过硫酸氢钾复合物对对虾养殖底泥硝化作用、氨氧化微生物丰度和群落结构的影响

采用在模拟池塘中投放过硫酸氢钾复合物（KMPS）进行对比实验的方法,探究KMPS对养殖底质硝化作用的影响。通过对氨氮和亚硝态氮含量的检测,探究对不同时期氮素转化的影响,低频率高剂量投放组中的氨氮和亚硝态氮含量显著降低,而高频率低剂量组中氨氮和亚硝态氮的含量显著上升。高频率低剂量KMPS的投放使氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）丰度降低,而低频率高剂量KMPS的投放不会造成丰度降低,而且还表现出部分时期AOB丰度的上升。进一步对群落结构进行分析发现KMPS的投放使AOA群落中Nitrosopumilu属相对丰度降低,Nitrososphaera属的相对丰度上升,这种相对丰度的变化与KMPS的投放方式无关;但AOB群落受到KMPS投放方式的影响,低频率高剂量的KMPS投放下AOB群落优势属相对丰度显著提高。以上结果均说明低频率高剂量KMPS的投放起到了促进底质硝化作用的效果。同时,可为KMPS用于对虾养殖池塘底质改良开辟一个新的途径。     

海底声学底质分类的ELM-AdaBoost方法

基于自适应增强算法（AdaBoost）结合极限学习机（ELM）,通过迭代、调整、优化ELM分类器之间的权值,从而构建了具有强鲁棒性、高精度的ELM-AdaBoost强分类器,增强了现有的ELM分类器的稳定性。以珠江口海区侧扫声呐图像为实验数据,对礁石、砂、泥3类典型底质进行分类识别,该方法的平均分类精度超过90%,优于单一ELM分类器的平均分类精度85.95%,也优于LVQ、BP等传统分类器,且在分类所耗时间上也远少于传统分类器。实验结果表明,本文构建的ELM-AdaBoost方法可有效应用于海底声学底质分类,可满足实时底质分类的需求。     

一种优化多通道声波束形成的方法

因基阵各通道不均衡,使得水声接收系统波束形成时,目标检测、方位估计等性能经常达不到预期。分析了各通道信噪比、辐值、相位影响波束信噪比的机理,提出了一种减小基阵各通道不均衡的方法,并利用实测数据进行了仿真。仿真结果表明：该方法可有效地提高水声接收系统的目标检测、方位估计等性能。     

不同受损情况下珊瑚礁海岸动力地貌差异性分析

探索珊瑚礁与海滩地貌之间动力地貌联系是认识珊瑚礁海岸变化的重要一环。本文以雷州半岛徐闻西落港珊瑚礁海岸为研究对象,应用RTK-GPS和无人船开展岸滩剖面和近岸水下地形的测量、结合海滩沉积物分析,基于FUNWAVE-TVD数值模型模拟并分析不同珊瑚礁地形地貌条件下波浪动力传播过程。结果显示,研究区珊瑚礁水下地形是影响礁后海滩地貌的主要因素。礁体形态不同,导致其礁后海滩在珊瑚礁地形控制下,短波波能和次重力波波能沿程呈现不同变化规律,最终导致礁后海滩的近岸波能主控频段的差异,在较窄的珊瑚礁海岸,次重力波占比较大。在不同主控频段波浪驱动下,礁后海滩平衡剖面呈现差异性特征,Muñóz-Pérez提出的珊瑚礁后海滩平衡剖面拟合中未考虑该因素的影响,需要在此认识基础上进一步改进。     

高分影像砂质海岸线精细提取及校正方法

通过遥感影像稳定获取大范围、连续性海岸线数据,是开展海岸带研究的重要手段之一。针对传统边缘检测算法处理高分辨率遥感影像存在的噪声敏感性、阈值不稳定性等问题,引入一种强鲁棒性的结构森林边缘检测（Strected Forests Edge Detection, SE）算法,对海口市西海岸砂质岸线进行识别,并提出基于Bruun-Dean平衡剖面模式建立拟合剖面模型的潮位校正新方法,结合实测数据对提取结果进行了精度评估和误差分析,最终提取得到了精细海岸线数据。研究表明,SE算法检测所得水边线结果清晰细腻,对比Roberts算子、Canny算子、LoG算子等传统边缘检测算子法更加精准高效,适用于高分遥感影像海岸线提取研究;针对砂质岸线的潮位校正,基于RTK实测剖面数据和拟合剖面模式建立的拟合剖面模型,克服了传统线性模型误差较大的问题,提升了海岸线校正的精度和可行性;基于实测岸线,使用断面法对结果进行定量分析,验证所得提取岸线定位精度优于2.5 m。     

Distribution and invasion of Spartina alterniflora within the Jiaozhou Bay monitored by remote sensing image

Spartina alterniflora as an alien invasive plant, poses a serious threat to the ecological functions of the coastal wetland of the Jiaozhou Bay. As of 2019, the distribution area of S. alterniflora in the Jiaozhou Bay has reached more than 500 hm². For this reason, combined with field surveys, remote sensing monitoring of the invasion S.alterniflora in the Jiaozhou Bay has been carried out. To accurately identify S. alterniflora within the Jiaozhou Bay coastal wetland, we used a new m...     

