中国海洋大学学报(自科版)


综述

  • 合成滑动相关系数的研究进展及其应用价值

    赵进平;曹勇;石岩月;

    本文作为综述性文章介绍了合成滑动相关系数(Synthetic running correlation coefficient, SRCC)的发现和提出,在理论上的证明及其在大气、海洋等领域的应用成果。作者认为,SRCC是满足可比性要求的方法,揭示了滑动相关系数的实质,从物理上对时间变化序列相关性给出了科学的展示。SRCC可以与经验正交分解(EOF)方法联合使用,拓展到时空变化领域进行应用。提升了对物理过程时空变化的认识。因此,相信SRCC将在科学研究中发挥重要作用,可以推广到更广泛的领域应用。

    2022年02期 v.52;No.331 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 4614K]
    [引用频次:2 ]

研究论文

  • 长江流域夏季极端高温的年代际变化特征及其与大西洋多年代际振荡的关系

    孙亚卿;李春;石剑;

    本文基于地面观测资料和NCEP/NCAR再分析数据,利用经验正交函数分析、线性回归分析等方法对1960—2016年夏季(6—8月)长江流域的极端高温(Extreme High Temperature, EHT)事件的强度、暖昼、暖夜发生日数的年代际特征及其对应大气环流进行分析,并探讨了EHT事件与大西洋多年代际振荡(Atlantic Multidecadal Oscillation, AMO)的关系。结果表明,中国夏季长江流域的极端高温事件存在明显的年代际变化特征,其中1960—1970年和2002—2016年为暖时期,1971—2001年为冷时期。相较于冷时期,暖时期在高温强度、暖昼和暖夜的发生日数方面均明显偏暖。针对于该极端高温年代际特征的成因,研究结果表明,暖时期位于长江流域北部的对流层中高层异常反气旋和偏北偏西的西太平洋副高有利于该地区下沉运动的增强,进而有利于极端高温的出现。同时,在对流层低层,位于中国东部的异常反气旋将低纬地区的暖湿气流携带至长江流域,这也有利于长江流域EHT事件的发生。此外,进一步分析表明,AMO与长江流域夏季EHT事件在年代际尺度上存在明显的关系,AMO超前中国夏季长江流域的EHT事件6~8 a,这对预测中国长江流域极端高温事件具有一定的指示作用。

    2022年02期 v.52;No.331 13-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 3954K]
    [引用频次:6 ]
  • 1956—2018年青海省黄河流域降水变化特征分析及预测

    冷雪;庞亮;姜欣彤;董胜;

    本研究基于1956—2018年31个气象站月值降水数据,采用M-K检验、Pettitt检验、Morlet小波分析、ARIMA模型等方法,分析青海省黄河流域近63年包括趋势、突变、周期在内的降水量特性以及验证未来5年降水趋势预测变化的合理性。结果表明:(1)近63年青海省黄河流域降水具有集中程度高、年内分配不均、丰枯季明显的特点;不同年代的月均降水量均集中在4—10月,且未来月均降水量有上升的变化趋势。(2)年降水量呈显著增长趋势,增长率为(9.07 mm/10 a),春季和冬季降水增长趋势显著,夏季和秋季降水无显著的增长趋势,2004年为该流域大的降水转折年。(3)年降水时间序列存在23~32 a, 15~20 a, 9~13 a以及4~6 a的周期变化规律,四级降水主周期分别对应30、15、11和6 a时间尺度。(4)ARIMA(2,1,4)模型能够较好地拟合1956—2018年降水序列并对2019—2023年降水数据合理预测;线性回归及M-K检验分析结果显示1956—2023年降水序列呈显著增长趋势,增长率为(9.22 mm/10 a),与趋势预测结果相一致;ARIMA(2,1,4)模型可以对青海省黄河流域进行短期年降水量预测,为当地水资源合理规划和管理提供参考。

    2022年02期 v.52;No.331 23-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1632K]
    [引用频次:10 ]
  • 山东田横岛海域长牡蛎性腺发育及生化成分周年变化

    吕敏;李琪;

    为了阐明青岛近海长牡蛎(Crassostrea gigas)性腺发育周期及生化成分周年变化,于2019年4月—2020年3月,对青岛田横岛海区长牡蛎的性腺发育周期、生化成分(糖原、脂肪、蛋白质)的周年变化与环境因子(温度、盐度、叶绿素a)关系进行研究。研究显示,调查区长牡蛎性腺发育周期分为两个阶段:休止期(10—12月)和配子发生期(1—9月)。少部分长牡蛎配子发生于温度较低的1月(5.4℃),随着温度升高配子逐渐发育成熟,在6月温度较高(20℃)和叶绿素a浓度较大(1.67μg·L~(-1))情况下,配子进入排放期。在配子发生期间,随着配子的成熟,条件指数和卵径在5月达到最大值,在配子排放后降低。生化成分含量为:在冬末春初浮游植物繁殖期间糖原含量储存在长牡蛎各组织中,随着性腺发育,各组织的糖原含量逐渐下降,为配子发育提供能量,这表明贮藏在各组织的糖原是配子发生期间的主要能源物质;性腺-内脏团的脂肪和蛋白质含量随着卵径增加呈上升趋势,产卵后其含量显著下降,表明脂肪和蛋白质与配子发育密切相关。研究结果表明,田横岛海域长牡蛎配子的发育方式为保守种模式。

