- 徐豪然;于华明;葛晶晶;刘娟;关皓;
海表面盐度(Sea surface salinity, SSS)的变化机制复杂，主要受海气交换及海洋环流过程影响。南海SSS存在显著的年际及年代际变化，受厄尔尼诺与南方涛动(El Nino-Southern oscillation, ENSO)和太平洋十年涛动(Pacific decadal oscillation, PDO)的复合作用机制尚不明确。本文融合海洋再分析数据和卫星遥感数据，处理生成151 a(1871—2021年)的长期南海SSS数据集，采用EOF和相关分析等方法，分析了南海SSS的长期时空变化特征及机制。研究结果表明：近150年来，南海SSS整体变化不明显，但1940—1958年SSS显著上升(每10年上升0.31);珠江口和吕宋海峡受径流和黑潮作用，SSS变化幅度最大(每10年为-0.04和每10年为0.03);南海SSS整体变化主要由降水和黑潮控制，相关系数分别为-0.41和-0.49,南海陆架和近海海域SSS受河流径流影响显著，相关系数为-0.45;ENSO在年际尺度上控制南海的降水，PDO在年代际尺度上影响黑潮入侵南海的变化，当PDO正位相时，厄尔尼诺事件会导致降水减少，同时黑潮入侵南海强度增加，两者共同作用使南海SSS显著上升。本研究对理解南海海气交换和海洋环流变化有重要意义。
2024年02期 v.54;No.357 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1702K] [引用频次：3 ] - 张晏铭;郑小童;
厄尔尼诺(El Ni1o)事件可根据海温极大值中心分为东部型El Ni1o和中部型El Ni1o。本研究通过观测资料研究了1979—2020年两类El Ni1o事件对次年山东夏季(6—8月)季节平均和月平均降水异常的影响。结果显示，中部型El Ni1o次年夏季西北太平洋反气旋较气候态偏北，进而增强东亚夏季风，使得山东夏季平均降水偏多。伴随着反气旋在季节内的北移，降水正异常在晚夏(8月)最为显著，而东部型El Ni1o次年夏季反气旋较气候态偏南偏弱。同期日本列岛地区由于东亚-太平洋遥相关负位相的出现产生异常气旋，山东地区受气旋西侧干冷北风控制，夏季降水偏少。由于气旋强度在季节内逐渐降低，所以山东干旱在初夏(6月)最显著。这些结果可以为未来山东夏季降水季节预测提供重要参考。
2024年02期 v.54;No.357 12-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 2581K] [引用频次：0 ] - 曾强胜;郭敬天;任鹏;黄文华;王宁;
本文使用深度学习方法中的生成对抗网络(GAN)来提升短临降水预报的准确率，提出了一个基于历史雷达回波图序列预测未来雷达回波图序列的分层生成对抗网络(HGAN)方法。HGAN方法由全局生成器和局部鉴别器两部分组成，全局生成器以多子网的层次结构构建，采用上采样过程训练模型，捕捉雷达回波的演变趋势，有利于生成清晰的未来雷达回波图。局部鉴别器根据局部区域将预测的雷达回波图与观测的雷达回波图区分开，并引入缓冲区机制，保存历史预测序列，使最终预测的结果更加符合时序性。两者以对抗的方式加以训练，得到的模型能够生成足够清晰且接近真实的未来雷达回波序列，对于回波强度极值和范围的刻画更为准确。对HGAN和GAN进行测试集检验及个例分析，分析结果验证了HGAN对雷达回波预测的有效性。同时在检验反射率阈值相同的情况下，HGAN的临界成功指数命中率高于GAN,而虚警率低于GAN,且在相同预测时长下，HGAN结构相似性指数(SSIM)优于GAN。
2024年02期 v.54;No.357 23-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 2145K] [引用频次：1 ] - 田相利;秦光彩;罗凯;汪仕爽;刘杨;魏聪;王明阳;董双林;刘清兵;
