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, 最新更新时间 , doi: 10.12284/hyxb2025073
摘要:
为使水下机器人可以迅速适应不同应用场景，设计了一种模块化可拼搭组合的无人水下航行器（Unmanned Underwater Vehicle, UUV）。水下机器人采用长方体模块作为基本组成部件，通过无线电能与数据传输实现了模块间非电气接触式互联，避免了传统水密接插件的使用。模块设计为主控、拓展两种类型，可根据任务需求进行自由组合，并通过特殊的滑块与卡扣结构实现模块间快速装配与稳固连接。通过模块拼搭试验验证了模块间的拼搭拓展能力，通过水下试验验证了模块间通信和无线电能传输的可行性。无线电能传输测试显示，模块在水下环境中可稳定输出电压，满足设备运行需求。原理样机水下运行测试验证了整体方案的可行性。模块化可拼搭设计为UUV在各种应用场景中的灵活部署与功能扩展提供了广泛的可能性。
为使水下机器人可以迅速适应不同应用场景，设计了一种模块化可拼搭组合的无人水下航行器（Unmanned Underwater Vehicle, UUV）。水下机器人采用长方体模块作为基本组成部件，通过无线电能与数据传输实现了模块间非电气接触式互联，避免了传统水密接插件的使用。模块设计为主控、拓展两种类型，可根据任务需求进行自由组合，并通过特殊的滑块与卡扣结构实现模块间快速装配与稳固连接。通过模块拼搭试验验证了模块间的拼搭拓展能力，通过水下试验验证了模块间通信和无线电能传输的可行性。无线电能传输测试显示，模块在水下环境中可稳定输出电压，满足设备运行需求。原理样机水下运行测试验证了整体方案的可行性。模块化可拼搭设计为UUV在各种应用场景中的灵活部署与功能扩展提供了广泛的可能性。
, 最新更新时间 , doi: 10.12284/hyxb2025114
摘要:
为比较龙口太平洋牡蛎（Crassostrea gigas）单养、牡蛎和海带（Laminaria japonica）混养两种养殖模式下的海水水质及收获期牡蛎的生长及营养成分，在一定周期内检测了养殖区（单养养殖区M1、混养养殖区M2）海水的水质理化因子、细菌和浮游植物等指标，分析比较了收获期M1和M2牡蛎的生长及营养成分。结果显示，M1和M2的水温、盐度、pH、溶解氧（DO）、弧菌丰度均无明显差异，且符合国家海水水质二类标准，M2的化学需氧量（COD）、氮磷营养盐及异养菌丰度在多数月份低于M1，认为与M2中海带可有效吸收牡蛎代谢废物中的有机氮、磷有关。M2硅藻含量高于M1，认为与M2氮磷比更适宜硅藻的生长、M2的牡蛎滤食海带碎屑间接降低对浮游植物的消耗有关。M2的牡蛎肥满度、软体湿重和蛋白质含量显著高于M1的牡蛎（P＜0.05），壳宽和脂肪含量极显著高于M1的牡蛎（P＜0.01），认为与M2中海带碎屑也可被贝滤食，同时海带的存在降低了COD、净化了水质，利于牡蛎生长等因素有关。M1的牡蛎含水量、灰分和壳干重显著高于M2（P＜0.05），总糖极显著高于M2的牡蛎（P＜0.01），与M1浮游植物密度相对低，M1的牡蛎滤食频率增加及耗能有关。M1的牡蛎EAA显著高于M2的牡蛎（P＜0.05），认为丰富的浮游植物种类和较高的营养盐可促进EAA的积累。研究认为贝藻混养可增加对牡蛎代谢物的消耗，防止海水污染的产生，利于牡蛎生长。
为比较龙口太平洋牡蛎（Crassostrea gigas）单养、牡蛎和海带（Laminaria japonica）混养两种养殖模式下的海水水质及收获期牡蛎的生长及营养成分，在一定周期内检测了养殖区（单养养殖区M1、混养养殖区M2）海水的水质理化因子、细菌和浮游植物等指标，分析比较了收获期M1和M2牡蛎的生长及营养成分。结果显示，M1和M2的水温、盐度、pH、溶解氧（DO）、弧菌丰度均无明显差异，且符合国家海水水质二类标准，M2的化学需氧量（COD）、氮磷营养盐及异养菌丰度在多数月份低于M1，认为与M2中海带可有效吸收牡蛎代谢废物中的有机氮、磷有关。M2硅藻含量高于M1，认为与M2氮磷比更适宜硅藻的生长、M2的牡蛎滤食海带碎屑间接降低对浮游植物的消耗有关。M2的牡蛎肥满度、软体湿重和蛋白质含量显著高于M1的牡蛎（P＜0.05），壳宽和脂肪含量极显著高于M1的牡蛎（P＜0.01），认为与M2中海带碎屑也可被贝滤食，同时海带的存在降低了COD、净化了水质，利于牡蛎生长等因素有关。M1的牡蛎含水量、灰分和壳干重显著高于M2（P＜0.05），总糖极显著高于M2的牡蛎（P＜0.01），与M1浮游植物密度相对低，M1的牡蛎滤食频率增加及耗能有关。M1的牡蛎EAA显著高于M2的牡蛎（P＜0.05），认为丰富的浮游植物种类和较高的营养盐可促进EAA的积累。研究认为贝藻混养可增加对牡蛎代谢物的消耗，防止海水污染的产生，利于牡蛎生长。
, 最新更新时间 , doi: 10.12284/hyxb0000-00
摘要:
为揭示高温对鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）氨同化作用的影响，阐明造礁石珊瑚的热适应机制，本研究鉴定并克隆了1个鹿角杯形珊瑚氨转运体基因 PdRhp-1，其开放阅读框（ORF）全长1410 bp，编码一条由469 aa组成的多肽链。序列分析结果表明，PdRhp-1 是一种疏水性跨膜蛋白，含有12个跨膜结构域，属于 Rhesus 型氨转运体，其氨基酸序列与人（Homo sapiens）的氨转运体基因 RhCG 的一致性为44.14%。为解析 PdRhp-1 的生物学功能，将其重组表达载体转染至 HEK293T 细胞，并在培养基中添加氯化铵，发现表达 PdRhp-1 的细胞总氨摄取率显著高于对照组，说明 PdRhp-1 具有氨转运功能。同时，分析了高温处理鹿角杯形珊瑚的转录组数据，发现高温显著抑制了 PdRhp-1 及部分氨同化相关基因的表达。以上结果确认，鹿角杯形珊瑚 PdRhp-1 是一个 Rhesus 型氨转运体，高温可能通过抑制 PdRhp-1 介导的氨转运过程影响珊瑚与虫黄藻的共生稳态。
为揭示高温对鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）氨同化作用的影响，阐明造礁石珊瑚的热适应机制，本研究鉴定并克隆了1个鹿角杯形珊瑚氨转运体基因 PdRhp-1，其开放阅读框（ORF）全长
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摘要:
融合卫星重力反演、船载声呐测深等多源数据是构建大范围深海高精度地形模型的核心技术途径。然而，当前方法通常难以兼顾局部地形细节和全局整体趋势，为此本文提出了一种基于多源数据频率域加权融合的深海高精度海底地形模型构建方法。首先，对多源数据进行数据格式转换、数据清洗与基准统一等预处理；然后，分别对测区对应的6个全球地形模型进行分频处理与加权融合，以局部船测地形与融合后模型的水深偏差为约束条件，迭代优化融合权重并得到初始融合结果；最后，联合局部船测地形与初始融合结果进行局部地形细节构建，从而实现大范围测区高精度地形模型重构。以格陵兰岛南部局部区域深海地形重构为例，结果表明：相比最邻近插值、反距离加权、自然邻近插值、克里金插值以及移去-恢复法等经典方法，本文方法构建的海底地形模型的均方根误差分别降低了17.15%、16.50%、16.63%、16.67%、9.99%，与IBCAO5.0模型之间的决定系数R2分别提高了约8.82%、8.27%、8.27%、8.41%、16.09%，地形整体趋势与局部细节信息均得到有效保证。
融合卫星重力反演、船载声呐测深等多源数据是构建大范围深海高精度地形模型的核心技术途径。然而，当前方法通常难以兼顾局部地形细节和全局整体趋势，为此本文提出了一种基于多源数据频率域加权融合的深海高精度海底地形模型构建方法。首先，对多源数据进行数据格式转换、数据清洗与基准统一等预处理；然后，分别对测区对应的6个全球地形模型进行分频处理与加权融合，以局部船测地形与融合后模型的水深偏差为约束条件，迭代优化融合权重并得到初始融合结果；最后，联合局部船测地形与初始融合结果进行局部地形细节构建，从而实现大范围测区高精度地形模型重构。以格陵兰岛南部局部区域深海地形重构为例，结果表明：相比最邻近插值、反距离加权、自然邻近插值、克里金插值以及移去-恢复法等经典方法，本文方法构建的海底地形模型的均方根误差分别降低了17.15%、16.50%、16.63%、16.67%、9.99%，与IBCAO5.0模型之间的决定系数R2分别提高了约8.82%、8.27%、8.27%、8.41%、16.09%，地形整体趋势与局部细节信息均得到有效保证。
, 最新更新时间 , doi: 10.12284/hyxb2025090
摘要:
