我国新记录绿潮物种Ulva laetevirens的比较叶绿体基因组学研究

在全球范围内广泛暴发的石莼属绿潮既包括大规模暴发的跨海域绿潮,也包括小规模暴发的局地绿潮。我国有关绿潮致灾物种的研究对象主要集中于黄海绿潮浒苔,而针对局地绿潮致灾物种的研究尚处于起步阶段。针对局地绿潮物种的鉴定和分布调查是有效预防和监测潜在大规模绿潮暴发的重要环节。本文对2020年11月初于山东烟台第一海水浴场暴发的石莼属绿潮进行了初步研究。经随机采样获得了12株藻体,根据tufA分子标记初步将其中11株鉴定为Ulvalaetevirens。本研究完成了U. laetevirens的一个代表性株系CNS00533的叶绿体基因组构建和解析。叶绿体基因组为110 889 bp,含有71个蛋白编码基因、27个tRNA基因和3个rRNA基因(rrl、rrn和rrn5)。烟台海域U.laetevirens株系叶绿体基因组基因组成和排列顺序与爱尔兰海域U.laetevirens株系MT179351完全一致,DNA序列相似性为99.8%,进一步证明CNS00533为U.laetevirens。此外,U.laetevirens的烟台株系与爱尔兰株系的叶绿体基因组也存在差异,烟台株系比爱尔兰株系多了5个I型内含子和1个II型内含子,导致叶绿体基因组长度增加7kb。CNS00533与U.rigidaMT179352叶绿体基因组之间存在多个不同的长片段插入序列(763—2 346 bp), DNA序列相似性也较低(93.1%);与U. australis MT179348相比差异更大,存在一个较大(覆盖45个基因)的基因组反转事件。在基于71个蛋白编码基因的遗传进化树中, CNS00533与U. laetevirens MT179351聚类在一枝,与U. rigida MT179352遗传距离较近,与U. australis MT179348的遗传距离很远,表明U. laetevirens、U. rigida和U. australis为石莼属的3个不同物种。2020年11月烟台海域局地绿潮事件的原因种U. laetevirens在我国近海绿潮事件中首次报道,本研究对该物种的分子进化分析将有助于对我国近海绿潮监测、物种鉴定提供数据支持和理论依据。     

Static and dynamic conceptual model of a complexly fractured crystalline rock aquifer

A conceptual model of anisotropic and dynamic permeability is developed from hydrogeologic and hydromechanical characterization of a foliated, complexly fractured, crystalline rock aquifer at Gates Pond, Berlin, Massachusetts. Methods of investigation include aquifer‐pumping tests, long‐term hydrologic monitoring, fracture characterization, downhole heat‐pulse flow meter measurements, in situ extensometer testing, and earth tide analysis. A static conceptual model is developed from observations of depth‐dependent and anisotropic permeability that effectively compartmentalizes the aquifer as a function of foliation intensity. Superimposed on the static model is dynamic permeability as a function of hydraulic head in which transient bulk aquifer transmissivity is proportional to changes in hydraulic head due to hydromechanical coupling. The dynamic permeability concept is built on observations that fracture aperture changes as a function of hydraulic head, as measured during in situ extensometer testing of individual fractures, and observed changes in bulk aquifer transmissivity as determined from earth tides during seasonal changes in hydraulic head, with higher transmissivity during periods of high hydraulic head, and lower transmissivity during periods of relatively lower hydraulic head. A final conceptual model is presented that captures both the static and dynamic properties of the aquifer. The workflow presented here demonstrates development of a conceptual framework for building numerical models of complexly fractured, foliated, crystalline rock aquifers that includes both a static model to describe the spatial distribution of permeability as a function of fracture type and foliation intensity and a dynamic model that describes how hydromechanical coupling impacts permeability magnitude as a function of hydraulic head fluctuation. This model captures important geologic controls on permeability magnitude, anisotropy, and transience and therefor offers potentially more reliable history matching and forecasts of different water management strategies, such as resource evaluation, well placement, permeability prediction, and evaluating remediation strategies.     

