贝叶斯网络在水资源管理中的应用

为了解决水资源管理中具有不确定性的多目标决策问题,将贝叶斯网络方法引入水资源管理中。通过对实例系统中变量间相互关系的分析,构建描述变量间不确定性关系的贝叶斯网络模型,其中包括表示其依赖关系的有向无环图和表示其具体概率依赖程度的条件概率表,并在6个目标变量均达到预期目标的前提下进行概率推理。实例结果表明：当补偿款数额增加到500元/亩时,所有的目标变量均可达到最优,因此确定出政府应给农民补偿款的数额为500元/亩的合理水资源决策方案。贝叶斯网络以图模型的方式直观地表达了实例系统中变量之间的不确定性关系,概率推理的结果兼顾了环境效益以及农民的利益,使多个预期目标均达到了最优,有效地解决了水资源管理中具有不确定性的多目标决策问题。     

Identification of Cytochrome P450 (CYP) genes in Zhikong scallop (Chlamys farreri)

Cytochrome P450 (CYP) superfamily is one of the membership largest and function most diverse protein superfamily recogniozed among living beings. Members of this superfamily were further assigned to different families and subfamilies based on their amino acid similarities. According to their phylogenetic relationships, the CYP genes which likely diverged from common ancestor gene and may share common functions were grouped into one clan. Widely distributing scallops are a group of the most conspicuous bivalve; however the studies on their CYP is acarce. In this study, we searched the genome and expressed sequence tags of Zhikong scallop (Chlamys farreri) for CYP genes. In total, 88 non-redundant CYP were identified, which were homed in 13 CYPs gene families. Phylogenetic analysis divided these genes into 4 CYP clans. As in deuterostomes, Clan 2 was the largest, which contained 33 genes belonging to CYP1, CYP2, CYP17 and CYP356 families. Clan 3 contgained 19 genes belonging to CYP3, CYP5 and CYP30 families. Clan 4 contained 23 genes, all belonging to CYP4 family. The mitochondrial CYP clan contained 9 genes belonging to CYP10 and CYP24 families. In comparison, protostomes (C. farreri, D. pluex, D. melanogaster) contained more CYP genes than deuterostomes (S. purpuratus and vertebrates) in Clan 2 but less genes in Clan 3 and Clan 4. Our findings will aid to deciphering CYP function and evolution in scallops and bivalves.     

Development of 101 novel EST-derived single nucleotide polymorphism markers for Zhikong scallop (Chlamys farreri)

Zhikong scallop(Chlamys farreri) is an important maricultured species in China.Many researches on this species,such as population genetics and QTL fine-mapping,need a large number of molecular markers.In this study,based on the expressed sequence tags(EST),a total of 300 putative single nucleotide polymorphisms(SNPs) were selected and validated using high resolution melting(HRM) technology with unlabeled probe.Of them,101(33.7%) were found to be polymorphic in 48 individuals from 4 populations.Further evaluation with 48 individuals from Qingdao population showed that all the polymorphic loci had two alleles with the minor allele frequency ranged from 0.046 to 0.500.The observed and expected heterozygosities ranged from 0.000 to 0.925 and from 0.089 to 0.505,respectively.Fifteen loci deviated significantly from Hardy-Weinberg equilibrium and significant linkage disequilibrate was detected in one pair of markers.BLASTx gave significant hits for 72 of the 101 polymorphic SNP-containing ESTs.Thirty four polymorphic SNP loci were predicted to be non-synonymous substitutions as they caused either the change of codons(33 SNPs) or pretermination of translation(1 SNP).The markers developed can be used for the population studies and genetic improvement on Zhikong scallop.     

2010年河南太康MS4.6地震序列震源参数的精确确定

精确确定地震的震源机制解、震源深度和序列的相对位置是地震危险性分析的重要基础.2010年10月24日和2011年3月8日,河南太康地区分别发生M_S4.6和M_S4.1显著地震,为分析该弱震、少震区的地震危险性,本文利用CAP方法反演了震源机制解和震源深度,并结合深度震相波形记录进一步确认了深度的可靠性.结果显示,两次地震的震源机制解较为接近,均以走滑为主,深度也均为13km左右.此外,以主震作为参考事件,采用主事件法对余震的水平位置进行了相对定位,定位结果显示余震空间上分布的走向分别与主震震源机制解两个节面走向大致相同.本文结果为研究当地地震危险性提供了一定依据.     

渤、黄、东海潮汐、潮流的数值模拟与研究

基于FVCOM海洋数值模式,采用高分辨率的三角形网格,对渤、黄、东海的潮汐、潮流进行数值模拟,并通过比较120个沿岸验潮站和14个潮流观测站的实测与模拟结果进行模型验证,两者符合较好。根据模拟结果,给出了四个主要分潮的潮汐同潮图和5m层潮流最大流速及最大潮流同潮时分布。渤、黄、东海共有5个半日分潮和3个全日分潮的独立旋转潮波系统,且都呈逆时针方向旋转;半日潮流和全日潮流各有12个圆流点;在冲绳岛和奄美岛两侧的4个半日潮流圆流点分别呈对称分布,其中有3个为本文首次给出;在日本九州岛西侧还新给出2个全日潮流圆流点。有关它们的存在性需要实测资料的进一步检验。     

