- 李墨馨;赵栋梁;
拖曳系数是计算海面风应力的重要参量，合理可靠的拖曳系数对于提高海洋与大气模式的预报能力极为重要。本文使用沿岸海域浅水情形下长时间大范围的浮标观测数据，基于风浪平衡域理论反推拖曳系数，围绕水深对拖曳系数的影响进行探究。数据结果表明，海浪的谱峰周期与拖曳系数之间有着紧密关联，水深不是影响拖曳系数的直接因素，海浪的谱宽度应是拖曳系数的直接影响因素。本文的研究结果对于合理地解释参数化拖曳系数具有重要的引导意义。
2023年12期 v.53;No.355 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 4118K] [引用频次：0 ] - 李宸仪;陈慕雁;
为探究神经肽在刺参(Apostichopus japonicus)幼体中的潜在功能，丰富对刺参神经生理学的认识。本研究利用免疫荧光和荧光定量技术初步探究了刺参的luqin型神经肽AjLQ及其前体基因AjLQP在刺参典型的早期发育阶段(囊胚期、原肠胚期、耳状幼虫期、樽形幼虫期和五触手幼虫期)的分布及表达特征。免疫荧光结果显示，在游泳、摄食和附着相关组织中观察到AjLQ阳性信号；荧光定量结果显示，在刺参幼体开始摄食的耳状幼虫期AjLQP基因的表达量显著高于其他早期发育阶段AjLQP基因的表达量。研究结果表明，luqin型神经肽是刺参幼体摄食、游泳和附着的潜在调控子。
2023年12期 v.53;No.355 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 2291K] [引用频次：0 ] - 陈志伟;孙慧邦;金超凡;赵瑄;刘金相;张全启;
为了获取生殖细胞移植的不育受体，本研究使用白消安(1,4-丁二醇二甲磺酸酯)对二龄半红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)进行处理，使用40 mg/kg白消安注射处理两次后，进行了对照组、注射组的性腺取样和转录组测序，分析了白消安的处理效果和白消安对性腺基因表达的影响。研究表明：40 mg/kg白消安其对精巢的处理效果显著，生精小管中的生殖细胞大量减少；对卵巢的处理效果不佳，实验组与对照组的卵巢在组织形态上无显著差异。性腺转录组的分析结果显示，与注射二甲基亚砜(Dimethyl sulfoxide, DMSO)溶剂的对照组相比，经过白消安处理后，精巢组中获得差异表达基因576个，卵巢组中获得差异表达基因74个，白消安处理对精巢基因的转录水平影响更大。差异表达基因的GO(Gene Ontology)富集分析显示，氧化还原酶活性、单加氧酶活性、双加氧酶活性等氧化代谢相关条目被显著富集；KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析显示，氧化磷酸化、核苷酸切除修复、范可尼贫血、同源重组、DNA复制和错配修复等通路被显著富集。GSEA(Gene set enrichment analysis)结果显示，错配修复、范可尼贫血、同源重组等通路被上调，DNA复制和核苷酸切除修复通路下调。研究结果表明，白消安处理导致了雄性受体的内源生殖细胞数量减少，并使精巢处于DNA损伤和氧化应激的状态。不同性腺组织对白消安的不同反应可能与其细胞类型对氧化应激和DNA损伤的抵抗有关。
2023年12期 v.53;No.355 16-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 17175K] [引用频次：1 ] - 陈小凡;王路路;肖腾飞;朱葆华;李赟;潘克厚;
