8000a BP以来东沙西南海域深水珊瑚的发育演化特征及其控制因素

深水珊瑚骨骼记录了珊瑚生长环境的精细变化,但目前对南海深水珊瑚生长的影响因素、演化阶段及其对海洋环境变化的响应仍缺乏了解。本文通过对东沙西南海域深水珊瑚骨骼的化学元素、U-Th年龄进行测定和研究,揭示8000a BP以来东沙西南海域深水珊瑚的发育演化特征及其控制因素。深水珊瑚常微量元素组合及因子分析表明,底流活动、初级生产力、陆源物质影响了东沙西南海域深水珊瑚的生长和演化。根据U-Th年龄将深水珊瑚演化划分为4个阶段,分别为Ⅰ(8000~4500a BP)、Ⅱ(4500~2500a BP)、Ⅲ(2500~1200a BP)、Ⅳ(1200a BP至今)。海底流速、有机颗粒物、海水温度与热含量、生源元素供给的剧烈动荡变化导致了4500~2500a BP珊瑚发育间断,较强底流活动、较强冬季风和有机颗粒物供给的消长变化影响了东沙西南海域深水珊瑚的演化阶段及其特征。本文研究为深入探究大洋边缘深水珊瑚影响因素、发育演化特征及其对海洋过程的响应提供了新视角。

南沙海区珊瑚礁灰岩纵波波速特征及其影响因素

珊瑚礁灰岩是孔隙结构复杂、密度变化较大的一类岩石,但过去对珊瑚礁灰岩纵波波速与孔隙结构的关系及其影响因素研究不够深入。本文测定和分析了南沙海区某岛礁钻孔中珊瑚礁灰岩的纵波波速、孔隙度以及密度特征,结果显示礁灰岩的纵波波速变化范围为5104~5958m·s–1,孔隙度变化范围为1.47%~17.7%,密度变化范围为2.07~2.72g·cm–3。这些特征表明,埋藏后的压实作用和重结晶作用,对珊瑚礁灰岩的孔隙度和密度产生影响。珊瑚礁灰岩弹性波速主要受孔隙度和孔隙结构类型的影响,礁灰岩横、纵波速比值能有效地确定岩体的结构和稳定性,因此礁灰岩的声学特性研究成果可为珊瑚岛礁工程建设的稳定性评估提供可靠的数据支撑。

南海海底沉积物声学物理参数测定的温度和时间优化研究

海洋沉积物含水率、密度和孔隙度等物理参数是沉积物声学特性研究中的重要指标。由于南海沉积物类型多样、成分复杂,特别是深海沉积物样品珍贵,需精确测定沉积物声学及物理参数并无损害地保持沉积物化学性质。文章以黏土、粉砂和砂三种典型海底沉积物为研究对象,使用环刀法和烘干法,在不同温度条件下(60℃、80℃、100℃和120℃)测定和分析了这三种沉积物的含水率、密度、孔隙度随烘干时间的变化趋势及特征,并进行了回归分析和综合研究。结果表明:1)对同类型沉积物,温度越高,完全失去孔隙水的时间越短,且失水过程具有阶段性;2)同一温度下,三种典型沉积物完全失去孔隙水的时间为t_砂<t_(粉砂)<t_(黏土),且不同时间段,失去孔隙水的速率差异较大,这主要与沉积物的颗粒大小、颗粒间的间隙大小以及烘干后期沉积物中所含的水分均已大部分流失有关;3)建议声学沉积物样品的烘干温度以80℃左右为宜,并给出三种沉积物完全烘干的参考时长和临界时间;4)在温度为80℃时,将临界时间处的物理参数带入经验方程进行声速预报是可行的。

南海东北部深海盆末次冰盛期以来陆源碎屑粒度特征及影响因素

南海东北部深海盆底流演变受多种因素控制,但目前对末次冰盛期以来底流的敏感指标、演变过程及其控制因素还缺乏深入认识。本文选取南海东北部深水区16ZBS11岩心开展陆源碎屑粒度测试和年龄测定,通过粒级-标准偏差法提取环境敏感因子,并计算底流强度及搬运能力。研究结果表明,研究区陆源碎屑主要由粉砂和粘土组成,砂组分仅在部分层位出现。南海东北部深海沉积环境经历了3个演化阶段,第Ⅰ阶段为22.39~16.02ka BP,第Ⅱ阶段为16.02~9.58ka BP,第Ⅲ阶段为9.58ka BP至今,各阶段粘土和粉砂组分均呈反相演变过程。海平面变化是深海沉积和海洋过程的重要影响因素,末次冰盛期以来南海东北部深海盆底流强度和搬运能力逐渐减弱并呈同步变化,16ka BP、11.5ka BP后南海分别与印度洋、台湾海峡连通,影响了南海北部的海洋过程。特别是9.58ka BP以来南海北部海洋混合方式和强度的改变,深刻影响着深海陆源碎屑的输运及沉积演化。本文研究结果为深入认识南海北部底流活动演变和南海深海过程提供了新证据。