基于船载ADCP观测对罗源湾湾口断面潮流及余流的分析

基于对罗源湾可门水道的25 h连续走航ADCP观测,成功构建了沿走航断面共12个站位的连续海流时间序列,并对这些站位的潮流、余流以及潮通量等进行了分析。结果表明可门水道内的潮流为正规半日潮流,驻波性质明显,涨潮首先出现在水道中下层而退潮则首先发生在水道上层。水道内的潮流为往复流,水道南部M₂分潮流流速较大,并且其倾角自北向南逐渐增加。此外,水道两端的浅水区域内浅水分潮M₄振幅较显著。可门水道内余流呈现出两层结构,20 m以浅余流沿东北向流出海湾,并且出流的核心位置偏南,而20 m以深的余流沿西南向流入湾内,入流的流核位于偏北的近底层区域。对潮通量的积分计算表明通过可门水道进入罗源湾的潮通量约为4.81×108 m3。     

泥蚶(Tegillarca granosa)血红蛋白基因(Tg-HbIIA)克隆、分析及免疫表达研究

通过已构建的泥蚶血液cDNA文库,克隆得到泥蚶Tg-HbIIA基因全长cDNA序列,对其进行生物信息学、组织表达及免疫相关分析。结果表明,泥蚶Tg-HbIIA cDNA全长731bp,包含63bp5′非编码区(5′-UTR),246bp3′非编码区(3′-UTR),开放阅读框450bp,编码150个氨基酸;其氨基酸序列与毛蚶(Scapharca kagoshimensis)和不等壳毛蚶(Scapharca inaequivalvis)的序列有较高的同源性,分别达到89%和88%;对其结构预测显示该蛋白具有血红蛋白功能域,含有10个潜在血红素结合位点。qRT-PCR检测结果显示:泥蚶不同组织部位中,Tg-HbIIA mRNA在血液表达量最大,其次为外套膜和鳃,表达量最低的是肝胰脏;在副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticu)、脂多糖、肽聚糖刺激后,泥蚶血液Tg-HbIIA mRNA表达量显著上调,表明Tg-HbIIA在贝类抗菌免疫防御中可能起重要作用,而Tg-HbIIA对不同致病因子免疫反应的灵敏度和表达时序存在一定差异。     

十到百年尺度动力形态模型在珠江磨刀门河口的应用

在人类活动的参与下磨刀门河口演变已不再是纯粹的自然过程,而是自然和人类活动共同塑造的过程。建立了一个以过程模拟为主的10~100 a尺度的长周期动力形态模型(PRD-LTMM-10)用于模拟磨刀门河口在人类活动作用下的演变过程。 该模型建立在水体运动方程和沉积物输运方程的基础上,应用约简技术对模型输入和计算进行处理,并包含了用于评价和量化人类活动的抛石促淤模块和航道疏浚模块。应用该模型较真实地模拟了磨刀门河口在1977-1988 年的动力地形演变过程,并且通过模拟结果和情景分析,合理地分离了人类各种工程活动的长期影响和自然因素在河口演变中的作用。研究表明,治理工程对河口自然发展趋势造成了较大的改造,淤积强度表现为西侧大于东侧。抛石和围垦工程使横洲水道主槽逐年冲刷,深槽外移,而龙屎窟深槽上端则表现为严重淤积,深槽不断缩窄。     

基于FVCOM的廉州湾及周边海域三维潮汐潮流数值模拟

基于采用不规则三角网格和有限体积方法的FVCOM模式,建立廉州湾三维潮流数值模型来重现廉州湾及周边海域的潮位和潮流变化状况。根据模拟结果计算得到了较以往更为精细的廉州湾及周边海域K₁、O₁和M₂分潮的同潮图,并计算了由此3个分潮引起的潮汐不对称的变化情况。K₁和O₁分潮在廉州湾外主要以驻波的形式存在,进入廉州湾后转化为前进波;M₂分潮在廉州湾外主要以前进波的形式存在,进入廉州湾后前进波特征更为明显。K₁和O₁分潮流在廉州湾外以旋转流为主,在廉州湾内以往复流为主;M₂分潮流在整个研究海域以往复流为主。由潮余流场的分布特点可以看出自南向北由外海进入廉州湾的潮余流,在冠头岭处分为两支,一支逆时针转向西,另一支被冠头岭阻挡在其南侧形成顺时针封闭环流。在廉州湾内部同时存在2个环流系统,湾顶的气旋式环流和口门处的反气旋式环流。     

黑石礁海域生物碳、氮稳定同位素组成的研究

稳定同位素技术是研究生态系统中物质循环与能量流动的有效技术。利用稳定同位素技术研究了黑石礁海域浮游植物和6种海洋生物的δ13 C和δ15组成、营养位置、空间分布和月份变化。结果显示:浮游植物的δ15 C远低于其他物种,不同物种的δ13 C和δ15 N存在明显的差异,且有交叉现象,表明他们同化了不同的碳源;物种的δ15 N值空间差异较大而δ13 C值空间差异不明显,且δ15 N值与距离排污口的远近有关系,越靠近排污口δ15 N越大,与人类活动营养物质的输入有关系,可以用δ15 N监测人类活动对海洋生物的影响;孔石莼的δ15 N月平均变化很大,浮游植物δ15 N值基本没有变化,其他物种没有发生很大的变化;孔石莼是适合短期监测人类活动对海洋影响的物种。