典型海洋生态系统抗生素抗性基因研究进展

海洋生态系统中抗生素抗性基因(ARGs)污染具有隐蔽、难以治理的特征,会对生态和人类健康构成潜在风险.但目前研究多数是针对某一特定的海洋生态系统或海域,缺乏对中国海洋生态系统ARGs污染的整体概述和比较分析.本研究归纳了红树林、珊瑚礁、河口以及海湾生态系统中ARGs的赋存状况,分析了其主要的传播途径和影响因素,探讨了所造成的生态风险及评估方法.结果显示,ARGs在我国典型海洋生态系统中普遍存在且组成复杂,外源输入是其流行的主要驱动因素,环境变量的调节作用也不容忽视.ARGs对海洋生态系统具有潜在危害,现有的生态风险定量评估体系尚不完善,以期为进一步全面评估和有效控制中国典型海洋生态系统中ARGs污染提供参考.

无人直升机海上搜救需求分析及场景建模研究

随着中国海上活动的日益增加,海上事故频发,建立起完备有效的海上应急救援方案十分迫切。近年来无人直升机正逐渐加入到海上搜救的实际工作中,本文针对海上搜救场景具有的体系特点,基于DoDAF方法论对海上有人/无人直升机搜救场景进行了需求分析,总结出了其能力需求。同时构建了海上搜救场景的结构模型,对复杂场景进行结构化建模。最后基于软集理论,提出了一种场景模型能力指标涌现性分析方法,并加以验证。

三亚河营养盐时空分布及富营养化研究

为了解三亚河营养盐污染状况,于2018年6月—2019年5月对三亚河流域进行逐季调查,分析水体中氮磷营养盐的时空分布特征及影响因素,评估河流富营养化状况,并进一步估算三亚河营养盐入海通量.结果表明,三亚河水体中营养盐浓度季节变化显著,三亚河水体中DIN的浓度范围为0.028—2.096 mg·L^(-1),平均浓度为(0.700±0.279)mg·L^(-1),冬季>秋季>夏季>春季,NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N是水体中DIN的主要存在形式.DIP浓度范围为0.007—0.442 mg·L^(-1),平均浓度为(0.140±0.066)mg·L^(-1),夏季>春季>冬季>秋季.空间分布上,N、P营养盐均呈现出上游及入海口河段浓度低,中下游河段浓度高的特点.河段环境特征、人为活动、降雨、潮汐作用是影响三亚河营养盐分布的主要因素.综合富营养盐指数(EI)结果显示,各季节三亚河上游及入海口河段均处于中富营养化状态,中下游河段均处于富营养化和重富营养化状态.春、夏、秋季N/P值表明河流多处于N限制状态,冬季大部分河段适合藻类生存,有发生藻华的风险.根据营养盐浓度和三亚河年平均径流量估算出,DIN、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、DIP年入海通量分别为118.37、70.93、11.18、38.67、23.75 t.

壳聚糖改性生物炭对海南酸性红壤的改良试验研究

针对海南酸性红壤结构退化、地力贫瘠以及利用大量农业废弃物制备生物炭用于改良土壤的问题,通过盆栽试验筛选了适宜海南酸性红壤的改良剂。为了提高生物炭的性能,采用壳聚糖(Chitosan, C)对稻壳(Rice husk biochar, BR)、玉米芯(Corncob biochar, BC)、甘蔗渣(Sugarcane biochar, BS)、香蕉假茎(Banana pseudostem biochar, BB)4种生物炭进行改性,并分析不同生物炭和壳聚糖改性生物炭对土壤理化性质的改良效果。扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征结果显示:壳聚糖改性后引入了新官能团,但壳聚糖颗粒造成了生物炭孔隙结构堵塞,致使材料比表面积减少;添加改性生物炭可使土壤pH值提升0.61~2.28,铵态氮质量浓度提升10%~43%,有效磷质量浓度提升8%~34%,速效钾质量浓度提升17%~77%,阳离子交换量(Cation Exchange Capacity, CEC)提升26%~89%,有机质质量比提升26%~107%,蔗糖酶(Sucrase, SUC)酶活性提升5%~34%,脲酶(Urease, URE)酶活性提升7%~58%。其中BB-C对土壤pH值、铵态氮质量浓度和脲酶酶活性提升效果显著,BB对土壤有效磷质量浓度、CEC和有机质质量比改良效果显著,BR对土壤速效钾质量浓度改良效果显著,BS-C对土壤蔗糖酶酶活性改良效果显著。对于土壤有效磷质量浓度、速效钾质量浓度、CEC和有机质质量比,生物炭改良效果更好;对于土壤pH值、铵态氮质量浓度、蔗糖酶酶活性、脲酶酶活性,壳聚糖改性生物炭改良效果更好。

