海洋科学、水文学

近40 a来三门湾海岸线时空变化遥感监测与分析

陈晓英，张杰，马毅，等

摘要：目的：三门湾是浙江省三大港湾之一，了解三门湾岸线的变化对其海岸合理开发利用有重要意义。本文旨在利用1973—2013年4期Landsat卫星数据，在定量获取三门湾大陆海岸线相关数据、解译岸线变化区域内土地利用类型的基础上，实现近40 a来环三门湾地区岸线变迁遥感监测以及海岸开发方式的系统分析。方法：选用1973年Landsat MSS、1987年Landsat TM、2000年Landsat ETM+和2013年Landsat OLI 4期影像为数据源，采用人机交互解译方式，从影像中提取三门湾大陆岸线，基于GIS软件获取各期岸线长度及海岸带陆域变化面积，对三门湾整体、沿岸各县级市（象山县、宁海县、三门县）分别开展岸线时空变化特征分析；之后结合三门湾区域特点对各期海岸带新增土地的利用方式（养殖用地、农业用地、水库、港口码头、建设用地、其他用地）进行分类统计，在此基础上探讨近40 a来三门湾海岸线变迁的影响因素和海岸开发方式的转变特征。结果：（1）1973—2013年，三门湾大陆岸线总体因人工围海造地和海岸开发而不断向海推进，40 a来岸线总长度减少40.18 km，平均减少速度1.00 km/a，沿岸陆域面积增加155.89 km2，平均增速为3.90 km2/a；时间分布上，2000—2013年岸线向海扩张最为显著，陆域面积增幅达91.68 km2，空间上，近60%的新增土地分布于宁海县。（2）40 a来，象山县岸段岸线长度减少16.03 km，陆域面积增加19.81 km2，农业围垦和堵港蓄淡工程使得该岸段1973—1987年岸线变化最为明显；宁海县岸段在三门湾沿岸三县中岸线变迁最为剧烈，岸线长度共减少35.14 km，陆域面积增加89.44 km2，2000—2013年间变化最为显著，蛇蟠涂、下洋涂两大围垦工程的实施，是导致该时期岸线大幅向海推进的首要因素；三门县岸段岸线长度整体增加10.99 km，陆域面积增加46.64 km2，晏站涂围垦工程导致2000—2013年该县岸线变迁最为明显，陆域扩张迅速。（3）40 a年来三门湾海岸开发方式转变明显。1973—1987年间新增土地54.83 km2，其中62.8%为农用地，其次为堵港蓄淡水库用地，占23.8%；1987—2000年海岸开发力度减小且方式较为单一，新增9.38 km2土地几乎全部为养殖用地；2000—2013年新增土地91.68 km2，其中农用地面积达48.56 km2，占比53%，其次为养殖用地29.72 km2，另外建设用地12.29 km2，港口码头用地1.11 km2。结论：1973—2013年三门湾岸线总体向海推进，总长度减少40.18 km，沿岸陆域面积增加155.89 km2，其中2000—2013年岸线向海扩张最为显著，沿海三县中宁海县岸段近40 a来岸线变迁最为剧烈。海岸人为开发是三门湾岸线变化的主导因素，且开发方式时间异质性显著：早期以围垦造田、堵港蓄淡为主，20世纪80年代后期至20世纪末，偏重围垦养殖，进入21世纪，开发规模大幅增长，围垦造田和养殖依然是海岸开发的主要方式，同时城镇、工业建设等围填海规模迅增，港口码头建设也加快了步伐，海岸开发方式呈现多样化。

来源出版物：海洋科学, 2015, 39(2): 43-49

入选年份：2015

高温下3种壳色虾夷扇贝存活率、代谢率、免疫酶活力及HSP70表达的比较研究

郝振林，刘京哲，唐雪娇，等

摘要：目的：虾夷扇贝于20世纪80年代初由日本引入我国，并已在辽宁、山东等地进行规模化养殖，创造了巨大的经济效益。近年来，虾夷扇贝出现了大规模死亡现象，特别在夏季，死亡率明显增加，给经营者带来严重的经济损失。前期工作发现，不同壳色虾夷扇贝间的耐高温能力存在差异，本文以红贝（对照组）、枫叶贝和白贝3种壳色虾夷扇贝为研究材料，比较分析这3种壳色虾夷扇贝对高温的耐受能力，以为后期进行耐高温型虾夷扇贝新品系的培育提供理论基础。方法：将在15℃暂养的3种壳色虾夷扇贝分别驯化至20、22、24和26℃ 4个温度梯度（升温幅度为1℃/d），待各处理组达到对应温度梯度后暂养7 d，测定比较3种壳色虾夷扇贝的存活率、耗氧率和排氨率、抗氧化酶活力和热激蛋白HSP70表达等指标。其中采用（Winkler）碘量法检测水体溶解氧（DO）含量，次溴酸钠氧化法检测氨氮（NH4-N）排泄率；总抗氧化能力（T-AOC）、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化物酶（POD）活性以及超氧化物歧化酶（SOD）活性均使用南京建成生物公司的试剂盒测定，并严格按照说明书步骤进行。热激蛋白HSP70的定量表达采用试剂盒提取组织总RNA，然后进行cDNA合成，设计引物，进行RT-PCR扩增。结果：3种壳色虾夷扇贝存活率随温度升高均呈下降趋势，其中在15～22℃处理组下，3种壳色虾夷扇贝存活率均大于90%，且差异不显著（P＞0.05），在24～26℃处理组下，3种壳色虾夷扇贝存活率均显著降低（P＜0.05），且在同一处理组下，不同壳色虾夷扇贝的存活率也差异显著（P＜0.05），白贝＞红贝＞枫叶贝，其中26℃时枫叶贝的存活率最低为67%。3种壳色虾夷扇贝耗氧率随温度升高呈先上升后下降趋势，且各温度处理组间差异显著（P＜0.05）。其中在15～24℃处理组下，3种壳色虾夷扇贝耗氧率随温度逐渐升高，且在24℃时达到最高，枫叶贝为1.53 mg/（g·h），红贝1.17 mg/（g·h）和白贝1.71 mg/（g·h），26℃时，耗氧率显著降低。另外，在同一温度处理组中，白贝的耗氧率始终显著高于红贝和枫叶贝。3种壳色虾夷扇贝排氨率随温度升高逐渐上升，并在24℃时达到峰值，枫叶贝为4.23 µmol/（g·h）、红贝和白贝分别为4.00 µmol/（g·h）和4.39 µmol/（g·h）。26℃时，3种壳色虾夷扇贝排氨率均降至最低。另外，在同一温度处理组下，3种壳色虾夷扇贝排氨率差异显著（P＜0.05），排列顺序为白贝＞红贝＞枫叶贝。另外，总抗氧化能力（total-antioxidant capacity，T-AOC）、超氧化物歧酶（activity ofsuperoxide dismutase，SOD）、过氧化氢酶（Catalase，CAT）、过氧化物酶（Peroxidase，POD）4种免疫酶的活性随温度升高也呈现先升高后降低的趋势，且同一温度处理组下白壳色虾夷扇贝的免疫酶活力始终高于红贝和枫叶贝；3种壳色虾夷扇贝鳃HSP70的表达模式基本相同，随着温度的逐渐升高，HSP70持续表达，到26℃时表达量最高，且白壳色扇贝HSP70的相对表达量最高为5.07。结论：白壳色虾夷扇贝在高温应激下表现出较强的抵抗和耐受能力，因此，可将其作为后期耐高温型虾夷扇贝新品系的重要培育材料。

