中国海洋大学学报(自科版)


研究论文

  • 冬季大风对渤海海峡水体通量的影响研究

    于航;鲍献文;丁扬;周玲玲;

    基于FVCOM模型,通过七套不同风场再分析数据,对2017年冬季渤黄海的海洋水文动力环境进行了模拟。模拟结果与实测资料对比,发现ECMWF Reanalysis v5_1HR(以下简称ERA5_1HR)风场数据可以对渤黄海冬季水文环境实现最优化模拟。并发现2017年2月17—24日大风事件发生时,渤海和北黄海海流会随大风暴发和松弛流出和流入渤海海峡。出流现象主要出现在渤海海峡的南通道和中间通道,入流现象初期主要出现在北通道,随着时间的推移整个渤海海峡都有入流现象。在此期间水位呈周期性变化,在大风事件发生时渤海水会向南部堆积呈现南高北低的现象,大风松弛时,渤海水位呈现北高南低的现象。大风期间急剧的流入流出过程显著增强渤海的水交换,三次高频大风过程造成的出水通量分别是18.35×10~6 m~3、32.46×10~6 m~3和34.15×10~6 m~3;入水通量分别是21.11×10~6 m~3、38.69×10~6 m~3和22.38×10~6 m~3。两个对照实验结果显示,在大风期间风应力才是主导渤海环流和水交换的最重要因素。

    2023年05期 v.53;No.347 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 3140K]
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  • 北印度洋净热通量的季节、年际和年代际变化

    苗波;韩树宗;

    根据月平均热通量(TropFlux)资料,使用相关分析和线性倾向估计以及经验正交分解(EOF)等方法,标记5个特征海区,以反映北印度洋净热通量的季节、年际和年代际变化特征。结果显示:冬季阿拉伯海失热区比孟加拉湾失热区失热多;夏季只有亚丁湾海域失热,斯科特拉区得热量值和赤道区相当。北印度洋净热通量季节分布呈现春季峰值大于秋季的双峰分布。近些年来,阿拉伯海和亚丁湾海域失热减小,孟加拉湾失热增多,赤道得热有下降的趋势。阿拉伯海、孟加拉湾和亚丁湾失热区净热通量的季节、年际和年代际变化主要由潜热和感热决定,亚丁湾夏季失热还与长波辐射有关。冬季净热通量异常场分解出3个独立模态,累计贡献率可达53.87%,第一模态为主模态,阿拉伯海失热区失热减少、孟加拉湾失热区失热增多的年代际变化特征。夏季净热通量异常场前3个模态的累计贡献率为57.42%,第一模态为主模态,北印度洋全场一致性得热,且以热带印度洋西部为最强的年代际变化。

    2023年05期 v.53;No.347 10-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 2864K]
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  • 南海东北部地转运动与近惯性运动间动能交换的时空变化特征研究

    冯哲;缪明芳;孙忠斌;张志伟;

    地转平衡运动与近惯性运动是海洋里普遍存在且含能较高的两种运动形态,二者间的相互作用与能量传递在大洋能量串级中扮演着重要角色。然而受到现场观测和数值模式时空分辨率不足等因素的制约,目前对于二者间动能交换的时空变化特征及其在二者动能收支中所扮演的角色尚不清晰。本文利用1/48(°) MITgcm数值模式资料,对南海东北部地转与近惯性运动的动能交换率时空变化特征进行了刻画,并定量评估了动能交换率在二者动能收支中的作用。研究结果表明,在地转动能较强的吕宋海峡区域,二者间的动能交换率显著高于地转动能较弱的南海东北部内区。在吕宋海峡,地转运动向近惯性运动正向传递动能,年平均总动能交换率为3.61×10~(-7) m~3·s~(-3),但季节变化不显著;在南海东北部内区,近惯性运动向地转运动逆向传递动能,且受黑潮入侵影响,表现为冬强(-11.37×10~(-8) m~3·s~(-3))、夏弱(-5.26×10~(-8) m~3·s~(-3))。与风场做功对比发现,二者的动能交换率在地转动能收支中可忽略不计,但在近惯性动能收支中扮演重要角色。

