渤、黄海生态环境模拟的参数敏感度空间差异分析

随着海洋生态系统模型的发展,生态变量增多,众多生物过程参数量值的确定成为制约生态环境模拟的瓶颈问题,生态系统结构区域性要求模型中的生态参数具有区域差异。为探究不同海区的关键参数及参数敏感度的空间差异,本研究在渤、黄海建立了ROMS-CoSiNE物理–生物耦合的高分辨率生态系统模型,并对13种生态参数的敏感度空间分布进行分析。结果表明:南黄海中部与渤海及近岸海域的敏感度差异较大。渤海敏感度最大的参数为决定光合速率的浮游植物P-I曲线初始斜率,其次为浮游动物捕食半饱和常数和浮游动物最大捕食率。而南黄海中部敏感度最大的参数为浮游动物最大捕食率,其次为浮游植物死亡率和浮游植物P-I曲线初始斜率。结合敏感度分布及浮游植物生物量收支得出,渤海水体透明度较南黄海偏低、浮游植物生长光限制较强,是引起浮游植物P-I曲线初始斜率敏感度在渤海高于黄海的主要原因。浮游动物最大捕食率及浮游植物死亡率的敏感度空间差异,受渤、黄海浮游植物生物量差异的影响,与生态系统中的高度非线性特征有关。     

70年来中国化学海洋学研究的主要进展

我国的海洋化学工作者通过70年来,特别是近30年来的化学海洋学研究,实现了我国与世界先进水平进入同步发展的快车道,其显著的特点是:(1)化学海洋学研究从元素地球化学分布系统转向了以揭示深层次海洋生物地球化学过程为核心的研究;(2)化学海洋学研究实现了多领域、多视点的综合交叉研究;(3)更加关注了人为影响与自然变化共同作用下的海洋生态环境变化研究,对近海和海岸带而言,更加注重从海陆统筹一体化角度探析化学物质的分布迁移特征。本文从生源要素的海洋生物地球化学过程、微/痕量元素与同位素的海洋化学研究、生物过程作用下的化学海洋学过程等角度,重点总结归纳和分析了30年来我国海洋化学研究的重要进展和发展状况,以期对化学海洋学的进一步研究提供借鉴和启迪。     

电解法处理船舶压载水的杀菌性能及机理研究

船舶压载水携带的微生物对目的海域的污染问题亟待解决。采用电解法,以渤海湾的海水为处理对象,以炭纤维材料为阴极,分别以碳棒、碳板和炭纤维为阳极,首先考察了施电2.00 V下3种阳极炭材料对应的杀菌效果,进而重点考查了碳板为阳极材料时施加不同槽压下的杀菌性能,并对其杀菌机理进行初步分析。结果表明,3种阳极材料对应的杀菌效果先后顺序为碳棒碳板炭纤维,各自的杀菌效果均较为明显,施电18 min时碳板对应的灭活率可达100%;以碳板为阳极时,施加槽压越高杀菌效果越显著,本研究范围内以1.81 V为佳,施电18 min时灭活率在99%以上;不同槽压下体系中氯离子浓度和p H都随时间整体呈减小趋势,一定程度上可用于解释杀菌作用过程。研究结果可为电解法处理船舶压载水提供参考和借鉴。     

