中国海洋大学学报(自科版)


研究论文

  • 南海亚中尺度过程的时空特征与垂向热量输运研究

    张雨辰;张新城;张金超;孙忠斌;张志伟;

    基于2001—2003年1/30°水平分辨率OFES模式资料,本文探究了南海亚中尺度过程的时空特征及其导致的垂向热量输运。研究发现,在空间分布上,南海亚中尺度过程整体呈现出陆架区和岛屿周边较为活跃、内区较弱的特点,其中,台湾西南海域、吕宋海峡以及越南以东海域是亚中尺度过程的活跃区。在时间变化上,除吕宋海峡全年均较强外,南海亚中尺度过程大体呈现出冬春强、夏秋弱的季节分布特征,尤其是台湾西南海域、越南以东海域。基于其时空分布特征,进一步研究了亚中尺度过程导致的垂向热量输运,发现在其活跃的冬春季节,亚中尺度过程能产生向上的净热量输运。冬末春初,台湾西南、吕宋海峡的亚中尺度垂向热通量分别可以达到海表面净热通量的26%和40%。该结果说明南海亚中尺度过程对上层海洋热量收支和层化具有不可忽视的影响。

    2020年12期 v.50;No.316 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 3639K]
    [引用频次:2 ]
  • 1979—2017年北半球温带气旋活动时空特征统计分析

    孙瑞鹏;刁一娜;

    利用ERA-interim再分析资料,分析了1979—2017年北半球温带气旋活动的时空特征:北半球温带气旋数量呈现增加趋势,这一趋势主要在春秋季最为明显;北半球温带气旋数量主要经历过一次趋势转折,发生在1995年前后;以最低气压值约985 hPa为界,弱气旋增加、强气旋减少;以移动距离约1 600 km为界,移动距离短的气旋数量增加、长的气旋数量减少;气旋活动区域的最主要特征为南北摆动,冬春季这一特征最明显。就全年来看,温带气旋活动向极地偏移,欧亚低纬度的活动也有增加的趋势;气旋活动频数增加,气旋强度、持续时间也有所增加。

    2020年12期 v.50;No.316 12-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 3409K]
    [引用频次:4 ]
  • 北京新粒子生成事件期间颗粒物数浓度变化及颗粒增长特征

    马立亚;姚小红;

    本研究分析了2011年冬季、2012年春季和2014年夏季3次短期观测实验中北京城市大气新粒子生成(NPF)事件的季节特征。结果显示,116天的观测中,共发生37次NPF事件(频率为32%)。尽管不同于NPF事件中新粒子核模态颗粒物数浓度的最大净增长量(NMINP)变化显著,春、夏季观测期间的NMINP平均值非常接近,分别为1.60×10~4和1.57×10~4 cm~(-3),冬季均值大幅下降至0.83×10~4 cm~(-3)。统计分析发现,NMINP和新粒子生成速率(J_(8~20 nm))及SO_2浓度在特定条件下存在相关性,此时NMINP可以由J_(8~20 nm)和SO_2浓度近似计算;但是除特定条件外,新粒子形成受多因素共同影响,导致J_(8~20 nm)和NMINP之间缺乏相关性,NMINP和SO_2浓度相关性也显著下降。考虑新粒子对气候的潜在影响,即只有粒径增大到50 nm以上的新粒子可在大气超饱和度大于0.6%的条件下活化为云凝结核,而粒径达到70~80 nm的新粒子可以在常见大气超饱和度下活化为云凝结核,本研究引入了新粒子的最大中值粒径(D_(pgmax))这一概念。根据最终D_(pgmax)将观测到的37例NPF事件分为3类,类型I(最终D_(pgmax)在10~15 nm)、类型II(最终D_(pgmax)在27~48 nm)和类型III(最终D_(pgmax)可达75~120 nm)。类型I,II,III分别占总观测事件的22%,16%,30%,其余32%的事件无法确定最终D_(pgmax)。值得注意的是,只在夏季观测到了类型III。统计分析显示,低O_x(NO_2+O_3)浓度不利于新粒子增长到类型II和III。基于类型II和III的分析,发现硫酸蒸汽浓度对此类新粒子增长的贡献小于10%,日间O_x氧化有机物很可能是促使新粒子增长的主要原因,夜间硝酸铵和有机物均可能促使新粒子增长。

