长江口外赤潮多发区近几十年来的古生产力记录及环境意义

选取长江口外赤潮多发区沉积物柱状样,在高分辨率测年基础上,通过有机碳、有机碳同位素(δ13C)、生物硅、绿素等多项指标的分析获得了调查海区古生产力的变化信息。并结合近几十年来营养盐浓度及组成结构的变化探讨了海洋浮游藻类组成结构的变化在海洋古环境中的记录。柱状样年代可追溯到20世纪40年代初。δ13C值在柱中的分布为-26.15×10-3~-19.5×10-3,表明有机碳为陆源与海生的混合。生物标志物在柱状样中的分布可大致分为三个阶段,50年代以前含量均较低;50年代至80年代含量均增加,表明海洋浮游藻类活动强烈且以硅藻为主,与此阶段长江口营养盐浓度迅速增加相对应;80年代以后,生物硅的含量下降至整个柱中最低水平,绿素有所降低,但高于50年代前的水平,而有机碳含量增加,表明在该时段硅藻生物量降低,其他藻类生物量有所增加,这与长江口营养盐氮盐持续增加而硅酸盐逐年降低、氮与磷的含量比值、磷与硅的含量比值迅速增大有关。沉积记录还表明此阶段陆源有机碳的贡献增强。     

近10年三门湾海域表层沉积物重金属含量变化及来源解析

为了解三门湾海域表层沉积物重金属的含量和分布特征，本研究对三门湾海域2019年82个站位海域表层沉积物中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As及Hg共7种重金属元素的含量进行测定，并对比10年前的数据，分析了元素含量的变化情况，追溯了其主要物质来源。结果表明，三门湾海域表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg的平均质量浓度分别是31.33、96.46、29.86、0.116、91.54、13.09、0.06 mg/kg,Cu、Cr的含量相对较高。与2009年相比，2019年三门湾海域表层沉积物Cu、Zn与Cd的含量大体上保持一致，Pb、Cr与As的含量有所上升，Hg的含量显著降低。沉积物重金属含量由近岸向外海依次降低，高值区主要集中在蛇蟠水道口、力洋港与健跳镇附近。运用主成分分析与因子分析对重金属物质来源进行解析的结果表明，重金属物质的来源与人类活动的影响密切相关。     

芝罘湾水动力与物质输运现状的数值模拟

为海洋生态保护和海岸工程建设等工作提供参考，基于Mike21模型水动力学（HD）模块，得到最新岸线形态下芝罘湾的潮流场，涨、落潮历时不均，落急潮流流速大于涨急潮流；东北岸流速最大，向西南靠岸渐小；湾北涨、落潮流向相反，湾中、南部流向在涨急时刻为SW向，落急时刻由南呈NW向向北顺时针逐渐转为NE向。计算了15个潮周期的欧拉余流场，余流流向除湾南沿岸局部区域沿岸向南外，整体为中心在湾东北的顺时针余环流,余流流速整体较小，大部分区域不超过0.06 m/s。芝罘湾内等距离释放16个自由粒子，据粒子运移轨迹得知：湾以北外海的物质不易向湾内输运，湾内自由粒子最终均运移出湾外，湾内无聚集，表明芝罘湾的水动力情况利于物质向外输运；担子岛以北的粒子向东输出湾内后，绕开担子岛等岛屿输运至东南外海；担子岛以南的粒子经过在湾内回旋振荡，以“∞”型轨迹最终南下。     

基于Faster R-CNN的卫星SAR图像南海海洋内波自动检测

海洋内波广泛存在于世界各大洋和边缘海中,在海洋能量串级中扮演着重要角色,在海洋资源开发、海洋工程建设和海洋军事活动等方面均具有重要学术价值与实际意义。海洋内波在合成孔径雷达SAR (Synthetic Aperture Radar)图像上呈现出亮暗相间的条纹状特征。本文利用2001年—2020年南海海域包含不同微波波段(C、L、X)、不同极化方式、不同空间分辨率的631幅星载SAR图像,构建了5480个SAR图像南海海洋内波样本,结合Faster R-CNN框架,利用迁移学习的方法,实现SAR图像上的海洋内波自动检测。模型识别准确率达到95.7%,召回率为92.3%,在准确率较高的同时还能保持较低的虚警率。该算法的建立使得基于海量卫星SAR数据检出海洋内波成为可能,从而为针对性地开展内波动力参数反演和过程研究提供了技术和数据基础。     

楚科奇海附近表层沉积物中类脂生物标志物的分布特征和意义

多参数生物标记物法已被广泛用于重建浮游植物生产力和种群结构,研究了2003年夏季我国二次北极考察时采集的楚科奇海表层沉积物样品中浮游植物生物标志物的比例变化及其作为浮游植物种群结构替代指标的潜力。观测海区表层沉积物中菜子甾醇、甲藻甾醇、长链烯酮的总含量为20~3149 ng/g,平均值为1 010 ng/g,生物标志物总量分布表明南部的楚科奇陆架海域生产力明显高于北部海台区,不同站位的菜子甾醇和甲藻甾醇相对比例有明显变化,但都显示菜子甾醇占优势,楚科奇海陆架的站位中都是硅藻为主,菜子甾醇占生物标志物总量的比例为42%~74%,甲藻甾醇占生物标志物总量的比例为17%~37%,在海台区仍然是硅藻占优势,但是甲藻和颗石藻的比例有了很大的提高,加拿大海盆的4个站位中以甲藻和颗石藻为主,硅藻并非加拿大海盆的优势种群。这与用显微镜下鉴定得到的硅藻和甲藻分布趋势相似。研究结果为生物标志物作为浮游植物种群结果替代指标并为利用柱状样中的生物标志物研究古生态提供现代依据。