湛江港海域海水和表层沉积物重金属分布特征及其污染评价

根据2013年01月(冬季)和2013年06月(夏季)的调查数据对湛江港海域海水和表层沉积物中的重金属(铜、锌、铅、镉、砷和汞)进行了研究,调查结果显示调查海域海水和表层沉积物中重金属含量呈现岸边海域高于深海海域,东海岛北面海域高于东面海域;对比冬季和夏季的调查结果,调查海域海水中重金属平均含量夏季高于冬季。用单项污染指数对海水中的重金属进行了评价,结果表明,冬、夏两季海水中的Pb污染较明显,Cu和Zn轻度污染,其余元素(Cd,As和Hg)均未超过相应的国家海水水质标准限值,夏季重金属污染指数高于冬季,可能与陆源重金属污染物入海的影响有关;表层沉积物中重金属均低于相应的标准限值,沉积物环境质量状况良好。采用瑞典科学家H覿kanson的潜在生态危害指数法进行评价,沉积物中重金属的潜在生态危害较轻,生态危害程度HgAsCdPbCuZn。     

海底双相随机介质声反射的SVM神经网络分类识别研究

考虑海底沉积介质为双相介质,为了更好地模拟实际海底底质的不均匀性,将随机介质理论引入双相介质理论。首先,通过基于随机-双相介质理论的高阶有限差分数值技术模拟计算海底底质分别为泥质砂、泥、泥质砾时的地震反射波信号。然后利用小波变换分别求取不同底质的一次反射波的包络作为其特征向量,最后利用基于粒子群智能算法优化的支持向量机神经网络对这些反射波信号进行分类识别。为了进一步考察所用方法的抗噪能力,对正演得到的海底底质反射波信号分别加入10%、30%、50%的高斯白噪音之后再进行分类,支持向量机仍然取得了较好的分类预测效果。基于上述正演模拟及分类识别方法的论证,提出了一套行之有效的微机软件模拟海底沉积物分类识别的一般化流程,这将有利于开展海底沉积物反射特征的进一步研究。     

急性低氧胁迫对卵形鲳鲹选育群体血液生化指标的影响

本文研究了水环境急性低氧胁迫对卵形鲳鲹Trachinotus ovatus选育群体血液生化指标的影响。实验设计了急性低氧试验组和对照组,每组3个平行。结果显示,急性低氧胁迫后选育群体的血清离子含量与对照组相比都有不同程度的升高,其中钠、氯、钙浓度与对照组相比差异显著(p0.05),铁浓度极显著高于对照组(p0.01);血清蛋白、尿酸、肌酐、血脂、血糖等指标的差异较大,其中尿酸、肌酐极显著高于对照组(p0.01),总蛋白、总胆固醇显著低于对照组(p0.05);血清中肌酸激酶含量极显著高于对照组(p0.01),肌酸激酶同工酶显著高于对照组(p0.05),γ-谷氨酰转肽酶含量显著低于对照组(p0.05);其他指标均有不同程度的升高或降低,但差异不显著。研究表明,急性低氧胁迫造成卵形鲳鲹鳃、肾、心脏和肝脏损伤,免疫力下降。     

基于遗传小波神经网络的海底声学底质识别分类

分割海底声纳探测图像,提取单元特征向量进行主成份分析,选取均值、标准差、对比度、相关系数、能量及同质性作为训练特征向量,构建小波神经网络。利用遗传算法优化小波神经网络的初始权值及小波参数,对砂、礁石、泥3种底质类型分别进行训练,并得到3种底质的测试精度都在90%以上,优于单独利用小波神经网络进行训练时的测试精度,克服了小波神经网络训练时易陷入局部极小的固有缺陷,表明基于遗传算法的小波神经网络可有效用于海底底质声纳图像的识别和分类。     

Design of a hydraulic power take-off system for the wave energy device with an inverse pendulum

This paper describes a dual-stroke acting hydraulic power take-off （PTO） system employed in the wave energy converter （WEC） with an inverse pendulum. The hydraulic PTO converts slow irregular reciprocating wave motions to relatively smooth, fast rotation of an electrical generator. The design of the hydraulic PTO system and its control are critical to maximize the generated power. A time domain simulation study and the laboratory experiment of the full-scale beach test are presented. The results of the simulation and laboratory experiments including their comparison at full-scale are also presented, which have validated the rationality of the design and the reliability of some key components of the prototype of the WEC with an inverse pendulum with the dual-stroke acting hydraulic PTO system.     

Local normal height connection across sea with ship-borne gravimetry and GNSS techniques

Heights as the basic geographical information are very important to study marine geophysics, geodesy and oceanography. Based on the astronomical leveling principle, we put forward a new method to unify the normal height (NH) datum along one ship route across sea with the ship-borne gravimetry and global navigation satellite system (GNSS) techniques. Ship-borne gravimeter can precisely measure gravity anomalies and the GNSS technique is used to measure precise sea surface heights (SSHs) along the ship track across sea. Precisions of ship-borne gravities and SSHs are improved with the colinear adjustment. To remove the effects of sea wave and wind, the Gaussian filter is used to filter residuals both between the ship-borne and modeled gravities from EGM2008 to degree 2160, and the measured and modeled SSHs from DTM10MSS, respectively. Deflections of the vertical (DOVs) along the ship route are estimated from the measured gravities with the least squares collocation method. The astro-geodetic survey is made on continent and island to improve the accuracy of DOVs along the route. We use the new method to connect NHs on the coastal sea of Shandong Peninsula, China. The results indicate that the method is very efficient to precisely connect the NH along the ship route across sea.     