为评估3种不同添加物对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长性能、非特异免疫反应及抗病力的影响，在基础饲料中分别添加了丁酸梭菌CBG01(Clostridium butyricum CBG01)活菌(CB组)、3%聚β-羟基丁酸酯(PHB组)和1%丁酸钠(BS组)来投喂对虾，对照组投喂基础饲料，养殖6周后测量对虾生长情况、检测血清非特异免疫指标和肝胰腺免疫相关基因表达水平，进行副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)攻毒实验。研究表明，CB组和PHB组对虾末体质量和特定生长率显著高于对照组(P<0.05),CB组最高，BS组与对照组差异不显著(P>0.05)。3个处理组对虾成活率和饲料效率均显著高于对照组(P<0.05)。3个处理组对虾血清中溶菌酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性以及总抗氧化能力显著高于对照组(P<0.05),CB组对虾血清中碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、酚氧化酶活性显著高于对照组(P<0.05),PHB组对虾血清中碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、总一氧化氮合酶活性显著高于对照组(P<0.05),BS组对虾血清中酸性磷酸酶活性显著高于对照组(P<0.05)。与对照组相比，CB组对虾肝胰腺中所有免疫相关基因(SOD、LZM、proPO、LGBP、HSP70、Imd、Toll、Relish、TOR、4E-BP、eIF4E1α、eIF4E2)相对表达量均显著上调(P<0.05),而PHB组的Toll基因以及BS组的Imd、Toll、Relish、eIF4E2基因相对表达量与对照组无显著差异(P>0.05)。副溶血弧菌攻毒实验表明，3个处理组对虾的累积死亡率均显著低于对照组(P<0.05)。研究结果表明，饲料中添加丁酸梭菌、PHB和丁酸钠均可不同程度地提高凡纳滨对虾的生长性能和非特异免疫能力，能够显著提高对虾对副溶血弧菌感染的抵抗力。总体比较，添加丁酸梭菌和PHB的作用效果基本相当，在一定程度上要优于添加丁酸钠。在饲料生产加工过程中，在难以添加丁酸梭菌活菌的情况下，建议适当添加聚β-羟基丁酸酯来替代丁酸梭菌。
2024年02期 v.54;No.357 33-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 722K] [引用频次：4 ] - 张京京;徐冬雪;宋文琦;夏斌;高勤峰;
为了探索高温胁迫下刺参(Apostichopus japonicus)H3K9乙酰化水平的变化，研究组蛋白乙酰转移酶(Histone acetyltransferases, HATs)和去乙酰化酶(Histone deacetylases, HDACs)对刺参H3K9乙酰化的影响。本研究通过Western Blot技术研究高温胁迫条件下刺参肠道组织H3K9乙酰化特征，并对刺参基因组中4种组蛋白乙酰转移酶基因ajKAT2B、ajKAT5、ajKAT7、ajKAT8和4种组蛋白去乙酰化酶基因ajSIRT1、ajHDAC1、ajHDAC3、ajHDAC4进行结构解析和系统进化树分析；利用qRT-PCR定量研究在高温胁迫后刺参的8种基因表达量的变化模式。研究表明，通过Western Blot发现，在26℃胁迫下，H3K9ac水平在胁迫48 h后明显上升(P<0.05),在96 h后又迅速下降(P<0.05),表明其在高温胁迫下调控基因转录可能起到重要作用。基因结构解析发现HATs和HDACs含有保守的结构域，通过构建基因系统进化树发现其与物种进化树呈一致的趋势，也表现出功能上的高度保守。qRT-PCR结果表明：4种HATs基因在高温胁迫48 h后均有显著的上升(P<0.05),在胁迫96 h后，ajKAT2B和ajKAT8降低至对照组的表达水平，ajKAT5迅速下降至显著低于对照组水平，ajKAT7稍有降低但仍显著高于对照组。4种HDACs基因中，ajSIRT1在高温胁迫6 h后有明显的上升，在胁迫48 h后显著高于对照组(P<0.05),在胁迫96 h后降低至对照组的表达水平；ajHDAC1在高温胁迫6 h后有明显下降(P<0.05),在胁迫48 h后迅速上升至显著高于对照组水平(P<0.05),然后降低至对照组水平；ajHDAC3和ajHDAC4在高温胁迫6 h后均显著上升(P<0.05),在胁迫48 h后降至对照组水平并继续下降。研究结果表明，刺参H3K9ac乙酰化水平在高温胁迫下表现出明显动态变化，多种HATs和HDACs在mRNA水平上均有明显响应，这可能是导致H3K9ac变化的因素之一。
