强光照和黑暗条件下刺参体壁的基因表达差异

参对光照变化非常敏感,研究刺参对光照的分子响应非常重要。本研究应用RNA测序获取了刺参暴露于强光（“强光”）、正常光照（“对照”）和完全黑暗（“黑暗”）环境下体壁的基因表达谱情况,通过“对照”与“黑暗”,“对照”与“强光”和“黑暗”与“强光”的比较,在|log₂ ratio|≥1和FDR≤0.001的标准下分别发现了1161、113和1705个差异表达基因（DEGs）。基因本体分析表明,“cellular process”和“binding”在“生物过程”和“分子功能”类别中的DEGs富集最多,而“cell”和“cell part”在“细胞组分”类别中的DEGs富集最多。将DEGs与Kyoto Encyclopedia基因和基因组数据库上的于214、41和229条通路进行比对,发现了51、2和57条通路分别显著富集。本研究发现的光特异性DEGs可作为深入研究刺参对光照变化的生化适应机制的重要目标基因。     

基于ROMS和4DVAR的沿轨与网格化SSH数据同化效果评价

Remote sensing products are significant in the data assimilation of an ocean model. Considering the resolution and space coverage of different remote sensing data, two types of sea surface height(SSH) product are employed in the assimilation, including the gridded products from AVISO and the original along-track observations used in the generation. To explore their impact on the assimilation results, an experiment focus on the South China Sea(SCS) is conducted based on the Regional Ocean Modeling System(ROMS) and the four-dimensional variational data assimilation(4 DVAR) technology. The comparison with EN4 data set and Argo profile indicates that, the along-track SSH assimilation result presents to be more accurate than the gridded SSH assimilation, because some noises may have been introduced in the merging process. Moreover, the mesoscale eddy detection capability of the assimilation results is analyzed by a vector geometry–based algorithm. It is verified that, the assimilation of the gridded SSH shows superiority in describing the eddy's characteristics, since the complete structure of the ocean surface has been reconstructed by the original data merging.     

Smectite formation in metalliferous sediments near the East Pacific Rise at 13°N

A 43 cm long E271 sediment core collected near the East Pacific Rise(EPR) at 13°N were studied to investigate the origin of smectite for understanding better the geochemical behavior of hydrothermal material after deposition.E271 sediments are typical metalliferous sediments. After removal of organic matter, carbonate, biogenic opal,and Fe-Mn oxide by a series of chemical procedures, clay minerals(2 μm) were investigated by X-ray diffraction,chemical analysis and Si isotope analysis. Due to the influence of seafloor hydrothermal activity and close to continent, the sources of clay minerals are complex. Illite, chlorite and kaolinite are suggested to be transported from either North or Central America by rivers or winds, but smectite is authigenic. It is enriched in iron, and its contents are highest in clay minerals. Data show that smectite is most likely formed by the reaction of hydrothermal Fe-oxyhydroxide with silica and seawater in metalliferous sediments. The Si that participates in this reaction may be derived from siliceous microfossils(diatoms or radiolarians), hydrothermal fluids, or detrital mineral phases. And their δ30 Si values are higher than those of authigenic smectites, which implies that a Si isotope fractionation occurs during the formation because of the selective absorption of light Si isotopes onto Feoxyhydroxides. Sm/Fe mass ratios(a proxy for overall REE/Fe ratio) in E271 clay minerals are lower than those in metalliferous sediments, as well as distal hydrothermal plume particles and terrigenous clay minerals. This result suggests that some REE are lost during the smectite formation, perhaps because their large ionic radii of REE scavenged by Fe-oxyhydroxides preclude substitution in either tetrahedral or octahedral lattice sites of this mineral structure, which decreases the value of metalliferous sediments as a potential resource for REE.     

新一代区域海-气-浪耦合台风预报系统

依托国家重点基础研究（973）计划项目"上层海洋对台风的响应和调制机理研究",中国气象局上海台风研究所联合国家海洋局的相关单位,通过实施近海台风的外场观测科学试验、加强台风边界层（特别是海气相互作用）物理过程诊断分析及参数化方案等的研究,建立并改进了台风强度预报的海-气-浪耦合预报模式系统,并在此基础上发展了台风强度的集合预报技术,在历史典型台风个例和2016-2017年台汛期的业务化测试中表现出良好的预报性能。     

辽东湾海洋工程可靠性设计的海冰参数选取

海冰参数的合理取值是海洋工程海冰灾害风险评估的重要内容。利用1950—2018年的冰情等级(5个等级)数据,进行了1950—2018、1950—1990、1991—2018三种情景下的回归分析,确定了不同时期的冰情等级概率分布密度函数。利用鲅鱼圈雷达观测站2002—2017年的海冰现场实测资料,分别对鲅鱼圈附近海域一般冰厚、最大冰厚、最小冰厚进行概率分布拟合。基于上述概率分布结果,给出不同冰情等级的重现期,进而对海冰作业条件给出的设计参考值进行评价。结果表明:1990年以后2级、3级冰情重现期相对1990年之前变小,4级、5级冰情重现期相对1990年之前变大,规范给出重现期范围已不能代表辽东湾冬季海冰情况。本研究成果可为辽东湾海洋工程可靠性设计提供重要数据支撑。     