红树林生态系统具有很高的碳埋藏效率，在河口地区由于受到河流输入与潮汐等多重因素影响，使其碳的保存过程更为复杂。本文以钦江入海口茅尾海红树林和光滩柱状沉积物为研究对象，运用薄膜扩散梯度技术（DGT）原位在线获取了孔隙水中Fe（Ⅱ）和S（-Ⅱ）浓度分布，并结合有机碳参数（DOC、TOC和δ13C），探讨沉积物中碳埋藏与铁和硫元素的生物地球化学过程及其相互作用关系。结果表明：从高潮滩到中潮滩，沉积物碳储量增加了63.1%；红树林沉积物中存在明显的氧化还原分层现象，氧化区与还原区的过渡带在约5 cm的深度。TOC与Fe（Ⅱ）和S（-Ⅱ）呈现显著正相关，反映更高的TOC埋藏含量促进了铁异化还原（MIR）和硫酸盐还原（MSR），同时生成的S（-Ⅱ）通过化学还原释放Fe（Ⅱ）。但在高TOC高Fe（Ⅱ）和S（-Ⅱ）浓度的中潮滩，MIR与MSR局部竞争尤为强烈，因此中潮滩是研究红树林生态系统碳埋藏的关键区域，潮汐驱动的氧化还原变化对碳铁硫耦合产生了关键调控作用。本研究揭示的红树林沉积物中碳埋藏及其与铁、硫相互作用机制，可为深入理解红树林湿地的碳汇功能及生源要素循环提供重要依据。
红树林生态系统具有很高的碳埋藏效率，在河口地区由于受到河流输入与潮汐等多重因素影响，使其碳的保存过程更为复杂。本文以钦江入海口茅尾海红树林和光滩柱状沉积物为研究对象，运用薄膜扩散梯度技术（DGT）原位在线获取了孔隙水中Fe（Ⅱ）和S（-Ⅱ）浓度分布，并结合有机碳参数（DOC、TOC和δ13C），探讨沉积物中碳埋藏与铁和硫元素的生物地球化学过程及其相互作用关系。结果表明：从高潮滩到中潮滩，沉积物碳储量增加了63.1%；红树林沉积物中存在明显的氧化还原分层现象，氧化区与还原区的过渡带在约5 cm的深度。TOC与Fe（Ⅱ）和S（-Ⅱ）呈现显著正相关，反映更高的TOC埋藏含量促进了铁异化还原（MIR）和硫酸盐还原（MSR），同时生成的S（-Ⅱ）通过化学还原释放Fe（Ⅱ）。但在高TOC高Fe（Ⅱ）和S（-Ⅱ）浓度的中潮滩，MIR与MSR局部竞争尤为强烈，因此中潮滩是研究红树林生态系统碳埋藏的关键区域，潮汐驱动的氧化还原变化对碳铁硫耦合产生了关键调控作用。本研究揭示的红树林沉积物中碳埋藏及其与铁、硫相互作用机制，可为深入理解红树林湿地的碳汇功能及生源要素循环提供重要依据。
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摘要:
亚洲大陆边缘海是全球最典型的“源—汇”体系之一，揭示其在第四纪气候变化背景下的有机碳埋藏过程对理解全球碳循环演化具有重要意义。本文系统综述了亚洲主要边缘海沉积物中有机碳的来源、埋藏通量变化及其驱动机制。研究结果表明，冰期各边缘海中普遍表现出有机碳含量升高、埋藏通量增加的特征，且多数区域的总有机碳（TOC）含量、有机质碳同位素组成（δ13Corg）以及TOC/总氮（TOC/TN）比值呈现出轨道时间尺度旋回特征。从成因机制来看，海平面变化调控着陆源物质入海过程与强度，季风系统影响流域侵蚀与水体结构，而洋流与缺氧区分布则共同制约着区域碳汇效率的差异性演化。典型站位的沉积记录显示，冰期陆源物质输入量的增加、最小含氧带的发展或沉积速率的升高往往有利于有机碳在海底的保存与埋藏；但在部分高纬度或者深水海域（如鄂霍茨克海和日本海），冰期时海洋生产力的下降则减弱海底有机碳的埋藏效率。此外，本文还基于δ13Corg与TOC/TN比值等指标的联合分析，进一步量化了不同来源有机质的混合特征与演化历史，并通过有机碳埋藏通量的估算结果揭示了不同海域碳汇能力对冰期—间冰期旋回的响应程度。尽管当前已经取得上述重要进展，但在端元构建、指标标准化与高分辨率时空重建等方面仍存不小的挑战。本文认为，未来应加强跨区域对比、机制耦合建模与高精度年代控制的协同研究。上述工作为理解亚洲边缘海碳汇演化过程及其在全球碳循环中的地质作用提供了基础支撑，并有助于科学地预测未来气候变化背景下海洋碳汇的演变趋势。
亚洲大陆边缘海是全球最典型的“源—汇”体系之一，揭示其在第四纪气候变化背景下的有机碳埋藏过程对理解全球碳循环演化具有重要意义。本文系统综述了亚洲主要边缘海沉积物中有机碳的来源、埋藏通量变化及其驱动机制。研究结果表明，冰期各边缘海中普遍表现出有机碳含量升高、埋藏通量增加的特征，且多数区域的总有机碳（TOC）含量、有机质碳同位素组成（δ13Corg）以及TOC/总氮（TOC/TN）比值呈现出轨道时间尺度旋回特征。从成因机制来看，海平面变化调控着陆源物质入海过程与强度，季风系统影响流域侵蚀与水体结构，而洋流与缺氧区分布则共同制约着区域碳汇效率的差异性演化。典型站位的沉积记录显示，冰期陆源物质输入量的增加、最小含氧带的发展或沉积速率的升高往往有利于有机碳在海底的保存与埋藏；但在部分高纬度或者深水海域（如鄂霍茨克海和日本海），冰期时海洋生产力的下降则减弱海底有机碳的埋藏效率。此外，本文还基于δ13Corg与TOC/TN比值等指标的联合分析，进一步量化了不同来源有机质的混合特征与演化历史，并通过有机碳埋藏通量的估算结果揭示了不同海域碳汇能力对冰期—间冰期旋回的响应程度。尽管当前已经取得上述重要进展，但在端元构建、指标标准化与高分辨率时空重建等方面仍存不小的挑战。本文认为，未来应加强跨区域对比、机制耦合建模与高精度年代控制的协同研究。上述工作为理解亚洲边缘海碳汇演化过程及其在全球碳循环中的地质作用提供了基础支撑，并有助于科学地预测未来气候变化背景下海洋碳汇的演变趋势。
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水体中的悬浮颗粒物为微生物附着与活跃的生理代谢提供了重要载体，同时由于与水体之间存在有氧–缺氧界面，使得悬浮颗粒物成为水体反硝化作用的热点微区。本研究选取了胶州湾西北部大沽河口和南部湾口区域的两个研究站位，采集柱状沉积物和上覆水体，通过水体原位环境模拟培养和悬浮颗粒物浓度梯度模拟培养实验，测定反硝化脱氮速率及功能基因narG和nirS丰度的变化，以此探讨悬浮颗粒物对海湾沉积物上覆水体反硝化作用潜力的诱导与调控机制。结果表明：培养实验均观测到活跃的反硝化作用发生。在6组悬浮颗粒物浓度情形（分别为50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、300 mg/L和400 mg/L）模拟实验中，反硝化测定速率和功能基因narG与nirS丰度均随着悬浮物浓度的增加而增加，意味着悬浮颗粒物能为诱导并促进胶州湾水体微生物反硝化代谢的发生提供重要载体，并且附着在悬浮颗粒物上的反硝化细菌数量对悬浮颗粒物促进反硝化潜力起着主动作用。此外，对比两个站位发现，河口区模拟实验的反硝化速率显著高于湾口区，但功能基因丰度较湾口区低，通过分析指出该现象与悬浮物的组成及粒径大小密切相关，进一步揭示了悬浮颗粒物对调控海湾水体反硝化潜力的复杂机理。本研究的发现表明，悬浮颗粒物可拓展海湾生态系统反硝化发生的区域空间，释放反硝化代谢潜力，对缓解海湾水质富营养化程度，降低水体富营养化风险具有潜在重要的生态意义。
水体中的悬浮颗粒物为微生物附着与活跃的生理代谢提供了重要载体，同时由于与水体之间存在有氧–缺氧界面，使得悬浮颗粒物成为水体反硝化作用的热点微区。本研究选取了胶州湾西北部大沽河口和南部湾口区域的两个研究站位，采集柱状沉积物和上覆水体，通过水体原位环境模拟培养和悬浮颗粒物浓度梯度模拟培养实验，测定反硝化脱氮速率及功能基因narG和nirS丰度的变化，以此探讨悬浮颗粒物对海湾沉积物上覆水体反硝化作用潜力的诱导与调控机制。结果表明：培养实验均观测到活跃的反硝化作用发生。在6组悬浮颗粒物浓度情形（分别为50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、300 mg/L和400 mg/L）模拟实验中，反硝化测定速率和功能基因narG与nirS丰度均随着悬浮物浓度的增加而增加，意味着悬浮颗粒物能为诱导并促进胶州湾水体微生物反硝化代谢的发生提供重要载体，并且附着在悬浮颗粒物上的反硝化细菌数量对悬浮颗粒物促进反硝化潜力起着主动作用。此外，对比两个站位发现，河口区模拟实验的反硝化速率显著高于湾口区，但功能基因丰度较湾口区低，通过分析指出该现象与悬浮物的组成及粒径大小密切相关，进一步揭示了悬浮颗粒物对调控海湾水体反硝化潜力的复杂机理。本研究的发现表明，悬浮颗粒物可拓展海湾生态系统反硝化发生的区域空间，释放反硝化代谢潜力，对缓解海湾水质富营养化程度，降低水体富营养化风险具有潜在重要的生态意义。
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为了解珠江口氮循环过程及氮污染主要来源，于2020年7月在珠江口近岸海域（伶仃洋西部、磨刀门和黄茅海）系统采集了40个站位的海水样品，耦合水化学基本参数与硝酸盐氮氧稳定同位素示踪技术，定量解析\begin{document}${\mathrm{NO}}_3^- $\end{document} ![]()