    2020年12期 v.50;No.316 22-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1919K]
    [引用频次:7 ]
  • 两种规格虹鳟胃排空模型和投喂频率的研究

    黄铭;周演根;陈薛伟杰;杨小刚;高勤峰;董双林;

    为确定不同规格虹鳟(Oncorhynchus mykiss)幼鱼的最佳投喂频率,本研究采用胃含物分析法对两种规格(105.15±9.41)和(32.94±4.21) g虹鳟进行胃排空实验。两种规格虹鳟分别在饥饿72 h后饱食投喂一次,在投喂后第0、3、6、12、18、24、36和48小时提取胃含物。分别称量虹鳟胃含物的湿重和干重,并用线性模型、指数模型、平方根模型和逻辑斯蒂模型进行胃排空模式拟合。研究表明,利用胃含物干重进行虹鳟胃排空模式拟合效果较好,小规格和大规格虹鳟的胃排空模式分别符合指数模型和平方根模型。小规格虹鳟的胃排空速率高于大规格虹鳟。小规格和大规格虹鳟分别需要21.43和29.92 h达到80%胃排空。研究结果表明,对不同规格的虹鳟应采取不同的投喂频率,小规格和大规格虹鳟的投喂间隔应分别为20和30 h左右。本实验结果为智能化投喂系统提供了数学参考模型,为鱼类深远海养殖的早期大规格苗种培育提供了理论依据。

    2020年12期 v.50;No.316 33-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 895K]
    [引用频次:11 ]
  • 海州湾及邻近海域鹰爪虾的生长、死亡参数及开发状况研究

    伊峻东;刘群;

    鹰爪虾(Trachysalambria curvirostris)为我国近海虾类中重要的经济种,对其种群动力学的研究具有重要意义。本文应用R中TropFishR包的ELEFAN、LCCC和Beverton-Holt模型等方法,基于2011年在海州湾及邻近海域的拖网调查资料,研究了鹰爪虾的生长、死亡参数及开发状况,建立了刀刃式选择假设模型和结合渔具选择性改进的Beverton-Holt模型,并比较了这两种模型在鹰爪虾种群评估中的适用性。研究认为,雌、雄性鹰爪虾的渐近体长L_∞分别为12.97和9.77 cm,生长系数K分别为0.79和0.98 a~(-1),体长为零时的理论年龄t_0分别为-0.26和-0.22 a,总死亡系数Z分别为3.321和3.683 a~(-1),自然死亡系数M分别为1.435和1.791 a~(-1),捕捞死亡系数F分别为1.886和1.892 a~(-1),当前的开发率E分别为0.568和0.514。比较认为,两种评估方法中结合渔具选择性改进的Beverton-Holt模型更适合鹰爪虾的种群评估。结合渔具选择性改进的Beverton-Holt模型估算结果显示,海州湾及邻近海域鹰爪虾的开捕体长接近最适值,但当前捕捞强度大于生物学参考点F_(0.1)(1.833 a~(-1)),建议减小捕捞压力以确保资源的可持续利用。

    2020年12期 v.50;No.316 40-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1540K]
    [引用频次:3 ]
  • 牡蛎壳源L-天冬氨酸螯合钙的结构表征及特性研究

    王真;姜岁岁;张帆;王润芳;冯雪;汪瑞;李诗洋;赵元晖;

