大亚湾海域尿素与浮游生物脲酶活性研究

于2010~2011年间分4个季节,对大亚湾海域尿素浓度及浮游生物的脲酶活性开展调查研究,结合相关理化环境及生物因子,分析大亚湾海域尿素的可利用性及其对浮游植物群落演替的影响。结果表明,海区尿素浓度变化范围为0.81~8.54μmol N·L-1,夏季尿素含量最高,达4.32±1.65μmol N·L-1;冬季含量最低,为1.57±0.49μmol N·L-1。夏、秋季节有很多站位尿素水平甚至超过溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)含量1~3倍,表明尿素是大亚湾海域浮游植物生长不可忽略的重要氮源。较高水平的尿素主要分布在养殖区和靠近陆地的近岸海域。浮游生物脲酶活性在秋季最高,平均达61.0±33.6nmol N·L-1·h-1,冬、春季脲酶活性常低于检出限。在秋季,浮游生物脲酶活性与甲藻密度密切相关。脲酶已被证明是大洋中浮游植物水解尿素的最主要途径,因此尿素可能在一定程度上影响大亚湾甲藻等浮游植物的生长。     

东山湾海水中化合态无机氮的分布特征

1988年5月东山湾海水中硝酸盐、铵氮、亚硝酸盐和总化合态无机氮的平均浓度分别为3.44、1.60、0.49和5.53μmol/dm~3;8月航次这些要素的平均含量分别为1.83、0.88、0.39和3.10μmol/dm~3;11月航次这些要素的平均浓度分别为6.48、0.61、0.31和7.40μmol/dm~3;1989年2月航次这些要素的平均浓度分别为12.5、0.39、0.48和13.2μmol/dm~3。不同季节无机氮的主要外部来源不尽相同。除冬季外,其他季节无机氮的分布均在不同程度上受到浮游植物摄取的影响,其中秋季的影响最大。此外,夏季无机氮的分布还受到上升流的影响。     

厦门海域秋、冬季溶解有机氮时空分布及总溶解态氮的组成

根据2015年10月(秋季)和2016年1月(冬季)对厦门海域开展的2次水质调查,研究了该海域中溶解有机氮(DON)的时空分布特征及总溶解态氮(TDN)的组成,并探讨了DON与环境要素的相关性及其来源.结果表明:厦门海域DON浓度平均值冬季大于秋季,表层高于底层,整体呈内湾、河口区较高,湾口区低的分布格局.秋季DON浓度的空间分布为同安湾西海域九龙江口邻近海域东南海域大嶝海域,冬季为西海域同安湾九龙江口邻近海域东南海域大嶝海域.该海域秋、冬季DON浓度占比(CDON/CTDN)分别为56%和53%,DON浓度占比整体呈湾口区大、河口区及内湾小的分布特征.相关性分析表明,该海域秋、冬季表、底层DON浓度与盐度均呈极显著负相关,与磷酸盐、硅酸盐含量为极显著正相关,与叶绿素a、溶解氧、p H值存在一定相关性.厦门海域DON的来源主要有九龙江河流、城市生活污水、工农业废水等陆源输入和浮游植物活动等海源生成.     

北黄海大气颗粒态营养元素的季节分布特征

2006年7月～2007年10月对北黄海海域大气气溶胶及其负载的营养元素在春、夏、秋、冬4个季节的浓度分布进行了调查.结果显示,大气总悬浮颗粒物(TSP)、大气颗粒态总碳、钠、钙、镁、氮和磷都呈现出明显的季节变化,但是不同元素的季节分布规律不同.TSP、总碳和氮浓度都是春冬季较高,秋季次之,夏季最低.钠的季节变化与TSP不同,为夏季>冬季>春季>秋季,水溶性钙和镁分别呈现出春季>秋季>冬季>夏季及秋季>冬季>春季>夏季的季节变化.而水溶性磷酸盐浓度夏季最高,春季次之,秋冬季浓度很低.春、夏、秋、冬4季TSP、总碳和氮在不同采样海域的分布特征类似,即在离岸较近海域采集的样品TSP浓度较高,尤其是靠近辽东半岛和山东半岛海域.钠在不同采样海域的分布与TSP完全不同.各航次内钙、镁在不同采样海域的分布特征较复杂,呈现出与TSP和钠都不尽相同的分布特征.     