不同合成方法制备NaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)及其电化学性能研究

分别采用固相法、共沉淀法和溶胶-凝胶法合成了钠离子电池正极材料NaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_(2),探究了合成方法对正极材料晶体结构、微观形貌以及电化学性能的影响。结果表明:3种方法合成的材料均表现为O3型结构;不同方法制备的材料形貌各不相同,其中固相法合成的材料颗粒呈现出特殊的层状结构,有利于钠离子的脱嵌;固相法、共沉淀法和溶胶凝胶法合成的材料在0.1C下的首次放电比容量分别为96.1 mAh/g、92.8 mAh/g和92.3 mAh/g,0.5C下循环100次后的容量保持率分别为64.3%、46.5%和36.5%。固相法是适宜的制备方法。

西沙群岛两种寄居蟹对定居螺壳的选择偏好的研究

为研究寄居蟹在选择定居螺壳时的行为和相关因素,采集了西沙潮间带区域的81个腹足纲动物空壳和72只寄居蟹样本,对两种寄居蟹和金口蝾螺螺壳的形态学参数进行测量和统计学分析,获得如下结果:在环境中螺壳种类和数量相对丰富时,畸形真寄居蟹和光螯硬壳寄居蟹均偏好选择蝾螺科物种的螺壳定居,特别是金口蝾螺的螺壳更易成为两种寄居蟹的定居场所。形态参数的统计显示两者在选择定居螺壳时,在壳重、壳长、壳宽、壳高、壳口长和壳口宽等方面存在显著差异。标准化数据表明,两种寄居蟹在螺壳体型选择上存在差异,畸形真寄居蟹以头胸甲长与其选择螺壳的壳长的比值为主要参考,而光螯硬壳寄居蟹以鳌足宽度与螺壳的壳宽、壳高、壳口长等比值为主要考虑因素。

台湾泥鳅腐皮病霍乱弧菌的分离与鉴定

为研究台湾泥鳅(Paramisgumus dabryanus ssp.)腐皮病的病原,对其腐皮等病变部位进行细菌分离纯化,获得1株优势菌株,命名为P1,利用革兰氏染色观察其形态特征,利用PCR扩增技术、16S rRNA基因测序,得到病原菌的序列,用MEGA软件构建系统进化树,再结合生理生化分析结果鉴定菌种名称。结果发现:革兰氏染色阴性,弧形,两端钝圆;菌体长1~1.5μm,宽度1~1.2μm,有菌丝和鞭毛,16S rRNA基因1 395 bp。建立系统进化树后发现,P1与霍乱弧菌处于同一分支;生理生化实验结果与霍乱弧菌一致,从而鉴定该菌株为霍乱弧菌(Vibrio cholerae)。药敏实验结果表明,该分离菌株对头孢哌酮、卡那霉菌、万古霉素等10种抗生素高度敏感;对四环素中度敏感;对呋喃唑酮、复方新诺明、克林霉素等17种抗生素耐药。实验结果为台湾泥鳅腐皮病的病原鉴定与药物防治提供参考。

池塘高密度养殖条件下巴沙鱼生长性状研究

巴沙鱼是一种重要热带淡水经济鱼类,对生长环境要求不高,生长速度快,非常适合在中国南方地区推广.为了解巴沙鱼的生长速度,本实验测量了高密度池塘养殖模式中2、3、5、6、7月龄巴沙鱼的全长、体重,绘制巴沙鱼全长与体重的生长关系曲线,并计算肥满度.实验结果丰富了巴沙鱼的生长参数,为巴沙鱼的大面积推广打下理论基础.

