热带海洋学报杂志

热带海洋学报杂志2022年第6期

• 广东沿海红树林区水质变化特征与富营养状态评估

  周月月, 王友绍

  调查了广东红树林区水质的时空变化, 分别采集了红树林区表层水体水样旱季30个样点(2017年10月至2018年1月)和湿季20个样点(2018年7月至8月)进行分析。利用单一营养状态指数(TSI Chl a)评价红树林水质特征和营养状态, 评价标准: 0<TSI≤30为贫营养, 30<TSI≤50为中营养, TSI>50为富营养, >70为高营养。红树林区环境参数的时空变化为: 盐度(2.15‰~27.14‰)、pH (6.18~8.65)、电导率(10.87~90.52µs·cm-1)、浊度(0.0975~21.61FTU)、硝酸盐(0~127.2mg·L-1)、亚硝酸盐(0~12.0mg·L-1)、磷酸盐(0~34.5mg·L-1)、硅酸盐(1.22~2.88mg·L-1)和叶绿素a (0.19~38.08mg·m-3)。聚类分析表明, 丰水期横跨雷州半岛右侧至广东沿海东部的水质相对较好, 而左侧则处于中营养化状态。同时, 在枯水期, 红树林区水质较差, 从雷州半岛周围的高中营养化状态, 到广东沿海东部的富营养化状态。主成分分析表明, 营养盐、盐度、pH、电导率(electrical conductivity, EC)和浊度对红树林区水质状况贡献显著, 进而影响红树林生态系统中藻类群落的变化。

• 红海榄幼苗根系呼吸代谢对水淹胁迫的响应

  程皓, 王友绍, 马晓宇

  本研究利用人工潮汐系统(每天淹水0、6、12和18h), 研究了红海榄幼苗根系呼吸代谢对水淹胁迫的响应。结果表明, 每天淹水6h对红海榄幼苗的生长影响不大, 但随着水淹时间的延长, 红海榄幼苗的生长显著受到抑制。水淹时间的延长同样明显抑制了红海榄幼苗根系的产能效率, 且根系三羧酸循环的有氧呼吸速率、三磷酸腺苷含量以及琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶活性最小值均出现在每天水淹18h处理组中。相反, 水淹胁迫下红海榄幼苗根系乙醇脱氢酶、乳酸脱氢酶活性以及乙醇和乳酸含量都呈上升的趋势。综上, 尽管无氧呼吸可一定程度上缓解三羧酸循环受阻所导致的产能匮乏, 但是过度的水淹胁迫仍会扰乱红海榄幼苗正常的生长和代谢, 导致三磷酸腺苷产能效率的降低以及无氧发酵代谢产物的积累。

• 红海榄肉桂酸-4-羟基化酶基因的克隆与表达分析

  谢勇, 王友绍, 张维仕

  肉桂酸-4-羟基化酶是木质素合成反应中的关键酶, 木质素合成反应对于植物耐受重金属胁迫有重要作用。本研究利用同源克隆和cDNA末端快速扩增方法(rapid amplification of cDNA ends, RACE)从红海榄叶片中克隆得到一条肉桂酸-4-羟基化酶基因, 命名为RsC4H, 生物信息学分析结果显示RsC4H基因的cDNA全长为2006bp, 开放阅读框长1572bp, 共编码523个氨基酸。该基因编码蛋白的相对分子质量为60.18kD, 是亲水性的不稳定蛋白, 二级结构以α螺旋(47.42%)和无规则卷曲(32.70%)为主, 该蛋白在N端和C端分别包含一个跨膜结构, 不含有信号肽, 主要在膜结构或内质网上发挥功能, 属于p450超家族。RsC4H蛋白与其他植物的C4H蛋白相似性较高, 系统发育树结果显示其与笋瓜(Cucurbita maxima, XP_023007159.1)、南瓜(Cucurbita moschata, XP_022947682.1)的亲缘关系更近。qRT-PCR结果显示, 红海榄能快速响应重金属胁迫, 提高RsC4H基因的表达量, 促进木质素生成并增加细胞壁厚度以阻止金属离子进入细胞。此研究结果丰富了红树植物抗重金属胁迫基因库, 为从分子水平揭示红海榄耐受重金属胁迫机制提供了基础资料。

