本文利用1993—2020年AVISO(archiving validation and interpretation of satellite oceanographic)涡旋轨迹数据, 对比分析了太平洋边缘海域——南海与开阔海域——黑潮延伸体区中尺度涡的空间分布特征以及生命周期演化规律的异同。结果表明, 南海涡旋特性呈显著的季节性差异, 冬夏两季气旋涡(CEs, cyclonic eddies)和反气旋涡(AEs, anticyclonic eddies)极性概率分布呈现相反的“条带状”, 冬季CE强于AE, 夏季相反; 黑潮延伸体区则冬夏季均为CE强于AE, 极性概率分布无明显的季节变化。在生命周期演化上, 南海和黑潮延伸体区涡旋动能(EKE, eddy kinetic energy)演化曲线均呈现增长—稳定—衰减的特征, 且具有不对称性。南海涡旋的增长期短于衰减期, 黑潮延伸体区则为衰减期更短。南海夏季EKE曲线变化速率快于冬季, 黑潮延伸体区冬季的衰减期变化速率是夏季的1.5倍。平均传播速度演化曲线显示南海气旋涡具有先向西北随后转而向西南传播的特征, 纬向平均传播速度为3.3cm·s^-1; 黑潮延伸体区气旋涡呈现西南向传播, 反气旋涡呈现西北向传播的特征, 纬向平均速度为1.3cm·s^-1, 慢于南海涡旋。两个区域的涡旋传播速度和EKE在涡旋生命周期中的演化均存在显著的负相关。

对海南岛北部海湾研究区表层海水进行调查取样及地球化学分析测试, 查明表层海水中重金属(溶解态)As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn含量及其空间分布。基于相关性分析和因子分析明确海水中溶解态重金属来源并研究控制其分布的主要因子, 基于单因子污染指数和权重修正内梅罗污染指数评价研究区海域海水重金属污染情况。结果表明, 表层海水中As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn平均含量分别为0.58、0.14、8.68、0.057、2.07和26.24μg·L^-1, Cr含量低于检测限。重金属含量高值区主要分布于东寨港、铺前湾湾顶及东侧沿岸、迈雅河与道孟河河口处。南渡江入海口、如意岛周边海域和海口湾近岸海域, 表层海水清洁度高, 评价为无污染。海口港外围、迈雅河与道孟河入海口、铺前湾湾顶及东侧沿岸、木兰湾西侧, 污染程度低—中等。东寨港内部污染程度中等—严重, 其中演丰河入海口污染程度最为严重。重金属污染严重程度从大到小为Pb、Cu、Zn、Hg、Cd、As, 应将Pb、Cu和Zn同时作为今后该海域环境重点监测对象。近岸海水中重金属主要来自陆源输入, 其次为船舶污染, 同时还包括大气输入、农业和水产养殖业等污染源。高盐度低pH可促使重金属从水体悬浮颗粒中解吸释放, 此外水动力条件也是重金属分布差异性主控因素之一。

红树林内生真菌因其高盐、高温、强光照、缺氧的生存环境而进化出独特的代谢途径, 进而产生了一大批种类丰富、结构新颖、活性显著的次生代谢产物, 使红树林来源的内生真菌次级代谢产物成为近年来的研究热点。在红树林内生真菌领域中, 曲霉和木霉属真菌是研究较多的两个属。本文对2018年1月—2022年10月红树林来源曲霉属内生真菌和2015年1月—2022年10月红树林来源木霉属内生真菌新次级代谢产物的化学结构及其生物活性研究进行综述, 按聚酮类、生物碱类、萜类、肽类与氨基酸类化合物等分别进行总结, 并提出目前研究中存在的问题, 为后续红树林内生真菌的研究提供借鉴和指导。

微生物固氮是红树林生态系统中氮素循环的一个关键环节, 其产生的新氮源对红树林生态系统的氮素营养供给和初级生产力的提高有着重要意义。本文聚焦红树林固氮微生物的研究历史和现状, 综述了红树林固氮微生物的群落结构、固氮速率及其测定方法, 探讨了固氮微生物在红树林生态修复中的应用及其对红树林生境的指示作用, 阐述了固氮微生物在耦合红树林碳、氮、硫元素循环的重要角色, 并展望了红树林固氮微生物的研究前景和新视角。

珊瑚礁生态系统是海洋生态系统的重要组成部分, 在维持海洋生态平衡和生物多样性上扮演着重要角色。本文通过文献检索手段, 归纳了当前国际和国内珊瑚礁生态学领域的发展现状。国际上关注的主要方面包括全球变化与珊瑚礁生态系统、珊瑚共生关系的建立与维持、珊瑚礁生物系统发育与进化、珊瑚礁生物多样性及其物种分布格局、珊瑚礁生态系统保护与管理等; 国内关注的主要方面包括全球变化与珊瑚礁生态系统、全球变化背景下的珊瑚-虫黄藻共生体、珊瑚共生关系多样性、人类活动与南海珊瑚礁生态系统、珊瑚礁生物多样性及其群落格局等。珊瑚礁生态学研究的未来发展趋势将更加注重全球变化背景下的珊瑚与珊瑚礁生态系统、珊瑚共生机制、边缘珊瑚礁以及珊瑚礁保护与修复。未来我国珊瑚礁生态学研究需提升全球视野, 加强国内与国际合作, 深入机制挖掘, 完善系统研究, 增强珊瑚礁保护与修复研究。

在南海三亚湾南部部署了长期监测站位, 于2020年4—10月、2021年12月—2022年2月等时段开展了覆盖4个季节的海浪观测。在观测数据的基础上, 对该海域波浪要素的基本统计规律及其对台风过程的响应特征开展了系统的分析。结果显示, 观测站位处的海浪受风场、地形、岸线和潮流动力等局地因素影响明显, 呈现近岸浪特征。由于受到水下地形的削弱和岸线边界的诱导, 站位处波浪长期维持向北传播, 波高和波周期均相对较小, 其中有效波高和平均周期在大部分时间内分别低于1m和4s。由于受到潮流和海陆风等动力因素的影响, 波高呈现强烈的日变化特征, 在与流向相反(相同)时, 波高和波陡均明显上升(下降); 在同向较强风速的作用下, 波高和波陡亦明显上升。站位波浪要素对台风过程有着显著的响应, 在潮流的协同作用下, 波高显著上升。当台风过程离站位较近时, 波浪能量的频率分布向低频段加强的同时, 也向高频段扩展, 且方向分布发生明显改变; 如果路径离站位距离较远, 则波浪能量主要通过涌浪的形式传至站位, 能量分布主要向低频扩展而方向分布基本不变。

