使用多普勒超声成像比较栉孔扇贝与虾夷扇贝循环生理特征

将先进的多普勒超声成像技术运用于栉孔扇贝(Chlamys farreri)和虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)循环生理学的研究中,首次量化了扇贝心率(HR)、血流加速度(ABF)、收缩峰值速度(PS)、舒张末期速度(ED)、血液最大瞬时血流量(Max-IBF)、血液最小瞬时流量(Min-IBF)、收缩期与舒张期流速比(S/D)和阻力指数(RI)等指标,对比了两种不同耐温性扇贝的循环生理指标差异。结果表明,两种扇贝HR、ABF、PS、ED、Max-IBF、Min-IBF与水温均呈正相关;在10—25°C间,栉孔扇贝和虾夷扇贝HR范围分别为16—39、14—31次/min,ABF范围分别为1.75—15.84、0.99—7.41cm/s2,PS范围分别为3.54—8.09、2.32—8.85cm/s,ED范围分别为1.51—3.15、1.09—4.23cm/s,Max—IBF范围分别为0.051—0.193、0.137—0.316m L/s、Min—IBF范围分别为0.025—0.072、0.022—0.131m L/s、RI范围分别为0.49—0.69、0.42—0.54,S/D范围为2.28—2.83、1.75—2.12。同一温度下栉孔扇贝的HR、ABF、PS、ED指标水平均高于虾夷扇贝,Max-IBF、Min-IBF水平均低于虾夷扇贝;两种扇贝RI和S/D指标均在一定范围内波动。研究显示,虾夷扇贝在较低的心脏和血流搏动节律下保持了高效的血液流通,从而以相对较少的能量消耗维持了其机体代谢对血液循环的需求,这也与其冷水性的生态习性相适应。     

MALBAC技术扩增微生物群落基因组的效率评估

环境样品的低生物量是微生物宏基因组学研究面临的首要挑战,通过基因组扩增技术来满足高通量测序对DNA样品量的需求是最常用的解决策略。MALBAC(Multiple Annealing and Looping Based Amplification Cycles)基因组扩增试剂盒最初为扩增和研究哺乳动物的单细胞基因组而研发。本文中,我们通过人工构建的微生物群落来检测该试剂盒在微生物宏基因组扩增方面的效率和应用可行性。结果表明,每个标准反应中,10 pg的DNA模板量足以满足MALBAC试剂盒对样品扩增的需要。每个标准反应DNA模板用量为10和100 pg时,所扩增DNA样品的基因组覆盖度与原始未扩增样品表现出高度的一致性,证明MALBAC试剂盒扩增效果的高度稳定性和一致性。常用的GenomePlex全基因组扩增试剂盒使我们可以在每个标准反应DNA模板量为100 pg的条件下扩增获得足够的DNA样品,但是结果表明该参照试剂盒无法有效的实现对群落中低丰度细菌菌株基因组的线性扩增。对于MALBAC试剂盒和参照试剂盒而言,在扩增高GC含量的微生物物种基因组DNA方面效率低下。我们的实验结果表明MALBAC试剂盒在高效扩增环境样品宏基因组DNA方面的可行性,但对该试剂盒在扩增环境样品中高GC含量微生物物种方面的适用性存在疑虑。     

星载SAR对雨团催生海面风场的观测研究

雨团或对流雨是热带与亚热带地区的主要降雨形式,较易被高分辨率星载合成孔径雷达（SAR）探测到。SAR图像上的雨团足印是由大气中雨滴的散射与吸收、下沉气流等共同导致形成的。本文以RADARSAT-2卫星100 m分辨率的SAR图像上雨团引起的海面风场及其结构反演与解译作为实例进行分析。使用CMOD4地球物理模式函数,分别以NCEP再分析数据、欧洲MetOp-A卫星先进散射计（ASCAT）和中国HY-2卫星微波散射计的风向为外部风向,进行了SAR图像的海面风场反演。反演的海面风速相对于NCEP、ASCAT和HY-2的均方根误差（RMSE）分别为1.48 m/s,1.64 m/s和2.14 m/s。SAR图像上一侧明亮另一侧昏暗的圆形信号图斑被解译为雨团携带的下沉气流对海面风场（海面粗糙度）的改变所致。平行于海面背景风场其通过雨团圆形足印中心的剖面上的风速变化可拟合为正弦或余弦曲线,其拟合线性相关系数均不低于0.80。背景风场的风速大小、雨团引起的风速大小以及雨团足印的直径可利用拟合曲线获得,雨团足印的直径大小一般为数千米或数十千米,本文的8例个例解译与分析均验证了该结论。     

