针对海上风光互补电站(Hybrid offshore solar and wind power plants, HOSWPP)选址指标体系不完善、评估方法缺乏可靠性以及与经济评价相脱节等问题，本文基于地理信息系统(Geographic information system, GIS)、多准则决策(Multi-criteria decision making, MCDM)、全寿命周期经济评价方法，构建了海上风光互补电站选址与经济评价综合框架。在该框架中，本文提出群模糊层次分析法(Group fuzzy analytic hierarchy process, FAHP)来确定指标权重，以增强指标权重的可靠性；引入偏好顺序结构评估Ⅱ法(Preference ranking organization method for enrichment of evaluationsⅡ, PROMETHEEⅡ)对备选方案进行评估；构建全寿命周期经济评价模型，从经济可行性角度验证选址结果的合理性，并为项目后续规划、设计及运营提供支撑。最后将该框架应用于中国山东海域进行实证研究。计算结果显示，约38.15%(57 783.69 km2)的海域具备部署潜力，进一步通过评估确定了20个备选方案的开发序列，其中A11方案表现最优，其平准化度电成本为0.569 7元/(kW·h)。本研究结果可为海上风光互补电站的高效部署提供切实可行的理论参考。
为解析海洋环境变化对鱼类资源的影响，深入了解江苏近海产卵期小黄鱼(Larimichthys polyactis)时空分布变化，本研究基于2009—2020年在江苏近海开展的底拖网调查数据以及海洋遥感环境数据，分析了江苏近海小黄鱼产卵期(5月)渔场时空分布特征，采用广义线性模型(GLM)、广义加性模型(GAM)以及随机森林(RF)3种物种分布模型(SDM),构建并筛选了小黄鱼分布的最优模型，分析了影响其时空分布的环境因子。研究表明，GAM模型解释率最高，对江苏近海小黄鱼产卵期时空分布的拟合效果最好。2009—2020年江苏近海小黄鱼产卵期相对丰度年际变动较大，有两个明显的聚集区域，一个位于吕泗渔场中南部海域，大致位于31.5°N—33.0°N、121.0°E—122.5°E之间；一个位于海州湾渔场南部海域，大致位于33.5°N—34.5°N、120°E—121°E之间。2013、2016、2019及2020年，北部海州湾渔场与南部吕泗渔场海域的分布范围均明显缩小。且南部吕泗渔场海域分布重心在这些年份偏南，北部海州湾渔场海域分布重心在这些年份明显偏西。使用GAM模型分析显示，影响小黄鱼产卵期相对丰度的主要环境因子有海表盐度(Sea surface salinity, SSS)、海平面高度(Sea surface height, SSH)、叶绿素a浓度(Mass concentration of chlorophyll a, Chl a)、底层温度(Sea bottom temperature, BT)、水深(Depth, Dep)、纬向海表流速(Eastward sea surface water velocity, U)和海水酸碱度(Sea water pH, pH),其中SSS、SSH和BT的影响最大，方差解释率分别为27.3%、7.7%和3.6%。相关分析结果表明，江苏海域小黄鱼滞后一年的产量与北部海州湾海域高值区域的分布重心的纬度呈显著负相关关系(p<0.05),与北部海域的相对丰度均值呈显著正相关关系(p<0.05),与南部吕泗渔场海域高值区域的分布重心经度呈显著正相关关系(p<0.05),与南部海域相对丰度均值呈显著负相关关系(p<0.05)。研究结果表明，产卵期栖息地适宜性的降低可能导致滞后一年小黄鱼产量的降低，在当前的捕捞压力下，产卵期的气候条件对小黄鱼产量的影响较大。
