Salinivibrio sp.YH4胞外丝氨酸蛋白酶EYHS耐盐性及生物信息学分析

摘要：目的 探讨菌株Salinivibrio sp.YH4分泌的丝氨酸蛋白酶EYHS的耐盐性及结构特征。方法 明胶底物酶谱法分析EYHS的耐盐性。应用生物信息学手段对EYHS及6种耐盐的S8家族丝氨酸蛋白酶结构特征进行分析。结果 EYHS在4 mol/L的NaCl溶液中仍具有活性，属于耐盐蛋白酶。EYHS及6种S8家族丝氨酸蛋白酶分子表面的loop区等无规则卷曲所占比例较高，α-螺旋与β-片层则主要位于酶分子内部。EYHS分子表面酸性氨基酸含量较高，且具有弱疏水内核。多序列比对发现蛋白酶的催化三联体两侧存在高度保守的基序和保守的极性氨基酸及芳香族氨基酸，并存在多个保守的Gly与Ala。同源模建和表面电荷分布显示，α螺旋和β片层围成了蛋白酶的催化腔，EYHS活性中心包含由Asp32、His65与Ser215组成的催化三联体，且催化位点区域表面静电势为负。结论 上述结构特征可能有助于耐盐丝氨酸蛋白酶EYHS在高盐环境下维持其稳定性和适度柔性，并有助于其催化功能的发挥，为深入研究耐盐丝氨酸蛋白酶的高盐环境适应性提供了一定的理论依据。     

Integration of nighttime light remote sensing images and taxi GPS tracking data for population surface enhancement

The population distribution grid at fine scales better reflects the distribution of residents and plays an important role in investigating urban systems. The recent years have witnessed a growing trend of applying the nighttime light data to the estimation of population at micro levels. However, using the nighttime light data alone to estimate population may cause the overestimation problem due to excessively high light radiance in specific types of areas such as commercial zones and transportation hubs. In dealing with this issue, this study used taxi trajectory data that delineate people’s movements, and explored the utility of integrating the nighttime light and taxi trajectory data in the estimation of population in Shanghai at the spatial resolution of 500 m. First, the initial population distribution grid was generated based on the NPP-VIIRS nighttime light data. Then, a calibration grid was created with taxi trajectory data, whereby the initial population grid was optimized. The accuracy of the resultant population grid was assessed by comparing it with the refined survey data. The result indicates that the final population distribution grid performed better than the initial population grid, which reflects the effectiveness of the proposed calibration process.     

中国物理海洋学研究70年:发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团，以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强，研究领域不断拓展，涌现了大量具有广泛影响力的研究成果，其中包括:提出了被国际广泛采用的“普遍风浪谱”和“涌浪谱”，发展了第三代海浪数值模式；提出了“准调和分析方法”和“潮汐潮流永久预报”等潮汐潮流的分析和预报方法；发现并命名了“棉兰老潜流”，揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等，系统描述了太平洋西边界流系；提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流)；不断完善了中国近海陆架环流系统，在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流，以及陆架波方面均取得了深刻的认识；从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结；发展了浅海水团的研究方法，基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制，在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献；阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制，揭示了中尺度涡的三维结构，定量评估了其全球物质与能量输运能力；基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征，提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制；构建了“南海内波潜标观测网”，实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识；发展了湍流的剪切不稳定理论，提出了海流“边缘不稳定”的概念，开发了海洋湍流模式，提出了湍流混合参数化的新方法等；在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识，并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响；研发了全球浪–潮–流耦合模式，推出一系列海洋与气候模式；发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统；建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模 型实验平台；发展了ENSO预报的误差分析方法，建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系，揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应；初步建成了中国近海海洋观测网；持续开展南北极调查研究；建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统，为中国气象减灾提供保障；突破了国外的海洋技术封锁，研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器；建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型，为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示，经过70年的发展，中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍，这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军。     

Hydroacoustic estimates of fish biomass and spatial distributions in shallow lakes

We conducted acoustical surveys with a horizontal beam transducer to detect fish and with a vertical beam transducer to detect depth and macrophytes in two typical shallow lakes along the middle and lower reaches of the Changjiang(Yangtze) River in November 2013. Both lakes are subject to active fish management with annual stocking and removal of large fish. The purpose of the study was to compare hydroacoustic horizontal beam estimates with fish landings. The preliminary results show that the fish distribution patterns dif fered in the two lakes and were af fected by water depth and macrophyte coverage. The hydroacoustically estimated fish biomass matched the commercial catch very well in Niushan Lake, but it was two times higher in Kuilei Lake. However, acoustic estimates included all fish, whereas the catch included only fish 45 cm(smaller ones were released). We were unable to determine the proper regression between acoustic target strength and fish length for the dominant fish species in the two lakes.     

