a浓度遥感定量反演模型;典型海域海水表层叶绿素a浓度与遥感反射率之间的相关关系较强,模型均为简单波段比值模型;二类海水研究区域海水表层叶绿素a浓度与荧光基线高度之间的相关关系不明显;北黄海近岸海域海水表层叶绿素a浓度的最优模型遥感定量反演值的相对误差的平均值为0.669μg/L。     

基于支持向量机的长江口及其邻近海域叶绿素a浓度预测模型

本文基于长江口及其邻近海域2015年3月和7月的现场调查数据,选取水温、盐度、总氮(TN)、总磷(TP)、溶解氧和有色溶解有机物(CDOM)特征吸收系数aCDOM(355)、aCDOM(455)作为输入变量,叶绿素a浓度作为输出变量,应用支持向量机回归(SVR)算法建立模型并预测长江口邻近海域叶绿素a的浓度。结果表明,SVR构建的叶绿素a预测模型得到的预测值和实测值有很好的一致性,在0.01的显著性水平下,训练集和验证集的Pearson相关性系数分别达到0.886和0.840,均方误差MSE分别为0.024 0和0.041 8,能够较为准确预测叶绿素a浓度,研究结果可为我国近海生态环境监测提供技术支持。     

北太平洋表层海水pH值的重建

以1993—2018年北太平洋海表面温度(SST)、海表面盐度(SSS)、叶绿素a浓度(Chl-a)、二氧化碳分压(pCO₂)等数据为基础,利用传统线性回归分析和BP神经网络算法,建立表层海水pH值的预测模型。结果表明：两种方法对于重建北太平洋表层海水pH值都能达到较高的精度,其中线性回归模型基于SSS、Chl-a、pCO₂参数模拟最佳,BP神经网络模型基于SST、SSS、Chl-a、pCO₂参数模拟最佳。对比两种最佳模型的均方根误差和拟合系数发现,BP神经网络模型优于线性回归模型。除此之外,最佳BP神经网络模型在4个季节的拟合效果均很好,不同季节的适用性远高于最佳线性回归模型。表层海水pH值受到多种因素的综合影响,与pCO₂、SST呈负相关关系,与SSS、Chl-a呈正相关关系。应用最佳BP神经网络模型重建北太平洋表层海水pH值发现,本研究模型的预测结果与已有研究、哥白尼欧洲地球观测计划数据、站点实测数据都存在很好的一致性,表层海水pH值冬季高于夏季,整体呈现西北高东南低的趋势。     

叶绿素传感器海上应用影响因素研究进展

叶绿素浓度是衡量海洋浮游植物丰度的重要指标,快速准确地测定海水中的叶绿素含量,对于业务化监测和科学研究都具有重要的现实意义。基于活体荧光法的叶绿素传感器操作简便,可长期原位在线监测,能轻易获取大量实测数据,是当前海水叶绿素高精度测量手段的主要发展趋势。由于在海上应用时受到多种环境因素的影响,叶绿素传感器数据与实验室萃取法数值之间存在较大偏差。作者综述了科学界在浊度、光照、温度、盐度等海洋环境因素及藻类生理因素对叶绿素传感器测量的影响规律、影响机理和数据校正方法的研究进展,并对活体荧光法叶绿素传感器海上应用数据质量控制方法的研究思路进行了展望。     

机载海洋激光荧光雷达测量海表层叶绿素a浓度的算法研究

基于中国海洋大学研制的我国首台机载海洋激光荧光雷达系统及其测量海水中叶绿素a浓度的方法;对该系统在烟台至荣成沿岸海域进行实验的情况作一回顾,并对实验数据进行了处理,采用拉曼校正归一方法,反演了海表层的叶绿素a浓度,同时利用激光雷达方程反演出了海水的衰减系数;另外,提出了最小二乘拟合提取信号峰值的新反演算法。反演结果与往年同时期采集数据较为吻合,使用最小二乘拟合提取信号峰值的算法反演的叶绿素a浓度更接近于近期实地测得的结果。     

海水养殖对沿岸生态环境影响的研究进展

综述国际上海水养殖对沿岸环境影响的研究进展 ,并结合中国实际探讨减少养殖污染和海水养殖业可持续发展的途径。海水养殖主要通过有机物和营养物的排放、化学药物的使用、养殖动物的逃逸、红树林的破坏等途径对沿岸生态环境产生负面影响。为减小这一影响 ,认为应采取提高人工饲料的质量、单一养殖系统结构优化和复合养殖系统的结构优化、处理养殖排放水、海岸带综合治理等措施。     

Cd2+对三疣梭子蟹的毒性效应研究

本研究以三疣梭子蟹Portunus trituberculatus为研究对象,通过急性和亚急性暴露试验,研究Cd²⁺对其肝胰腺和鳃的毒性效应。结果表明:Cd²⁺对三疣梭子蟹的48、72和96 h半致死质量浓度分别为6.55、4.33和3.12 mg/L,Cd²⁺对三疣梭子蟹的安全质量浓度为0.31 mg/L;在安全质量浓度和渔业水质标准质量浓度(<0.005 mg/L)下,随着暴露时间的延长,三疣梭子蟹的肝胰腺和鳃中HSP70的表达量都出现“先升后降”的趋势,与对照组相比,鳃中HSP70的表达量比肝胰腺的变化明显。在安全质量浓度以下,三疣梭子蟹的存活率并没有明显的变化,但是HSP70的诱导表达反映机体受到Cd²⁺的胁迫。因此HSP70基因可用作低质量浓度Cd²⁺污染检测的生物标志物。     

