三氯生对小球藻的生长效应研究

研究三氯生(Triclosan) 对小球藻(Chlorella spp) 生长状况、藻细胞光合色素及碳水化合物含量的影响,检测三氯生对小球藻的毒性效应.采用概率单位-浓度对数法进行数据处理.结果表明:藻细胞密度随药剂浓度增加而明显下降,且呈现较好的剂量-效应关系;96 h 半抑制效应浓度 ( EC50 ) 为 0.065 0 mg·L-1,属于高毒;三氯生明显抑制小球藻光合色素含量的增加,并对碳水化合物含量变化有持续的影响.     

三苯基氯化锡(TPTC)对孔石莼光合作用及生长的影响

于１９９５年５月在青岛太平角采集孔石莼,研究了三苯基氯化锡（ＴＰＴＣ）对其光合、呼吸、色素含量及生长的影响。结果表明,低浓度的ＴＰＴＣ≤２μｇ／Ｌ）对光 过程无明显作用,高浓度的ＴＰＴＣ（〉２μｇ／Ｌ）能抑制光合作用,当ＴＰＴＣ浓度达到１６μｇ／Ｌ时,光合过程基本停止,ＴＰＴＣ对光作用的半数效应浓度为９６ｈＥＣ５０＝７．３９μＧ／Ｌ。低浓度的ＴＰＴＣ就能够使呼吸速率加快,但ＴＰＴＣ浓度达到８μｇ／     

UV-B辐射增强对孔石莼生长和孢子萌发的影响

测定了不同辐射强度的中波紫外线(UV-B)对潮间带海藻—孔石莼相对生长率、光合生理活性以及孢子萌发情况的影响。研究表明:UV-B抑制孔石莼的生长,随着辐射强度增加,抑制作用加强,同时UV-B也会抑制孢子萌发,4 kJ/m~2的辐射强度即可达到明显的抑制作用。此外,UV-B辐射使孔石莼叶绿素荧光参数(F_v/F_m、Y_Ⅰ、Y_Ⅱ)值降低,随着处理时间延长,孔石莼光合生理活性显著降低。相对于光系统Ⅰ,光系统Ⅱ对于UV-B造成的环境胁迫更为敏感。本研究为UV-B可能影响其他潮间带生物或生态系统的研究提供了理论基础。     

潮间带大型海藻孔石莼和鼠尾藻对铜胁迫的生理响应

以潮间带大型海藻孔石莼(Ulvapertusa)及鼠尾藻(Sargassumthunbergii)为试材,研究了不同Cu~(2+)浓度(0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mg/L)胁迫下海藻中叶绿素含量、光合特性和ATP酶活性的响应变化。结果表明,随Cu~(2+)浓度增加,孔石莼及鼠尾藻的光合色素含量、叶绿素荧光参数包括光能利用效率(alpha)、最大相对电子传递速率(rETRm)、半饱和光强(IK)及PSⅡ最大光能转化效率(F_v/F_m)随胁迫浓度升高均呈下降趋势,其中孔石莼F_v/F_m下降幅度更大;2种海藻中Na~+K~+-ATP及Ca~(2+)Mg~(2+)-ATP酶活性总体上随Cu~(2+)浓度的升高亦呈降低趋势,且孔石莼降低幅度尤为显著。这些结果表明,随胁迫程度加剧,孔石莼及鼠尾藻光合作用受抑,代谢酶活性降低,藻体遭受不可逆的严重损伤,处理体现出较明显的剂量效应;二者相比,鼠尾藻相比孔石莼对铜胁迫具更强的耐受性;叶绿素荧光参数F_v/F_m测定结果极其稳定且与胁迫程度相关极显著,可作为海藻生长及生理代谢对重金属耐受性的有效评价指标。     