本研究基于2001年1月至2003年12月的高分辨率地球模拟器海洋环流模式(Ocean general circulation model for the earth simulator, OFES)的模拟结果，系统地分析了越南以东海域上层亚中尺度过程的季节变化特征及其调控机制。研究显示，越南以东海域上层存在着活跃的亚中尺度过程，其季节变化存在显著的区域依赖性，其中北部海区(13°N—17°N,110°E—117°E)亚中尺度过程表现为冬季强、夏季弱的季节变化规律；南部海区(5°N—11°N,108°E—116°E)亚中尺度过程夏、秋季强，冬、春季弱。进一步分析指出，两个海区亚中尺度过程的季节变化受到锋生过程和斜压不稳定的共同影响，亚中尺度垂向浮力做功引起的有效位能释放是两个区域亚中尺度过程的关键能量来源，同时北部海区亚中尺度过程能够通过非线性相互作用将动能逆级联给更大尺度过程，对大中尺度过程动能有着一定的调控作用。
为阐明藻源有机质(Algae-derived organic matter, AOM)在铁/锰氧化物上的吸附分馏行为，本研究以浒苔提取的AOM为代表，探究δ-MnO2、针铁矿、赤铁矿在不同有机质浓度和pH条件下对AOM中不同组分的吸附特征以及吸附前后介质中有机质光谱特征的变化情况。研究表明，pH=8.0时不同的铁/锰氧化物对AOM的吸附特征存在一定差异：δ-MnO2表现出最大的吸附容量且选择性分馏高芳香性、低腐殖化程度的大分子组分；针铁矿表现出最强的结合强度，且吸附容量高于赤铁矿。两种铁氧化物均选择性分馏高芳香性、低腐殖化程度组分，不同在于针铁矿分馏分子量不同的组分不受浓度影响，始终分馏低分子量组分，而赤铁矿随浓度升高由低分子量组分分馏转向大分子量组分。通过对比两种pH条件下分馏特征，发现铁氧化物(针铁矿与赤铁矿)分馏特征受pH影响显著，pH=8.0时优先吸附小分子组分而pH=6.5时则转变为大分子组分吸附为主，其与AOM结合机制主要为pH敏感的静电作用与配体交换作用；而δ-MnO2与AOM作用除部分氧化还原作用外结合机制主要为疏水作用、范德华力等pH不敏感的机制，其整体分馏趋势一致，但pH改变会影响其分馏特征转化的浓度范围。本研究为深入理解铁/锰氧化物与AOM的吸附分馏机制提供了理论依据，对于揭示富营养化水体有机质的迁移转化与生态风险预估具有重要的应用价值。
针对仿海龟鳍状四肢水翼装置的后部双水翼(简称“后双翼”)协同推进机理不明确的问题，本文建立了一个基于其运动原理的后双翼推进动力学模型，通过计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)数值仿真方法研究其水动力性能，重点分析弯曲变形、水翼夹角和间距对推进性能的影响。本研究量化了关键参数对柔性水翼推力的调控规律，通过涡量场与压力场耦合分析，揭示了弯曲变形强化涡脱落现象和近间距优化压差分布的流体力学机制。研究表明，相同运动规律下，弯曲变形增强涡流生成和脱落，柔性双翼(α=0.06)相比刚性双翼(α=0)平均推力提升139.3%;改变两翼斜置角对推力影响有限；减小两翼间距能提高水翼表面压差，其中翼间距L=2l/3的模型相比L=4l/3的模型平均推力提升约16.8%。增大弯曲变形和减小间距均可显著提高推进性能，通过弯曲变形与两翼间距的综合优化，平均推力可提升187.5%。
激光线扫描技术在搭载水下运载平台后被广泛应用于海底地形和目标物的高精度三维成像，但基于线扫描三维成像的目标识别技术鲜有报道。本文利用惯性导航系统数据对水下激光线扫描点云数据进行位姿矫正，并结合YOLOv5网络构建位姿矫正辅助的目标识别方法，实现对水下目标的精准检测与分类。利用作者自研的水下激光线扫描三维成像系统，搭载“奋斗者”号载人潜水器在5 007 m的深海环境中对本文方法开展了实地试验与验证。现场海试结果表明，经过位姿矫正后，系统能够对海底目标进行准确的三维成像，特制目标靶矫正后的点云误差可控制在2 cm以内，经位姿矫正并结合UW-PoseNet模型，设定目标的识别准确率可达100%。本文为海底三维测绘与目标识别提供了新的参考。
