琼州海峡潮流能资源的数值模拟评估

近年来,我国能源消耗量不断的增长使我们更加重视可再生能源的开发利用,而我国近海拥有复杂的海岸线和广阔的大陆架,其中许多海域蕴藏着丰富的潮流能资源。潮流能资源评估则是其电站站址选择、发电量预测等工程设计的首要工作。结合两个站位的潮流实测数据,本文利用FVCOM海洋环流数值模式较好的模拟了琼州海峡潮波传播状况,分析了该海域潮流能资源水平分布规律和时间变化特征,初步估算了该水道的潮流能的理论蕴藏量,并采用FLUX方法对该水道的技术可开发量进行了评估。结果表明,琼州海峡中心海域功率密度高,两岸资源低;可能最大流速、大潮年平均最大功率密度、小潮年平均功率密度和年平均功率密度等特征值分布基本相似;其丰富区域出现在海峡东口南部海域以及海峡中部海域,其中东口南部海域可能最大流速可达4.6 m/s,表层流大潮年平均最大功率密度为5996 W/m²,小潮平均最大功率密度仅为467 W/m²,年平均功率密度为819 W/m²,代表点超过0.7 m/s的潮流流速年统计时间约为4717 h;海峡潮流能资源理论蕴藏量为189.55MW,利用FLUX、FARM、GC方法得到该水道的潮流能可开发量分别为249GW/yr、20.2GW/yr和263GW/yr。     

华南水东湾波控、中等潮差岬湾海滩地形动力分类

海滩地形动力分类在国外的海岸地貌研究中已经被广泛接受。本文使用了华南粤西水东湾切线带、过渡带和遮蔽带海滩连续16个月32次大潮期间同步获取的波浪、潮汐、泥沙和海滩地形数据,分别按照无量纲沉降参数、相对潮差参数和无量纲海湾尺度参数对这一岬湾海滩不同岸段的海滩类型进行了研究,研究发现：（1）水东湾切线带海滩的主要状态为有裂流的低潮台地状态和沙坝型海滩状态,过渡带海滩主要状态是低潮沙坝/裂流海滩和沙坝消散型状态,遮蔽带海滩主要状态是有或无沙坝的消散型状态;（2）海湾不同岸段海滩状态的顺序变化与差异体现了岬湾海滩状态的时空变化性,与现场观测的海滩地形的变化基本一致,说明了对波控中到强潮海滩进行研究时,需要考虑潮汐的影响。同时,本文主要给出了海滩状态研究的一个框架体系,由于海滩不同的状态伴随不同的侵蚀模式,要求我国今后需加强在这一方面研究,以进一步丰富我国海滩地形演变、海滩地形动力过程和海滩防侵蚀的理论基础。     

南大洋太平洋扇区中尺度涡旋的统计特性及其变化

中尺度涡旋在南大洋海洋动力学中具有重要地位,其对气候变化的响应表现也引起了海洋学家与气候学家的广泛关注。本文利用涡动动能与涡旋自动探测技术两种方法对南大洋太平洋扇区的涡旋特性及其变化进行了分析。与前人结果相一致的是,高值的涡动动能主要集中在南极极锋海区,并且自西向东逐渐减弱。在过去的20年里,涡动动能在太平洋扇区的显著增强也集中在中西部海域,这里也是南极绕极流斜压性较强的海域。涡旋统计特性揭示了涡动动能的空间分布及其年际变化主要归因于涡旋振幅与旋转速度,而并非涡旋个数或者涡旋半径。这些结果进一步确认了对应于南半球环状模正位相的绕极西风异常改变了南大洋的涡旋特性,从而表现出涡旋活跃性增强。     