海洋寄生性甲藻——阿米巴藻Amoebophrya spp.的研究进展

寄生性甲藻阿米巴藻Amoebophrya是一类广泛寄生于纤毛虫类、放射虫类、甲藻类等海水浮游生物的原生生物,在北大西洋、北太平洋和地中海等营养盐丰富、宿主密度较高的河口和近海水环境中普遍存在,是海洋浮游食物网的重要组成部分。这类寄生性甲藻能够特异性感染海洋浮游甲藻,在有害藻华(harmful algal bloom,HAB)的发生过程中起下行控制作用,将逃脱了浮游动物摄食的浮游植物补充到微食物环(microbial loop)中去。Amoebophrya在近海海洋生态系统中的独特作用日益受到国际上越来越多研究者的关注和重视,并逐渐成为国际上海洋微型生物研究的新热点之一。近年来,已有初步调查研究表明这类寄生性甲藻在我国近海海域广泛存在;然而,目前我国尚缺乏该类寄生性甲藻的相关研究。本文系统综述了国际上该类寄生性甲藻的研究进展,针对目前研究中存在的问题并结合我国有害藻华发生机制相关研究的现状做出了分析和展望,以期推动我国该类寄生性甲藻的相关研究,为进一步阐释寄生性甲藻等海洋微型生物在有害藻华消长过程和海洋微食物环中的作用奠定基础。     

长江口及其邻近陆架区夏季网采浮游植物及其影响因素

2009年6、8月长江口及其邻近陆架区的网采样品中检出浮游植物9门395种(含223种硅藻与125种甲藻)。浮游植物丰度8月(3 077.15×104 cells/m3)显著高于6月(107.80×104 cells/m3)。随长江冲淡水势力增强,位于长江口的丰度高值区8月较6月更偏外侧。种类丰富度8月高于6月,但多样性和均匀度指数略低于6月。6月尖刺伪菱形藻和三角角藻占绝对优势,8月优势种主要有尖刺伪菱形藻、笔尖形根管藻和铁氏束毛藻。骨条藻虽非优势种,但在长江冲淡水区丰度较高。相似性分析和多维尺度分析表明,浮游植物群落组成时空差异显著。典范对应分析表明,温度和盐度是分别影响6、8月群落分布的首要因子。根据水动力和化学参数,该区浮游植物群落分布与环流变化和水团消长密切相关。     

南极半岛东北部海域表层沉积物稀土元素特征及物源指示意义

通过对南极半岛东北部海域36个表层沉积物样品的稀土元素分析发现:(1)研究区表层沉积物中稀土元素总量(REE)的分布范围为(45.47~183.60)×10-6,平均值为91.36×10-6;稀土元素含量的高低与铝硅酸盐黏土成正比,与生物硅含量成反比;(2)大致以象岛至南极半岛北部的茹安维尔岛为界,研究区西部的布兰斯菲尔德海峡及南设得兰群岛北部岛架-岛坡沉积物稀土含量较低,稀土元素页岩标准化模式与长城站周边土壤/湖泊沉积物、火山岩相一致,表现为重稀土相对富集,铕正异常明显,Sm/Nd分子比值大,推断该区沉积物主要来源于南设德兰群岛中-新生代火山岩分布区与现代火山活动区;(3)研究区东部鲍威尔海盆、南奥克尼群岛岛架和南斯科舍海脊区沉积物稀土元素的页岩标准化配分模式表现为平坦型,轻稀土明显抬升,铕正异常不显著,Sm/Nd分子比值小,稀土元素含量受沉积物中黏土组分含量、硅质生物组分等制约,推断沉积物陆源碎屑主要来源于威德尔海西部和南部,局部受南奥尼克群岛、南斯科舍海脊和南设德兰群岛物质的影响,沉积物的搬运主要受冰筏和海流制约。     

加拿大海盆北部营养盐限制作用研究

利用2008年夏季中国第三次北极科学考察获得的营养盐、叶绿素a、温度和盐度等数据资料,结合现场营养盐添加实验的结果讨论西北冰洋加拿大海盆北部营养盐对浮游植物生长的限制作用。结果表明:由于融冰水稀释作用,加拿大海盆B80站约20m深度存在较强的盐跃层,阻碍了水体上下混合。较低浓度的溶解无机氮(DIN)和硅酸盐(分别为0.31μmol/L和0.94μmol/L)以及严重偏离Redfield比值的N/P、N/Si比值(分别为0.42和0.32)表明加拿大海盆表层水体存在N和Si限制。根据现场营养盐加富实验各培养组叶绿素a浓度变化、营养盐吸收总量差异和浮游植物种群结构,进一步表明氮是北冰洋海盆首要限制营养盐,而Si则抑制了硅质生物的生长。同时,较小的硝酸盐半饱和常数(Ks)证明即使在营养盐充足的情况下北冰洋海盆浮游植物生长速率也处于较低水平。计算得到各培养组营养盐吸收比例(N/P比值)均大于Redfield比值,可能是培养实验过程中以微型、微微型浮游植物为主,硅藻等小型浮游植物为辅造成的。