2024年02期 v.54;No.357 44-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 949K] [引用频次：0 ] - 李琪;高倩;田浩;石超;
为满足现场检测海产品中的副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)的需求，本文建立了一种基于电化学检测和环介导等温扩增方法的副溶血弧菌现场检测系统，设备核心电路的尺寸仅为7 cm×4 cm,质量为30 g,易于携带，可以在30 min内出检测结果，且可以对样本中的副溶血弧菌进行定量分析，检测限可达10~(3 )CFU/mL。同时，利用该系统对加标虾样品中副溶血弧菌进行检测，检测限低至3.6×10~3 CFU/g。随着核酸扩增反应的进行，核酸扩增体系的pH降低，本文制备的pH敏感电极可以实时监测核酸扩增体系的pH微量变化，精度为0.016个pH单位，本系统的检测限与荧光检测的检测限一致。本系统具有便携、快速、特异性好、灵敏度高、成本低、可现场检测等优点，本研究有利于食品安全中分子诊断技术的基层下沉，满足公共卫生安全的战略需求。
2024年02期 v.54;No.357 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 806K] [引用频次：1 ] - 徐晓卉;尹洁;刘淑德;纪毓鹏;薛莹;任一平;徐宾铎;
为确定长山列岛邻近海域褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)增殖放流的合理容量，本文基于2016—2017年长山列岛邻近海域渔业资源与生态环境季度调查数据，构建了包括29个功能组的长山列岛邻近海域生态系统Ecopath模型，分析了该海域生态系统的能量流动特征，评估了放流种褐牙鲆的生态容量。研究表明：长山列岛邻近海域生态系统的营养级范围为1～4.57,总能量转换效率为6.23%,总初级生产量/总呼吸(TPP/TR)为1.47,总初级生产量/总生物量(TPP/TB)为26.87,循环指数(FCI)为6.91%,连接指数(CI)为0.24。长山列岛邻近海域褐牙鲆增殖生态容量为0.014 3 t·km~(-2),约为该海域褐牙鲆当前生物量的1.55倍。褐牙鲆生物量达到生态容量时，长山列岛邻近海域生态系统的能量转换效率略有增加，总消耗量、总输出量等其他参数基本不受影响。
2024年02期 v.54;No.357 63-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 550K] [引用频次：5 ] - 胡贝尔;韩青鹏;关丽莎;徐开达;
为精准预测口虾蛄(Oratosquilla oratoria)时空分布，本研究基于2017年春季(4—6月)和秋季(9—11月)在渤海逐月底拖网渔业资源调查数据，采用地理加权回归模型，分析了渤海口虾蛄的时空分布及其主控环境因子的空间异质效应。研究表明，影响渤海口虾蛄密度分布的主控环境因子存在一定的季节差异。春季，按贡献率大小主控环境因子依次为底温(BT)、底质粒径分布的峰度等级(Ord＿Kt)、水深(Depth)和平均粒径等级(Ord＿Mz);秋季，主控环境因子依次为Ord＿Mz、Depth和Ord＿Kt。春季，BT对口虾蛄密度分布的局部效应系数均为正值，在BT梯度较大的莱州湾和辽东湾效应系数更大；在Ord＿Mz为2～4、平均粒径约为3～6Φ、底质类型主要为极细砂、粗粉砂和中粉砂的辽东湾和莱州湾湾口，口虾蛄密度随Ord＿Mz增大而增加；相反，在Ord＿Mz为4～5、平均粒径约为5～7Φ、底质类型主要为中粉砂和细粉砂的莱州湾和渤海中部，口虾蛄密度随Ord＿Mz增大而减小。秋季，Ord＿Mz对口虾蛄密度分布的局部效应系数均为正值，在渤海湾其效应系数相对较大。在春、秋两季，水深的局部效应系数以正值为主，负值出现在水深相对较深的辽东湾及其湾口以北水域(多在25 m以深)。春季，莱州湾及渤海中部近岸水域的口虾蛄密度最高；秋季，其高密度区广泛分布于渤海湾和渤海中部近岸水域。本研究有助于准确预测渤海口虾蛄的分布，为其渔业资源的精细化管理提供了科学基础。
2024年02期 v.54;No.357 73-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K] [引用频次：1 ] - 张红秀;刘晓华;刘伟治;