• 重金属胁迫下四种红树植物幼苗生理响应特征

  谢勇, 王友绍

  研究了四种红树植物红海榄、秋茄、木榄、角果木幼苗在不同浓度重金属水溶液胁迫28天后的生理生化指标变化特征，包括可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化物酶（peroxidase, POD）活性和氧化损伤标志物丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量。研究结果表明四种植物叶片内的SOD、POD活性均呈现出先升高后下降趋势，10倍重金属水溶液中的红海榄，5倍重金属水溶液中的秋茄和木榄，以及1倍重金属水溶液中的角果木具有较好的抗氧化酶活性，能有效清除活性氧，减小氧化损伤。在同等浓度重金属水溶液处理下，MDA含量结果显示红海榄受损程度最轻，秋茄、木榄受损程度居中，角果木受损程度最重。红海榄抗重金属胁迫能力强于秋茄、木榄，角果木抗重金属能力最弱。上述四种红树植物对重金属的抗性结果说明红树科植物具有较强的抗污染能力，这对于我国红树林生态修复与保护具有重要的指导意义。

• 三种红树根部组织抗氧化酶活性对水淹胁迫的响应

  苏柏予, 张维仕, 王友绍

  以自然种群高程分布为根据, 选择对潮汐浸泡耐性存在一定差异的白骨壤(Avicennia marina)、桐花树(Aegiceras corniculatum)和木榄(Bruguiera gymnorrhiza)为实验树种。对3种红树幼苗进行为期0d、1d、3d、5d、7d、14d的水淹处理, 测定其根部组织的过氧化物酶(peroxidase, POD)活性、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、抗坏血酸氧化酶(ascorbic acid oxidase, APX)活性和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性。水淹处理会导致植物根部组织受低氧胁迫从而破坏活性氧(reactive oxygen species, ROS)生产和消除的平衡, ROS大量累积给植物带来氧化损伤。实验测定与清除ROS有关的酶指标, 结果表明POD活性在1d至14d的水淹周期内随时间呈现上升趋势, 这可能与POD参与活性氧以及乙醇、乳酸等有毒物质的反应有关。CAT、SOD、APX活性均呈现应激上升后下降趋势, 由此推断该系列抗氧化酶在水淹胁迫发生前中期对消除红树植物根部组织大量产生的活性氧具有重要意义。抗氧化酶系在3种红树植物中的表达存在一定差异, 但整体仍呈相似的变化趋势。通过层次聚类法对各项酶活性指标分析后发现, 白骨壤抗氧化酶系的活性模式与木榄和桐花树的存在一定差异, 但没有发现木榄与桐花树抗氧化酶系统表达模式的明显差异。本研究旨在更好地了解红树林对水淹胁迫的生理适应机制, 为红树林生态系统保护与管理提供理论依据。

• 低温胁迫下红榄李(Lumnitzera littorea)DEAD-box RNA解旋酶基因的表达分析

  郝露露, 柯明思, 朱奕秀, 许燕敏, 张颖, 郑春芳

  转录组分析发现DEAD-box RNA解旋酶家族参与红榄李(Lumnitzera littorea)对低温胁迫的响应。本文对4个低温显著差异表达基因LlDEAD12, LlDEAD32, LlDEAD43和LlDEAD65的生物信息学特性、组织特异性以及在不同温度处理下的红榄李幼苗中的差异表达进行研究。结果表明, LlDEAD12、LlDEAD32、LlDEAD43和LlDEAD65均属于疏水性蛋白, 二级结构均由α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲组成, 具有多个糖基化位点和磷酸化位点, 且不含有跨膜结构域和信号肽。亚细胞定位分析表明, LlDEAD12和LlDEAD32分别定位于细胞质和细胞核, 而LlDEAD43和LlDEAD65则定位于线粒体上。通过蛋白质氨基酸序列的比对分析发现LlDEAD12、LlDEAD32和LlDEAD43分别与马尾松(Pinus massoniana )、巨桉 (Eucalyptus grandis)和石榴 (Punica granatum)的DEAD-box RNA解旋酶有较近的亲缘关系。荧光定量PCR技术分析发现, LlDEAD12和LlDEAD32在叶中高表达, LlDEAD43和LlDEAD65在茎和花中高表达, 但这4个基因在根中都不表达, 说明这4个基因对红榄李生长发育的调控主要集中在叶、茎和花等器官。低温胁迫对红榄李幼苗这4个基因的表达均有显著的抑制, 说明它们参与了红榄李在低温环境下的分子响应, 其中LlDEAD12和LlDEAD32可能参与了叶绿体的发育, LlDEAD43和LlDEAD65可能参与到了维持线粒体功能的稳定。以上结果可为红榄李抗冷性苗木的培育提供科学依据。

