2003-2016年北极净初级生产力时空变化

The area of Arctic sea ice has dramatically decreased, and the length of the open water season has increased;these patterns have been observed by satellite remote sensing since the 1970 s. In this paper, we calculate the net primary productivity(NPP, calculated by carbon) from 2003 to 2016 based on sea ice concentration products,chlorophyll a(Chl a) concentration, photosynthetically active radiation(PAR), sea surface temperature(SST), and sunshine duration data. We then analyse the spatiotemporal changes in the Chl a concentration and NPP and further investigate the relations among NPP, the open water area, and the length of the open water season. The results indicate that(1) the Chl a concentration increased by 0.025 mg/m~3 per year;(2) the NPP increased by 4.29 mg/(m~2·d) per year, reaching a maximum of 525.74 mg/(m~2·d) in 2016; and(3) the Arctic open water area increased by 57.23×10~3 km~2/a, with a growth rate of 1.53 d/a for the length of the open water season. The annual NPP was significantly positively related to the open water area, the length of the open water season and the SST.The daily NPP was also found to have a lag correlation with the open water area, with a lag time of two months.With global warming, NPP has maintained an increasing trend, with the most significant increase occurring in the Kara Sea. In summary, this study provides a macroscopic understanding of the distribution of phytoplankton in the Arctic, which is valuable information for the evaluation and management of marine ecological environments.     

天然气水合物赋存区甲烷渗漏活动的地球化学响应特征

综述了天然气水合物赋存区甲烷渗漏活动的地球化学响应指标的研究进展,分析了应用单一指标识别甲烷渗漏活动各自所存在的问题,包括浅表层沉积物孔隙水中CH_4、SO_4~(2–)、Cl~–等离子浓度随深度的变化;浅层沉积物全岩W_(TOC)(W表示质量分数,TOC表示总有机碳)和W_(TS)(TS表示总硫)之间的相关性及比值;自生碳酸盐岩δ~(13)C和δ~(18)O;自生矿物重晶石、黄铁矿、自生石膏的δ~(34)S;有孔虫壳体和生物标志化合物的δ~(13)C等。结果表明孔隙水中的CH_4、SO4_~(2–)浓度及溶解无机碳的碳同位素组成可以用来识别目前正在发生的甲烷渗漏活动;而沉积物中的WTS、自生矿物的δ~(34)S、钡含量及其异常峰值和生物标志化合物的δ~(13)C等指标的联合使用可以更真实准确地反映地质历史时期天然气水合物赋存区的甲烷渗漏活动。因此,在实际研究过程中,可将孔隙水和沉积物两种介质的多种指标相结合。随着非传统稳定同位素(Fe、Ca、Mg等)和沉积物氧化还原敏感元素(Mo、V、U等)等研究的发展,甲烷渗漏活动地球化学响应指标的研究也将得到拓展,而多种地球化学指标的联合使用将为天然气水合物勘探及其形成分解过程识别研究提供重要的科学依据。     

淡化浓海水日晒盐田原核微生物多样性分析

海滨日晒盐田具有稳定且独特的生态系统。淡化浓海水排入盐田制盐,对盐田生态系统的稳定及盐田的可持续发展具有一定的影响。本研究分析天津汉沽淡化浓海水日晒盐田不同季节不同盐度盐池原核微生物多样性现状及群落结构变化,以期为评估淡化浓海水对盐田原核微生物群落影响提供理论依据。采用温度梯度凝胶电泳和序列测定等方法,分析不同月份不同盐度盐池中细菌和古菌的多样性与群落结构变化。分别采用香农-威纳指数、加权丰富度指数和均匀度指数分析盐田微生物群落多样性、丰富度和均匀度。结果表明,淡化浓海水和溴后水中均未检测出细菌和古菌。不同月份不同盐度盐池样本中细菌多样性变化不大,优势菌主要为γ-变形菌门(γ-Proteobacteria)中的Spiribacter salinus和Pseudoalteromonassp.;古菌仅出现在盐度最高的Ⅶ号盐池中,优势古菌为广古菌门(Euryarchaeota)的Halogeometricum sp.。天津汉沽淡化浓海水日晒盐田中细菌的多样性和丰富度较低,春夏两季细菌群落结构较为稳定,秋冬季节细菌群落结构变化明显。盐度不同的盐池中细菌群落结构变化较大,随着盐度逐渐升高, Spiribacter salinus逐渐取代Pseudoalteromonas sp.成为占主要地位的优势菌种。     