夏季大亚湾悬浮颗粒有机物碳、氮同位素组成及其物源指示

2015年夏季开展了大亚湾悬浮颗粒有机物碳（POC）、氮含量（PN）及其同位素组成的研究,结果表明,δ13C_POC和δ15N_PN的变化范围分别为-25.7‰~-17.4‰和-6.3‰~10.4‰,平均值分别为-20.2‰和8.2‰。大亚湾悬浮颗粒有机物含量及其碳氮同位素组成的空间变化反映了不同有机质来源的影响:喜洲岛附近海域表现出高POC、PN、δ13C_POC和δ15N_PN的特征,指征着浮游植物水华的主导贡献;东北部范和港附近海域具有高POC、PN、低δ13C_POC和高δ15N_PN的特征,反映了河流/河口水生有机物的影响;湾顶白寿湾附近海域的δ13C_POC和δ15N_PN出现低值,体现了陆源有机质和人类污水排放的影响。借助δ13C_POC和δ15N_PN的三端元混合模型,定量出海洋自生有机质、陆源有机质、河流/河口水生有机质等3个来源的贡献平均分别为70%、13%和17%,其中海洋自生有机质是夏季大亚湾悬浮颗粒有机物的最主要来源。从这3种来源颗粒有机物含量的空间变化看,海洋自生有机质含量由湾内向湾外减少,与初级生产力的空间变化相对应;河流/河口水生有机质含量在大亚湾东北部出现高值;陆源有机质含量在表、底层出现不同态势,表层陆源有机物含量在湾中部海域最低,而底层则呈现出自湾内向湾口增加的趋势,主要受控于离岸距离和珠江冲淡水、粤东沿岸上升流输送的影响。     

中西太平洋金枪鱼围网高产渔区年间变化及其原因分析

金枪鱼类是中西太平洋海域重要的经济鱼种,其中鲣产量约占到总产量的50%。本研究利用1995-2010年16年的中西太平洋（20°S~20°N,120°E~155°W）鲣围网生产统计数据和Niño3.4海区（5°S~5°N,120°~170°W）海表温度异常数据,对这16年鲣产量最高的十大渔区（5°×5°）进行时空格局分析,讨论渔场分布差异及CPUE与ENSO指数的关系。结果表明:16年间十大作业渔区主要分布在5°S~5°N、130°~175°E区域,这十大渔区产量占总产量的比重达47.5%,其中5°S~0°、155°~160°E,0°~5°N、130°~135°E,0°~5°N、135°~140°E及5°S~0°、160°~165°E等4个渔区产量占高产渔区产量的比重均超过10%,是中西太平洋重要的鲣产区。高产渔区的分布受海表温度影响较大,在厄尔尼诺时期,高产渔区分布明显偏东,主要分布在155°~180°E海域;在拉尼娜时期,高产渔区分布明显偏西,主要分布在130°~160°E海域。     

Silver in Tokyo Bay estuarine waters and Japanese rivers

Dissolved and particulate concentrations of silver in Tokyo Bay estuarine waters and Japanese rivers were determined in this study. The dissolved silver concentrations in the surface water of Tokyo Bay range from 5.9 to 15.1 pmol kg⁻¹, which is comparable to those in the surface water of the Japan Sea, but two or three times higher than those in the surface water of the open ocean. However, elevated concentrations of dissolved silver are not found in Tokyo Bay compared with those in other highly urbanized estuaries, such as San Francisco Bay (20∼243 pmol kg⁻¹). In the Tokyo Bay estuary, silver typically exhibits non-conservative mixing behavior, which is a common feature in the other estuaries reported previously. Dissolved silver concentrations decrease with salinity from the rivers to the mouth of Tokyo Bay. Silver is efficiently scavenged by suspended particulates, as evidenced by the high conditional distribution coefficients for silver throughout the estuary (log K_d > 5.0 ± 0.6). The silver fluxes into Tokyo Bay via inflowing rivers and atmospheric deposition were estimated as 83 kg y⁻¹ and 15 kg y⁻¹, respectively. A simple budget calculation shows that the silver supplied from rivers and atmosphere must be rapidly scavenged within the Tokyo Bay estuary.     

6种鱼类肌肉组织肌苷酸的检测分析

采用高效液相色谱技术,在国内首次测定了条纹斑竹鲨(Chilocsyllium plagiosum)、大黄鱼(Pseudosci-aena crocea)、鳜(Siniperca chuatsi)、青石斑鱼(Epinephelus awoara)、牙鲆(Paralichthys olivaceus)和乌塘鳢(Bostrichthys sinensis)等6种鱼类新鲜和冻存肌肉组织中肌苷酸含量。结果表明:(1)不同鱼类肌肉组织中肌苷酸质量比不同,牙鲆新鲜肌肉组织中肌苷酸质量比最高,为4.214 mg/g,其余5种鱼类为2.365~3.634 mg/g。(2)10 d冻存试验中,经-70℃超低温冻存,6种鱼类冻存肌肉组织中肌苷酸质量比均高于新鲜肌肉组织,大黄鱼肌肉组织冻存1 d肌苷酸质量比达最大值,鳜肌肉组织冻存10 d肌苷酸质量比呈上升态势未出现最大值,其余5种鱼类肌肉组织肌苷酸质量比均在冻存第5天达到最大值。长时间的冻存将会降低食用鱼肉中肌苷酸质量比,导致鲜味下降,但经1周左右短时间的冻存后可明显提高鱼肉中肌苷酸质量比,增加鲜味,提高食用价值。     

