养殖水体环境参数随潮汐变化特征及相关性分析——以湛江特呈岛东近岸海域为例

利用2018年4-5月在湛江特呈岛东边海域养殖区内测定的数据,以及海事服务网提供的潮汐数据,分析了研究区域潮汐、流速和流向的变化规律,研究了溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)、化学需氧量CODMn(Chemical Oxygen Demand)、二氧化碳CO2浓度和pH等海水环境参数随潮汐变化的特征以及相关性,建立了分别利用DO和pH值来估算海水CO2浓度的新算法,平均估算精度分别达到90%和95%。分析结果表明:(1)研究区域呈现不规则半日潮,流速随潮汐变化分为正相关和负相关两种类型;流向随着潮汐变化基本是东南与西北向;(2) CODMn的变化完全取决于涨落潮过程,涨潮时CODMn值逐渐下降,而落潮过程CODMn值逐渐上升;(3) CO2浓度呈现出明显的日变化,在午后数值达到最低值,不完全受制于潮汐过程的控制;(4) DO和pH两者的变化趋势高度一致,其变化过程与CO2浓度变化过程正好相反;(5)同一地点的海洋环境参数随潮汐涨落有很大的变异性,因而在进行空间大面海洋环境参数调查时,用某时刻的值代表该点的全天情况会出现较大的误差。     

2018年秦皇岛风暴潮前后岸基站及浮标主要水质参数变化分析

对2018年8月秦皇岛风暴潮期间3个入海口岸基站及邻近海域浮标的监测数据进行分析,结果显示:风暴潮导致入海口水体中COD、总磷、总氮和氨氮含量均明显升高;风暴潮2 d之后,3个入海口邻近海域均发生赤潮,此次赤潮的发生与风暴潮导致陆源入海污染物骤然大幅升高有关。此次风暴潮导致秦皇岛人造河口、大蒲河口和七里海3个岸基监测站的COD监测日均值最高分别达到15.83 mg/L、8.70 mg/L和7.92 mg/L,约升高至前期的2倍、1.5倍和2倍;人造河口总氮变化不大,大蒲河口和七里海总氮升高30%左右;大蒲河口总磷变化不大,人造河口总磷为前期的3.5倍,升高幅度最大,七里海总磷为风暴潮之前两日的2倍,但未超过前一周的最高浓度;风暴潮当天及第二天,人造河口、大蒲河口、七里海氨氮日均值陆续达到最高,分别为2.34 mg/L、1.11 mg/L和0.12 mg/L,分别为风暴潮前两日的7倍、3.5倍和10倍。风暴潮过后,入海口临近海域发生赤潮,浮标监测到叶绿素a最高值为76.4μg/L,pH和溶解氧也大幅升高。分析表明,此次风暴潮导致的入海口污染物突然大幅升高为风暴潮之后的赤潮发生提供了充足的营养基础。     

中国海洋生态环境特征分析

随着社会不断地发展,资源需求不断增加,海洋生态环境污染日益严重的问题开始逐渐显现出来。文章对近18年的相关数据进行计算研究,从水体质量、富营养化、赤潮情况等方面对我国海洋水体环境进行了分析,指出虽然我国四大海区水质问题逐年改善,但南海的近岸污染问题、东海和渤海的赤潮问题等仍需加以重视。文章的大量数据分析为我国建立更符合国情的海洋生态环境治理决策提供了参考。     

基于深度学习的赤潮发生预报方法研究

赤潮作为海洋灾害,对海洋渔业、生态、经济,以及人类生产、生活造成了严重影响。一直以来,赤潮受到研究者的广泛关注,但由于它的形成机制比较复杂,使得赤潮预报极具挑战性。针对赤潮预报的研究问题,本文收集了厦门海域赤潮发生前后的海洋监测数据,结合皮尔逊相关系数、散布矩阵、复相关系数方法,分析多环境因子与赤潮发生多要素的关联情况,重点采用基于深度学习的LSTM与CNN融合方法,挖掘环境因子的时序依赖,发现序列数据的局部特征,对赤潮发生进行预报。在厦门一号和厦门二号数据集中,本方法在预报未来12 h内的赤潮情况时,RMSE、MAE误差分别达到0.521 8、0.504 3。通过协同对比模型进一步确定赤潮发生的预报概率,在两个数据集上的最终预报准确率分别为67.58%和63.49%。本研究为赤潮的分析预报提供了探索经验,证明了将深度学习方法应用于赤潮预报的可行性。     

苏北浅滩沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性

本研究通过在2017年秋冬季组织实施的2个绿潮种源调查航次,研究苏北浅滩紫菜养殖区沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性。对沉积物中的微观繁殖体的定量实验结果表明:表层泥样中绿藻微观繁殖体的丰度最高,随着深度的增加迅速降低。在9月份表层沉积物中丰度为9±2ind./g,而在11月份表层丰度达到98±25ind./g;与9月份相比, 11月份浅滩沉积物中绿藻繁殖体数量呈现出显著升高的趋势。通过对51个绿藻样品的分子鉴定发现:沉积物中存在石莼属(Ulva)、尾孢藻属(Urospora)、盘苔属(Blidingia)等大型绿藻的微观繁殖体;数量占优是石莼属繁殖体,主要包括曲浒苔(Ulva flexuosa)、浒苔(Ulva prolifera)、扁浒苔(Ulva compressa)、缘管浒苔(Ulva linza);其中曲浒苔占据的比例最高,在9和11月份分别达到80.94%和73.33%。在2个调查航次中,都从沉积物中发现了绿潮浒苔的微观繁殖体,这些微观繁殖体是绿潮浒苔在苏北浅滩种源维持的重要方式和关键阶段,也构成了黄海浒苔绿潮连年暴发的"种子库"。     