持久性有机污染物对珊瑚藻生长和生理生态特性的影响

以蒽和Aroclor1254为典型污染物质,分析了持久性有机污染物对于采自深圳大鹏湾(N114°36′,E 22°25′)的珊瑚藻生长和生理生态特性的影响效果。研究结果表明,随着蒽和Aroclor1254处理浓度的增加,珊瑚藻的光合色素含量下降,细胞膜透性和活性氧代谢产物丙二醛含量增加,最终停止生长。尽管低浓度有机污染物10.0～20.0μg·L-1蒽和8.0～16.0μg·L-1 Aroclor1254处理下藻体分泌的胞外多糖含量较对照略有上升,但随着污染物浓度上升,胞外多糖含量明显下降,胞外多糖的自由基(包括O2·-、·OH和DPPH自由基)清除能力也同样明显走低。蒽和Aroclor1254对珊瑚藻生理和生长的抑制作用有较明显的剂量—效应关系,因此持久性有机污染物对于珊瑚藻而言具有明显毒害作用。两种有机污染物对于珊瑚藻的毒害效应类似,相较而言,Aroclor1254毒性效应稍大于蒽。     

光照强度对孔石莼生长和藻体化学组成的影响

研究了光照强度2 500～20 000 lx对孔石莼(Ulva pertusa)生长和藻体生化组成的影响。研究结果表明,光照强度对孔石莼的生长率具有明显的影响(P0.05),孔石莼在光照强度为12 500 lx时有最大的生物量积累。光照强度低于12 500 lx时,孔石莼的生长率有随着光照强度的降低而减小的趋势;光照强度高于12 500 lx时,孔石莼的生长率随着光照强度的升高而降低(P0.05)。不同光照强度对孔石莼的叶绿素、可溶性糖和游离脯氨酸的含量具有明显的影响(P0.05)。随着光照强度的增加,孔石莼的叶绿素a和叶绿素b的含量逐渐变小;低光照条件也促进了孔石莼蛋白质的积累;当光照强度超过17 500 lx时,游离脯氨酸的含量明显增加。光照强度对孔石莼化学组成也具有明显的影响(P0.05)。随着光照强度的升高,藻体的N元素含量有所升高,但光强达到17 500 lx后,随着光强的增加,N元素含量反而降低;C元素的含量在光照强度达到17 500 lx后,含量也明显升高;H元素的含量在光照强度2 500~20 000 lx范围内,具有随着光照强度增加而增加的趋势。     

温度及其波动对孔石莼生长及光合作用的影响

研究孔石莼(Ulva pertusaKjellm.)在7个恒温处理(5~35℃)下的生长,以确定其适宜的温度范围;并在此适温范围内,对比研究了3个变温处理(23±3),(26±3),(29±3)℃和相应的5个(20,23,26,29,32℃)恒温处理下的生长及光合作用;最后,以25℃恒温为对照,研究了4个[(25±2),(25±3),(25±4),(25±5)℃]不同变温幅度处理对孔石莼的生长及光合作用的影响。结果表明:(1)孔石莼在20~25℃生长最好(P<0.05);以25℃特定生长率最高,(28.33±3.39)%.d-1;(2)变温对孔石莼生长有显著影响(P<0.05),与相应恒温相比,(23±3)℃和(26±3)℃变温下特定生长率升高(P<0.01),(29±3)℃变温下特定生长率减小(P<0.05);光合速率与特定生长率的变化趋势相似,呼吸速率则变化不大,仅在(26±3)℃变温下显著升高(P<0.01);(3)与25℃恒温相比,孔石莼的特定生长率随着变温幅度增大而减小(P<0.01),光合速率在(25±2)℃下显著增强(P<0.05);呼吸速率在不同变温幅度下均显著提高(P<0.01)。     

硒对文昌鱼的毒性效应和生长的影响

本文报道了不同浓度Se~(4 )和Se~(6 )对文昌鱼的毒性效应以及对文昌鱼生长的影响。研究结果表明,Se~(4 )的毒性大于Se~(6 ),且对文昌鱼的致毒效应与底质有关;组织学观察发现,文昌鱼中毒器官主要是鳃、肠和肌肉;适宜浓度的Se~(4 )可明显地促进文昌鱼的生长。     

