驯化水温及温升速率对三门湾三种虾蟹类热耐受性的影响

作者采用动态实验法与静态实验法相结合的方法,研究了三门湾脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)、口虾蛄(Oratosquilla oratoria)和日本(Charybdis japonica)在不同季节的基础水温即驯化水温(8~29℃)和温升速率(0.5~15.0℃/h)下的热耐受能力。结果表明,驯化水温和温升速率对各实验动物的热耐受性均有显著影响。实验动物的热耐受性与驯化水温总体上呈显著正相关,而温升速率对热耐受性的影响具有物种特异性,并受驯化水温制约;在不同驯化水温下,各实验动物的热耐受性随温升速率增大呈不同变化趋势。各实验动物的24 h高起始致死温度受驯化水温的影响显著,随着驯化水温从8℃升高到29℃,脊尾白虾、日本和口虾蛄的24hUILT50分别从24.2、34.6、24.9℃显著增大到35.3、37.4和34.4℃。结合3种实验动物的最大临界温度分析,它们的热耐受能力依次为:日本脊尾白虾口虾蛄。研究结果可为探究三门湾水域潜在的热污染状况及其生态环境效应提供科学依据。     

增殖放流影响下东海北部海域三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)最大可持续产量评估

当渔业资源出现衰退时,加强资源增殖放流以养护渔业资源、提高渔业产量对于渔业资源可持续利用具有重要意义;与此同时,增殖放流的实施会对基于资源开发与管理的评估的结果产生影响。基于2001~2015年间东海北部海域三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)渔业数据,采用增殖剩余产量模型,对东海北部海域三疣梭子蟹的最大可持续产量(MSY)及取得MSY时所需捕捞努力量(E_MSY)和原存生物量(B_MSY)进行了评估,并与传统Schaefer模型评估结果进行了比较。结果表明,当年增殖放流量约在3×10⁶~95×10⁶尾之间时,三疣梭子蟹年产量逐渐增加, MSY在14.2×10⁴ t和14.6×10⁴ t之间, E_MSY基本在15×10⁴吨位左右。增殖放流量增加,其对应的MSY也越高,能承受的E_MSY也越高(从15×10⁴~15.4×10⁴吨位之间),相反B_MSY则减小(从188.4×10⁴ t降至186.6×10⁴ t)。与传统的Schaefer模型评估结果相比,增殖剩余产量模型由于考虑了增殖放流生物量的因素,得到了MSY和E_MSY有所增加,而B_MSY有所下降的结论。研究结果有望为该研究海域三疣梭子蟹可持续地捕捞、放流与管理提供科学依据。     

离体培养的虫黄藻(Symbiodinium voratum)对温度和光照的生理响应

虫黄藻是珊瑚礁生态系统中最主要的初级生产者，并在珊瑚礁的建造过程中起着关键作用。为探究虫黄藻对温度和光照的生理响应，本研究以E型虫黄藻（Symbiodinium voratum）为实验对象，通过室内培养，并结合谢尔福德耐受性定律建立了基于温度的虫黄藻生长速率的耐受性模型。结果显示：E型虫黄藻在光强90μE培养下，最适生长温度为22.56℃，适温范围为16.72—28.40℃；温度培养实验中，23℃时，虫黄藻中有机碳（C）、氮（N）积累最多； 27℃时，虫黄藻PSⅡ的原初光能转化效率（F_v/F_m）显著高于其余两个温度组；光照培养实验中，E型虫黄藻在温度23℃培养下，光强的适宜范围为100—200μE；并通过提高细胞内叶绿素a含量和F_v/F_m两种方式应对外界光照不足。     

