绿色海堤的沉积地貌与生态系统动力学原理: 研究综述*     

高抒  贾建军  于谦 《热带海洋学报》2022,41(4):1-19

绿色海堤是传统结构工程与海岸生态系统共同组合而成的新型海堤, 用以应对未来海面上升、风暴加剧给低地海岸防护带来的挑战。需解决的问题主要有海岸生态系统消浪过程及生态系统在海堤体系中的配置方式。理论分析、现场观测、物模数模所获结果表明, 海岸生态系统确有显著的消浪功能: 1) 陆架泥区消浪, 其机制以再悬浮和浮泥运动为主, 底部摩擦为次; 2) 潮滩下部的粉砂细砂滩底部摩擦和推移质运动共同造成波能耗散, 而上部的泥滩则以再悬浮和悬沙输运为主; 3) 在盐沼、红树林、海草床等由植被构成的生态系统, 植物通过形态阻力、茎秆运动来阻滞水流、耗散波能, 其效能高于沉积物床面对波能的耗散; 4) 生物礁主要有珊瑚礁和牡蛎礁, 其消能作用主要通过床面摩擦和波浪破碎, 效能较高, 尤其是在风暴期间。生态系统如何成为海堤的有机组成部分, 尤其是侵蚀型海岸的生态位修复和绿色海堤整体设计, 还需进一步研究相关的科学问题: 与硬质工程结合的盐沼-牡蛎礁的适应性生物学; 未来环境变化条件下生态系统的稳定性; 绿色海堤生态系统空间配置及其与风暴事件的时间尺度匹配; 基于均衡剖面理论的海堤形态优化。  相似文献   

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 《热带海洋学报》2022,41(6):75-89

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。  相似文献   

线纹海马肠道菌群结构与功能对迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)感染的响应特征研究     

张乐乐  邹强  田雅楠  吕春晖  郑诗怡  姜广峻  高龙坤  侯玉平  王凯 《热带海洋学报》2022,41(2):177-188

细菌性肠炎对海马养殖业影响巨大, 但病原对海马肠道菌群的具体影响尚不清楚。文章利用已分离的病原细菌 Edwardsiella tarda YT1和海马细菌性肠炎模型, 结合16S rDNA高通量测序技术, 探究病原细菌侵染对海马肠道菌群的影响。结果发现, E. tarda侵染改变了海马肠道菌群的结构组成、多样性和丰度, 并显著降低了其多样性(p<0.05); 显著增加了海马肠道变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度(p<0.05), 减少了放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度(p<0.05); 导致致病菌爱德华氏菌属(Edwardsiella)在属水平的相对丰度极显著增加(p<0.01), 而肠道固有菌群嗜冷杆菌属(Psychrobacter)和罗氏菌属(Rothia)极显著减少(p<0.01), 以及球菌属(Macrococcus)与动球菌属(Planococcus)显著减少(p<0.05)。研究结果表明, E. tarda能通过改变海马肠道固有优势菌群的相对丰度导致菌群失调。菌群功能变化及其相关性分析表明, E. tarda可能通过显著提高细菌趋化性、鞭毛组装、ABC转运蛋白、磷酸转运酶系统以及脂多糖生物合成途径的活性(p<0.05), 抑制肠道核心菌群如嗜冷杆菌属、动球菌属和谷氨酸杆菌属的丰度及其核糖体、RNA降解、核苷酸剪切修复与脂肪酸生物合成途径的活性(p<0.05), 导致肠道菌群功能失调, 并诱发肠炎。  相似文献   