来源出版物：海洋科学, 2015, 39(11): 108-115

入选年份：2015

基于水淘选分级的长江口最大浑浊带附近颗粒有机碳的来源、分布和保存

潘慧慧

摘要：目的：从分粒级的角度研究大河河口颗粒有机碳的输送特征是深刻理解河口淡咸水混合过程中有机碳的生物地球化学过程的关键。作为世界上最大的河流之一，对于长江口颗粒有机碳的来源、输运等已有较多的研究，但是将水淘选分级方法应用于长江口颗粒有机碳的研究还未见报道。本研究聚焦长江口最大浑浊带附近水淘选分级颗粒有机碳随盐度的变化，以期更好地理解这一高度动态河口中颗粒有机碳的来源、分布和保存特点。方法：于2011年6月采集了长江口最大浑浊带附近盐度梯度下的表层悬浮颗粒物，采用水淘选方法对其按照水动力直径大小进行了分级分离，使用元素分析仪-同位素比值质谱分析了这些颗粒物中的有机碳、总氮含量及其稳定碳同位素丰度，使用全自动氮吸附仪和5点BET法分析了这些颗粒物的比表面积等参数。在此基础上，建立了基于Δ13C和N/C摩尔比的三端元混合模型，运用蒙特卡洛模拟方法计算了河流、三角洲和海洋来源有机碳的相对贡献，讨论了不同粒级颗粒物上有机碳的来源、分布和保存随盐度的变化特点及其影响因素。结果：随着盐度的增加和粒径的增大，长江口最大浑浊带附近分级颗粒有机碳含量逐渐降低，颗粒有机碳主要集中于＜32 µm的粒级。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的计算表明长江口分级颗粒有机碳主要来源于河流和三角洲输入，海洋来源贡献较小，三者的平均贡献比例分别为40%、35%和25%。在河口盐度梯度的淡水端，不同粒级颗粒物上三角洲来源的有机碳比例均随着盐度升高而增加，而在咸水端，海源有机碳的贡献比例升高，尤其是在16～32 µm粒级，最高达39%。32～63 µm粒级的颗粒物单位比表面积有机碳含量均大于1.0 mg·m－2，小于32 µm的颗粒物单位比表面积有机碳含量均在0.4～1.0 mg·m－2的范围之内，符合河流颗粒物的一般特点，同时也说明细颗粒物上的有机碳可能已经发生了一定程度的分解。不过相对于长江口表层沉积物中更低的单位比表面积有机碳含量，这些细颗粒物上的有机碳在沉降过程中或沉积之后还要经历进一步的再矿化分解，可能损失掉约70%的陆源有机碳。结论：长江口悬浮颗粒物中的有机碳有差异的分布在不同的粒级之间，反映了河口淡咸水混合过程中不同来源有机碳、不同组成颗粒物在输运过程中的动态添加、去除和分配。长江口颗粒有机碳含量主要集中于小于32 µm的几个粒级，这些粒级的颗粒物具有较高的比表面积，而32～63 µm粒级的颗粒物比表面积较低，有机碳含量也相对较低，但对比表面积归一化之后的有机碳含量后者要明显高于前者，说明这些细颗粒物上的有机碳可能已经发生了一定程度的分解。相对于长江干流，长江口颗粒有机碳含量偏低，可能归因于河口最大浑浊带附近特殊的生物地球化学作用，如细颗粒物絮凝、团聚和沉降、微生物分解等。长江口口门附近分级颗粒物中有机碳主要来源于代表陆源的河流和三角洲输入，海源的贡献较小；粒级越大，河流输入的有机碳来源贡献越大，表明陆源有机碳主要赋存在粗颗粒物上。在河口盐度梯度的淡水端和咸水端，分别存在三角洲来源有机碳和海源有机碳贡献比例随盐度升高而升高的现象。

来源出版物：海洋学报, 2015, 37(4): 1-15

入选年份：2015