用辐射传输方程改进算法反演LandSAT8海表温度的效果检验和适用条件分析

为检验辐射传输方程改进算法推广用于反演LandSAT8 海表温度(SST)的可行性及适用条件,本研究在修订算法部分参数的基础上,分别反演出算法改进前后的LandSAT8 SST并进行比较。MODIS SST验证表明改进算法对大气透过率偏差和SST偏差均有明显改善,除2019-08-21图像外,其他3景图像SST偏差在0.5℃左右;浮标SST验证表明改进算法在近岸海域对SST偏差改善效果同样显著,其平均偏差bias和均方根误差rmse分别减少到0.14、0.18℃,基本可以忽略不计;进一步研究发现,改进算法SST反演精度与研究海域大气透过率分布均匀程度呈显著的正相关关系,R²[bias(SST)]=0.920 7,R²[rmse(SST)]=0.934 0。使用改进算法遥感监测电厂温排水：嵩屿电厂表层海水温升羽流不明显;而后石电厂表层温升现象最显著,温升幅度和扩散影响范围最大,在其排水口附近存在稳定的高温水体(温升＞3℃);晋江电厂表层温升羽流呈扇形分布,流轴短,主要集中在排水口附近。     

珠江口溶解有机物的遥感动态监测

河口有色溶解有机物（colored dissolved organic matter,CDOM）的分布是各种物理-生物地球化学过程共同作用的结果。为实现河口高动态变化CDOM的监测，遥感是一种重要的手段。由珠江口四个不同季节的航次获得的实测数据，本文构建了一个遥感算法以反演CDOM在400 nm的吸收系数（a_CDOM （400））。该算法使用以波段反射率比值R_rs （667）/R_rs （443）和R_rs （748）/R_rs （412）为自变量。将构建的算法应用于2002-2014年的MODIS/Aqua数据，本文计算了珠江口不同季节的a_CDOM （400）气候态分布。CDOM的分布主要受珠江径流量和区域水下地形特征的影响。沿着垂直于水深梯度的断面，气候态a_CDOM （400）呈指数减少（y=ae^bx,b<0），但不同季节差异很大。珠江口CDOM主要是河流淡水输运而来。其中，富里酸比例随盐度的增加而降低。基于构建的算法、CDOM保守混合方程和径流量，本文由MODIS/Aqua数据进一步估算了2002-2014年夏季和冬季珠江DOC的有效入海浓度和有效入海通量。珠江的有效入海浓度和有效入海通量都与流量存在正相关关系，且在夏季的相关性更明显，R2分别为0.698和0.9657。     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)的保活参数优化及其代谢响应

为延长三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)在捕捞后的存活时间,在优化保活温度和充氧量的基础上,再采用基于核磁共振(NMR)的代谢组学技术,比较分析了三疣梭子蟹前鳃代谢谱在充氧和不充氧保活过程中的变化。结果发现, 12 ℃下的三疣梭子蟹存活率最高, 80%的三疣梭子蟹能存活3.5 d。加大充氧量能提高三疣梭子蟹的存活率, 3.6 L氧气可满足一只三疣梭子蟹成蟹存活到3 d以上。因此,保活三疣梭子蟹的适宜温度和充氧量分别是12 ℃和3.6 L。不充氧保活会导致三疣梭子蟹前鳃中乳酸、丙氨酸和葡萄糖等代谢物的快速积累,但充氧保活可抑制这些代谢物的变化,表明氧气通过缓解三疣梭子蟹前鳃的缺氧和渗透压失衡,从而有效延长三疣梭子蟹的存活时间。研究结果为三疣梭子蟹的保活运输提供可借鉴的方法和理论参考。     

珠海市大万山岛海水抽水蓄能电站温排水对周边海域影响的模拟分析研究

海水抽水蓄能电站上水库温度升高可能对下水库海域海水水温产生影响,文章对珠海市大万山岛拟建的海水抽水蓄能电站温排水进行模拟分析,结果表明,海水抽水蓄能电站在设计水量12.3m3/s的条件下,下水库排水8h后,不会对所在海域海流流场产生显著影响;当排放温度为30.2℃时,春季温排水影响的面积为1.76 km2,最大温升为1.35℃,最大温升面积为0.006 km2;夏季影响面积约1.58 km2,最大温升为0.7℃,最大温升面积为0.013 km2;秋季影响面积约为1.66 km2,最大温升为0.8℃,最大温升面积约为0.085 km2;冬季影响面积约为1.95 km2,最大温升为1.9℃,最大温升面积约为0.030 km2。周边海域最大温升随着排水温度增加逐渐增加,但对应的最大温升面积变化较小。在排水温度为32.2℃时,夏季最高温升约0.9℃,冬季最高温升约2.3℃;排水温度为34.2℃,夏季最高温升约1.15℃,冬季最高温升约2.6℃。最大温升面积在0.019~0.027 km2。排水流量从10.3m3/s逐渐增加到20.3m3/s,周边海域的最大温升值增加,但最大温升面积增幅较小,当排水流量达到20.3m3/s时,最大温升值达到最大值2.25℃,最大温升面积为0.007 km2。文章的研究结果为未来大万山岛海水抽水蓄能电站的环境影响评价及周边海域生态管理提供了科学依据。     

