西沙群岛基底火山碎屑岩中单斜辉石的矿物化学特征及其地质意义

本文利用电子探针对南海西沙群岛琛航岛珊瑚礁底部火山碎屑岩中的单斜辉石矿物的化学特征进行了研究。结果表明,该单斜辉石属于富钙透辉石,部分有正环带结构,从核部到边部Ca、Fe、Ti的含量逐渐增加,是岩浆正常结晶顺序的反映,说明该区域的岩浆演化是向着富Ca、Fe、Ti方向发展的。主量元素数据显示,单斜辉石具有低Si高Al的特征(SiO₂=41.40%～48.44%,Al₂O₃=5.54%～10.20%),且AlⅣ含量较高,说明母岩浆为不饱和碱性岩浆系列;此外,单斜辉石Ca含量偏高,Ca/(Ca+Mg+Fe)值在46.1%～51.4%之间,推测是母岩浆的高Ca含量导致了大量高钙辉石的产出。结合西沙海域的地震和构造资料,推测琛航岛珊瑚礁的基底是玄武质火山碎屑岩组成的平顶状海山,系岩浆穿过断裂发育的岩石圈层在西沙群岛的海底喷发,随后火山碎屑物质经过堆积、固结作用而形成;该火山碎屑岩的原岩为板内碱性玄武岩。     

南沙群岛珊瑚礁砾洲地貌特征

通过对南沙群岛永暑礁、西门礁和安达礁3个砾洲的现场调查,基于理论最低潮面和平均海面分别计算了砾洲的可能分布范围和平均出露范围,获得了砾洲的地形地貌特征。3个砾洲均为向西北凸出的弧形,呈北东-南西向展布。永暑礁和西门礁砾洲周边地势较高,中部相对低洼,分布有多条砾脊,边缘向海侧主砾脊高度最大,内部多条较低的次砾脊相交于主砾脊并汇聚于砾洲东部;安达礁砾洲则中部凸起地势较高,周边较低,无多重砾脊分布。推断砾洲的发育由最初珊瑚枝块堆积于中部形成凸起,逐渐向北东和南西两侧以砾脊形式扩展,最终形成砾洲由内向外的洼地-砾脊-砾滩的地貌分带模式。砾洲的地形地貌特征表明,南沙群岛砾洲的发育主要受北东-南西向水动力条件季节性交替的控制,反映了南海海区盛行季风的影响。南沙群岛珊瑚礁砾洲的地貌特征为深入研究南海珊瑚礁灰沙岛地貌发育演化及动力机制提供了基础数据。     

南沙群岛海域混合层深度季节变化特征

基于南沙群岛海域综合科学考察11个航次的实测资料,研究了南沙群岛海域的混合层深度季节变化特征。研究结果表明,南沙群岛海域混合层深度存在明显的季节变化,并且与季风和海表热通量的变化密切相关。春季,风速较小且风向不稳定,海面得到的净热通量全年最大,上层水体层结稳定,混合层深度较小;夏季,南海西南季风盛行,上层为反气旋式环流,海面得到的净热通量减少,混合层呈加深的趋势;秋季,海面净热通量继续减少,混合层深度达到最大值;冬季,东北季风驱动下形成的上层气旋式环流引起深层冷水的上升,限制了混合层的加深。     

Evaluating techniques for mapping island vegetation from unmanned aerial vehicle (UAV) images: Pixel classification,visual interpretation and machine learning approaches