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为了解珠江口氮循环过程及氮污染主要来源，于2020年7月在珠江口近岸海域（伶仃洋西部、磨刀门和黄茅海）系统采集了40个站位的海水样品，耦合水化学基本参数与硝酸盐氮氧稳定同位素示踪技术，定量解析
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摘要:
深海表层海底底质探测与分类作为底栖生境制图的核心内容，为深海资源探测、生态保护提供了基础要素信息。然而受深海声学观测的分辨率限制，传统基于多波束测深和反向散射强度信息的底质分类方法存在海底混合底质所导致的解译困难、置信度低的问题。为此，本文创新性地将多波束水体数据应用于深海底质分类，提出了基于底回波序列多维波形特征的混合底质分类方法。首先，借助水体与海底交互的序列回波信息，提取多维度底回波波形特征；其次，考虑到固有观测分辨率内的底质混合情况，构建了水体底回波丰度解译约束下的决策融合分类模型；最后，实验利用北极船载多波束数据对席状玄武岩、玄武岩角砾和火山玻璃三种底质进行分类与丰度估计，总体精度和Kappa系数达到了92.46%和0.89，相较于传统声纳图像分类方法分别提升了11.05%和0.21，为深海海底底栖环境空间预测制图提供了新策略。
深海表层海底底质探测与分类作为底栖生境制图的核心内容，为深海资源探测、生态保护提供了基础要素信息。然而受深海声学观测的分辨率限制，传统基于多波束测深和反向散射强度信息的底质分类方法存在海底混合底质所导致的解译困难、置信度低的问题。为此，本文创新性地将多波束水体数据应用于深海底质分类，提出了基于底回波序列多维波形特征的混合底质分类方法。首先，借助水体与海底交互的序列回波信息，提取多维度底回波波形特征；其次，考虑到固有观测分辨率内的底质混合情况，构建了水体底回波丰度解译约束下的决策融合分类模型；最后，实验利用北极船载多波束数据对席状玄武岩、玄武岩角砾和火山玻璃三种底质进行分类与丰度估计，总体精度和Kappa系数达到了92.46%和0.89，相较于传统声纳图像分类方法分别提升了11.05%和0.21，为深海海底底栖环境空间预测制图提供了新策略。
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针对水下图像标注数据稀缺导致增强算法泛化性不足的问题，提出一种基于均值教师（Mean-Teacher）模型的半监督水下图像增强框架。设计融合光照和梯度先验的多尺度网络（Illumination and Gradient Prior network, IGP-Net）作为均值教师模型的主干网络。IGP-Net包括以下三个模块：多尺度照明感知模块MSLP，用来提取退化图像的多尺度特征，并融合光照和梯度先验，提升水下图像对比度；多通道细节增强模块MCE，对初步增强图像进行通道维拆分和颜色补偿，改善水下图像颜色失真现象；并行注意力模块PC，利用像素注意力和通道注意力进一步关注照明信息和颜色信息之间的关联性，实现色彩均衡。在公开数据集上的定量比较和定性分析表明，所提方法在多个关键指标上优于现有先进算法。此外，在水下目标检测任务中的实验也表明了经本文算法增强后的图像能够有效提升水下目标检测的性能。
针对水下图像标注数据稀缺导致增强算法泛化性不足的问题，提出一种基于均值教师（Mean-Teacher）模型的半监督水下图像增强框架。设计融合光照和梯度先验的多尺度网络（Illumination and Gradient Prior network, IGP-Net）作为均值教师模型的主干网络。IGP-Net包括以下三个模块：多尺度照明感知模块MSLP，用来提取退化图像的多尺度特征，并融合光照和梯度先验，提升水下图像对比度；多通道细节增强模块MCE，对初步增强图像进行通道维拆分和颜色补偿，改善水下图像颜色失真现象；并行注意力模块PC，利用像素注意力和通道注意力进一步关注照明信息和颜色信息之间的关联性，实现色彩均衡。在公开数据集上的定量比较和定性分析表明，所提方法在多个关键指标上优于现有先进算法。此外，在水下目标检测任务中的实验也表明了经本文算法增强后的图像能够有效提升水下目标检测的性能。
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摘要:
透明胞外聚合颗粒物（Transparent Exopolymer Particles，TEP）是在海洋中广泛存在的一类特殊的胞外聚合物，具有透明、含碳量高、黏性强等特点，兼具胶体和颗粒物的特性，在海洋碳输运过程中起重要作用。本文系统梳理了海洋中TEP的生物地球化学特征及其对海洋碳输运的影响。海洋中的TEP呈不定型状态，尺寸差异极大，主要由浮游植物所释放的前体物质自组装生成，并通过生物代谢、海气交换及沉降等过程从海洋中移除，其丰度和分布受浮游植物和细菌等生物的活动、海水理化环境以及动力过程的共同驱动。近岸海域中TEP的浓度变化范围极广（0-14800 μg XG eq /L），通常随离岸距离的增加而降低且与生产力密切相关，因此呈现显著的季节变化；开阔大洋中TEP的浓度一般在0-200 μg XG eq /L，在上层水体中通常随深度的增加而降低，而在中深层水体分布较均匀。作为颗粒有机碳的重要组分，TEP占颗粒有机碳库的比例及其对颗粒有机碳沉降通量的贡献，在近海通常在40%以下，而在开阔大洋则高达50%以上。除了改变颗粒沉降速率影响碳垂直输送，TEP还能通过微表层的富集效应介导海气碳交换，但该过程的机理及对碳输运的贡献仍需进一步明确。未来研究应聚焦TEP定量检测方法、组成形态解析及其碳转换因子的优化，在此基础之上进一步阐释海洋中TEP的生物地球化学行为及其影响海洋碳输运的作用机制。
透明胞外聚合颗粒物（Transparent Exopolymer Particles，TEP）是在海洋中广泛存在的一类特殊的胞外聚合物，具有透明、含碳量高、黏性强等特点，兼具胶体和颗粒物的特性，在海洋碳输运过程中起重要作用。本文系统梳理了海洋中TEP的生物地球化学特征及其对海洋碳输运的影响。海洋中的TEP呈不定型状态，尺寸差异极大，主要由浮游植物所释放的前体物质自组装生成，并通过生物代谢、海气交换及沉降等过程从海洋中移除，其丰度和分布受浮游植物和细菌等生物的活动、海水理化环境以及动力过程的共同驱动。近岸海域中TEP的浓度变化范围极广（0-
, 最新更新时间 , doi: 10.12284/hyxb2025100
摘要:
虫黄藻是珊瑚共生体系中不可或缺的伙伴，不同种类的虫黄藻对环境胁迫的敏感性不同，从而影响珊瑚宿主的环境适应能力。本研究从脂质代谢角度，探讨了广泛分布的两种珊瑚共生虫黄藻—环境敏感型Cladocopium goreaui和环境耐受型Durusdinium trenchii在热胁迫下的应激模式。研究发现，热胁迫显著影响两者的生长密度、光合色素含量、称为光系统II（PSII）的光化学效率（Fv/Fm）及抗氧化活性，且差异均具有统计学意义（P < 0.05）。脂质组学显示，C. goreaui和D. trenchii在应对热胁迫时，磷脂酰胆碱、甘油三酯、磷脂酰乙醇胺和溶血磷脂酰胆碱等脂质差异代谢物显著富集于甘油磷脂代谢、甘油酯代谢及多不饱和脂肪酸相关代谢通路。值得注意的是，两者在鞘脂代谢方面存在显著差异：D. trenchii通过下调神经酰胺水平减少细胞氧化应激损伤，调控自噬过程，并适应膜流动性的变化；而C. goreaui主要通过上调富含多不饱和脂肪酸的脂质分子，以维持膜稳定性和调控信号传导。深入解析不同环境敏感性虫黄藻在热胁迫下的脂质代谢应激机制，有助于从共生伙伴的角度，为提升珊瑚对环境变化的适应能力提供新的见解。
虫黄藻是珊瑚共生体系中不可或缺的伙伴，不同种类的虫黄藻对环境胁迫的敏感性不同，从而影响珊瑚宿主的环境适应能力。本研究从脂质代谢角度，探讨了广泛分布的两种珊瑚共生虫黄藻—环境敏感型Cladocopium goreaui和环境耐受型Durusdinium trenchii在热胁迫下的应激模式。研究发现，热胁迫显著影响两者的生长密度、光合色素含量、称为光系统II（PSII）的光化学效率（Fv/Fm）及抗氧化活性，且差异均具有统计学意义（P < 0.05）。脂质组学显示，C. goreaui和D. trenchii在应对热胁迫时，磷脂酰胆碱、甘油三酯、磷脂酰乙醇胺和溶血磷脂酰胆碱等脂质差异代谢物显著富集于甘油磷脂代谢、甘油酯代谢及多不饱和脂肪酸相关代谢通路。值得注意的是，两者在鞘脂代谢方面存在显著差异：D. trenchii通过下调神经酰胺水平减少细胞氧化应激损伤，调控自噬过程，并适应膜流动性的变化；而C. goreaui主要通过上调富含多不饱和脂肪酸的脂质分子，以维持膜稳定性和调控信号传导。深入解析不同环境敏感性虫黄藻在热胁迫下的脂质代谢应激机制，有助于从共生伙伴的角度，为提升珊瑚对环境变化的适应能力提供新的见解。
, 最新更新时间 , doi: 10.12284/hyxb2025106
