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基于机器学习的西南印度洋深海散射层声学资源密度预测

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上海海洋大学学报 2024年

作者：万树杰陈新军国家远洋渔业工程技术研究中心大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室农业农村部大洋渔业开发重点实验室上海海洋大学海洋生物资源与管理学院

预测大洋中深海散射层的资源丰度与分布，对指示海洋保护动物与重要渔场分布，开发散射层中的渔业资源等具有重要意义。本研究以海里面积散射系数（Nautical area scattering coefficient，NASC）作为散射层的资源密度指标，综合多个环... 详细信息

预测大洋中深海散射层的资源丰度与分布，对指示海洋保护动物与重要渔场分布，开发散射层中的渔业资源等具有重要意义。本研究以海里面积散射系数（Nautical area scattering coefficient，NASC）作为散射层的资源密度指标，综合多个环境因子，利用K-means聚类和SSA-XGBoost模型，实现了对西南印度洋散射层资源密度的分类预测。结果表明，模型预测的准确率为80.51%，精确率76%，召回率78%，样本数据与预测数据的高密度区域空间分布相匹配，模型的应用效果较好。通过对2011年不同季节散射层密度的预测，发现散射层高密度区的重心由东南向西北方向移动，其中春季时期重心的纬度最大，冬季时重心的纬度最小，重心点在东南-西北方向上的离散性大于东北-西南方向。本研究可为阐明散射层大尺度空间分布和资源变动规律提供新的方法。

关键词：深海散射层机器学习声学资源密度西南印度洋

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西南印度洋深海热液区铠甲虾初探

海洋通报 2011年第1期30卷 88-93页

作者：黄丁勇林荣澄牛文涛王建佳国家海洋局第三海洋研究所福建厦门361005

简述了深海热液区铠甲虾的分类研究现状,整理出铠甲虾总科下属科的形态分类检索表,并对2008年10月-2009年2月中国大洋科考第20航次在西南印度洋深海热液区获得的铠甲虾样品进行详细的形态描述和分类,初步鉴定为5种,隶属于2科5属,分别是... 详细信息

简述了深海热液区铠甲虾的分类研究现状,整理出铠甲虾总科下属科的形态分类检索表,并对2008年10月-2009年2月中国大洋科考第20航次在西南印度洋深海热液区获得的铠甲虾样品进行详细的形态描述和分类,初步鉴定为5种,隶属于2科5属,分别是:劣柱虾科(Chirostylidae)的折尾虾(Uroptychus sp.),铠甲虾科(Galatheidae)的刺铠虾(Munida sp.)、颈刺铠虾(Cervimunida sp.)、异刺铠虾(Heteronida sp.)和卫铠虾(Raymunida sp.),这5种铠甲虾皆隶属于铠甲虾总科(Galatheoidea)。

关键词：西南印度洋深海热液区铠甲虾形态分类

西南印度洋中脊钙质沉积物地球化学及矿物学特征

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地质科技情报 2013年第1期32卷 107-113页

作者：陈圆圆于炳松苏新于淼中国地质大学地球科学与资源学院中国地质大学海洋科学学院北京100083

深海沉积物研究能够为海底资源开发利用提供丰富的信息,对推动沉积学发展具有重要的理论意义。以中国大洋科考20航次西南印度洋中脊附近的钙质沉积物为研究对象,选取了10个沉积物样品进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜分析、碳氧同位... 详细信息

深海沉积物研究能够为海底资源开发利用提供丰富的信息,对推动沉积学发展具有重要的理论意义。以中国大洋科考20航次西南印度洋中脊附近的钙质沉积物为研究对象,选取了10个沉积物样品进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜分析、碳氧同位素及微量元素测试。结果表明,研究区钙质沉积物矿物组成主要为方解石,黏土矿物含量较低。方解石以钙质超微化石颗石藻及有孔虫的形态存在,碳氧同位素特征显示超微化石生活在正常的近表层海水环境中,死亡后埋藏环境稳定。稀土元素具有总量低、轻重稀土元素分异明显、Eu中等负异常、Ce中等负异常的特征。微量元素中富亲石元素、贫亲铁元素,亲生物元素Sr、Ba含量远高于其他元素。微量元素特征及Ceanom值说明沉积环境偏氧化。沉积物中大量的生物成因方解石及地球化学特征反映了研究区物源以生物源为主、含有少量陆源及幔源物质的特点。

关键词：西南印度洋钙质沉积物超微化石地球化学

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西南印度洋深海热液羽流海水细菌的多样性

微生物学报 2012年第11期52卷 1318-1325页

作者：任菲郗丽君宋磊朱雅新董志扬黄英黄力戴欣中国科学院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室北京100101

【目的】分析西南印度洋深海热液羽流细菌的多样性特点,为认识该特殊环境微生物对大洋生态系统的影响,以及获得特殊的微生物资源奠定基础。【方法】将西南印度洋深海热液羽流海水进行原位浓缩,对获得的1000倍浓缩海水样品进行富集培养... 详细信息