We evaluate three approaches to mapping vegetation using images collected by an unmanned aerial vehicle (UAV) to monitor rehabilitation activities in the Five Islands Nature Reserve, Wollongong (Australia). Between April 2017 and July 2018, four aerial surveys of Big Island were undertaken to map changes to island vegetation following helicopter herbicide sprays to eradicate weeds, including the creeper Coastal Morning Glory (Ipomoea cairica) and Kikuyu Grass (Cenchrus clandestinus). The spraying was followed by a large scale planting campaign to introduce native plants, such as tussocks of Spiny-headed Mat-rush (Lomandra longifolia). Three approaches to mapping vegetation were evaluated, including: (i) a pixel-based image classification algorithm applied to the composite spectral wavebands of the images collected, (ii) manual digitisation of vegetation directly from images based on visual interpretation, and (iii) the application of a machine learning algorithm, LeNet, based on a deep learning convolutional neural network (CNN) for detecting planted Lomandra tussocks. The uncertainty of each approach was assessed via comparison against an independently collected field dataset. Each of the vegetation mapping approaches had a comparable accuracy; for a selected weed management and planting area, the overall accuracies were 82 %, 91 % and 85 % respectively for the pixel based image classification, the visual interpretation / digitisation and the CNN machine learning algorithm. At the scale of the whole island, statistically significant differences in the performance of the three approaches to mapping Lomandra plants were detected via ANOVA. The manual digitisation took a longer time to perform than others. The three approaches resulted in markedly different vegetation maps characterised by different digital data formats, which offered fundamentally different types of information on vegetation character. We draw attention to the need to consider how different digital map products will be used for vegetation management (e.g. monitoring the health individual species or a broader profile of the community). Where individual plants are to be monitored over time, a feature-based approach that represents plants as vector points is appropriate. The CNN approach emerged as a promising technique in this regard as it leveraged spatial information from the UAV images within the architecture of the learning framework by enforcing a local connectivity pattern between neurons of adjacent layers to incorporate the spatial relationships between features that comprised the shape of the Lomandra tussocks detected.     

南沙他国侵占岛礁战略价值及空间格局评价

从建岛潜力、岛礁辐射能力和岛礁承载能力3个方面选取26个指标,采用主客观综合赋权法确定各因子权重,利用线性加权法获得被越南、菲律宾、马来西亚、文莱等国所侵占的南沙44个岛礁的战略价值,并对结果进行空间插值,分析其空间格局特征。结果表明：1）被马来西亚侵占的弹丸礁、越南侵占的南威岛、以及菲律宾侵占的中业岛,其战略价值位列前3,评价得分分别为100、98.42和97.09。2）岛礁辐射能力空间分布格局呈现“NW—SE条带式”,“最高”和“高”等级的区域由研究区西北延伸至东南,然后向东北、西南两侧递减,辐射能力格局中有2个核心区域和2个次级核心区域。承载能力空间分布格局呈现“横向条带式”,由北向南越来越低,有1个核心区域和2个次级核心区域。建岛潜力空间分布格局有3个核心区域及2个次级核心区域。3）岛礁战略价值空间分布格局有3个核心区域,分布于研究区中部、北部及南部,与越南、菲律宾、马来西亚密切相关的核心区域各有1个。越南侵占岛礁最多且空间分布较广,有2个次级核心区域也与越南密切相关,越占岛礁若进一步建设,将形成多核心协同的战略格局,需密切关注。     

南沙群岛海域沉积物间隙水营养盐（氮、磷、硅）的研究

通过1997年11月和1999年7月2个航次对南沙群岛海域的现场调查,实测了南沙群岛深海盆沉积物的孔隙度?间隙水的营养盐含量,估算了沉积物海水界面营养盐的扩散通量?2个航次的沉积物间隙水的NO2-N,NO3-N ,NH4-N,PO4-P ,SiO3-Si含量,1997年冬季航次平均为4.68,43.84,115.68 ,6.85,425.71μmol·L-1,1999年夏季航次(H4SiO4除外)平均为2.72,36.86,31.40,10.10μmol·L-1;平均扩散通量,1997年冬季航次为0.03,-14.07,121.70,0.25,72.54μmol·m-2·d -1,1999年夏季航次(H4SiO4除外)为0.10,-11.74,40.47,-0.56μmol·m-2·d -1?NH 4和H4SiO4 是扩散量最大的2种组分,而HPO2-4 和NO-2的扩散量极小?     