椰壳炭作为锂离子电池负极材料的电化学性能研究

以椰壳为原料,采用高温热解法和活化法制备了椰壳活性炭负极材料。通过X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、循环伏安法和电化学阻抗谱图等手段考察了活化处理对椰壳炭结构、形貌以及电化学性能的影响。结果表明,经活化处理的椰壳炭无序化程度高,富含微孔、介孔多孔结构,在0.1 A/g电流密度下,首次放电比容量达到918.22 mAh/g,在1 A/g电流密度下循环200次后放电比容量仍有447 mAh/g。

平衡剖面模式下海岸线遥感提取中不同潮位校正方法对比研究

潮位校正是海岸线提取的重要步骤。针对当前基于遥感的海岸线提取多以瞬时水边线为主,潮位校正方法多样且精度低等问题,本文在分析平衡剖面模式的基础上,引入改进的Bodge平衡剖面潮位校正的高分辨率遥感海岸线潮位校正新方法,并对常见潮位校正方法作对比分析。选取广东省典型砂质岸滩海门湾和平海湾,协同归一化水体指数、大津算法、数学形态学、边缘检测算子,实现瞬时水边线的快速、自动化提取,然后利用不同潮位校正方法获取真实岸线数据,最后结合RTK(real-time kinematic)实测点位数据对基于平衡剖面模型的潮位校正、拟合线性潮位校正以及传统潮位校正方法提取结果进行对比分析。研究表明:(1)基于平衡剖面模式的潮位校正方法精度优于拟合线性潮位校正方法和传统潮位校正方法。(2)在同属基于平衡剖面模式的潮位校正方法中,基于改进的Bodge平衡剖面模式的潮位校正方法相比较于Bruun-Dean平衡剖面模式潮位校正方法精度更高;基于参考岸线数据,利用断面法验证了所提取的岸线精度达到2m。研究结果可为海岸线精确提取和海岸规划提供参考案例和决策依据。

海南新村湾泰来草形态和生理指标特征及环境影响因素

海草具有重要的生态系统服务功能,其形态和生理指标受到各种环境因素的影响。本研究在2019年对海南陵水新村湾泰来草(Thalassia hemprichii)海草床进行了6次采样调查,研究了一年内1月、3月、5月、7月、9月和11月的海草形态和生理特征,分析了环境因素对泰来草形态和生理特征的影响。结果显示,泰来草形态指标叶长、叶宽、根状茎直径、根长在不同月份间存在显著差异,叶长最大值和最小值分别出现在5月[(15.05±6.13)cm]和9月[(7.19±2.55)cm];叶宽最大值和最小值分别出现在11月[(11.93±1.68)mm]和9月[(8.73±1.96)mm];根状茎直径最大值和最小值分别出现在11月[(5.22±1.71) mm]和3月[(4.06±0.74) mm]。泰来草地下组织碳含量在不同月份间存在显著差异,最大值和最小值分别出现在11月[(31.23±0.94)%]和3月[(24.90±3.48)%]。相关性分析显示,海水温度与泰来草叶宽、地下组织碳含量呈显著正相关;盐度与叶长和根状茎长呈显著正相关,与地下组织碳含量呈显著负相关;海水p H与叶长、叶宽、地下组织碳含量和地下组织氮含量呈显著正相关。海水中的溶解无机氮、氨氮和硝酸氮对海草生理指标有显著影响。沉积物有机碳含量与叶长、叶宽和根状茎长呈显著负相关。研究表明,新村泰来草的生长受到温度、盐度、pH的影响较大,高营养盐水平可能对泰来草产生负面影响,应该限制该地区营养盐输入。本研究可为保护新村湾泰来草海草床以及修复受损海草床生态提供数据支撑和科学依据。