西北印度洋中脊玄武岩源区地幔特征

利用全球岩石地球化学数据库(Pet DB)中有关卡尔斯伯格洋脊(CR)、北中印度洋脊(NCIR)及南中印度洋脊(SCIR)玄武岩的微量元素及同位素组成数据,分析了玄武岩的元素地球化学特征及其沿脊轴的变化,旨在探讨玄武岩源区地幔的(不)均一性及岩浆作用过程的差异。初步研究结果表明:CR、NCIR及SCIR玄武岩组成相近,仅在个别脊段表现有微量稀土元素和同位素组成上的差异,玄武岩整体与N-MORB组成特征相近,与先前通常认为的典型印度洋中脊玄武岩不同。玄武质岩浆主要源自尖晶石二辉橄榄岩地幔的熔融,岩浆源区主要由两个地幔端元构成,即以亏损型地幔(DMM)为主(69%),其次为富集型地幔(EMⅡ,27%)。富集组分可能源自古老陆壳物质的混染。自CR经NCIR到SCIR整个印度洋中脊西北分支玄武岩的Sr、Nd及Pb同位素组成表现出均一性,表明岩浆源区地幔组成相近。在SCIR 19°S附近脊段岩浆源区地幔存在有不均一性,有EMⅡ型地幔端元混入的迹象。在CR 3.5°N附近脊段,玄武岩明显富集K、Ba、La及U等微量元素,但由于缺少同位素数据,源区地幔特征有待进一步研究。在上述研究成果的基础上,提出了该区大比例尺的调查填图及密集采样和精细室内分析是CR深入研究的基础,同时加强Sr、Nd、Pb及Re、Os、Be等同位素分析测试,可提供揭示CR地幔不均一性的可靠依据,而厘清印度洋型地幔对CR的影响程度则有助于深入认识地幔不均一性的成因及地幔动力学过程。     

西菲律宾海2万年以来浮游有孔虫壳体重量变化

为探讨2万年以来浮游有孔虫的壳体重量变化及其影响因素,对取自西菲律宾海MD06-3052岩芯的浮游有孔虫表层种Globigerinoides ruber进行壳体重量分析,基于氧同位素年龄模式,获得了2万年以来有孔虫传统壳体重量(WMS)和标准化壳体重量(WSN)变化特征。对比两种壳体重量指标,发现在本海区标准化壳体重量指标更为准确。结果表明,2万年以来,浮游有孔虫WSN具有不断变轻的趋势,整体表现为冰期时壳体重量较重,而全新世时壳体重量相对较轻的特征。末次冰盛期(Last Glacial Maximum,LGM)以来浮游有孔虫WSN变化曲线同大气CO2浓度变化曲线具有较好的相似性,推测在该海区控制壳体重量的主要因素为与全球大气CO2相关的表层海水的CO32–浓度。     

一株海绵附生芽孢杆菌的抗硅藻附着活性成分的分离鉴定

为寻找天然抗污损活性化合物,以抗硅藻附着活性为导向,采用有机溶剂萃取、半制备高压液相色谱对分离自海绵的芽孢杆菌UST050418-715代谢产物进行分离,纯化抗硅藻附着活性物质,并利用气相色谱-质谱联用仪、核磁共振波谱分析活性物质结构。从菌株UST050418-715代谢产物中分离得到7种具有抗硅藻附着活性的环二肽类化合物,分别鉴定为:(1)环(L-亮氨酸-反式-8-羟基-L-脯氨酸-)、(2)环(L-缬氨酸-L-脯氨酸)、(3)环(D-脯氨酸-L-亮氨酸)、(4)环(L-脯氨酸-D-亮氨酸)、(5)环(甘氨酸-L-脯氨酸)、(6)环(L-苯丙氨酸-顺式-8-羟基-D-脯氨酸-)、(7)环(L-苯丙氨酸-反式-8-羟基-L-脯氨酸-)。说明海绵附生芽孢杆菌UST050418-715代谢产物中存在大量环二肽类化合物,可以帮助宿主海绵实现对硅藻附着的化学防御。     