海水淡化浓海水与电厂温排水混排方案研究

本文以渤海湾为例，运用MIKE3 FM数值模拟软件建立了渤海湾天津附近海域海水淡化浓海水与电厂温排水混合排放温盐扩散三维数值模型，开展了浓海水和温排水不同混合比例温盐扩散对比研究。研究结果表明：浓海水与温排水混合排放可以使受纳海域盐升范围显著减小，并且混合比例越高，效果越明显。在温升影响方面，与等量温排水单独排放相比，混合排放会使底层海域温升包络面积增大，表层减小，但当混合比例超过1：30（温排水量约为35 m³/s），表层和底层海域温升包络面积接近于等量温排水单独排放的温升包络面积；综合考虑温盐扩散，当海水淡化浓海水排放量在10×104 m³/d，盐升不超过20时，与温排水混合排放比例超过1：30（温排水量超过35 m³/s），盐度在排放口附近可稀释到背景值，由于混合排放密度变化引起的温度下沉影响几乎可以忽略不计。相关研究结论可为海水淡化浓海水科学排放/推动海水淡化和海洋环境和谐可持续发展提供技术支撑。     

南海海盆中尺度涡移动速度统计分析

基于1993-2017年卫星高度计数据得到的中尺度涡追踪产品，分析了1000 m以深南海海盆中尺度涡移动速度C的时空分布特征。结果表明，南海海盆气候态平均的中尺度涡纬向移动速度c_x均为西向，经向移动速度c_y在海盆西北侧为南向，东南侧为北向。c_y随经度的变化与背景经向流的变化一致，相关系数达0.96，而c_x的变化与背景纬向流和β效应有关。c_x和C存在明显季节变化，夏季最慢，冬季最快。年际变化上，c_x和c_y的大值多发生在太平洋年代际涛动（PDO）负位相期的La Nina年。中尺度涡在其生命周期的开始和结束阶段（即生成和耗散阶段）移速较快，而在稳定的“中期”阶段移动缓慢。该趋势与涡旋转速呈反相关，相关系数为-0.93。以移速小于1.5 cm/s和大于15.4 cm/s定义的极慢和极快涡旋，分别占总涡旋数量的1.5%和1.9%。移速极慢的涡多出现在海盆的中部，且主要发生在夏季；移速极快的涡多出现在海盆的边缘，且主要发生在冬季。机制分析显示，南海海盆中尺度涡移动速度的时空分布受到大尺度背景流场调制。     

某核电厂附近海域生态环境特征及潜在致灾生物研究

为了了解某核电厂周边海域的生态环境状况,筛选潜在威胁核电厂冷源安全的致灾生物,分析影响致灾生物时空分布的主要环境因素,本研究于2018年进行了4个季节的生态调查。结果表明,研究海域浮游植物密度秋季最高,春季优势种为东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense),其他季节优势种为中肋骨条藻(Skeletonema costatum)等硅藻。浮游动物密度夏季最高,以桡足类为主,春、夏季优势种还包括球型侧腕水母(Pleurobrachia globosa)和薮枝螅水母(Obelia sp.)。底栖动物的密度和生物量在秋季最高,优势种主要为豆形短眼蟹(Xenophthalmus pinnotheroides)、长吻沙蚕(Glycera chirori)和丝异须虫(Heteromastus filiforms)。浮游植物、浮游动物和底栖动物群落均在夏季最为稳定,群落多样性水平和物种丰度较高,且分布较为均匀。浮游植物群落的细胞丰度与悬浮物和磷酸盐的浓度正相关性最高。浮游动物的密度受温度和盐度的影响较大。底栖动物的群落分布主要受悬浮物和无机营养盐的浓度影响。本研究共筛选出17种威胁该核电厂冷源安全的潜在致灾生物。海地瓜(Acaudina molpadioides)、棘刺锚参(Protankyra bidentata)、海葵(Actiniaria species)和球型侧腕水母的风险等级较高,其分布主要受温度和盐度的影响。后续工作中,该核电厂应根据潜在致灾生物与环境因子的关系加强暴发机制研究、提升监测预警能力,并优化驱赶消杀技术和干扰体系,为核电厂冷源安全提供理论和技术保障。     