海南高隆湾红树林及其近岸海域沉积物的弗兰克氏菌(Frankia)多样性分布及其与环境因子的关系

弗兰克氏菌(Frankia)因其独特高效的固氮效率而备受关注,然而目前的研究还局限于陆地生境。基于nifH基因采用高通量测序对高隆湾红树林及其近岸海域沉积物的Frankia多样性进行分析,共获得261条属于Frankia的nifH序列,共11个OTUs,序列主要分布在红树林区样品,其中以角果木和红海榄为优势树种的红树林样品中序列较多,在潮间带样品中也有少量分布,海草区样品未检测到,序列在不同生境中的分布存在较大差异。OTU818在10个站位都有分布,说明OTU818代表的Frankia类群分布比较广泛,且为红树林沉积物的优势类群。系统进化分析表明Frankia与NCBI数据库中的Frankia基因序列在系统发育树上形成不同分支。通过Network分析Frankia与其他细菌类群的共发生关系,发现Frankia与来自Verrucomicrobia、Proteobacteria、Firmicutes、Cyanobacteria的多种固氮细菌类群存在紧密联系,表明Frankia在稳定红树林固氮细菌群落结构中起着重要作用。利用典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)方法研究了环境因子对Frankia多样性分布的影响,表明盐度、As和Al是影响Frankia多样性分布的显著环境因子。通过这些结果对Frankia的生态分布及其与环境因子的关系有了新的认识,也为后续开发利用这类固氮能力更具优势的Frankia提供前期数据参考。

壳聚糖改性生物炭的特性及其研究进展

生物炭的低吸附容量和易饱和是影响其进一步应用的主要缺陷,因此,本研究通过提出一种以多孔生物炭为生物质载体,壳聚糖负载在其表面的新型高性能复合材料。该材料有效结合了生物炭疏松多孔结构和壳聚糖丰富表面官能团的优点,极大地提高了其吸附性能,其在土壤改良、水质净化等农业环境领域具有潜在的应用价值,体现“以废治废”的理念。通过介绍壳聚糖改性生物炭的制备、特性和吸附机理,并对其在土壤和水环境污染的修复、农作物生长的影响等方面的应用进行综述和总结,为壳聚糖改性生物炭进一步在环境修复中的应用提供理论支持。

饲料精氨酸含量对海水驯化虹鳟的渗透调节、抗氧化和免疫力的影响

实验旨在探究饲料添加精氨酸(Arg)对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)海水驯化前后渗透调节、抗氧化和免疫力的影响。选择初始体质量(67.04±6.93)g的虹鳟480尾,随机分为4组,分别投喂Arg含量为1.46%(A-1.46)、2.50%(A-2.50)、3.45%(A-3.45)和4.62%(A-4.62)的4种实验饲料。在淡水养殖5周后,对上述每组虹鳟分别进行为期2d(SA-2)和4d(SA-4)的海水驯化,SA-2为首日从盐度0升至15,次日升至本地海水盐度27;SA-4首日升盐同SA-2,随后每天以4/d的升盐速度至盐度27。在淡水养殖结束和入海后的1d、7d和21d采样并测定虹鳟渗透调节、抗氧化和免疫等指标。结果显示,在淡水养殖结束后,A-4.62组虹鳟末体重、增重率显著低于其他组,表明饲料Arg含量过高会使虹鳟生长受到抑制。在两种驯化方式下,随着入海时间推移,A-3.45和A-4.62组虹鳟血清K^(+)含量先升高后恢复,表明两组虹鳟离子转运能力较好;在入海后21d时,各组虹鳟肝脏总抗氧化能力(T-AOC)显著高于其相应淡水值,而A-3.45组虹鳟的综合生物标志物响应(IBR)最小,表明A-3.45组可能所受盐度胁迫较小。相比于SA-2方式,SA-4方式下各组虹鳟渗透压较平稳,表明SA-4方式更有利于虹鳟维持其渗透平衡。此外,在SA-2方式入海1d时,A-3.45组虹鳟将体内多余Na^(+)排出体外,使其更好适应海水环境;随着入海时间推移,A-3.45组虹鳟血清溶菌酶(LZM)含量显著升高,表明入海后A-3.45组的体液免疫力显著提高。在SA-4方式入海21d时,A-3.45组虹鳟降低鳃NKA活力来减少Cl^(–)流入,从而更好维持离子平衡。综上,在两种驯化方式下,饲料Arg含量为3.45%时,虹鳟的生长好,适应能力更强。