中国沿海海洋站GNSS坐标时间序列噪声模型的建立与分析

选取中国沿海海洋站中与验潮室并址的22个GNSS基准站近9 a的观测资料,利用最大似然估计法分析各站时间序列的噪声特性,建立最优噪声模型;然后顾及有色噪声,利用最优噪声模型估计测站速度,并与纯白噪声模型和GLOBK获取的速度及误差进行对比分析。结果表明：1）沿海海洋站的GNSS时间序列均含有有色噪声,各分量的噪声特性不完全一致,E方向和U分量均以白噪声+闪烁噪声为主,N分量以白噪声+闪烁噪声和白噪声+一阶马尔科夫噪声+随机漫步噪声为主。2）全国沿海3个海区N、E分量的白噪声和闪烁噪声基本呈现越往南噪声越大的规律,南海海区U分量的白噪声和闪烁噪声最大。3）顾及有色噪声的速度中误差是仅考虑白噪声和GLOBK估计的速度中误差估计值的5～10倍,这种差异比内陆观测站的要大。4）在对海洋站GNSS时间序列进行速度分析时,为获取正确的速度值,应该先准确判断噪声的类型,再顾及有色噪声的影响估计测站速度。     

沿海和岛屿重力海潮负荷改正模型——以马祖岛为例

基于NAO99b全球海潮模型、NAO99Jb区域海潮模型、验潮站资料和SRTM地形数据确定的高空间分辨率海陆边界数据,构建我国沿海和岛屿高精度重力海潮负荷改正模型。以马祖岛为例介绍该模型,并采用实测的绝对重力测量资料进行验证。结果表明,经该模型改正后的重力观测精度明显提高。     

海潮负荷效应对我国及周边IGS站的影响

针对近海区域海潮变化复杂且海潮负荷效应显著,而全球海潮模型在近海区域精度较低的问题,该文提出了将全球海潮模型NAO.99b和区域模型osu.chinasea.2010相结合,分析海潮对中国大陆及周边地区IGS站的影响。使用GAMIT软件解算IGS站实测数据,通过海潮负荷计算软件SPOTL对解算结果进行改正,并对改正效果进行对比和分析。结果表明,海潮负荷对中国及周边区域站点的影响主要体现在垂直方向,对一些站点的影响可以达到厘米级;海潮负荷对站点坐标的改正效果明显,特别是日本的种子岛站改正效果接近30%;站点改正效果从沿海到内陆逐渐减弱。     

江苏暖季短时强降水的时空不均匀特征分析

利用江苏近10 a(2005—2014年)暖季(5—9月)69站逐时降水资料,详细分析了短时强降水的空间分布、年际变化、季节内演变以及日变化特征。分析结果表明:短时强降水空间分布不均,整体上北部比南部活跃,最活跃区均位于沿淮西部,高强度短时强降水多发生在淮北东部,且空间分布集中。近10 a来江苏短时强降水整体呈减少趋势,主要表现为北部地区减少最为显著。短时强降水季节内分布不均匀,以7月最为活跃,高强度短时强降水在8月最为频繁;其逐候分布显示,梅期短时强降水骤增,于7月第2候达到峰值,盛夏期间高强度短时强降水增多,8月第3候达到峰值。江苏短时强降水的日变化整体呈双峰结构,主峰和次峰分别出现在傍晚17时(北京时间,下同)和清晨07时,高强度短时强降水多发于午后;短时强降水日变化存在季节内演变的阶段性特征和地域性差异,其中梅期和盛夏两个高发阶段均呈单峰结构,但梅期峰值出现在清晨,盛夏阶段峰值则出现在傍晚;由南向北,日变化特征由单峰向双峰、多峰演变,在淮河以南地区日峰值大多出现在午后至傍晚,而淮河以北地区多出现在夜间至清晨。     

稻田CH4排放和土壤,大气条件的关系

在杭州地区利用静态箱法对稻田CH_4排放进行连续观测,结果证明CH_4排放率有较大的日变化和季节变化,CH_4排放率的日变化较复杂,除了和温度变化一致的峰型外,还有夜间峰、双峰型、多峰等。CH_4排放率的季节波动较大,在分蘖期和长穗前期分别有一较大峰值,早稻和晚稻的变化规律略有不同。稻田CH_4排放规律可用稻田中有机物含量的变化和空气、土壤温度的变化等作一定性解释。 早稻和晚稻的CH_4排放总量有较大的差别,平均来看,早稻的排放量为0.46g·m~(-2)·d~(-1),晚稻为0.80g·m~(-2)·d~(-1)。稻田CH_4排放也有较大的年际变化,1988年全年CH_4排放量为0.23g·m~(-2)·d~(-1),1989年为0.95g·m~(-2)·d~(-1),施肥对CH_4排放有一定的影响,施有机肥的稻田CH_4排放量最高,施化肥的稻田次之,不施肥的稻田CH_4排放量最低。     