微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)生长速度快、油脂含量高，已成为生产生物柴油的理想材料。为获得中性脂产率高的藻株，本研究从染色时间和染色浓度两个方面优化了尼罗红染色测定中性脂含量的方法，对不同育种方法得到的75株微拟球藻藻株的产油能力进行了评价。采用优化后的染色条件(尼罗红浓度1 mg/mL,染色时间10 min),测定了第9天微藻的中性脂相对含量及对应的生物量，获得藻株中性脂的相对产率。研究表明，与原始藻株相比，088号转基因藻株相对产率为252.16%,甲基磺酸乙酯(EMS)诱变藻株101号相对产率为259.02%,亚硝基胍(NTG)诱变藻株231号相对产率为323.84%。本研究获得了3株中性脂产率高的微拟球藻藻株，这3株藻株有望应用于生物柴油的生产，研究结果可为高油脂含量微藻的快速筛选提供参考。
2023年12期 v.53;No.355 32-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1066K] [引用频次：0 ] - 柳怡帆;甄毓;米铁柱;王建艳;
沙海蜇(Nemopilema nomurai)是东亚海域常见的大型水母，近年来其频繁大规模暴发导致了严重灾害。本文利用荧光定量PCR方法分析了2012年10月、2013年5月、8月和9月黄海、东海海区沙海蜇线粒体16S rDNA(mt-16S rDNA)的浓度和分布特征。研究表明，沙海蜇mt-16S rDNA在4个调查月份中均有检出，最早于5月上旬在长江口近岸出现较高检出值，检出浓度的高值区与长江口近岸温度高值区和盐度低值区位置一致；2013年8月的检出浓度在4个调查月中最高，检出浓度的高值区与温度高值区位置一致；2012年10月的检出浓度最低，检出浓度的高值区与温度低值区位置一致。从8月到10月沙海蜇mt-16S rDNA的浓度高值区呈由南向北转移的趋势，这与已有研究中沙海蜇水母体丰度分布趋势相吻合。2013年8月和9月的分层次采样结果显示，在大部分站位的底层水体中沙海蜇mt-16S rDNA浓度较高，这可能与沙海蜇成体或微小个体的沉降或垂直移动有关。研究结果表明，荧光定量PCR检测技术可实现水体中水母DNA定量检测，可以弥补传统拖网调查方法的不足，为全面了解水母的时空分布及水母栖息地溯源提供方法。
2023年12期 v.53;No.355 40-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 5432K] [引用频次：1 ] - 刘欣禹;徐子钧;魏计房;赵玉慧;于庆云;沙婧婧;周瑞佳;杜小媛;齐衍萍;
为了解胶州湾湿地不同盐沼植被分布区内大型底栖动物的生态特征，探究植被群落与土壤环境要素的关系，本研究针对夏季胶州湾湿地植被、大型底栖动物以及土壤环境要素的进行了调查。胶州湾湿地主要植被类型为芦苇、盐地碱蓬、互花米草和大米草，各植被呈带状分布，芦苇分布于高潮带，盐地碱蓬、互花米草和大米草分布于中潮带。不同植被分布区的表层土壤中值粒径相近，土壤pH呈现中性或弱碱性特征，各植被分布区的表层土壤全盐含量呈极显著差异(P<0.01),大米草分布区平均全盐含量(23.25 g·kg~(-1))与互花米草分布区平均全盐含量(12.54 g·kg~(-1))均显著高于盐地碱蓬分布区平均全盐含量(8.08 g·kg~(-1))和芦苇分布区平均全盐含量(6.04 g·kg~(-1))。大型底栖动物的主要类群为节肢动物和环节动物，但是不同分布区内其功能群有所不同：芦苇与盐地碱蓬分布区优势功能群均为植食性大型底栖动物，丰度占比分别为97.78%和63.33%;互花米草分布区的大型底栖动物中，肉食性的和杂合性的分别占比为37.68%和31.16%;大米草植被分布区的大型底栖动物中杂食性的占比为50.00%;米草分布区的大型底栖动物以肉食性的和杂食性的功能群为主，米草入侵改变了胶州湾湿地大型底栖动物的功能群组成与分布。典范对应分析(CCA)结果表明，全盐含量对胶州湾盐沼植被的群落结构影响较大。综合分析发现，胶州湾盐沼植被能够影响大型底栖动物功能群结构，表层土壤全盐含量是植被群落结构的主要环境驱动因子。