三沙湾盐田港养殖海域沉积物中的有机碳、氮和磷

于2012年8月(夏季)、11月(秋季)和2013年2月(冬季)、5月(春季)共4个航次对三沙湾盐田港养殖海域表层沉积物组成成分及其变化趋势进行调查分析,并采用单因子污染指数(Pi)对沉积物质量进行评价。结果表明不同功能区沉积物中有机氮(TN)、总磷(TP)和有机碳(OC)含量差异显著(P0.05),TN和TP含量4季变化范围分别是0.15~1.39 g/kg和0.11~1.08 g/kg,平均值分别为(0.89±0.36)g/kg和(0.56±0.26)g/kg。OC含量在1.00~14.71 g/kg之间,平均值为(8.26±3.78)g/kg。各站位沉积物中TN污染指数4季变化范围为0.25~2.53,4季超标率分别为67%、81%、80%和90%;各站位TP污染指数4季变化范围为0.18~2.63,4个季节超标率分别为35%、80%、40%和51%;各季节OC含量均未超标;OC/N原子比全年变化范围在8.4~10.3之间,平均值为8.9±0.6。较弱的水流交换条件和海水养殖,特别是海水网箱养殖,是造成沉积物污染的主要原因,开展多营养层次的综合养殖模式是促进盐田港海水养殖可持续发展的有效途径。     

50年来北海市滨海湿地景观格局变化及其驱动机制

以1955~2004年遥感影像为数据源,结合野外调查,运用景观生态学原理,研究50 a间北海市滨海湿地的景观格局及其动态变化。结果表明,50 a间北海市滨海湿地呈整体退化趋势,潮间砂质海滩、潮间淤泥质海滩、红树林滩、小型岛屿湿地减少;景观格局指数显示1977年、1998年是北海市滨海湿地较明显变化的拐点。1977年人类活动影响增加,滨海湿地稍有退化,湿地景观多样性指数减小,优势度指数增加,均匀度指数减小、景观总面积指数降至最低值。1988年湿地保护力度加大,湿地略为好转,景观多样性指数、优势度指数、均匀度指数则呈相反规律。1998年湿地受到的极端气候灾害、人类干扰程度加大,平均斑块分形维数下降,斑块密度指数、景观斑块数破碎化指数呈最高值。湿地景观格局指数的变化,反映了围垦改造、互花米草的生物入侵、城市污染、极端气候灾害等对景观格局的影响,人类活动是北海市滨海湿地景观格局变化的主要驱动因子。     

夏季辽东湾西部海域大型底栖动物群落结构与多样性

为了解夏季辽东湾西部海域大型底栖动物群落结构与多样性,作者于2009年8月对六股河口外海域15个站位进行了大型底栖动物调查。整个研究海域共采到大型底栖动物124种,其总平均丰度为(2824±1537)个/m2,总平均生物量为(22.01±38.58)g/m2。利用相对重要性指数和优势度指数所确定的前三位优势种一致,分别为二齿半尖额涟虫(Hemileucon bidentatus)、深钩毛虫(Sigambra bassi)和独指虫(Aricidea fragilis),其余优势种存在细微差异。各站位香农-维纳多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数均呈现河口和中部海域低,近岸和外围海域高的分布规律。在50%相似度水平上,可将研究海域划分为4个群落。研究结果表明:研究海域底栖环境整体清洁,底层水环境因子对大型底栖动物群落的影响较弱。     

海带磷酸甘露糖变位酶(PMM)基因的克隆与表达分析

磷酸甘露糖变位酶(PMM)是褐藻胶和岩藻聚糖合成过程中的关键酶之一。本研究利用c DNA末端快速克隆(RACE)技术,获得2条海带PMM基因(Sjpmm1,Sjpmm2)序列。其中,Sjpmm1的开放阅读框(ORF)长759 bp,其编码的Sj PMM1为卤酸脱卤酶(HAD)超家族成员,含252个氨基酸,分子量约为28.51 k Da;而Sjpmm2的ORF长1866 bp,其编码的Sj PMM2属于磷酸己糖变位酶超家族的成员,含621个氨基酸,分子量约为66.49 k Da。海带PMM的二级结构均以?-螺旋为主。进化分析表明,Sjpmm1来自于原始真核生物,而Sjpmm2来源于质体的第一次内共生作用。实时定量PCR分析发现,海带受到高温或低温胁迫时,Sjpmm1和Sjpmm2转录水平上升,以合成岩藻聚糖抵抗环境影响。此外,利用p MAL-c5X载体对Sj PMM1进行体外表达,得到高浓度的可溶性融合蛋白,为后续的Sj PMM功能分析提供基础。