琼东南外海海底沉积物粒度组分对孔隙度、声速的影响

海底沉积物粒度组分影响和控制着沉积物的声学特性和物理性质,具有明显的区域性特点。文章测定了琼东南外海海底沉积物的声速、孔隙度以及沉积物粒度组成,讨论了他们的相互关系。琼东南外海海底沉积物纵波波速变化范围为1455~1773m×s^(-1),由琼东南外海的东北至南部海域,可分别划分为低声速沉积物区、高声速沉积物区、低声速沉积物区和高声速沉积物区。沉积物孔隙度回归方程和声波回归方程表明,沉积物类型从砂、粉砂质砂、黏土质粉砂、砂-粉砂-黏土到粉砂质黏土变化,声速总体呈减小的趋势,孔隙度呈明显的增大趋势。

胶州湾表层沉积物甲藻孢囊的分布与环境因素的相关分析

为了解胶州湾表层沉积物中甲藻孢囊分布特征与环境因素之间的关系,于2015年7月采集分析了胶州湾12个站位的沉积物甲藻孢囊样品,同时与海湾夏季、冬季的水温、盐度、水深及沉积物粒度等因素进行了相关分析。结果显示,胶州湾水深介于4.5~24.7 m之间,从湾内向湾外深度逐渐加大。海水温度的季节变化较显著,夏季高冬季低,夏季呈湾内高湾外低、而冬季为湾内低而湾外较高的分布特点。海水盐度的季节变化不显著,夏、冬季的盐度均由湾内向湾外逐渐升高。沉积物主要以砂、粉砂和黏土为主,其中大部分为细颗粒的粉砂质淤泥。甲藻孢囊共记录39种(含2个未定种),优势种为膝沟藻类(Gonyaulax spp.)孢囊。胶州湾甲藻孢囊群落呈显著的空间分布特征,表现为湾口及湾外丰度较高、而湾内较低的特点。聚类分析将孢囊类群分为4组,分别为湾口湾外组及湾内3个组(湾北部组、湾西部组及湾东部组),差异度主要贡献种类为具刺膝沟藻(G.spinifera)、多边舌甲藻(Lingulodinium polyedra)和原多甲藻(Protoperidinium sp.)孢囊。相关分析表明胶州湾甲藻孢囊的丰度与夏季温度呈显著负相关(P<0.05),与冬季温度、夏季盐度及海水深度呈显著正相关(P<0.01),而与沉积物粒度相关性不显著;表明温度和盐度对胶州湾甲藻孢囊的萌发与形成具有显著影响,而其分布受到多种环境因素的综合调控。

基于级联线性回归的单帧图像超分辨重建算法研究

在实际生活中,由于硬件设备、拍摄技术以及距离等各方面因素的影响,人们经常无法获得高分辨率的图像,因此,利用算法和软件提高图像分辨率,从而获得清晰度较高的图像的工作就变得越发重要。基于学习的单帧图像的超分辨技术,就是建立低分辨率图像集和高分辨率图像集之间的关系,即通过学习低分辨率图像和高分辨率图像之间的映射关系进而获得先验知识,以此为约束条件重建得出高分辨率图像。在此方法中,高、低分辨率之间的映射关系十分重要且较难获得。本论文应用了一种简单有效的方法即通过建立级联线性回归模型对高、低分辨率图像之间的映射关系进行学习。级联线性回归模型需要的参数少,并且该函数可以求出闭合解,因此在求解时可以简便地获得更有效的结果。为使结果更加准确,论文中的算法通过对低分辨率图像进行下采样再经过双立方插值等一系列操作得到不同层数的级联性回归的高分辨率图像,通过实验对比不同级联层数的峰值信噪比PSNR(Peak Signal to Noise Ratio),选择PSNR较高的级联层数,之后对各级高分辨图像进行迭代得到最终的高分辨率图像,并将通过算法得到的高分辨率图像与原图像的高分辨率图像进行对比。实验结果表明,采用3×3的图像块,进行二次级联时,此算法能够得到较好的高分辨率图像并且算法难度较小、运行效率较高。