    本文以牡蛎壳为钙源,制备L-天冬氨酸螯合钙,第一次较完整地探究其结构和理化特性。通过扫描电镜、红外光谱和质谱等技术表征螯合钙的结构,并对其物理化学特性进行研究。研究表明,螯合钙的微观形态整体呈团块状,结构较为紧密,表面有白色晶体吸附。红外光谱结果显示,L-天冬氨酸中的氨基和羧基主要以配位结合的形式参与了钙离子的螯合反应。一二级质谱结果证明,合成的螯合钙主要分子量响应峰值为342.9,其结构符合GB29226-2012中天门冬氨酸钙的结合方式。X射线衍射结果表明,所合成的L-天冬氨酸螯合钙为非晶态物质。相比于螯合反应前,螯合后的L-天冬氨酸螯合钙的热稳定性得到了一定程度的提高。在pH为5~8范围内的钙保留率均在90%以上,且具有良好的抗消化特性。本研究为牡蛎壳废弃物的高值化利用和开发牡蛎壳源的钙营养补充剂提供了理论基础和科学依据。

    2020年12期 v.50;No.316 50-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1699K]
    [引用频次:3 ]
  • 浒苔绿潮对青岛近岸潮间带底栖动物群落的生态效应

    曲同飞;侯承宗;于子山;王影;唐学玺;

    本文以青岛近岸潮间带底栖动物群落作为研究对象,分析了底栖动物群落结构和生物功能群在浒苔绿潮暴发不同时期的变化,初步阐明了浒苔绿潮暴发对青岛近岸潮间带底栖动物群落的生态效应。结果表明:浒苔绿潮暴发会导致青岛近岸底栖环境溶解氧、叶绿素a和有机质含量等环境因子发生改变,底栖环境在绿潮暴发前期和暴发期整体清洁,在消亡期处于轻度污染扰动;底栖动物群落丰度、生物量和多样性在浒苔绿潮暴发期升高,在消亡期降低;滤食性、杂食性和沉积食性功能群在绿潮暴发前期和暴发期占据群落优势,沉积食性、植食性和环境指示生物功能群在消亡期占据群落优势。浒苔绿潮暴发及其带来的生源要素变化导致底栖动物功能群的群落优势发生改变,进而会对近岸底栖环境生源物质循环的稳定、深层沉积环境理化性质以及其他生物类群生长产生影响。

    2020年12期 v.50;No.316 59-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1910K]
    [引用频次:3 ]
  • 补充CO_2对气升式光生物反应器中萱藻丝状体生长、生理及发育的影响

    庄英瑞;宫相忠;杨儒谦;高伟;张敏;毕萌;

    为实现萱藻丝状体的快速扩增,本实验以萱藻丝状体为研究对象,应用实验生态学方法对三种充气条件(充空气、连续充CO_2以及基于培养液pH稳定在7.5~8.0条件的间歇充CO_2)下气升式光生物反应器中萱藻丝状体的生长、生理及发育进行了比较研究。结果显示,间歇充CO_2可显著提高萱藻丝状体的日均增长率,扩增18 d日均增长率为(24.15±2.34)%,显著高于充空气与连续充CO_2组;间歇充CO_2条件下萱藻丝状体代谢旺盛,生长良好,光合放氧及呼吸耗氧速率分别为(25.99±1.88)和(15.98±0.97)μmol O_2·g~(-1) FW·h~(-1),较连续充CO_2组分别提高了38.23%和55.05%,较充空气组分别提高了57.91%和43.46%;间歇充CO_2可促进萱藻丝状体孢子囊的发育,诱导18 d孢子囊比例可达(51.03±0.78)%,显著高于充空气组与连续充CO_2组;间歇充CO_2条件下扩增获得的丝状体游孢子放散量及附着率最高,经阴干刺激,放散2 h后孢子放散量为(11.33±1.33)×10~(4 )ind/mg FW,48 h后附着率为(90.67±2.40)%,较连续充CO_2组分别提高了17.24%和3.82%,较充空气组分别提高了99.82%和5.54%。

    2020年12期 v.50;No.316 70-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1162K]
    [引用频次:5 ]
  • 秋季长江口及邻近海域一氧化碳的分布、通量与微生物消耗速率

    陈佳玉;张洪海;李江萍;杨桂朋;

