基于地学信息图谱的河道、海岸线演变对黄河三角洲景观格局影响研究

本文利用1988、1998、2009和2016年四期遥感影像,运用GIS技术,将地学信息图谱的图形思维与景观生态学的定量思维相结合,以距今不同时期的亚三角洲和滨海湿地为研究区,从景观结构和景观演替两个方面探究黄河三角洲河道、海岸线演变对景观格局的影响。结果表明:(1)距今不同时间的河道对黄河三角洲景观结构的影响程度不同,距今时间越长的亚三角洲研究区内耕地占总面积的比例越大且耕地是亚三角洲研究区中的第一优势景观类型。在1855—1889亚三角洲研究区内,除耕地和建筑用地外,其他各类景观占总面积的比例都较小且随时间变化不明显;在1929—1934亚三角洲研究区内,盐田、养殖池占总面积的比例从2009年到2016年增加了近40%,涨幅明显;在1964—1976亚三角洲研究区内,各类景观占总面积的比例趋于平均;在2017至今的亚三角洲研究区内,耕地和光滩占总面积的比例较高,达到24%左右。(2)距今不同时间的海岸线对黄河三角洲景观结构的影响程度也不同,在1855滨海湿地研究区内,耕地占总面积比例为60%左右,而海域占总面积比例接近于0,极差较大;在1934和1974滨海湿地研究区内,光滩、柽柳、碱蓬群落、芦苇、白茅群落占总面积比例随时间变化几乎呈逐渐下降趋势,而建筑用地和盐田、养殖池则呈逐渐上升趋势;2009滨海湿地研究区,河流、人工水域占总面积比例在2009年和2016年均达到32%以上。(3)根据景观类型重心变化特征,分析河道、海岸线演变对景观演替的影响程度,将不同时期亚三角洲和滨海湿地研究区景观演替分为如下几类:亚三角洲人类活动主导型、废弃河道主导型、行水河道主导型、滨海湿地人类活动主导型、废弃海岸主导型、新海岸主导型。     

多氯联苯(Aroclor 1242)胁迫下鲤鱼肝脏组织氧化应激

本文在实验室条件下通过静态水质染毒方式在生理生化和转录水平上探究了我国重要经济鱼种鲤鱼(Cyprinus carpioio)对多氯联苯Aroclor 1242的氧化应激:鲤鱼肝脏组织抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SuperoxideDismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)]活性、脂质过氧化产物丙二醛(Malonydialdehyde,MDA)含量、相关抗氧化酶编码基因(Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT)、应激蛋白HSP70、转录因子Nrf2和芳烃受体AhR2基因表达。结果表明:Aroclor 1242胁迫下,鲤鱼肝脏组织抗氧化酶活性表现出低浓度促进高浓度抑制的趋势;肝脏组织丙二醛含量显著升高,其中390μg/L暴露组鲤鱼肝脏组织MDA含量在第6d高于对照组92.1%(P0.01),表明肝脏组织发生脂质过氧化,膜系统受到损伤;鲤鱼肝脏组织中Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT、HSP70、Nrf2和AhR2编码基因表达出现不同程度下调。本文从酶学和基因转录水平上揭示了Aroclor1242胁迫下鲤鱼肝脏组织细胞的氧化应激。     

苯并[a]芘(BaP)对褐菖鲉(Sebasticus marmoratus)肝CYP1A1酶活性、基因表达及蛋白表达的影响

为了了解苯并[a]芘(BaP)对鱼类细胞色素P4501A1(CYP1A1)表达的影响,以褐菖鲉(Sebasticus marmoratus)为实验材料,采用体内实验,研究其在经过不同浓度(0.1、1、10、20、50mg/kg鱼体重量)的BaP诱导后,鱼体肝脏研究CYP1A1基因表达的情况,筛选出后续时间-效应实验中BaP注射的最佳浓度,研究BaP诱导6h、12h、1d、3d、7d后(质量浓度为20mg/kg鱼体重量)鱼体肝脏CYP1A1酶活性、基因表达和蛋白表达的情况。结果表明:剂量-效应实验中,20mg/kg鱼体重量为最佳浓度,此浓度下,基因表达在各组中变化最显著。时间-效应实验中,较空白对照组而言,染毒6h、12h和1d后,EROD酶活性显著增加。3d后开始下降,与对照组相比变化不大,7d后酶活性又发生上调。半定量RT-PCR结果表明,各染毒组与对照组相比,CYP1A1基因表达量都发生了上调,呈现先上升后下降的趋势。其中,6h和12h组相对表达量极显著增加,1d后开始下降且与3d和7d组相比变化不明显。Western blot结果表明,蛋白表达量在染毒12h后表现出显著的诱导效应,随着时间的延长略有回落,但与对照组相比仍有显著性差异。研究表明:BaP对褐菖鲉CYP1A1具有较强的诱导作用。一定质量浓度的BaP注射于褐菖鲉不同的时间后,能诱导褐菖鲉活体EROD酶活性、CYP1A1基因m RNA表达及蛋白表达,并随着时间的延长呈现先诱导后抑制的趋势。这说明BaP作为诱导剂对CYP1A1酶活性和蛋白表达的作用机制可能与调控CYP1A1的转录水平有关。     