• 不同鲜重秋茄胚轴形态及其对幼苗生长的影响

  刘双双, 杨升, 刘星, 陈秋夏, 王金旺, 郭晋敏, 王佳玉, 王文卿, 吴伟志, 梁立成, 张小伟

  为了探讨不同鲜重秋茄胚轴的表型性状和营养成分含量差异, 及其对幼苗生长的影响, 确定浙江省秋茄胚轴质量标准, 提高造林质量, 本研究采集4.0~5.0g、5.0~6.0g、6.0~7.0g、7.0~8.0g、8.0~9.0g、9.0~10.0g共6组不同鲜重的秋茄胚轴, 测定其表型性状、营养成分含量和幼苗生长性状。结果表明, 胚轴长度、横径、顶径随着胚轴鲜重的增加而显著增加。不同鲜重等级胚轴间的氮(N)、磷(P)、钾(K)和有机碳百分含量差异不显著, 但随着秋茄胚轴鲜重增加, 淀粉百分含量显著减小。单根胚轴的营养成分总含量随胚轴鲜重的增加而显著增加。胚轴的C:N、N:P和C:P值在鲜重7.0~8.0g等级时均显著高于其他鲜重等级。幼苗生长高、基径、叶片数及生物量随胚轴鲜重的增加而显著增加, 但在5.0~6.0g、6.0~7.0g和7.0~8.0g等级间幼苗茎干重、叶干重、净生物量和总生物量差异不显著。胚轴表型性状与幼苗生长指标之间的相关性均呈显著水平(P<0.05), 除胚轴P总含量与生长高之间的相关性不显著外, N、K、Na、有机碳、淀粉总含量与幼苗生长指标之间均呈显著正相关关系(P<0.05)。主成分分析和综合评价结果表明鲜重7.0g以上的胚轴优于其他鲜重的胚轴。秋茄幼苗生长高和净生物量与胚轴鲜重的回归分析R2分别为0.978和0.951, P均小于0.01。胚轴鲜重大于5.22g时, 幼苗生长高急剧增加; 鲜重大于8.74g时, 幼苗净生物量增长加快。因此, 秋茄胚轴鲜重越大, 营养物质含量越高, 越有利于幼苗生长。在浙江省的秋茄林种植中, 应优先选择鲜重7.0g以上的胚轴。

• 浙江省红树林分布和造林成效分析

  吴伟志, 赵志霞, 杨升, 梁立成, 陈秋夏, 卢翔, 刘星, 张小伟

  基于不同时期浙江省红树林造林数据及林分生长监测, 分析浙江省红树林时空变化和区域造林生长差异。结果表明: (1)截止到2020年浙江省红树林面积总计386.77hm2, 其中温州市257.01hm2, 台州市129.76hm2,主要造林树种为秋茄(Kandelia obovata) (368.48hm2)和苦槛蓝(Myoporum bontioides) (18.29hm2); (2)不同时期红树林面积占现有总面积的比例分别为0.11%(2000年前)、3.72%(2000—2010年)、36.17%(2011—2015年)和59.99%(2016—2020年); (3)2000年以前和2000—2010年的秋茄平均株高分别为205.5cm和246.13cm, 林分盖度分别高达67.69%和77.90%; 2011—2015年和2016—2020年秋茄株高分别为106.63cm和50.17cm; 盖度分别为68.66%和24.56%; (4)不同区域红树林种植区滩涂沉积物中碱解氮、速效钾、有机质和含盐量存在显著性差异(P<0.05); (5)龙港市新美洲村的4年生秋茄株高显著高于树排沙岛(P<0.05), 龙湾区树排沙岛的4年生秋茄基径则显著高于乐清西门岛(P<0.05)。近年来, 浙江省红树林种植面积显著增加, 但红树林种群结构单一, 矮化为灌木群落, 并且生长发育受土壤盐度影响较大。