摘要:
为研究聚苯乙烯微塑料对褐菖鲉（Sebastiscus marmoratus）肠道的毒性效应，将褐菖鲉分别暴露于0、1和10 mg/L的聚苯乙烯微塑料溶液中21 d，通过富集试验、组织学切片、转录组学及16S rRNA测序等技术检测褐菖鲉肠道形态结构、差异表达基因以及微生物菌群的变化。结果表明，褐菖鲉肠道中聚苯乙烯微塑料积累量随着暴露时间的增加呈现显著性上升趋势，7 d时浓度达到16.20 μg/g。聚苯乙烯微塑料暴露会对肠道造成病理学损伤，1 mg/L浓度组表现为肠粘膜细胞出现坏死和脱落并伴有空泡结构形成，10 mg/L浓度组肠绒毛出现更为明显萎缩和坏死，空泡化结构增多，肠壁厚度、肌层厚度、肠绒毛长度和宽度均出现显著性降低。转录组测序显示聚苯乙烯微塑料暴露后7 d和21 d各有313和169个基因的表达量出现显著性变化，经KEGG富集分析发现7 d时主要富集在p53信号通路（p53 signaling pathway）、淀粉和蔗糖代谢途径（Starch and sucrose metabolism）、Toll样受体信号通路（Toll-like receptor signaling pathway）等；21 d时主要富集在类固醇生物合成途径（Steroid biosynthesis）、花生四烯酸代谢途径（Arachidonic acid metabolism）、NOD样受体信号通路（NOD-like receptor signaling pathway）等。肠道微生物菌群结构在门分类水平上不会随着聚苯乙烯微塑料暴露发生明显变化，但是梭杆菌科（Fusobacteriaceae）、鲸杆菌属（Cetobacterium）、弧菌科（Vibrionaceae）和普雷沃氏菌属（Prevotella）等相对丰度增加也暗示着肠道屏障修复和抗炎症功能升高。综上所述，聚苯乙烯微塑料暴露可损伤褐菖鲉肠道组织，破坏肠道屏障并诱发炎症，进而影响其健康。
为研究聚苯乙烯微塑料对褐菖鲉（Sebastiscus marmoratus）肠道的毒性效应，将褐菖鲉分别暴露于0、1和10 mg/L的聚苯乙烯微塑料溶液中21 d，通过富集试验、组织学切片、转录组学及16S rRNA测序等技术检测褐菖鲉肠道形态结构、差异表达基因以及微生物菌群的变化。结果表明，褐菖鲉肠道中聚苯乙烯微塑料积累量随着暴露时间的增加呈现显著性上升趋势，7 d时浓度达到16.20 μg/g。聚苯乙烯微塑料暴露会对肠道造成病理学损伤，1 mg/L浓度组表现为肠粘膜细胞出现坏死和脱落并伴有空泡结构形成，10 mg/L浓度组肠绒毛出现更为明显萎缩和坏死，空泡化结构增多，肠壁厚度、肌层厚度、肠绒毛长度和宽度均出现显著性降低。转录组测序显示聚苯乙烯微塑料暴露后7 d和21 d各有313和169个基因的表达量出现显著性变化，经KEGG富集分析发现7 d时主要富集在p53信号通路（p53 signaling pathway）、淀粉和蔗糖代谢途径（Starch and sucrose metabolism）、Toll样受体信号通路（Toll-like receptor signaling pathway）等；21 d时主要富集在类固醇生物合成途径（Steroid biosynthesis）、花生四烯酸代谢途径（Arachidonic acid metabolism）、NOD样受体信号通路（NOD-like receptor signaling pathway）等。肠道微生物菌群结构在门分类水平上不会随着聚苯乙烯微塑料暴露发生明显变化，但是梭杆菌科（Fusobacteriaceae）、鲸杆菌属（Cetobacterium）、弧菌科（Vibrionaceae）和普雷沃氏菌属（Prevotella）等相对丰度增加也暗示着肠道屏障修复和抗炎症功能升高。综上所述，聚苯乙烯微塑料暴露可损伤褐菖鲉肠道组织，破坏肠道屏障并诱发炎症，进而影响其健康。
, 最新更新时间 , doi: 10.12284/hyxb2025104
摘要:
近海河口生态系统是河流与海洋交汇处形成的独特生态系统，具有较高的初级生产力，能为众多生物提供食物和栖息地，在维持生态系统结构稳定方面发挥着重要作用。为了探究流清河湾浮游植物群落的时空动态及其环境影响因素，本研究于2023年冬季（3月），春季（5月），夏季（8月）和秋季（10月）对流清河湾的7个采样站点，开展了4个航次的调查研究。结果表明，4个航次共鉴定出浮游植物3门56属97种，其中，浮游植物群落结构主要由硅藻门和甲藻门组成。流清河湾浮游植物细胞丰度存在着明显的时空动态变化特征，从时间维度来看，4个季节的浮游植物的平均丰度由高到低依次为冬季、秋季、夏季和春季；在空间分布方面，流清河湾浮游植物丰度体现出季节性的空间分布差异。春、秋、冬季高丰度区集中于东北近岸海域，主要受陆源输入驱动。低丰度区持续分布于西北海域，主要与湍流混合相关，整体空间格局表现为近岸富集、外海递减的特征。优势种主要有硅藻门的奇异棍形藻、蛇目圆筛藻、并基角毛藻、旋链角毛藻、星脐圆筛藻、格氏圆筛藻和甲藻门的大角角藻、三角角藻。夏季和秋季的生物多样性显著高于春季和冬季。冗余分析结果表明，盐度、溶解无机氮（DIN）和溶解无机磷（DIP）是影响浮游植物群落结构变化的关键环境因子。
近海河口生态系统是河流与海洋交汇处形成的独特生态系统，具有较高的初级生产力，能为众多生物提供食物和栖息地，在维持生态系统结构稳定方面发挥着重要作用。为了探究流清河湾浮游植物群落的时空动态及其环境影响因素，本研究于2023年冬季（3月），春季（5月），夏季（8月）和秋季（10月）对流清河湾的7个采样站点，开展了4个航次的调查研究。结果表明，4个航次共鉴定出浮游植物3门56属97种，其中，浮游植物群落结构主要由硅藻门和甲藻门组成。流清河湾浮游植物细胞丰度存在着明显的时空动态变化特征，从时间维度来看，4个季节的浮游植物的平均丰度由高到低依次为冬季、秋季、夏季和春季；在空间分布方面，流清河湾浮游植物丰度体现出季节性的空间分布差异。春、秋、冬季高丰度区集中于东北近岸海域，主要受陆源输入驱动。低丰度区持续分布于西北海域，主要与湍流混合相关，整体空间格局表现为近岸富集、外海递减的特征。优势种主要有硅藻门的奇异棍形藻、蛇目圆筛藻、并基角毛藻、旋链角毛藻、星脐圆筛藻、格氏圆筛藻和甲藻门的大角角藻、三角角藻。夏季和秋季的生物多样性显著高于春季和冬季。冗余分析结果表明，盐度、溶解无机氮（DIN）和溶解无机磷（DIP）是影响浮游植物群落结构变化的关键环境因子。
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为研究双扩散对流过程中流体黏性对通量的影响，设计梯度浓度的双扩散试验，黏度随着浓度的增大而增大。在设计有中间挡板的试验水箱中注入根据糖盐组分质量分数精确配制的溶液，以控制盐指密度稳定比在1.073；扩散型密度稳定比在0.93。移开挡板后，水箱会内形成静止状态的糖盐双层系统。为了更精确地评估双扩散现象并最小化误差，试验设置了三种时间段的双扩散试验，分别为300 s、600 s和1800 s。试验发现：短时间内通量会受黏度影响而显著减小，但随着时间的增长，这些影响被继发的扩散通量所掩盖。盐指型和扩散型双扩散的糖通量与黏度之间均存在非线性关系，在扩散型双扩散中通量比γ*与黏度比之间拟合得出两者呈幂律关系；而盐指型通量比 γ 与黏度比之间的变化则相对复杂，需要更精细化研究。
为研究双扩散对流过程中流体黏性对通量的影响，设计梯度浓度的双扩散试验，黏度随着浓度的增大而增大。在设计有中间挡板的试验水箱中注入根据糖盐组分质量分数精确配制的溶液，以控制盐指密度稳定比在1.073；扩散型密度稳定比在0.93。移开挡板后，水箱会内形成静止状态的糖盐双层系统。为了更精确地评估双扩散现象并最小化误差，试验设置了三种时间段的双扩散试验，分别为300 s、600 s和
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近年来，海洋经济的快速发展导致了沿海区域环境污染问题加剧，特别是象山港作为重要的水产养殖基地，其水环境状况直接影响当地的经济发展和生态环境。本文以DO、COD、DIN、DIP四项水质监测指标构建BP神经网络模型，研究了象山港2020至2023年水环境承载力的空间分布和时间变化特征。结果显示，象山港的水环境承载力指数（WECCI）呈现出显著的年际波动，并在2022年达到峰值。象山港内湾由于水体交换能力较弱，污染物滞留时间较长，其水环境承载力显著低于外湾。本文还结合NQI、A、E三个水环境评价指数对象山港的水环境状况进行研究，结果同样发现2022年象山港的水环境质量有所改善。分析2022年干旱背景下的水环境变化，发现河流径流量的减少和盐水入侵导致象山港内营养盐浓度降低，从而提高了当年的水环境承载力值。相比水环境指数评价法，BP神经网络模型在综合评估水环境承载力及其空间差异方面表现出显著优势。
