南极纳尔逊冰川土壤中微生物的群落结构及其代谢特征研究

冰川土壤中的微生物是冰冻圈生态系统中的重要组成部分。南极纳尔逊冰川四周环海,临近海洋的物质输送和其他因素扰动改变了近岸土壤中部分理化因子,从而对土壤中的微生物群落产生影响。本研究采集了南极纳尔逊冰川不同近海距离处的土壤样品,并对其进行了细菌和古菌V4区扩增子测序以及宏基因组测序,探讨了不同近海距离的冰川土壤中的微生物群落结构和代谢潜能。物种多样性结果显示,不同位点的土壤微生物群落组成有所差异,但变形菌门、放线菌门、拟杆菌门等在冰川土壤样品中普遍存在且相对丰度较高。宏基因组分析结果显示,不同近海距离的冰川土壤微生物群落的功能基因分布不同,且能量代谢和跨膜运输等代谢途径的基因的丰度随着采样位点远离海洋而降低。冰川土壤中碳、氮、硫代谢分别以还原性柠檬酸循环、反硝化、同化硫酸盐还原途径为主,其中反硝化途径基因在所有样品中丰度较高。通过分箱组装获得了含有反硝化功能基因的基因组bin＿71,并重构了其核心的代谢通路。本研究初步揭示了南极纳尔逊冰川土壤中微生物的群落结构及代谢潜能,为后续南极冰川土壤新物种的发现、功能基因的挖掘、以及探究全球气候变暖下海洋对沿海生态系统的影响提供了基础数据。     

海洋生态监测站建设指南的标准化构建

为指导我国海洋生态监测站的建设,加速推进海洋生态系统长期、定点、持续监测的网络化、规范化建设进程,本研究提出了海洋生态监测站建设指南标准化构建的总体设计理念。通过分析国内外各类长期生态监测网络的建设现状和经验,论述了我国海洋生态系统长期定位监测的研究现状和存在的问题,以及进行海洋生态监测站建设指南构建的重要意义、构建原则、构建目标,并且对海洋生态监测站建站的原则、流程、建设内容与运行维护和管理等方面提出了建设指导,以促进海洋生态监测及其网络体系的健康有序发展,提升海洋生态系统监测预警能力和研究水平。     

阿拉斯加湾逆温现象的时空变化特征

基于阿拉斯加湾(Gulf of Alaska, GOA)2002—2020年的Argo浮标数据,本研究分析了该海湾逆温现象的时空变化特征,并探讨其年际变化与水体垂向位温异常的联系。结果显示,阿拉斯加湾逆温现象存在明显的时空变化。空间上,逆温幅度(ΔT)在湾北部最大,湾东南部次之,湾西南部最弱。逆温厚度(ΔD)在湾西南部最厚,湾北部和东南部依次变薄。在季节尺度上,湾北部逆温现象的季节变化最明显,冬季ΔT最大和ΔD最厚,随季节性的加热和混合作用,ΔT持续减弱,ΔD不断变薄。在湾东南部,ΔT分别在3月和9月具有0.46、0.40℃的峰值;ΔD在整个海湾中最薄,冬季最大为44 m,而秋季最小仅为23 m。在湾西南部,ΔT介于0.24～0.33℃之间,分别于4月和10月具有0.31、0.33℃的峰值;ΔD冬季最大超过100 m,秋季最薄约为57 m。年际变化上,ΔT在2002、2007—2009、2012、2017年表现为正异常,但在2003—2005、2010、2013—2016、2018—2020年表现为负异常;ΔD在2002、2007—2008、2012、2017—2020年主要偏厚,在2...     

TOC-IRMS联用在线高温氧化测定溶解有机碳稳定同位素组成的方法研究

本研究利用总有机碳分析仪联用稳定同位素质谱仪(TOC-IRMS)技术,探讨了高温氧化法测试水体中溶解有机碳(Dissolved Organic Carbon, DOC)含量及稳定碳同位素组成。根据溶解有机碳的组成特征,从氧化难易程度、分子结构等方面选取5种可溶于水的化合物：咖啡因、葡萄糖、邻苯二甲酸、乙酸钾和腐殖酸钠,配置成DOC溶液。通过改变溶液碳含量、氧化温度、通氧量大小,载气流速等参数,研究不同实验条件对DOC碳转化率及δ¹³C值的影响。TOC-IRMS在氧化温度850℃,通氧时长20 s(流速10 cm³/min),载气流速80 cm³/min的条件下,测得5种化合物不同浓度DOC溶液的平均碳转化率为95.69%～103.57%;δ¹³C值与标定参考值基本一致,差值范围为-0.82‰～0.55‰。在上述实验条件下,测得不同类型水样的DOC含量相对标准偏差小于3.7%,δ¹³C值的标准偏差小于0.2‰,结果表明TOC-IRMS联用在线高温氧化法测定不同类型水样的DOC含量...     