    2023年05期 v.53;No.347 21-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 3888K]
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  • 基于多数据集的菲律宾海深层环流研究

    王廷浩;周春;成佳俊;彭贤涛;

    本文使用多套再分数据、气候态数据和模式模拟结果对菲律宾海深层环流进行了研究,同时结合断面观测数据评估了这些数据集对于菲律宾海深层水团与环流分析的适用性。结果显示,气候态数据的温盐结构与断面观测结果较为一致,较适于用来进行菲律宾海深层水团气候态特征的研究。多个非气候态资料的数据集中混合坐标模型(Hybrid coordinate ocean model GLBa0.08)数据中的温盐结构与观测相对较为接近,也可用于开展菲律宾海深层水团研究。海洋与气候环流模型(Estimating the circulation and climate of the ocean Version 2)数据与菲律宾海深层环流的观测研究吻合相对较好。通过对比分析多个数据集,结合前人研究成果,显示在菲律宾海的2 000~4 000 m层,深层水会从雅浦-马里亚纳深水通道(Yap-Mariana junction, YMJ)处入侵到菲律宾海深层,并跨过九州-帕拉海脊(Kyushu-Palau Ridge, KPR),在菲律宾海盆(Philippine Basin, PB)的南部和北部形成气旋式环流;深层水还会通过伊豆-小笠原海脊上豁口进入四国海盆(Shikoku Basin, SHB),在SHB内形成反气旋环流,并一直延伸到海底;还有一部分会进入PB在琉球海沟处形成南向西边界流,并分出一支流动跨过吕宋海峡进入南海。在4 000 m以深的菲律宾海,深层水通过YMJ入侵到菲律宾海,并跨过KPR,在PB的南部和北部形成两个气旋式环流。本文对比分析结果及对多数据集的评估可为开展菲律宾海深层环流时空特征的研究和模拟的优化提供一定的参考。

    2023年05期 v.53;No.347 32-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 6814K]
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  • 海水池塘跑道养殖系统中鱼类肠道及养殖环境的细菌群落研究

    泮淼军;王明阳;王龙斌;王润泽;张海恩;李卫东;董双林;田相利;

    为查明海水池塘跑道养殖系统(IPRS)的不同生境中细菌群落特征以及不同群落间的相互作用关系,本研究采用16S rRNA基因高通量测序技术对IPRS中鱼类肠道、水体和沉积物的细菌群落组成和结构进行了研究。研究表明,鱼类肠道、水体和沉积物的细菌群落在结构和多样性上均存在显著差异。不同生境中细菌群落的优势组成不同,花鲈(Lateolabrax maculatus)肠道内相对丰度最高的菌门为厚壁菌门(Firmicutes, 57.92%),河鲀(Takifugu rubripes)肠道内为弯曲杆菌门(Campylobacterota, 41.17%),水体和沉积物中均为变形菌门(Proteobacteria),其相对丰度分别达到91.03%和48.06%。LEfSe分析表明,栖粪杆菌属(Faecalibacterium)、拟杆菌属(Bacteroides)和罗氏菌属(Roseburia)等20个菌属在花鲈肠道内显著富集;unclassified_Arcobacteraceae、普雷沃菌属(Prevotellaa)和罗尔斯顿菌属(Ralstonia)等12个菌属在河鲀肠道内显著富集;伍斯菌属(Woeseia)、Muribaculaceae和unclassified_Halieaceae等26个菌属在沉积物中显著富集;Clade_Ⅰa、Clade_Ⅲ和HIMB11等10个菌属在水体中显著富集。IPRS不同功能区的沉积物菌群结构也存在显著差异。其中,固体废物收集区与净水区的差别较大,Sva1033、uncultured_Desulfocapsaceae、unclassified_Flavobacteriaceae和unclassified_Rhodobacteraceae等一些能够降解有机物和去除氮、磷、硫等营养盐的细菌在固体废物收集区沉积物中大量富集,这一群落特征与其功能相匹配。鱼类肠道菌群与水体菌群相似度较小,而与沉积物菌群相似度较大。河鲀和花鲈肠道菌群与沉积物菌群的平均相似度分别为4.00%和2.85%,这表明河鲀肠道菌群受沉积物的影响更大。

