CPUE的观测往往不是独立的,而是存在空间相关性的。但是,大多数的CPUE标准化方法通常都假设名义CPUE在空间上是相互独立的。为此,本研究以西南大西洋阿根廷滑柔鱼为例,采用2000-2014年1-5月中国大陆鱿钓生产统计数据以及对应的海表温度和叶绿素浓度数据,选择广义线性模型(general linear model,GLM)为基础模型,将空间自相关加入到GLM中,比较标准GLM和4种加入空间自相关的空间GLM的CPUE标准化。根据最小信息准则(Akaike Information Criterion,AIC)及贝叶斯信息准则(Bayesian Information Criterion,BIC),空间自相关的GLM的CPUE标准化结果优于标准GLM,其中指数模型的CPUE标准化结果最佳。同时,标准GLM与空间自相关的GLM相比,存在精确度过高估计的问题。因此,在CPUE标准化中,应充分考虑空间自相关这一因素。

基于变分理论算法实现了METOP-A卫星AVHRR传感器探测数据的海洋表面温度变分反演,进行了连续1个月的海表温度反演试验,并分别从全球、分纬度带和天气系统活跃区域3个方面,将变分反演结果(VAR SST)与利用统计回归方法反演相同卫星得到的海表温度产品(GBL SST)、其他海温融合产品(OISST)及实际浮标观测数据等进行一系列评估。从全球评估指标看出,以OISST为参照,VAR SST要优于GBL SST;以浮标观测为参照,VAR SST略逊于GBL SST,而且VAR SST还改进了GBL SST随时间波动大的缺点;从分纬度带对比看出,在与OISST对比时,VAR SST在低纬度地区和北半球中纬度地区的质量要优于GBL SST,海温反演精度较高。研究还表明,由于变分方法考虑了大气状态的变化,能够更加有效订正卫星遥感过程中大气的削弱作用,从而反演出精度更高的海表温度,尤其在天气系统较为复杂的区域效果明显。

本文采用基于WRFDA的集合-变分混合同化系统(En3DVAR)在云尺度分辨率下同化了雷达观测资料考察其对登陆台风"桑美"的影响。高时空分辨率的雷达径向风资料在台风登陆前的3h同化窗内以每30min的频率同化进WRF模式(Weather Research and Forecasting)。研究结果表明:En3DVAR试验在3h同化窗内的均方根误差相比3DVAR试验改进显著,这可能得益于混合同化系统中提供的"流依赖"的集合协方差信息。系统性的诊断分析表明En3DVAR试验在台风内核区产生了较为明显正温度增量,对台风内核区的热力和动力结构均有较好调整,而3DVAR则在台风内核区产生了负温度增量;相比3DAVR试验,En3DVAR在采用了"流依赖"的集合协方差信息后还可以对背景场上的台风的位置进行系统性的偏差订正。总体而言,En3DVAR试验预报的台风路径和强度相比3DVAR改进显著,其正效果主要来源于混合背景误差协方差中的"流依赖"集合协方差信息。

利用南海北部的浮标、石油平台观测的海面风资料,分析了0～200km范围内,不同离岸距离站点的风速的概率分布特征。观测结果指出,各站平均风速一般最大值出现在冬季,最小值出现在夏季,具有明显的季节变化特征,并且平均风速随着离岸距离的增大也逐渐增大。对于离岸距离较近的区域(100km以内),海面风基本符合双参数的Weibull分布,但对于100km以外的海面风速概率分布与Weibull分布存在明显差异,随着离岸距离的增大,平均风速和风速标准偏差也相应增大。风速平均值与风速标准偏差的比值较小时,Weibull分布的偏斜度基本为正值,当比值较大时偏斜度转为负值。随着离岸距离的增大,出现与Weibull分布不一致的情况越来越多,且与对应的Weibull分布相比,其偏斜度越小,风速概率分布越不能用Weibull分布进行较好拟合。

海草所形成的植物消波体系能有效防止岸线的侵蚀。利用Sánchez-González等的实验数据分析了波浪非线性对海草消波特性的影响。研究结果表明,相对水深和波陡对海草床的波能衰减系数影响依赖于海草淹没度。相对波高一定时,拖曳力系数随相对水深的增大而增大。对给定的相对水深,拖曳力系数随波陡的增大而减小。波浪非线性对于规则波和非规则波海草消波特性的影响并不一致。用无量纲参数(邱卡数、雷诺数、厄塞尔数)表达拖曳力系数的效果取决于拖曳力系数与无量纲参数的关系中是否充分考虑波浪非线性对拖曳力系数的影响。