• 红树植物拟海桑及其亲本的根际细菌群落特征分析

  叶锦成, 陈毅青, 高琳, 周鲜娇, 钟才荣, 张颖, 王芸

  植物根际微生物群落能够从亲本传递给子代, 从而影响植物的表型。野外调查发现, 海桑属(Sonneratia)红树植物自然杂交杂种拟海桑在野外通常比亲本生长更为强壮, 表现出极强的生存优势。为探究这一现象的原因, 本研究从根际微生物角度出发, 利用细菌16S rRNA基因高通量测序技术, 对采自海南省东寨港的三种红树植物拟海桑(S. × gulngai)及其亲本海桑(S. caseolaris)和杯萼海桑(S. alba)的根际土壤进行根际细菌群落特征分析。结果表明, 三种红树植物根际细菌群落多样性高, 种类丰富, 分属于30门242科351属, 其中变形菌门(Proteobacteria)为最优势门, 在各个样本中丰度超过40%, 子代拟海桑继承亲本的根际微生物多数都属于这一类群。研究发现, 子代拟海桑与两亲本的根际细菌类群组成在门水平存在显著差异, 其中酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)在子代拟海桑中丰度分别为4.3%和6.5%, 显著高于亲本1%~2%的含量; 在亲本杯萼海桑中, 丰度高达19.8%的栖热菌门(Thermi)在子代中丰度仅有1%, 而热袍菌门(Thermotogae)(5%)甚至消失。总之, 子代拟海桑与亲本杯萼海桑的根际微生物群落组成相对于亲本海桑表现出更大的差异性。土壤理化性质分析发现, 子代拟海桑的土壤全氮(total nitrogen, TN)含量显著低于亲本, 含量相差3倍以上, 相关性分析表明, TN浓度与菌群中的浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)丰度显著负相关。通过功能预测分析发现, 子代拟海桑微生物群落中与基础代谢相关的碳水化合物、氨基酸、能量以及脂质代谢相关的功能基因丰度显著都高于亲本, 表现出代谢能力的增强。本研究认为, 子代拟海桑对亲本的根际土壤微生物进行了选择性继承, 菌群组成更为合理, 在保持菌群高度多样性的同时, 一些根际促生菌的含量增加, 使菌群基础代谢能力增加, 更有利于子代拟海桑的生长。

• 三亚湾珊瑚来源虫黄藻不同株系微环境中微生物群落结构的差异比较分析

  黄思军, 邱晨, 龙超, 龙丽娟

  虫黄藻、细菌和造礁石珊瑚有着密切的共生关系, 但虫黄藻藻际细菌群落尚未得到广泛研究。本研究对5个属的6株虫黄藻进行了离体培养, 其中2株为悬浮型虫黄藻(E型), 4株为贴壁型虫黄藻(A—D型)。通过采集藻株培养物3种粒径的样本开展细菌群落分析, 分别为0.2~3μm(自由生活)、>3μm(附着于藻体或颗粒物)与Settling(沉底贴壁藻体上)。结果发现, 2种生活方式的藻株藻际细菌群落具有显著差别, 贴壁型藻株细菌群落的物种丰富度显著高于悬浮型藻株。发现7个属的细菌广泛存在于所有的藻株中, 它们代表了A—E型虫黄藻藻际细菌的核心类群。对3种粒径样本的核心细菌群落比较发现, 自由生和颗粒附着生的核心细菌群落十分相似, 但均与沉底贴壁样本差异明显。

