直驱式波浪能转换系统的研究和性能优化

A direct-drive wave energy conversion system based on a three-phase permanent magnet tubular linear generator （PMTLG） and a heaving buoy is proposed to convert wave energy into electrical energy. Sufficient experimental methods are adopted to compare the computer simulations, the validity of which is verified by the experiment results from a wave tank laboratory. In the experiment, the motion curves of heaving buoy are with small fluctuations, mainly caused by the PMTLG＇s detent force. For the reduction of these small fluctuations and a maximum operational efficiency of the direct-drive wave energy conversion system, the PMTLG＇s detent force minimization technique and the heaving buoy optimization will be discussed. It is discovered that the operational efficiency of the direct-drive wave energy conversion system increases dramatically after optimization. The experiment and optimization results will provide useful reference for the future research on ocean wave energy conversion system.     

中国近海浮游桡足类中华哲水蚤（Calanussinicus Brodsky）的分子系统地理学和种群遗传结构研究

Planktonic copepod Calanus sinicus is the dominant meso-zooplankton in the Northwest Pacific Ocean. To better understand its population dynamics and phylogeographic patterns, 243 C. sinicus individuals were collected from seven locations across the shelf waters of China and its population genetics was studied by mitochondrial DNA cytochrome oxidase I(mtCOI) sequences analyses. Thirty-nine different sequences, or haplotypes, were detected with moderate haplotype diversity(h=0.749) and low nucleotide diversity(π=0.003) for all populations. The evolutionary divergence between geographic populations varied from 0.24% to 0.37%, indicative of very limited genetic differentiation. Visualized minimum spanning network(MSN) and phylogenetic analysis of all the detected haplotypes did not reveal any clear phylogeographic pattern. Furthermore, AMOVA data showed no significant spatial population differentiation existed among the individuals collected across China shelf waters. Pairwise FST values showed that population collected from northwest of the East China Sea(ECS) displayed a low difference to other populations. Mismatch distribution analyses and neutrality tests indicated that C. sinicus might undergo a demographic/population expansion. No significant population genetic structuring was detected, indicating an extensive gene flow among the C. sinicus populations. Our results provide molecular evidence for the hypothesis that C. sinicus in the northwestern South China Sea in winter is transported from the East China Sea and the Yellow Sea by the China Coastal Current during the northeast monsoon period.     

全球有效波高和风速的时空变化及相关关系研究

The climatology of significant wave height（SWH） and sea surface wind speed are matters of concern in the fields of both meteorology and oceanography because they are very important parameters for planning offshore structures and ship routings. The TOPEX/Poseidon altimeter, which collected data for about 13 years from September 1992 to October 2005, has measured SWHs and surface wind speeds over most of the world＇s oceans. In this paper, a study of the global spatiotemporal distributions and variations of SWH and sea surface wind speed was conducted using the TOPEX/Poseidon altimeter data set. The range and characteristics of the variations were analyzed quantitatively for the Pacific, Atlantic, and Indian oceans. Areas of rough waves and strong sea surface winds were localized precisely, and the correlation between SWH and sea surface wind speed analyzed.     

冬季大鹏澳海域微表层浮游植物色素特征的日变化研究

于2013年12月3日清晨、正午、傍晚采集了大亚湾大鹏澳海域3个站位的微表层和次表层水样,经过三级分级过滤(小型:20μm;微型:2.7~20μm;微微型:2.7μm)后,对其进行高效液相色谱(HPLC)色素分析,通过藻类色素化学分类法(CHEMTAX)分析不同浮游植物对Chl a的贡献,研究了微表层及次表层光合色素粒径特征及浮游植物群落结构差异。结果表明,冬季大亚湾海域水体中存在的浮游植物光合色素主要有17种,以岩藻黄素和Chl a含量较高。微表层总Chl a平均浓度为0.797μg/L,略高于次表层的0.714μg/L,不存在显著性差异(P0.05);微表层和次表层Chl a含量清晨最高,傍晚次之,正午最低。微表层不同粒径浮游植物对Chl a的贡献率从大到小依次为小型、微型、微微型浮游植物,分别为80.7%,10.1%和9.2%。CHEMTAX分析结果得出,冬季该海域硅藻占绝对优势,甲藻、定鞭藻、青绿藻、蓝藻、隐藻所占比重相差不大。微表层中定鞭藻、青绿藻和蓝藻等较小粒径浮游植物种群所占比重高于次表层,说明相对于次表层,微表层中的浮游植物群落有小型化趋势。     

海洋浮游微食物网结构及其影响因素

微食物环是海洋生态系统中重要的物质和能量过程,是传统食物链的有效补充。微食物环研究是当前海洋生态学研究的热点之一,但对其结构的系统研究较少,海洋微食物网结构在2000年才被Garrison提出。尽管微食物网各个类群的丰度在不同海洋环境中有相对变化,但是这些变化都处于一定的范围之内,其丰度结构约为纤毛虫10 cell ml-1、鞭毛虫103 cell ml-1、微微型真核浮游生物104 cell ml-1、蓝细菌104-5 cell ml-1、异养细菌106 cell ml-1、病毒107 particle ml-1。海洋浮游食物链中捕食者和饵料生物粒径的最佳比值为10:1,实际研究中该比值会略低,例如纤毛虫与其饵料的粒径比值为8:1,鞭毛虫为3:1。Pico和Nano浮游植物的丰度比（Pico:Nano）是研究微食物网结构的指数之一,该指数具有不受研究尺度影响的优点,可用于研究区域性和全球性微食物网结构。近年来,学者们从多角度对海洋微食物网的结构开展了研究,不同海区微食物网各类群丰度、生物量的时间和空间变化研究有很多报道,微食物网的结构可受空间、季节、摄食、营养盐等多种因素影响。在对不同空间微食物网的研究中,学者往往研究不同物理性质的水团中各类群生物丰度的不同,以此来表征微食物网结构的不同;同一海区微食物网结构的季节变化也是使用各个类群丰度和生物量的变化来表示,该变化主要受水文环境因素影响。摄食者对微食物网各类生物的影响通过三种途径：1. 中型浮游动物摄食;2. 中型浮游动物摄食微型浮游动物,通过营养级级联效应影响低营养级生物;3. 中型浮游动物通过释放溶解有机物、营养盐影响细菌和低营养级生物。浮游植物通过产生化感物质和溶解有机物影响微食物网结构,而营养盐的浓度及变化则可以对微食物网产生直接或间接影响。     