外来与乡土红树种间竞争十五年的群落现状与发展趋势

为了探究经过15年种间竞争后的外来无瓣海桑(Sonneratia apetala)与乡土红树植物秋茄(Kandelia obovata)的群落现状与发展趋势,采用样方法对福建省厦门市同安湾典型红树林群落特征开展实地研究。结果表明:(1)无瓣海桑是无瓣海桑群落中的优势种,而秋茄仅在该群落北侧与无瓣海桑少量混交,秋茄+无瓣海桑群落为种植秋茄和无瓣海桑的茂密混交林;(2)调查幼苗天然更新情况中发现,在两个群落中秋茄均有幼苗自然生长,但均未发现无瓣海桑幼苗;(3)生长状况的调查发现,无瓣海桑长势较秋茄差,其倒伏数量和倒伏程度明显比秋茄严重;(4)无瓣海桑在秋茄+无瓣海桑群落中的生长状况优于在无瓣海桑群落,倒伏程度较轻。综上可见,无瓣海桑在福建省厦门市该研究样地及其周边更新成林和扩散困难,未有入侵秋茄群落的优势;无瓣海桑在风浪环境下,较秋茄更易出现倒伏和枯死等不可逆生长现象;红树林种植过程中采用"外来种+乡土种"的模式,可提高整个林分的抗风浪能力,但需注意种植布局规格的合理性,可避免外来速生快长种与乡土种紧邻混交产生较大的种间竞争,减小对乡土种生长的影响。     

胶州湾潮余流和物质输送之间的关系

基于MIKE21的HD模型,通过模拟得到胶州湾的潮流场,胶州湾在涨急时最大流速1.04m/s,落急时最大流速约为0.96m/s。胶州湾余流总体较小,平均为0.03m/s左右。并在湾内不同位置释放自由粒子,以MIKE21的Particle tracking模型计算出其在潮流作用下的运移轨迹,结果表明粒子大多数运移到湾内近岸区域,少部分在湾口区域附近;在潮流场基础上计算了欧拉余流场,并和粒子运移结果进行对比,表明欧拉余流场在区域流向比较一致时可以表示粒子运动的趋势,为物质迁移、控制污染等方面提供了一定的参考借鉴意义。     

广西涠洲岛珊瑚分布状况研究

文章根据2017年涠洲岛最新珊瑚本底调查资料,对比分析近10年来,涠洲岛珊瑚种类数量、分布状态以及优势物种变化状况。结果表明,涠洲岛珊瑚以造礁珊瑚为主体,高达10科23属41种,其次为分布有较多的柳珊瑚,为4科12属14种,此外也分布有少量的软珊瑚、群体海葵;珊瑚主要分布于近海海岸一带,以0. 5～6 m的珊瑚礁坪生长带为主,具有明显的分带特点;对比2008年调查数据,本次调查发现涠洲岛海域珊瑚优势物种发生了变化,由角蜂巢珊瑚属变为滨珊瑚属,蔷薇珊瑚属不再是优势属,反而新增了蜂巢珊瑚属和牡丹珊瑚属,此外珊瑚覆盖度较2008年出现了下降趋势,表明了涠洲岛珊瑚生存状况受到了人为活动等因素的影响。     

