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2021年6月和9月唐山近岸海域浮游植物群落结构特征及影响因素

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海洋科学进展 2024年第1期42卷 75-91页

作者：马新姚抒含徐金涛张万磊杨雯王众李微微谭法启国家海洋局秦皇岛海洋环境监测中心站河北秦皇岛066002

依据2021年6月和9月唐山近岸海域的生态现状调查数据,分析该海域浮游植物群落结构的时空变化特征及其影响因素。结果显示:2021年6月和9月共检出浮游植物3门39属79种;6月有4种优势种,以硅藻-甲藻混合占优;9月有5种优势种,均为硅藻;2个月... 详细信息

依据2021年6月和9月唐山近岸海域的生态现状调查数据,分析该海域浮游植物群落结构的时空变化特征及其影响因素。结果显示:2021年6月和9月共检出浮游植物3门39属79种;6月有4种优势种,以硅藻-甲藻混合占优;9月有5种优势种,均为硅藻;2个月无共有优势种。6月浮游植物丰度平均值为7.48×10^(4)个·m^(-3),9月为316.99×10^(4)个·m^(-3),浮游植物丰度的空间分布整体均表现出近岸高远岸低的分布趋势。聚类分析和多维尺度分析表明,2021年6月和9月唐山近岸海域浮游植物群落结构显著不同,物种演替明显,且6月浮游植物群落结构的差异性大于9月。冗余分析(RDA)显示,造成调查海域浮游植物群落结构6月和9月间存在显著差异的主要影响因素为盐度、温度、活性磷酸盐和悬浮物。6月海水环境特征为低温高盐水,磷酸盐质量浓度较低,而悬浮物质量浓度较高;9月海水环境特征为高温低盐水,活性磷酸盐较充足,悬浮物质量浓度较低。

关键词：唐山近岸海域浮游植物群落结构环境因素冗余分析

面向无人机海岸带生态系统监测的语义分割基准数据集

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中国图象图形学报 2024年第8期29卷 2162-2174页

作者：王胜科王贤栋曲亮姚凤芹刘莹莹李聪慧王玉瑱仲国强中国海洋大学信息科学与工程学部青岛266100 国家海洋局北海环境监测中心青岛266033

目的海岸带生态系统的监测是维护生态平衡和可持续发展的重要任务。语义分割技术在遥感影像中的应用为海岸带生态系统的精准监测提供了有效手段。然而,目前该领域仍面临一个挑战,即缺乏公开的专门面向海岸带生态系统的语义分割基准数据... 详细信息

目的海岸带生态系统的监测是维护生态平衡和可持续发展的重要任务。语义分割技术在遥感影像中的应用为海岸带生态系统的精准监测提供了有效手段。然而,目前该领域仍面临一个挑战,即缺乏公开的专门面向海岸带生态系统的语义分割基准数据集。方法受到自然环境和人为因素的共同影响,海岸带外部形态变化快,目前的卫星遥感和常规的人工测量、船载作业等监测方式已难以满足实时观测的要求。因此本文首先利用无人机对海岸带典型生态群落进行拍摄、采集和标注,构建了面向海岸带生态系统的基准数据集,名为OUC-UAV-SEG。接着,通过统计的方法,对OUC-UAV-SEG进行定量分析,并对数据集中存在的挑战进行了深入探讨。最后,使用典型视觉语义分割算法对OUC-UAV-SEG展开评估。结果对OUC-UAV-SEG数据集进行了基准测试,评估了当前可用的语义分割算法在该数据集上的性能,并揭示了这些算法的局限性。结论OUC-UAV-SEG数据集的建立为海岸带生态系统的监测提供了新的资源,有助于科学家、生态学家和决策者们更好地了解海岸带生态系统的现状和变化趋势,为海洋生态保护和管理提供更精确的信息。该数据集链接:https://***/OucCVLab/OUC-UAV-SEG。

