由于传统持久性有机污染物（POPs）如有机氯农药（OCPs）和多氯联苯（PCBs）在全球范围内被广泛的限制或禁用，各种环境介质中的污染物浓度呈现逐年降低的趋势。西北太平洋作为远离大陆的开放性海域，无明显的污染点源，其洋流在POPs的输送和扩散过程中扮演重要的角色。本研究采集西北太平洋黑潮区表层和次表层（2～5 m和150 m）水体为研究对象，分析其中溶解态OCPs（六六六（HCHs）、滴滴涕（DDTs）、氯丹（CHLs））和PCBs的浓度及组成特征。结果显示，黑潮区表层水体中HCHs、DDTs、CHLs和PCBs的浓度范围分别为30.7～68.8 pg/L、6.16～23.8 pg/L、1.07～5.75 pg/L和49.8～124 pg/L；次表层水体中分别为27.3～68.4 pg/L、7.06～14.1 pg/L、0.518～10.1 pg/L和34.1～68.4 pg/L。HCHs各异构体的比值特征表明该海域以林丹输入为主，而DDTs和CHLs的比值结果显示，该海域水体中滴滴涕和氯丹均主要是来自于历史残留。水体中PCBs主要以三氯联苯、四氯联苯为主，与东亚多氯联苯的历史使用情况吻合。黑潮水团体量巨大且内部分布均匀，对污染物的垂直分布产生重要影响，即不同深度水体中OCPs、PCBs浓度及其组成相当；同时黑潮带来的高温、高营养盐水团对其海域生物体内污染物的富集形成潜在风险。

为了解湿地微环境中营养盐和金属元素的分布特征及其内在联系，并进一步估算两者在沉积物−水界面的扩散通量，本文借助薄膜扩散梯度技术获取深圳湾和茅洲河红树林湿地浅层沉积物孔隙水中营养盐和金属元素浓度以及二维高分辨有效态硫浓度分布。研究结果表明：除了${\rm{NO}}_3^- $和Mo外，茅洲河沉积物孔隙水中${\rm{NH}}_4^+ $、P与S²⁻和重金属Cd、Co、Cu、Fe、Ni、Pb与Zn的平均浓度均高于上覆水和深圳湾水体中平均浓度，这说明茅洲河沉积物孔隙水的污染程度更高，但深圳湾水体中营养盐和金属元素等污染物来源多于茅洲河。茅洲河有效态硫浓度空间分布不均匀，存在明显的生物扰动通道，浓度值也随着沉积物深度逐渐增高。深圳湾在沉积物−水界面处营养盐和金属元素的扩散通量为−0.27～0.006 5 μg/(cm²·d)，茅洲河的扩散通量为−0.061～0.069 μg/(cm²·d)。

长棘海星暴发对珊瑚礁生态系统产生了严重危害，而水体营养盐的补充可能是导致长棘海星暴发的一个关键因素。砂质沉积物对调控珊瑚礁区的营养盐浓度和结构起着关键作用，因此本研究通过流动式反应器对长棘海星和砂质沉积物进行模拟实验，分析长棘海星排泄活动及其死亡后有机体降解对水体营养盐的影响，并探究砂质沉积物的响应。实验结果表明：（1）长棘海星排泄的溶解无机氮（DIN）和溶解无机磷（DIP）通量分别为（83.55±4.74）μmol/(ind.·h)和（2.53±0.03）μmol/(ind.·h)，这些营养盐可能给长棘海星的持续暴发提供营养条件；（2）砂质沉积物对长棘海星排泄导致的营养盐浓度升高具有缓冲作用，约70.7%的DIN和91.4%的DIP被截留在沉积物中，但沉积物界面营养盐交换导致的氮磷比升高可能不利于珊瑚生长；（3）长棘海星死后的有机体降解可促使沉积物–水界面释放营养盐，结合海星暴发密度估算，其释放的营养盐可导致上覆水中DIN和DIP浓度分别升高0.32 μmol/L和0.01 μmol/L，这可能会促使大型藻的快速生长而妨碍珊瑚的自我修复。

基于2016−2017年4个季节航次数据，分析了湛江湾真光层深度与初级生产力的时空变化特征及其影响因素。结果表明，湛江湾真光层深度平均值为（6.95±3.17）m，空间变化比季节变化明显，K_d(PAR)与浊度存在显著的正相关关系，建立的线性回归模型R²为0.73（p<0.01），表明悬浮颗粒物对湛江湾真光层深度的影响占主导地位。利用VGPM模型得到初级生产力（以碳计）的平均值为（639.53±427.95）mg/(m²·d)，其时空特征与真光层深度基本保持一致，真光层深度比叶绿素a浓度更能解释初级生产力的时空分布模式。

为完善内孤立波与海底斜坡沉积物相互作用研究，本文着眼于内孤立波破碎后在斜坡上继续运动的阶段，开展物理模拟实验，分析斜坡响应的土压力和超孔隙水压力的变化状况，揭示内波作用过程。研究发现：斜坡沉积物颗粒在内孤立波破碎引起的涡旋和渗流的共同作用下，会发生再悬浮，斜坡坡度变化不改变沉积物产生动力响应的主导动力作用；内孤立波振幅大小影响涡旋与渗流两者的比例，即在小振幅条件下由涡旋作用主导，在大振幅条件下由渗流作用主导；破碎流体在沿斜坡冲出坡顶位置后形成新的涡流，沉积物在新生涡流作用下的动力响应受斜坡坡度的影响。本文结果对于研究内孤立波再悬浮运移海底沉积物、改造海底地形地貌具有参考价值。

已知的鱼类环境DNA（eDNA）metabarcoding片段均未被针对性考察其对近缘物种的适用性，实际使用过程中存在“物种丢失”风险。为筛选出物种识别率最高的片段，本研究比较了15个主流片段对106属（共935种）鱼类的识别差异。研究结果如下：（1）蛋白质编码基因（COI，片段15）的物种识别率最高，但其引物通用性最差；片段09、片段11、片段07、片段03、片段12的引物序列总平均遗传距离也较大，均存在eDNA低效扩增的风险；（2）片段长度影响物种识别率，核糖体基因中片段05、片段06、片段01、片段02及片段13的物种识别率较高；（3）非度量多维尺度分析（NMDS）显示，不同基因、同一基因不同片段的识别结果存在较大差异，应考虑多片段、多基因组合应用；片段01与片段02、片段05与片段06等在NMDS图上距离较近，存在相互替代性；（4）物种类群影响识别结果，eDNA研究仍需要进一步开发高识别率片段。综合物种识别率、引物通用性、NMDS分析等多方面因素，本研究推荐2×150 bp测序平台使用片段01（MiFish-U）、2×250 bp测序平台使用片段05（Ac12S），辅以片段13（Vert-16S-eDNA）等进行近缘鱼类多样性调查。本研究旨在为提高鱼类eDNA调查结果准确性提供一定技术支撑。