福建漳江口红树林底质环境因子对底栖微藻初级生产力的影响

本研究于2014年7月至2015年7月在福建漳江口红树林国家级自然保护区潮间带滩涂采集表层底质沉积物样品,研究环境因子对红树林生境底质中的底栖微藻总初级生产力、群落呼吸速率和群落净生产力的影响和调控机制.结果表明,红树林滩涂生境底质中底栖微藻总初级生产力为(2. 4±0. 8) mmol C/(m^2·h),与温度正相关,呈夏季高、冬季低的特点,温度是影响底栖微藻总初级生产力的主要环境因子;受红树林凋落物的影响,红树林生境底质中群落呼吸速率较高,使得秋、冬、春季一些月份群落净生产力出现负值,群落净生产力全年均值为(0. 5±1. 8) mmol C/(m^2·h),基本上处于二氧化碳收支平衡的状态.本研究显示底栖微藻的初级生产力影响了红树林生境底质的二氧化碳源汇格局,在红树林湿地碳循环中扮演重要的角色.

基于差分回归模型和可迁移长短期记忆网络集成的三沙湾水温预测

水温预测是保障近海渔业生产和环境安全的关键技术。现有的数值模型开发成本大,业务化应用不足。本文提出了一种集成差分回归(Differential Regression,DR)和可迁移长短期记忆网络(Transferable Long Short-Term Memory,TLSTM)的水温预测方法。以厦门湾(源域,数据多)和三沙湾(目标域,数据少)水温为研究对象,根据三沙湾在线监测水温和预报气温数据建立了DR模型,根据厦门湾长时间监测水温数据建立了TLSTM模型,采用变权算法将纯差分回归模型、混差分回归模型和TLSTM模型集成为三沙湾DR-TLSTM模型,对模型性能进行了评估,并与仅根据三沙湾少量监测数据建立的LSTM模型效果进行了对比。结果表明:(1)TLSTM模型的预测精度优于基于目标域少量数据建立的LSTM模型;(2)DR-TLSTM集成模型具有较高的预测精度,未来1~7 d预测的均方根误差为0.13~0.77℃,未来1~3 d预测的均方根误差小于0.4℃;(3)DR-TLSTM集成模型可有效预测水温骤升或骤降趋势,对水温突变点的预测均方根误差为0.29~1.09℃。基于本文建立的DR-TLSTM集成模型,实现了三沙湾渔业水域的水温预警预报业务化信息服务。

均衡态:动力-沉积-地貌系统的跨尺度联系

潮汐汊道P-A关系、岸线轮廓、浅海沙波剖面轮廓等3个海洋动力地貌学案例,属于能够同时满足"沿程能耗率处处相等,输沙率沿程递变处处相等,沉积速率处处相等"规律的动力-沉积-地貌系统均衡态。这种在流体力学、沉积动力学和动力地貌学时空尺度跨度很大的交集中涌现的均衡态,为引导出动力-沉积-地貌系统跨尺度联系,实现动力-沉积-地貌系统的跨尺度模拟,留下宝贵的理论研究与应用检验窗口。

液相色谱-串联质谱前驱离子扫描非靶向筛查卤代有机物

建立了液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)前驱离子扫描(PIS)非靶向筛查卤代有机物的分析方法。卤代有机物在PIS分析中产生的卤素碎片离子能通过PIS Q3预设的质核比通道(m/z 35、37、79、81和127),根据通过的质核比通道可判断卤代有机物种类,并获取其分子离子质核比信息,而非卤代有机物无法通过PIS Q3的筛选。当Q2碰撞能为50 eV时,PIS对卤代有机物具有较高的灵敏度。利用伯努利概型总结了不同卤代有机物的理论同位素峰数量和丰度比的规律,结合PIS分析结果可判断有机物携带卤素原子数量。本方法成功应用于实验室样品和海水中卤代有机物的筛查,未来有望用于其它环境样品中卤代有机物的快速筛检。

