孔隙对粒状海冰单轴压缩强度影响的数值模拟研究

强度是影响海冰与结构物相互作用关系的关键性质之一。海冰内部的卤水胞和气泡等孔隙结构对海冰的强度有重要影响。为从细观角度探究冰内孔隙含量、形状和尺寸等海冰结构参数对海冰力学性质的影响,基于离散元方法,建立了包含孔隙的数值海冰模型,模拟粒状冰在平行和垂直冰面方向加载脆性破坏的单轴压缩过程。孔隙尺寸设置为符合均匀分布、标准正态分布和Gamma分布等不同随机分布类型。数值模拟试验结果表明孔隙率是影响海冰强度的主要因素,海冰单轴压缩强度和弹性模量均随孔隙的增加而减小。当压缩应力达到极值时,冰内裂缝迅速扩展。对于圆形孔隙,裂缝主要沿荷载施加方向开展,因此平行冰面方向试样破坏时多表现为大裂缝;对于椭圆形孔隙,裂缝易扩展形成裂缝带。当孔隙率相同时,孔隙尺寸随机分布类型和位置对单轴压缩强度和弹性模量影响不大,但影响冰内裂缝的扩展方式。

近30年长江口海域生态系统健康状况及变化趋势研究

为评估长江口海域生态系统健康状况,本文以鱼类浮游生物为指示生物,选择1986年、1999年、2007年和2016年4个年份的数据,选取鱼类浮游生物总种类数、底栖鱼种类数、水层鱼种类数、低耐污鱼种类数、高耐污鱼种类数百分比、杂食性鱼种类数百分比、虫食性鱼种类数百分比、肉食性鱼种类数百分比、鱼类取样个体数、天然杂交种种类数百分比等10个评价指标,采用1、3、5赋值法计算4个不同年份的河口生物完整性指数(Estuarine Biotic Integrity Index,EBI),并以此评价近30年长江口海域生态系统健康状况变化趋势。结果显示,1986年、1999年、2007年和2016年4个不同年份的EBI值分别是52、40、36、34,对应的EBI等级分别为"好"、"一般"、"一般-差"、"差"。通过分析EBI年际变化的结果,发现近30年来长江口海域生态系统健康状况呈现先下降,而后稳定在较低水平的趋势,说明长江口海域生态系统亟需及时进行保护和修复工作。

一种双层浮筏式南极望远镜运输减振方案设计

Dome A是南极内陆距海岸线最遥远的一个冰穹,具有极为重要的科考价值,但是从上海中国南极科考基地出发前往Dome A的道路振动加速度值十分巨大。首先,分析了从上海到南极的运输振动环境,确定了从南极泰山站到Dome A为重点的缓冲包装的关注范围,并提取了该区间测得的最大加速度值;其次,以南极巡天望远镜主镜室为包装减振对象,设计了一套双层隔振的浮筏式减振系统用于南极内陆地区的运输,根据相应的最大振动加速度值确定了减振系统的相应参数;最后,对其进行了静力学和动力学的模拟分析。2013年冬季在中国漠河地区进行了减振系统的运输实际测试,测试结果显示,该套系统可以满足南极巡天望远镜主镜的运输安全需求。

北极王湾夏季海水中DMSP降解基因的丰度及分布调查

作为海洋中最丰富的有机含硫化合物之一,二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)不仅在浮游植物细胞内具有重要的生理生化及生态功能,同时也是海洋微生物的重要营养物,其分解产物二甲基硫(DMS)还是海洋中最重要的还原态挥发性生源有机硫化物,因此DMSP的代谢在全球硫循环中扮演着重要角色。细菌可通过脱甲基与裂解这两条途径降解海水中的DMSP,从而决定硫元素是以含硫蛋白形式进入微生物食物网还是以DMS形式进入大气。截至目前,在高纬度北极海域开展的有关细菌降解DMSP的相关研究报道很少。本文采用荧光定量PCR技术,首次对北极王湾夏季(2015及2016年)海水中涉及细菌降解DMSP的两条主要代谢途径中的脱甲基酶基因dmdA及裂解酶基因dddP的丰度及分布进行了检测。结果显示,2015-2016年海水中DMSP降解酶基因(dmdA、dddP)与细菌16S rRNA基因的丰度比值的平均值分别为0.25%±0.31%、0.32%±0.58%。2015年水样中,除K5站位的dddP基因之外,表层水中dmdA及dddP的丰度相对值从湾口至湾内均呈递增趋势。但2016年的结果却显示出很大差异:湾口附近dmdA基因丰度相对值总体高于湾内;表层水中的dddP基因丰度相对值变化趋势不明显,而深层水中dddP基因丰度相对值从湾口到湾内总体呈递减趋势。本次研究的结果初步表明,含有DMSP降解基因的浮游细菌在王湾夏季水体中丰度很低,而且参与不同代谢途径的DMSP降解菌在海水中的时空分布存在很大变化。对于王湾水域中细菌参与DMSP分解代谢及其在当地硫元素循环中的生态地位的进一步认识,尚待后续研究工作的深入开展。