【目的】分析西南印度洋深海热液羽流细菌的多样性特点,为认识该特殊环境微生物对大洋生态系统的影响,以及获得特殊的微生物资源奠定基础。【方法】将西南印度洋深海热液羽流海水进行原位浓缩,对获得的1000倍浓缩海水样品进行富集培养和微生物纯培养;通过构建原始海水浓缩样品和富集培养物的16S rRNA基因克隆文库,结合纯培养获得的微生物菌株的16S rRNA基因,分析该样品的细菌多样性结构和特点。【结果】共获得104个16S rRNA基因,其中50个来自原始热液羽流浓缩海水样品,40个来自富集培养物,14个来自分离获得的纯培养,它们分属于γ-变形菌群(γ-Proteobacteria)(74个),α-变形菌群(α-Proteobacteria)(14个),β-变形菌群(β-Proteobacteria)(5个),拟杆菌群(Bacteroidetes)(4个),厚壁菌群(Firmicutes)(2个),浮霉状菌(Planctomycetes)(2个),疣微菌(Verrucomicrobia)(2个)以及放线菌(Actinobacteria)(1个),共29个不同的操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs)。26个序列与已知微生物16S rRNA基因相似性低于97%,最低的只有86%。【结论】西南印度洋热液羽流存在较丰富的微生物多样性,以γ-Proteobacteria为优势类群,其次为α-Proteobacteria;该环境中存在较多尚未获得分离培养的微生物新属种。

关键词：西南印度洋热液羽流 16SrRNA基因细菌多样性

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西南印度洋构造地貌与构造过程

大地构造与成矿学 2015年第1期39卷 15-29页

作者：李三忠索艳慧余珊赵淑娟戴黎明曹花花张臻刘为勇张国堙海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海底科学重点实验室浙江杭州310012

本文基于海底水深数据,制定了西南印度洋超慢速扩张脊新的海底构造地貌划分原则,将西南印度洋划分为7级构造地貌单元；并以该洋中脊中段的Discovery II和Gallieni转换断层之间及其邻区的海底构造地貌特征为依据,将其与该区断裂演化、分... 详细信息

本文基于海底水深数据,制定了西南印度洋超慢速扩张脊新的海底构造地貌划分原则,将西南印度洋划分为7级构造地貌单元；并以该洋中脊中段的Discovery II和Gallieni转换断层之间及其邻区的海底构造地貌特征为依据,将其与该区断裂演化、分段性、分段拓展机制、中央裂谷形成过程、脊–柱相互作用和洋中脊跃迁进行综合分析。结果表明,该区洋中脊可以划分为4个三级构造地貌单元（即洋中脊的一级分段）,从西向东被Andrew Bain和Prince Edwards、Discovery II以及Gallieni转换断层依次分割,分别反映为强热点–洋中脊相互作用的扩张脊、弱热点–洋中脊相互作用的扩张脊和正常超慢速扩张脊的地貌类型。每个三级分段可进一步划分为3~4个四级分段,本文仅侧重Discovery II和Gallieni转换断层间洋中脊四到七级的4个级别分段划分（即洋中脊的四级构造地貌单元再划分为3级）。其中,第七级构造地貌单元分别为侧列式裂谷（剪切带）、雁列式裂谷、横断层带等构造分割。该段洋中脊先后受 Marion、Crozet、Madagascar 等热点或海台的影响,经历了3次洋中脊跃迁,时间大致分别为80 Ma,60 Ma和40 Ma,该过程与冈瓦纳大陆裂解以来的大洋演化有关。最后,本文详细分析了20 Ma以来的西南印度洋洋中脊轴部的周期性拉分式断陷、多米诺式箕状断陷、地堑式断陷和海洋核杂岩等构造过程。

关键词：西南印度洋转换断层分段性构造地貌断层组合

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西南印度洋真光层海水中固氮细菌多样性

海洋学研究 2015年第3期33卷 54-61页

作者：谢尚微杨俊毅张东声王春生国家海洋局第二海洋研究所浙江杭州310012 国家海洋局海洋生态系统与生物地球化学重点实验室浙江杭州310012

本文通过构建克隆文库和基因测序的方法研究了西南印度洋真光层海水中固氮细菌nifH基因的多样性。从构建的2个nifH基因克隆文库中共获得76条有效序列,其中46条来自CTD13-30m文库,分属10个OTUs;30条来自CTD13-125m文库,分属8个OTUs。系... 详细信息

本文通过构建克隆文库和基因测序的方法研究了西南印度洋真光层海水中固氮细菌nifH基因的多样性。从构建的2个nifH基因克隆文库中共获得76条有效序列,其中46条来自CTD13-30m文库,分属10个OTUs;30条来自CTD13-125m文库,分属8个OTUs。系统发育分析结果显示,研究站位nifH基因序列主要分布于Cluster I和Cluster III两个分支,其中Cluster I中包含蓝细菌和变形菌两个分支,蓝细菌以Group B为优势类群,并未获得束毛藻和Group A的nifH基因序列。此外还有少数nifH基因序列分布于Cluster II。总体来看,西南印度洋固氮生物基因与大西洋的亲缘关系更近;固氮生物的多样性较为丰富,受环境条件的影响,群落结构与其它热带、亚热带寡营养海域具有明显的不同。