2017 年中国近海海温和气温气候特征分析

2017 年，全球平均海表温度较常年值偏高0.29~0.43 ℃，是自1960 年以来第三热的年份，仅次于2015 和2016 年，同时是没有厄尔尼诺事件影响的全球海洋最热年。1960-2017 年，中国近海年平均海表温度呈显著波动上升趋势，每十年升高0.16 ℃。2017 年中国近海年平均海表温度较常年值偏高0.64 ℃，是自1960 年以来的中国近海第二最热年份，仅次于1998 年。基于国家海洋局沿海海洋观测台站资料分析，1960-2017 年，中国沿海年平均海表温度以每十年0.15 ℃的速率上升（高于全球平均海表温度的升温速率每十年0.11 ℃）。2017 年中国沿海海表温度较常年值偏高0.8 ℃，是1960 年有记录以来的最高值，比2015 年所创的最高纪录高0.2 ℃。1965-2017 年，中国沿海年平均气温以每十年0.30 ℃的速率上升。2017年中国沿海气温较常年值偏高1.1 ℃，也是1965 年有记录以来的最高值，比2016 年高0.2 ℃。     

连云港海域海水温度近40年来的变化及突变分析

利用2种突变检测方法对连云港海域近40a海水温度的变化特征及突变特征进行了综合分析。结果表明:连云港海域近40a海水温度变化的阶段性特征明显,海水温度的冷暖交替具有突变特征,突变点为1994年。     

A method for correcting the temperature effect on uCPT measurements in seabed sediments

Abstract

The zero load readings of cone resistance (q_c) and sleeve friction (f_s) measured by a piezocone (uCPT) shift with the ambient temperature. A method of correcting the effect of temperature on uCPT measurements in seabed sediments has been proposed for the case where there is no temperature sensor in the uCPT probe. This method is based on the assumption that the “actual” profile of f_s of soft shallow seabed sediments linearly increases with depth, and a rate of increase of α?=?0.2?kPa/m was obtained using measured ground temperatures and f_s values in seabed sediments in Isahaya Bay, Japan. An “actual” f_s profile can then be constructed using the measured f_s value at the shallow surface and the value of α. Using the differences between the measured and the estimated “actual” f_s profiles, the ground temperature profile can be obtained, and then the effect of temperature on the uCPT measurements can be corrected. The proposed method was used for temperature corrections on uCPT measurements in Isahaya Bay, Japan. The values of undrained shear strength (s_u) from the temperature-corrected uCPT measurements agree well with the laboratory measured values of s_u using the undisturbed soil samples.     

大亚湾1987年与1989年海水特征的差异

本文利用大亚湾1987年与1989年海洋生态零点调查的资料,对该湾海水特征进行了分析。结果表明,冬季湾内存在着一个反气旋式环流的流动路径;夏季于不同年份该湾底层水向上涌升现的强弱有差异,南海沿岸底层水对大亚湾的入侵是明确的;春夏两季,局部气象条件对湾内的海水特征有明显影响。     

2008年夏季楚科奇陆架海域近底层水温大幅快速变化事件研究

2008年夏季中国第3次北极科学考察期间,利用锚碇潜标对北冰洋楚科奇陆架海域进行了为期33 d的海流剖面、近底层温度与盐度连续观测。观测数据显示楚科奇陆架海域近底层海水温度出现了两次较大幅度的快速升降现象。结合此次科学考察R断面温盐深仪(CTD)观测资料、以及卫星遥感海表温度(SST)和海表风场等资料,综合分析表明:观测到的这种快速升、降温现象不仅发生在近底层;这种快速升、降温现象应该是由海水温度锋面在夏季整体缓慢北移的同时存在短暂南北摆动所导致;温度锋面的季节性北移属于北极气候特征,而温度锋面短暂的南北摆动则与短期天气过程有关。     