    2022年02期 v.52;No.331 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1563K]
    [引用频次:6 ]
  • 一株虹鳟源枯草芽孢杆菌的分离鉴定及生物学特性研究

    樊丹;邓福容;李绍戊;卢彤岩;刘红柏;王荻;

    为筛选对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)有潜在益生效果的菌株,本研究从健康虹鳟幼鱼肠道中分离到1株潜在益生菌株RT-BS07,采用形态学观察和分子特征分析对该菌株进行了鉴定,并评价了该菌株的抑菌性、耐受性、黏附性和安全性。形态学观察显示,菌株RT-BS07为革兰氏阳性杆菌,有圆形或椭圆形芽孢。16S rRNA比对结果显示,该菌株与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)NCBI3610株的同源性为99.86%。结合16S rRNA基因序列分析和形态学观察结果,确定菌株RT-BS07为枯草芽孢杆菌。菌株RT-BS07具备产蛋白酶和纤维素酶能力,其酶活力分别为(0.039±0.002)和(0.393±0.002) U/mg;该菌株可有效抑制温和气单胞菌(Aeromonas sobria)、杀鲑气单胞菌(A.salmonicida)和鲁氏耶尔森氏菌(Yersinia ruckeri)等致病菌。菌株RT-BS07在pH为2~10 LB液体培养基中均可存活;在盐度为2%~8%条件下存活率为5.70%~93.28%,其存活率随盐度升高而降低。体外黏附试验结果表明,菌株RT-BS07可大量黏附在虹鳟前肠黏膜,不破坏肠道组织完整性,对左氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星和链霉素等18种抗菌药物敏感。本研究分离筛选得到的枯草芽孢杆菌RT-BS07株具有产消化酶性能,其抗逆性能强,对虹鳟无毒害作用,可作为虹鳟健康养殖及益生菌制剂研发源益生菌候选株。

    2022年02期 v.52;No.331 41-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1302K]
    [引用频次:13 ]
  • 嗜琼胶华美菌芳基硫酸酯酶的克隆表达及在琼胶脱硫中的初步应用

    吴美娴;付晓婷;刘振;毛相朝;

    芳基硫酸酯酶具有断裂硫酸酯键的功能,并可应用于酶法脱除琼胶上的硫酸基,提高凝胶强度,改善琼胶性能。为了发掘能用于琼胶脱硫的新型芳基硫酸酯酶,本研究根据嗜琼胶华美菌(Formosa agariphila)KMM 3901的基因组注释信息,筛选出了一段芳基硫酸酯酶编码序列OUC-FARS6,并在大肠杆菌中对其进行异源表达,研究该酶的酶学性质,初步探究其在琼胶脱硫中的作用。研究表明,该酶的分子量大小为63 kDa,以对硝基苯硫酸酯(pNPS)为底物反应90 min时的最适温度为45℃,最适pH为9.0。Na~+和K~+对酶活有促进作用,大部分金属离子、SDS和Na_2EDTA都可抑制该酶酶活。动力学结果显示,该酶的K_m值为32.63μmol/L,V_(max)值为9.25μmol/(L·min)。将琼胶与该芳基硫酸酯酶共同孵育后,琼胶内部空隙变小,呈现出较好的空间网状结构。本研究成功发掘了一个新型芳基硫酸酯酶,该酶具有应用于琼胶脱硫的潜力,同时建立了利用该酶进行琼胶脱硫的催化体系。

    2022年02期 v.52;No.331 50-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 3115K]
    [引用频次:2 ]
  • 大菱鲆趋化因子CCL34基因的鉴定及其响应细菌感染的表达特征

    宋欢欢;张羽;张佩;李雨晴;赵寿聪;李超;傅强;