下潜养殖系统中不同规格气泡对虹鳟补气效果的影响

为探究不同规格气泡对下潜养殖虹鳟生长、行为、能量收支、抗氧化能力和体形态的影响,试验设置5个不同处理组:对照组(不增加网罩和补气设备)、无气泡组(水中增加网罩隔离)和3种气泡组(水中增加网罩隔离,并在网罩下方添加3种规格的气石,气泡直径分别为1.02、0.33和0.11 cm)。经过28d的养殖实验,结果显示大、中气泡组虹鳟的末体重和特定生长率显著高于小、无气泡组,鱼鳔体积和鱼鳔产生的浮力均显著大于小、无气泡组,这表明大、中气泡有效地补充了虹鳟鱼鳔内的气体,恢复了其生长性能。气泡组虹鳟的SOD和CAT活力显著低于对照组,且MDA和LPO显著降低,表明下潜胁迫对其机体抗氧化系统造成一定的损伤;但大、中气泡组虹鳟抗氧化指标的IBR_(v2)较小、无气泡组更接近对照组,表明其在一定程度能缓解下潜养殖的负面效应。气泡组虹鳟身体的“流线型”高于对照组,且鳍和尾部的相对面积增大,这可能是虹鳟应对浮力缺失的改善措施。综上,由于较大气泡更容易被虹鳟吞食,且更易于在食道中聚集,经鳔管压缩进入鱼鳔,因此,大、中气泡具有更强的补气效果来缓解下潜养殖鲑鱼负浮力的胁迫。

基于Sentinel-2卫星影像的海南西岛珊瑚礁识别和变化分析

珊瑚礁是海洋中最重要的生态系统之一,近年来在全球气候变化和人为干扰加剧的影响下,我国南海珊瑚礁总体处于快速退化状态。以海南西岛珊瑚礁为例,基于Sentinel-2系列卫星10 m空间分辨率影像,利用面向对象分类法(object-based image analysis,OBIA)对2017年12月~2018年3月和2021年12月两个时期的海南西岛珊瑚礁底质进行了识别分类,并进行珊瑚礁面积变化分析。将2021年12月的分类结果与现场调查数据进行对比验证,总分类精度和Kappa系数分别为83.3%和0.71。对比两个时期珊瑚礁底质分类结果表明,西岛西侧珊瑚礁覆盖面积未出现明显变化,东侧珊瑚礁显示恢复趋势。本文研究表明,10 m地面分辨率卫星系列影像和面向对象的阈值分类方法可以对海南西岛珊瑚礁进行较为准确的识别和变化分析,监测结果可为海南岛沿岸西岛等小型岛礁珊瑚保护及修复提供参考。

琼枝白化特征及其附生菌群多样性分析

2021-2022年,海南昌江养殖的琼枝(Betaphycus gelatinae)白化现象频发,造成了一定的经济损失,影响了海洋生态环境。为探究白化琼枝的特征和附生菌群落结构的差异,本研究分析了不同状态琼枝的形态差异;测定了色素含量、光合生理、生理生化等指标;分离、鉴定了不同状态琼枝表面的可培养附生细菌,同时采用16S rRNA高通量测序技术分析了健康琼枝(BgR)和白化琼枝(BgW)表面附生细菌的α多样性、β多样性以及菌群群落结构组成。研究显示,白化琼枝藻体的皮层组织结构遭到破坏,色素含量、最大光合效率(QY_max)显著降低,活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量显著降低(p<0.05);BgW的可培养附生细菌数量(2.76×10^(7) cfu/g)显著高于BgR(3.3×10^(4) cfu/g),BgR中可培养附生细菌优势菌为鲁杰氏菌属(Ruegeria),BgW中为Yoonia属;高通量测序结果显示,两组样品附生菌群的α多样性指数无显著差异,但BgW的Ace、Chao、Simpson指数均有所升高,相似性分析(ANOSIM)表明,BgR和BgW表面附生菌群之间存在显著差异,比对注释结果共识别出253个OTUs,无色杆菌属(Achromobacter)、琼脂小杆菌属(Agaribacterium)、Hirschia属、Mesoflavibacter属和Aquimarina属是BgR和BgW之间相对丰度差异最显著的细菌类群(p<0.001);BgR的优势菌群为无色杆菌属,BgW的优势菌群为琼脂小杆菌属。本研究首次报道了白化琼枝的特征及表面附生菌群的变化,为进一步探究琼枝白化的原因奠定了基础。

