中国海洋大学学报(自科版)


综述

  • 海洋源性胶原蛋白用做组织工程材料的研究进展

    樊廷俊;李琨;赵君;

    胶原蛋白因具有高生物相容性、可降解性、易得性及低免疫原性等,现已作为理想的生物材料被广泛应用于组织工程器官/组织的体外构建。目前使用的胶原蛋白主要来源于陆生哺乳动物,但该来源存在宗教限制及人畜共患疾病传染风险。海洋源性胶原蛋白(Marine collagen, mCOL)不但在氨基酸组成和生物相容性方面与陆生动物胶原蛋白高度相似,更胜在来源广泛、易于提取、不存在病原微生物污染且具有稳定的化学和物理特性等。然而目前对于其作为生物材料在组织工程中的应用尚没有系统的论述。本文对mCOL的来源、特性及提取工艺进行了概述,并对其目前作为生物材料在组织工程中的应用进展进行了重点阐述,同时展望了mCOL作为理想器官和组织再生材料来源的可能性,为开发利用mCOL应用于组织工程器官和组织再生提供建议与参考。

    2022年08期 v.52;No.338 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
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研究论文

  • 1961—2015年中国倒春寒频数的时空特征及其与太平洋海温的关系

    张丽君;黄菲;陈峥;王宏;

    发生在春季的寒潮冷空气过程(倒春寒)往往会带来更强的气象灾害,因此对倒春寒活动规律的研究和预测有重要意义。本文对1961—2015年中国倒春寒的发生频次进行统计,发现倒春寒不仅发生在中国的北方地区,江南地区和西南地区东部也是倒春寒的高发区。中国倒春寒频次的时空变化存在两个主模态:第一模态为全国型,体现了气候平均的倒春寒频次的空间分布特征,主要以年际振荡为主,多发生在传统的东部型厄尔尼诺(El Ni1o)衰减年的春季;第二模态为南北反相型,反映了江南和东北地区倒春寒频次的反位相变化,主要体现了南方型倒春寒频发的特征,具有显著的年际和年代际振荡特征,与北太平洋“马蹄”型海表温度异常相关,同时赤道太平洋的海温异常多表现为中部型El Ni1o的海温分布特征。

    2022年08期 v.52;No.338 10-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 3930K]
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  • 广东汕头市近十年来城市热岛效应分析

    张树钦;黄哲帆;唐若莹;赖鹏有;张韶晶;陶咪咪;

    本文基于广东汕头市统计局提供的社会经济发展指标数据和气象观测数据,利用主成分分析法、B-P神经网络和C5.0决策树算法,对广东汕头市“热岛效应”的年际、季节和日变化尺度特征进行了分析。研究发现,汕头市年际尺度上近十年均呈现“热岛效应”,季节尺度上热岛强度夏季强于冬季,日变化尺度上在中午前后较强。同时发现,影响汕头市“热岛效应”的主要因子为绿化覆盖率、建成区面积和气压。绿化覆盖率通过植物的蒸腾作用吸热减弱热岛强度,建成区面积通过城区下垫面储热性质变化和“屋顶低压效应”增强热岛强度,气压通过“热岛环流”减弱热岛强度。通过对“雨岛效应”和“浑浊岛效应”分析发现,汕头市“雨岛效应”具有增强的趋势,并主要出现在夏季。“浑浊岛效应”呈现先增强后减弱趋势,秋季和冬季较强,春季和夏季较弱。

    2022年08期 v.52;No.338 19-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 3328K]
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  • 牙鲆黏膜IgM与多聚免疫球蛋白受体同源分子的应答动态研究

    绳秀珍;宋满满;朱慧;唐小千;邢婧;迟恒;战文斌;