近年来，海洋经济的快速发展导致了沿海区域环境污染问题加剧，特别是象山港作为重要的水产养殖基地，其水环境状况直接影响当地的经济发展和生态环境。本文以DO、COD、DIN、DIP四项水质监测指标构建BP神经网络模型，研究了象山港2020至2023年水环境承载力的空间分布和时间变化特征。结果显示，象山港的水环境承载力指数（WECCI）呈现出显著的年际波动，并在2022年达到峰值。象山港内湾由于水体交换能力较弱，污染物滞留时间较长，其水环境承载力显著低于外湾。本文还结合NQI、A、E三个水环境评价指数对象山港的水环境状况进行研究，结果同样发现2022年象山港的水环境质量有所改善。分析2022年干旱背景下的水环境变化，发现河流径流量的减少和盐水入侵导致象山港内营养盐浓度降低，从而提高了当年的水环境承载力值。相比水环境指数评价法，BP神经网络模型在综合评估水环境承载力及其空间差异方面表现出显著优势。
, 最新更新时间 , doi: 10.12284/hyxb2025108
摘要:
全球变暖和极端高温事件导致了珊瑚大规模白化，引起全球珊瑚礁生态系统的快速退化。识别热适应相关的功能基因有助于进一步揭示珊瑚对全球变暖的响应及适应策略，科学预测珊瑚礁生态系统的发育趋势。但目前对珊瑚共生功能体热适应分子机制的认识非常不足。因此，本文综述了珊瑚热适应相关功能基因的研究进展。热适应相关基因在珊瑚受到热胁迫后会产生一系列的连锁反应。首先，Toll受体等识别受体识别到热胁迫后参与信号通路激活进而启动免疫响应过程，主要包括：热休克蛋白基因上调使变性多肽重新折叠；抗氧化蛋白基因上调避免活性氧损伤；细胞凋亡与细胞焦亡基因清除“有害”细胞。随着热胁迫加剧，珊瑚会启动一系列复杂过程共同维持细胞稳态，包括：光保护蛋白基因快速修复虫黄藻光系统、宿主荧光蛋白基因维持氧化平衡；钙离子通道蛋白基因维持细胞内Ca2+水平稳定；代谢基因保持代谢平衡以确保营养供给；细胞周期调控基因抑制细胞复制以保存能量；细胞骨架基因维持珊瑚骨架的完整性；泛素相关基因调节蛋白质的去泛素化等。此外，反复出现的热胁迫对珊瑚具有驯化作用，可能通过减缓珊瑚宿主代谢、减少热胁迫相关蛋白质的损伤、提高抗氧化物和铵同化酶等活性等提高珊瑚耐热性。
全球变暖和极端高温事件导致了珊瑚大规模白化，引起全球珊瑚礁生态系统的快速退化。识别热适应相关的功能基因有助于进一步揭示珊瑚对全球变暖的响应及适应策略，科学预测珊瑚礁生态系统的发育趋势。但目前对珊瑚共生功能体热适应分子机制的认识非常不足。因此，本文综述了珊瑚热适应相关功能基因的研究进展。热适应相关基因在珊瑚受到热胁迫后会产生一系列的连锁反应。首先，Toll受体等识别受体识别到热胁迫后参与信号通路激活进而启动免疫响应过程，主要包括：热休克蛋白基因上调使变性多肽重新折叠；抗氧化蛋白基因上调避免活性氧损伤；细胞凋亡与细胞焦亡基因清除“有害”细胞。随着热胁迫加剧，珊瑚会启动一系列复杂过程共同维持细胞稳态，包括：光保护蛋白基因快速修复虫黄藻光系统、宿主荧光蛋白基因维持氧化平衡；钙离子通道蛋白基因维持细胞内Ca2+水平稳定；代谢基因保持代谢平衡以确保营养供给；细胞周期调控基因抑制细胞复制以保存能量；细胞骨架基因维持珊瑚骨架的完整性；泛素相关基因调节蛋白质的去泛素化等。此外，反复出现的热胁迫对珊瑚具有驯化作用，可能通过减缓珊瑚宿主代谢、减少热胁迫相关蛋白质的损伤、提高抗氧化物和铵同化酶等活性等提高珊瑚耐热性。
, 最新更新时间 , doi: 10.12284/hyxb2025067
摘要:
海面阵风对海洋资源利用、海洋研究以及海上运输与工程安全具有重要意义。但目前观测手段有限，海面阵风数据缺失严重。林静等基于HY-2B雷达高度计C、Ku波段后向散射系数的差值对海面风速进行修正，计算得到星下点的阵风风速，但观测范围较小。本文在此基础上，选用观测原理与雷达高度计相似的全球降雨观测计划（GPM）搭载的双频降雨雷达（DPR），利用其Ku、Ka波段后向散射系数的差值，并以ERA5海面风速作为观测值，对海面风速进行修正计算，得到阵风风速，以扩展观测范围并提高观测效率。结果表明：计算得到的阵风风速与ERA5阵风风速对比，相关系数（R）为0.96，均方根误差（RMSE）为1.79 m/s，平均偏差（Bias）为0.73 m/s，标准差（Std）为1.64 m/s；与同时期的NDBC浮标数据对比，R为0.91，RMSE为1.50 m/s，Bias为−0.15 m/s，Std为1.50 m/s，说明降雨雷达反演的阵风可靠性较好。进一步使用NDBC浮标海面风速代替ERA5海面风速后，R提高至0.95，RMSE降低至1.10 m/s，Bias为−0.07 m/s，Std为1.50 m/s，反演结果得到提高，说明精确的海面风速对阵风计算结果有较好的影响。
海面阵风对海洋资源利用、海洋研究以及海上运输与工程安全具有重要意义。但目前观测手段有限，海面阵风数据缺失严重。林静等基于HY-2B雷达高度计C、Ku波段后向散射系数的差值对海面风速进行修正，计算得到星下点的阵风风速，但观测范围较小。本文在此基础上，选用观测原理与雷达高度计相似的全球降雨观测计划（GPM）搭载的双频降雨雷达（DPR），利用其Ku、Ka波段后向散射系数的差值，并以ERA5海面风速作为观测值，对海面风速进行修正计算，得到阵风风速，以扩展观测范围并提高观测效率。结果表明：计算得到的阵风风速与ERA5阵风风速对比，相关系数（R）为0.96，均方根误差（RMSE）为1.79 m/s，平均偏差（Bias）为0.73 m/s，标准差（Std）为1.64 m/s；与同时期的NDBC浮标数据对比，R为0.91，RMSE为1.50 m/s，Bias为−0.15 m/s，Std为1.50 m/s，说明降雨雷达反演的阵风可靠性较好。进一步使用NDBC浮标海面风速代替ERA5海面风速后，R提高至0.95，RMSE降低至1.10 m/s，Bias为−0.07 m/s，Std为1.50 m/s，反演结果得到提高，说明精确的海面风速对阵风计算结果有较好的影响。
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摘要:
动量通量的准确参数化是海洋和大气灾害预报、气候变化的核心问题。涌浪诱导的浪致雷诺（Wave Coherent，WC）应力是引起参数化不确定性的主要问题之一。基于2012年春季南海北部博贺海洋气象观测平台的大气湍流及海浪观测数据，本文使用协谱法提取WC应力。观测显示风向和涌浪方向垂直时，WC应力贡献接近零；当风向和浪向相近或者反向时，WC应力贡献可占总动量通量的20～25%。为刻画WC应力，本文对比了Janssen（1991，J91方案）和Zou等（2024，Z24方案），发现源自剪切不稳定的J91方案给定的WC应力比观测小1−2个量级；而Z24方案与观测吻合较好；对比还显示J91方案给定的WC应力廓线随着高度单调递减，而Z24方案随着高度先增大后减小。两种WC应力参数化对湍流应力的影响反映在风廓线的差异上，J91方案给定的风廓线与基于传统Monin-Obukhov相似理论（Monin-Obukhov Similarity Theory，MOST）一致，而Z24方案的显示涌浪排放能量时，由于WC应力最大值所在位置高度受大气稳定度影响，导致稳定（不稳定）时靠近（远离）海面的风速比J91方案大。本研究还给定了包含WC应力的参数化方案，并与COARE 3.5进行对比，结果显示本研究的参数化方案在风速区间3−7 m/s的相关系数上高于COARE 3.5，而整体样本偏差比COARE 3.5小。
动量通量的准确参数化是海洋和大气灾害预报、气候变化的核心问题。涌浪诱导的浪致雷诺（Wave Coherent，WC）应力是引起参数化不确定性的主要问题之一。基于2012年春季南海北部博贺海洋气象观测平台的大气湍流及海浪观测数据，本文使用协谱法提取WC应力。观测显示风向和涌浪方向垂直时，WC应力贡献接近零；当风向和浪向相近或者反向时，WC应力贡献可占总动量通量的20～25%。为刻画WC应力，本文对比了Janssen（1991，J91方案）和Zou等（2024，Z24方案），发现源自剪切不稳定的J91方案给定的WC应力比观测小1−2个量级；而Z24方案与观测吻合较好；对比还显示J91方案给定的WC应力廓线随着高度单调递减，而Z24方案随着高度先增大后减小。两种WC应力参数化对湍流应力的影响反映在风廓线的差异上，J91方案给定的风廓线与基于传统Monin-Obukhov相似理论（Monin-Obukhov Similarity Theory，MOST）一致，而Z24方案的显示涌浪排放能量时，由于WC应力最大值所在位置高度受大气稳定度影响，导致稳定（不稳定）时靠近（远离）海面的风速比J91方案大。本研究还给定了包含WC应力的参数化方案，并与COARE 3.5进行对比，结果显示本研究的参数化方案在风速区间3−7 m/s的相关系数上高于COARE 3.5，而整体样本偏差比COARE 3.5小。