赤潮藻类温度生态幅的定量表达模型研究

首先在Moisan的温度和比生长率关系基础上,依据Shelford耐受性定律,建立了赤潮藻类温度生态幅(最适温度、适温范围、耐受范围)的定量表达模型。同时,依据此模型可定量导出赤潮藻类的生物学零度。其次,结合实验培养数据,建立了东海原甲藻比生长率的温度响应模式,并利用研究结果定量得到该藻种的温度生态幅,这与已有的实验研究和现场监测结果有较好的一致性。     

Atmospheric correction of Landsat data for the retrieval of sea surface temperature in coastal waters

1IntroductionRemote sensingis an effective approach for esti-mation of the sea surface temperature(SST),andadvanced very high resolution radiometer(AVHRR)and moderate resolution imaging spectroradiometer(MODIS)thermal infared(TIR)data are widelyused in th…     

利用温度链对南海内波振幅的观测

内波的实测资料一般为走航或者浮标布站观测得到的一个关于时间和空间的大面资料,将此资料进行滤波后,进行简单的数值处理,即可得到内波的振幅。但是这种资料较少,布控站位难度较大,成本也较高,是一种不易获取的资料。本文利用的温度链资料是一种获取简单,成本也较低的实测资料。利用温度链资料基于内波带动水质点上下波动的物理过程,进行内波振幅的计算,将会有较大的适用性。     

阿拉斯加湾逆温现象的时空变化特征

基于阿拉斯加湾（Gulf of Alaska, GOA）2002—2020年的Argo浮标数据,本研究分析了该海湾逆温现象的时空变化特征,并探讨其年际变化与水体垂向位温异常的联系。结果显示,阿拉斯加湾逆温现象存在明显的时空变化。空间上,逆温幅度（ΔT）在湾北部最大,湾东南部次之,湾西南部最弱。逆温厚度（ΔD）在湾西南部最厚,湾北部和东南部依次变薄。在季节尺度上,湾北部逆温现象的季节变化最明显,冬季ΔT最大和ΔD最厚,随季节性的加热和混合作用,ΔT持续减弱,ΔD不断变薄。在湾东南部,ΔT分别在3月和9月具有0.46、0.40 ℃的峰值;ΔD在整个海湾中最薄,冬季最大为44 m,而秋季最小仅为23 m。在湾西南部,ΔT介于0.24~0.33 ℃之间,分别于4月和10月具有0.31、0.33 ℃的峰值;ΔD冬季最大超过100 m,秋季最薄约为57 m。年际变化上,ΔT在2002、2007—2009、2012、2017年表现为正异常,但在2003—2005、2010、2013—2016、2018—2020年表现为负异常;ΔD在2002、2007—2008、2012、2017—2020年主要偏厚,在2003—2006、2015—2016年偏薄。湾北部和东南部ΔT和ΔD的年际变化较为一致,但两者在西南部并没有明显的联系。ΔT和ΔD年际变化与水体垂向位温异常有密切联系。当水体位温具有冷（暖）异常时,整个海湾ΔT往往具有正（负）异常,湾北部和东南部ΔD趋于偏厚（薄）,但湾西南部ΔD趋于偏薄（厚）。     

日气温变化下杭州湾水温的数值模拟

杭州湾内水温在不同时间尺度下均存在变化,这对河口生态等会产生影响。由于昼夜气温变化大,空气和海水的热量交换较为频繁。另外,随着气温的逐日下降,水温也随之降低。为研究日气温变化下杭州湾内的水温变化,建立了三维数学模型,通过考虑水面和空气的热交换通量,复演了日气温变化下湾内水温特征。经过和实测潮流数据比较,本文模型很好地模拟出了杭州湾内大、中和小潮期间水流的变化。在综合考虑太阳辐射、长波辐射和水气感热交换下,模型成功再现了日气温变化下水温的变化过程。研究结果一方面有助于认识强潮河口湾内水温变化特征,另一方面将为研究温度对泥沙运动的影响提供前期基础。