以海南岛三亚鹿回头两种常见的造礁石珊瑚(鹿角杯形珊瑚Pocillopora damicornis 和丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis)为研究对象, 通过室内培养实验探究海水酸化和升温两种联合因子对造礁石珊瑚生长和钙化的影响。结果显示: 两种珊瑚受海水酸化的影响显著, 丛生盔形珊瑚在pH 8.1下的生长速率显著高于pH 7.7和7.4环境, 鹿角杯形珊瑚在pH 7.4下的钙化速率显著低于pH 7.7和8.1环境。且鹿角杯形珊瑚的生长速率与钙化速率显示各温度和 pH 因子之间均出现拮抗现象, 能有效缓解珊瑚白化; 相同的拮抗现象也出现在丛生盔形珊瑚的钙化速率上, 但在其生长速率则表现出协同作用, 加速珊瑚白化。鹿角杯形珊瑚与丛生盔形珊瑚的生长速率和钙化速率对海水升温和酸化的响应存在种间特异性。

本文利用2021年9—10月布放在南海北部东沙岛以西陆坡区的3套潜标观测数据分析了流花油田区内潮和内孤立波分布特征。调和分析显示, 该海域正压潮流较弱, 明显小于表底层斜压潮流。通过与全球潮汐模型对比发现, TPXO7.2对于半日分潮的模拟结果要明显优于全日分潮, 模型结果低估了O₁分潮, 而高估了K₁分潮的正压潮流振幅。调查海域斜压潮流表现为表底强化的第一斜压模态, O₁分潮的斜压潮流椭圆振幅要大于K₁分潮。观测期间, 共有4次内孤立波群集中出现, 且发生时间滞后于吕宋海峡天文大潮期3~4d。LH2站共记录了88个内波过程, 其中内孤立波31个, 内波波列57个, 内波平均振幅31m。该站非线性内波过程集中出现于每日的4—6时、11—13时和18—20时, 同时超过45%的单孤立子内波过程发生在4—6时。通过追踪9月8—12日共计5个内孤立波依次经过LH1、LH2和LH3站的传播过程, 可以计算内波在LH1至LH2站位间的传播速度为1.23m·s^-1, 在LH2至LH3站位间的传播速度为1.77m·s^-1, 同时根据线性波动方程及Kdv方程计算其理论传播速度为1.55m·s^-1。本文的统计分析结果进一步加强了对典型秋季环境下南海北部流花油田区内波特征的理解和认识。

为了解南沙群岛珊瑚礁主要鱼类的营养结构特征, 本研究于2023年春季在南沙永暑礁和美济礁珊瑚礁海域采集了23种鱼类, 并应用碳、氮稳定同位素(δ¹³C和δ¹⁵N) 技术, 分析了珊瑚礁主要鱼类的营养结构特征和组成, 构建了连续营养级谱。永暑礁鱼类的δ¹³C介于-18.74‰~-14.33‰, 均值为(-16.33±1.28)‰; δ¹⁵N介于5.96‰~9.37‰, 均值为(8.46±0.48)‰。美济礁鱼类的δ¹³C介于-18.01‰~-12.70‰, 均值为(-15.02±1.53)‰; δ¹⁵N介于7.31‰~8.82‰, 均值为(8.21±0.93)‰。永暑礁和美济礁鱼类的δ¹³C值差异显著, 美济礁鱼类食物来源更广; δ¹⁵N值无显著性差异, 两者的营养层次结构组成相似。通过鱼类的碳氮稳定同位素聚类分析结果, 可将两个岛礁的鱼类均可划分为底栖性鱼类和底栖性、游泳性鱼类混合营养组群, 其中美济礁的营养组群划分模糊, 肉食性鱼类存在明显的摄食竞争情况。美济礁和永暑礁营养级范围分别为2.79~3.23和2.39~3.39, 两个珊瑚岛礁均以中、低营养级的肉食性鱼类为主, 大部分肉食性鱼类处于较窄的生态位范围内。与近岸热带亚热带海湾相比, 南沙珊瑚岛礁的鱼类群落营养结构组成更复杂, 食物来源更广泛, 群落冗余度较低。本研究结果可为南沙珊瑚岛礁渔业资源的保护和可持续管理提供基础资料和科学依据。

本文以丝鳍圆天竺鲷(Sphaeramia nematoptera)为研究对象, 观察记录了其繁殖习性以及胚胎发育和胚后发育的过程。研究结果表明: 丝鳍圆天竺鲷的繁殖活动由雌鱼主导, 在凌晨1点至3点交配, 产卵受精后由雄性口孵, 产卵间隔期为11~18d, 无季节性。雌鱼单次产卵3126~4882粒, 受精卵近圆球形, 卵径(720±10)μm, 内有数颗油球; 在水温(27.0±0.5)℃条件下, 受精卵经过卵裂期、囊胚期、原肠期、神经胚期、器官形成期到出膜需187h。丝鳍圆天竺鲷胚后发育分为仔鱼期、稚鱼期、幼鱼期和成鱼期, 初孵仔鱼全长(2.8±0.1)mm, 口裂高度(0.202±18)mm, 孵化后第二天仔鱼开口摄食; 孵化后24d鳍条形成, 身体出现两条黑色条带, 结束浮游阶段, 进入稚鱼期; 孵化后50d鳞片完全形成, 体色斑纹等外形特点与成鱼相同, 进入幼鱼期; 孵化后360d性腺发育成熟, 具备生殖能力。

珊瑚礁生态系统在全球碳循环和气候变化中发挥着重要作用。珊瑚礁生态系统是潜在的蓝色碳汇, 我国珊瑚礁总面积约占全球的11%, 每年的固碳量大约在3.5×10⁶~4.5×10⁶t之间。珊瑚礁生态系统的总储碳量非常巨大, 同时珊瑚礁生态系统作为碳库在碳交易中具有非常大的潜在应用价值。文章综述了珊瑚礁生态系统中的固碳过程及储碳机制, 包括碳酸盐泵、生物泵和微型生物碳泵, 阐述了三种碳泵的研究进展。同时, 针对目前研究存在的不足和问题, 提出未来研究方向, 以期为南海岛礁珊瑚礁生态系统的保护和管理提供科学依据。