养殖贝类碳汇价格核算研究          下载免费PDF全文

温瑞  张继伟  高超  高宇  羊艳 《海洋开发与管理》2022,39(3):16-23

养殖贝类是最有效的生物固碳方式之一,其碳汇功能作为海洋生态系统功能的一部分,兼具生态和经济属性,碳汇价格的核算可为海水贝类养殖产业补贴提供数据参考,提高碳汇养殖产业的生产积极性,对海洋GEP核算等提供一定借鉴。目前碳汇价格研究较为缺乏,碳汇价格受限于碳汇计量方法的不完善,因此文章基于碳储量变化原理,对养殖环境中的养殖贝类固碳基础公式进行改进,补充了附着贝类固碳与生物沉积物固碳两个计算参数,以此为切入点选取并改进海洋牧场碳汇定价方法,以东方云溪海洋牧场作为研究区进行案例计算,结果为：海湾扇贝、栉孔扇贝与褶牡蛎的碳汇价格分别为165元/t、185元/t和272元/t;使用改进后的碳汇计量方法得到的养殖贝类单位个体固碳量较高,其中生物沉积固碳对提高单位个体固碳量的作用最为突出,约占贝类自身固碳的91%,主要与养殖海域的水文条件有关;较高的固碳量形成了较低的碳汇价格,固碳量与成本收益因素共同影响养殖贝类的碳汇价格;长远来看,碳汇价格会随着固碳计量的愈加完善而降低。  相似文献   

超强台风“利奇马”（1909）强度变化与降水结构分析          下载免费PDF全文

李瑞  高帆  尹承美  胡鹏  褚颖佳 《应用海洋学学报》2022,41(1):136-148

利用新一代GPM IMERG卫星遥感反演降水数据产品以及NCEP提供的海表温度(SST)、海(陆)-气界面热通量和风场等资料,对超强台风“利奇马”(1909)强度变化和降水结构特征进行分析。结果表明:①2019年8月4日14:00至9日02:00,显著减弱的环境垂直风切变、SST为29.6~30.4℃的海域为“利奇马”提供的感热和大量潜热以及“利奇马”环流东侧极为强盛的偏南风低空急流向其输送充足的水汽和能量,使“利奇马”强度呈显著增强的趋势。2019年8月9日08:00至13日08:00,随着“利奇马”逐渐靠近陆地并登陆,显著增强的垂直风切变、“利奇马”从海洋(陆地)获得的潜热显著减小并且同时失去感热、“利奇马”环流东侧偏南风低空急流的显著减弱、对流层中低层干冷空气侵入“利奇马”环流以及“利奇马”登陆后受到陆面摩擦,使“利奇马”强度显著减弱。②当“利奇马”处于中等强度以上的垂直风切变环境中时(垂直风切变≥5 m/s),无论其移动缓慢(移速<5 m/s),还是移动快速(移速≥5 m/s),垂直风切变对其内(距台风中心100 km半径范围)、外雨带(距台风中心100~300 km半径范围)上的降水分布起决定性作用,“利奇马”内、外雨带上的强降水均位于顺垂直风切变方向及其左侧。当“利奇马”处于较弱的垂直风切变环境中时(垂直风切变<5 m/s),无论其移动缓慢,还是移动快速,内雨带上的降水分布由垂直风切变和“利奇马”移动共同决定,强降水分别出现在顺垂直风切变方向及其左侧以及移动的前方,而外雨带上的降水分布由垂直风切变起主导作用,即强降水位于顺垂直风切变方向。总的来看,与“利奇马”移动速度和方向相比,环境垂直风切变对“利奇马”内、外雨带上降水非对称分布的影响要重要得多。  相似文献   

184例新型冠状病毒肺炎患者药证规律分析          下载免费PDF全文

贺佐梅  曾普华  郜文辉 《应用海洋学学报》2022,38(9):27

目的：分析新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的药证规律,为COVID-19的中医论治提供参考。方法：以湖北黄冈大别山医院184 例新型冠状病毒肺炎（COVID-19）确诊患者为研究对象,收集其中医证候、处方用药,运用SPSS 21.0统计软件进行频次统计、聚类分析,运用IBM SPSS Modeler 18对药物、症状进行关联规则分析。结果：共纳入265个处方,涉及中药129味。药物主要功效依次为化湿、健脾、化痰、清热解毒、止咳平喘等;主要归肺、脾、胃经等;常见的药物-药物之间的关联规则分析表明,黄芪-党参等为常用药对,鸡内金+黄芪→党参等为常用三味药物组合,薏苡仁+鸡内金+黄芪→党参等为常用四味药物组合;常见的药物-症状组合规律为：益气-苔腻、健脾-苔腻、化湿-苔腻等。结论：COVID-19患者多肺脾同病,主要病机为疫毒闭肺、湿困中焦、痰湿内蕴,宜从肺脾论治,以化湿、健脾、宣肺平喘、清热等为基本治法。  相似文献   