    本文采用注射和浸泡灭活鳗弧菌(Vibrio anguillarum)免疫牙鲆(Paralichthys olivaceus),研究其黏液(鳃、皮肤和肠)和胆汁中特异性免疫球蛋白M(IgM)及多聚免疫球蛋白受体同源分子(pIgRL)的变化,分析这两种分子在肠组织中的分布及共定位。研究显示,两种免疫方式均可诱导牙鲆黏液及胆汁中pIgRL和IgM水平升高,pIgRL应答时间早于IgM。浸泡免疫后,牙鲆的鳃、皮肤和肠的黏液及胆汁中pIgRL水平分别于第3、5、7和10天达到峰值,而IgM分别于第7、10、21和21天达到峰值。注射免疫后,上述分泌液中pIgRL分别于第5、7、10和10天达到峰值,而IgM在皮肤和鳃黏液中于第14天达到峰值,在肠黏液和胆汁中于第21天达到峰值。多重染色结果表明:免疫前,pIgRL和IgM阳性信号主要位于肠黏膜固有层;浸泡免疫后,IgM信号增强,随后IgM大量出现于肠上皮层,第14天时荧光最强,pIgRL信号也明显增强且少量出现在肠上皮层,在肠黏膜中观察到代表pIgRL和IgM共定位的橘黄色荧光。ImageJ定量分析显示,二者共定位的像素占比在免疫前为19%,免疫后第3、7、14、21和28天时分别为25%、41%、35%、28%和28%,表明存在IgM-pIgRL复合物的跨上皮转运。研究结果为深入理解pIgRL在黏膜免疫防御中的作用和揭示鱼类黏膜免疫系统功能提供了基础资料。

    2022年08期 v.52;No.338 31-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 3489K]
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  • 基于稳定同位素技术的灵山岛及周边海域渔业生物群落营养结构分析

    张宇洋;董建宇;孙昕;詹启鹏;王林龙;张秀梅;

    为探究青岛灵山岛及周边海域主要渔业生物群落的营养结构特征,于2019年秋季对该海域进行了3个航次的底拖网调查,并使用稳定同位素技术测定了48种渔业生物的δ~(13)C和δ~(15)N值,构建了主要渔业生物的连续营养谱。研究表明:灵山岛及周边海域食物网的δ~(13)C值范围为-19.56‰~-16.08‰,平均值为-17.42‰±0.97‰,δ~(15)N值范围为7.66‰~13.47‰,平均值为10.74‰±1.12‰。灵山岛海域大多数渔业生物属于次级、中级消费者,其中32种鱼类的营养级范围为2.63~4.12,平均营养级为3.39;16种无脊椎动物营养级范围为2.41~3.41,甲壳类和头足类的平均营养级分别为3.12和3.35。三种类群存在一定程度的营养生态位重叠,鱼类的生态位宽幅较广,甲壳类营养冗余度较低、抗干扰能力较差,头足类与其他物种营养关联紧密,可能在该海域食物网中起着承上启下的作用。综合分析表明,与黄海的其他海域相比,灵山岛及周边海域渔业生物的营养结构更稳定,群落抗干扰能力更强。

    2022年08期 v.52;No.338 40-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 3509K]
    [引用频次:8 ]
  • 鼠尾藻活性氧清除系统对UV-B辐射增强的性别差异响应特征

    鲁佩瑶;臧宇;薛颂;孙燕;朱美玲;梁硕;唐学玺;

    为了研究紫外线对鼠尾藻(Sargassum thunbergii)性别差异响应特征,本研究分别关注其雌、雄藻体在UV-B辐射增强条件下的活性氧生成与清除相关指标的变化,探究了鼠尾藻活性氧清除系统对UV-B辐射增强的性别差异响应特征。结果表明:UV-B辐射增强能够诱导鼠尾藻活性氧含量上升,且雌性藻体的活性氧(O~-_2和H_2O_2)含量低于雄性藻体。UV-B辐射增强条件下,雌性藻体的超氧化物歧化酶(SOD)活性低于雄性藻体,雌性藻体过氧化氢酶(CAT)活性高于雄性藻体,雌性藻体的抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH)中主要的抗氧化酶活性和抗氧化剂含量高于雄性藻体。以上结果表明,在UV-B辐射增强条件下鼠尾藻雌性藻体的活性氧清除能力高于雄性藻体。本研究结果初步揭示了UV-B辐射增强条件下,鼠尾藻在活性氧清除水平上存在着性别差异。

