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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

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

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

利用高阶径向导数带限模型进行重力向下延拓计算

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第3期49卷 442-452页

作者：邓凯亮黄谟涛吴太旗王伟平欧阳永忠陈欣熊雄刘敏王许海军研究院天津300061 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510300 国家海洋局南海调查技术中心广东广州510300 91001部队北京100830

泰勒级数展开是实施位场向下延拓解算的主要方法之一。该方法的有效性主要取决于位场延拓参量各阶垂向(或径向)偏导数的求取精度及其可靠性。为了避免使用封闭解析核函数在球边界面出现奇异性带来的不确定性问题,依据各类重力观测经滤... 详细信息

泰勒级数展开是实施位场向下延拓解算的主要方法之一。该方法的有效性主要取决于位场延拓参量各阶垂向(或径向)偏导数的求取精度及其可靠性。为了避免使用封闭解析核函数在球边界面出现奇异性带来的不确定性问题,依据各类重力观测经滤波处理后均表现为一类有限频谱带宽信号的特点,提出将地球外部重力异常泊松积分式的核函数表示为球谐级数展开式,并将其截断为与重力观测值频谱范围相一致的带限求和式,进而通过直接求导方法,推导得到一组与带限核函数相对应的重力异常高阶径向导数带限计算公式,同时对该组公式进行了实用性改化,并将其应用于重力异常向下延拓泰勒级数展开式计算。使用超高阶地球位模型EGM2008设计两个阶段的数值计算检验方案,分别对重力异常高阶径向偏导数带限模型及其泰勒级数展开向下延拓模型的计算精度进行了检核评估,表明新模型具有良好的可靠性和有效性,在解算稳定性和计算精度两个方面都优于其他同类模型。

关键词：重力向下延拓高阶径向导数带限模型封闭解析核函数球谐级数展开截断式泰勒级数展开

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

热带太平洋—印度洋洋际交换及其气候效应的观测研究

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地球科学进展 2024年第8期 788-800页

作者：魏泽勋徐腾飞方越王晶秦秉斌胡石建李颖聂珣炜张志祥李志曹智勇马强自然资源部第一海洋研究所崂山实验室中国科学院海洋研究所

热带太平洋—印度洋洋际交换（简称洋际交换）主要通过太平洋—印度洋贯穿流实现，包括印尼贯穿流，不仅是印太洋盆间重要的质量、动量和能量通道，也是太平洋和印度洋之间气候异常信号传播的“海洋信号通道”，还是大西洋深层水体进行... 详细信息

热带太平洋—印度洋洋际交换（简称洋际交换）主要通过太平洋—印度洋贯穿流实现，包括印尼贯穿流，不仅是印太洋盆间重要的质量、动量和能量通道，也是太平洋和印度洋之间气候异常信号传播的“海洋信号通道”，还是大西洋深层水体进行表层补偿从而使大洋传送带闭合的关键环节，因此在全球海洋和气候系统中占有重要地位。国内外对洋际交换海域环流和气候的研究极其重视，自20世纪90年代以来，来自不同国家的学者开始开展观测研究。我国学者2007年起在洋际交换的主要海峡通道、源区及出流海域开展现场观测，成为国际上洋际交换观测的主要力量。以国内外学者基于这些观测资料取得的科学认识为主线，围绕洋际交换的多尺度变化、跨尺度和跨海盆相互作用，以及对太平洋和印度洋主要气候模态的调制作用4个方面，对其研究现状、主要进展以及亟待解决的关键科学问题进行梳理，同时，对未来5～10年的攻关重点与目标进行了展望。

关键词：洋际交换海洋观测印尼贯穿流南海分支多尺度变化气候变化

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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

基于蚁群算法优化极限学习机的声学底质分类方法

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海洋通报 2024年

作者：丁德秋马丹陈帆樊妙邢喆唐秋华国家海洋信息中心自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋测绘重点实验室

海洋底质作为深海海底环境的重要组成部分，其类型及分布特征在深海资源开发利用和海洋工程建设中有着巨大的参考价值，是海洋测绘调查的一项重要内容，基于多波束测深系统采集强度数据的监督分类方法逐渐获得广泛应用。随着人工智能的... 详细信息

海洋底质作为深海海底环境的重要组成部分，其类型及分布特征在深海资源开发利用和海洋工程建设中有着巨大的参考价值，是海洋测绘调查的一项重要内容，基于多波束测深系统采集强度数据的监督分类方法逐渐获得广泛应用。随着人工智能的大力发展，神经网络在声学底质分类中得到广泛应用，极限学习机（extreme learning machine，ELM）权值和偏重不再需要迭代优化，是一种学习速度较快的神经网络。针对ELM神经网络中由于初始权值和偏重矩阵随机确定而导致ELM分类器鲁棒性差的问题，本文选取蚁群算法优化ELM神经网络的初始参数，构建了ACO-ELM神经网络分类模型，经多次迭代后，由于信息素的累积，蚂蚁种群不断向最优路径偏移，训练精度逐渐增高，模型逐步达到平稳。通过底质分类实验验证表明，BM3D+ACO-ELM分类器处理的多波束声呐图像斑点噪声得到了有效控制，在西南印度洋脊龙旂热液钙质软泥和硫化物混合区域，BM3D+ACO-ELM分类器相比于其它三种分类器具有明显优势，底质分类精度有了较大提高，其中硫化物分类精度为93.23%，深海钙质软泥分类精度为93.78%。

关键词：极限学习机反向散射强度底质分类蚁群算法图像滤波处理

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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