水源涵养功能概念的生态和水文视角辨析     

高红凯  刘俊国  高光耀  夏军 《地理学报》2023,78(1):139-148

水源涵养是评价陆地生态系统服务功能的重要指标,然而学界对水源涵养功能概念和计算方法仍存在诸多争论。这一方面说明水源涵养功能评估具有重要的现实意义,同时也说明其概念的复杂性和模糊性,亟需从生态学和水文学的基本理论出发,厘清水源涵养功能概念的内涵和评估方法,促进科学决策和有效管理。研究水源涵养功能时,生态学家更关注陆地生态系统的蓄水能力（Smax）,而水文学家更关注流域的产流量（Q）,两者均具有合理性,但各有侧重,若不分别辨析,极易造成概念混淆。理论和数据分析表明,蓄水能力和产流量虽然联系紧密,但概念完全不同。陆地生态系统的Smax决定了流域对降水的分配：即蒸散发（绿水）和Q（蓝水）,Smax和Q在降水量一定的情况下往往存在此消彼长的关系。研究发现生态系统的根区蓄水能力（SRmax）是联系绿水和蓝水的核心要素,是水源涵养功能评估的关键变量。大尺度根区蓄水能力主要由气候决定,可借鉴工程水文中设计水库的累积曲线法,根据生态系统用水的生存策略通过气候反演。最后,本文提出3点建议：(1)在实践中分别评估生态系统的绿水和蓝水涵养功能;(2)进一步全面考虑冰川积雪、地下水等多要素的水源涵养功能;(3)...  相似文献   

Spatiotemporal variations of water use efficiency and its driving factors in Inner Mongolia from 2001 to 2020     

MEI Li  TONG Siqin  YIN Shan  BAO Yuhai  HUANG Xiaojun  ALATENG Tuya  WANG Yongfang  GUO Enliang  YUAN Zhihui  NASHUN Dalai  GAO Suriguga  LIU Xinyi  YE Zhigang 《地理学报(英文版)》2023,33(1):169-194

Water use efficiency (WUE) is an important variable to explore coupled relationships in carbon and water cycles. In this study, we first compared the spatial variations of annual gross primary productivity (GPP) and evapotranspiration (ET) using four GPP and ET products. Second, we selected the products closest to the flux towers data to estimate WUE. Finally, we quantitatively analyzed the impact of climate change and soil water content on WUE. The results showed that: (1) Four GPP and ET products provided good performance, with GOSIF-GPP and FLDAS-ET exhibiting a higher correlation and the smallest errors with the flux tower data. (2) The spatial pattern of WUE is consistent with that of GPP and ET, gradually decreasing from the northeast to the southwest. Higher WUE values appeared in the northeast forest ecosystem, and lower WUE values occurred in the western Gobi Desert, with a value of 0.28 gC m^?2 mm^?1. The GPP and ET products showed an increasing trend, while WUE showed a decreasing trend (55.15%) from 2001 to 2020. (3) The spatial relationship between WUE and driving factors reveal the variations in WUE of Inner Mongolia are mainly affected by soil moisture between 0 and 10 cm (SM0-10cm), vapor pressure deficit (VPD), and precipitation, respectively. (4) In arid regions, VPD and precipitation exhibit a major influence on WUE. An increase in VPD and precipitation has a negative and positive effect on WUE, with threshold values of approximately 0.36 kPa and 426 mm, respectively. (5) In humid regions, SM0-10cm, VPD, SM10-40cm, and SM40-100cm exert a significant impact on WUE, especially SM0-10cm, and weakens with increasing soil depths, these differences may be related to physiological structure and living characteristics of vegetation types in different climate regimes. Our results emphasize the importance of VPD and soil moisture in regional variability in WUE.  相似文献   