利用被动示踪物模拟对黑潮入侵南海的数值研究

由于缺少观测数据和对黑潮水准确定义,很难识别出从太平洋入侵到南海的黑潮水团。本文基于一个经过观测验证的三维模式MITgcm,利用被动示踪物标记黑潮水,研究了入侵南海的黑潮水的时空变化。研究表明,在冬季,黑潮水入侵的范围最广,几乎占据了18°N-23°N和114°E-121°E的区域;并有一个分支进入台湾海峡;黑潮入侵的范围随深度增加逐渐减小。在夏季,黑潮水被限制在118°E以东,且没有分支进入台湾海峡;入侵的范围从海面到约205米是增大的,之后随深度增加逐渐减小。通过分析从2003年到2012年黑潮入侵的年际变化,与厄尔尼诺年和正常年相比,冬季黑潮入侵后向台湾海峡的分支在拉尼娜年是最弱的,这可能与中国大陆东南方向的风应力旋度有关。通过吕宋海峡的黑潮入侵通量（KIT）是西向的,其年平均值约为-3.86×10⁶ m³/s,大于吕宋海峡通量（LST,约-3.15×10⁶ m³/s）。250米以上的KIT约占了全深度通量的60-80%。此外,从2003年到2012年KIT与Niño 3.4指数的相关系数到达0.41,小于LST与Niño 3.4指数的相关系数0.78。     

基于面向对象影像分析方法的我国西沙珊瑚礁地貌单元信息提取

珊瑚礁地貌单元的空间分布对于理解珊瑚礁生态系统的地质构造过程具有重要作用。然而,基于像素的影像分析方法往往获取不到较高精度的分类结果。本文基于面向对象的影像分析方法,利用Landsat 8卫星影像数据对我国西沙地区的珊瑚环礁进行了地貌单元的遥感信息提取。借鉴于美国千年珊瑚礁测绘项目的工作成果,本文首先针对研究区特点定义了十类珊瑚礁地貌单元类型。然后,基于对象的多层次关系特点,并综合利用对象的光谱、形状、上下文关系等特征,建立合适的分类规则集,获取了研究区较大尺度的珊瑚环礁地貌分区图,其分类精度普遍高于80%。虽然研究结果表明基于面向对象的影像分析方法可以有效的进行珊瑚礁遥感信息提取,但其规则集的可移植性仍需要今后的工作加以改善。     

台山核电邻近海域春秋季浮游植物群落结构特征

根据2013年4月(春季)和9月(秋季)2个航次调查数据,对台山核电邻近海域浮游植物种类组成、时空分布及多样性指数等群落特征进行了分析。共鉴定浮游植物3门61种,其中硅藻类48种,占78.69%;甲藻类11种,占18.03%;金藻类2种,占3.28%。种类组成以暖水种和广温种为主。浮游植物丰度均值春季(11.78×107个/m3)与秋季(29.37×107个/m3)无明显差异;然而丰度水平变化较大,整体表现为春秋两季核电站温排水口附近站位均低于远离站位。春秋两季浮游植物优势种共出现了7种,春季仅出现了中肋骨条藻Skeletonema costatum1种,优势度高达0.996;秋季出现了7种,包括中肋骨条藻(0.291)、柔弱拟菱形藻Pseudo-nitzschia delicatissima(0.222)、拟弯角毛藻Chaetoceros pseudocurvisetus(0.214)和并基角毛藻Chaetoceros decipiens(0.056)等。海域春季Shannon-Wiener多样性指数H′、Pielou均匀度指数J′和Margalef物种丰富度指数D均值分别为0.55、0.18和0.50;秋季分别为2.80、0.62和0.80。多样性指数显示台山核电附近海域水质状态受到了一定程度的污染。     

天津市滨海新区芦苇湿地恢复适宜性评价

利用综合评价模型,结合地理信息系统技术的空间分析功能,以土地利用、土壤类型、坡度、降雨量和人类干扰活动作为评价因子,对天津滨海新区芦苇湿地恢复进行了适宜性评价。结果表明,较适宜开展湿地恢复的比例为21.46%,一般适宜比例为21.87%,不适宜比例占56.68%,其中较适宜湿地恢复的区域集中分布在北大港湿地自然保护区周边、独流减河下游、北塘入海口以及沿海滩涂,海河流域两侧也有零星分布。在适宜性评价基础上,对未来芦苇湿地恢复与建设的重点区域进行了成效预评估,芦苇对TC、TN、TP的年吸收通量约为1.3935×104、0.0258×104、0.0017×104t,能有效地减少入海排污压力和污染物对近岸海域环境质量的影响。研究结论可为天津湿地治理与生态恢复、土地利用结构调整、景观优化等提供理论依据和科学参考。     