    为了研究大菱鲆(Scophthalmus maximus)中趋化因子(Chenokine)的特征及其在大菱鲆免疫过程中发挥的作用,设计了本文中的实验。本实验从大菱鲆基因组和转录组数据库中鉴定了一个硬骨鱼特有的趋化因子CC亚家族成员—CCL34,并选取大菱鲆的8个健康组织以及2种细菌感染后的肠道和皮肤组织,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对其表达特征进行研究。序列分析结果显示该趋化因子全长mRNA包含1个327 bp的5’非编码区(UTR),1个246 bp的3’非编码区,和1个编码103个氨基酸残基长度为312 bp的开放阅读框(ORF)。此CCL34基因含有4个外显子和3个内含子。通过系统发育分析、共线性分析,将该大菱鲆趋化因子命名为CCL34。实时荧光定量PCR表明CCL34在大菱鲆健康组织中普遍表达,尤其在肾脏、肝脏、皮肤中有高水平表达。鳗弧菌(Vibrio anguillarum)和无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)感染后,肠道组织CCL34基因表达量较对照组显著性上调(p<0.05),这表明CCL34可能在大菱鲆的肠道粘膜免疫中起重要作用。本研究为趋化因子家族功能的研究奠定了基础,为增强鱼类免疫力和抗病能力提供了理论依据。

    2022年02期 v.52;No.331 60-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1247K]
    [引用频次:0 ]
  • 腐殖酸抑制纳米银对菲律宾蛤仔鳃的氧化胁迫和遗传毒性

    王雨;潘进芬;魏铭;王晓冰;

    为了解DOM与AgNPs的相互作用及其对AgNPs毒性的影响,本文以菲律宾蛤仔为受试生物、以水环境广泛存在腐殖酸(Humic acid, HA)为代表性有机质。通过贝类体内抗氧化系统的生物标志物(过氧化氢酶(Catalase, CAT)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、金属硫蛋白(Metallothionein, MT)和丙二醛(Malondialdehyde, MDA))的响应,研究了HA对AgNPs生物效应的影响。结果表明,HA显著增加了AgNPs的稳定性,抑制了AgNPs的聚集。AgNPs(20μg·L~(-1))暴露3 d后,蛤仔鳃组织中Ag的蓄积显著上升,并随着时间的延长不断升高。AgNPs暴露第3、7天,不同浓度的HA条件下,鳃组织中Ag的蓄积无显著差异,但显著地低于无HA存在的AgNPs暴露组。CAT活性和MDA含量仅在无HA存在的AgNPs暴露组出现显著升高,其余各组之间无显著差异。表征DNA损伤程度的Olive尾矩(OTM)和尾长(TL)在无HA存在的AgNPs暴露组中随时间的延长不断上升。HA显著降低了AgNPs的对鳃组织细胞的遗传毒性。结果表明,HA通过增加AgNPs在介质中的稳定性而显著地抑制了鳃组织对Ag的蓄积,从而减弱了AgNPs对鳃组织的氧化胁迫和遗传毒性。结果证明了有机质含量等环境理化条件对纳米毒性存在显著影响。

    2022年02期 v.52;No.331 69-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1146K]
    [引用频次:2 ]
  • 壳聚糖/纳米铜复合微球的制备及其对刚果红染料的脱色性能

    李瑞明;李瑾;钟莲;朱巧雅;

    以壳聚糖和CuCl_2·2H_2O为原料,分别采用直接负载法和吸附法成功制备了壳聚糖/纳米铜复合微球,运用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XDR)和扫描电镜(SEM)对催化剂结构进行了表征。以刚果红(CR)染料为目标污染物,评价了催化剂的制备方法、制备条件及氢转移催化反应条件对其催化性能的影响。结果表明,由直接负载法(CS/CuNPs)和吸附法(CS/CuNPs-X)制备的壳聚糖/纳米铜复合微球在CR染料浓度为100 mg/L,催化剂投加量为0.05 g,供氢体浓度为0.05 mol/L的氢转移催化反应条件下,催化反应进行180和60 min时CR脱色率可分别达95.8%和96.8%。CS/CuNPs-X比CS/CuNPs表现了更高的对CR氢转移催化反应的催化速率。两种催化剂催化还原CR染料的反应均符合准一级动力学模型。在连续循环使用10次后,CS/CuNPs和CS/CuNPs-X对CR的脱色率分别为93.9%和89.4%,表明催化剂具有良好的重复使用性能。

    2022年02期 v.52;No.331 77-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2289K]
    [引用频次:4 ]
  • LSTM神经网络在地震资料初至拾取中的应用

    李林伟;彭崯;童思友;王忠成;尚新民;赵胜天;

    本文引入RNN的升级算法LSTM神经网络技术,建立了一套海量数据、高精度的自动拾取地震资料初至流程。相比于其他神经网络方法,LSTM神经网络能够提取数据的时序特征,加强学习初至前噪音时序特征,从而提高初至拾取的精度,为地震资料的初至拾取提供一套新的思路。首先设计样本制作过程并建立、训练模型,通过模拟资料验证方法的有效性,应用于胜利油田浅海与西部山地地震勘探资料的初至拾取,取得理想效果,证明LSTM神经网络初至拾取具有较高的精度与适用性。