关键词：海岸带生态系统遥感无人机(UAV) 基准数据集语义分割

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活性铁对海洋沉积物中有机碳的保存作用

应用海洋学学报 2024年第2期43卷 384-394页

作者：李亢黄华梅国家海洋局南海规划与环境研究院广东广州510300 中国科学院南海海洋研究所广东广州510301

沉积物碳汇是海洋碳汇的重要组成部分,揭示沉积物的储碳机制对研究气候变化与全球碳循环的相互作用具有重要意义。矿物对有机碳的保护作用是有机碳最重要的稳定机制,其中活性铁(Fe_(R))在沉积物有机碳的累积作用中发挥着捕获有机碳并形... 详细信息

沉积物碳汇是海洋碳汇的重要组成部分,揭示沉积物的储碳机制对研究气候变化与全球碳循环的相互作用具有重要意义。矿物对有机碳的保护作用是有机碳最重要的稳定机制,其中活性铁(Fe_(R))在沉积物有机碳的累积作用中发挥着捕获有机碳并形成“铁锈碳汇”的重要作用。本文系统梳理了近年来关于海洋沉积物中Fe_(R)的固碳的研究成果,总结了海洋沉积物中Fe_(R)的提取方式、类型、固碳量、固碳机制、结合有机质来源及分子类型,阐述了Fe_(R)固碳的重要意义,旨在加深对矿物与有机碳相互作用的理解。海洋沉积物中Fe_(R)常通过柠檬酸盐-碳酸氢盐-连二亚硫酸盐(CBD)还原提取,主要以针铁矿、水铁矿及赤铁矿等氧化物形式存在。Fe_(R)可以结合沉积物中约80%的有机碳,结合机制包括以配体交换为主的吸附机制和共沉淀/螯合机制。Fe_(R)与有机碳的结合机制可依据铁结合有机碳(Fe_(R)-OC)与Fe_(R)的摩尔比值(Fe_(R)-OC∶Fe_(R))简单判定,当Fe_(R)-OC∶Fe_(R)低于1.00时以吸附方式结合,大于1.00时以共沉淀方式结合,且共沉淀相比吸附机制具有更高的有机碳结合量及稳定性。大部分海洋沉积物中Fe_(R)优先与海源类有机质结合,但在氧化还原频繁的河口及三角洲地区倾向与陆源类有机质结合。分子模拟实验、木质素氧化降解及近边X射线吸收精细结构光谱表明Fe_(R)与芳香碳及羧基碳等有机质具有更高的亲和性。Fe_(R)对有机质的稳定保存及减缓气候变化引起的负反馈具有重要意义,建议未来更多关注沉积物中有机质与铁矿物结合的具体过程及不同沉积环境Fe_(R)固碳的差异机制,更加关注不同结合机制的定量化及重要性对比研究。

关键词：海洋地质学海洋沉积物活性铁有机碳固碳量结合机制

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政府经济体制改革之预算一体化初探讨

财经界 2024年第6期 12-14页

作者：孙静宜国家海洋局北海预报中心

自2019年起，财政部就开始部署预算一体化方案，制定了预算一体化规范及统一的技术标准，2021年该项目正式启动，先在试点单位上线基础信息、项目库、预算编制等模块，经过一年的磨合后在全范围上线。根据基层工作经历，初步探讨预算一... 详细信息

自2019年起，财政部就开始部署预算一体化方案，制定了预算一体化规范及统一的技术标准，2021年该项目正式启动，先在试点单位上线基础信息、项目库、预算编制等模块，经过一年的磨合后在全范围上线。根据基层工作经历，初步探讨预算一体化想要达到的目标，带来的积极意义以及在工作实践中发现的问题而提出的建议。

关键词：预算一体化制度改革

长短期记忆神经网络(LSTM)对风暴潮数值模拟的优化应用

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海洋预报 2024年第4期41卷 1-10页

作者：陈鸿生林小刚林晓珍自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510301 国家海洋局汕尾海洋环境监测中心站广东汕尾516600 国家海洋局深圳海洋环境监测中心站广东深圳518000

利用长短期记忆神经网络和数值模式相结合的方法,设计了两套针对粤东遮浪海洋站点台风风暴潮增水的预报优化方案。与实测资料对比结果显示,长短期记忆神经网络方法可以显著改善数值模式模拟结果的准确性,最大增水和主振过程中增水后报... 详细信息