2023年12期 v.53;No.355 50-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1608K] [引用频次：2 ] - 毕莹;郭雅琳;尚孟慧;徐晓婷;臧晓南;
为探究蓝藻藻胆体核心色素蛋白-别藻蓝蛋白单个亚基的光学活性和功能，本研究克隆了钝顶节旋藻(Arthrospira platensis FACHB314)中的脱辅基别藻蓝蛋白基因apcAB及其亚基基因apcA和apcB。节旋藻基因组中apcAB全长共1 056 bp,由apcA和apcB串联组成，中间间隔84 bp。其中，apcA和apcB基因的全长均为486 bp,且均编码161个氨基酸，预测分子量分别约为17.39和17.33 kDa,它们分别编码的α和β亚基均属于Globin＿like超级家族，系统进化树分析显示其氨基酸序列在蓝藻和节旋藻中较为保守。将克隆出的亚基基因apcA、apcB分别同前期A.platensis FACHB314中获得的藻蓝胆素合成相关基因ho和pcyA以及色基裂合酶基因(cpcE、cpcF、cpcU、cpcS、cpcT)共同转化至大肠杆菌中，获得重组别藻蓝蛋白亚基菌株E.coli HPEFUSTA、E.coli HPEFUSTB。SDS-PAGE和Western Blot均显示重组菌株中已成功表达别藻蓝蛋白单亚基。荧光检测结果显示，在600 nm波长激发下，两株重组菌株在640 nm处均出现了别藻蓝蛋白特征荧光发射峰。这些结果表明在重组大肠杆菌中表达的脱辅基别藻蓝蛋白的单亚基可以和藻蓝胆素结合，形成有光学活性的别藻蓝蛋白，这为研究蓝藻中藻胆体的组装和功能提供有效的元件，为别藻蓝蛋白在医药、荧光检测方面的应用奠定了基础。
2023年12期 v.53;No.355 61-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 8422K] [引用频次：0 ] - 包孝涵;毕蓉;朋鹏;李超;张海龙;金贵娥;赵美训;
颗粒有机碳(POC)是河口碳循环的关键变量之一，厘清其空间分布特征及影响因素是开展河口碳循环研究的重要基础。本文研究了2021年7月(珠江丰水期)珠江口大范围区域和不同水层POC浓度空间分布，探究了盐度、悬浮颗粒物浓度(SPM)和浮游植物类脂生物标志物总浓度(ΣPB,包含菜籽甾醇、甲藻甾醇和C_(37)长链烯酮)等因素对POC空间分布的影响。结果表明，研究区域POC浓度为0.05～0.85 mg/L,均值(0.29±0.19) mg/L,总体呈现近岸浓度高、河口外部区域浓度低的分布趋势，高值区集中在磨刀门近岸海域和香港南部海域。垂直分布上，POC平均浓度随着深度的增加先减小再增加，但不同断面间存在差异。A断面(黄茅海-珠江口外侧)POC浓度最大值出现在近岸及叶绿素最大层，B断面(磨刀门-珠江口外侧)POC浓度最大值出现在表层，C断面(伶仃洋-珠江口外侧)大部分站位垂直分布较均匀。POC空间分布受到多种环境和生物因素的显著影响。在某些海域和水层，温度、浊度、溶解氧、营养盐浓度、SPM以及ΣPB等参数与POC浓度具有显著正相关，而盐度与POC浓度具有显著负相关。盐度与POC浓度在整个研究区域具有极显著负相关，这与高盐度引起悬浮物絮凝沉降、海水稀释作用以及陆源输入等因素有关。SPM与POC浓度在底层水和伶仃洋海域显著正相关，表明表层沉积物再悬浮作用对POC空间分布有着直接影响。ΣPB与POC浓度在整个研究区域极显著正相关，表明浮游植物生物量是影响POC空间分布的主要因素。研究结果为丰富珠江口有机碳研究资料、深入研究河口碳循环过程与机制提供重要基础。
2023年12期 v.53;No.355 71-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 8205K] [引用频次：2 ] - 韩宗奕;秦川;郑文静;张桂玲;简慧敏;