• 红纤维虾形草(Phyllospadix iwatensis)种子形态及内部特征

  韩通, 李晶晶, 刘正一, 刘凯, 张金浩, 秦松, 钟志海

  海草床可以为海洋动物提供产卵、索饵、繁育等场所。目前, 海草床面积急剧下降, 其中我国关于虾形草属(Phyllospadix)海草的研究相对较少, 对于虾形草主要繁育载体种子的描述、显微观察和萌发过程方面存在较多空白。本研究以红纤维虾形草(Phyllospadix iwatensis)为研究对象, 对其生长环境、种子外部特征、内部结构、萌发过程等进行了定性定量描述。结果表明, 虾形草果实种子对于海洋环境有着外部形态与内部结构的适应性, 外部形态特点包括独特的果序和果实形状, 以及翅状结构和内侧鬃毛, 其中果序呈弯虾形, 平均长度3.4cm, 果实呈马掌形, 直径3~4mm, 内部结构特征包括胚乳占比大、果皮种皮解剖结构复杂等, 具有作为海岸带植被修复工具种的优势。本研究补充了目前对虾形草等海洋沉水植物种子的研究资料, 为虾形草海草种质库保护与海草床修复提供了建议和参考。

• 海洋酸化和低氧及其节律性变化对海蜇碟状幼体的影响

  吴钟启悦, 王雷, 陈立飞, 李秀保, 董志军

  人类生产活动引起的全球气候变化加剧作为重要的环境问题, 海洋中pCO2和溶解氧的失衡及富营养化加剧了许多沿海生态系统的酸化和低氧现象。海蜇(Rhopilema esculentum)为我国重要的渔业资源之一, 具有食用价值及潜在药用价值。本研究评估了海蜇碟状幼体在海洋酸化和低氧及其昼夜节律变化胁迫下的生理响应: 碟状幼体暴露于两个pH水平(酸化pH 7.6, 正常pH 8.1)和两个溶解氧水平(低氧2mg·L-1, 常氧7mg·L-1)维持7d, 胁迫因素维持恒定或昼夜节律性变化, 测定其伞部直径、收缩频率及酸碱平衡、免疫和抗氧化相关酶活力。研究表明, 海洋酸化和低氧在不同程度上影响海蜇碟状幼体的生理代谢和生长发育, 且酸化和低氧之间表现出部分拮抗作用, 昼夜波动的暴露模式对海蜇碟状幼体的损伤程度大于恒定的暴露模式。

• 长棘海星(Acanthaster planci)幼体特异性PCR检测技术与应用*

  张颖, 杨栎潼, 刘冰, 郑凡昱, 罗鹏, 陈偿

  长棘海星(Acanthaster planci)的暴发是导致我国南海乃至印度—太平洋海域珊瑚礁退化的主要原因之一。浮游幼体的密度是决定成体种群是否暴发的重要指标, 但是由于幼体肉眼不可见且不易分辨, 常规调查和显微镜观察均无法有效检测到自然海域的长棘海星幼体, 因此迫切需要开发一种高灵敏性且特异性的长棘海星幼体检测技术。本研究针对长棘海星幼体线粒体细胞色素氧化酶亚基I(mtCOI, mitochondrial cytochrome oxidase subunit I)基因序列, 建立了基于聚合酶链式反应(PCR, polymerase chain reaction)的长棘海星幼体特异性检测技术, 并对西沙七连屿珊瑚礁海域的长棘海星幼体进行了检测。结果表明, 设计筛选的4对特异性引物均可以扩增长棘海星ApmtCOI基因片段, 且与蓝指海星(Linckia laevigata)、面包海星(Culcita novaeguineae)、粒皮海星(Choriaster granulatus)和吕宋棘海星(Echinaster luzonicus)没有交叉反应。在退火温度为58.5℃时, 引物2aooniF/2aooniR的特异性最佳, 具有较高的灵敏度, 可检测到皮克级的长棘海星基因组DNA。利用该技术检测了西沙七连屿海域长棘海星幼体分布情况, 发现10月底西沙七连屿珊瑚礁海域能检测到长棘海星幼体, 且幼体分布并不均匀。因此, 该检测技术可作为今后长棘海星幼体种群监测的有效方法。