长江口邻近海域夏季大型底栖生物群落特征

本文根据2014年6月长江口邻近海域大型底栖生物的调查资料, 采用优势度指数, 物种多样性指数、丰富度指数、均匀度指数, Bray-Curtis相似性聚类和非参数多维标度排序(nMDS)标序方法, 分析了长江口邻近海域夏季大型底栖生物的群落特征。本次调查共采集大型底栖生物135种, 其中多毛类66种, 甲壳动物33种, 棘皮动物14种, 软体动物13种, 其他类群9种。调查海域的大型底栖生物平均丰度为122.2ind/m₂,平均生物量为7.8g/ m₂。丰度、生物量和多样性指数在不同海区间的空间差异均不显著。大型底栖生物在20%的相似性水平上可以划分为8个群组,各站位间相似性水平较低。ABC曲线表明,伴随海岸带开发及人类活动的持续影响, 长江口邻近海域底栖生境的稳定性受到轻微扰动, 建议继续开展长期连续的监测, 为研究长江口海域环境变化和大型底栖生物群落演替提供基础资料。     

流场构建中径向基函数节点选取方法研究

针对现有基于径向基函数的感潮河段局域时空流场模型构建中节点选取缺乏依据的现状,利用走航式ADCP资料研究了聚类算法、贪婪算法和梯度算法等3种节点位置选取方法,结合实验将3种不同节点位置选取方法下获得的余流场和潮流场与调和分析方法的结果进行对比分析,并采用交叉验证法评估节点选取方法构建模型。结果表明,3种节点选取方法各有特点,在实际应用中应根据不同的流场特点及工程需要选择合适的方法构建流场。     

扎龙湿地藻类植物群落结构特征及水质初步评价

扎龙湿地是我国北方同纬度地区保留最完整、最原始、最开阔的湿地生态系统,地处中温带,属大陆性季风气候。为了探究其藻类植物群落的变化特征及其与水环境的关系,本文于2011年春、夏、秋季对扎龙湿地的藻类植物群落进行调查分析,共发现藻类植物349个分类单位(包括变种、变型),隶属于8门105属,藻类植物群落全年均以绿藻为主导,其组成呈绿藻-硅藻型。优势种中绿藻门主要以镰形纤维藻(Ankistrodesmus falcatus)和四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)为主,硅藻门以弯棒杆藻(Rhopalodia gibba)和隐头舟形藻(Navicula cryptocephala)为主,优势种组成具有明显的季节演替现象。藻类植物细胞密度呈现明显的单峰型,夏季最高,平均为10.74×10~4ind./L。湿地研究区域分为开阔型水域、小型封闭水域、湿地型水域和湖泊型水域四个生态类型,不同水域藻类植物群落结构特征明显不同。经聚类和多维尺度分析,将不同采样点的藻类植物群落分为四组,多样性指数表明湿地水体处于轻度污染或无污染状态。综合研究结果可以认为扎龙湿地的水体基本处于贫营养-中营养状态,只有极少数水域处于富营养状态。     

台山核电邻近海域春秋季浮游植物群落结构特征

根据2013年4月(春季)和9月(秋季)2个航次调查数据,对台山核电邻近海域浮游植物种类组成、时空分布及多样性指数等群落特征进行了分析。共鉴定浮游植物3门61种,其中硅藻类48种,占78.69%;甲藻类11种,占18.03%;金藻类2种,占3.28%。种类组成以暖水种和广温种为主。浮游植物丰度均值春季(11.78×107个/m3)与秋季(29.37×107个/m3)无明显差异;然而丰度水平变化较大,整体表现为春秋两季核电站温排水口附近站位均低于远离站位。春秋两季浮游植物优势种共出现了7种,春季仅出现了中肋骨条藻Skeletonema costatum1种,优势度高达0.996;秋季出现了7种,包括中肋骨条藻(0.291)、柔弱拟菱形藻Pseudo-nitzschia delicatissima(0.222)、拟弯角毛藻Chaetoceros pseudocurvisetus(0.214)和并基角毛藻Chaetoceros decipiens(0.056)等。海域春季Shannon-Wiener多样性指数H′、Pielou均匀度指数J′和Margalef物种丰富度指数D均值分别为0.55、0.18和0.50;秋季分别为2.80、0.62和0.80。多样性指数显示台山核电附近海域水质状态受到了一定程度的污染。     

S-101与S-57分类编码对比分析(三):复杂结构

地理要素的分类编码是人类认知地理信息世界的成果,也是人类对地理信息世界再认知的入口和关键。在海洋地理信息领域,S-101数据标准即将替代现行S-57 ENC标准,分类编码方案也将会相应改变。从复杂要素、复杂属性两方面内容,对新旧两套分类编码进行对比分析,为涉海人员消化吸收新标准提供一定的参考。