台风引起的风暴增水严重影响沿海地区的生产生活, 是造成经济损失最严重的海洋灾害之一。深圳市位于中国南海北部沿岸, 是易受风暴潮灾害影响的区域, 对深圳近海海域风暴潮开展研究不仅能够提升对风暴潮物理机制的认识, 同时对沿海城市有效防灾减灾预警有重要意义。在风暴潮模拟研究过程中, 台风气象场是风暴潮模拟准确与否的关键因素。本文针对深圳近海区域海洋环境, 以海流模型FVCOM (finite volume community ocean model)和海浪模型SWAN (simulation wave nearshore)为基础, 建立了区域风暴潮-波浪耦合模型, 分别用再分析气象数据(European center for medium weather forecasting, ECMWF)、理想台风模型(Holland)及大气模型台风模拟结果(weather research and forecast, WRF)作为驱动场条件, 对台风“山竹”期间的风暴潮过程进行模拟。结果表明: 分辨率较低的ECMWF再分析气象数据难以准确体现台风水平结构, 从而导致模拟误差; Holland气象场在整体上能够对台风“山竹”进行准确模拟, 但无法再现台风在近岸区域的结构形变, 从而导致在蛇口及附近(深圳湾, 珠江口内侧)区域的风暴潮模拟水位偏高; WRF对风速、气压、水位、波浪都有较好的模拟效果, 且WRF很好的改善了Holland在靠近台风登陆点的区域风暴潮水位偏高的问题, 对珠江口、深圳湾区域定量改进约20%~30%。在未来的风暴潮预报中, 如果采用类似于Holland这样的理想台风场, 需注意上述区域的模拟结果。此外, Holland理想台风场和WRF模型结果驱动下的波浪场模拟效果都较好。

潮位校正是海岸线提取的重要步骤。针对当前基于遥感的海岸线提取多以瞬时水边线为主, 潮位校正方法多样且精度低等问题, 本文在分析平衡剖面模式的基础上, 引入改进的Bodge平衡剖面潮位校正的高分辨率遥感海岸线潮位校正新方法, 并对常见潮位校正方法作对比分析。选取广东省典型砂质岸滩海门湾和平海湾, 协同归一化水体指数、大津算法、数学形态学、边缘检测算子, 实现瞬时水边线的快速、自动化提取, 然后利用不同潮位校正方法获取真实岸线数据, 最后结合RTK(real-time kinematic)实测点位数据对基于平衡剖面模型的潮位校正、拟合线性潮位校正以及传统潮位校正方法提取结果进行对比分析。研究表明: (1)基于平衡剖面模式的潮位校正方法精度优于拟合线性潮位校正方法和传统潮位校正方法。(2)在同属基于平衡剖面模式的潮位校正方法中, 基于改进的Bodge平衡剖面模式的潮位校正方法相比较于Bruun-Dean平衡剖面模式潮位校正方法精度更高; 基于参考岸线数据, 利用断面法验证了所提取的岸线精度达到2m。研究结果可为海岸线精确提取和海岸规划提供参考案例和决策依据。

为探究广西北部湾海域施氏獭蛤精巢周年发育、精子发生的组织学和超微结构变化, 文章采用组织切片、扫描及透射电镜技术对广西北部湾海域施氏獭蛤精巢周年发育、精子发生和超微结构进行了研究。结果表明, 广西北部湾海域施氏獭蛤精巢发育周期为1年, 可划分为增殖期、生长期、成熟期、排放期和休止期, 繁殖盛期为12月至翌年4月, 每期5%~10%个体精巢发育略滞后。精子发生可划分为增殖期、生长期、成熟期和变态期。雄性生殖细胞的发育可划分为精原细胞期、初级精母细胞期、次级精母细胞期、精细胞期、成熟精子期。施氏獭蛤精子属于鞭毛型, 全长(39.76±0.50)μm。精子头部由近椭圆形的顶体和精核组成, 顶体底部与精核相连处凹陷形成亚顶体腔, 精核顶部形成核前窝, 精核底部形成核后窝, 细胞核内电子密度均匀, 核中部存在间隙。中心粒复合体周围有4个线粒体围绕组成精子中部, 线粒体近圆形, 内嵴明显。质膜包裹轴丝形成精子尾部, 尾部横切面可明显观察到“9+2”双联体微管结构。此外, 施氏獭蛤存在A、B两种不同类型的精原细胞, A型精原细胞核内核仁不明显, B型精原细胞核内核仁明显, B型精原细胞存在于增殖期和生长期。

针对热带气旋灾害的复杂性和不确定性, 文章基于贝叶斯网络和地理信息系统(geographic information system, GIS)提出了一种新的热带气旋灾害风险评估模型。该模型能够从客观历史数据中自动挖掘灾害影响因素间的因果关系, 并以概率形式进行表达和推理, 从而对不确定灾害风险进行评估预测。基于1980—2016年中国东南沿海三省(广东、福建、浙江)的热带气旋灾害历史数据进行风险评估实验, 选取致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性3个方面共计12个评估指标作为模型输入, 直接经济损失量化为灾害风险等级作为模型输出, 构建基于贝叶斯网络的风险评估模型。然后利用2017—2021年热带气旋灾害数据进行模型检验, 评估预测的准确率为80.75%。模型预测的极低、低、中、高和极高风险的相对误差分别为27.72%、8.45%、18.58%、16.52%和19.12%, 风险预测值的区划结果在空间形态上与实际灾害损失分布高度一致。此外, 还将评估模型构建方法应用于“莫兰蒂”台风灾害个例的风险评估。结果表明, 模型评估出的灾害高风险和极高风险区域与实际灾情报告基本一致。由此可见, 本研究建立的热带气旋灾害风险评估模型具有较高的准确率和可信度, 为热带气旋灾害风险评估提供了一种新的方法途径和技术支撑。

红树林生态系统对生态安全、社会和经济可持续发展提供巨大生态支持功能。本文以雷州半岛1995、2005、2015、2020年4期Landsat TM/OLI(Landsat Thematic Mapper/Operational Land Imager)影像为数据源, 考虑不同区域的潮汐规律, 使用决策树分类方法, 并结合人工修正提取了多年红树林的分布范围。根据谷歌同期高分影像进行精度验证, 4期红树林结果的总体精度分别为99.79%、98.95%、99.45%、99.15%, Kappa系数为0.9913、0.9642、0.9624、0.9766 。雷州半岛红树林的时空变化的分析结果表明, 近25年来红树林湿地呈现先减少后增加的模式, 具体表现为: (1) 雷州半岛红树林分布集中分布在英罗港、安铺港、企水港、海康港、乌石港、流沙港、外罗港、雷州湾、通明海和湛江湾等波浪掩护作用良好的泥质滩涂港湾或河口湾内, 徐闻县海安镇至锦和镇与吴川市吴阳镇以东的海岸因相对平直的海岸缺乏对波浪掩护、土壤条件差等因素, 无红树林分布; (2) 雷州半岛各市县均有红树林分布, 早期麻章区红树林面积最大, 其次为雷州市和廉江市, 赤坎区红树林分布最少, 现状廉江市的红树林占比最大; (3) 雷州半岛流失红树林面积多于新增红树林面积, 其中麻章区红树林面积流失最多, 占流失面积的一半; (4) 红树林与非红树林的互相转换类型中水体、滩涂与养殖占主体。区域红树林的精细监测变化分析, 能够为红树林湿地保护部门的工作和生态资源的可持续发展提供依据。