“雪龙2”号的来信

亲爱的同学们:你们好,我是咱们国家极地科考破冰船的一名新兵,我叫"雪龙2"号。我有一个大哥叫"雪龙"号,他已经往返南极30多趟了,比我有经验多了。2019年我第一次去南极,心里真是既激动又紧张!悄悄告诉你们,虽然我大哥比我有经验,但我的装备要比大哥先进多了。哈哈,一会儿我再给你们详细介绍!我的第一次南极之行是大哥陪我去的.

“雪龙2”号起航奔赴南极我国再次开启“双龙探极”

2021年11月23日,中国第38次南极科学考察队第二批101名队员乘坐"雪龙2"号极地科学考察船,从上海起航奔赴南极。

南极恩克斯堡岛土壤中可培养细菌多样性

【背景】南极地区环境苛刻植被稀少,无冰区面积约占其总面积的0.4%,但是土壤中存在着丰富的微生物群落,对于极地微生物资源仍需要进一步挖掘。【目的】获得南极恩克斯堡岛土壤中可培养细菌多样性信息。【方法】对来源于南极恩克斯堡岛的5个土壤样品采用直接涂布、微好氧富集和有氧富集后涂布3种方法进行细菌分离培养。【结果】共获得144株可培养细菌,分布于5门30个属。这些菌株来自变形菌门(Proteobacteria,38.9%)、放线菌门(Actinobacteria,34.0%)、厚壁菌门(Firmicutes,22.2%)、异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus,3.5%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,1.4%)等。不同土壤样品中可培养细菌多样性存在差异。企鹅粪土中Bacillus是主要属类;Pseudomonas、Streptomyces在植被覆盖区土壤中是优势菌属;Psychrobacter在湖水边土壤中是优势属类,Flavobacterium、Chryseobacterium仅从该样品中分离得到;放线菌门类在干燥土壤样中占优势,Pseudarthrobacter、Rhodococcus、Microbacterium等属仅从这类干燥样品中分离出。经16S rRNA基因序列对比发现,有2株菌为潜在新种。【结论】南极恩克斯堡岛土壤中存在可开发利用的菌种资源,本文为研究该地细菌多样性提供一定的基础数据。

北极苔原土壤中可培养细菌的分离及其抗菌活性测定

【目的】北极地区具有高纬度、低温、高辐射等独特的环境条件。北冰洋及周围大面积的陆地区域鲜有人类踪迹,其中微生物数量不可低估。本研究旨在了解北极土壤中的可培养微生物的多样性及其抗菌活性。【方法】对来源于北极黄河站附近的7份不同植物根下苔原土壤进行直接涂布和富集培养后涂布。【结果】共获得细菌菌株721株,对其中608株进行细菌16S rRNA基因序列测定,归属于86个属,229个种,主要分布于变形菌门(Proteobacteria,54.3%)、放线菌门(Actinobacteria,21.2%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,12.8%)、厚壁菌门(Firmicutes,10.0%)和奇异球菌门(Deinococcus-Thermus,1.6%)。其中从16S rRNA基因序列同源性推测有22株细菌菌株为潜在新种/属。从分离菌株中筛选出16株可抑制金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)或鲍氏不动杆菌(Acinetobacterbaumannii)生长的拮抗菌。【结论】获得了北极土壤地区特有的微生物菌株资源,为进一步筛选拮抗菌的活性物质提供了菌株基础。