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摘要:
观测表明，南海贯穿流（SCSTF）在北半球冬季输送至望加锡海峡南部的巨大淡水输运，能够通过“淡水阻塞”效应影响印尼贯穿流（ITF）。本文开展了一系列数值试验，发现当卡里马塔海峡盐度增大到和望加锡海峡相当之后，通过卡里马塔海峡的体积输运和淡水输运分别为3.52 Sv和184.03 mSv，和控制试验相比分别增加了4.31%和减少了27.27%，而望加锡海峡上50 m的流量为0.11 Sv，和控制试验相比增加了34.69%；当卡里马塔海峡盐度降低0.1−0.6 psu，卡里马塔海峡处的体积输运和淡水输运分别为3.37 Sv和294.44 mSv，和控制试验相比分别减少了1.57%和增加了16.37%，而望加锡海峡上50 m的流量为0.07 Sv，和控制试验相比减少了12.5%，证实了南海贯穿流淡水输运在其中的作用。和地形封闭试验相比，盐度松弛试验可以较大改变通过卡里马塔海峡的淡水通量，而较小改变通过卡里马塔海峡的体积通量，从而分析SCSTF的低盐度表层水对ITF的影响；同时本文还将松弛试验与降水关闭试验进行了对比，进一步验证了南海冬季低盐水通过卡里马塔海峡向爪哇海的输运对印尼贯穿流的重要影响。
观测表明，南海贯穿流（SCSTF）在北半球冬季输送至望加锡海峡南部的巨大淡水输运，能够通过“淡水阻塞”效应影响印尼贯穿流（ITF）。本文开展了一系列数值试验，发现当卡里马塔海峡盐度增大到和望加锡海峡相当之后，通过卡里马塔海峡的体积输运和淡水输运分别为3.52 Sv和184.03 mSv，和控制试验相比分别增加了4.31%和减少了27.27%，而望加锡海峡上50 m的流量为0.11 Sv，和控制试验相比增加了34.69%；当卡里马塔海峡盐度降低0.1−0.6 psu，卡里马塔海峡处的体积输运和淡水输运分别为3.37 Sv和294.44 mSv，和控制试验相比分别减少了1.57%和增加了16.37%，而望加锡海峡上50 m的流量为0.07 Sv，和控制试验相比减少了12.5%，证实了南海贯穿流淡水输运在其中的作用。和地形封闭试验相比，盐度松弛试验可以较大改变通过卡里马塔海峡的淡水通量，而较小改变通过卡里马塔海峡的体积通量，从而分析SCSTF的低盐度表层水对ITF的影响；同时本文还将松弛试验与降水关闭试验进行了对比，进一步验证了南海冬季低盐水通过卡里马塔海峡向爪哇海的输运对印尼贯穿流的重要影响。
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摘要:
基于实测波浪资料，结合随机波浪理论和JONSWAP谱，研究了南海西北部海域畸形波的发生概率；并通过浮标观测数据对该海域的畸形波个数和波浪要素进行了特征统计分析，同时探讨了有效波高与周期、风速等主要参数的关联特性。结果表明：南海西北部海域畸形波的发生概率为0.0059 %。分析该海域不同季节中有效波陡\begin{document}$ \delta $\end{document} ![]()
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基于实测波浪资料，结合随机波浪理论和JONSWAP谱，研究了南海西北部海域畸形波的发生概率；并通过浮标观测数据对该海域的畸形波个数和波浪要素进行了特征统计分析，同时探讨了有效波高与周期、风速等主要参数的关联特性。结果表明：南海西北部海域畸形波的发生概率为
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摘要:
本研究基于舟山渔场鱼类群落调查数据，采用自抽样技术模拟稀有种和常见种种类数随机丧失，并通过生物量比例递减法模拟生物量丧失情景，以探究不同生态类群丧失对鱼类群落功能多样性的影响机制。研究结果表明，稀有种虽仅占群落总生物量的3%，但其种类数占比接近40%，在群落结构组成中具有重要地位。物种丧失情景模拟显示，稀有种种类数丧失直接影响功能多样性指数，具体表现为功能丰富度下降、功能均匀度上升，而功能离散度和二次熵指数变化不明显；常见种种类数丧失导致功能丰富度下降，其余三个功能多样性指数则保持相对稳定。在生物量丧失情景下，随着稀有种生物量减少功能丰富度保持不变而功能均匀度、功能离散度和二次熵指数均呈现下降趋势，其中功能均匀度表现为先缓后急的非线性下降，其余两个指数则呈现线性递减规律；常见种生物量丧失则引起后三个指数下降呈现先急后缓的特征。稀有种在群落中占据着独特的生态功能位，其功能性状分布于多维功能空间边缘，对维持群落功能多样性具有独特的作用。加强稀有种及其栖息地的保护是维持区域生态系统多样性和稳定性的关键策略。
本研究基于舟山渔场鱼类群落调查数据，采用自抽样技术模拟稀有种和常见种种类数随机丧失，并通过生物量比例递减法模拟生物量丧失情景，以探究不同生态类群丧失对鱼类群落功能多样性的影响机制。研究结果表明，稀有种虽仅占群落总生物量的3%，但其种类数占比接近40%，在群落结构组成中具有重要地位。物种丧失情景模拟显示，稀有种种类数丧失直接影响功能多样性指数，具体表现为功能丰富度下降、功能均匀度上升，而功能离散度和二次熵指数变化不明显；常见种种类数丧失导致功能丰富度下降，其余三个功能多样性指数则保持相对稳定。在生物量丧失情景下，随着稀有种生物量减少功能丰富度保持不变而功能均匀度、功能离散度和二次熵指数均呈现下降趋势，其中功能均匀度表现为先缓后急的非线性下降，其余两个指数则呈现线性递减规律；常见种生物量丧失则引起后三个指数下降呈现先急后缓的特征。稀有种在群落中占据着独特的生态功能位，其功能性状分布于多维功能空间边缘，对维持群落功能多样性具有独特的作用。加强稀有种及其栖息地的保护是维持区域生态系统多样性和稳定性的关键策略。
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近岸的珊瑚礁普遍受到高悬浮物的长期胁迫，但对造礁珊瑚的悬浮物耐受阈值目前了解不多，阻碍了我们对近岸造礁珊瑚群落的保护和管理。本研究以造礁珊瑚群落分布北缘——东山海域造礁珊瑚的优势种——标准盘星珊瑚（Dipsastraea speciosa）和锯齿刺星珊瑚（Cyphastrea sp.）为研究对象，采用自主设计开发的悬浮物浓度模拟控制系统，设置了4个悬浮物浓度（0 mg L−1，35 mg L−1，50 mg L−1，100 mg L−1），以珊瑚表观形态特征以及光合生理参数为指标，研究了它们对持续28天的高悬浮物暴露的生理响应。结果表明，在实验起始阶段，悬浮物处理组的刺星珊瑚和标准盘星珊瑚均呈现水螅体收缩现象，但随着时间的增加，所有处理组的两种珊瑚水螅体逐渐恢复至正常状态，且没有观察到珊瑚白化或死亡。此外，两种造礁珊瑚均表现出较强的光合生理可塑性。随着悬浮物浓度的增加，两种珊瑚的实际光量子产量（ΦPSII）也增加，并在100 mg L−1达到最大值，表明这两种珊瑚在高悬浮物浓度下可以通过增强光合作用效率来抵消光照的不足。与此同时，两种珊瑚的最大光量子产量（Fv/Fm）、叶绿素含量和虫黄藻密度在高悬浮物暴露下均维持相对稳定，表明两种珊瑚的光合性能在悬浮物胁迫下依旧保持健康状态，表明东山这两种造礁珊瑚对悬浮物的耐受阈值可能超过100 mg L−1，有着较强的高悬浮物耐受性。本研究是国内首个实现室内长期高悬浮物控制的实验，研究结果可以为我国造礁珊瑚群落的保护和管理提供基础数据支撑。
近岸的珊瑚礁普遍受到高悬浮物的长期胁迫，但对造礁珊瑚的悬浮物耐受阈值目前了解不多，阻碍了我们对近岸造礁珊瑚群落的保护和管理。本研究以造礁珊瑚群落分布北缘——东山海域造礁珊瑚的优势种——标准盘星珊瑚（Dipsastraea speciosa）和锯齿刺星珊瑚（Cyphastrea sp.）为研究对象，采用自主设计开发的悬浮物浓度模拟控制系统，设置了4个悬浮物浓度（0 mg L−1，35 mg L−1，50 mg L−1，100 mg L−1），以珊瑚表观形态特征以及光合生理参数为指标，研究了它们对持续28天的高悬浮物暴露的生理响应。结果表明，在实验起始阶段，悬浮物处理组的刺星珊瑚和标准盘星珊瑚均呈现水螅体收缩现象，但随着时间的增加，所有处理组的两种珊瑚水螅体逐渐恢复至正常状态，且没有观察到珊瑚白化或死亡。此外，两种造礁珊瑚均表现出较强的光合生理可塑性。随着悬浮物浓度的增加，两种珊瑚的实际光量子产量（ΦPSII）也增加，并在100 mg L−1达到最大值，表明这两种珊瑚在高悬浮物浓度下可以通过增强光合作用效率来抵消光照的不足。与此同时，两种珊瑚的最大光量子产量（Fv/Fm）、叶绿素含量和虫黄藻密度在高悬浮物暴露下均维持相对稳定，表明两种珊瑚的光合性能在悬浮物胁迫下依旧保持健康状态，表明东山这两种造礁珊瑚对悬浮物的耐受阈值可能超过100 mg L−1，有着较强的高悬浮物耐受性。本研究是国内首个实现室内长期高悬浮物控制的实验，研究结果可以为我国造礁珊瑚群落的保护和管理提供基础数据支撑。