为明确可生物降解微塑料(Microplastics, MPs)与双酚A(Bisphenol A, BPA)替代物复合污染对水生生物的生态毒性效应，本研究以聚乳酸(Polylactide, PLA)为可生物降解MPs的代表，以不可生物降解的聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate, PET)MPs为对照，在环境相关浓度下，对比研究其与双酚F(Bisphenol F, BPF)复合暴露对青鳉(Oryzias latipes)表型行为的影响，并进一步重点关注对不同性别个体的生殖损伤。结果表明，两种MPs与BPF复合暴露均显著抑制了青鳉的游泳能力，且可生物降解MPs的抑制效应更强。更为重要的是，MPs与BPF复合暴露呈现出性别差异性的生殖毒性风险：PLA与BPF复合暴露主要靶向雌性生殖系统，诱导卵巢细胞凋亡及退行性改变；而PET与BPF复合暴露则使雄性个体产生明显的睾丸结构损伤。研究结果进一步深化了学界对可生物降解MPs与双酚类替代物复合污染的生殖毒性效应的科学认识，为可生物降解MPs的生态风险评估提供了科学依据。
海洋内孤立波是海洋中普遍存在的动力过程，对海洋物质输运、能量传输和海洋工程活动具有显著影响。本文基于多源合成孔径雷达卫星数据，对2005—2022年间海南岛周边海域的内孤立波现象进行统计分析。初步揭示了该海域内孤立波的分布特征。利用连续时序遥感影像并结合现场实测数据，计算了该海域典型第一模态与第二模态内孤立波的相速度，并基于Korteweg-de Vries方程、Benjamin-Ono方程及Taylor-Goldstein方程进行了相速度反演，进而筛选出适用的传播模型。研究表明，海南岛周边海域内孤立波主要分布于海南岛东部、南部及越南沿岸海域，且以西向和西北向传播为主，合计占63.7%。基于连续SAR影像提取的内孤立波相速度范围为0.19～0.49 m/s。现场观测到一例第二模态内孤立波，其相速度为0.31 m/s,上层振幅为10.5 m。案例反演结果表明，反演模型不能仅由波深比决定，而需结合其模态特征及所处地形的演化阶段进行综合研判。
本文以东太平洋海隆5.3°S附近的洋中脊玄武岩为研究对象，通过偏光显微镜观察和电子探针微区原位分析并结合岩石地球化学分析，揭示了斜长石斑晶的环带结构、成分变化及其岩浆演化过程记录。研究区玄武岩具有典型的正常型洋中脊玄武岩特征，具有较高的平均部分熔融程度(约15%～20%)。玄武岩具典型拉斑结构，其中大部分斜长石斑晶呈现出不同类型的环带结构，记录了多次岩浆脉动或混合事件。斜长石斑晶的背散射图像和成分变化表明：玄武岩中主要发育三类结构特征的斜长石斑晶：a类为简单反环带结构，记录了一次岩浆混合事件；b类为稀疏韵律环带结构，记录了两次岩浆混合事件；c类为无明显环带结构的较大斑晶，可能形成于岩浆房底部持续接受地幔熔体补给的岩浆环境。基于斜长石压力计，初步估算该处可能存在一深部岩浆房，大致位于洋脊下11.44～13.39 km位置。
海洋溶解有机碳(Dissolved organic carbon, DOC)与颗粒有机碳(Particulate organic carbon, POC)是全球碳循环的核心组分，其分布与转化深刻影响着海洋的碳汇能力。西北太平洋黑潮延伸体海域拥有全球最强的西边界流系统之一，其有机碳循环过程尤为复杂。本研究于2023年5月对该海域两个典型站位的DOC、POC垂向浓度变化开展同步观测，并结合温度、盐度及营养盐等关键环境参数解析其分布特征与主控因素。结果表明，DOC与POC浓度均随深度增加而显著下降。DOC浓度在约1 000 m以深趋于稳定，POC在约300 m以深趋于恒定，该分布特征受浮游植物初级生产与微生物降解的共同作用影响。DOC与POC垂向分布呈现南北差异：1 000 m以浅，南部黑潮区DOC浓度整体高于北部黑潮-亲潮混合区，而POC高值区在南部站位集中于75～300 m水层，在北部站位则局限于75 m以浅。此外，DOC与POC浓度呈显著正相关，南部站位主要受水体层化等物理过程及微生物主导过程的调控，北部站位则在上述过程基础上，叠加了浮游植物驱动的经典食物链的调控作用。综上，黑潮延伸体有机碳分布及相互作用受到水文、生物过程区域性差异的影响。本研究明确了不同水文背景下DOC与POC浓度变化的关键控制因子，为深化理解深远海碳循环过程与机制提供了重要基础。