群落净生产力(Net Community Production, NCP)代表了总初级生产力与群落呼吸的差值，是衡量生物活动对上层海洋碳循环影响的重要指标。O_2/Ar比值消除了物理过程对海水中溶解氧(O_2)饱和度的影响，因此基于生物氧饱和度(ΔO_2/Ar)可以估算海洋混合层群落净生产力。本研究于2015年10月，首次利用膜进样质谱法走航获取了黄东海表层海水中高分辨率O_2/Ar数据，并估算了其NCP,探讨了其分布特征及影响因素。本航次观测到的Δ(O_2/Ar)范围为-30.21%～44.38%,平均值为(0.32±8.29)%,低值主要出现在长江口北侧，而长江口(11.75±13.75)%和浙闽沿岸(5.42±5.21)%的Δ(O_2/Ar)明显高于南黄海(-2.62±5.96)%和东海陆架区(-0.79±5.02)%。南黄海和东海陆架区平均NCP为(-9.24±23.15)和(-4.04±18.68) mmol·m~(-2)·d~(-1),总体表现为异养状态，而长江口和浙闽近岸NCP均值分别为(24.49±35.74)和(10.85±12.17) mmol·m~(-2)·d~(-1)。东、黄海NCP的空间分布格局主要受到陆源输入和水团混合的影响，营养盐和光照也是秋季影响NCP分布的重要因素。本研究有助于深入认识高度动态的东、黄海碳循环过程及控制机制。
2023年12期 v.53;No.355 85-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 6166K] [引用频次：1 ] - 曹凌志;高咏卉;
浮游植物光合和呼吸作用是调节河口碳交换的重要过程。本文在模拟实验基础上，采用重氧水(H_2~(18)O)加富法培养海水，用四极杆质谱精确测定溶氧的变化和重氧(~(18)O~(16)O)的生物富集速率，同步测定总生产力(Gross primary production, GPP)与净群落生产力(Net community production, NCP),估测长江口最大浑浊带、锋面地带和冲淡水延伸区域(舟山海域)的水柱积分GPP和NCP。结果表明，受光限制影响，最大浑浊带水柱积分GPP低(6.11 mmol·m~(-2)·d~(-1)),呼吸作用造成NCP为负值，呈异养状态；锋面水柱积分GPP和NCP分别为164.87和135.91 mmol·m~(-2)·d~(-1),主要由表层水体的硅藻贡献，周转效率高达0.82;舟山海域水柱积分GPP和NCP分别为235.44和180.75 mmol·m~(-2)·d~(-1),主要由0～15 m水体的甲藻贡献，周转效率为0.77。
2023年12期 v.53;No.355 95-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1877K] [引用频次：1 ] - 刘明;王飞宇;丁怡;胥维坤;陈竟博;范德江;
本文以黄河口和小浪底水库表层沉积物、利津水文站悬浮沉积物为研究对象，在分析其物质组成特征的基础上，研究了稀土元素(REE)的含量、配分模式、分异特征及其制约因素，探讨了黄河沉积物REE的物源示踪意义。结果表明，黄河口和小浪底水库表层沉积物、利津水文站悬浮沉积物稀土元素总量(∑REE)平均值分别为178.16×10~(-6)、181.38×10~(-6)、158.26×10~(-6);三种沉积物REE的上地壳标准化配分模式均为轻稀土富集的略右倾模式，轻稀土的分异程度与黄土相比较高，而重稀土未出现明显分异；Eu和Ce相对于上陆壳物质REE没有发生明显分异；黄河口表层沉积物REE配分模式和分异程度与利津站悬浮沉积物相似度较高，而与小浪底水库沉积物略有差异。黄河口沉积物中的∑REE除受到源岩和沉积物粒度的显著影响外，主要与碳酸盐、磷酸盐及Fe-Mn氧化物等矿物和物质相结合。黄河沉积物REE分异显著弱于长江沉积物，造成两者差异的因素主要为源岩不同导致的沉积物组成的差异，这可作为两类沉积物识别的重要标志。本研究结果可为进一步认识现代黄河沉积物REE组成特征及其示踪意义提供依据。