利用长短期记忆神经网络和数值模式相结合的方法,设计了两套针对粤东遮浪海洋站点台风风暴潮增水的预报优化方案。与实测资料对比结果显示,长短期记忆神经网络方法可以显著改善数值模式模拟结果的准确性,最大增水和主振过程中增水后报结果的平均绝对误差、平均相对误差和平均改善幅度分别为7.1 cm、8.2%、74%和16.1 cm、34.7%、33%。进一步分析表明,利用台风信息预测数值模拟结果的订正值可以有效改善神经网络方法的不稳定性,比直接预测风暴潮增水值更加准确、可靠。

关键词：长短期记忆神经网络台风风暴潮数值模拟

基于分层生成对抗网络的短临降水预报方法研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 23-32页

作者：曾强胜郭敬天任鹏黄文华王宁国家海洋局北海预报中心山东青岛266061 中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266555

本文使用深度学习方法中的生成对抗网络(GAN)来提升短临降水预报的准确率,提出了一个基于历史雷达回波图序列预测未来雷达回波图序列的分层生成对抗网络(HGAN)方法。HGAN方法由全局生成器和局部鉴别器两部分组成,全局生成器以多子网的... 详细信息

本文使用深度学习方法中的生成对抗网络(GAN)来提升短临降水预报的准确率,提出了一个基于历史雷达回波图序列预测未来雷达回波图序列的分层生成对抗网络(HGAN)方法。HGAN方法由全局生成器和局部鉴别器两部分组成,全局生成器以多子网的层次结构构建,采用上采样过程训练模型,捕捉雷达回波的演变趋势,有利于生成清晰的未来雷达回波图。局部鉴别器根据局部区域将预测的雷达回波图与观测的雷达回波图区分开,并引入缓冲区机制,保存历史预测序列,使最终预测的结果更加符合时序性。两者以对抗的方式加以训练,得到的模型能够生成足够清晰且接近真实的未来雷达回波序列,对于回波强度极值和范围的刻画更为准确。对HGAN和GAN进行测试集检验及个例分析,分析结果验证了HGAN对雷达回波预测的有效性。同时在检验反射率阈值相同的情况下,HGAN的临界成功指数命中率高于GAN,而虚警率低于GAN,且在相同预测时长下,HGAN结构相似性指数(SSIM)优于GAN。

关键词：短临降水雷达回波分层生成对抗网络全局生成器局部鉴别器

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台风期间盐沼消波效应的观测研究——以珠江口芒洲湿地为例

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广西科学 2024年第1期31卷 79-86页

作者：孙璐黄盛赵军鹏何薇周水华邓伟陈新平国家海洋局南海环境监测中心广东广州510300 海南南沙珊瑚礁生态系统国家野外科学观测研究站广东广州510300 国家海洋局南海预报中心广东广州510300 自然资源部海洋减灾中心北京100194

滨海盐沼可以减少风暴潮和台风浪的冲击,从而增强海岸抵御台风等自然灾害的能力,减少经济损失,在保护海岸和防灾减灾等方面起到重要作用。本研究利用2020年6月台风“鹦鹉”活动期间珠江口芒洲湿地的现场实测波浪数据来分析其消浪功能,... 详细信息

滨海盐沼可以减少风暴潮和台风浪的冲击,从而增强海岸抵御台风等自然灾害的能力,减少经济损失,在保护海岸和防灾减灾等方面起到重要作用。本研究利用2020年6月台风“鹦鹉”活动期间珠江口芒洲湿地的现场实测波浪数据来分析其消浪功能,以定量研究盐沼植被的消波效应。结果表明,台风“鹦鹉”期间,芒洲湿地测得风暴潮最大增水达0.43 m,漫滩时间大于6 h;实测波浪通过宽度100 m和230 m盐沼植被带的波高衰减率分别为90.5%和97.2%,植被减灾能力为优;根据波高衰减率经验公式的估算结果,波浪经过植被宽度100 m和200 m的波高衰减率分别为94.0%和97.0%,与实测结果基本一致。由于台风“鹦鹉”影响时间短、强度弱,现场测得水位均在1 m以下,而盐沼植被的平均株高约为2 m,植被冠顶未被淹没,因此可将植被看作透空式堤防,其茎叶的摩擦阻尼作用导致波能衰减;并且现场测得有效波高均在0.10 m以下,同时也未发生植被大量倒伏甚至茎秆断裂的情形,因此盐沼植被充分发挥了消波作用。综上,虽然芒洲盐沼面积仅为3.39 km 2,但是其消波效果仍然非常显著。