海洋来源放线菌HN-E31次生代谢产物的分离与鉴定

利用反相硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、半制备高效液相色谱等分离方法,对采自中国南海的鸟氨酸微菌属放线菌HN-E31发酵液乙酸乙酯萃取部位的化学成分进行分离研究,通过1H NMR、13C NMR和质谱等波谱技术,并参照相关文献数据,对化合物进行结构鉴定。结果共分离得到了12个化合物,分别鉴定为:环(脯-缬)二肽(1)、环(脯-亮)二肽(2)、环(脯-异亮)二肽(3)、环(脯-苯丙)二肽(4)、环(亮-丙)二肽(5)、环(异亮-丙)二肽(6)、苯丙氨酸(7)、3-hydroxyacetyl-indole(8)、3-吲哚甲醛(9)、水杨酸(10)、尿嘧啶(11)和对羟基苯甲醛(12)。上述化合物均为首次从鸟氨酸微菌属放线菌中分离获得。

荔枝海绵(Tethya sp.)形态及愈伤过程的观察研究

海绵动物具备很强的愈伤再生能力。荔枝海绵是海绵动物中比较特殊的类群,它有皮质层细胞(cortex)和领细胞层细胞(choanoderm)的初步分化。本文对荔枝海绵的形态结构进行观察,并通过切割的方法,有针对性地移除荔枝海绵的特定结构,观察其愈伤过程,以期了解海绵愈伤过程的主要变化及各部分在愈伤过程中的作用。结果发现,愈伤过程发生的主要变化为未受创部分的细胞向受创部分迁移导致的细胞重新排布;其身体结构中的领细胞层和皮质层对其生存愈伤是必要的,而骨针核心对其愈伤影响较小。

生物量和生物多样性如何响应气候变化下的海洋缺氧?

全球气候变化导致区域和全球范围内的海洋氧气大量流失.海洋缺氧会影响生物的形态、新陈代谢和适应能力等,并导致生物迁移甚至死亡.此外,缺氧还会影响生物种群的数量、组成和分布,进而破坏海洋生态系统的功能.探究区域和全球海洋的生物数量和生物多样性如何响应气候变化背景下的海洋缺氧问题,可以为维持海洋生态系统的稳定性提供理论基础.

养殖叶片山海绵Mycale phyllophila高极性次生代谢产物的研究

目的研究养殖叶片山海绵(Mycale phyllophila)正丁醇萃取组分的化学成分及其抗肿瘤活性,为药源海绵规模化养殖和质量控制提供依据。方法使用多种色谱分离方法对养殖M.phyllophila正丁醇萃取物进行化合物分离制备,通过一维及二维核磁共振波谱、高分辨质谱等技术对化合物结构进行鉴定。结果分离鉴定出8个化合物,分别为epi-plancyindole A(1)、尿嘧啶(2)、胸苷(3)、2′-甲氧基尿嘧啶核苷(4)、2′-脱氧尿嘧啶核苷(5)、鸟苷(6)、2′-脱氧鸟苷(7)、环(脯氨酸-蛋氨酸)二肽(8)。结论化合物1为新化合物,化合物2~8首次从该种海绵中分离得到。化合物1对小鼠单核巨噬细胞白血病细胞(RAW264.7)有选择性抑制活性,IC50为44.2μmol/L。

流域水质时空分布特征及其影响因素初析

选取闽东南九龙江流域21个典型小流域开展2010年丰(8月)、平(11月)、枯(2月)3个水期的基流水质监测,并借助GIS、多元统计分析方法识别流域水质的时空分布特征及其影响因素,为九龙江流域水质监测、管理与控制提供依据.结果表明,九龙江水质枯水期最差,平水期次之,丰水期水质较好.表征生活污水、工业废水的污染因子对水质变化的贡献率为45.58%,表征农业污染的主成分的贡献率为21.28%.NH4+-N、SRP、高锰酸盐指数、K+、Cl-、Mg2+、Na+浓度与建设用地比例、人口密度呈显著的正相关,NO3--N浓度与耕地比例有显著的正相关,自然用地面积比例与NO3--N、K+、Cl-、Na+浓度有显著的负相关.建设用地比例较大、人口较密集的小流域NH4+-N、SRP、高锰酸盐指数、K+、Cl-的浓度较高,耕地比例较大的小流域NO3--N浓度则较高.在流域水质管理上,建议提高污水处理率,并重视由于化肥施用导致的农业非点源污染对水质的影响.