2016年秋季热带西太平洋网采浮游植物群落结构

作者于2016年9月27日～10月25日对热带西太平洋(0°～20°N, 120°～130°E)10个站位的网采浮游植物群落结构进行了采样调查。应用Uterm?hl方法对调查海域浮游植物的物种组成、细胞丰度、优势物种以及群落多样性等相关生态特征进行了分析。希望为热带西太平洋提供一些基础的背景资料,为以后的研究奠定基础。结果表明, 鉴定出浮游植物共计4门、66属、243种(包括变种、变型), 含硅藻门(Bacillariophyta)34属、103种, 甲藻门(Pyrrophyta)28属、133种, 金藻门(Chrysophyta)2属、4种,蓝藻门(Cyanophyta)2属、3种。浮游植物细胞丰度1 965.573×10³ 细胞/m³ , 其中蓝藻的细胞丰度为1 945.169×10³ 细胞/m³ , 决定了浮游植物的分布格局, 占总细胞丰度的98.96%, 高值区分布在0°N130°E-10°N130°E的4个站位(E130-13、E130-15、E130-17、E130-19); 硅藻丰度在20°N断面N20-4站位存在高值区; 甲藻丰度在130°E断面的3个站位(E130-10、E130-13、E130-15)存在高值区。本次调查的优势种依次为铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebaultii)、扁形原甲藻(Prorocentrum compressum)、扁豆原甲藻(Prorocentrum leniculatum)、胞内植生藻(Richelia intracellularis)、菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)、细弱海链藻(Thalassiosira subtilis)、具边线形圆筛藻(Coscinodiscus marginato-lineatus)、科氏角藻(Ceratium kofoidii)、鲁比膝沟藻(Gonyaulax lurbynaii)、中华半管藻(Hemiaulus sinensis)、霍氏半管藻(Hemiaulus hauckii)、小等刺硅鞭藻(Dictyocha fibula)。Shannon-Weiner多样性指数的均值为2.440,Pielou 均匀度指数的均值为0.163。相关分析结果显示浮游植物空间分布主要受PO₄-P、NH₄-N的影响,且由蓝藻的相关性决定的。聚类分析得出群落结构分为大洋群聚和近岸群聚两种类型(其中大洋群聚的站位又划分为0°～10°N纬度范围聚集和10°～20°N纬度范围聚集)。     

基于星载红外辐射计的北极海表温度数据对比分析

本文基于2016年MODIS(ModerateResolutionImagingSpectroradiometer)-Aqua、MODIS-Terra和VIIRS(Visible Infrared Imager Radiometer Suite)三种红外辐射计的海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)数据,统计了北极地区红外SST1月和7月的覆盖率及有效覆盖天数,并与Argo(Arrayfor Real-timeGeostrophicOceanography)浮标数据进行了匹配验证,直观获取北极SST误差分布情况并研究SST遥感观测能力,为更好地了解北极地区从而应对气候变化提供一定的资料基础。结果表明,北极地区红外辐射计SST数据7月的覆盖率和有效观测天数均高于1月,1月三种数据相差不大,7月VIIRS的覆盖率和有效观测天数均优于MODIS-Aqua和MODIS-Terra,联合三种红外辐射计的覆盖率和有效观测天数相较于单星有所增加, 1月覆盖率最高为8%, 7月最高接近70%,表明多星联合探测是提高北极地区SST数据覆盖率和观测天数的有效方法;北极地区SST数据的误差普遍高于全球总体水平, VIIRS白天、夜间的均方根误差(E_(rms))均低于MODIS-Aqua和MODIS-Terra, MODIS-Aqua白天SST的E_(rms)高于MODIS-Terra,夜间则低于MODIS-Terra。综合来看, VIIRS在北极的覆盖率、有效观测天数及与浮标的匹配结果在三种红外辐射计中为最优。     