基于统一身份管理平台的组模型的研究

提出在数字化校园建设中实现统一权限管理需要解决的关键问题。参考顶层设计方法论,建立学校用户组数据原型,并提出新型组管理必须具备的特征,在此基础上,提出1种基于统一身份管理平台的组模型,较好地解决统一权限控制的角色管理问题,并详细地描述了该模型的设计和实现。     

基于Savitsky法滑行艇航行姿态参数影响研究

高速滑行艇处于滑行状态时的阻力性能一直是滑行艇水动力性能研究的重点和难点。首先采用半经验半理论的Savitsky法对棱柱形滑行艇的航行姿态与阻力进行研究分析,计算纵倾结果与试验结果吻合良好。然后改变滑行艇的长宽比、重心纵向位置与底部斜升角参数,进一步研究三种参数变化对滑行艇航行姿态与阻力性能的影响。研究结果表明:基于半经验半理论的Savitsky方法可用于棱柱形滑行艇的阻力性能分析;在高速阶段,长宽比、重心纵向位置与底部斜升角参数对阻力影响较大。     

温度对海底沉积物声学特性影响实验研究

温度的变化是影响海底沉积物声学特性非常重要的因素之一。文章采用同轴差距衰减测量法,在不同温度下对海底沉积物声学特性进行测量,实验得出南海海底沉积物随着温度的升高具有以下声学特性:1)沉积物声速变化比较缓慢,上下波动点较明显,但总体趋势接近线性下降;2)衰减幅值随着温度升高一直下降,偶尔有些波动的异常点,声衰减幅值呈现线性下降的趋势;3)声衰减系数变化呈现抛物线趋势,具有强非线性。对于此类沉积物声速特殊情况,还有待从理论和实验方面更深入地研究解释其成因。     

微生态制剂对牙鲆非特异性免疫因子影响的研究

以牙鲆为试验材料,在基础饲料中分别添加5种不同配伍的微生态制剂,以基础饲料为对照,饲喂60 d。定期测定牙鲆血细胞吞噬活性及血清中的抗菌活力、溶菌活力、超氧化物歧化酶活力。结果表明,添加0.4%N3 E5微生态制剂对吞噬活性促进作用最为显著;添加N3微生态制剂对血清中抗菌活力和溶菌活力的促进作用尤为显著;第40天,添加了N3、E5、N3 E5和枯草芽孢杆菌组,溶菌活力分别比对照组提高了195.2%,222.7%,153.0%,113.6%;此外,几种微生态制剂对超氧化物歧化酶也有一定的促进作用。60 d后,用鳗弧菌进行攻毒试验,试验组的免疫保护率分别达到43.4%,71.6%,40%,62.2%,20%,表明所用微生态制剂可以促进牙鲆的非特异性免疫功能。     

基于SLAMM模型的海平面上升对广西沿海红树林影响研究

本文基于SLAMM模型分析了不同情景下海平面上升对广西沿海红树林分布面积的影响及其空间差异,通过对比实验定量分析了潮差和沉积速率的作用。结果显示,与基准年2007年相比,2100年广西红树林面积在当前海平面上升速率、典型浓度路径RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下分别减少0.57%、4.99%、7.99%和17.39%,珍珠港、茅尾海、丹兜海和英罗港受影响程度较大。当地潮差与红树林面积减少率呈负相关关系。需维持红树林生长区域的沉积速率以应对未来的海平面加速上升。     

Experimental Investigation on Breakup of Ice Floe on Waves

Experimental investigation of for floe breakup on waves by use of non-refrigerated breakablematerials has been carried out.The incident wave heights for breakup of ice floe with different lengths,andthe influence of rigidity on reflection and transmission coeffcients are discussed.The experimental resultsshow that the ratio of the ice floe length,L_i,to the wavelength,L,is one of the significant factor affectingthe minimum wave height to cause fracture of ice floe,and another key factor is the ratio of the ice floethickness,h_i and L_i.     

基于HYCOM的海洋环流仿真建模研究

HYCOM海洋模式是垂向混合坐标模式的代表。基于HYCOM海洋模式,采用三层嵌套技术对东海南部海域的海洋环流进行仿真建模研究。通过对仿真结果的验证表明,HYCOM模式的垂向混合坐标方案能够很好的模拟地形复杂海域的环流。     

海底输油气管线对海洋环境影响性分析

我国近海海底有超过3 000km的输油气管线,定期对海底输油气管线进行检测是保障海底输油气管线安全和海洋环境安全的重要手段。为保护海洋环境和海底油气管线安全,对广东近海某段海底输油气管线进行了安全检测,采用浅层剖面测量、侧扫声呐测量和多波束测量手段,对管线路由区域进行了勘测。勘测结果表明:检测区域油气管线路由没有裸露和悬空,路由周边地层较稳定,根据侧扫声呐和多波束测量结果,发现在路由区海底存在影响管道安全的因素,路由区海底拖锚等痕迹较多,距离路由大约950m处有人工采沙坑存在。建议相关部门对该区域应加以重视,加大海上巡逻执法力度,加强宣传工作,增强大众的海底管道保护意识。