南黄海与长江口海域夏秋季营养盐分布特征及影响因素

根据2013年6月与11月的夏、秋两季南黄海与长江口北部海水中DIN、PO~(3-)_4-P、SiO~(2-)_3-Si的调查结果,分析了该海域营养盐的浓度状况、季节变化和分布特征,初步探讨了影响该海域营养盐时空变化的主要因素。结果表明,DIN、PO~(3-)_4-P浓度总体符合国家第一类海水标准,其中夏季DIN浓度(5.56±3.43)μmol·L~(-1),PO~(3-)_4-P浓度(0.27±0.27)μmol·L~(-1),SiO~(2-)_3-Si浓度(8.40±6.24)μmol·L~(-1),秋季DIN浓度(7.28±4.09)μmol·L~(-1),PO~(3-)_4-P浓度(0.44±0.32)μmol·L~(-1),SiO~(2-)_3-Si浓度(17.60±9.36)μmol·L~(-1)。调查海域各营养盐的含量均呈明显的季节性变化和垂向变化,表现为秋季普遍高于夏季,底层普遍高于表层。该海域营养盐平面分布的取决于陆源径流与季节性外海海流的强弱竞争,当长江冲淡水的外扩较强时,南黄海营养盐平面分布整体呈现由沿海岸向外海逐渐降低的趋势;当黄海冷水团与外海海流较强时,其分布呈现由外海向沿海岸逐渐降低的相反趋势。     

黄海冷水团水域浮游植物群落粒级结构的季节变化

根据2006—2007年度4个季节航次的实测资料,分析了黄海冷水团水域浮游植物叶绿素及其粒级结构的时空分布特征及季节变化规律,结果表明,在研究海域30 m以浅叶绿素总量的平均含量从高到低的顺序为:春季的(1.01 mg/m3)、夏季的(0.81 mg/m3)、秋季(0.72 mg/m3)、冬季(0.68 mg/m3);在叶绿素浓度大于1 mg/m3和小于1 mg/m3的区域浮游植物粒级结构差异较大,在整个研究海域,粒径较小的微型和微微型浮游植物对总生物量的贡献始终占主导(65%),粒径较大的小型浮游植物在冬季和春季贡献率相对较高;从季节尺度看,浮游植物的平均粒级指数从大到小的顺序为:春季的(15.47μm),冬季的(11.08μm),秋季的(8.61μm),夏季的(6.52μm);尽管不同季节水文和化学环境差异显著,但是不同粒径浮游植物的贡献率随总生物量的变化表现出一致性的规律。对环境因子与叶绿素分布的相关分析表明,浮游植物的生长在夏季主要受到营养盐来源的限制,冬季主要受到水体混合引起的光照限制,秋季可能受到磷酸盐和水体混合的共同限制。浮游植物粒级结构的分布格局主要是由各组分在不同环境中的资源竞争优势决定的。     