A New Retracking Technique for Brown Peaky Altimetric Waveforms

A new Brown-Peaky (BP) retracker has been developed for peaky waveforms that usually appear within ～10 km to the coastline. The main feature of the BP is that it fits peaky waveforms using the Brown model without introducing a peak function. The retracking strategy first detects the peak location and width of a waveform using an adaptive peak detection method, and then estimates retracking parameters using a weighted least squares (WLS) estimator. The WLS assigns a downsized weight to corrupted waveform gates, but an equal weight to other normal waveform gates. The BP retracker has been applied to 4-year Jason-1 waveform (2002–2006) in two Australian coastal zones. The results retracked by BP, MLE4 and ALES retrackers have been validated against tide-gauge observations located at Burnie, Lorne and Broome. The comparison results show that three retrackers have similar performance over open oceans with the correlation coefficient (～0.7) and RMSE (～13 cm) between altimetric and tide-gauge sea levels for distance >7 km offshore. The main improvement of BP retracker occurs for distance ≤7 km to the coastline, where validation results indicate that data retracked by BP are more accurate (15–21 cm) than those by ALES (16–24 cm) and MLE4 (19–37 cm).     

Instantaneous Shorelines as an Intermediate for Island Shoreline Mapping based on Aerial/Satellite Stereo Images

Island shoreline mapping based on field measurements by collecting visually discernible features is costly and even unrealistic to be implemented in practice because of the nonuniqueness, fuzziness, and ambiguity of shoreline features. The MHHW (the mean higher high water) shoreline, i.e., the intersection of the coastal profile with the MHHW, is recommended to be chosen as a significant shoreline indicator of an island. An approach for mapping the MHHW shoreline using the aerial/satellite stereo images is proposed. In the proposed procedure, first, the height difference between the instantaneous shoreline and the MHHW shoreline is calculated by the ocean tide model; then the orthometric/normal height of the instantaneous shoreline is determined from the stereo images; last, the instantaneous shoreline is used as an intermediate for determination of the height of the MHHW shoreline. The proposed procedure is applied to the MiaoZiHu Island located in the East China Sea. Preliminary experimental result shows that in ideal cases, the horizontal positional accuracy of the extracted shoreline can reach 0.2 m from aerial images of 0.1 m resolution.     

不同产地浒苔对幼刺参生长、消化和非特异性免疫的影响

为探究不同产地浒苔型饵料对幼刺参生长、消化和非特异性免疫的影响,本实验将青岛浒苔与宁波浒苔的干粉与海泥分别按一定质量比例混合,开展刺参饲喂实验,并与刺参天然饵料马尾藻进行对比。结果表明,青岛浒苔饵料和马尾藻饵料喂养的刺参的粗蛋白含量分别为14.31%±0.10%和15.43%±1.41%,显著高于宁波浒苔饵料(11.17%±0.63%),粗脂肪和灰分含量无显著差异;青岛浒苔组、宁波浒苔组和马尾藻组的增重率分别为22.65%±5.68%、3.03%±1.17%和20.47%±2.01%,特定生长率分别为(1.44±0.33)、(0.21±0.08)、(1.33±0.12)%/d,青岛浒苔组和马尾藻组刺参的增重率和特定生长率显著高于宁波浒苔组;青岛浒苔组、宁波浒苔组和马尾藻组刺参肠道淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和纤维素酶活力无显著差异;马尾藻组刺参体腔液碱性磷酸酶活力为(17.57±4.56)金氏单位/100mL,显著高于青岛浒苔组[(5.56±1.32)金氏单位/100mL]和宁波浒苔组[(2.83±0.75)金氏单位/100mL],超氧化物歧化酶和酸性磷酸酶活力无显著差异。由此可见,绿潮暴发时,通过打捞浒苔用以配制刺参饵料,既有助于缓解绿潮的生态灾害,又能够补充刺参饵料来源,具有广阔的生态效益和市场前景,但是其营养成分影响因素较为复杂,配制饵料时应充分考虑不同品种、采集时间和生长地点的差异,并通过一些前处理手段充分发挥浒苔的饵料价值。     

江苏重点海域绿潮漂移扩散数值模拟

江苏海域是绿潮灾害的多发海域,本文利用MIKE3模型建立了江苏辐射沙洲重点海域三维水动力模型,并采用实测资料对模型进行验证和率定;在水动力模型的基础上建立绿潮漂移扩散模型,对江苏海域绿潮漂移路径进行了模拟并与卫星遥感监测的结果进行对比。对比结果表明,模型24 h和48 h模拟结果与卫星遥感图像分析结果较吻合,模型能为江苏海域绿潮的预警预报提供一定参考。     

重庆红池坝地电场变化分析

利用磁静日时序叠加方法和FFT频谱分析方法对红池坝地电场观测资料进行逐月处理,并与巫山建坪台地磁观测资料进行对比,分析红池坝地电场静日变化特征;计算红池坝台站磁暴期间产生的感应电场,与地电场观测数据对比,分析地电暴的特征。结果表明,静日随着月份的变化,相位发生变化,与巫山建坪地磁Sq变化一致;1月、2月、11月、12月的地电场日变幅明显小于其他月份;地电场显著周期成分与磁静日地磁场相同,并且通过周期成分的逐月对比分析得到,地电场与地磁D分量的不同周期成分的频谱值随时间的变化基本一致;某一方向的地电暴与该垂直方向的磁暴和该地区的电性结构有关;地电暴观测值与地磁感应电流计算值呈线性关系;地电暴变化与K值呈指数关系。