桂西二叠系沉积型铝土矿鲕粒成因机制探讨

已有研究表明铝土矿中鲕粒的Al含量普遍高于基质,但鲕粒富集Al过程尚不清楚。本文通过对桂西地区铝土矿进行宏微观观察以及电子探针测试(EPMA)和X粉晶衍射分析,研究了矿石构造和元素地球化学变化规律,试图分析铝土矿中鲕粒生长机制。含矿岩系层序多变特征表明桂西铝土矿为陆相成因;鲕粒内部圈层Al含量大于50%,而Si含量小于1%,Fe含量波动于1%左右,证明矿石中鲕粒Al的含量比基质的高,同时硬水铝石的结晶程度亦较高;与鲕粒生成有密切关系的构造主要为凝胶和裂隙,两者为正反馈关系;胶体在分离过程中出现分凝,主要形成富铝、富硅和富铁凝胶,分凝过程中Fe、Si亲和性强,两者的迁移能力均高于Al。分析认为鲕粒形成于浅埋阶段,是一种凝胶的反复分凝过程,受控于湿润-干热气候,成鲕可大致分为3个阶段,即充水阶段、湿润阶段和干热阶段,成核机制为脱水收缩,圈层增长机制为成胶-凝胶老化交替。铝土矿型风化壳的物质搬运过程使鲕粒的圈层停止生长,形成夭折鲕,若条件有利则形成再生鲕。首次引入磁场的概念解释了鲕粒保持浑圆形习性的原因。     

南海北部表层颗粒有机碳的季节和年际变化遥感分析

海洋颗粒有机碳（POC）是海洋固碳的一个关键参数。为了研究南海北部陆架及海盆表层POC浓度的时空分布特征以及变化趋势,本文利用2009-2011年4个季节的实测数据,对NASA发布的MODIS/AQUA卫星月平均POC遥感产品,进行了验证和校正;并利用校正后的遥感数据分析了2003-2014年POC的时空分布特征和变化趋势。发现POC遥感产品与南海北部实测数据具有较好的线性关系（R2=0.72）,但存在系统性偏高,需利用实测数据对遥感数据进行区域性校正。分析校正后的遥感数据发现,南海北部陆架POC浓度较高,平均为（33.34±8.02）mg/m3;吕宋海峡西南海域浓度较低,平均为（29.25±6.20）mg/m3;中央海盆区浓度最低,平均为（27.02±4.84）mg/m3。春夏季POC浓度较低,最低值一般出现在5月,冬季（12月至翌年1月）POC浓度达到最高。利用2003-2014年的长时间序列遥感叶绿素（Chl a）和海表温度（SST）、混合层深度（MLD）模式数据,以及实测数据对南海北部POC浓度的影响机制进行了分析。发现POC与Chl a在秋冬呈现较好的相关关系（R2=0.51）,但在春夏季较离散,表明秋冬季生物作用对POC影响较大。2003-2014年期间,POC与Chl a、MLD及SST存在明显的年际变化,但并没有显著的上升或下降趋势。     

CICE5.0与BCC_CSM2.0模式的耦合及对北极海冰的模拟评估

本文将美国Los Alamos国家实验室发展的最新海冰模式CICE5.0引入国家气候中心气候系统模式BCC_CSM2.0,替代原有的海冰模式SIS,形成一个新的耦合模式。在此基础上,评估新耦合模式对1985-2009年北极海冰的模拟性能,检验引入CICE5.0后对耦合模式中北极海冰、海洋和大气模拟结果的改进。结果表明,引入CICE5.0后,模式能较好地模拟出北极海冰的空间分布、季节以及年际变化特征。相比于旧版本耦合模式,新耦合模式模拟的北极多年冰增多、一年冰减少,同时,海冰增厚、海冰流速减慢,模拟效果得到显著改进,对波弗特涡流模拟的改善尤为明显。进一步分析发现,相比于SIS,CICE5.0对北极海冰特别是海冰厚度模拟性能的提升,在耦合进入BCC_CSM2.0后,会触发冰-温的正反馈机制,改进了模式对海平面气压场、表层气温和海表温度的模拟,由此进一步提高了模式对北极海冰的模拟能力。     