为挖掘新型褐藻胶裂解酶，使其开发成为制备褐藻寡糖的工具酶，本研究中表征了来源于海洋细菌Pseudoalteromonas sp. 01的褐藻胶裂解酶AlyPC1。本文作者在生物信息学分析的基础上，对AlyPC1进行了重组表达及酶学性质的研究。序列比对结果显示，AlyPC1是PL7家族第五亚家族的一个褐藻胶裂解酶。酶学性质研究发现：AlyPC1最适反应温度为35℃,将AlyPC1置于5～30℃孵育1 h,仍保留80%以上的酶活；在Tris-HCl缓冲液中，AlyPC1最适反应pH为8.0,当pH在7.5～9.0之间时，酶活保留了90%以上，证明AlyPC1具有良好的温度稳定性以及宽泛的pH耐受性；反应体系中NaCl的含量为200 mmol/L时，AlyPC1的酶活最高；乙二胺四乙酸(EDTA)以及一些金属离子如Mn~(2+)、Zn~(2+)和Ni~(2+)等能够明显抑制AlyPC1的活性。AlyPC1能够降解褐藻胶、polyG以及polyM三种底物，因而说明AlyPC1是一种双功能褐藻胶裂解酶。同时，AlyPC1以内切的形式降解褐藻胶，产生二糖、三糖以及四糖。
2024年02期 v.54;No.357 84-88+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 701K] [引用频次：2 ] - 唐柳青;迟雯丹;吕芳;盖珊珊;刘玮;王翔宇;贺强;丁刚;
为了明确长岛海域海洋生物的季节性变化规律及相互用关系，于2019—2021年春季和秋季对浮游植物、浮游动物以及底栖生物的多样性、群落结构及物种丰度进行了详细分析。浮游植物受季节影响较大，其物种数目和多样性在秋季显著高于春季。浮游植物和浮游动物的物种丰度均在2021年秋季呈爆发式增长，主要的优势种为圆筛藻(Coscinodiscus sp.)和双壳类(Bivalvia)幼体。温度、pH、溶解氧含量和活性磷酸盐含量等均对群落组成具有明显影响，底栖生物群落受环境因子的影响小于浮游植物和浮游动物。浮游植物、浮游动物和底栖生物之间复杂的网络相关性构成了该海域复杂的食物网结构。深入的统计分析表明了长岛海域环境因子对3种海洋生物季节变化的影响及海洋生物间复杂的相互作用关系。
2024年02期 v.54;No.357 89-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1385K] [引用频次：6 ] - 张焕娟;丛巍巍;张凯;苏荣国;桂泰江;
本文采用电化学阻抗谱法(EIS)对比分析了水在两种商业化丙烯酸硅自抛光防污涂层A1和A2中的渗透行为，并通过动态模拟实验测试了两种涂层在3.5%人工海水中的抛光速率。EIS测试结果表明，水在两种丙烯酸硅自抛光防污涂层中的渗透均呈典型的Fick扩散，进而拟合计算得到涂层A1的饱和吸水体积百分率约为11.5%,涂层A2的饱和吸水体积百分率约为20%。动态模拟实验表明防污涂层A1在人工海水中的抛光速率为0.15μm/d,涂层A2的抛光速率为0.26μm/d。饱和吸水体积百分率较大更有利于丙烯酸硅树脂水解，抛光速率更快。
2024年02期 v.54;No.357 99-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 687K] [引用频次：1 ] - 葛莲;程珊;吕钦;万升标;
小檗碱具有广谱抗菌活性，但抑菌效果不强。本文对小檗碱进行结构改造，获得了具有更高抗菌活性的小檗碱衍生物。将经典的FtsZ(Filamenting temperature-sensitive mutant Z)抑制剂PC190723衍生物的苯并噻唑类活性片段引入到小檗碱中，对小檗碱进行结构改造并对其进行体外抗菌活性实验。合成出了10个小檗碱衍生物，其中有5个化合物对金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗菌活性明显优于小檗碱。
2024年02期 v.54;No.357 106-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 560K] [引用频次：3 ] - 张永涛;王晓丽;陈培帅;罗会武;王栋;裴会敏;