    2022年08期 v.52;No.338 52-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1906K]
    [引用频次:0 ]
  • 青岛冬春季大气气溶胶中抗生素抗性基因组成及影响因子

    贾世杰;王娇;王钦;刘晓环;祁建华;高会旺;

    本文于2019年12月—2020年5月在青岛地区采集了总悬浮颗粒物(TSP)样品,采用DNA提取-qPCR绝对定量的方法测定了5类12种抗生素抗性基因(ARGs),1类可移动遗传原件(MGEs)和16S rRNA的丰度,同时采用离子色谱法测定了8种水溶性离子的浓度,分析了青岛地区冬春季气溶胶中ARGs的组成差异,并探究了气象因子和气溶胶浓度及其化学成分等理化因子对ARGs季节性变化的影响。结果表明,青岛地区气溶胶中MGEs和16S rRNA的丰度均在春季更高。与此不同,冬季气溶胶中ARGs丰度更高,β-内酰胺类抗性基因占主导,占整体的55.74%,其中bla-TEM1丰度最高((1.42×10~5±1.64×10~5) copies/m~3);春季气溶胶中ARGs丰度较低,四环素类抗性基因占主导,占整体的35.93%,其中tetL丰度最高((3.41×10~4±1.38×10~4) copies/m~3)。这是由不同季节的ARGs来源差异和ARGs对环境因子的响应造成的。冬春季气溶胶中ARGs来源不同,冬季气溶胶中ARGs组成主要受北方内陆气团影响,春季则主要受东南方海陆双重影响。青岛气溶胶中ARGs整体受陆地土壤扬尘影响较大,但其他人为源和河水/海水散逸也不容忽视。整体而言,ARGs丰度与颗粒物浓度呈显著正相关,PM_(2.5~10)比PM_(2.5)对ARGs有更强的富集作用,气象因子和理化因子对ARGs的季节性变化存在显著影响。本研究区分了不同环境因子对气溶胶中ARGs季节性变化的影响,为探索ARGs的传播机制提供了理论基础。

    2022年08期 v.52;No.338 60-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2778K]
    [引用频次:3 ]
  • 基于改进ELman神经网络的台风风暴潮损失测度

    郝婧;刘强;

    针对传统神经网络对台风风暴潮灾害的损失测度易陷入局部极值和预测准确度低的问题,本文基于广东省1995—2020年的50组台风风暴潮灾害数据建立损失评估指标体系,使用熵权法客观赋权灰色关联分析进行损失评估指标的筛选,提出天牛须搜索(BAS)算法优化ELman神经网络模型来预测受灾人口、直接经济损失、海水养殖受灾面积、海岸工程损毁4种灾情评估指标。与多种算法模型进行了比较分析,结果表明该模型具有预测精度高且有效避免网络陷入局部极值的优点,对台风风暴潮损失测度具有一定的实用价值和普适性。

    2022年08期 v.52;No.338 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1364K]
    [引用频次:3 ]
  • 基于长期观测资料的黄海天文潮-风暴潮非线性相互作用研究

    尤晓昳;武国相;梁丙臣;刘仕潮;

    为了分析黄海沿岸历史风暴潮的特征规律,本文基于黄海沿岸9个长期潮位观测站的历史水位资料,提取风暴潮事件,将原始水位序列分离出天文潮成分和非潮余水位成分,对非潮余水位进行统计分析,发现其能量在半日、全日频率区间较为集中;统计每个风暴潮事件中,最大非潮余水位出现的潮汐相位,发现出现在涨、落潮期间的概率显著高于高、低潮位期间的概率;进一步将最大非潮余水位和偏斜增水进行对比,发现二者之间离散程度较高。以上这些现象均表明,从长期尺度上,所分析的黄海沿岸各站位均存在显著的天文潮-风暴潮非线性相互作用,尤其是在水深较浅、潮差较大的区域。