基于2015—2017年梧州站逐日流量时间序列, 应用一维、二维耦合数值模型, 并考虑曼宁系数的洪枯季变化, 模拟了西江感潮河道(马口—磨刀门)潮位的时空变化, 研究了潮波从河口向河道上游传播过程中的潮波变形特征、潮位极值点的时空分布以及潮差的沿程衰减特征。结果表明, 河道水位受径流影响有明显的洪枯季特征; 日均水位呈现大小潮期间的半月周期变化, 半月变化沿河道上溯逐渐增大, 说明外海潮波以一种半月低频分潮的形式向河道上游传播; 受径流影响, 潮汐不对称特征越往上游越明显, 涨潮历时和落潮历时的差异往上游递增。各个水文站的极值潮位受径流影响往上游呈递增趋势, 且在外海潮汐的作用下多发生在大潮期间。河道内潮差从下游往上游呈递减趋势, 季节差异显著, 下游的灯笼山和三灶站有明显的半年周期特征。

热带海洋特色生态系统是指珊瑚礁、红树林、海草床等由独特生境与生物共同构成的生态系统, 主要分布于全球热带亚热带海区; 其特点是物质循环效率高, 生态功能独特, 具有丰富的生物多样性和极高生产力, 历来是海洋科学研究和资源利用与保护的重点对象。然而, 受人类活动和全球气候变化等多重压力影响, 这些生态系统的退化趋势日益凸显。如何恢复热带海洋特色生态系统的功能, 促进它们的可持续发展并造福人类, 引起了学界和国际社会的高度关注。本文阐述了世界热带海洋特色生态系统的分布格局、退化趋势及其影响因素, 分析了我国珊瑚礁、红树林、海草床生态系统的分布现状和生物多样性特点, 并以珊瑚礁生态系统为重点, 探讨了热带海洋特色生态系统退化的原因, 以及目前我国开展修复和保护的有关行动措施。根据全球生物多样性保护行动计划, 结合我国的实际情况, 提出热带海洋特色生态系统恢复重构与保护的对策建议: 1)建议国家组建南海特色生态系统研究中心、智能监测监控系统、专项数据库和专家智库; 2)设立热带海洋特色生态系统恢复与保护示范区, 组织多学科领域专家联合开展研究—试验—示范—评估—推广—监控; 3)健全政策法规, 加强执法管理, 重视科普教育, 提高公众环保意识, 形成社会自觉行动。这些将为加强热带海洋特色生态系统及其生物多样性的保护和管理, 维护其可持续发展和落实《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》提出的30×30目标提供参考。

海雾是一种影响海上运输与军事活动的灾害性天气, 福建沿海作为我国海雾多发的区域, 同时也是国家战略重地, 对此地区开展海雾监测研究至关重要。带偏振的云气溶胶探测激光雷达(cloud-aerosol lidar with orthogonal polarization, CALIOP)利用激光探测, 具有垂直穿透能力, 可探测云雾的垂向结构特征, 非常适合用于海雾监测。本文首先通过CALIOP L1级532nm总衰减后向散射和大气垂直特征分类标识(vertical feature mask, VFM)数据, 开展福建海雾遥感监测, 基于海雾物理特征, 扩大海雾检测范围。同时分析了福建海雾的垂向特征, 发现云下雾事件多发。为探究云下雾光谱特征, 发展高时间覆盖及大范围同步海雾监测算法, 本文基于Himawari-8数据对比了云、纯雾、云下雾三者的光谱差异。结果表明, 白天时段纯雾与云下雾在各波段的光谱特征均无明显差别, 且1—4波段的反射率远低于云像元; 夜间, 纯雾在3.9μm波段的亮温普遍低于云下雾。基于上述光谱特征差异进行云、纯雾和云下雾的区分, 有望提高福建海雾监测的精度。

加强对海水养殖生态系统的基本认知, 揭示养殖活动的环境生态效应, 是近年来海洋生态学研究关注的焦点之一。纤毛虫是海水养殖生态系统的重要组成部分, 在健康养殖中发挥着重要的作用。本文针对当前国内外关于海水养殖中纤毛虫研究的进展进行综述, 介绍了养殖水体中纤毛虫生物多样性、纤毛虫病害、养殖活动对纤毛虫的影响、纤毛虫对养殖环境的指示等; 此外对已有研究的不足进行了归纳, 对未来发展的趋势进行了展望, 为深入认识纤毛虫在海水养殖中的生态角色, 揭示海水养殖生态与环境效应研究提供借鉴和参考。

珊瑚礁被誉为海洋中的热带雨林, 是海洋鱼类重要的产卵场、育幼场和摄食场。永乐环礁和东岛是西沙群岛典型的珊瑚礁生态系统。为更好地管理和保护西沙群岛的渔业及种质资源, 本研究于2021年4月采集了西沙群岛永乐环礁和东岛的鱼卵, 通过高通量测序技术对其进行分类鉴定, 并分析了两区域的鱼卵种类组成和群落结构差异。结果显示, 两区域均只采集到鱼卵, 共鉴定出27种, 隶属于4目16科25属, 并均以鲈形目占优势, 永乐环礁中占比为95.45%, 东岛中占比为85.71%。永乐环礁和东岛的鱼卵种类组成相似性指数差异较大, 目、科、属、种的相似性分别是25.00%、37.50%、32.00%、33.33%。鱼卵的出现频率均为100%, 永乐环礁鱼卵平均密度为0.984ind.·m^-3, 东岛鱼卵平均密度为0.453ind.·m^-3。永乐环礁优势种(Y≥0.02)为圆鲹属未定种(Decapterus sp.)、鲣(Katsuwonus pelamis)和三斑海猪鱼(Halichoeres trimaculatus)3种; 东岛为绿唇鹦嘴鱼(Scarus forsteni)、灰鹦嘴鱼(Chlorurus sordidus)和多带副绯鲤(Parupeneus multifasciatus)3种, 优势种差异明显。并且, 本次调查发现了未记录种双边鱼(Ambassis sp.)。物种丰富度指数(D)呈现永乐环礁(2.46)高于东岛(1.87), 而香农-威纳多样性指数(H′)和均匀度指数(J′)则表现为永乐环礁(1.08和0.35)低于东岛(1.32和0.50)。两区域的鱼卵种类组成均以礁栖鱼类占优势, 而大洋性中上层鱼类相对丰度则呈现永乐环礁(88.02%)明显高于东岛(0.44%)。研究结果表明, 永乐环礁和东岛可能均为海洋鱼类的产卵场, 而永乐环礁拥有开放性的潟湖, 相比东岛更适宜作为大洋性鱼类(尤其是金枪鱼类)的产卵场, 并且高通量测序技术可以弥补传统形态学方法在鱼卵鉴定方面的不足, 可以作为渔业资源调查的补充手段, 本研究为永乐环礁和东岛渔业和种质资源的保护和管理提供了科学依据。