关键词：芒洲湿地台风“鹦鹉” 盐沼消浪减灾

基于深度学习的近岸海浪图像反演有效波高算法研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第6期54卷 35-44页

作者：黄文华胡伟崔学荣曾强胜商杰王宁李锐国家海洋局北海预报中心山东青岛266061 中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266555

海浪有效波高是近岸海洋观测的重要要素,近岸摄像头拍摄的图像可直观地反映波高大小,但目前基于图像的有效波高反演算法研究多处于室内实验阶段且方法缺乏普适性。本文基于深度学习技术,以山东青岛小麦岛近岸海浪为例,基于海浪图像和浮... 详细信息

海浪有效波高是近岸海洋观测的重要要素,近岸摄像头拍摄的图像可直观地反映波高大小,但目前基于图像的有效波高反演算法研究多处于室内实验阶段且方法缺乏普适性。本文基于深度学习技术,以山东青岛小麦岛近岸海浪为例,基于海浪图像和浮标实测数据,开展近岸海浪图像反演有效波高方法研究,给出一种利用图像反演海浪有效波高的方法,该方法利用卷积网络提取海浪图像的特征,利用全连接网络提取风速等气象特征,将特征融合后作为全连接层的输入,最后输出反演的有效波高。通过对比多种模型的反演结果和浮标观测数据,发现多参数DenseNET121模型有效波高反演能力优于其他神经网络模型,其平均绝对误差为8.97 cm。本文研究为近岸海浪观测提供了一种新的技术思路。

关键词：有效波高卷积网络全连接网络深度学习 DenseNet模型

渤海湾潮间带互花米草-牡蛎共生群落生物特征

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生态学报 2024年第17期44卷 7738-7747页

作者：沙婉潇徐玉山阚文静江洪友张荩予卢学强李洪远朱琳冯剑丰南开大学环境科学与工程学院天津300071 国家海洋局天津海洋环境监测中心站天津300457

牡蛎礁是典型的海岸带生态系统之一,具有重要的生态系统服务功能。于2022年6月、2023年4月和6月对渤海湾西岸互花米草(Spartina alterniflora)-牡蛎共生群落的分布及群落特征进行了系统性调查及监测分析。基于COI片段检测表明该潮间带... 详细信息

牡蛎礁是典型的海岸带生态系统之一,具有重要的生态系统服务功能。于2022年6月、2023年4月和6月对渤海湾西岸互花米草(Spartina alterniflora)-牡蛎共生群落的分布及群落特征进行了系统性调查及监测分析。基于COI片段检测表明该潮间带牡蛎礁建礁物种为长牡蛎(Crassostrea gigas)。该区域牡蛎礁总面积约为19.71hm^(2),牡蛎种群密度和补充量在陆海梯度上呈现增加趋势,靠海一侧牡蛎密度和补充量更加充足。共采集大型底栖动物7门53种。基于非度量多维尺度(NMDS)分析和相似性分析(ANOSIM)检验发现,牡蛎礁存在的共生区域与仅互花米草分布区和光滩区的大型底栖群落组成存在显著的空间差异(P<0.05)。与其他区域相比,共生区域内出现的大型底栖生物种类数最多,生物量更高,其Shannon-Wiener多样性指数及丰富度指数也较高。研究结果表明,渤海湾西岸马棚口潮间带的新生牡蛎礁群改变了大型底栖群落组成结构,提高了生物多样性水平。

关键词：潮间带牡蛎礁渤海湾长牡蛎互花米草