• 苏禄—苏拉威西海内孤立波动力参数时空变化特征

  谢皆烁, 龚延昆, 牛建伟, 何映晖, 陈植武, 许洁馨, 蔡树群

  基于弱非线性理论及再分析同化数据, 计算了苏禄—苏拉威西海冬季及夏季内孤立波动力参数, 包括内孤立波线性速度、一阶和二阶非线性参数及线性色散参数, 并研究了这些参数的时空变化特征。我们发现, 虽然苏拉威西海域受到更加显著的西北太平洋水入侵, 但苏禄海内孤立波动力参数的时空变化特征却比苏拉威西海更为显著。夏季苏禄海内孤立波线性速度总体上比冬季约大0.1m·s-1; 与此相反, 夏季苏拉威西海内孤立波线性速度却比冬季约小0.05m·s-1。无论是一阶或二阶非线性动力参数, 其在苏拉威西海的时空变化均比较微弱, 但在苏禄海则较为显著。苏禄海夏季一阶非线性动力参数比冬季高出约3×10-3s-1, 但是夏季二阶非线性动力参数却比1月份低约3×10-5m-1·s-1。此外, 相比冬季, 夏季苏禄海和苏拉威西海的色散动力参数均有所减弱, 但其在苏禄海减弱的幅度更大。综上, 苏禄—苏拉威西海环流引起的水体层化最大浮力频率所在深度的时空变化是造成上述内孤立波动力参数时空变化的根本原因。

• 1974—2020年珠江口外海海洋热浪变化趋势分析

  唐灵, 聂宇华, 王平, 汤超莲

  基于珠江口大万山海洋站(21°56′N, 113°43′E)观测的1974—2020年逐日平均海表温度(sea surface temperature, SST)资料, 参照世界气象组织关于海洋热浪(marine heatwave, MHW)定义、强度分类标准及全球与北半球年平均表面温度资料, 采用相关及对比方法, 分析珠江口海洋热浪的变化趋势, 结果表明: (1)近47年来珠江口每年都出现MHW事件, 平均每年出现6.5次, 最多年13次(2020年), 且每年出现次数呈上升趋势, 平均每次持续时间为11.7d, 最长62d; (2)近47年来每年珠江口的MHW日数呈显著增加趋势, 上升率为1.81d·a-1; (3)此时期各级MHW强度的出现日数占总出现日数的比例分别为中度18.92%, 强烈53.24%, 严重24.06%, 极端3.77%; (4)珠江口MHW日数上升及出现极端MHW的主要原因可能与全球气候变暖、南海高压增强和季风减弱有关。预估未来珠江口的MHW日数还会呈现上升趋势。

• 印度洋海表盐度预报的线性马尔可夫模型及其改进办法

  吕泓柯, 巩远发, 王桂华

  海洋盐度在水循环、海洋环流、海洋生态系统、全球天气和气候变化等方面起着至关重要的作用。然而, 受观测的限制, 以往对海洋盐度的研究相对匮乏, 对其进行预报的工作更为少见。本文采用线性马尔可夫模型对印度洋海表面盐度(sea surface salinity, SSS)开展初步的预报工作。根据混合层盐度收支方程, 选择海表面高度(sea surface height, SSH)、海表面温度 (sea surface temperature, SST)、SSS等物理量的异常值作为模型的组成部分, 对印度洋SSS开展预报工作。结果表明, 马尔可夫模型可提前9个月对印度洋SSS进行较好的预报。此外, 南太平洋海表面温度异常(sea surface temperature anomaly, SSTA), 海表面高度异常(sea surface height anomaly, SSHA)和印度洋偶极子(Indian Ocean dipole, IOD)系数等遥相关因素的加入可将线性马尔可夫预报对印度洋SSS的预报效果(相关系数)平均提高10%。利用改进的模型对印度洋SSS进行提前1~11个月的“实时”预测, 得出预报的SSS时空变化特征与观测场相吻合。综上所述, 改进的线性马尔可夫模型对印度洋SSS具有一定的预测能力, 未来可进一步完善。

