渤海冰-海洋耦合模式Ⅰ.模式和参数研究

在国内外冰-海洋耦合模式研究基础上,根据渤海水文、气象和冰情特点,以国家海洋环境预报中心的渤海海冰预报模式和POM海洋模式为基础,开发了一个冰-海洋耦合模式.在该耦合模式中,冰和海洋之间的动量和热量交换是双向的,冰厚和冰密集度的变化不仅由冰表面和冰底的热收支决定,还由开阔水的表面热收支决定.侧重阐述了耦合模式的动力和热力学过程的耦合,并对模式中一些热力参数进行了讨论.     

渤海湾水环境氮、磷营养盐分布特点

渤海是一个半封闭的陆架边缘海,主要由辽东湾、渤海湾、莱州湾及中央海区组成,面积为7.7×104 km2,平均水深18 m[1].近些年富含氮、磷营养盐的工农业废水的大量排放使得渤海湾营养盐结构发生了很大变化,同时导致渤海湾局部海域“赤潮”频繁发生.营养物质进入水体后,将会在水与沉积物之间发生迁移,其中一部分可以与钙、铁或铝络合形成沉淀,或吸附到矿物颗粒的表面而转移到沉积物中.近海沉积物可以看作营养物质的“蓄积库”.沉积物中营养物质的再生,对水体中营养盐的收支和营养盐循环动力学有着及其重要的作用[2].     

基于案例推理的海洋涡旋特征信息空间相似性研究

目前对海洋涡旋的分析主要采用水团、近海海流分析和数值模拟方法,这些方法结合不同的区域资料已经有过很多成功的研究。但面对日益增长的多源、大面积海洋遥感数据,在快速自动化提取海洋涡旋的空间信息方面还存在很多难题。因此该文针对海洋涡旋空间信息的快速定量分析问题,提出了基于案例推理(Case-Based Reasoning,CBR)的海洋涡旋空间相似性研究方法。该方法首先采用多源数据(遥感数据、遥感反演数据、观测数据等)进行历史涡旋案例定量分析,并构建基于CBR的海洋涡旋案例表达模型和历史案例库;继而采用“基于重心矢径的序列分析方法”进行历史涡旋空间相似性分析,并结合典型的海洋涡旋区域给出具体实例。研究结果表明该方法是可行的。     

履带式深海采矿车软底质行走性能分析

海底底质的物理力学参数不同于陆地土壤,其极低的抗剪强度和承压强度对深海采矿车的行走性能提出高要求。分析基于车辆地面力学理论,开展了底质土力学特性试验研究,建立了深海底质力学模型。根据深海重载作业采矿车样机结构参数,在大型动力学仿真软件Recurdyn中建立了仿真模型。通过直线行走多体动力学仿真与直线行走海试试验的对比,验证了仿真模型的准确性。在此基础上开展了采矿车样机在深海软底质上的多种行走工况动力学仿真,分析与评价其行走性能。结果表明,采矿车样机可以顺利完成转弯、爬坡、越障等基本功能。该研究成果可为深海采矿车海底行走性能评估提供理论参考,为深海采矿车和软底质的相互作用力学研究提供借鉴。     

基于高通量测序的象山港水域细菌多样性的研究

象山港位于浙江省宁波市东南部沿海,属于半封闭式海湾,是以海水养殖区和海洋牧场示范区为主的重要多功能水域,近年来生态环境问题日益突出。为研究象山港海域在早春低水温环境中细菌的多样性,通过高通量测序方法对3月份的象山港水域进行检测。沿象山港南部海湾随机选取6个取样点(G04,G06,G08,G09,G011,G012),共检出836属和2 166种细菌,隶属33个门、91纲、186目和352科。其中优势细菌类群主要包括变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝细菌门(Cyanobacteria)。变形菌门在G04中占比最高(91.45%),拟杆菌门在G09中占比最高(18.05%);而放线菌门在G12中占比最高(7.95%)。在经度较高且离海岸较远的水域,细菌丰富度也越高;同时随着取样位点纬度的增加,γ-变形菌丰度逐步增高,其中在G04中最高(72.76%),在G12中最低(29.11%)。各取样点的细菌分离培养结果也表明弧菌属丰度较高,且主要集中在G04中。利用高通量测序方法揭示了象山港早春全水域的细菌结构组成框架图,可为象山港的水产养殖和可持续发展提供参考依据。     