本文基于MITgcm非静力数值模式,采用实际地形、层结和潮流强迫,开展南海北部内潮数值模拟敏感性试验,分析夏冬两个季节南海北部深层内潮的差异。结果显示在南海北部深层,冬季K1和M2内潮流速振幅比夏季强10.1%和44.7%。垂向模态分析结果进一步表明,尽管南海北部深层冬季第一模态内潮动能密度比夏季低15.5%,但第二和第三模态内潮则是冬季比夏季高约25.1%和33.2%,导致冬季深层流速的垂向剪切大于夏季,表明冬季较强的高模态内潮可能是冬季南海深层强混合的一个原因。

在整理近年来东海采集的蛾螺科标本时,鉴定出属于角亮螺属Antillophos的3个中国新记录种,并发现了一错误订名,现予以报道和修正。新记录种分别为:环带角亮螺Antillophos armillatus Fraussen&Poppe,2005;德氏角亮螺Antillophos deprinsi Fraussen&Poppe,2005和平濑角亮螺Antillophos hirasei(Sowerby,1913)。棕线角亮螺Antillophos nigrolineata(Habe,1961)于2013年曾在台湾报道过,但被误定为Phos elegantissimum Hayashi&Habe,1965,本文对其种名进行了修正。

为筛选出藻体生长快且颜色与野生型色泽相近的条斑紫菜新品系,本研究从条斑紫菜绿色突变体和红色突变体种内杂交产生的后代中,分离出了优良品系A-18。日龄60d时的叶状体平均长度、长宽比和单株湿质量,A-18品系分别为84.95cm、49.46和0.52g,分别是条斑紫菜野生型品系(WT)的3.12、7.01和1.36倍。日龄60d时叶状体的叶绿素a和总藻胆蛋白含量,A-18品系分别为8.37和53.81mg/g,均与WT品系较接近。日龄60d时的叶状体平均厚度,A-18品系仅为20.22μm,比WT品系降低了29%。另外,A-18品系的壳孢子放散总量为916.01万个/贝壳,是WT品系的1.55倍。综上所述,A-18品系具有生长快、长宽比值大、藻体薄、壳孢子放散量大等优良特性,且藻体颜色与野生型色泽相近,有望在生产中运用。

为了探索生长因子受体结合蛋白2（GRB2）在缢蛏生长发育中的作用,本实验基于缢蛏转录组文库,利用SMART RACE技术克隆缢蛏GRB2（Sc-GRB2）基因的cDNA全长序列,分析其在不同组织和发育时期的表达差异,并在外显子中进行了SNP位点筛选。结果表明,Sc-GRB2基因cDNA全长1 223bp,开放阅读框711bp,编码236个氨基酸;氨基酸序列比对发现,缢蛏与文蛤、泥蚶等双壳贝类同源性较高（64%、59%）,而与其他物种的同源性为45%58%,表明GRB2基因比较保守;不同组织的荧光定量PCR（qRT-PCR）结果显示,Sc-GRB2基因在缢蛏7个组织中均有表达,其中足中的表达量极显著地高于其他6个组织（P<0.01）;在8个发育时期的表达差异分析发现,该基因在稚贝期表达量极显著地高于其他7个时期（P<0.01）。SNP位点筛选结果表明,在Sc-GRB2基因的外显子区域共发现11个SNP位点。

海啸能被大洋海脊引导以俘获波的形式沿其传播上万千米,且因其特殊的运动方式,携带巨大能量影响远场地区的港口,严重威胁海岸安全。本文首先基于线性浅水方程,推导了双曲余弦平方海脊上俘获波的波面解,其为μ阶ν次的连带勒让德函数的第一类解和第二类解的组合。进一步推导出其对应的频散关系,其中对于确定的频率ω,存在无穷多个波数ky与之对应。采用MIKE21-BW模型,模拟了产生于海脊脊顶处的海啸在理想双曲余弦平方海脊上的传播变形过程。结果表明,小部分能量以自由先驱波进行传播,海啸波的波能大部分被海脊俘获。海脊俘获波沿着海脊方向为行进波,随着海啸波传播时间的增加,波浪在沿着海脊方向的延展范围也逐渐增大,波高逐渐减小、波的个数逐渐增加。俘获波能量主要由不同频率以相同速度传播的具有孤立波特性的波浪成分和能量主要集中在特定频率范围内的波浪成分组成。