关键词：固氮生物 nifH基因多样性西南印度洋

西南印度洋龙(方斤)热液区羽流信号的检测与通量估算

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海洋学研究 2015年第4期33卷 43-52页

作者：陈小丹梁楚进董昌明卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 国家海洋局第二海洋研究所浙江杭州310012 南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 地球与行星物理研究所美国加州大学洛杉矶分校美国加利福尼亚州洛杉矶90095

热液流体在物理化学特征方面与周围海水存在较大差异,探测温度异常和浊度异常是寻找热液羽状流信号的重要手段。本文采用"大洋一号"科考船第20航次的拖曳CTD数据和浊度数据,以及21航次的定点CTD数据,研究了西南印度洋龙(方斤)热液区的... 详细信息

热液流体在物理化学特征方面与周围海水存在较大差异,探测温度异常和浊度异常是寻找热液羽状流信号的重要手段。本文采用"大洋一号"科考船第20航次的拖曳CTD数据和浊度数据,以及21航次的定点CTD数据,研究了西南印度洋龙(方斤)热液区的温度异常和浊度异常现象。研究表明热液区中性浮力层在水深2 550~2 650 m间,厚度约为100 m,温度异常达0.01℃;水深2 750~2 800m间亦有温度异常,最大可达0.08℃;温度异常水深处存在相应的浊度异常。深层背景海水位温和位密间存在简单线性关系。此外,经初步估计,热液活动区初始浮力通量为8.78×10^(-4)m^4/s^3;通过中性浮力层估算热液热通量,约为130±43MW。

关键词：西南印度洋热液羽流温度异常浊度异常热通量

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夏季西南印度洋叶绿素a分布特征

生态学报 2012年第14期32卷 4525-4534页

作者：洪丽莎王春生周亚东林钟扬王小谷宋迅殊国家海洋局第二海洋研究所杭州310012 国家海洋局海洋生态系统与生物地球化学重点实验室杭州310012 卫星海洋环境动力学国家重点实验室杭州310012

分析了2011年1月西南印度洋叶绿素a的分布特征及其粒级结构,并结合水动力学环境和营养盐数据探讨了其主要影响因素。结果表明,西南印度洋副热带涡流(IOSG)区表层叶绿素a浓度较低,不超过0.07 mg/m3,次表层叶绿素a浓度最大值所在水层较深... 详细信息

分析了2011年1月西南印度洋叶绿素a的分布特征及其粒级结构,并结合水动力学环境和营养盐数据探讨了其主要影响因素。结果表明,西南印度洋副热带涡流(IOSG)区表层叶绿素a浓度较低,不超过0.07 mg/m3,次表层叶绿素a浓度最大值所在水层较深,超过100 m;副热带聚集区(SCZ)表层叶绿素a浓度较高(0.164—0.247 mg/m3),次表层叶绿素a浓度最大值出现在50—70 m层。硝酸盐是该海区浮游植物生长的主要限制因素。微微型(pico)粒级的浮游植物占绝对优势,所有站位其对总叶绿素a的平均贡献率为71.1%,微型(nano)粒级次之(24.2%),小型(net)粒级所占比例最小(4.7%),其中IOSG区pico粒级对总叶绿素a的平均贡献率为77.9%,SCZ的pico粒级对总叶绿素a的平均贡献率为66.7%。IOSG区和SCZ海区之间水动力学环境的不同,可能导致了这两个海区叶绿素a的分布特征及粒级结构的较大差异。

关键词：西南印度洋叶绿素a 粒级结构

面向西南印度洋多源科考数据的可扩展管理系统

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浙江大学学报（理学版） 2017年第4期44卷 493-498页

作者：成玉良苏程章孝灿浙江大学空间信息技术研究所浙江杭州310027

为了使科考数据的存储和管理适应未来科学考察动态化、多样化发展的需要,在全面分析多源科考数据特点的基础上,结合成熟的数据库管理系统SQL Server以及空间数据库引擎ArcSDE,对多源科考数据的存储组织结构和可视化管理进行了分析和研究... 详细信息

为了使科考数据的存储和管理适应未来科学考察动态化、多样化发展的需要,在全面分析多源科考数据特点的基础上,结合成熟的数据库管理系统SQL Server以及空间数据库引擎ArcSDE,对多源科考数据的存储组织结构和可视化管理进行了分析和研究,提出了一套多源科考数据管理方案.设计并实现了西南印度洋多金属硫化物科学考察数据管理系统,该系统主要由多源科考数据的统一存储管理和可视化空间操作等功能模块组成,具有良好的适应性和扩展性,可满足实际应用需求.

关键词：西南印度洋多源科考数据空间数据库引擎数据库管理系统