基于综合环境因子的协同克里金法分析茎柔鱼资源丰度空间分布

茎柔鱼是我国重要的远洋捕捞对象之一,研究其资源丰度空间分布问题,有助于更好地理解茎柔鱼的生态习性,并提高我国鱿钓渔船的生产效率。本文利用上海海洋大学鱿钓技术组提供的2003-2012年6-9月秘鲁外海茎柔鱼捕捞数据,结合海表面温度（SST）,海表面高度（SSH）,海表面盐度（SSS）和叶绿素浓度（Chl a）进行协同克里金插值预测其资源丰度的空间分布。为了解决协同克里金插值中4个环境因子的权重问题,本文将4个环境因子进行归一化处理,利用主成分分析方法将其整合为单一综合环境因子,以此作为协变量。将综合环境因子与单位捕捞努力量渔获量（CPUE）进行相关性检验后进行协同克里金插值,根据平均误差（ME）,均方根误差（RMSE）和标准化均方根（RMSSE）对插值结果评价,探讨此种方法的可行性。研究结果认为:（1）主成分分析方法获得的6-9月份的综合环境因子均与CPUE具有显著相关性;（2）6-7月份ME分别为0.002 6和0.002 5,预测准确性很高,平均预测结果稍高于实际观测值;而8-9月份的ME分别为-0.007 8和-0.000 2,预测准确性较高,平均预测结果稍低于实际观测值。6月份的RMSE估值精度最高,8月份的估值精度最低。6-7月份的RMSSE值小于1,说明都高估了预测的不确定性,8-9月份的RMSSE值大于1,说明都低估了预测的不确定性,则在6-9月份中的预测精度和准确性上会有一定程度的偏差。从ME、RMSE和RMSSE三者综合来看,6-9月的预测值具有一定的可靠性。     

鼠尾藻(Sargassum thunbergii)对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)胁迫的响应

邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)是近海环境有机污染物之一,不仅对海洋生物造成毒害,且能在生物体内富集和放大,对海洋生态系统形成严重威胁。本文以鼠尾藻(Sargassum thunbergii)为研究对象,通过测定比生长速率、叶绿素a含量、光合和呼吸速率、光合基因rbcL转录水平上的相对表达量等指标,研究了鼠尾藻对不同浓度DMP的响应。结果表明,低浓度的DMP(0.lmg/L)短时间内(≤15d)能促进鼠尾藻的生长和叶绿素a的合成,并使藻体的光合作用增强,诱导光合基因rbcL的表达,而在高浓度DMP(≥0.3mg/L)的作用下,鼠尾藻的生长速率、光合和呼吸速率、rbcL基因的表达量均随着暴露时间的延长呈明显下降趋势,且DMP浓度越高,降幅越大。以上研究结果对了解DMP对鼠尾藻胁迫的影响机制奠定了基础,为保护海洋经济藻类的养殖环境提供了理论依据。     

南极半岛近岸海域生物化学要素分布特征及影响因素

基于中国第30次南极科学考察在南极半岛(60°~63°S)近岸海域获取的调查资料,分析了该海域生物化学要素中溶解有机碳(DOC)、总氮(TN)和总磷(TP)分布特征并讨论地形和水团对其的影响。结果表明:2014年夏季南极半岛近岸海域水体DOC浓度变化范围为40.5~78.1μmol/L,平均浓度为66.3μmol/L;TN浓度变化范围为4.2~29.5μmol/L,平均浓度为14.9μmol/L;TP浓度变化范围为0.8~2.9μmol/L,平均浓度为2.0μmol/L。表层DOC呈现研究海域西北部D1断面和东南部D5断面浓度较高,中部DOC浓度较低;表层TN与TP浓度高值区出现在研究海域西部D1断面北部以及南部,中部和东部浓度较低;DOC,TN和TP浓度的垂直分布与海底地形和水团交汇密切相关,水团运动受阻于地形致使生物化学要素在垂直方向再分布。DOC,TN和TP空间分布反映了南极半岛近岸海域生物化学要素复杂的流通,将为合理开发和利用南极资源及环境影响评价提供科学依据。     