    2019年10月对长江口及邻近海域海水中一氧化碳(Carbon monoxide,CO)的浓度分布、海-气通量与微生物消耗速率进行了现场调查研究。秋季长江口及邻近海域大气中CO的体积分数处于142.6~482.7 ppbv之间,平均值为(271.6±80.1) ppbv。研究区域内表层海水中CO的浓度范围为0.11~3.27 nmol·L~(-1),平均值为(0.71±0.72) nmol·L~(-1)。大气与海水中CO均呈现出近岸高、远岸低的分布趋势。CO浓度高值出现在表层海水中,且浓度随着深度增加而减少。表层海水中CO的浓度在中午时段表现出最大值,在凌晨前后出现最小值,具有明显的周日差异,表明了海水中CO的光化学产生这一来源特性。现场微生物消耗培养实验发现CO浓度随时间增长呈指数降低趋势,符合一级反应动力学,其微生物消耗速率常数(k_(bio))的范围为0.21~1.12 h~(-1),平均值为(0.62±0.31)h~(-1)。此外,表层海水中CO浓度在绝大部分站位处于过饱和状态,过饱和系数在0.54~14.51之间,其海-气通量变化范围为-2.1~31.15 nmol·m~(-2)·h~(-1),平均值为(4.84±7.54) nmol·m~(-2)·h~(-1),显示长江口及邻近海域是大气中CO的源。

    2020年12期 v.50;No.316 78-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1952K]
    [引用频次:2 ]
  • 长江口不同来源溶解有机质光化学/微生物降解作用及机制研究

    王新科;金红;梁生康;马浩阳;郭金强;李姗姗;吕浩然;

    本论文应用船基受控培养试验,考察了长江口陆源、海源和混合源溶解有机质(DOM)的光降解、微生物降解、光-微生物同时以及光-微生物依次降解作用,测定培养过程中溶解有机碳(DOC)及其组分总溶解态氨基酸(TDAA)和有色溶解有机质(CDOM)光学特征参数的动态变化,解析不同来源DOM光化学/微生物降解作用机制。结果表明,不同来源DOM对光化学降解和微生物降解的敏感性不同。陆源DOM易被光降解,在12 d的培养周期中,约70%的CDOM被移除。海源DOM易被微生物降解,DOM中TDAA先于其他组分被降解,导致TDAA在DOC中的丰度(TDAA(%DOC))显著降低。混合源DOM的光化学降解和微生物降解作用都较为明显。光-微生物同时作用体系中,光化学降解和微生物降解具有拮抗作用,这是由于紫外辐射及光活性自由基等抑制了微生物生长。光降解然后微生物作用,可协同降解陆源DOM,这是由于光化学作用可将大分子转化成易被微生物利用的小分子物质,DOM的微生物可利用性增大。

    2020年12期 v.50;No.316 88-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1697K]
    [引用频次:15 ]
  • 近70年来南黄海中部泥质沉积物源的变化及其与东亚季风强度变化的响应关系

    安郁辉;陈彬;张欣;陈立雷;盛琛;杨磊;董超;刘健;

    对南黄海中部泥质区F0306柱状样沉积物中的~(210)Pb同位素、粒度和常量元素进行了分析,综合探讨了长江物质在研究沉积物中所占比例的阶段性变化及其与东亚季风强度的关系。研究结果表明:不同时期长江物质在沉积物中所占的比例有所差异,这种差异与东亚季风强度的阶段性变化具有很好的对应关系。在1965—1980年期间,东亚季风强度减弱时,黄海暖流强度减弱(冬季)、苏北沿岸流和长江冲淡水向北扩散的能力减弱(夏季),导致搬运至研究区的长江细颗粒物质减少,造成沉积物中的黏土组分含量降低,沉积物地球与长江沉积物的DF_((Fe/Mg))、DF_((Ti))升高。

    2020年12期 v.50;No.316 98-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2114K]
    [引用频次:7 ]
  • 有限水深海浪背景下船舶尾流感应电磁场数值模拟

    王向坤;李予国;李建凯;朱心宇;

    本文建立有限水深海浪-尾流电磁场地电模型,根据麦克斯韦方程组及速度场表达式,考虑了分界面处电场连续性以及海底介质的影响,推导出新的有限水深三层介质中海浪及船舶开尔文尾流感应电磁场表达式。采用多频率线性叠加方法,模拟三维海浪感应电磁场;利用电磁场水平分量在分界面处连续条件得到船舶尾流感应电磁场计算式。通过仿真计算,分析了有限水深海浪感应电磁场、尾流感应电磁场以及海浪背景下尾流感应磁场响应特征。