Spatial variations of dimethylsulfide and dimethylsulfoniopropionate in the surface microlayer and in the subsurface waters of the South China Sea during springtime

Spatial variations in dimethylsulfide (DMS) and dimethylsulfoniopropionate (DMSP) were surveyed in the surface microlayer and in the subsurface waters of the low productivity South China Sea in May 2005. Overall, average subsurface water concentrations of DMS and DMSP of dissolved (DMSPd) and particulate (DMSPp) fractions were 1.74 (1.00-2.50), 3.92 (2.21-6.54) and 6.06 (3.40-8.68) nM, respectively. No enrichment in DMS and DMSPp was observed in the microlayer. In contrast, the microlayer showed a DMSPd enrichment, with an average enrichment factor (EF, defined as the ratio of the microlayer concentration to subsurface water concentration) of 1.40. In the study area, none of the sulfur components were correlated with chlorophyll a. An important finding in this study was that DMS, DMSP and chlorophyll a concentrations in the surface microlayer were respectively correlated with those in the subsurface water, suggesting a close linkage between these two water bodies. The ratios of DMS:Chl-a and DMSPp:Chl-a showed a gradually increasing trend from North to South. This might be due to changes in the proportion of DMSP producers in the phytoplankton community with the increased surface seawater temperature. A clear diurnal variation in the DMS and DMSP concentrations was observed at an anchor station with the highest concentrations appearing during the day and the lowest concentrations during the night. The higher DMS and DMSP concentrations during daytime might be attributed to the light-induced increase in both algal synthesis and exudation of DMSP and biological production of DMS. The mean flux of DMS from the investigated area to the atmosphere was estimated to be 2.06 micromo lm(-2)d(-1). This low DMS emission flux, together with the low DMS surface concentrations was attributed to the low productivity in this sea.     

黄河水下三角洲海底管道沉降量确定方法研究

提出一种海底管道沉降计算方法——递推法,应用到胜利油田埕岛海域海底管道沉降计算中,并将计算结果与目前常用的日本规范法和极限法进行比较。研究发现在粉土与粉质粘土为主的强度较高的海床上,递推法与日本规范法计算结果比较接近,极限法的最小;在淤泥质土组成的强度较低的海床上,日本规范法的计算值最大,递推法的居中,极限法的最小。逆推法可计算裸置和埋设两种形式的管道沉降量,而另外两者只能计算裸置管道的沉降。文中进一步讨论了引起管道沉降的影响因素,土体强度和压缩性对管道沉降影响较大。且管道埋深越大,沉降也越大。最后分析了黄河水下三角洲埕岛海域4个区的管道沉降量,Ⅰ区争Ⅱ区管道沉降较小,可以忽略,Ⅳ区沉降较大,在淤泥质软土上的管道,可能会完全陷入土中。     

海底观测网发展现状及趋势研究

文中详细研究了当前世界上最典型的海底观测网的建设发展规模、形式、设备类型以及我国海底观测网的发展现状,并对国内外海底观测网的发展趋势进行总结。对日本、加拿大、美国及欧洲的海底观测网进行了设备级研究,对我国台湾地区、东海、南海的海底观测网现状进行了研究,并讨论了国外先进观测网对我国的海底观测网建设的借鉴意义。文中总结出海底观测网发展的整体趋势为:单节点网络加速验证新型设备及传感器的水下能力;区域尺度网络用于加速多学科发展并提升灾害预警能力;而浮标平台网络作为补充,铺设在远海区域以降低阶段建设成本。