    2022年08期 v.52;No.338 77-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 3733K]
    [引用频次:2 ]
  • 对流扩散方程的保正守恒特征有限体积法研究

    李昕姝;付凯;

    本文通过结合特征线方法、保正守恒插值和局部限制器,提出了求解对流占优扩散方程的时空二阶保正守恒特征有限体积法,给出了保正性和守恒性的理论分析。该格式克服了对时间步长的严格限制,所得数值解具有时空二阶精度,且满足保正性和守恒性。数值算例表明了该方法的精度和效果。

    2022年08期 v.52;No.338 89-96+110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1572K]
    [引用频次:0 ]

渤海入海污染物环境行为和总量控制技术研究

  • 基于陆海同步调查的莱州湾营养盐时空分布及限制因子分析

    梁生康;李姗姗;马浩阳;杨燕群;吕浩然;许泽昊;段晓萌;

    本文应用2018年10月(秋季)、2019年5月(春季)、2019年8月(夏季)及2021年3月(冬季)在莱州湾海域开展的陆海同步调查资料,分析了环莱州湾河流及直排海口总溶解态氮(TDN)、总溶解态磷(TDP)和活性硅酸盐(SiO_3-Si)入海通量以及湾内溶解态营养盐的水平与结构及其影响因素。结果表明莱州湾海域营养盐浓度和比例的分布与环莱州湾河流营养盐的入海通量及比值具有良好的关联性。莱州湾西部和西南部的营养物质入海通量高于湾东部和东南部,导致海域溶解无机氮(DIN)、磷酸盐(PO_4-P)、硅酸盐(SiO_3-Si)分布呈现出湾西部和西南部近岸海域高于东部海域的分布特征。各季节DIN、PO_4-P、SiO_3-Si浓度与盐度呈现显著负相关,与叶绿素a(Chl a)呈现显著正相关,表明陆源输入和浮游植物生长是调控海域营养盐分布的重要因素。各季节莱州湾陆源TDN和TDP入海通量比值呈现氮高磷低的特征,均值高达180,结果导致该海域水体DIN/PO_4-P值远高于Redfield比值;同时,各季节PO_4-P浓度低于浮游植物生长的绝对阈值(0.10μmol·L~(-1))的海域面积占比均值达到58.5%,表明磷为该海域浮游植物生长的限制因子,这可能导致莱州湾浮游植物优势种由硅藻为主逐渐演变为硅甲藻共同占优的趋势,对莱州湾生态环境的影响不容忽视。

    2022年08期 v.52;No.338 97-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 4667K]
    [引用频次:4 ]
  • 莱州湾海水与沉积物中总汞和甲基汞分布特征与影响因素

    吕钊臻;邵主峰;梁生康;李雁宾;

    本文于2018年10月和2019年5月在莱州湾采集海水和沉积物样品,测定了不同形态汞的浓度。莱州湾海水和沉积物中总汞(THg)含量均未超过国家海水水质一级标准和海洋沉积物质量一级标准,甲基汞(MeHg)污染水平与世界其他海湾相当。海水中(69.4±23.2)%的THg以颗粒态形式存在,(49.8±23.7)%的MeHg以颗粒态形式存在。由于黄河的输入,莱州湾海水中THg和MeHg的浓度在西侧高于东侧。沉积物中THg和MeHg的浓度也呈现湾中央低于两侧近岸海域的趋势。表明陆源输入显著影响了莱州湾汞的分布趋势。相关性分析表明,悬浮颗粒物是影响海水中THg和MeHg分布的主要环境因素,沉积物中THg主要受有机质含量影响,汞甲基化潜力受总汞含量影响最大。

    2022年08期 v.52;No.338 111-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 3994K]
    [引用频次:2 ]
  • 天津近岸海域微塑料分布特征及污染风险评价