    2023年05期 v.53;No.347 47-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 3721K]
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  • 海带晚熟杂交品种孢子囊形成的条件优化

    刘义;梁洲瑞;张朋艳;袁艳敏;吴宇坤;刘福利;戴宏亮;

    为优化诱导海带(Saccharina japonica)孢子囊形成的培养条件,本研究以晚熟的海带杂交品种为材料,比较了不同温度、光照强度、营养盐浓度、脱落酸浓度、孢子体横切、海带培养方式等培养条件对海带孢子囊形成的影响,确定了影响海带孢子囊形成的主要环境因素,筛选了室内促进海带孢子囊形成的最适培养条件。研究表明:在光照强度20~100μmol·m~(-2)·s~(-1)充气培养时,孢子体两面均能形成孢子囊,在光照强度60~100μmol·m~(-2)·s~(-1)时孢子囊成熟较快;室内培养的受光面与海上养殖的受光面是否一致对最终形成的孢子囊面积无显著影响,但背光一侧的孢子囊面积显著高于向光一侧(P<0.05)。横切能够促进孢子囊的形成,但最终的孢子囊面积无显著差异(P>0.05)。在孢子囊发育过程中需要充足的营养盐,其中N 5 mg/L+P 0.5 mg/L能较快地促进孢子囊发育,添加1×10~(-6)~1×10~(-5) mol/L的外源脱落酸也能促进孢子囊形成。温度是影响海带孢子囊成熟的最主要环境因素,培养温度为17℃时孢子囊形成最快。Fe~(3+)通过增加氮磷营养盐的吸收促进孢子囊的发育增殖,在培养液中添加外源Fe~(3+)能够明显延缓孢子囊的形成,但对最终形成的孢子囊面积无显著影响。综上所述,室内诱导海带孢子囊形成的最适培养条件为:温度17℃、光照周期8∶16(L∶D)、光照强度60~100μmol·m~(-2)·s~(-1)、营养盐浓度N 5 mg/L+P 0.5 mg/L、脱落酸浓度1×10~(-6)~1×10~(-5) mol/L、不额外添加Fe~(3+)。本研究结果可用于适时诱导晚熟杂交海带形成孢子囊和晚熟杂交海带的夏苗培育生产。

    2023年05期 v.53;No.347 61-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 977K]
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  • 基于环境DNA metabarcoding和底拖网调查的南黄海西部鱼类多样性比较

    言柯程;李建超;田永军;刘纯琳;张玉磊;李志新;丁兆成;