赤潮治理方法综述

文章综述目前赤潮治理的主要方法,其中物理法重点介绍机械搅动法、超声波法、吸附法和气浮法,化学法重点介绍无机药剂法、有机药剂法和胶体絮凝沉淀法,生物法主要介绍引入赤潮藻类生物天敌、微生物技术和化感技术,分析各自优势和不足,采用微生物技术和化感技术具有重要意义和发展前景。     

象山港海域分区评价方法研究

文章根据2011-2018年在象山港海域调查的象山港水文、水团、水环境、沉积物环境、生物生态等调查数据，将象山港海域划分为若干个具有不同生态变化特征的区域，研究象山港海域内的空间异质性，以便剖析各区域环境的问题。研究发现：象山港水交换特征、水团分布、水环境、沉积环境和生物生态特征将象山港划分为A、B、C、D、E 5个区评价较为合理。该方法可以有效并合理地对象山港海域做出评价，并为相关海洋科学工作者和管理者提供科学依据。     

基于热红外图像的海面油膜面积的测算方法

针对现有油膜检测技术难以准确测算油膜面积且检测精度受天气条件影响大的问题，本文提出了一种基于热红外图像的海面油膜面积测算方法。采用波段为 8耀14 滋m 的红外热像仪获取海面油膜的热红外图像，对采集的油膜图像进行预处 理 （灰度化、中值滤波和锐化）；基于图像灰度分布特征分割油膜区域 （感兴趣区域，ROI），采用形态学操作对 ROI 进行填充、腐蚀与膨胀，并对 ROI 进行数学表征；通过像素面积法计算 ROI 实际物理面积。实验结果表明：在不同的外界天气环境下 （如海浪、海风、海雾、不同光照等环境），该方法对不同黏度的石油样品在海面形成的油膜均有良好的检测精度， ROI 面积计算平均误差为 3.77%。     

基于多尺度的Canny边缘检测算法研究

为了解决传统边缘检测算法检测精度不高、稳健性不好和抗噪能力差等弱点,文章提出了一种基于多尺度的Canny边缘检测算法,该算法充分利用了小尺度影像和大尺度影像的优点,既能检测出图像边缘的整体轮廓,又能检测出图像细节。并运用MATLAB编程与几种经典边缘检测算法做了详细对比,采用ROC曲线进行了精度定量评价分析。实验结果表明,基于多尺度的Canny边缘检测算法检测结果更清晰,稳健性更好,而且抗高斯噪声能力也相当理想,能够有效地提取图像边缘信息。     

GPS navigation data bit decoding error during strong equatorial scintillation

Strong equatorial scintillation is often characterized by simultaneous fast phase changes and deep amplitude fading. The combined effect poses a challenge for GNSS receiver carrier tracking performance. One of the consequences of the strong scintillation is increased navigation message data bit decoding error. Understanding the rate of the data bit decoding error under equatorial scintillation is essential for high accuracy and high integrity applications. We present the statistical relationship between the data bit decoding error occurrences and the intensity of amplitude scintillation based on the processing of intermediate frequency GPS scintillation data collected on Ascension Island in March 2013. A third-order phase lock loop (PLL) is implemented to process the data and to access the data bit error typically expected in conventional receivers. A Kalman filter-based PLL is also used to process the same data to demonstrate that the data bit decoding error can be reduced through advanced carrier tracking designs.     

新冠肺炎流行病学模型的最优参数化

现如今,新冠肺炎(COVID-19)严重威胁着世界各国人民的生命健康.许多流行病学模型已经被用于为政策制定者和世界卫生组织提供决策参考.为了更加深刻的理解疫情趋势的变化特征,许多参数优化算法被用于反演模型参数.本文提议使用结合了高斯-牛顿法和梯度下降法的Levenberg-Marquardt(LMA)算法来优化模型参数.使用四个病例数相对较多的国家来验证这一算法的优势:相较于传统流行病学模型模拟曲线过早过快的到达峰值,应用 LMA 的 Statistical-SIR(Statistical-Susceptible-Infected-Recovered)模型可以更好地拟合实际疫情曲线.