本文针对南海未胶结钙质砂开展室内表面基础模型试验、大变形有限元模拟和三轴排水试验，获得钙质砂承载特性与力学性质。通过进行室内模型试验，获得松砂和中密砂中反力-位移曲线，且发现基础周围颗粒破碎不明显。然后采用商业软件Abaqus中的大变形有限元模块耦合欧拉-拉格朗日(CEL)开展表面基础有限元计算，本构模型采用摩尔-库伦模型，本构参数通过三轴排水试验确定。有限元模型经室内模型试验结果验证可靠后，开展变参计算，探究基础尺寸和土体相对密实度对表面基础承载力的影响。结果表明，表面基础承载力随基础直径增加而增大，满足幂函数变化规律，进而给出了容许承载力和极限承载力随基础直径变化的预测公式。
2024年02期 v.54;No.357 114-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 939K] [引用频次：0 ] - 高亚飞;王运华;张彦敏;姜文正;
本文在分析雷达海面图像的多个参数与海浪有效波高相关性的基础上，应用哨兵1A卫星Level-2 SAR数据中的后向散射系数、图像强度归一化方差、截止波长、主波波长、主波波向、图像偏度和峰度参数提出了基于多层感知器(MLP)的海浪有效波高反演方法。详细讨论了输入参数组合不同时，MLP模型反演的整体海浪有效波高(SWH)、风浪有效波高(SWH_(WW))和涌浪有效波高(SWH_S)的精度。针对极端海况下数据较少导致模型产生的系统偏差，文中采用校正函数减小该误差，从而增强了模型的适用性。与欧洲中期天气预报中心(ECMWF)和Jason3卫星提供的整体海浪有效波高数据进行对比，本文方法所得结果的均方根误差分别为0.471和0.535 m,相关系数为0.923和0.922。与ECMWF提供的风浪和涌浪有效波高相比，本文方法反演所得风浪和涌浪有效波高的均方根误差分别为0.534和0.512 m,相关系数分别为0.898和0.815。
2024年02期 v.54;No.357 121-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 2993K] [引用频次：0 ] - 耿浩冉;田浩;王成龙;宋宁;魏志强;冯毅雄;郭景任;聂婕;
针对一维Burgers方程下单一建模方式难以充分考虑不同阶段风向对系数的影响比重，无法有效获得各节点间的关联信息的问题，本文提出了一种风向监督双流神经网络分别预测上下风向的有限差分系数。同时设计了一种风向判断模块，实现了对预测得到有限差分系数的权重融合。通过风向监督双流神经网络，并结合先验知识对学得的系数分配一定的权重，以突出上下风向对预测结果的不同影响，可以有效实现对不同风向上的点分别进行预测，使得空间结构特征信息挖掘更加充分，从而提高差分系数预测的精度。在比传统数值求解方法网格分辨率粗4～8倍的同时，提高了谷歌团队工作的精度，以此提高了计算的速度。
2024年02期 v.54;No.357 134-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 427K] [引用频次：0 ] - 廖琪;江文胜;
本研究构建了基于ArcGIS Engine的风暴潮淹没适应气候变化策略辅助决策系统，将风暴潮淹没适应气候变化策略研究过程流程化和简单化，并提供7个面向用户开放的决策端口，辅助决策者做出科学的风暴潮淹没适应气候变化策略选择。以青岛市风暴潮淹没为例的系统应用，进一步验证了该系统能够切实提高研究过程的分析效率，为中国沿海地区的适应风暴潮灾害提供技术支持。
2024年02期 v.54;No.357 142-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1601K] [引用频次：0 ] - 胡文杰;王楠;续林刚;崔燕妮;
针对水下机器人自主作业安全性态势评估的问题，本文提出一种基于图像的水下环境安全性评估方法。通过单目摄像机采集图像，提取图像中环境物体与作业主体距离、水下物体运动状况和海底地质复杂度等环境要素信息，实现信息融合获得态势评估特征，构建态势评估模型，并对评估结果进行等级量化，得到海洋环境安全状态。此外，为了提高环境态势评估的计算效率，本文运用图像金字塔和四叉树对态势评估算法进行优化。实验表明，态势评估算法能够快速、准确地判断水下环境是否适宜开展自主作业，为精细化水下自主作业提供服务。
2024年02期 v.54;No.357 154-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 849K] [引用频次：4 ] 下载本期数据