厦门市土地利用多功能性评价及障碍因子诊断

土地多功能利用是土地资源可持续利用的必然要求,亦是经济社会可持续发展的必要保障。基于可持续发展的经济-环境-社会理念构建土地利用多功能评价指标体系,引入熵值-改进突变级数法,对2004—2016年厦门市土地利用多功能性进行综合评价,并采用障碍度模型对其障碍因子进行诊断。研究表明:(1)2004—2016年间,土地利用总功能由2004—2010年缓慢退化过渡到2010—2016年缓慢提升;各功能间的协调性呈先增后减的趋势演变;土地利用功能向多元化的态势发展。(2)经济和环境功能均经历了从缓慢退化进入缓慢提升阶段;社会功能保持着快速提升状态;三大单项功能均维持在中度持续水平。(3)农业生产功能出现持续退化;生态维持功能先升后降;资源供给功能、环境净化功能、社会保障功能先降后升;其他子功能均呈上升的趋势,但涨幅不一。(4)资源约束加剧和生态环境压力加大是当前影响土地利用总功能水平发挥的主要原因;都市现代农业发展格局的确立将为厦门市土地利用农业生产功能增添强劲动力。研究方法及结果可为土地利用多功能综合评价、问题研究和决策指导提供方法基础和科学依据。     

毛蚶天津群体形态性状对体质量的影响研究

为探讨形态性状对体质量的影响,指导毛蚶的选育,以毛蚶天津群体为研究对象,测量壳长、壳宽、壳高、体质量,并进行统计分析。结果表明,壳宽是体质量的主要影响因子,其与体质量的相关系数为0.953,直接作用为0.505,间接作用为0.448,壳长、壳高间接作用分别为0.483、0.480,综合决定系数为0.706 6。毛蚶体质量多元回归方程为Y=-40.8+0.438X1+1.124X2+0.469X3,R2=0.924;以壳宽为自变量,体质量回归方程为:Y=5.443×10-3X22.519,R2=0.937。     

基于EEMD和ARIMA的海温预测模型研究

类型丰富、时空分辨率高的海洋探测数据,为信号分解和机器学习算法的应用提供了可能。本文针对如何建立有效的海温预测模型这一问题,使用高时空分辨率的海表温度(SST)融合产品,引入信号处理领域的集合经验模态分解(EEMD)和机器学习领域的自回归积分滑动平均模型(ARIMA)。首先利用最适于分解自然信号的EEMD方法,将海温数据分解成多个确定频率的序列;再利用ARIMA分别对各个频率的序列进行预测,最后将各个序列的预测结果进行组合。该方法在丰富数据的支撑下,比以往直接使用海温数据所建立的预测模型精度更高,为更好地进行海温预测提供了新方法。     

基于梯度依赖客观分析技术的全球Argo网格化数据集:构建及初步应用

采用梯度依赖相关尺度方法构建了1套2004—2017年间,月平均的全球海洋(0~1 500 m)1°×1°的Argo数据集,并在对该数据集进行对比检验的基础上,将其初步应用于中西太平洋黄鳍金枪鱼的渔场分析研究。结果表明,所构建的Argo数据集与WOA13数据集的温、盐偏差在上表层(150 m)稍大,最大值分别约为0.5 ℃和0.1,且偏差均随深度的增加而逐渐减小;其与TAO浮标时间序列的温度偏差,2004—2017年间均小于1 ℃,最大盐度偏差则小于0.5,且大部分海域接近0。中西太平洋海域,黄鳍金枪鱼中心渔场多集中在 28~29 ℃ 等温线范围内,在 22 ℃以下的海域单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)值极小;中心渔场区温跃层上界深度范围在20~120 m之间,且中心渔场在各个深度上形成的频数大体呈正态分布,温跃层上界深度为90 m时,形成中心渔场的可能性达到最大。研究表明所构建的数据集在水文环境分析及资源评估中有一定的应用价值。     

西南大西洋乌拉圭近海双船拖网捕捞调查

为促进我国海洋渔业"走出去",进一步发展远洋捕捞业,文章调查西南大西洋乌拉圭近海双船拖网捕捞的渔具和渔法等,并提出生产建议。研究结果表明:双船拖网的渔具包括渔船、网具、纲索和属具,网身采用加目和减目编缝的方式缝合而成;渔法包括放网准备、放网、曳网、起网和网具养护等环节;针对渔场、渔期和捕捞对象,应把握捕捞产量、成本和航次的关系,并结合主捕对象的生活习性,合理规划生产。     