文章基于二维不可压缩两相流数值模型, 首先通过对比数值计算结果与试验数据, 验证了该两相流涌潮计算模型模拟波状涌潮与海塘相互作用的可靠性; 然后通过设置合理的计算工况, 系统分析了风速、涌潮高度、潮前水深和斜坡坡度对波状涌潮在海塘上的越浪水动力特性的影响。计算结果表明: 向岸风速会显著影响波状涌潮的海塘越浪量, 风速越大, 涌潮的越浪量越大, 且挡浪墙所受荷载也越大; 随着涌潮高度和潮前水深的增大, 涌潮越浪量和挡浪墙所受涌潮荷载也随之增大; 当增大海塘斜坡坡度时, 涌潮越浪量和挡浪墙所受涌潮荷载均呈现先增大后减小的趋势。

滤食性浮游被囊动物在开阔大洋和沿海海域中大量存在, 通过黏液网来大量过滤海水浓缩食物颗粒以供种群快速增殖, 是生物碳泵的关键组成, 对海洋生物地球化学循环和生态系统能量流动均有重要意义。文章从浮游被囊动物生物学特征、植食性滤食作用、生活史特异性等方面综合论述了国内外关于浮游被囊动物在摄食海洋微型生物、调节海洋生物碳泵(biological carbon pump, BCP)和改变微型生物群落结构以及联系深海食物网等方面的作用。概括了国内外影响浮游被囊类暴发的食物因素、生活史特征、海洋动力过程及气候变化等相关研究进展。浮游被囊动物通过黏液过滤打包真光层微型生物, 产生的粪便球和胶质死体快速沉降而输出成为胶质碳泵, 从而增加BCP效率, 改变微型生物碳循环途径; 作为上层海洋生态系统与深海生态系统的媒介, 胶质坠落在深海群落和底栖动物食物网中扮演重要作用。文章最后总结了其他胶质碳泵的相关研究进展, 并提出在全球变化背景下, 未来的研究应该更多地着眼于动力过程对不同生活史阶段浮游被囊动物的垂直移动和集群的影响, 并将过滤摄食对微生物群落影响及繁殖策略响应与海洋物理、化学和生物环境多维度联系起来, 全面解释浮游被囊类暴发的内在和外在机制, 有助于准确评估海洋被囊类胶质碳泵效率及其对全球变化的响应。

本文利用1968—2021年的海表温度和风场数据, 分析舟山海域夏季上升流强度的年际变化, 并结合同期的Niño 3.4指数分析ENSO (El Niño-Southern Oscillation)对上升流的影响。温度和风上升流指数表明, 1982—2021年夏季舟山海域上升流均呈下降趋势, 下降速率分别为0.062℃·10a^-1和0.35m³·s^-1·(100m·a) ^-1。近年来, 沿岸风应力的减弱是影响温度上升流指数减弱的一个重要因素。统计更长时间段内(1968—2021年)El Niño和La Niña年风上升流指数的强度发现, El Niño年平均风上升流指数较小, 仅为−10.33m³·s^-1·(100m) ^-1。La Niña年平均风上升流指数较大为7.60m³·s^-1·(100m) ^-1, 高于El Niño和气候态, 且多达4级(比例为75%)。进一步分析ENSO与舟山海域风上升流指数的关系发现, ENSO主要通过影响风的变化进而影响上升流的强度。El Niño年, 舟山海域东南风减弱, 导致上升流强度较弱, 甚至发生下降流。La Niña年主要为偏南风且风速较大, 更有利于上升流的发展。

基于26年的海表面高度异常、海表面风速异常、海表面温度异常资料, 利用时空序列预测模型PredRNN++, 本文预报 1~28d时效的南海中尺度涡旋轨迹和南海西部偶极子活动。结果表明, PredRNN++模型能从整体上考虑整个南海区域时空演变特征和环境风场、温度场的作用, 在短期(1~2周)、中期(3~4周)预报上具有良好的性能。该模型具备一定预报涡旋产生、消亡的能力, 且能将涡旋轨迹4周预报误差控制在42.1km, 对于生命时长小于100d的涡旋生命中期的位置、振幅预报误差小。此外模型在8—11月份的月平均、4天平均下的任意时间点和任意预报时效下均能较好地追踪到偶极子结构的演变、强度变化, 偶极子涡旋相关属性预报误差最小且存在年际、类型差异, 2017年涡旋1~4周振幅位置、预报、半径误差最小, 分别为40~60km、3~5cm、20~40km, 且气旋涡位置预报效果优于反气旋涡。

基于1949—2021年中国气象局热带气旋最佳路径数据集和登陆热带气旋数据集, 对秋季登陆广东热带气旋(tropical cyclone, TCs)的时空特征和可能机制进行分析, 并与夏季进行对比。结果表明: 近73年共76个TCs秋季登陆广东, 占登陆总数的28.5%, 以强台风和超强台风占主, 且平均最大强度强于夏季。相比夏季, 秋TCs更大比例(72.4%)生成于西北太平洋, 生成经纬度偏南、偏东; 秋TCs的年均破坏潜力指标(power dissipation index, PDI)可达0.4×10⁷m³·s⁻², 与夏季相当; 秋TCs登陆后比夏季更快消亡, 移速更慢, PDI较小。秋TCs登陆数量长期变化呈下降趋势且下降速率与夏季相当, 登陆强度上升且上升速率为夏季1.8倍, 移速减缓速率为夏季2.5倍, PDI下降速率明显弱于夏季。不同于夏季登陆TCs在拉尼娜年增多, 秋TCs更易在厄尔尼诺年登陆广东; 登陆广东秋TCs数与上一年冬春季厄尔尼诺-南方涛动 (El Niño-Southern Oscillation，ENSO)指数相关系数达到0.3, 并对后一年ENSO具有指示作用。秋TCs登陆频数与太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation, PDO)指数显著相关, 1977—1996和1997—2016暖冷两个位相期, 相关系数分别为−0.51和0.68。对比有无秋TCs的环境场, 发现南海北部海温暖异常时, 其西北侧激发的气旋性引导气流利于TCs登陆广东。