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碳氮稳定同位素组成（δ13C、δ15N）在揭示鱼类的生理动态、营养关系和产地溯源等方面具有独特的优势。样品的预处理方式可能在很大程度上影响鱼类组织同位素测定结果，但相关研究报道仍显不足，缺乏对于其内在机制的规律性认认识。本研究中，我们选取大黄鱼（Larimichthys crocea）—中国最重要的海洋养殖经济鱼类之一作为研究对象，评估了鱼体组织同位素分析前处理中两个关键步骤（肌肉去脂和鳞片酸浸）对大黄鱼组织碳氮稳定同位素组成的影响。结果表明，肌肉去脂操作总体上导致大黄鱼δ13C测值显著升高，而对鳞片进行酸浸操作则导致δ13C测值降低，同位素混合模型可以较好地解释预处理方式对鱼体组织δ13C测值的影响。这两种预处理方式均导致鱼体组织δ15N测值有所升高，暗示部分氮同位素信号的损失。根据鱼类生长过程中稳定同位素的动态平衡模型，建立了肌肉与鳞片碳氮同位素的理论替代关系，证实鳞片有望作为肌肉的替代物进行氮同位素分析。本研究为探讨大黄鱼稳定同位素组成的异质性提供了关键基础数据，对理解不同组织间的代谢动态具有参考价值，并为非致死性取样技术在鱼类稳定同位素研究中的应用提供了科学依据。
碳氮稳定同位素组成（δ13C、δ15N）在揭示鱼类的生理动态、营养关系和产地溯源等方面具有独特的优势。样品的预处理方式可能在很大程度上影响鱼类组织同位素测定结果，但相关研究报道仍显不足，缺乏对于其内在机制的规律性认认识。本研究中，我们选取大黄鱼（Larimichthys crocea）—中国最重要的海洋养殖经济鱼类之一作为研究对象，评估了鱼体组织同位素分析前处理中两个关键步骤（肌肉去脂和鳞片酸浸）对大黄鱼组织碳氮稳定同位素组成的影响。结果表明，肌肉去脂操作总体上导致大黄鱼δ13C测值显著升高，而对鳞片进行酸浸操作则导致δ13C测值降低，同位素混合模型可以较好地解释预处理方式对鱼体组织δ13C测值的影响。这两种预处理方式均导致鱼体组织δ15N测值有所升高，暗示部分氮同位素信号的损失。根据鱼类生长过程中稳定同位素的动态平衡模型，建立了肌肉与鳞片碳氮同位素的理论替代关系，证实鳞片有望作为肌肉的替代物进行氮同位素分析。本研究为探讨大黄鱼稳定同位素组成的异质性提供了关键基础数据，对理解不同组织间的代谢动态具有参考价值，并为非致死性取样技术在鱼类稳定同位素研究中的应用提供了科学依据。
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基于自制的分离富集装置，使用Toyopearl AF-chelate 650M螯合树脂对海水中15种痕量元素（Al、Sc、V、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Cd、Nd、Pb、Bi、Th和U）进行了分离富集样品前处理技术方法的研究，优化了上样pH、清洗液的类型和用量、洗脱液类型和用量，并联合高分辨率电感耦合等离子质谱仪（HR-ICP-MS）进行准确的测定。结果表明：8.92 mL的海水样品与醋酸−醋酸铵缓冲溶液以1∶1等比例混合（上样pH = 5.25）后加载到螯合树脂上，然后使用8.0 mL Milli-Q水清洗基体杂质，最后使用2.25 mL 0.8 mol/L HNO3洗脱。洗脱液加入Rh内标后使用HR-ICP-MS测定。方法全流程空白为0.27（Cd）～52.5（Al）pg，方法检出限为0.06（Cd）～1.67（Zn）ng/L，在0.010～50.0 μg/L浓度范围内线性关系良好（R2 > 0.999）。该方法通过分析标准海水GBW(E)080040和国际标准海水CASS-6进行了验证，GBW(E)080040中Cu、Zn、Cd、Pb的测定值均落在标准值范围内，相对误差绝对值 < 4.1%，相对标准偏差（RSD） < 4.1%，15种痕量元素的加标回收率在92.6%～107%之间。CASS-6的测定结果与认证值和报告值一致，RSD < 6.4%。本方法前处理过程简单快速、基质去除率高、检出限低、准确度高、精密度好，适用于天然淡水、饮用水、河口近岸以及大洋海水中15种痕量元素的同时准确测定。
基于自制的分离富集装置，使用Toyopearl AF-chelate 650M螯合树脂对海水中15种痕量元素（Al、Sc、V、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Cd、Nd、Pb、Bi、Th和U）进行了分离富集样品前处理技术方法的研究，优化了上样pH、清洗液的类型和用量、洗脱液类型和用量，并联合高分辨率电感耦合等离子质谱仪（HR-ICP-MS）进行准确的测定。结果表明：8.92 mL的海水样品与醋酸−醋酸铵缓冲溶液以1∶1等比例混合（上样pH = 5.25）后加载到螯合树脂上，然后使用8.0 mL Milli-Q水清洗基体杂质，最后使用2.25 mL 0.8 mol/L HNO3洗脱。洗脱液加入Rh内标后使用HR-ICP-MS测定。方法全流程空白为0.27（Cd）～52.5（Al）pg，方法检出限为0.06（Cd）～1.67（Zn）ng/L，在0.010～50.0 μg/L浓度范围内线性关系良好（R2 > 0.999）。该方法通过分析标准海水GBW(E)080040和国际标准海水CASS-6进行了验证，GBW(E)080040中Cu、Zn、Cd、Pb的测定值均落在标准值范围内，相对误差绝对值 < 4.1%，相对标准偏差（RSD） < 4.1%，15种痕量元素的加标回收率在92.6%～107%之间。CASS-6的测定结果与认证值和报告值一致，RSD < 6.4%。本方法前处理过程简单快速、基质去除率高、检出限低、准确度高、精密度好，适用于天然淡水、饮用水、河口近岸以及大洋海水中15种痕量元素的同时准确测定。
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碳酸钙（CaCO3）作为贝壳的主要成分，与有机质框架相互作用形成贝壳，为贝类提供保护作用。Ca2+是CaCO3的重要组成部分，其在贝类体内的获取、转运、沉淀过程均会显著影响CaCO3沉积。然而，目前关于贝壳中碳酸钙沉积过程以及相关基因的作用机制仍不明晰。钙调蛋白（Calmodulin, CaM）是一种广泛存在于真核细胞中并与Ca2+特异性结合的蛋白，主要参与细胞信号转导、靶酶活性调控和Ca2+稳态调节等多种生理过程。为研究CaM基因与贝壳碳酸钙沉积的关系，本研究对缢蛏CaM基因（ScCaM）进行分子鉴定和表达特征分析，并研究了ScCaM重组蛋白的Ca2+结合活性及其在CaCO3沉积中的作用。结果显示，ScCaM基因共编码149个氨基酸，含有4个连续EF-hand结构域；ScCaM在各组织中均能表达，其中在鳃和外套膜组织中表达水平显著高于足、水管、闭壳肌和肝胰腺等组织（P < 0.05）；缢蛏壳碳酸钙含量与其壳重呈正比，并且贝壳重量较大的个体，其ScCaM基因表达水平较高。ScCaM重组蛋白具有钙离子结合活性，可加快碳酸钙沉淀速率，并且促进效应呈现出明显的蛋白浓度依赖性。结果表明，ScCaM基因/蛋白表达与贝壳碳酸钙含量密切相关，即ScCaM基因/蛋白表达量升高，可增强Ca2+运输效率，促进壳碳酸钙沉积，从而提高贝壳重量。本研究初步探讨了ScCaM基因在贝壳碳酸钙沉积中的作用，为解析缢蛏贝壳形成的分子机制提供了理论基础。
碳酸钙（CaCO3）作为贝壳的主要成分，与有机质框架相互作用形成贝壳，为贝类提供保护作用。Ca2+是CaCO3的重要组成部分，其在贝类体内的获取、转运、沉淀过程均会显著影响CaCO3沉积。然而，目前关于贝壳中碳酸钙沉积过程以及相关基因的作用机制仍不明晰。钙调蛋白（Calmodulin, CaM）是一种广泛存在于真核细胞中并与Ca2+特异性结合的蛋白，主要参与细胞信号转导、靶酶活性调控和Ca2+稳态调节等多种生理过程。为研究CaM基因与贝壳碳酸钙沉积的关系，本研究对缢蛏CaM基因（ScCaM）进行分子鉴定和表达特征分析，并研究了ScCaM重组蛋白的Ca2+结合活性及其在CaCO3沉积中的作用。结果显示，ScCaM基因共编码149个氨基酸，含有4个连续EF-hand结构域；ScCaM在各组织中均能表达，其中在鳃和外套膜组织中表达水平显著高于足、水管、闭壳肌和肝胰腺等组织（P < 0.05）；缢蛏壳碳酸钙含量与其壳重呈正比，并且贝壳重量较大的个体，其ScCaM基因表达水平较高。ScCaM重组蛋白具有钙离子结合活性，可加快碳酸钙沉淀速率，并且促进效应呈现出明显的蛋白浓度依赖性。结果表明，ScCaM基因/蛋白表达与贝壳碳酸钙含量密切相关，即ScCaM基因/蛋白表达量升高，可增强Ca2+运输效率，促进壳碳酸钙沉积，从而提高贝壳重量。本研究初步探讨了ScCaM基因在贝壳碳酸钙沉积中的作用，为解析缢蛏贝壳形成的分子机制提供了理论基础。