威海南部近岸海域表层海水化学要素时空变化及富营养化研究

为了客观评价威海南部近岸海域海水化学要素时空分布及富营养化状况,分别于2013年春季、夏季及秋季3个航次进行表层海水水质调查.样品分析表明:调查海域表层海水水质符合二类水质标准,其中DO含量为6.040~7.880 mg/dm~3,DIN含量为0.156~0.252 mg/dm~3,DIP含量为0.006~0.018 mg/dm~3,COD含量为0.670~1.730 mg/dm~3.DO呈现从海岸线向外海逐渐升高的趋势,DIN、DIP及COD均呈现从海岸线向外海逐渐降低的趋势.营养盐的时空变化趋势受外源污染物的输入、养殖生物的排泄输入、浮游植物及大型海藻生长的共同影响.N/P分析表明春季变化最大,夏季次之,秋季变化幅度最小,3个季节中均为磷限制,可以通过控制磷酸盐的输入控制浮游植物的生长,从而避免赤潮的发生.富营养化状态指数分析表明调查海域的富营养化状态指数从海岸向外海逐渐降低,其中2号站(靖海湾湾口)、11号站(乳山湾湾口)及12号站(乳山湾湾口)受外源污染物的影响较大,呈现富营养化.调查表明3个季节的富营养化状态指数逐渐升高,与外源污染物的输入加大及养殖活动的逐渐频繁密切相关.     

闽浙沿岸流扩展范围的季节特征及其对典型海湾的影响

根据2006~2007年春、夏、秋、冬季4个航次的监测数据分析闽浙沿岸流扩展范围和温度、盐度、营养盐含量平面分布季节变化特征,结果显示:调查期间,闽浙沿岸流主要分布于浙闽沿岸海域,具有明显的季节变化特征,冬季闽浙沿岸流扩展范围最大,可影响至广东南澳岛海域,秋季次之,可影响至厦门湾、东山湾海域,春季可扩展至泉州湾附近海域,夏季影响范围最小,仅局限于浙江北部沿岸海域.选取福建罗源湾、厦门湾和东山湾,分析闽浙沿岸流对典型海湾的影响,结果显示:冬季闽浙沿岸流给福建典型海湾带来了大量的营养盐物质,罗源湾、厦门湾和东山湾均受其影响,海水营养盐含量明显提高,秋季次之,春季影响略小,夏季基本不受闽浙沿岸流影响.     

海南西北部近岸海域浮游动物群落结构

为探讨海南西北部近岸海域浮游动物群落结构,根据2016年11月(秋季)、2017年2月(冬季)、2017年5月(春季)和2017年8月(夏季) 4个季节的浮游动物调查数据,对该海域浮游动物的种类组成、优势种及其生态类群、丰度和生物量进行了分析。结果表明:4个季节共鉴定浮游动物7门113属215种(含未定种),秋季最多(134种),冬季(113种)和春季(111种)较为接近,夏季(94种)最少,各季节均以桡足类和水螅水母类占优势。浮游动物种类的空间分布上,秋季和冬季整体呈现近岸和远岸较中间高,而春季和夏季由近岸到远岸呈逐渐增加的变化趋势。浮游动物种类随季节变动不大,但优势种更替较为明显,仅亚强次真哲水蚤(Subeucalanus subcrassus)和肥胖箭虫(Sagitta enflata)为4个季节共有优势种。优势种生态类群主要可分为暖温种、广温广盐种、近岸暖水种、热带暖水种及暖水广布种。浮游动物丰度均值秋季(124. 75 ind./m3)与冬季(152. 43ind./m3)相近,春季(64. 76 ind./m3)和夏季(74. 44 ind./m3)相近,春季、夏季的丰度均值要明显低于秋季、冬季,平面分布上秋季和冬季呈现近岸高远岸低,但不同的是水深在大于20 m以上的海域,冬季平均丰度要稍高于秋季,而春季和夏季呈现近岸低远岸高的变化特点。浮游动物生物量冬季(263. 68 mg/m3)最高,秋季(147. 38 mg/m3)次之,春季(59. 13 mg/m3)和夏季(61. 45 mg/m3)相近,平面分布上与丰度分布趋势相似。     