近期长江大通至南京河段潮动力变化趋势与机制

近期长江感潮河段径、潮动力已然发生变化,但其变化机制与趋势有待进一步探讨。通过对长江大通至南京河段的野外调查,并分析了近40年来大通、芜湖和南京站水文资料,探讨了近期该河段的潮动力变化机制与趋势。结果表明:近年来长江大通至南京段潮动力有增强趋势。具体表现为相近径流量条件,潮差平均增大约10 cm,主要分潮振幅增加10%～30%,潮汐形态系数有减小趋势。引起上述变化的原因可能有:(1)近期感潮河段整体冲刷变深导致潮波上溯阻力减小;(2)口外潮汐动力增强以及海平面上升等使潮汐上溯能力增强。此外,长江流域修建了大量水库群,导致该河段径流量变化由自然因素主导变成自然与人为调控共同作用为主,从而影响了潮动力的相对强弱。     

海上风电电磁辐射对海洋生物影响的研究综述

海上风电工程是我国解决能源危机的新举措。为更好地推动我国海上风电建设与海洋生态环境保护的和谐发展,文章综述海上风电的电磁辐射对海洋生物的影响。已有的研究表明:海上风电对海洋生物的电磁辐射影响的主要来源是海底电缆,电磁辐射产生影响主要是因为某些海洋生物具有磁敏感性;磁场可能影响鱼类迁徙等海洋生物运动,且足够强度的磁场还会影响海洋生物的生殖和发育等生理过程;随着海上风电的快速发展,深远海海上风电的电磁辐射影响亟待更多的研究。     

环渤海海岸带土地利用变化格局研究

环渤海海岸带是人-地相互作用的强烈地区,土地利用是人-地作用的重要方式,并通过格局变化体现。文章利用2000年和2010年中国土地利用现状遥感监测数据,利用GIS软件平台,对环渤海海岸带及所属的38个县区土地利用变化进行了省际和距海缓冲区分析。结果表明:(1)地类面积在省(市)际间分布不均衡,其中林地集中分布在辽宁省,草地集中分布在山东省,河北省城镇工矿建设用地、天津市水域和城镇工矿建设用地比重大,耕地在三省一市分布较均衡,且为区域基质地类;(2)地类面积按照距离海岸线由近到远的次序,分布有差异。其中城市建设用地集中分布在距海岸线15 km区域内,林地占比随离海岸线距离增加逐渐提高,未利用地和水域占比逐渐降低,其他地类无明显变化;(3)从地类转移情况看,在2000—2010年期间,地类呈现由草地—耕地—建设用地的转移路径;其中在15 km范围内,水域和耕地成为建设用地的主要转入源;在其他范围转入源以耕地为主;(4)从空间热点上看,渤海湾的天津地区是建设用地增加热点地区,而莱州湾西部是耕地增加热点地区;(5)环渤海海岸线不断向海洋延伸,其中渤海湾延伸最大,其次为莱州湾东南部和辽东湾的东岸。     

典型无居民海岛(担子岛)岸滩冲淤变化过程研究

通过统计分析、空间分析、三维分析等方法,本文重现了50年担子岛及其周围海域的冲淤变化过程。得出如下结论:(1)近50年来,研究区内淤积面积大于侵蚀面积,但侵蚀强度大于淤积强度;侵蚀区主要分布在担子岛岸滩的-2m以浅区域,侵蚀呈明显的带状分布;冲淤速率呈加剧趋势,冲淤演变呈现明显的周期变化。(2)担子岛岸滩有4条剖面的冲淤形态以"整体侵蚀后退"居多,其他剖面呈"上冲下淤"的形态,剖面冲淤转换不同的剖面水深不同,在-2m以浅的岸滩,冲淤转换一般在-1.2m左右。剖面上下部位冲淤强度的不同,造成不同剖面具有不同的冲淤平衡点。本文研究成果为控制担子岛岸滩侵蚀的速率,减缓担子岛侵蚀程度提供一定的理论依据。     

玉米素和水杨酸对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)生长及虾青素积累的影响

虾青素是一种具有强抗氧化活性的类胡萝卜素,而雨生红球藻是天然虾青素的主要来源。本文以雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)为材料,研究了植物激素玉米素和水杨酸对雨生红球藻的生长、虾青素含量及相关基因表达的影响。分别添加5种浓度的玉米素或水杨酸,结果发现0.05mg/L玉米素或25mg/L水杨酸处理5d后雨生红球藻虾青素积累最多。该浓度玉米素或水杨酸可显著提高光胁迫下藻细胞密度,最高分别达到3.4×10~5cell/mL和3.0×10~5cell/mL;同时玉米素与水杨酸组中虾青素含量显著上升,分别为1.7%和1.6%,比对照组分别增加29.2%和25.6%。玉米素缓解了高光逆境条件下光合作用基因——Rubisco大亚基(rbcL)及其活化酶(rca)、碳酸酐酶(ca)的下调表达,但对虾青素合成途径β-胡萝卜素酮化酶基因(bkt)的表达量没有显著影响;而水杨酸则相反,在胁迫后期不能缓解光合作用相关基因的下调表达,但可使bkt基因显著上调,最高可达对照组的2.5倍。本研究首次比较了玉米素和水杨酸对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响,发现玉米素比水杨酸具有更好的促进雨生红球藻中虾青素积累的效果。