    2020年12期 v.50;No.316 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1321K]
    [引用频次:9 ]
  • 氧化石墨烯对2种海洋微藻的毒性效应研究

    杜树豪;孟范平;张倩;彭晓玲;

    氧化石墨烯(GO)是一种具有独特电学、热学和力学性能的新型纳米材料。随着GO在工业上的广泛应用,其通过随意排放或不适当处理而进入海洋环境的数量将不断增加,因此,评估这种纳米材料对海洋生物的潜在毒性十分必要。本研究将2种海洋微藻——盐生杜氏藻(Dunaliella salina)和海洋微拟球藻(Nannochloropsis oceanic)暴露于含GO的F/2培养基中,根据其生长、细胞形态、超微结构、光合色素、抗氧化防御系统和脂质过氧化对GO的毒性效应进行评价。结果表明,GO对2种微藻具有不同毒性,72 h EC_(50)值分别为13.04和79.10 mg·L~(-1)。GO纳米片层既能通过吸附直接与藻细胞表面作用,也能侵入藻细胞内部,造成2种微藻的细胞形态畸变和淀粉粒积累量增加,无细胞壁的盐生杜氏藻还出现细胞膜破损、内容物外泄、细胞核皱缩、核膜模糊不清、核质凝聚等异常现象。GO对光合色素合成具有促进作用而非抑制作用,这与细胞中淀粉的积累相一致。GO暴露引起藻细胞谷胱甘肽抗氧化系统的明显变化,包括GSH大量消耗、GPx活性受抑、GST和GR活性上扬。高浓度(100 mg·L~(-1))GO胁迫下细胞内MDA含量激增,表明脂质过氧化严重,而盐生杜氏藻更为明显。总之,海洋微藻对GO的敏感性与其是否存在细胞壁及其抗氧化能力有关。

    2020年12期 v.50;No.316 115-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1976K]
    [引用频次:2 ]
  • 铁基蒙脱土异相光助芬顿催化降解活性黑5的性能研究

    张科旭;李瑾;钟莲;马启敏;李世迁;

    采用离子交换法制备了铁基蒙脱土(Fe-MMT),运用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X-射线衍射(XRD)对其结构进行表征。利用Fe-MMT构建异相光助芬顿体系,考察了反应条件对活性黑5(RB5)脱色和苯环降解性能的影响。结果表明,光照明显提高了Fe-MMT构建的芬顿体系对RB5的脱色和苯环降解性能。脱色反应进行30 min后,开始发生苯环的降解反应。以1.0倍MMT离子交换容量的Fe(III)制备的Fe-MMT为催化剂,在投加量0.02 g,RB5浓度100 mg/L,pH为3,H_2O_2浓度2 mmol/L的条件下,反应240 min后,RB5的脱色率可达99.8%,苯环降解率可达91.4%。RB5的脱色过程符合准一级动力学模型,而苯环降解过程更符合准二级动力学模型。催化剂连续循环使用4次后,对RB5的脱色率仍达99.8%,苯环降解率为87.6%,表明催化剂具有良好的重复使用性能。

    2020年12期 v.50;No.316 126-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K]
    [引用频次:1 ]
  • 梯型台人工鱼礁体流场效应数值研究

    于定勇;王逢雨;张彩霞;谢雨嘉;

    为研究梯型台人工鱼礁体开口比及海底坡度变化对其流场效应的影响,利用Fluent软件模拟了7种开口比、6种海底坡度下梯型台人工鱼礁体周围的水流场。结果表明:随着单个梯型台人工鱼礁体开口比的增大,鱼礁体产生的上升流最大高度、竖向最大速度和背涡流水平长度、水平宽度和最大高度均逐渐减小;而上升流水平长度呈现先增大后减小,并在开口比为0.3时达到最大值;随着海底坡度增大,单个梯型台人工鱼礁体产生的上升流最大高度、水平长度和竖向最大速度均增大,而背涡流水平长度、水平宽度和最大高度则几乎不变。上升流和背涡流特性参数变化不同对人工鱼礁体的流场效应有显著影响,本文研究结果可为实际礁体结构的设计提供参考。