深海滑坡灾害的物质点法模拟

深海滑坡可以沿着斜坡搬运大量沉积物,是危害巨大的海洋地质灾害之一。评估深海滑坡的流滑机制并量化分析其对海底结构物的冲击对海洋资源的开发利用至关重要。采用物质点法对滑坡的滑动特性进行了总应力分析。设计了三组不同的土体、海床参数,展现了三种不同的滑动形态:延展、块体和扩张。随后复现了流滑体对部分暴露管线的冲击过程,并对冲击力的稳定值进行了分析,分析中考虑了流滑体的惯性、抗剪强度和静压力的影响。研究表明,物质点法能够用于模拟深海滑坡的流滑过程及其对海底结构物的冲击,可以为海洋工程中的实际设计工作提供服务。     

基于层次聚类分析的离散欧拉解质量控制方法

欧拉反褶积法采用滑动欧拉窗口方式求解场源相关信息,该处理方法的解算结果是一群离散欧拉解,如何对这些离散欧拉解进行质量控制已成为应用欧拉反褶积法的瓶颈问题。针对场源构造指数和深度变化规律,给出了发散解滤波模型,根据欧拉解空间位置分布特点,提出了层次聚类分析方案对离散欧拉解进行质量控制。采用磁性球体和长方体模型仿真试验对所提方法应用效果进行了验证,实验结果表明:滤波措施能消除大部分无效离散欧拉解,结合层次聚类分析方案,实现了场源参数准确确定。     

基于"双冒泡法"的SAR影像冰山识别

利用威德尔海区域2016年的Sentinel-1ASAR影像数据,采用"双冒泡法"的sigma-on-mu探测器探测冰山边缘区域,并通过对边缘像元进行交换排序和凸显最大像元的方式识别冰山。以人工识别法为基础,通过与自动识别法的对比,定量地分析了"双冒泡法"的识别偏差。研究结果表明,"双冒泡法"识别的冰山线性尺寸和面积等信息中纵横向最大长度分别为24.52km和11.16km;面积为220.833 6km2;单体识别偏差率为2.87%,低于自动识别法(7.5%);平均偏差率为2.48%,亦低于自动识别法(7.27%)。同时,基于"双冒泡法",提出了较小冰山边界的手动分离法(像元≤100),与自动识别方法相比,该方法的手动分离以具体的像元边界为基准,提高了对较小冰山的识别精度。     

基于激波捕捉类Boussinesq模型对岛礁地形上波浪传播的数值模拟

为了探究激波捕捉类Boussinesq模型在模拟岛礁地形上规则波和不规则波传播的可行性,采用基于完全非线性Boussinesq方程并具有激波捕捉能力的数值模型Funwave-TVD对规则波和不规则波在岛礁地形上的传播进行了数值模拟,通过与试验数据对比,分析模型中空间步长的影响,验证模型在模拟波高、平均水位分布以及波谱空间演变的能力,结果表明:采用合适的空间步长,模型能较好地模拟规则波和不规则波在岛礁地形上的传播和演化过程。对于规则波,较小的空间步长可改善破碎点处波高峰值的预测,并能更好地预测波浪破碎后波高的空间分布,相比结合经验破碎的Boussinesq模型,Funwave-TVD能更好地模拟规则波在岛礁地形上的破碎,以及破碎以后行进涌波的再生成过程;对于不规则波,Funwave-TVD总体而言能较好地模拟涌浪有效波高、次重力波的生成及空间演化和平均水位,但会低估礁坪上次重力波波高,较粗的空间步长也会低估礁坪上涌浪有效波高。     

发光细菌法对北戴河湿地沉积物遗传毒性的评价

针对蓬莱19-3油田溢油事故造成的秦皇岛北戴河湿地植被退化,通过种植湿地植被碱蓬(Suaeda salsa)和海韭菜(Triglochin palustre)对受损湿地进行修复。为评价修复效果,分析了8个站位在修复前(2016-11)和修复后(2017-07)沉积物中多环芳烃、石油烃和重金属的含量变化,同时采用发光细菌法评价其遗传毒性。结果显示,沉积物中多环芳烃和石油烃的含量在修复后下降明显,降解率范围分别为82.57%～97.45%和60.99%～98.99%。此外,修复前多数样品表现出较强的遗传毒性,发光细菌法显示沉积物遗传毒性的丝裂霉素C(Mitomycin C,简称MMC)的等当量浓度范围为-2.042～2.018 mg/L,4个站位为高毒,中毒和低毒的站位各有2个;修复后,沉积物的遗传毒性明显降低,其MMC的等当量浓度范围为-0.574～0.015 mg/L,所有站位均为低毒。研究表明,湿地植被的修复显著提高了湿地的生态环境质量,且发光细菌法可作为快速评价湿地沉积物遗传毒性的检测方法。