NaHSO3对盐生杜氏藻生长和光合色素含量的影响

为优化盐生杜氏藻营养盐配方、降低养殖成本、提高生物量及色素积累, 研究了不同浓度的安全环保的植物循环光合磷酸化促进剂--NaHSO3(≤0.40mM·L-1)溶液对盐生杜氏藻生长和光合色素含量的影响.结果表明, NaHSO3可显著促进盐生杜氏藻生长, 提高叶绿素a (Chl a)和b(Ch1 b)含量、叶绿素总量(Chl)、类胡萝卜素含量(Car)和Chl/Car;促进效应随浓度增加表现为先升后降, 低浓度(<0.10mM·L-1)效应较好, 以0.07mM·L-1为最佳.NaHSO3提高Chl b的效应大于Chl a, 降低Chl a/Chl b比值, 随浓度增加表现为先降后升, 以0.07mM·L-1降低最大.本试验条件下, 盐生杜氏藻生物量与光合色素含量间及各光合色素含量间呈显著或极显著相关, 与生物量(Y, g·L-1)相关最大的是Chl b (XChl b, μg·ml-1), 符合Y=0.284XChl b-0.883 (R2=0.994**)(**表示Y与X之间在0.01水平上极显著相关,下同);其次为Chl (XChl, μg·ml-1), Y=0.100XChl-2.022 (R2=0.993**), 为生长动态的及时掌握提供了有效的间接衡量指标.     

铬对文昌鱼的毒性效应和生长的影响

本文分析并报道了不同浓度Ｃｒ＾６＋和Ｃｒ＾３＋对文昌鱼的毒性效应及对文昌鱼生长的影响。结果表明,Ｃｒ＾６＋的毒性大于Ｃｒ＾３＋,其对文昌鱼的致死效应与底质有关;组织学观察发现,文昌鱼中毒器官主要是鳃、肠和肌肉;适宜浓度的Ｃｒ＾６＋和Ｃｒ＾３＋可明显地促进文昌鱼的生长。     

海量数据驱动下的高分辨率海洋数值模式发展与展望

海洋数值模式是定量描述海洋物理现象及其变化的数值模型,也是海洋与气候研究、预测的核心工具。随着海洋观测的不断投入与积累、对海洋认识的不断深入,特别是在高性能计算技术的支撑下,海洋数值模式已有了长足进步,正朝着高分辨率和多物理过程的方向发展。随着分辨率的提高、物理过程的细化,海洋数值模式的发展面临着多个方面的挑战。当前,海洋数据数量和种类不断增多,同时超级计算机、高性能计算和深度学习等技术的快速发展,为海洋数值模式的突破提供了机遇与挑战。本研究回顾了海洋数值模式的发展现状,梳理和分析了其发展中遇到的大规模高效并行计算和参数优化这两个关键问题,探讨和展望了当前海量数据驱动下海洋数值模式的发展趋势。提出计算负载均衡、计算与I/O重叠的并行流水线设计以及降低全局交换的算法改进是当前突破高分辨率海洋模式大规模高效并行效率的关键。从海洋科学、高性能计算以及深度学习深度交叉融合的角度,提出了实现海洋科学与深度学习相结合的6个途径,在此基础上,探讨了基于深度学习的参数化优化可能实现的途径。     

莱茵衣藻叶绿体型磷酸甘油醛脱氢酶过表达对其储能物质生产的影响

叶绿体型磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)是莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)光合固碳生产储能物质的关键酶,加深对该酶生物学功能的认识对探索微藻光合固碳有着重要意义。本文首先构建了2种叶绿体型GAPDH过表达转化株,实现了持续稳定和生长偶联2种不同模式的叶绿体型GAPDH的表达;通过对比分析2种转化株与野生株的生长(OD与干重)、叶绿素荧光参数Fv/Fm、碳水化合物含量以及脂肪酸种类与含量的变化规律,考察过表达GAPDH对莱茵衣藻储能物质生产能力的影响。研究表明,过表达叶绿体型GAPDH实现了转化株碳水化合物和脂肪酸产率的明显提升。与野生株相比,稳定过表达GAPDH的转化株不仅能够积累较高含量的碳水化合物,且脂肪酸最大产率提升了55%,最大储能物质产率提升了75%。本研究首次从实验角度证实,莱茵衣藻叶绿体型GAPDH的过表达可显著提升其储能物质生产能力,本研究对基于微藻光合固碳的合成生物学的发展起到推动作用。     