2011年春季东海赤潮高发区尿素分布特征及影响因素

2011年春季(3-5月)在东海赤潮高发区硅藻和甲藻赤潮暴发及演替过程中进行了3个航次的现场调查,通过对调查资料的分析,对该海域尿素的含量变化、平面分布特征及影响因素进行了初步探讨。结果表明:调查海域尿素的含量在检出限~6.32μmol/L范围内,平均浓度为(1.33±0.84)μmol/L,是该海域一种重要的溶解有机氮组分。其中,在DIN中所占比例8.73%~18.04%,在DON中所占比例5.63%~15.73%。赤潮的暴发对尿素含量和分布影响较大,能够影响并控制该海区尿素的实际浓度水平和分布特征。其中,硅藻赤潮暴发前后尿素和DIN含量下降百分比分别为36.67%和49.88%,甲藻赤潮暴发前后尿素和DIN含量下降百分比分别为8.78%和28.97%。硅藻赤潮期,尿素的高值区和叶绿素高值区一致,其含量明显高于正常海区;甲藻赤潮期,叶绿素的高值区对应着尿素低值区,赤潮区内尿素含量普遍降低至1μmol/L以下,尿素是一种能够被研究海区甲藻类浮游植物吸收利用的有效氮源。在调查海域大规模硅藻和甲藻赤潮暴发和演替期间,尿素的平面分布上未呈现明显的近岸低、远岸高的分布特点,与盐度数值没有明显的相关性,该时期陆源输入不是影响该海域尿素分布的主要因素。     

国际海洋测绘教育培训特点及发展对策

分析了海洋测绘教育培训国际化和标准化的原因及进程,论述了海洋测绘国际化教育培训的指导性文件及内容,针对国际化海洋测绘教育培训的特点与发展趋势,提出了发展我国海洋测绘教育培训的对策与建议。     

雾与能见度数值预报诊断SW方案和FSL方案改进的研究及评估

为了提高雾与能见度的预报水平,对业务上常用的两种能见度诊断方案,即Stoelinga and Warner(SW)方案与Forecast Systems Laboratory (FSL)方案的改进进行预报试验,SW方案基于Gultepe方案考虑了液态水粒子数浓度对能见度的影响,FSL改进方案中利用了递减平均法对公式中用到的温度与露点温度进行订正,并用其重新计算公式中的相对湿度。基于山东省气象科学研究所逐时更新循环(hourly update cycle,HUC)业务模式输出结果,从2015—2016年选取10次雾天气过程,并详细分析了2015年11月13—14日这次雾天气过程的预报结果,比较了改进前后各方案对雾与能见度的预报效果,结果显示:在模式预报的雨水含量占总液态含水量比例较大的预报时效,改进后的SW方案对雾与能见度预报效果优于原始方案,在模式预报液态含水量接近0的预报时效,改进前后的SW方案对雾与能见度的预报效果相当;利用订正的温度与露点温度重新计算相对湿度,其平均绝对误差(mean absolute error,MAE)降低明显的预报时段,改进后的FSL方案对雾与能见度的预报效果大大提升。将两种改进后的方案相融合并进行预报试验,结果显示,综合对能见度与雾的预报效果,Combined Visibility(CVIS)方案要优于其他两种改进方案。     

壳寡糖及其全乙酰化衍生物的制备及结构表征

探讨了壳寡糖及全乙酰壳寡糖的制备方法,通过正交实验考察了原料、温度、时间对降解产物的影响.制备了八种寡糖（八乙酰壳二糖、十一乙酰壳三糖、十四乙酰壳四糖和十七乙酰壳五糖,以及N,N′-二乙酰壳二糖、N,N′,N″-三乙酰壳三糖、N,N′,N″,N′′′四乙酰壳四糖和N,N′,N″,N′′′,N′′′′-五乙酰壳五糖）,并通过IR、NMR及MS等确定了其化学结构.     