静止轨道卫星高分四号(GF-4)具有高时间分辨率(20s)和高空间分辨率(50m)的独特优势。为了挖掘GF-4卫星在海洋灾害监测中的应用潜力,本文基于2016年6月25日1天4景的GF-4卫星影像,利用最大相关系数法(MCC),开展了黄海绿潮漂移速度提取研究,分析了海面风场、潮汐等对绿潮漂移的影响。研究发现:(1)MCC方法可高精度自动追踪GF-4影像中绿潮的分钟级(8～9min)位置变化,绿潮漂移速率和方向的相对偏差分别为11%和5%;当2景GF-4影像的成像时间间隔增大至小时级(如6h)时,随着绿潮斑块形状的改变,MCC方法绿潮自动追踪的准确性下降。(2)绿潮在1天之中的漂移速率和方向可发生显著变化,当日上午9时黄海绿潮漂移速率均值为(0.36±0.13)m/s,方向以东南向为主,至15时,绿潮漂移速率显著增加至(0.69±0.12)m/s,方向变为东北偏北。(3)绿潮漂移速度与海面风速的相关系数为0.74,绿潮漂移方向为风向偏右;绿潮的向岸、离岸运动与相应时刻的涨、落潮具有较好的对应关系。GF-4卫星数据可为绿潮快速漂移的高精度监测提供数据支撑。

利用惩罚最大T检验(Penalized Maximal T test,PMT)方法,选取均一的邻近气象站为参考站,基于月平均地面气温(SAT)资料,利用相关系数权重平均方法构建参考序列,同时结合元数据信息,对1960-2011年中国沿海27个海洋观测站月平均海表温度(SST)进行了均一性检验与订正,并分析了造成海表温度序列非均一的主要原因。结果表明,中国沿海海洋台站海表温度资料存在较为严重的非均一性问题,几乎所有的台站都存在断点,仪器变更(包括人工观测转自动观测)(占总断点数的52.4%)和迁站(占总断点数的33.3%)是造成序列非均一的主要原因。整套资料负订正量所占比例较高,这种负订正量与人工转自动观测后海表温度观测值偏低有密切关系。这也使得订正后中国沿海平均海表温度趋势与订正前存在明显差异,订正后中国沿海海表温度呈明显的加速上升趋势。

海草（seagrass）是地球上唯一一类可以完全生活在海水中的高等被子植物。全球已知海草的种类有70余种,隶属6科13属;中国现有海草22种,隶属4科10属。2014年11月"第十一次国际海草生物学研讨会"(The 11th International Seagrass Biology Workshop)在三亚召开时,国内海草研究专家共同探讨了中国海草的"藻"名更改,并进行了统一命名。然而,国内中文文章在引用非中国海草种类时,同一种海草的中文名称不一致,或者同一属不同的物种以一样的中文名出现,或者用属中文名后接拉丁文方式表达。同时,国外海草的中文名也多以"藻"来命名,容易引起混淆。因此,有必要在中国海草"藻"名更改的基础上,进一步规范全球其他海草的中文命名,以利于国内海草研究。

在实验室培养条件下,利用流式细胞仪从细胞生长、细胞大小、细胞膜完整性、酯酶活性等方面分别研究了三角褐指藻(Phaeodactylum triconutum)滤液提取物对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和盐藻(Dunaliella salina)为期6d生物培养过程中生理特性的影响。结果表明,三角褐指藻滤液乙酸乙酯提取物对东海原甲藻表现出强烈的生长抑制作用,荧光检测显示,其能刺激细胞体积的增大,导致部分藻体细胞膜受损,酯酶活性在短时间内增强,随后受到显著抑制。而提取物对盐藻的生长抑制并不明显,盐藻细胞体积没有受到影响,细胞膜保持了高度完整,酯酶活性在第6天时才受到抑制作用。以上分析表明,东海原甲藻对三角褐指藻滤液乙酸乙酯提取物更加敏感,特殊的细胞内部结构特征有利于化感物质进入东海原甲藻的体内,直接导致藻细胞的死亡。化感物质引起的不同的生理响应中,酯酶活性指标具有更好的敏感性,是在环境压力下生物自我保护的一种应急方式。

受人类活动和全球变化的影响,河口和近海海域的低氧以及酸化等环境问题日益突出,近年来已成为科学研究的热点问题并受到社会广泛关注。本文通过梳理底栖有孔虫壳貌微观特征对海域低氧及酸化环境指示的研究现状,总结了壳体特征(壳径和壳重)、壳孔特征(密度、孔径、形态)、壳饰(牙突、瘤状物、脐翼)、壳面溶蚀及壳体重新钙化所引起的房室畸变等指标应用的理论基础和方法技术,并分析了影响结果的各种干扰因素,指出了在研究中若干需要注意的问题和研究方向,提出了一些具有可操作性的建议,为更好地将其应用于近岸海域低氧和酸化环境的研究中并推进至地质历史时期此类古环境的演化研究提供参考。