2023年12期 v.53;No.355 104-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 6266K] [引用频次：0 ] - 楚明;海尚飞;高阳;孙业乐;姚小红;王俊涛;沈艳洁;
鉴于新粒子生成(New particle formation, NPF)对气候的重要效应，过去很多研究重点关注持续增长型NPF事件；但新粒子生长过程中时常也伴随着非持续型生长，如生长粒径先增长后下降的收缩型以及粒径明显不增长的团块型NPF事件，对于这类NPF事件的生长机制尚不清楚。基于此，本研究于2019年夏季在中国科学院北京森林生态系统定位研究站(39.96°N, 115.43°E, 1 170 m a.s.l.,以下简称北京山地森林站)进行了NPF事件的野外观测，发现了4次持续生长型NPF事件和3次非持续生长型NPF事件。本文借助WRF-Chem模式进一步探究非持续生长型NPF事件的生长机制，发现其主要成因有三个：首先，北京山地森林站与成核相关的气态前体物充足，但颗粒物中SO_4~(2-)、NO~-_3、NH~+_4等无机盐浓度较低，削弱了新粒子的后续增长能力；其次，后向轨迹显示非持续生长型NPF事件的气团来源于清洁的北方地区；最后，通过过程分析发现水平和垂向输送是非持续生长型NPF事件的重要物理过程。本研究对非持续增长新粒子传输来源和生长机制的解释，对于完善新粒子增长的物理化学机制的理解具有重要意义。
2023年12期 v.53;No.355 115-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 10059K] [引用频次：0 ] - 吴冠儒;张艳靖;李磊;周振;姚小红;周杨;
青岛位于京津冀的下风区，毗邻黄渤海，其大气污染受到陆地和海洋传输的影响，尤其在冬季来源较为复杂。本研究利用单颗粒气溶胶质谱仪于2019年12月在青岛奥帆中心采集913 514个大气颗粒，并利用Art-2a算法将其分类，对青岛市大气气溶胶进行溯源和分析。其中富钾颗粒(K)、元素碳和有机碳混合颗粒物(ECOC)、有机碳颗粒物(OC)、多环芳烃颗粒物(PAH)、OCEC和富钾颗粒与有机碳元素碳混合颗粒(K＿ECOC)等颗粒物多与生物质燃烧有关，其在总颗粒物中的占比高达49.2%;与工业排放有关的元素碳和富钾混合颗粒(EC＿K)、富铁颗粒(Fe)和其他重金属(other＿HM)颗粒物的占比为29.7%;与海洋排放相关的海盐颗粒和富钠颗粒物(Na＿rich)占比为6.8%;另外有机胺(Amine, 10.6%)受到了陆源和海洋源的共同影响。根据污染个例分析发现，青岛受到京津冀传输影响时，局地工业源EC＿K的贡献从36.0%逐渐降至15.0%,较高的环境湿度促进了Amine在颗粒物上的二次生成；当受到高空输送影响时，以生物质燃烧颗粒为主导(70.5%);在海洋气团影响主导时，青岛受局地排放(EC＿K, 42.2%)和海洋气溶胶(7.7%)控制。
2023年12期 v.53;No.355 127-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 5805K] [引用频次：1 ] - 许国辉;陈志远;任宇鹏;刘志钦;