面向多分辨率DEM的河网相似性测度与分析     

江岭  高辰  韩枭  孙亚婕  赵明伟  杨灿灿 《地球信息科学学报》2021,23(4):576-583

河网是地形结构的核心要素,能够有效地反映DEM对地表形态的刻画能力。实现不同分辨率条件下DEM河网相似性测度对DEM地形综合、DEM质量评估及DEM不确定性分析等研究具有重要意义。基于此,本文以黄土高原典型样区为研究区,基于5 m高精度DEM建立的多分辨率DEM数据集,构建了地形特征自适应的DEM河网自动提取方法,建立了综合拓扑关系、方位关系、距离关系及属性特征四维信息的河网相似性度量模型,并分析了河网相似性变化特征及其与地形参数的相关性。实验结果显示,河网自动提取方法的制图精度和用户精度均在90%以上,总体精度优于Passalacqua等提出的GeoNet方法,能够有效实现不同分辨率下河网较高精度提取;河网相似性度能综合反映河网空间分布特征的差异性,河网相似度与分辨率变化率之间的幂函数关系R²达0.978,且河网相似度与高程、坡度中误差分别表现为幂函数和对数函数关系,后者对数关系显著性优于前者幂函数关系。研究表明,在以河网作为DEM构建重要数据源的背景下,本文的研究成果可为DEM质量及其应用适宜性的定量评价提供基础。  相似文献   

CSD和CDD结合下的最优遥感特征指数集构建及其在湿地信息提取中的应用     

赵栋梁  郭超凡  吴东丽  高星琪  郭逍宇 《地球信息科学学报》2021,23(6):1092-1105

依托中分辨率成像光谱仪完整的数据序列和丰富的光谱信息,遥感特征指数在湿地生态系统发展变化的状态、趋向和规律研究方面发挥着不可替代的优势。传统类间距离判别的遥感特征指数选取中常存在过分依赖数据统计特征、入选指数与目标地类间生态学意义不明确、分类模型普适性差等局限性。基于此,本研究以河北省白洋淀湿地自然保护区为例,提出类可分离性距离判别（Class Separation Discrimination,CSD）与类间距离判别（Class Distance Discrimination,CDD）相结合的方法构建最优遥感特征指数集,并采用QUEST算法和马氏距离判别法构建分类决策树模型用于白洋淀湿地信息的提取研究,尝试克服传统类间距离指数选取中的不足。结果表明：运用CSD和CDD相结合的方法所选取的遥感特征指数在研究区湿地信息提取过程中的总体分类精度达到了91.32%,Kappa系数0.88,较传统的分类与回归树（Classification and Regression Tree,CART）方法,分类精度提高了1.67%;其次选取的最优指数与待提取的湿地类型均具有明确的生态学意义,如挺水植物在立地干湿交替条件下的潴育化过程决定了氧化铁比率IO可成功的将混分的耕地和挺水植物进一步分离;进一步将基于研究区2017年OLI影像构建的CSD和CDD相结合方法与CART方法的模型分别应用于研究区2019年OLI影像进行分类,基于CSD和CDD相结合方法构建的模型分类总体精度和Kappa系数分别为：86.97%、0.83,基于CART方法构建的模型无法满足分类需求,研究结果较好地证明了基于CSD和CDD相结合方法构建的模型在年际之间具有良好的适用性和稳定性。总之,CSD和CDD相结合的方法在不降低湿地信息提取精度的基础上,有效避免了传统遥感特征指数选择方法的局限性,提高了分类模型的普适性,是遥感特征指数选择算法和决策树相结合在湿地信息提取方面的有益尝试。  相似文献