近百年来长江口启东嘴潮滩沉积物质来源及定量估算

河流入海输沙是海岸稳定的重要物质基础。启东嘴潮滩位于长江北支口门,与江苏海岸线交汇,陆海相互作用强烈。利用电感耦合等离子体质谱仪测定了岩芯沉积物QDZ-1的地球化学元素。根据地球化学元素的分布特征和富集系数,分析了物源指示意义,表明启东嘴潮滩沉积物受到长江物质和南黄海物质的共同影响。基于地球化学元素的沉积物端元定量判识方法,对不同物质来源的贡献率进行了定量估算。在1930年前启东嘴潮滩沉积物主要来自长江的入海输沙,贡献率为68.1%,随着长江北支河槽的衰退,贡献率逐渐减少,在1930-1972年间为38.5%,到1972年后减少到17.5%。苏北沿岸流携带向南输运的南黄海物质,贡献率逐渐增加,在1930年前为27.1%,在1930-1972年间为55.6%,到1972年后增加到75.9%,成为启东嘴潮滩主要物质来源。沉积物来源的阶段性变化,在时间上与北支水动力的阶段性变化基本吻合。     

Characterization of Black Carbon in the Ambient Air of Agra,India:Seasonal Variation and Meteorological Influence

This study characterizes the black carbon in Agra, India home to the Taj Mahal—and situated in the Indo-Gangetic basin.The mean black carbon concentration is 9.5 μg m~(-3)and, owing to excessive biomass/fossil fuel combustion and automobile emissions, the concentration varies considerably. Seasonally, the black carbon mass concentration is highest in winter, probably due to the increased fossil fuel consumption for heating and cooking, apart from a low boundary layer. The nocturnal peak rises prominently in winter, when the use of domestic heating is excessive. Meanwhile, the concentration is lowest during the monsoon season because of the turbulent atmospheric conditions and the process of washout by precipitation. The ratio of black carbon to brown carbon is less than unity during the entire study period, except in winter(December). This may be because that biomass combustion and diesel exhaust are major black carbon contributors in this region, while a higher ratio in winter may be due to the increased consumption of fossil fuel and wood for heating purposes. ANOVA reveals significant monthly variation in the concentration of black carbon; plus, it is negatively correlated with wind speed and temperature. A high black carbon mass concentration is observed at moderate(1–2 m s~(-1)) wind speed, as compared to calm or turbulent atmospheric conditions.     

影响海岸带盐沼土壤有机质、TN和TP含量时空变化的关键因子：潮水和植被

为了更好地理解在潮水和植被交互作用梯度上有机质、全氮和全磷分布的特殊性,分别于生长季和非生长季在苏北盐沼沿近潮沟带和远潮沟带2条样线布设9个固定采样区,采集土壤样品,测定土壤有机质、全氮和全磷的含量。结果表明：植被和潮水的交互作用是决定土壤有机质、全氮和全磷时空变化的关键因素。相对于潮水,植被的影响更为稳定和持久;盐沼土壤有机质和全氮含量具有显著的空间和月份变化,空间变化主要包括植被带（潮水）梯度上和样带间（潮流）的差异,在植被带（潮水）梯度上植被带高于光滩,而植被带间呈现由海向陆的递减趋势,即互花米草(Spartina alterniflora)>盐地碱蓬(Suaeda salsa)>獐茅(Aeluropus littoralis)>芦苇( Phragmites australis);有机质样带间差异表现为在低位盐沼远潮沟带大于近潮沟带,而中位盐沼却是近潮沟带大于远潮沟带,全磷含量时间和空间变化上均不具显著性;pH、土壤含水量和盐分含量等与潮水作用直接相关的因子与距海距离呈负相关关系,土壤有机质、全氮和全磷与距海距离也表现为负相关关系,而土壤有机质、全氮和全磷含量与pH、土壤含水量及盐分含量等因子为正相关关系,一定程度上诠释了潮水对土壤有机质、全氮和全磷含量变化的影响。