    韩龙;吕浩然;韩彤;夏妍梦;王秋莲;

    为研究微塑料(Microplastics, MPs)在天津近岸海域的分布特征和污染风险,本文于2019年秋季对海水、海滩、鱼类体内的微塑料数量、粒径、成分等进行了定性和定量分析。结果表明微塑料在天津近岸海域不同介质中广泛存在,其中海水中微塑料平均丰度为0.016 pieces/m~3,主要化学成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),占77.7%;海滩微塑料平均丰度为90.6 piece/kg,主要化学成分为聚碳酸酯(PC),占51.6%;虾虎鱼肠道中微塑料平均丰度为8.8 pieces/individual,主要化学成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),占53.7%。微塑料主要来源包括陆源、气源和海源,可能通过地表径流、入海排污口、风力及海上活动等进入水体、海滩和鱼体。运用污染负荷指数对微塑料的污染程度进行评价,天津近岸表层海水和海滩沉积物中的微塑料污染较轻,鱼类体内微塑料处于中度污染。

    2022年08期 v.52;No.338 124-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1780K]
    [引用频次:11 ]
  • 海洋开发活动对莱州湾水动力条件的影响研究

    于晓霞;王占金;冷星;刘德龙;杨雪娜;张启超;李爱华;

    本文采用Mike21 HD数值模拟软件模拟了2002和2020年莱州湾的水动力条件变化,结果表明:与2002年相比,2020年莱州湾中部流速变化较小,西部流速略有增加、东部流速略有减小,变化值介于0~0.05 m/s之间;莱州湾口门一个月的落潮通量减小约1.70×10~9m~3(变化率约0.43%),涨潮通量减小约1.47×10~9m~3(变化率约0.38%),净通量减小约2.30×10~8m~3(变化率约6.85%);莱州湾东部海域30 d的水体交换率减小约2%~10%,潍坊港防波堤堤头处和莱州湾中部海域半交换周期呈增大趋势,增加值最大可达25 d。因此,莱州湾海洋开发活动导致莱州湾潮通量和海域整体水体交换率减小,半交换周期增大,不利于污染物的扩散,降低了莱州湾水环境承载力。

    2022年08期 v.52;No.338 132-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 3939K]
    [引用频次:3 ]
  • 基于控制单元的小清河流域污染物允许排放量计算与分配

    李欢桐;李正炎;孙明东;王艳;

    为明确小清河流域污染物排放特征和最大污染负荷,基于“流域水系-行政区划”划分控制单元,本文选取COD、NH_3-N、TN和TP作为重点关注指标,对研究区域进行水质评价并核算控制单元污染负荷,在满足山东省流域水质考核标准及入海断面水质达标约束条件下,计算污染物允许排放量,利用等比例分配法进行污染物排放量分配。结果显示,小清河流域COD、NH_3-N、TN和TP最大允许排放量分别为79 152、3 958、13 852和792 t/a。淄博市TN削减量共计1 314 t/a;济南市TN削减量共计810.64 t/a;滨州市NH_3-N削减量共计11.63 t/a, TN削减量共计449.67 t/a,削减率为27.07%,COD、TP暂不需削减。建议通过完善城镇污水处理设施、加快推进规模化畜禽养殖污染防治等措施对NH_3-N、TN进行合理管控,以改善流域水环境质量。

    2022年08期 v.52;No.338 140-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 2631K]
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  • 面向渤海生态环境的数据库管理系统设计与实现

    王瑞;于晓霞;叶敏;梁生康;杨燕群;韦志国;聂婕;魏志强;王修林;

    本文针对渤海生态环境大数据管理的迫切需求,构建了以原始数据库、原始归集数据库、标准数据库和功用数据库为基础的递进式数据管理模式,并以元信息表和编码表为基础,实现了多层级的数据库检索功能,对发展和完善海量多模态生态环境数据的管理和挖掘提供了有力的理论和实践依据。

    2022年08期 v.52;No.338 150-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1776K]
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