Mechanisms for the link between onset and duration of open water in the Kara Sea

The sea ice conditions in the Kara Sea have important impacts on Arctic shipping, oil and gas production, and marine environmental changes. In this study, sea ice coverage (CR) less than 30％ is considered as open water, its onset and end dates are defined as Topen and Tclose, respectively. The sea ice melt onset (Tmelt) is defined as the date when ice-sea freshwater flux initially changes from ice into the ocean. Satellite-based sea ice concentration (SIC) from 1989 to 2019 shows a negative correlation between Topen and Tclose (r = –0.77, p < 0.01) in the Kara Sea. This phenomenon is also obtained through analyzing the hindcast simulation from 1994 to 2015 by a coupled ocean and sea-ice model (NAPA1/4). The model results reveal that thermodynamics dominate the sea ice variations, and ice basal melt is greater than the ice surface melt. Heat budget estimation suggests that the heat flux is significant correlated with Topen (r = –0.95, p < 0.01) during the melt period (the duration of multi-year averaged Tmelt to Topen) influenced by the sea ice conditions. Additionally, this heat flux is also suggested to dominate the interannual variation of the heat input during the whole heat absorption process (r = 0.81, p < 0.01). The more heat input during this process leads to later Tclose (r = 0.77, p < 0.01). This is the physical basis of the negative correlation between Topen and Tclose. Therefore, the duration of open water can be predicted by Topen and thence support earlier planning of marine activities.     

锦州湾表层海水微塑料分布特征

海洋微塑料是全球关注的新兴环境问题,海湾由于特殊的地理环境特征,成为微塑料分布研究的热点区域。本研究以锦州湾为研究海域,于2017年10月布设了11个点位开展表层海水微塑料样品采集,在实验室采用湿式氧化法开展样品前处理,应用傅立叶变换显微红外光谱仪分析鉴定微塑料成分。研究结果表明,锦州湾表层水体微塑料平均丰度为(0.93±0.59)个/m³,微塑料数量占全部塑料样品的96.2%。微塑料的主要成分为聚丙烯和聚乙烯,分别占55.0%和23.5%;线状和片状塑料的比例最高,分别占41.7%和26.2%;白色、蓝色和半透明微塑料分别占35.1%、26.0%和21.4%。受水动力条件和陆域河流输入等影响,锦州湾表层水体中微塑料的空间分布整体呈现北部偏高,向南部递减的趋势。     

北冰洋高纬度区域海冰及气象特征分析

基于2018年8月至2019年5月布放在北极随海冰漂流的自动气象站和温度链浮标获取的观测数据,分析了北极高纬度区域的大气特征和海冰生消过程。根据海冰的漂移轨迹分为两个阶段分析,第1阶段,海冰主要向东南漂移;第2阶段,海冰主要向东北漂移。第1阶段观测的平均气温和平均相对湿度分别为–6.6℃和93%,第2阶段观测的平均气温和平均相对湿度分别为–29.3℃和76%,第2阶段平均气压高于第1阶段。海冰的漂移轨迹主要受到波弗特高压外围气流的影响。利用自动气象站漂移轨迹计算得到海冰漂移速度,与美国国家冰雪数据中心海冰漂移速度比较显示,两者纬向速度更为接近。海冰在第1阶段以融化为主,海冰厚度略有减小,8月份海冰生长率为–0.11 cm/d;海冰的生长过程主要发生在第2阶段,1–3月生长率均超过0.9 cm/d,2019年3月海冰生长最快,平均生长率为1.3 cm/d,海冰的增长一直持续至观测结束。     

黄河口潮滩泥沙絮凝研究

本文基于现场观测的絮团粒径、悬沙浓度及水动力数据,研究了黄河口南部潮滩泥沙絮凝特征。研究发现,黄河口潮滩絮团粒径在25.42～264.44 μm之间,平均为95.20 μm。水体紊动对黄河口潮滩絮凝的影响存在差异,紊动对絮凝促进作用的上限约为G_l=3.76 s⁻¹。紊动强度低于G_l时,紊动促进泥沙絮凝,絮团粒径随紊动加强而增大;反之水体紊动对絮凝主要起抑制作用,絮团粒径随紊动强度增大而减小。悬沙浓度对黄河口潮滩泥沙絮凝起抑制作用,同等紊动条件下高悬沙浓度对应的絮团粒径更小。黄河口潮滩絮团有效密度与粒径呈现负相关关系,沉速主要受粒径影响。本研究补充了对弱潮河口潮滩泥沙絮凝特性的认识。