涡致混合扩散是物理海洋研究中的热点和难点问题。本文基于“有效扩散”理论, 研究示踪物等值线在海表地转湍流的多尺度搅拌作用下, 发生拉伸、扭曲、变形、折叠等改变其几何拓扑结构的现象, 并探讨了等值线分形长度的变化与混合效率的关系。研究结果表明, 在地转流场的搅拌下, 示踪物的等值线会被迅速拉长, 并产生丰富的精细结构。这种分形式的增长可达原长度的10~20倍, 是混合效率提高的主要原因; 而涡丝和锋面伴随的梯度增强虽然也有贡献, 但为次要因素。另一方面, 在示踪物模拟过程中, 小尺度扩散会通过不可逆混合对示踪物进行均匀化, 从而抹平等值线的精细结构, 抑制等值线的增长, 限制混合效率的提高。基于“数盒子”算法计算了等值线的分形维度, 其数值在1.4到1.6之间, 介于一维和二维之间。但由于地转湍流数据分辨率的限制, 无法考虑更小尺度(次中尺度过程)的搅拌作用, 可能低估了等值线的分形长度和混合效率。本研究将海洋混合与等值线几何特征联系了起来, 初步得到了分形长度和混合效率两者的经验关系式, 未来可以利用图像识别等成熟遥感技术将海洋示踪物等值线的几何特征直接转换为混合效率, 为诊断分析海洋混合及其参数化提供了一种新的思路。

寄居蟹是海洋底栖动物, 珊瑚礁区的复杂结构使其成为寄居蟹多样性最高的区域之一。在底栖藻类覆盖率上升的环境变化下, 寄居蟹等小型底栖生物可以快速适应食物资源变动, 与植食性鱼类发挥相似的功能, 在维护珊瑚礁生态系统健康中的作用不容忽视, 但目前对不同寄居蟹现场食物组成差异和生态功能定位知之甚少。本研究于2019年春季在南沙群岛海域珊瑚礁区采集三种优势寄居蟹: 兔足真寄居蟹(Dardanus lagopodes)、莫氏硬壳寄居蟹(Calcinus morgani)和沟纹纤毛寄居蟹(Ciliopagurus strigatus), 运用高通量测序技术分析其现场食物组成。研究结果显示, 三种寄居蟹的食物种类有9个门类, 包括红藻门(Rhodophyta)、甲藻门(Pyrrophyta)、褐藻门(Phaeophyta)、绿藻门(Chlorophyta)、节肢动物门(Arthropoda)、苔藓动物门(Bryozoa)等。三种寄居蟹均以藻类为主要食物, 包含大量的红藻和甲藻(37.75%和21.14%), 此外还有少量的绿藻(3.13%)。不同寄居蟹种类的食物组成有特异性: 莫式硬壳寄居蟹主要以草皮海藻和碎屑为食, 是植食性寄居蟹; 沟纹纤毛寄居蟹以礁石表生藻席(epilithic algal matrix, EAM)中的介形类为主要食物来源, 伴随一些枝状珊瑚藻和丝状褐藻; 而兔足真寄居蟹选择摄食壳状珊瑚藻(crustose coralline algae, CCA)、大型藻类及附生其上的苔藓虫。结合生态位重叠度分析发现, 三种寄居蟹的重叠度很低(0.059)。在以CCA为优势底栖藻类的退化珊瑚礁区, 兔足真寄居蟹与另外两种寄居蟹的摄食区域可能并不重叠, 主要在清除CCA和入侵性苔藓虫, 维护珊瑚礁健康发展中发挥重要作用。而沟纹纤毛寄居蟹和莫氏硬壳寄居蟹作为次级消费者, 将能量更高效地向上层传递。本研究结果拓展了以往对寄居蟹生态地位的认识。

全球海洋变化所引起的极端波浪海洋灾害趋强, 势必会加剧海南岛的海蚀崖侵蚀地质灾害危险。海蚀平台能够有效衰减波浪能量, 从而降低极端波浪对海蚀崖的侵蚀破坏。海南岛西北部的火山岩基岩海岸地区, 存在大量海蚀平台地貌, 是研究海蚀平台对海蚀崖侵蚀影响的理想地区。文章以海南岛儋州市峨蔓镇的五彩湾基岩海岸为研究对象, 利用海洋遥感影像刻画了五彩湾海蚀崖近十年的平均侵蚀速率达0.26m·a^-1, 通过物理海洋分析方法预测了研究区未来100年回归周期可能遭受的最大波高达7.8m, 进一步基于海岸地貌研究方法调查了五彩湾倾斜型海蚀平台的地貌特征, 及其后部海蚀崖岩石的抗侵蚀强度, 从而通过数值计算证明了海蚀平台可以使得未来极端波浪对五彩湾海蚀崖的侵蚀强度平均减缓80%以上。此外, 文章进一步探讨了五彩湾海蚀崖底部沉积沙滩、崖底植被和海蚀崖滑塌堆积物的天然护岸作用。

铁在海水中溶解度低, 来源有限, 是全球40%海域中浮游植物的主要生长限制因子。海洋聚球藻是一种全球分布的超微型蓝藻, 也是海洋初级生产力最主要的贡献者之一。受到近岸和大洋环境中铁来源和浓度的影响, 海洋聚球藻应对铁限制的适应机制可能存在差异。本研究基于29株全基因组测序的海洋聚球藻进行了比较基因组学分析。结果表明, 海洋聚球藻具有较高的遗传多样性, 隶属于GTDB(Genome Taxonomy Database)分类法中Cyanobiaceae科的4个属, 并且这4个属与原有NCBI(National Center for Biotechnology Information)分类法中海洋聚球藻的亚群分类具有很好的对应关系。功能注释结果表明, 近岸和大洋聚球藻的特有基因数量与种类差异较大, 近岸株中参与无机离子转运和代谢的特有基因数量大于大洋株。进一步分析海洋聚球藻铁限制相关基因后发现, 近岸株在铁的吸收、稳态调节和储存方面的能力强于大洋株, 对环境变化的感知和响应能力也更强。本研究重新梳理了海洋聚球藻的进化关系和分类地位, 并系统分析了近岸和大洋聚球藻基因组及应对铁限制的适应机制差异, 为深入理解海洋聚球藻的环境适应性提供了依据。