    为探究环境DNA metabarcoding(eDNA metabarcoding)和底拖网在陆架海域环境下获取鱼类多样性和分布的差异,基于2020年夏季南黄海西部13个站位的环境DNA采样和底拖网调查数据,使用Alpha多样性指数和Beta多样性分析,比较了环境DNA metabarcoding和底拖网检测鱼类生物多样性的表达程度,探讨了使用环境DNA metabarcoding技术监测海洋生物多样性和空间分布的效果。研究显示:环境DNA metabarcoding检测出45种鱼类,底拖网调查检测出32种鱼类,重叠种类23种;在环境DNA metabarcoding结果中,小黄鱼(Larimichthys polyactis,27.20%)、方氏云鳚(Pholis fangi,21.16%)、黄鮟鱇(Lophius litulon,18.67%)、日本鳀(Engraulis japonicus,8.59%)、小眼绿鳍鱼(Chelidonichthys spinosus,4.06%)占有相对较高的读数;底拖网调查的结果中,小黄鱼(L.polyactis,16.14%)、日本带鱼(Trichiurus japonicus,16.13%)、黄鮟鱇(Lophius litulon,12.95%)、方氏云鳚(P.fangi,12.80%)、细纹狮子鱼(Liparis tanakae,12.45%)占有较高的资源量。研究结果表明:环境DNA metabarcoding和底拖网调查检测到的鱼种存在部分重叠,且环境DNA metabarcoding获取的鱼类种数高于底拖网调查(p<0.05);垂直多层采样能够进一步提高环境DNA metabarcoding检测对鱼类多样性的解释效果。环境DNA metabarcoding技术为传统的渔业资源评估模式提供了一种新思路,可作为传统渔业资源调查的有效补充。

    2023年05期 v.53;No.347 71-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2129K]
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  • 青岛文昌鱼zglp-1基因的进化与表达研究

    徐高倩;蒋婉月;王雅军;刘振辉;

    为了在头索动物文昌鱼中对zglp-1(Zinc finger, GATA-like protein 1)基因进行鉴定,并检测其在青岛文昌鱼(Branchiostomajaponicum)中的组织定位,本文对文昌鱼zglp-1基因的进化及表达进行了研究。同线性分析表明,文昌鱼zglp-1基因是斑马鱼zglp-1和人ZGLP-1基因的同源基因。文昌鱼Zglp-1蛋白的锌指结构域在进化上保守性较高,其三维结构与脊椎动物Zglp-1蛋白的三维结构也高度相似。系统进化分析显示,文昌鱼Zglp-1处于脊椎动物Zglp-1进化的基部,可能代表了脊椎动物Zglp-1进化的原始形式。利用RACE技术克隆得到青岛文昌鱼zglp-1基因完整的ORF序列,其编码389个氨基酸。实时定量PCR技术显示zglp-1基因在文昌鱼性腺中特异高表达,其中在卵巢表达最高;再利用切片原位杂交技术发现zglp-1基因在卵巢、精巢、肝盲囊和鳃等组织中有阳性信号,其中在卵巢中信号最强,与实时定量PCR检测结果基本一致。综上,本研究表明文昌鱼zglp-1为脊椎动物Zglp-1的同源基因,其在文昌鱼性腺高表达,这与该基因在脊椎动物性腺中的表达模式相类似。

    2023年05期 v.53;No.347 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2136K]
    [引用频次:0 ]
  • 海鞘细胞核骨架与细胞质骨架连接复合体相关基因的克隆及表达分析

    乔润雨;彭鸿哲;董波;

    为了研究LINC(Linker of nucleoskeleton and cytoskeleton)复合体相关基因KASH(Klarsicht/Anc/Syne-1)和SUN(Sad1/UNC84)在海鞘(Ciona robusta)细胞核位置决定中的角色和作用,本研究鉴定并分别克隆了海鞘LINC复合体中编码2种Cr_KASH蛋白和2种Cr_SUN蛋白的基因。荧光定量PCR方法分析了上述4个基因在海鞘胚胎各个时期的表达量,发现在胚胎发育的尾芽延伸期,几种基因的表达量均有不同程度的提高。原位杂交方法揭示Cr_KASH1、Cr_SUN1和Cr_SUN2特异表达在海鞘胚胎的脊索组织中,而Cr_KASH2则特异表达在肌肉组织。在NIH/3T3细胞中的亚细胞定位分析证实,上述LINC复合体蛋白与不同的细胞骨架交联。通过破坏细胞骨架微丝和微管蛋白的聚合发现会影响KASH和SUN在细胞中的定位和结构,暗示海鞘LINC复合体成分和细胞质骨架蛋白协同作用调控细胞核的形态和位置。本文研究结果表明,在海鞘不同胚胎发育阶段和不同组织中,细胞核骨架或许通过不同LINC蛋白组分与细胞骨架结合影响细胞核的行为。