海口湾海洋水动力自然灾害评估分析

开展海洋水动力自然灾害评价分析是涉海工程海洋灾害风险评估的重要组成部分,其重在水动力风险因素的识别与风险强度的预估,是有效提高灾害防御能力、控制风险和减少灾害损失的关键技术方法之一。海口湾水域位于海南岛北岸,琼州海峡内、濒临南海,由于其特殊地理位置,对海口湾水域影响最为显著的海洋动力灾害主要包括:风暴潮、海浪和海啸。本文针对上述问题,基于数值模拟方法以及实测数据统计和经验分析等方法,研究确定了该海域所面临的上述各风险因素的成因,并确定了其对应强度大小和危害破坏情况,给出了极端条件下的数值结果,为相关工程的海域使用论证提供参考依据。其中,风暴潮增水主要基于实测台风资料通过随机统计与水动力模型相结合的方法,推求出重现期为50、100以及500a的极端高水位值。极端大浪主要基于30a的台风过程与疾风资料,结合后报风场数据,采用SWAN模拟海域波浪场,分别计算给出重现期100、50a波浪要素,并验证了海域内人工岛护面稳定性情况。海啸波主要依托Nguyenetal(2014)在USGS震源参数基础上导出的震源参数,采用浅水波模型分别对7.0和8.0级地震形成的海啸进行数值模拟,估算对海口湾水域影响情况,还考虑了整个断裂带发生破裂形成的特大地震(9.3级)海啸时极端情况。     

白云凹陷北坡珠江组下段陆架边缘三角洲特征及其主控因素

为了明确白云凹陷北坡珠江组下段陆架边缘三角洲的形成演化阶段及其主要控制因素,采用地震沉积学、层序地层学的相关理论和方法,结合钻测井数据、地震反射结构特征和均方根振幅属性等资料,在前人研究的基础上对该陆架边缘三角洲的识别特征、演化模式和控制因素进行了重新认识和探讨分析。结果表明：陆架边缘三角洲在顺物源方向具有高角度斜交型前积反射,缺乏顶积层的海岸平原相,其前端发育盆底扇沉积;垂向沉积序列以多期反旋回的前三角洲、席状砂、河口沙坝和水下分流河道的叠置为特征,发育陆坡区常见的生物扰动、泥质条带变形和滑塌、滑动现象;珠江组下段陆架边缘三角洲形成于强制海退体系域时期,并伴随着盆底扇的发育,而低位体系域时期主要发育斜坡扇和低位楔状体;构造活动促使白云凹陷北坡在珠江组下段时期形成稳定分布的陆架坡折带,珠江组下段时期古珠江携带的充沛物源和该时期强烈的海平面下降使碎屑沉积物能够进积至陆架边缘,甚至陆坡地区形成陆架边缘三角洲沉积。     

赤道太平洋海域上层海洋热含量及其变化机制的诊断分析

基于1992—2015年国际共享的ECCO v4 (Estimating the Circulation and Climate of the Ocean Version 4)同化产品,利用热含量控制方程定量地诊断赤道太平洋(118°E—75°W, 5°S—5°N, 0～300m)和Ni?o 3.4区(170°W—120°W, 5°S—5°N,0～80m)这两块区域热含量变化机制。对于去掉季节平均后的年际变化,在赤道太平洋地区,时间趋势项主要由经向输送和海表热通量项共同驱动。通过5°N断面的输送决定了时间趋势项的幅值和正负符号。在Ni?o3.4区,时间趋势项主要由海表热通量项和热量输送项共同驱动,其中垂向输送对总输送贡献最大。赤道太平洋地区经向热量输送异常领先于Ni?o3.4区垂向热量输送异常,这解释了在年际尺度上赤道太平洋热含量异常领先Ni?o3.4指数变化的原因。尽管EP(Eastern Pattern)型El Ni?o和CP(Central Pattern)型El Ni?o有许多不同之处,合成分析表明,两类El Ni?o的共同点为:在赤道太平洋地区,两类El Ni?o事件的热量输送异常在发展期和衰退期由经向输送主导;在Ni?o 3.4区, EP型El Ni?o和CP型El Ni?o的热量输送在发展期和衰退期由垂向输送主导。     