珊瑚礁是海洋中生产力水平最高的生态系统之一, 其碳循环受珊瑚光合作用、呼吸作用和钙化作用三大代谢过程的共同调节, 过程十分复杂。为探明珊瑚固碳能力, 明确其在光照和黑暗下固碳能力的变化过程, 本研究以取自三亚蜈支洲岛健康风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)为研究对象, 基于碳酸盐体系分析方法, 通过设置光照、黑暗两种处理方式, 测定试验前后水体理化因子变化, 并根据CO₂体系计算软件得出水体溶解无机碳(dissolved inorganic carbon, DIC)和二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide, pCO₂)含量。结果显示: 在光照条件下, 两种珊瑚所处水体总碱度(total alkalinity, TA)和酸碱度(pH)下降, 水温和溶解氧(dissolved oxygen, DO)上升, DIC和CO₂被持续消耗, 产生碳汇效应; 黑暗条件下, 水体TA、pH和温度上升, DO下降, DIC和CO₂持续释放, 产生碳源效应; 比较光暗处理结果后, 计算得出风信子鹿角珊瑚固碳率为0.00576mol·m^-2·h^-1; 丛生盔形珊瑚固碳率为0.00022mol·m^-2·h^-1, 风信子鹿角珊瑚固碳效率显著高于丛生盔形珊瑚(P<0.05); 两种珊瑚光合作用吸收CO₂的量大于自身所产生的, 属于CO₂的汇。综上所述, 两种珊瑚最终降低了水体TA、DIC和pCO₂, 能够促进大气CO₂向海水转移, 形成碱度汇和碳汇效应。

本文以蓝环水母(Phyllorhiza sp.)为研究对象, 观察其自由游泳胞芽形态及附着变态为水螅体、水螅体横裂产生碟状体以及碟状体变态发育成水母体的过程。蓝环水母水螅体具有出芽生殖和横裂生殖两种无性繁殖方式。水螅体可在实验室长期保存, 在20~25℃均可进行出芽生殖和横裂生殖, 自由游泳胞芽附着变态发育为成熟水螅体需10~12d, 水螅体出芽开始至产生自由游泳胞芽需要2~3d, 成熟水螅体横裂生殖产生碟状体, 从开始横裂至碟状体释放需经过4~5d, 为单碟型横裂, 当横裂体感觉器形成到水螅体触手完全消失之前横裂体中央口盘边缘会变为蓝紫色。碟状体在温度25℃、盐度29‰~32‰的条件下, 约12d发育成水母幼体。

文章基于混合坐标海洋模式(hybrid coordinate ocean model, HYCOM)等多套再分析资料, 研究了气候态斯里兰卡穹顶(Sri Lanka Dome, SLD)的演变过程及其能量学特征。研究显示, SLD有两次从发展、成熟至减弱的过程, 相伴随的是其涡动能(eddy kinetic energy, EKE)也出现两次峰值。在第一次发展阶段(5月23日—6月10日), SLD在斯里兰卡的东南部开始发展, 并逐渐移向东部, 伴随着面积和强度逐渐增大。在此过程中, 风应力持续输入EKE, 海洋不稳定过程使得平均流能量转化为EKE和涡势能(eddy available potential energy, EPE), 以及西南季风流(southwest monsoon current, SMC)的平流作用, 均使得SLD迅速加强。在成熟阶段(6月11—22日), SLD位于斯里兰卡东部, 风应力做功和涡流相互作用的增强使得SLD区域内的EKE和EPE达到第一个峰值。在减弱阶段(6月23日—7月20日), SLD向西北移动, 由于平流项引起EKE和EPE的耗散, 加上风应力做功和斜压不稳定显著减小, 使得SLD区域的EKE和EPE衰减, 强度显著减小。而在稳定阶段(7月21日—8月14日), SLD移至斯里兰卡东北部, 风应力做功, 压强做功和涡流相互作用较弱, 使得SLD的强度始终维持一个较弱的水平。在第二次发展阶段(8月15—25日), SLD北移, 伴随着风应力做功和压强做功的增强, 其强度增大。在消亡阶段(8月26日—9月5日), 海洋不稳定过程使得EKE和EPE转化为平均流能量, 导致SLD逐渐消亡。因此, 风应力做功、涡流相互作用、压强做功以及源自SMC的平流作用是控制SLD演变的主要因子。

海浪能取之不尽, 用之不竭, 是最重要的可再生能源之一, 具有广阔的发掘潜力。本文提出一种用于收集岸基海浪能的新型弹簧辅助摩擦纳米发电机(spring-assisted triboelectric nanogenerator, SS-TENG)。SS-TENG通过“海浪-浮台-弹簧”传动结构实现海浪能的转化, 避免了与海水直接接触, 减少了腐蚀环境对发电模块的损坏。SS-TENG通过两种方式显著增强了输出性能, 一是利用发电模块中弹簧弹性势能的释放增大各个摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator, TENG)单元电极层与介电层的瞬间接触速度, 使得单个TENG单元输出的峰值电流(peak current, I_P)从7.36μA增加到12.12μA; 二是利用发电模块中各个TENG单元间的同步运动, 将它们进行简单的并联即可实现输出的大幅增加, 使得单个TENG单元输出的I_P从12.12μA增加到4个并联的43.86μA。SS-TENG转化成的电能可为数字计算器充电并成功点亮160盏LED灯, 验证了SS-TENG的输出能力。SS-TENG结构简单、制作成本低、输出性能及工作的长期稳定性较好, 为岸基海浪能的高效收集及自供电传感器发展提供了新的技术手段。

利用2021—2023年夏季珠江口及毗邻海域现场调查资料, 分析了夏季水文要素的时空变化及其影响因素。研究表明: 夏季温盐均表现为东北—西南走向的空间分布特征, 但三年调查期间的量值变化显著。平均海表温度 2021年最低, 2022年最高; 底层海温2021年最高, 2022和2023年依次减小。2022年强径流导致冲淡水向外扩展范围广, 海表盐度明显低于2021和2023年; 底层盐度2023年最高, 2021和2022年依次减小。中、底层温盐变化与台风过境及陆架低温高盐水入侵有关。2021年台风Lupit过境后垂向温盐混合均匀可直达海底, 层结减弱。观测期间陆架水上溯至伶仃洋, 在此形成低温区和显著盐度锋面。2022和2023年陆架水入侵依次增强, 中、底层海温(盐度)依次降低(增大)。2023年强上升流抑制珠江口冲淡水向陆架扩散, 导致陆架海表盐度高于前两年。底层温盐随潮汐而变化, 涨潮时高盐冷水向岸运动导致温度下降、盐度升高, 退潮时则反之。海表温度与气温具有较好正相关关系, 随气温变化明显。