    2023年05期 v.53;No.347 89-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 4044K]
    [引用频次:0 ]
  • 仿鲨鱼电场探测镍酸钐膜电极海水稳定性及电化学性能分析

    胡承儒;付玉彬;韩永康;孙久哲;

    本文使用两种厚度镍酸钐膜(30、60 nm),在实海长期浸泡,研究实际稳定性和电化学性能。结果表明镍酸钐膜在海水中长期浸泡,局部有溶蚀现象,对应样品存在失重。循环伏安曲线存在明显的氧化还原峰,30 nm SNO样品氧化还原峰与60 nm SNO样品出峰位置相差约0.2 V,30 nm SNO样品比60 nm SNO样品的交换电流密度大一个数量级,可知30 nm SNO样品电子转移活性更高,更容易发生氧化还原反应。交流阻抗测试结果表明样品存在巨大的电阻变化,30 nm SNO样品比60 nm SNO样品反应更快,电子转移电阻更小。配对电极电场响应测试结果表明响应波形不规则、且漂移较大,两种厚度样品均未能正常响应。

    2023年05期 v.53;No.347 101-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1775K]
    [引用频次:2 ]
  • 一种新型喜树碱衍生物抗非小细胞肺癌作用与机制的研究

    隋帆帆;张越;杜福;戚欣;张国瑞;张逸轩;尹瑞娟;张晓敏;江涛;李静;

    本文采用磺酰罗丹明B法(SRB法)测定了39对15种肿瘤细胞的增殖抑制作用。用流式细胞术检测了细胞周期和细胞凋亡;DNA松弛实验检测喜树碱(Camptothecin, CPT)类化合物靶点拓扑异构酶Ⅰ(TopoisomeraseⅠ, TopoⅠ)的活性;Western Blotting检测了蛋白分子的表达和活化。采用A549细胞异种移植瘤模型,评价了39体内抗非小细胞肺癌的效果。结果表明39与伊立替康的活性成分SN-38的细胞毒谱不同,其对A549细胞选择性最好,72 h的IC_(50)为(30.55±1.83) nmol·L~(-1),以浓度依赖的方式阻滞细胞于G2/M期并诱导细胞凋亡,安全指数高于SN-38。39对TopoⅠ的活性无明显抑制作用,但抑制表皮生长因子(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR)的蛋白稳定,抑制下游转录激活蛋白3(Signal Transducer and Activator of Transcription 3,STAT 3)的磷酸化。腹腔注射10 mg/kg的39能够明显抑制A549细胞异种移植瘤的生长,作用强于伊立替康而不明显影响小鼠体重。喜树碱衍生物39是一种新型的具有选择性抗非小细胞肺癌A549的衍生物,其抗肿瘤作用不依赖于TopoⅠ,而与减少EGFR含量的作用方式有关。

    2023年05期 v.53;No.347 108-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2079K]
    [引用频次:2 ]
  • 基于QbD理念的氨来呫诺亲水凝胶骨架缓释片的制备

    董乔;张兴跃;许明慧;李延团;陈乐贞;王丽萍;

    本文基于“质量源于设计”(Quality by Design, QbD)理念设计并优化了氨来呫诺(Amlexanox, AML)亲水凝胶骨架缓释片(简称为“AML缓释片”)的处方工艺。在风险评估的基础上结合单因素考察结果和鱼骨分析法确定潜在关键工艺参数(Critical process parameters, CPPs),采用Plackett-Burman设计对CPPs进行筛选,然后用Box-Behnken设计对CPPs进行优化,建立统计模型,对优化后的工艺进行验证并考察其体外释放行为。结果表明骨架材料用量、黏合剂用量和片剂硬度对片剂释放行为有显著影响,当三者分别为50%~55%、62.5%~100%(占干物料的量)、124~142N时制备的氨来呫诺亲水凝胶骨架缓释片能达到释放目标,即2、6、12、18、24 h的累积释放率分别为8%~10%、25%~30%、50%~55%、75%~80%、95%以上。基于QbD理念设计的氨来呫诺亲水凝胶骨架缓释片处方工艺稳定可行,符合制剂设计的释放要求,具有良好的商业前景。