, 最新更新时间 , doi: 10.12284/hyxb2025006
摘要:
研究滨海沙滩微塑料的赋存与动态特征对于海岸带综合管理、评估生态风险具有重要意义。以往研究表明物理过程是影响滨海沙滩微塑料赋存特征的关键因素，但针对台风这种极端气象过程对微塑料污染分布的影响还探讨较少。本研究在台风“海葵”发生前后对厦门市滨海沙滩开展野外固定样地实验，分析台风前后沙滩沉积物中微塑料丰度、组成以及多样性的变化。结果表明，台风“海葵”前厦门市沙滩的微塑料丰度为（251.5 ± 27.9）n/kg，台风后该数值显著降低至（127.0 ± 18.8）n/kg。台风前后沙滩中微塑料的组成特征发生鲜明变化，不同形状、尺寸的微塑料丰度对台风的响应不同。其中，尺寸小于500 μm的微塑料占比显著下降，纤维状颗粒占比上升。台风后沙滩沉积物理化性质明显变化，其中中值粒径和容重均显著下降。此外，台风导致微塑料多样性变化：Shannon-Wiener多样性指数在多数站点下降，Pielou’s均匀度指数在台风后普遍上升。台风对沙滩微塑料分布的影响是极端天气中多种动态物理过程的复杂耦合作用，同时也与海岸位置、底质条件等要素密切相关。实现台风过程对微塑料污染动态的模拟和预报仍需结合野外受控实验等手段对相关机理开展系统综合研究。
研究滨海沙滩微塑料的赋存与动态特征对于海岸带综合管理、评估生态风险具有重要意义。以往研究表明物理过程是影响滨海沙滩微塑料赋存特征的关键因素，但针对台风这种极端气象过程对微塑料污染分布的影响还探讨较少。本研究在台风“海葵”发生前后对厦门市滨海沙滩开展野外固定样地实验，分析台风前后沙滩沉积物中微塑料丰度、组成以及多样性的变化。结果表明，台风“海葵”前厦门市沙滩的微塑料丰度为（251.5 ± 27.9）n/kg，台风后该数值显著降低至（127.0 ± 18.8）n/kg。台风前后沙滩中微塑料的组成特征发生鲜明变化，不同形状、尺寸的微塑料丰度对台风的响应不同。其中，尺寸小于500 μm的微塑料占比显著下降，纤维状颗粒占比上升。台风后沙滩沉积物理化性质明显变化，其中中值粒径和容重均显著下降。此外，台风导致微塑料多样性变化：Shannon-Wiener多样性指数在多数站点下降，Pielou’s均匀度指数在台风后普遍上升。台风对沙滩微塑料分布的影响是极端天气中多种动态物理过程的复杂耦合作用，同时也与海岸位置、底质条件等要素密切相关。实现台风过程对微塑料污染动态的模拟和预报仍需结合野外受控实验等手段对相关机理开展系统综合研究。
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利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式，分析了2019年9号台风Lekima影响黄海北部期间发生的一次海雾过程，结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾，台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送，为海雾的形成和发展提供充足的水汽，同时其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层，在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构，也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变，从而导致的湍流混合增强和大气边界层稳定度下降是引发海雾消散的重要原因。
利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式，分析了2019年9号台风Lekima影响黄海北部期间发生的一次海雾过程，结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾，台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送，为海雾的形成和发展提供充足的水汽，同时其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层，在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构，也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变，从而导致的湍流混合增强和大气边界层稳定度下降是引发海雾消散的重要原因。
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基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果，本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明，在印尼潜艇失事海域和时间，源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域，振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果，本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明，在印尼潜艇失事海域和时间，源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域，振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
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海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量，我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果，但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样，将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼（Scomber japonicus）捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系，探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明，净初级生产力与标准化CPUE（Catch Per Unit Effort）不存在显著的线性关系（P>0.05），但呈显著非线性关系（P<0.05），且这种非线性关系表现为倒抛物线，即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高，但当净初级生产力进一步增加，鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制，但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量，我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果，但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样，将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼（Scomber japonicus）捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系，探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明，净初级生产力与标准化CPUE（Catch Per Unit Effort）不存在显著的线性关系（P>0.05），但呈显著非线性关系（P<0.05），且这种非线性关系表现为倒抛物线，即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高，但当净初级生产力进一步增加，鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制，但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
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