生长前期三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)附肢再生系统解析及阶段划分

以三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ期幼蟹为材料,采用组织切片等方法研究其大螯断肢后再生生长规律。结果表明,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ期幼蟹大螯一次蜕壳再生率分别为59.9%,75.3%,74.2%,80.4%,69.5%;断肢组存活率分别为89.4%,84.9%,85.2%,89.4%和74.2%,均低于对照组的98.2%,90.3%,95.1%,90.2%和80.3%,但差异不显著(P0.05);第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期断肢组在去大螯后平均蜕壳周期分别为3.33d、4.47d和6.27d,显著长于正常组的2.13d、3.89d和5.63d)(P0.05),而第Ⅳ、Ⅴ期断肢组平均蜕壳周期分别为7.12d和10.86d,极显著长于对照组的6.11d和8.09d(P0.01),且断肢个体的生长期越往后,断肢再生所需时间越长。本研究依据再生附肢发育特点将三疣梭子蟹大螯断肢再生划分为6个标志性发育阶段:再生芽基期、肢芽趾缝期、肢芽分化期、肢芽斑点期、肢芽成熟期、肢体出膜期;第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ期蟹再生肢芽横纵比平均值分别达到0.32、0.318、0.398、0.518、0.538时,断肢幼蟹可以达到附肢出膜的临界点。综上所述,三疣梭子蟹断肢后能在1个蜕壳周期内完成大螯再生,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ期断肢幼蟹蜕壳周期时间显著高于正常幼蟹;断肢组成活率低于对照组,但差异不显著,第Ⅳ期幼蟹的再生率和存活率均最高;各期幼蟹断肢再生附肢均经过6个具有标志性事件的发育阶段;各期再生肢芽横纵比值具有一定临界值(0.32,0.318,0.398,0.518,0.538)。本研究首次对三疣梭子蟹断肢再生过程及再生能力进行了探究,结果将有助于甲壳类断肢再生机理的阐明。     

Motion Analysis and Trials of the Deep Sea Hybrid Underwater Glider Petrel-II

A hybrid underwater glider Petrel-II has been developed and field tested. It is equipped with an active buoyancy unit and a compact propeller unit. Its working modes have been expanded to buoyancy driven gliding and propeller driven level-flight, which can make the glider work in strong currents, as well as many other complicated ocean environments. Its maximal gliding speed reaches 1 knot and the propelling speed is up to 3 knots. In this paper, a 3D dynamic model of Petrel-II is derived using linear momentum and angular momentum equations. According to the dynamic model, the spiral motion in the underwater space is simulated for the gliding mode. Similarly the cycle motion on water surface and the depth-keeping motion underwater are simulated for the level-flight mode. These simulations are important to the performance analysis and parameter optimization for the Petrel-II underwater glider. The simulation results show a good agreement with field trials.     

Adaptive Observer Based Backstepping Controller Design for Dynamic Ship Positioning

Modified adaptive observer based backstepping control system for dynamic positioning of ship is proposed. As an improvement, the adaptive observer takes the first-order wave frequency model and the bias term which represent the slowly varying environmental disturbances and the unmodeled dynamics. Thus, the wave-frequency motions are filtered out, and only the reconstructed low-frequency motions are sent as inputs of the controller. Furthermore, as the ship dynamics parameters are unknown, the adaptive estimation law is designed for both the unknown ship dynamics and the unmeasured state variables. Based on the estimated states and parameters, backstepping controller considering the integral action is designed. Global exponential stability (GES) for the total system is proved using Lyapunov direct method. Simulation results show a good performance of the observer and control system.     

拖曳声源深海脉冲多途效应及直达波传播特征

深海脉冲传播多途效应显著,直达波受海洋环境影响较大。基于南海某海域深水试验数据,采用Butterworth带通滤波器识别目标信号,进而分析近、中、远距离处VLA接收到的信号特征,并根据射线理论解释多途效应、直达波特征规律。结果表明:近距离目标信号可分为直达波及两次海底反射波;中距离可分为直达波与三次海底反射波;远距离目标信号弱,反射波特征不明显。其中,直达波声强显著低于第一次海底反射波,受夏季海面波导的影响,近表层深度处的直达波强度最大;50~200m深度层在强跃层控制下,声线向下弯曲,直达波信号随深度增加逐渐减弱;随传播距离增加,直达波逐渐减弱消失。