一套具有更高时空分辨率的全球海洋叶绿素浓度遥感融合产品数据集

认识海洋在全球碳循环中的作用及其对环境变化的响应,需要高时空分辨率的观测数据。由于轨道宽度、云雨天气、太阳耀斑等的影响,单一的水色传感器的观测能力十分有限,将多源海洋水色卫星进行融合是提高水色数据时空覆盖的一种有效途径。SeaWiFS和MERIS分别于2010年12月11日和2012年5月9日停止运行,在很大程度上降低了水色融合产品时空覆盖的提升。我们在融合过程中加入了FY-3 MERSI数据,生成了全球海洋叶绿素浓度遥感融合产品数据集。数据源包括SeaWiFS、MERIS、MODIS-Aqua、VIIRS和MERSI。结果表明：加入MERSI后,融合产品的日平均有效空间覆盖提高了9%;采样频率（同一区域一年中获取有效数据的次数）由57天/年提高到109天/年。利用实测数据和国外同类融合产品（ESA GlobColour和NASA MEaSUREs）对新的数据集进行了质量评价。与实测数据相比,加入MERSI的融合产品精度与未加入MERSI的融合产品基本一致;与国外同类融合产品的偏差小于10%。新数据集的时间序列特性与未加入MERSI的融合产品以及单传感器的一致。     

Differential gene expression in the body wall of the sea cucumber(Apostichopus japonicus) under strong lighting and dark conditions

Sea cucumber, Apostichopus japonicus is very sensitive to light changes. It is important to study the influence of light on the molecular response of A. japonicus. In this study, RNA-seq provided a general overview of the gene expression profiles of the body walls of A. japonicus exposed to strong light("light"), normal light("control") and fully dark("dark") environment. In the comparisons of "control" vs. "dark", "control" vs. "light" and "dark" vs."light", 1 161, 113 and 1 705 differentially expressed genes(DEGs) were identified following the criteria of|log_2 ratio|≥1 and FDR≤0.001, respectively. Gene ontology analysis showed that "cellular process" and "binding"enriched the most DEGs in the category of "biological process" and "molecular function", while "cell" and "cell part" enriched the most DEGs in the category of "cellular component". And the DEGs were mapped to 214, 41 and229 pathways in the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes database, and 51, 2 and 57 pathways were significantly enriched, respectively. Light-specific DEGs identified in this study will be important targets for further investigation to establish the biochemical mechanisms involved in the adaption of this sea cucumber to changes in the level of environmental light.     

Accelerated recruitment of copepod Calanus hyperboreus in pelagic slope waters of the western Arctic Ocean

Shelf-basin advection is essential to subsistence of the Arctic copepod Calanus hyperboreus population in high basin area. Its abundance, population structure and body size in pelagic layer were investigated with samples collected over a large range in the western Arctic Ocean during summer 2003, to evaluate the geographical variation in recruitment pattern. Calanus hyperboreus was absent from the shallow areas of the Chukchi Sea and most abundant in the slope area between the Chukchi Sea and Chukchi Abyssal Plain(CS-slope). Total abundance varied between 1 110.0 and 5 815.0 ind./m2 in the CS-slope area and ranged from 40.0 to 950.0 ind./m2 in the other areas. Early stages(CI–IV) dominated in the CS-slope area, whereas CV and adult females were frequently recorded only in deep basin areas. Geographical difference of prosome length was most evident in CIII,with average ranging from 2.48 to 2.61 mm at the CS-slope stations and 2.16–2.37 mm at the others. Abundance of early developmental stages(CI–CIV) correlated positively with Chl a concentration, but negative correlation was observed in late stages(CV–adult). Our results indicated that C. hyperboreus can benefit from primary production increase through accelerated development in the first growth season and the productive CS-slope area is a potential source for slope-basin replenishment.     

发现于我国渤海辽东湾的海洋甲藻新种-渤海异冒藻(Heterocapsa bohaiensis sp. nov.)

A small armed dinoflagellate bloomed in the aquaculture ponds off the coast of Liaodong Bay, Bohai Sea of China,resulting in heavy mortalities of the cultured prawns(Penaeus japonicus) and larvae of Chinese mitten handed crabs(Eriocheir sinensis). The bloom-forming species was successfully isolated, and cellular morphology of the specimen was consequently investigated through light, fluorescent and electron microscopy. The small((14.4±1.6) μm in length) ellipsoid cells show typical Heterocapsa thecal plate arrangement(Po, cp, 5′, 3 a, 7′′, 6 c,5 s, 5′′′, 2′′′′). The episome is evidently bigger than the hyposome. One to three spherical pyrenoids are located above or beside the large elongated nucleus. The body scale is characterized by a triangle basal plate with one central upright and nine peripheral spines. Above all, Heterocapsa bohaiensis could be distinguished from other Heterocapsa species by the combination of the cell size, morphology, cellular structure and body scale. Sequence analyses of both ITS and LSU regions reveal the significant genetic divergence between H. bohaiensis and other established species in this genus, further supporting novelty of this species. Noticeably, different sample treatment methods resulted in morphological variation of the apical pore complex(APC) of H. bohaiensis, which needs to be taken into account in future study.