在夏季, 南海西部的越南沿岸上升流系统(Vietnam boundary upwelling system, VBUS)时常出现高浮游植物生物量。其中由马登-朱利安振荡(Madden-Julian oscillation, MJO)主导的季节内尺度(30~60d)变率占到重要作用, 但MJO对海表叶绿素的调控效应及机制尚不清楚。本研究采用重建的遥感叶绿素数据与多源观测资料, 探究MJO事件中VBUS叶绿素季节内变化特征及成因。复合分析结果显示, 在MJO事件末期, 该海域叶绿素浓度达到季节内最高值, 海表温度(sea surface temperature, SST)、地转流纬向分量与Ekman泵吸及风场与该海域叶绿素浓度相位模态高度对应, 且与叶绿素相位序列相关性按该顺序递减。进一步将VBUS分成近岸和离岸两个子区域, 通过广义加性模型分析叶绿素浓度的主导调控因子。结果显示VBUS海域沿岸与离岸区域叶绿素浓度影响因子及其强度并不相同, SST同为两个区域最强影响因子, 沿岸区域次要影响因子为地转流纬向分量及Ekman泵吸, 离岸次要影响因子为地转流纬向分量, 且其影响强度与SST平分秋色。通过进一步分析该调控在不同厄尔尼诺年的不同, 发现当MJO处于第4—8相位时, MJO能有效地补偿强厄尔尼诺事件导致的叶绿素浓度骤降。总体而言, MJO所处相位决定了其对VBUS海域叶绿素影响的程度, 且在不同子区域中因素的影响强度并不相同。本研究揭示了海洋生态系统和动力的短期变率特征, 能够为南海叶绿素浓度变异的理解提供新视角。

真菌是海草床生态系统的重要组成部分, 它们在维持海草健康和生态系统碳氮等营养元素循环方面发挥着重要作用。为了阐明海草床生态系统真菌的群落结构及功能, 文章以热带海草泰来草(Thalassia hemprichii)沉积物为主要研究对象, 通过Illumina Miseq高通量测序技术分析海南岛和西沙群岛两个研究区域泰来草沉积物真菌的群落结构与物种多样性, 并利用FUNGuild数据库对真菌营养类型进行预测和功能注释。研究结果表明, 子囊菌门(Ascomycota)(相对丰度24.30%~76.20%)和担子菌门(Basidiomycota)(相对丰度4.98%~52.24%)为两个研究区域的共同优势种群, 但是子囊菌门真菌的相对丰度在两个研究区域间存在显著性差异(p<0.05), 两个区域内共有的海草沉积物真菌分类操作单元(operational taxonomic units, OTUs)数量占比为5.15%, 其相对丰度为31.19%。两个研究区域泰来草沉积物真菌群落的α多样性指数中的香农指数(Shannon)和系统发育多样性(phylogenetic diversity)以及β多样性之间都存在显著性差异(p<0.05)。FUNGuild功能预测分析表明, 大部分真菌的营养类型尚未确定(72.11%~91.92%), 其中能够确定的主要营养类型为共生营养型(symbiotroph)、腐生营养型(saprotroph)和病理营养型(pathotroph), 3种营养型可以进一步分为41个生态功能群。基于随机矩阵理论(random matrix theory, RMT)构建的两个研究区域海草泰来草沉积物真菌分子生态网络结果显示, 海南岛泰来草沉积物真菌网络结构更加复杂, 其平均聚类系数更高、平均连通度更高、密度更高, 该真菌群落可能对外界环境变化更为敏感, 而西沙群岛海草沉积物真菌群落的模块化程度更高, 其中粪壳菌纲(Sordariomycetes)为分子生态网络中的关键类群。

海雾与低云的分离是当前海雾遥感监测的难点, 为提高日间海雾监测的准确度和实时性, 本文针对2015—2020年在渤海、黄海和东海的11次海雾过程, 在分析海雾与低云在云特性、可见光反射率、亮温和亮温差及纹理特征差异的基础上, 使用Terra/Aqua卫星MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)传感器及S-NPP/NOAA-20卫星VIIRS(visible infrared imaging radiometer suite)传感器的云和反射率产品, 建立基于云特性的多源卫星日间海雾探测模型, 有效分离了海雾与低云。利用CALIOP(cloud aerosol lidar with orthogonal polarization)后向散射和垂直特征对模型进行精度验证, MODIS(Terra)、MODIS(Aqua)、VIIRS(S-NPP)海雾识别的召回率最高为0.97、0.96、0.89, VIIRS(NOAA-20)与VIIRS(S-NPP)精度相当, 与VIIRS(S-NPP)一致性超过0.8的VIIRS(NOAA-20)海雾监测结果达到93.15%, 表明本文模型能够有效监测日间海雾; 同时, 基于本文模型, 开展了MODIS与VIIRS数据的一致性研究, 结果表明该模型对不同传感器有较强的适用性和稳定性, 能够实现多源卫星对同一次海雾过程的协同观测。

文章基于深地震探测数据与大洋钻探资料, 研究了南海北部被动陆缘洋陆转换带张裂-破裂机制科学问题。2018—2023年在国家基金委共享航次的协助下, 实施了三维深地震探测实验, 共投放海底地震仪52台次, 海底电磁仪2台次, 放炮数量达8750炮, 累积获得了294Gb的第一手数据, 并取得了一系列的创新性成果: 1) 首次获得南海北部陆缘洋陆转换带深达上地幔的三维速度结构, 精准确定了研究区洋陆转换带三维空间展布范围宽度为10~20km; 2) 揭示南海北部陆缘异常活跃的岩浆作用, 提出了不同时间段的构造与岩浆相互作用方式, 岩浆活动随着伸展作用不断向洋迁移并逐渐占据主导地位; 3) 建立了边缘海独特的张裂-破裂地质演化模型, 最后一期强烈的岩浆活动导致岩石圈破裂, 形成由玄武岩为主的“鳄鱼嘴”构造, 同时张裂-破裂过程沿其陆缘走向又存在显著的构造-岩浆差异性。

本文将已有文献报道的海洋动物源抗菌肽(毒素除外)与海参蛋白组进行比对, 结合生物信息学软件, 设计、筛选海参抗菌肽, 并对其理化特性、抗菌活性与机制、生物相容性与细胞活性等进行研究。研究结果发现, 通过软件模拟与抗菌活性预测, 最终筛选并固相合成7条海参抗菌肽(H1—H7)。其中, H4(RVHRFLRR)可通过细菌膜电位去极化、膜透化等方式, 抑制金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、创伤弧菌(Vibrio vulnificus)生长, 在较低浓度(31.25µg·mL^-1)时, 可使S. aureus细菌总数降至84.93%±4.21%(p<0.01), P. aeruginosa细菌总数降至95.92%±0.52%(p<0.01), V. vulnificus细菌总数降至77.14%±1.37%(p<0.01)。H4生物相容性好, 在<1000µg·mL^-1时均未表现出溶血性或细胞毒性, 其可能通过与细胞膜表面受体(EGFR、VEGFR2、FGFR1等)发生相互作用进而促进细胞迁移。在浓度为62.50µg·mL^-1和250µg·mL^-1时, H4均可显著促进L929细胞发生迁移(p<0.05)。实验结果表明, 海参抗菌肽H4生物相容性好, 兼有抗菌、促愈合功效, 可望作为一种潜在功能物质用于感染创面的修复与再生。