基于地表校正和河道烧录方法的河网提取

针对现有的数字高程模型(DEMs)在自动提取虚拟河网过程中易受洼地、平原地区影响,产生不连续的或平行的错误河网的问题,本文基于Arc Hydro Tools,阐述了地表校正(Agree算法)和河道烧录(Stream burning)方法提取虚拟河网的关键步骤和基本思路,并以环渤海地区为例,分析了有(无)河网辅助信息下,河网提取结果的准确度。研究结果表明,增加辅助信息更有助于提高虚拟河网的精度和准确性,且河道烧录方法在虚拟河网的提取上比Agree算法更有优势。由于环渤海研究区平原面积广大,对提取结果有较大的影响,提取结果的精确度不高。针对这一问题,本文综合河道烧录和地表校正(Agree算法)的特点,提出一种河网提取的改进思路,并选取滦河流域作为验证区。通过对比,改进后的河网提取结果与中国实际河网分布较为吻合,说明该改进思路是较为合理、可信的。

东南沿海河流-水库系统藻类生长营养盐限制季节变动

选取厦漳泉三地市饮用水源地九龙江20条支流以及4个水库开展2013~2014年为期一年的逐月水质与生态调查与监测,并借助GIS、统计分析方法,识别了氮磷营养盐和浮游植物藻类丰度和群落的时空变异性,河流与水库氮磷营养盐限制的差异性以及其控制性的季节性变化特征.结果表明,九龙江支流和水库的营养盐、藻类丰度和群落都分别展示出明显的时空变异性.支流和水库均呈现营养盐氮素浓度冬春季节较高,夏秋季节较低;营养盐磷素浓度大体与之相反.水库藻类丰度于夏季最高,而支流藻类丰度呈现冬春季节较高,夏秋季节较低的趋势.其中,汀溪水库于秋冬春季节和夏季呈现硅藻,绿藻演替;江东库区于冬春,夏秋季节呈现绿藻-隐藻、绿藻-蓝藻演替;石兜-坂头水库以及支流均未出现季节演替现象,优势藻分别为蓝藻、绿藻.RDA排序图较好地显示了浮游植物藻类与环境因子之间的关系.水库叶绿素a与氮磷营养盐之间呈现显著相关性,相关关系较强,并且其相关关系在冬春季节呈现营养盐磷的限制性,夏秋季节呈现营养盐氮的限制性.相比于水库,支流叶绿素a与营养盐之间只有夏秋季节呈现显著相关性,且相关关系较弱.

养殖叶片山海绵(Mycale phyllophila)次生代谢产物的研究

目的研究养殖叶片山海绵Mycale phyllophila次生代谢产物,为药源海绵规模化养殖和开发提供依据。方法综合利用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、反相ODS柱色谱、半制备液相色谱等分离技术,对化学成分进行分离;结合NMR、MS等光谱方法和文献数据,鉴定化合物的结构。结果从叶片山海绵的低极性萃取物中,分离鉴定了11个单体化合物:3-吲哚甲醛(1)、(1 H-indol-3-yl)oxoacetamide(2)、3-hydroxyacetyl-indole(3)、3-(2-(1 H-indol-3-yl)-2-oxoethyl)-5,6-dihydropyridin-2(1 H)-one(4)、胆固醇(5)、麦角甾-5,24(28)-二烯-3β-醇(6)、胆甾-5,22-二烯-3β-醇(7)、花生酸(8)、1-棕榈酸甘油酯(9)、正十六烷基甘油醚(10)和对羟基苯甲醛(11)。结论所有化合物均为首次从叶片山海绵M.phyllophila中获得。