ATS藻板与自然礁石上藻群生物多样性的比较

ATS(algal turf scrubber)系统是一种利用潮间带藻类高效去除富营养化水体中氮(N)、磷(P)元素的水质净化系统, 藻类是支持整个系统最重要的组成部分, 其群落结构与水质净化效果密切相关。该研究基于Illumina MiSeq平台的高通量测序技术对海水水族缸的ATS系统中藻板样品和自然礁石上的藻类进行多样性分析。18S rDNA研究结果表明, ATS系统中经筛选得到藻类优化序列21390条, 其中对丝藻属Antithamnion占主要地位, 占序列总数的22.79%, 其次19.07%序列归入斜纹藻属Psammodictyon; 宋井、展南亭、后宅3个地区的藻类经筛选分别得到88435、87129、106458条优化序列, 主要为分枝色指藻属Chroodactylon、宽果藻属Mastocarpus和日本马泽藻属Mazzaella。ATS系统和自然环境样品共有的优势藻为骨条藻属Skeletonema和仙菜属Ceramium。本实验在研究ATS系统与自然礁石上的藻类群落相似性的同时, 深入探究了其群落结构的差异性, 为进一步优化ATS系统的功能提供了理论依据。     

一种海洋混合层深度的智能识别方法研究

文章提出了一种识别混合层深度的人工智能方法。该方法在温度(密度)与压强(或深度)间建立线性模型, 并且将其系数和方差做成一组表征廓线特征的统计量。初始时为模型设定一个主观的先验分布, 在一个自海表向下移动的窗口内通过贝叶斯链式法则和最小描述长度原理学习新数据, 得到系数均值的最大后验概率估计。用F-检验识别系数发生突变的位置, 以此确定混合层的存在性及其深度。通过2017年2月太平洋海域的地转海洋学实时观测阵(Array for Real-time Geostrophic Oceanography, ARGO)数据进行测试, 并且以质量因子(Quality Index, QI)值作为判断识别混合层深度结果准确性的依据, 发现该方法相比于梯度法、阈值法、混合法、相对变化法、最大角度法和最优线性插值法在识别结果上具备更大的QI值。表明该方法能够准确识别混合层深度。     

珠江口枯水期和丰水期中小型浮游动物群落动态

根据珠江口枯水期(2013年11月)和丰水期(2014年8月) 24个站位调查资料,对中小型浮游动物种类组成、丰度分布、群落结构及其主要影响因子进行了研究.结果表明,枯水期和丰水期分别鉴定浮游动物成体91种和70种,以桡足类最为丰富.浮游动物种类从河口上游向外围逐渐增加.浮游动物丰度时空分布差异显著,丰水期平均值高达11 619. 78 ind/m~3,显著高于枯水期的1 707. 13 ind/m~3.桡足类在珠江口中小型浮游动物中占绝对优势,枯水期和丰水期分别占总丰度的80. 3%和93. 0%,对浮游动物的丰度分布起关键作用.强额孔雀哲水蚤(Parvocalanus crassirostris)、中华异水蚤(Acartiella sinensis)和刺尾纺锤水蚤(Acartia spinicauda)在两个水期均为主要优势种,小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)和厦门矮隆哲水蚤(Bestiolina amoyensis)则分别在枯水期和丰水期具有较高的优势度.聚类分析的结果显示,枯水期和丰水期该水域浮游动物均可划分为3个群落.相关性分析表明,珠江口中小型浮游动物群落结构受多个环境因子的影响,但盐度是其中最为关键的非生物因子.     

加权空-谱联合保持嵌入的高光谱遥感影像降维方法

高光谱遥感影像数据量大、波段数多,容易导致“维数灾难”。传统流形学习方法一般仅考虑其光谱特征,忽略了空间信息。为此提出一种非监督的基于加权空-谱联合保持嵌入(WSCPE)的维数约简算法。首先采用加权均值滤波(WMF)方法对高光谱影像进行滤波,以消除噪点和背景点的干扰。然后根据遥感影像地物分布的空间一致性,通过采用加权空-谱联合距离(WSCD)来融合像素点的光谱信息和空间信息,有效选取各像素点的空-谱近邻,并根据像素点与其空-谱近邻点之间的坐标距离来有区别的利用其近邻点进行流形重构,提取低维鉴别特征进行地物分类。在PaviaU和Indian Pines数据集上的分类结果表明,总体分类精度分别达到了98.89%和95.47%。该方法在反映影像内部流形结构的同时,有效融合了影像的空间-光谱信息,故能提高影像特征的鉴别性,并提升分类性能。