饱和砂土液化是地震或波浪等循环动荷载作用下常见的工程地质灾害。但是，饱和砂土液化概念目前尚存在不能明确反映其发生的本质特征、对机理表述不清晰等问题。本文通过砂土液化过程分析，给出饱和砂土液化的本质原因是：在动力作用下，某些砂粒周围有冗余空间时，其向冗余空间运动的离散力大于其周围约束力，而向冗余空间产生分离运动，并由此原因引发其周围砂粒产生同样的分离运动的链式反应过程，最终使砂土呈现出离散的流动现象。通过对已有振动台实验和波浪水槽实验数据的分析，解释了对此本质原因认识的合理性。
2023年12期 v.53;No.355 138-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 3505K] [引用频次：5 ] - 彭秋瑜;刘如玲;李萌;陈进进;刘健;佘宗莲;
本研究利用投加磁粉和粉末活性炭的序批式反应器(Sequencing batch reactor, SBR)改良工艺处理模拟海水养殖废水，探究了污染物去除性能及微生物群落结构。与未投加磁粉和粉末活性炭的SBR比较，SBR改良工艺COD、NH~+_4-N和NO~-_3-N的去除性能变化较小，平均去除率均保持在97.0%以上；SBR改良工艺NO~-_2-N和总无机氮(Total inorganic nitrogen, TIN)的去除率高于未投加吸附剂的SBR,SBR改良工艺的NO~-_2-N和TIN平均去除率分别保持在78.56%和90.88%以上；投加磁粉和粉末活性炭均促进了磺胺嘧啶去除，投加粉末活性炭SBR的磺胺嘧啶去除效果最好(95.88%),说明粉末活性炭是磺胺嘧啶去除的有效吸附剂。反硝化菌Pseudoalteromonas是3个SBR的优势菌属，投加磁粉时丰度最高(43.5%)。氨氧化菌(Ammonia oxidation bacteria, AOB)和总反硝化菌(Denitrifying bacteria, DNB)在投加磁粉的SBR中相对丰度最高，这与投加磁粉SBR的TIN去除率最高相对应。改良工艺促进磺胺嘧啶降解菌Geobacter富集。3个SBR的主要脱氮途径为自养硝化-异养反硝化；未投加吸附剂SBR的磺胺嘧啶去除依赖生物降解，SBR改良工艺中磺胺嘧啶的去除途径为吸附和生物降解。
2023年12期 v.53;No.355 146-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1839K] [引用频次：2 ] - 朱志浩;张敏;袁文永;
采用计算流体动力学(CFD)方法对OC4-DeepCwind半潜式风机基础在30～100 m水深下的水动力特性和非线性波浪荷载进行了研究。基于验证的数值波浪水池，通过结构自由衰减运动及规则波下浮式基础的幅值响应算子(RAO)计算，分析了浮式风机基础的结构动力特性及水动力特性随水深的变化规律，研究了浅水条件下非线性波浪荷载特征。研究结果表明，随着水深的减小，风机基础结构垂荡固有周期略有增大，垂荡和纵摇的阻尼比均呈现逐渐增大的趋势；与黏性流理论计算结果相比，势流结果在浅水波浪工况下对垂荡和纵摇RAO存在显著低估；在浅水波浪作用下，风机基础所受波浪荷载的三倍波频成分占比可超过5%,体现了浅水条件下波浪与结构之间较强的非线性作用。
2023年12期 v.53;No.355 155-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 4482K] [引用频次：2 ] - 陈珂;张丽霞;孙敏慧;
本文研究了一类线性常时滞时变系统的有限时间有界与输入-输出有限时间稳定性问题，通过构造Lyapunov泛函，并利用时变的矩阵不等式，分别获得了线性常时滞时变系统的有限时间有界和输入-输出有限时间稳定的充分条件。同时，设计了状态反馈控制器，使得闭环系统有限时间有界且输入-输出有限时间稳定，并通过仿真算例验证了本文方法的有效性。
2023年12期 v.53;No.355 163-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1222K] [引用频次：1 ]