2017年夏季红沿河附近海域溶解态营养元素时空分布特征

通过2017年7月和8月辽东湾东南部海域两个航次的营养盐的实测数据,对该海域溶解态营养元素的浓度、分布及其主要影响因素进行了分析。结果表明:夏季红沿河附近海域氨氮(NH4-N)是DIN的主要存在形态,DON是溶解总氮(DTN)的主要存在形态。除NH4-N外,8月航次溶解态无机营养元素浓度均高于7月,而溶解态有机营养元素浓度则低于7月。各种形态营养元素浓度最高值均位于近岸区,总体来说,近岸区营养盐的浓度普遍高于离岸区,河口区营养盐浓度高于非河口区。由河流输入和人类活动引起的陆源输入对该海域营养盐浓度的高低和分布有重要的影响。水团的运动和生物活动也是影响该海域营养盐分布的关键因素。按照化学计量限制的评估方法,绝大部分海域属于磷限制性海域。人类活动导致陆源营养盐输入是红沿河附近海域营养盐的主要来源,也是其水体营养结构失衡的关键原因所在。     

电渗析-厌氧膜生物反应器处理含甘油高盐废水

利用电渗析(ED)-厌氧膜生物反应器(AnMBR)处理含甘油高盐废水,电渗析过程脱盐率达99%以上,平均能耗为616kJ/L,电流效率91.4%。AnMBR处理含甘油废水过程中COD去除率达95%,膜在COD去除中发挥了重要作用,其COD截留率为41%~81%。期间发生膜污染现象,跨膜压差快速上升并最终稳定在0.040~0.043MPa。AnMBR沼气中甲烷比例为78.3%,甘油比产甲烷速率0.252LCH4/g甘油。甘油在厌氧条件下首先转变成丙酸,然后再被分解。研究证明,在厌氧处理甘油的过程中有机负荷不宜过大,否则会造成严重的挥发性脂肪酸(VFA)积累,尤其是丙酸的积累。此外,CaCl2浓度与甘油转化关系的实验结果表明:厌氧菌群受到4%以下盐度冲击时能在6d内恢复活性,受到6%以上盐度冲击将导致活性恢复缓慢。因此,厌氧反应器进水盐度需控制在4%以内。研究还发现VFA中丙酸所占比例随着盐度升高逐渐下降,说明高盐度会使厌氧菌活性受到抑制,影响甘油降解。     

An improved optical flow method to estimate Arctic sea ice velocity (winter 2014?2016)

1 Jiangsu Provincial Key Laboratory of Geographic Information Science and Technology/Key Laboratory for Land Satellite Remote Sensing Applications of Ministry of Natural Resources, School of Geography and Ocean Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China; 2 Collaborative Innovation Center of Novel Software Technology and Industrialization, Nanjing 210023, China; 3 Collaborative Innovation Center of South China Sea Studies, Nanjing 210023, China     

海洋盐指演化过程的数值模拟

盐指现象的数值模拟研究对理解小尺度海洋动力学过程具有十分重要的意义。本文建立了二维方腔模型,通过有限体积法求解控制方程,对盐指现象的演化过程进行了模拟计算和数值分析,在热瑞利数为(1.12～2.24)×107的变化范围内,展示并对比了不同粘滞系数、热瑞利数和盐瑞利数情况下的盐指现象,发现随着粘滞系数的增加,盐指的演变速率变慢,生成数目减少;热瑞利数的增加对盐指的演变速率具有抑制作用,而盐瑞利数的增加则对其具有促进作用。     

含辣素衍生结构疏水缔合聚合物的缓蚀性能研究

采用失重法、电化学方法以及表面观察方法对比研究了含辣素衍生结构疏水缔合聚合物P(AM-MAA-AMPSHDDE-SA)(PAMAHS)和聚丙烯酰胺对Q235钢在CO_2饱和的模拟油田采出水中的缓蚀性能。实验结果表明:相较于聚丙烯酰胺,PAMAHS对碳钢在油田水中的腐蚀具有较好的抑制作用,其缓蚀率随着聚合物浓度的增加而增大,缓蚀剂浓度为500mg·L^-1时,缓蚀效率能达到80.64%。因此,PAMAHS是一种混合抑制型缓蚀剂,其分子可以吸附在金属表面,形成一层具有保护作用的吸附膜,从而起到减缓腐蚀的作用。PAMAHS在碳钢表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式。