不同光质对坛紫菜果孢子和壳孢子萌发的影响

本研究探究了白、蓝、红、绿光4种光质对坛紫菜(Pyropia haitanensis)果孢子和壳孢子萌发的影响。结果表明,与白光相比,用绿光培养时,果孢子萌发管分枝形成速度、萌发管生长速度,以及壳孢子的细胞分裂速度均相对较快,用红光与蓝光培养时则相对较慢。不同光质对坛紫菜果孢子和壳孢子的存活率无显著影响,但能造成萌发体色泽呈现明显差异。刚从孢子囊释放出来的两种孢子均呈黄褐色,经白光培养的两种孢子以及蓝光培养的果孢子,其萌发体颜色加深至鲜红色,蓝光培养的壳孢子萌发体颜色加深尤为明显,最终呈深紫红色,而红光和绿光培养的两种孢子颜色变浅,最终呈浅黄褐色。研究表明,绿光培养可能不利于坛紫菜孢子萌发过程的色素积累,但有利于孢子萌发及萌发体的生长。     

海岸带石油污染物自然衰减研究综述

石油在海岸带泄漏后会形成长期危害生态环境的污染源区。在水动力、微生物和地球化学等的作用下,石油污染物的质量、浓度、体积、毒性和流动性降低的过程称为自然衰减。本文系统综述了海岸带石油污染物的自然衰减特征及其研究手段,阐明了石油性质、沉积物类型、水动力因素、光氧化反应和微生物等因素对海岸带石油污染源区自然衰减的影响,归纳总结了表征石油污染源区自然衰减过程的地球化学、地球生物和地球物理指标。同时,通过总结自然衰减过程的预测方法,指出了研究方向多学科交叉、多数据驱动的重点及难点,最后对海岸带石油污染源区自然衰减研究提出了展望。     

中晚全新世以来闽江口水下三角洲物质来源及古环境演变

通过对闽江口南侧柱状样沉积物开展高分辨率的粒度、粘土矿物分析及AMS¹⁴C测年,揭示了中晚全新世以来闽江口水下三角洲物质来源及古环境演变。中全新世(7 ka BP—4 ka BP)高海平面时期,梅花水道可能是闽江口南侧陆源物质输运的主要通道,沉积了以砂为主[(58.6±8.7)%]的沉积物,平均粒径为(3.76±0.49)φ,为较高能的沉积环境。期间,增强的浙闽沿岸流携带更多的长江物质沉积到闽江口,导致沉积物中蒙脱石含量增多。然而,到晚全新世(3 ka BP)海平面略有下降,梅花水道衰退,闽江口南侧的水动力条件减弱,形成以粉砂为主[(58.1±4.4)%]的沉积物,平均粒径为(6.30±0.32)φ。晚全新世浙闽沿岸流有所减弱,闽江口沉积物中的蒙脱石含量明显减少,而来自闽江的高岭石含量增加。     

环渤海地区海洋经济增长质量空间溢出效应研究

海洋经济向质量效益型转变是建设海洋强国的新要求。通过构建海洋经济?地理距离空间权重矩阵对2000—2014年环渤海地区17个沿海地级市海洋经济增长质量主体的空间交互作用及空间效应进行研究;借助空间计量模型对海洋经济增长质量空间效应影响因素进行甄别。研究表明：① 环渤海地区海洋经济增长质量主体呈显著空间相关性,存在空间交互作用;② 海洋经济增长质量存在空间溢出的正反馈效应。影响因素中对环渤海地区海洋经济增长质量的直接贡献强度排序为：海洋环境>海洋产业>海洋人才>海洋资本>海洋科技,对其他地区溢出效应影响的排序为：海洋基建>海洋人才>海洋资本。研究为环渤海地区海洋政策制定提供一定参考依据。     

Dynamic characteristics of marine soft clay under variable phase difference and initial static shear stress

Abstract

Under seismic loading, the soil layer is subjected to multidirectional cyclic shear stress with different amplitudes and frequencies because of the coupling of multiple shear waves and the soil element within a slope or behind a retaining wall is subjected to initial static shear stress before subjected to cyclic loading. Due to the complexity of seismic loading propagation, a phase difference exists between the initial static shear stress and cyclic shear stress. To investigate the influence of the phase difference and initial static shear stress on cyclic shear strain, cyclic modulus, and cyclic strength, a series of laboratory tests are performed on Wenzhou marine soft clay by multi-directional simple shear system, which can simulate the actual state better by controlling the horizontal cyclic stress in the x and y directions simultaneously. As the phase difference varies from 0° to 90°, the dynamic shear modulus increases and cyclic strain accumulation decreases with an increasing number of cycles. The shear strain increases with the initial shear stress.     

海洋自然资本评估中生物能值转换率的研究

自然资本评估是研究生态系统服务与社会经济发展的重要方式。由于海洋具有特殊性和复杂性、开放性、流动性和多层次耦合性等特点,海洋自然资本评估方法的研究进展缓慢。能值分析理论通过能值转换率将生态系统内流动和储存的各种不同类别的能量和物质转换为同一标准的能值,可衡量和比较不同等级的能量价值,系统完整地反映自然资本价值,这一特点是其他评估方法所缺乏的。为精确量化海洋生物资本价值,本研究引入海洋食物网信息能流图和生态系统能量传递规律,提出了生物能值转换率的经验公式,即Tn=T1·E^1-nL(T1为初级生产者的太阳能值转换率,n为营养级,EL为林德曼效率)。为验证经验公式的可行性,选用相关案例进行了研究,得到海洋食物网中不同食性生物所处营养级及其相应的能值转换率。经验公式有一定误差,具体应用时应通过调研文献和相关数据,确定关键参数的取值范围以提高准确性。本研究得出的经验公式简化了海洋生物能值转换率的计算方法,促进了能值分析理论在海洋自然资本评估中的进一步应用。