    2022年02期 v.52;No.331 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 2042K]
    [引用频次:9 ]
  • 利用市政污水厂尾水培养产油微藻——营养盐去除与生物质生产

    李大伟;孟范平;崔鸿武;

    将1株产油淡水微藻——微拟球藻(Nannochloropsis sp. MASCC 11)分别接种到青岛市2家市政污水处理厂(STP)的尾水中,根据其生长、油脂产率和营养盐去除情况,评价了利用STP尾水培养微藻以生产富油的藻生物质同时深度净化尾水的可行性。结果表明,团岛污水处理厂(TD-STP)和李村河污水处理厂(LC-STP)尾水中无机氮和磷酸盐的浓度虽然远低于BG11培养基,但仍能支持微藻生长,而且以未经稀释的尾水更具优势,培养8 d后,藻生物量分别达到BG11培养基中生长微藻的65.23%和44.77%。STP尾水经稀释后处于营养盐缺乏状态,有利于藻细胞内脂质积累,但是油脂产率最大值(10.5 mg·L~(-1)·d~(-1))仍出现在未经稀释的TD-STP尾水中,为未稀释LC-STP尾水的1.37倍。LC-STP尾水中微藻的油脂产率较低,可能与该处理厂接纳工业废水而在尾水中残留较多有害物质有关。在微藻的直接和间接作用下,TD-STP和LC-STP尾水中磷酸盐的去除率分别达到94.5%和100%;无机氮的去除率较低(分别为59.2%和45.4%),与尾水中初始N/P较高有关。上述结果表明,与接纳工业废水的污水厂相比,处理生活污水的污水厂所排尾水较适于培养产油微藻,能够实现产油微藻低耗培养与尾水深度净化相耦合。

    2022年02期 v.52;No.331 94-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1139K]
    [引用频次:9 ]
  • 半球形多向波聚合波道振荡水柱气室优化设计

    杜小振;常恒;赵岩;王宇;郝振富;

    为了解决振动水柱式波浪能转换装置收集多向波浪问题,本文设计了半球形多向聚合波道振荡水柱气室结构,以适合远海单点波浪能采集和发电。在规则波正向入射条件下,基于流体仿真分析软件(FLUENT)、流体动力学连续性假设和粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程(Navier-Stokes方程)建立半球形振荡气室和三维数值波浪水槽模型。仿真结果表明:增设气室后壁,合理设计波道开口角度实现多向迎波捕获波浪能,优化前壁形状可降低波浪触底反射带来的能量耗散,同时提高了气室内空气压强和出气口速度,有效提升波浪能俘获效率,为后续发电的二次能量转换提供高效的空气动力。

    2022年02期 v.52;No.331 104-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 4287K]
    [引用频次:1 ]
  • 涡流发生器对潮流能水轮机翼型水动力学特性影响的数值模拟

    孙浩伟;谭俊哲;刘永辉;司先才;袁鹏;王树杰;

    为了改善潮流能水轮机叶片表面流动分离问题,提高其升阻比,本文通过在潮流能水轮机叶片表面加装涡流发生器,来研究涡流发生器对潮流能水轮机水动力学性能的影响。本文以NACA4418翼型为研究对象,分别建立了含VGs和不含VGs的三维模型,利用CFD方法研究了VGs的高度、长度以及相邻一对VGs之间的间距等多个方面对该翼型性能的影响。结果表明:VGs可以有效地提高翼型的最大升力系数;相邻VGs间距的增加对流动分离的抑制有积极影响。此外,通过对尾迹区流线和旋涡的分析,进一步揭示了尾迹区的流场特征。

    2022年02期 v.52;No.331 115-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1774K]
    [引用频次:4 ]
  • 鲸豚声信号实时采集与分析系统

    李玉红;徐铭;葛玉荣;黄城铭;

    本文设计了一套基于FPGA的鲸豚声信号实时数据采集与分析系统,在采集存储水族馆内声信号的同时,应用改进的HHT算法处理鲸豚叫声中的click信号,实现实时的甄别瓶鼻海豚和白鲸功能,可用于针对大型哺乳动物的远洋实时跟踪科考。

    2022年02期 v.52;No.331 123-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1418K]
    [引用频次:2 ]
  • 一类信号恢复问题的投影迭代硬阈值算法

    李庆龙;曾雪迎;

    本文给出了基于L_0模求解该问题的非凸模型,借助于稀疏正则化方法来克服问题的不适定性。该模型利用紧小波框架对信号进行稀疏逼近,并利用L_0模度量稀疏性。提出了求解该模型的投影迭代硬阈值算法,并证明了算法的全局收敛性。该算法每一步都有闭式解,计算过程简洁高效。数值实验表明,方法在重建信号的视觉质量和量化指标方面均优于所对比的pFISTA方法。

    2022年02期 v.52;No.331 129-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K]
    [引用频次:3 ]
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