    2023年05期 v.53;No.347 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1809K]
    [引用频次:0 ]
  • 基于自适应核时频分析的地震数据处理方法

    张洪茂;邢磊;刘怀山;岳龙;韩笑;李倩倩;林浩然;

    本文提出了一种基于自适应核时频表示的最佳滤波方法。通过理论模型验证了该方法的灵活性和在时频谱上的聚焦能力,用于实际叠前与叠后地震资料的处理也取得了极好的去噪效果。结果表明该方法可以同时提高地震资料的信噪比与分辨率,对地层岩性变化具有更高的识别精度,为后续高精度解释工作奠定了坚实基础。

    2023年05期 v.53;No.347 126-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 5174K]
    [引用频次:3 ]
  • 无人帆船柔性风帆性能的流固耦合仿真分析

    方泽江;谭俊哲;纪光英;袁鹏;孙泽;王树杰;

    为了探究柔性风帆在不同风况下的变形结果及变形对气动性能的影响,本研究中进行柔性风帆性能的流固耦合仿真分析:构建1.4 m无人帆船主帆初始形状模型和材料模型,并基于LS-DYNA程序对柔性风帆在不同攻角下进行变形计算,构建变形后的风帆形状;基于STAR CCM+程序在相同条件下对变形风帆和初始风帆进行气动性能计算。结果表明:柔性风帆变形结果主要表现为拱度变化和有效攻角变化,材料本身的拉伸对拱度变化的影响可以忽略不计;当拱度增大带来的升力增大效应强于有效攻角减小带来的升力减小效应时,升力总体上为增大;变形风帆的升力系数随着攻角的变化而更为合理、升阻更大;根据变形风帆的极曲线,获得不同航向角下的最佳攻角和最大推力系数,适用于优化柔性风帆无人帆船横风航行时的控帆策略。

    2023年05期 v.53;No.347 136-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 2421K]
    [引用频次:2 ]
  • 串联浮筒多组分锚泊线松弛-张紧特性分析

    马佳鹏;李效民;郭海燕;

    为研究松弛-张紧现象对串联浮筒多组分锚泊线的影响以及规律,本文对其松弛-张紧特性进行了数值模拟分析。基于向量式有限元(VFIFE)方法,建立了以锚链-锚缆-锚链多段锚泊线和浮筒组合而成的多组分锚泊线动力学分析模型,研究了串联浮筒多组分锚泊线的松弛-张紧特性。在顶端水平预张力为定值的条件下,通过改变顶端纵荡激励的振幅和频率以及浮筒的浮重、位置和数量,预测串联浮筒多组分锚泊线的松弛-张紧现象发生的条件以及规律。结果表明,通过控制顶端激励的频率和振幅以及浮筒的浮重、位置和数量,可以有效降低松弛-张紧现象的发生,降低串联浮筒多组分锚泊线断裂的风险。

    2023年05期 v.53;No.347 144-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 2292K]
    [引用频次:1 ]
  • 脉冲随机Nicholson果蝇模型的均方指数最终有界性

    张若军;戴楠;

    本文研究了一类有脉冲影响的随机Nicholson果蝇模型,应用Lyapunov泛函、It■公式及某些不等式技巧给出了描述该模型方程的全局均方指数最终有界的充分性条件,并估计了指数收敛率和最终的一个界。进一步,给出了实例及仿真模拟,说明了本文所得结论的有效性。

    2023年05期 v.53;No.347 155-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1228K]
    [引用频次:1 ]
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