低分子质量褐藻寡糖的高效酶法制备及其抗氧化活性评价

褐藻寡糖具有多种生理活性,本研究通过酶解与分级条件的优化,获得了低分子质量褐藻寡糖的酶法制备工艺,并在体外模型上评价了不同分子质量组分的抗氧化活性。结果表明,优化后的褐藻寡糖制备条件为:底物浓度1.20%,酶底比4.35 U/mg,酶解时间4 h。进一步采用乙醇沉淀和超滤分离后,获得了重均分子质量分别为0.84、1.40、2.25和34.56 k Da的4种组分,其得率分别为50.82%、5.15%、11.48%和12.00%。各组分均具有一定的还原能力,可有效清除DPPH和羟自由基,其中低分子质量组分A的抗氧化活性最为显著,其清除羟自由基的能力与维生素C相近。     

杜氏盐藻生长及PSⅡ对不同磷源的响应

在实验室控制条件下,研究了无机磷磷酸二氢钠(NaH_2PO_4)及3种有机磷源三磷酸腺苷二钠盐(adenosine disodium triphosphate,ATP)、β-甘油磷酸二钠(sodiumβ-glycerophosphate,G-P)和D-葡萄糖-6-磷酸(D-Glucose 6-phosphate,D-G-6-P)对杜氏盐藻(Dunaliella salina)生长及PSII系统的影响。结果表明,杜氏盐藻在ATP和NaH_2PO_4的磷环境中生长迅速,最大比生长速率(μ_(max))分别为(0.736±0.0158)/d和(0.667±0.0553)/d;而β-甘油磷酸二钠和D-葡萄糖-6-磷酸培养条件下盐藻生长则具有滞后效应,μ_(max)分别为(0.232±0.0114)/d和(0.31±0.0077)/d。ATP和NaH_2PO_4作为磷源时,盐藻最大电子传递效率(ETR_(max))和最大饱和光强(I_k)显著高于β-甘油磷酸二钠和D-葡萄糖-6-磷酸处理组(P0.05),而NPQ则呈相反。JIP-test参数可知,单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、t=0时单位反应中心捕获的用于还原QA的能量(TR_0/RC)和最大光化学效率(Φ_(P0))在各组间差异不显著(P0.05),但β-甘油磷酸二钠和D-葡萄糖-6-磷酸处理组单位反应中心耗散掉的能量(DI_0/RC)显著增加(P0.05),ψ_0和Φ_(E0)显著降低(P0.05)。表明β-甘油磷酸二钠和D-葡萄糖-6-磷酸作为磷源时盐藻光合系统反应活性中心(RC)部分关闭,反应活性中心的数量(RC/CS_0)减少,PSⅡ受体侧电子传递受到影响,能量耗散效率提高。综上可知,杜氏盐藻均能利用无机磷和有机磷作为磷源供其生长,但ATP作为磷源使得盐藻在最短时间进入对数期,生物量显著提高(P0.05)。     

不同饵料种类、投喂方式及环境条件对凡纳滨对虾相对摄食量的影响

为提高对虾养殖过程中的饵料利用率并减少养殖废水的排放,作者以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)为实验对象,研究了不同饵料种类、投喂方式、体质量、充气量、光照强度、水温及盐度对其相对摄食量的影响。结果表明:配合饲料组对虾的相对摄食量显著高于冰鲜虾肉组;连续单颗投喂时对虾的相对摄食量较高;相对摄食量随对对虾体重升高而显著(P0.01)下降,而且不同规格的对虾在竞争条件下平均相对摄食量会降低;充气量6 L/min组对虾的相对摄食量明显高于另外两组;弱光环境下对虾的相对摄食量较高;水温和盐度对相对摄食量的影响极显著(P0.01),在32℃时对虾获得最大相对摄食量,在盐度为5时相对摄食量最小,高盐度下组间差异不显著(P0.05)。因此,在实际生产中应采取少量多次的投饵策略,并根据环境条件的变化合理的调整投饵量。