• 长江口宝钢码头溢油事故油膜漂移扩散数值模拟

  顾靖华, 朱建荣, 金智

  溢油事故发生后, 油膜的漂移扩散会对周围水域和环境敏感目标造成污染。研究溢油事故后油膜漂移扩散, 可为溢油事故的处理提供理论指导。本文应用河口海岸三维水动力模式ECOM-si(semi-implicit estuarine, costal and ocean model), 耦合溢油漂移扩散模块, 模拟和分析长江口宝钢码头发生溢油事故后油膜的漂移扩散, 以及对环境敏感保护目标的影响。基于长江口崇明东滩气象站实测风速风向资料, 给出影响溢油漂移的主导风和不利风向。在冬季多年平均1月径流量11700m³·s-1、主导风、3个不利风和潮汐作用下, 数值模拟并详细给出了宝钢码头溢油事故发生后油膜的平面分布、油膜到达和离开4个水库取水口和饮用水水源保护区以及其他环境敏感保护区的时间、持续影响时间和最大油膜厚度。长江口宝钢码头溢油事故发生后, 油膜随涨落潮流作上下游来回振荡, 径流使油膜向海输运, 风使油膜朝风向方向漂移。在主导风北风5.6m³·s-1风速下, 油膜沿长江口南岸向下游漂移扩散, 小部分进入北槽南侧。在不利风向东南风4.0m³·s-1风速下, 油膜西北方向漂移, 聚集于南支北岸, 受径流作用沿南支和北港的中北侧向下游输运。在不利风向西北风4.8m³·s-1风速下, 西北风减轻了溢油事故点上游和北港、崇明东滩外侧敏感目标的影响, 加重了南港和南槽的环境敏感保护目标的影响。在不利风向西南风3.2m³·s-1风速下, 大部分油膜在北港中北侧向下游漂移扩散, 小部分油膜聚集在北槽的中北侧。西南风减轻了溢油事故点上游和下游南港、南槽环境敏感目标受到的影响, 加重了对北港和崇明东滩外侧敏感目标的影响。不同风向作用下油膜的分布和对环境敏感保护目标影响显著不同, 风在油膜漂移扩散中起着十分重要的作用。

• 环礁潟湖沉积物重建南沙群岛小冰期以来的热带气旋活动

  杨红强, 谭飞, 徐辉龙, 张喜洋, 施祺, 陶士臣

  热带气旋活动以及由此产生的风暴潮和强降雨对南海及周边沿海地区社会经济构成巨大威胁。对器测记录之前全新世热带气旋的研究有助于准确预测全球变暖背景下热带气旋活动的变化趋势。本文利用南沙群岛安乐礁潟湖沉积物重建了小冰期以来准年分辨率的热带气旋活动, 共识别28个风暴事件层。研究表明, 小冰期以来, 南沙群岛安乐礁热带气旋活动在年代际到百年尺度上频繁变化, 发育两个主要的风暴活跃期。在小冰期早期(AD 1471—1620)经历了最为强烈的风暴活跃期, 另一个风暴活跃期位于现代暖期的AD 1930—1960, 风暴活动虽有所加强, 但明显低于小冰期早期。与同期永暑礁重建结果的对比表明, 热带气旋活动存在明显的时空差异性, 更多来自相近区域的高分辨率风暴记录可有效降低古风暴活动重建的不确定性, 提高重建记录的准确度。

• 东亚及西太平洋地表温度时空模态分析及预测研究*

  唐超礼, 陶鑫华, 魏圆圆, 戴聪明, 魏合理

  地表温度(land surface temperature, LST)是地球表面(海洋和陆地)水循环和大气环境互通的重要参数, 也是海、陆能量传输的重要体现。本文利用2003—2020年卫星反演的LST数据, 通过M-K(Mann-Kendall)突变检验、线性回归、经验正交分解(empirical orthogonal function, EOF)等方法分析LST时空模态特征, 并运用季节自回归移动平均(seasonal autoregression integrated moving average, SARIMA)模型预测LST的变化趋势。发现春、秋、冬三季沿海温度高, 内陆温度低, 由南向北(10°N—60°N), 由东向西(70°E—140°E)递减; 而夏季相反。EOF第一模态贡献率为29.58%, 空间分布以昆仑山脉、秦岭为分界线。预计2020年以后, LST的变化范围在-5~35℃。结果表明: (1)由于纬度的增加及海陆位置的差异, 导致日本的LST幅度小, 蒙古国的LST幅度大, 其余地区变化幅度平稳; (2)春、秋季温差不大, 夏、冬季温差大, 主要原因是太阳辐射; 其次, 季风气候显著。内陆高山多, 沿海平原多, 陆地升温效应小于水体的降温效应也会影响温差; (3)东亚及西太平洋地区LST的变化与人类活动、火山爆发等事件有关。