聚多巴胺的合成、聚合机理及其在海洋防腐防污中的应用

聚多巴胺(polydopamine, PDA)含有大量的酚羟基和氨基官能团, 可以在玻璃、不锈钢、塑料、橡胶、聚四氟乙烯等材料表面黏附, 具有优异的粘附性能, 是重要的功能材料之一。本文对近年来国内外围绕聚多巴胺展开的研究进行了综述, 从聚多巴胺的合成方法、聚合机理和性能出发, 分析总结了当前合成的特点、机理研究的方案和存在的问题, 并对聚多巴胺在海洋防腐领域的应用进行了总结和展望, 旨在为研究者较全面了解聚多巴胺的研究现状提供参考。     

Adsorption and desorption of proteins and polyamino acids by clay minerals and marine sediments

The adsorption and desorption of proteins and polyamino acids on illite, montmorillonite, goethite, and marine sediments was investigated. Three ¹⁴C-labeled hydrophilic proteins, Rubisco from C. reinhardtii, and GroEL and GroES from genetically modified Escherichia coli, were synthesized and purified for this study. The proteins were strongly and rapidly adsorbed by the clay minerals and marine sediments, and much of the adsorbed protein was not readily desorbed. Sodium dodecyl sulfate (SDS) extraction and separation by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) and sucrose density gradients showed that Rubisco and GroEL were adsorbed on illite and sediments in their original forms. The apparent adsorption partition coefficients of the proteins were on the order of 10² l/kg on illite, 10³–10⁴ l/kg on goethite and montmorillonite, and 200 and 75 l/kg on Skan Bay and Resurrection Bay (Alaska) sediments, respectively. These partition coefficients are sufficiently large to permit sedimentary protein preservation via an adsorptive mechanism. Generally, basic polyamino acids had greater adsorption partition coefficients than acidic polyamino acids. Molecular size did not affect the electrostatic interaction between polyamino acids and mineral surfaces. Adsorption of bovine serum albumin (BSA) and negatively charged polyamino acids inhibited Rubisco adsorption, while positively charged cytochrome c and polyamino acids increased Rubisco adsorption. These results indicate that electrostatic interactions dominated in protein adsorption.     

Coastal and estuarine habitat mapping, using LIDAR height and intensity and multi-spectral imagery

The airborne laser scanning LIDAR (LIght Detection And Ranging) provides high-resolution Digital Terrain Models (DTM) that have been applied recently to the characterization, quantification and monitoring of coastal environments. This study assesses the contribution of LIDAR altimetry and intensity data, topographically-derived features (slope and aspect), and multi-spectral imagery (three visible and a near-infrared band), to map coastal habitats in the Bidasoa estuary and its adjacent coastal area (Basque Country, northern Spain). The performance of high-resolution data sources was individually and jointly tested, with the maximum likelihood algorithm classifier in a rocky shore and a wetland zone; thus, including some of the most extended Cantabrian Sea littoral habitats, within the Bay of Biscay. The results show that reliability of coastal habitat classification was more enhanced with LIDAR-based DTM, compared with the other data sources: slope, aspect, intensity or near-infrared band. The addition of the DTM, to the three visible bands, produced gains of between 10% and 27% in the agreement measures, between the mapped and validation data (i.e. mean producer's and user's accuracy) for the two test sites. Raw LIDAR intensity images are only of limited value here, since they appeared heterogeneous and speckled. However, the enhanced Lee smoothing filter, applied to the LIDAR intensity, improved the overall accuracy measurements of the habitat classification, especially in the wetland zone; here, there were gains up to 7.9% in mean producer's and 11.6% in mean user's accuracy. This suggests that LIDAR can be useful for habitat mapping, when few data sources are available. The synergy between the LIDAR data, with multi-spectral bands, produced high accurate classifications (mean producer's accuracy: 92% for the 16 rocky habitats and 88% for the 11 wetland habitats). Fusion of the data enabled discrimination of intertidal communities, such as Corallina elongata, barnacles (Chthamalus spp.), and stands of Spartina alterniflora and Phragmites australis, which presented misclassification when conventional visible bands were used alone. All of these results were corroborated by the kappa coefficient of agreement. The high classification accuracy found here, selecting data sources, highlights the value of integrating LIDAR data with multi-spectral imagery for habitat mapping in the intertidal complex fringe.