南麂列岛海洋自然保护区潮间带小型生物初步研究

20 0 1年 10月对浙江省南麂列岛国家海洋自然保护区潮间带进行小型生物采样调查。大沙岙沙滩小型生物丰度较低 ,中潮带为 2 91.9ind· 10 cm-2 ,低潮带为 5 16.8ind· 10 cm-2 。线虫是最优势类群 ,线虫 /桡足类比分别为 3.2 7和 1.0 6,表明沙滩环境质量良好 ,未受到有机质污染。岩相潮间带有 4种大型底栖海藻。附植小型生物平均丰度为 36.1ind· g-1dw algae,桡足类为最优势类群。附植大型底栖动物丰度 4 4 .6ind· g-1dwt algae,大于小型生物丰度。     

西沙群岛潮、余流特征研究

对1962、1974、1976、1991、2002年西沙群岛海域实测海流资料分析得出:西沙群岛潮汐特征系数为3.40,是不正规日潮;潮流特征比较复杂,少数为不规则半日潮流型,多数为不规则日潮流型;半日周期的内潮在永兴岛西部特别显著,最大流速可达1.5m/s,对珊瑚生态系统有重要影响;西沙群岛余流,春季4～5月总体方向是东北,最大余流速度66cm/s,出现在中建岛西部;夏初余流方向偏北,速度明显降低,中建岛表、底层流速都不超过50cm/s。结合18a卫星高度计资料统计分析得出,春季和夏季西沙群岛海域处于反气旋式环流的北部,中建岛处于反气旋式环流的西缘,水平压强梯度大,加之地形影响,因此流速最大。     

南太平洋所罗门群岛海域黄鳍金枪鱼繁殖生物学研究

根据2012年9~12月所罗门群岛海域采集的353尾黄鳍金枪鱼Thunnus albacares样本,分析渔获物个体组成、性别比例、性成熟率和性腺指数等繁殖生物学参数。结果表明,捕获个体中包含大小两个群体;雌性群体个体规格明显小于雄性(p0.001)。春夏季9~12月雌、雄总体性别比为0.67︰1,显著偏离1︰1(p0.01);但性别比例与调查月份和个体大小密切相关,从9月到12月逐渐接近,至12月达到1︰1(p0.05)。性别比例随叉长增长逐步降低,叉长大于110cm个体中以雄性为主(p0.05),雌性比例与叉长呈现线性负相关关系,相关系数为-0.90,(p0.01)。雌、雄个体性成熟率和性腺指数在春末夏初间逐步增长,至11~12月达到最高;Ⅴ~Ⅵ期产卵个体比例增加,这表明所罗门群岛海域黄鳍金枪鱼春夏季存在产卵群体,从10月开始出现产卵个体,调查期间12月产卵个体比例达到相对最高,并且性腺指数与叉长呈现正相关关系;更一步的分析表明,雌、雄个体初次性成熟叉长分别为97.4cm和103.7cm。对该海域黄鳍金枪鱼繁殖生物学的研究有助于了解该种群资源状况,对渔业资源评估具有重要意义。     

基于多元统计分析的渔山列岛潮间带软体动物功能群和次级生产力比较

渔山列岛于2008年成为国家级海洋生态保护区,为了解渔山列岛保护区内潮间带软体动物次级生产力的时空变化。于1982年和2010年的3个季节(春、夏、冬)在渔山列岛进行潮间带软体动物调查,采用多元统计分析软体动物时空差异,以Brey经验公式计算分析软体动物次级生产力(P值,P/B值)。结果表明,年际间物种食性结构发生了明显的改变,1982年潮间带软体动物对次级生产力贡献率最大的物种有单齿螺(Monodonta labio)、锈凹螺(Chlorostoma rustica),占软体动物总次级生产力的42.88%,2010年潮间带软体动物对次级生产力贡献率最大的物种有覆瓦小蛇螺(Serpulorbis imbricata)、条纹隔贻贝(Septifer virgatus),占软体动物总次级生产力的75.96%。1982年,年均栖息密度为2758ind/m2,年均生物量为2100.26g/m2,年均次级生产力为240.04g/(m2·a),年均P/B值为0.63a–1;2010年,年均栖息密度为699ind/m2,年均生物量为1101.85g/m2,年均次级生产力为94.82g/(m2·a),年均P/B值为0.55a–1。多因素方差分析表明软体动物次级生产力年际间差异显著(F=5.761,P0.05),季节间和潮位间差异都不显著(F=0.135,P0.05;F=2.076,P0.05),P/B的值较低,表明该海域软体动物世代更替速度较慢,2010年的P/B值(0.55a–1)低于1982年的P/B值(0.63a–1),表明近30年来群落结构受到影响。