    2020年12期 v.50;No.316 135-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1823K]
    [引用频次:3 ]
  • 孤立波作用下植物带消浪特性对比分析

    龚尚鹏;陈杰;蒋昌波;何飞;陈克伦;

    沿海植物带能有效地减轻海啸带来的灾害。为进一步揭示沿海植物带对海啸波的消浪特性,基于红树林和海滩林两类典型沿海植物带,分别采用不同的材料和假设对两类植物进行参数化处理,使用孤立波模拟海啸波,开展了物理模型实验研究。结果表明波高、淹没度、无量纲水深和无量纲长度均在不同程度上影响植物消浪特性。两种模型的消浪特性随研究因素的变化规律基本相同,仅在淹没度为1时,消浪效果随波高的变化规律存在差异。

    2020年12期 v.50;No.316 144-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1439K]
    [引用频次:2 ]
  • FY-3C/VIRR西北太平洋区域海表温度精度评估

    杨航;王素娟;刘铭坤;管磊;

    本文对我国第二代极轨气象卫星风云三号C星(Fengyun-3C,FY-3C)上的可见光红外扫描辐射计(Visible and Infra-Red Radiometer,VIRR)测得的西北太平洋地区的海表温度数据精度进行了评估,该评估结果可为风云卫星遥感资料的使用提供参考。将FY-3C/VIRR Level-2(二级数据)海表温度数据与实测浮标海表温度数据进行比较,两者匹配的时间窗口为1 h,空间窗口为0.01°,分别对FY-3C/VIRR全样本和质量等级为优的海表温度数据进行评估。FY-3C/VIRR全样本海表温度数据白天平均偏差为-0.12℃(FY-3C/VIRR海表温度减去实测海表温度),标准偏差为0.79℃;夜晚平均偏差为0.03℃,标准偏差为0.76℃。FY-3C/VIRR最优样本海表温度数据白天平均偏差为-0.01℃,标准偏差为0.64℃;夜晚平均偏差为0.16℃,标准偏差为0.58℃。针对部分云漏检及温度梯度大区域卫星与实测海表温度空间不匹配的问题,对匹配点周围3×3网格的有效海表温度数据进行统计分析,统计结果表明FY-3C/VIRR海表温度数据在质量为优、且匹配点周围3×3网格数据的局部标准偏差在阈值为0.3℃时,白天匹配数据的平均偏差为0.03℃,标准偏差为0.51℃;夜晚匹配数据的平均偏差为0.23℃,标准偏差为0.55℃。结果表明FY-3C/VIRR测得的海表温度数据精度较高,可用于全球变化与海气相互作用等研究。

    2020年12期 v.50;No.316 151-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1939K]
    [引用频次:5 ]
  • 采用分而治之策略的快速多标签支持向量机分类算法研究

    刘竞;郭忠文;孙中卫;刘石勇;王续澎;

    在大规模多标签分类中,繁重的计算复杂度已严重限制了非线性核支持向量机的使用。因此,本文提出了采用分而治之策略的快速多标签支持向量机分类算法。首先,采用二元关联问题转换策略将多标签分类问题转换为多个二元分类问题。然后,每个二元分类问题都可以被改进的采用分而治之策略的支持向量机分类算法解决,其改进体现在采用DEC(Different Error Cost)方法来克服标签数据不平衡问题。最后,通过集成每个二元分类问题解决方案来实现快速多标签分类。它在训练和测试速度、测试性能等方面优于其它快速多标签分类算法。在两组大规模多标签数据集上的实验结果表明:该算法的训练和测试速度是最快的,测试性能接近ML-LIBSVM分类算法,优于其它快速多标签分类算法。

    2020年12期 v.50;No.316 160-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 519K]
    [引用频次:10 ]