多纹钱蝶鱼肌肉主要营养成分分析及评价

为探明多纹钱蝶鱼的肌肉营养成分特征,选取海水养殖条件下规格一致的多纹钱蝶鱼[体质量(481.5±78.3)g]15尾,取其背部和腹部肌肉各10 g进行组织混样,测定肌肉组织样品的一般营养成分、氨基酸、脂肪酸和部分矿物质元素含量,并对多纹钱蝶鱼肌肉主要营养成分进行分析与评价。结果显示:多纹钱蝶鱼肌肉中水分、粗蛋白、粗脂肪和粗灰分的含量分别为(67.50±0.20)%、(18.60±0.33)%、(12.20±0.08)%和(1.40±0.12)%;肌肉组织中共检测出17种氨基酸,占干样组织总含量的57.01%,其中人体必需氨基酸占比22.55%;多纹钱蝶鱼第一限制性氨基酸为缬氨酸,第二限制性氨基酸为蛋氨酸+胱氨酸;检测到的24种脂肪酸中饱和脂肪酸8种(41.43%)、单不饱和脂肪酸7种(36.29%)、多不饱和脂肪酸9种(22.28%);8种矿物质中常量元素钾和微量元素锌含量分别为3830.00 mg/kg和6.80 mg/kg。试验结果表明,多纹钱蝶鱼的必需氨基酸组成合理均衡,脂肪酸丰富,矿物质含量高,有较高的营养价值。试验结果可为多纹钱蝶鱼的养殖推广和多元化加工利用提供营养学理论基础。

高校水产养殖专业课程线上线下混合教学模式思政元素的挖掘探究及应用

随着教育信息化的不断推进,线上线下混合教学模式在高校教学中日益普及。对于转型海洋类高校的水产养殖专业课程而言,挖掘并应用其中的思政元素具有重要意义。本研究旨在深入探究转型海洋类高校水产养殖专业课程线上线下混合教学模式中的思政元素,分析其挖掘途径和应用策略,以实现专业教育与思政教育的有机融合,培养具有高度社会责任感、创新精神和职业道德的水产养殖专业人才。

水温波动对泰来草、圆叶丝粉草生理及生长特性的影响

为探究海草对水温波动的适应性和适应机制,本研究以27℃为波动中心,设计波动幅度(简称“波幅”)分别为0、2、4、6、8、10℃的水温波动环境,将泰来草(Thalassia hemprichii)和圆叶丝粉草(Cymodocea rotundata)种植于上述环境中,并在实验结束后测定其生长状况、氧化与抗氧化产物、渗透调节物质、光合色素和光合荧光特征4类14项指标,从而评价其生理和生长特性的变化规律。结果表明,相对于水温恒定时,水温波幅为2-4℃时2种海草的地上部生产力较高,抗氧化酶活性与细胞渗透调节物质含量较低,营养物质与叶绿素含量、光反应的电子传递速率较高,总体表现为生长状况更好。但随着水温波幅超过此范围,上述指标均出现相反的变化趋势,海草受到的过氧化胁迫逐渐增大。虽然海草仍可通过提高抗氧化酶活性与细胞渗透势调节物质的含量等机制来抵抗这种胁迫,但抵御能力有限。波幅超过8℃的环境不利于2种海草的生长。此外,由于随着水温波动加剧,圆叶丝粉草各项生理指标值的变化幅度均大于泰来草,因此,本研究认为圆叶丝粉草对水温波动的敏感性高于泰来草。