环境参数失配导致定位性能大幅度下降是匹配场定位所面临的难题之一。应用贝叶斯理论对环境聚焦,是当前解决该难题的研究热点。环境聚焦方法的实质是将未知环境参数和声源位置联合优化估计,当出现多个目标时,估计的参数会随着声源个数成倍增加,因此不得不利用有限的观测信息来实现众多参数的估计。本文采用最大似然比方法,获得信号源谱和误差项的最大似然估计,实现这些敏感性较弱参数的间接反演,有效降低了反演参数维数和定位算法复杂度。针对遗传算法的早熟和稳定性差的问题,改进了似然函数的经验表达式。将多维后验概率密度在参数起伏变化范围内积分,得到反演参数的一维边缘概率分布,求解最优值的同时进行反演结果的不确定性分析。本文仿真了位于相同距离、不同深度的两个声源,使用仿真实验验证了提出算法的有效性。

利用海洋自然电位法可以探测海底多金属硫化物矿体的位置和轮廓。在调查过程中,可以进行水平观测和垂直观测,本文对这两种观测方式的探测效果进行数值模拟分析,结果表明垂直观测异常大,对矿体的横向分辨率高。但在进行垂直观测时,电极离底低,工作风险大。所以在实际调查过程中,需要根据需求选择合适的观测方式。另外,在实际测量过程中,电极对会偏离垂直方向和水平方向,将导致异常结果发生变化,因此在数据资料处理与解释过程中要注意。本文可以为海底多金属硫化物自然电位调查提供参考。

对取自桑沟湾北西南三根柱样近200a碳来源及埋藏通量的解析,分析了湾内不同站位各形态碳的差异性,进而对全湾碳埋藏进行了估算。湾内环流、贝藻养殖等造成湾内不同区域碳埋藏的差异;桑沟湾总碳（TC）平均量1.79%,有机碳（TOC）平均量0.54%,无机碳（TIC）平均量1.25%,TOC含量相对较小,为海陆混合来源,以陆源有机碳（Ct）为主,大规模人工养殖后,海源有机碳（Ca）有明显增加的趋势。桑沟湾碳埋藏通量平均为228.9g/（m2·a）,以无机碳为主要埋藏形式（约占70%）,高的沉积速率及生物残骸沉降使桑沟湾养殖区碳的来源及埋藏区别于其他陆架海域。

根据2013-2014年在黄河口水域进行的7个航次的鱼类资源底拖网调查数据,应用分类多样性指数分析了黄河口水域鱼类群落生物多样性的时空变化。黄河口鱼类主名录的平均分类差异指数Δ+理论平均值为75.5。2013-2014年调查中,该水域共捕获鱼类51种,隶属10目、27科、43属,以鲈形目、鲱形目和鲉形目鱼类居多。本次调查中鱼类群落分类多样性指数Δ和分类差异指数Δ*月变化范围分别为39.98～65.48和59.15～75.54,均表现为夏季月份最高,春、秋季月份次之,冬季最低。除春季月份外,其他月份鱼类平均分类差异指数Δ+均显著低于黄河口鱼类主名录的Δ+理论平均值。不同月份中平均分类差异指数Δ+也呈现一定的空间变化,夏、秋季月份绝大部分站位平均分类差异指数处于95%置信范围内,春、冬季月份个别站位的平均分类差异指数显著低于理论平均值,这与这些站位绝大多数种类集中在鲈形目有关。黄河口水域鱼类分类学多样性具有明显的时空变化,鱼类资源衰退,应加强该水域鱼类资源养护和多样性保护。

鲣是大洋中重要经济种类,主要分布于太平洋中西部海域,其渔场和资源丰度易受海洋环境因子影响。根据1995—2014年中西太平洋金枪鱼围网船队在主要作业海域（15°S10°N,120°E155°W）的生产数据,结合弱、中、强拉尼娜条件下的海表温度（SST）和海面高度（SSH）数据,运用算术平均法（AM）建立基于SST和SSH的栖息地指数综合模型。结果表明,在栖息地综合指数（HIS）大于0.6的海域,各拉尼娜时期作业比重均在60%以上。利用弱拉尼娜（2005年12月-2006年3月）、中拉尼娜（2011年10月-2012年3月）和强拉尼娜（2010年6月-2011年4月）数据进行模型验证,分析认为作业渔场主要分布在HSI大于0.6的海域,作业次数所占比重分别为53.9%、66.5%、63.6%。在中西太平洋区域,随着拉尼娜强度的增加,资源丰度上升,其渔场分布向东北和东南方向扩散。研究表明,基于SST和SSH各强度拉尼娜时期的栖息地模型均可较好预测中西太平洋鲣渔场,并为以后拉尼娜期间中心渔场的分析提供参考。