浮游植物metacaspase的分布、结构及其功能特性

精氨酸/赖氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶(Metacaspase)在浮游植物程序性细胞死亡(programmed cell death.PCD)过程中起着关键作用。本文利用生物信息学方法分析metacaspase基因在浮游植物中的分布,并以海洋球石藻(Emilianiahuxleyi)metacaspases(EhMCs)为代表分析其结构和功能,依据Uniprot和String数据库挖掘与metacaspase功能相关并参与浮游植物PCD过程的互作蛋白。结果发现:共计29条、四种类型的metacaspases分布于11种浮游植物中,它们的metacaspase蛋白一级结构存在明显差异,但位于p20的组氨酸和半胱氨酸活性位点均具有高度的保守性;EhMCs三级结构与酵母的metacaspase十分相似,暗示它们具有类似的功能;浮游植物metacaspases与多种蛋白存在直接或间接的互作关系,在细胞PCD过程、响应环境胁迫和能量代谢等方面发挥重要作用。另外.metacaspase的磷酸化修饰可能在浮游植物PCD信号转导过程中起调节作用。     

军曹鱼（Rachycentron canadum）幼鱼对环境低氧胁迫氧化应激与能量利用指标的响应

本文探究环境低氧对军曹鱼(Rachycentron canadum)氧化应激和能量利用指标的影响,为军曹鱼的健康养殖提供参考依据。通过设置低氧胁迫–恢复实验,将军曹鱼幼鱼(平均体质量(220.67±20.73)g)在低氧((2.64±0.25)mg/L)胁迫3 h及复氧((6.34±0.15)mg/L)8 h、24 h和48 h后,测定其肝脏和肌肉组织的氧化应激与能量利用指标。结果显示,低氧胁迫后,肝脏中丙二醛（Malondialdehyde,MDA)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)和谷胱甘肽还原酶(Glutathione Reductase,GR)活力均显著低于对照组(p<0.05),乳酸脱氢酶(Lactate Dehydrogenase,LDH)活性显著高于对照组(p <0.05);肌肉中MDA和脂质过氧化物(Lipid Peroxidase,LPO)活性均显著低于对照组(p<0.05),超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和LDH活性均显著高于对照组(p<0.05);肌糖原和肝糖原含量极显著低于对照组(p<0.01)。复氧过程中,肝脏和肌肉中MDA、LPO、SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GPx)和GR含量均出现不同程度的升高;肝糖原在复氧24 h后显著高于对照组(p<0.05),复氧48 h后显著低于对照组(p<0.05);肌糖原在复氧8 h、24 h和48 h后均显著低于对照组(p<0.05)。研究表明,低氧胁迫能够对军曹鱼幼鱼机体造成一定的氧化损伤,肝脏和肌肉组织的酶活力和能量供应发生变化;低氧胁迫后的再复氧环境,对机体造成更为强烈的氧化损伤,可通过自身生理调节逐渐恢复到正常水平。     

广西涠洲岛滨海湿地潮下带海草、红树林与互花米草的分布和群落结构特征

系统报道了广西涠洲岛的潮下带海草、红树林以及互花米草的分布和群落结构特征.2019—2020年的调查结果表明,涠洲岛海草分布于南湾西侧,紧邻珊瑚礁区,面积4246 m2,为潮下带的生长形式,海草种类仅见卵叶喜盐草(Halophila ovalis);真红树植物有6种[红海榄(Rhizophora stylosa)、海漆...     

机载LiDAR地形特征信息快速提取

为更有效地获取地形特征信息,提出一种机载LiDAR地形特征信息快速提取算法。首先,通过构建二次曲面拟合模型,建立实测LiDAR地形数据与拟合曲面的几何规则;然后,采用LM算法迭代参数寻优,获得最优化结果下的地形拟合参数,计算拟合时间及拟合精度;最后,以地形拟合模型为基础,进行地形特征信息的快速提取。通过机载LiDAR实测数据验证,当最优搜索半径为2 m时,地形曲面的拟合时间仅为0.02 s,RMSE仅为5.09 cm。该算法保证了地形特征信息提取效率和精度,能够有效满足机载LiDAR科学研究和工程应用的技术需求。     

基于多源卫星遥感的暴雨灾情时空动态信息的提取

强暴雨淹没耕地形成灾害的同时,对耕地作物的生长也产生着极大的影响,而暴雨灾害对耕地作物生长的影响是一个渐变过程,需要由时空动态的观测进行监测。多源卫星遥感观测技术具有捕捉地面瞬间状态和刻画过程的优势。论文利用Terra/MODIS、Landsat和Sentinel卫星观测数据,挖掘多源卫星遥感观测数据,提出了一种利用NDVI变化的特征值进行灾情动态信息提取方法;并以2016年发生暴雨灾害的巢湖地区为实验区进行了方法的应用和讨论。结果表明,基于MODIS多时相NDVI变化结果提取的信息能够获得受灾害影响开始时期和持续时长等丰富的时空动态信息,根据这些信息可以统计得出大范围区域中受灾害影响的面积。另外,结合利用30 m和10 m的Landsat和Sentinel观测数据提取的水淹区,可为在暴雨致灾范围方面提供准确的参考信息。多源遥感作为评估灾情信息的依据之一,其获取的灾情动态信息能够为灾后耕地的恢复情况以及国家灾后损失评估和救助决策提供科学的数据依据。