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认识大气环流和气候系统动力学100年进步
1
作者 李建平 陈文 +17 位作者 周天军 刘屹岷 黄刚 刘晓东 侯兆禄 丁瑞强 胡鹏 陈尚锋 谭本馗 付遵涛 封国林 罗德海 段晚锁 陈晓龙 姜继兰 唐颢苏 胡开明 屈侠 《气象学报》 北大核心 2025年第3期582-636,共55页
回顾了中国气象学界在过去100年,对大气环流和气候系统动力学领域的深刻理解和显著进步,综述了大气环流遥相关、季风环流、气候系统动力学、青藏高原动力学、古气候及非线性大气动力学等领域的研究成果。尽管力求详尽,但受限于主题范围... 回顾了中国气象学界在过去100年,对大气环流和气候系统动力学领域的深刻理解和显著进步,综述了大气环流遥相关、季风环流、气候系统动力学、青藏高原动力学、古气候及非线性大气动力学等领域的研究成果。尽管力求详尽,但受限于主题范围、篇幅和能力,可能仍有遗漏,敬请谅解。在大气环流遥相关方面,中国学者对大气环流的基本特征及其与气候变化的关系进行了深入研究,揭示了包括东亚-太平洋型、丝绸之路型等多种遥相关型的形成机制和影响。这些研究成果构成了北半球夏季环流异常的核心理论框架,不仅深化了对大气环流遥相关现象的理解,也为国际气候预测和研究提供了新的视角和工具,显著提升了对大气环流变化的预测能力。季风环流研究方面,中国学者系统揭示了东亚季风的形成机制及其与热带三大洋(太平洋、印度洋、大西洋)的相互作用。通过深入分析季风年际和年代际变率的海-气相互作用机理,显著提升了对季风系统变化规律的理解,中国主导的全球季风模式对比计划被纳入CMIP6框架,其成果为IPCC第六次评估报告提供了关键支撑。同时,对东亚季风指数的定义、历史变化检测归因以及未来预估进行了全面回顾。该指数为季风气候的预测和应对提供了理论基础和技术支持,促进了全球季风研究的深入发展。气候系统动力学领域的研究涵盖了全球变暖动力学、大气层结变化、快速气候调整以及气候变率调整等多个方面。中国学者通过数值模拟试验和理论分析,深入探讨了全球变暖背景下的降水变化机制、大气环流调整以及气候反馈作用等关键问题。中国研发的气候系统模式在CMIP6中表现突出,相关结论被IPCC AR6直接引用,标志着中国模式在国际评估中的话语权显著提升。特别是针对东亚季风、北太平洋副热带高压等关键气候系统的研究,为中国乃至全球的气候预测和应对提供了有力支持。青藏高原作为地球上一个独特的地形单元,其对大气环流和气候系统的影响受到了广泛关注。中国学者通过大量观测和数值模拟试验,揭示了青藏高原对大气环流的动力和热力强迫作用。研究表明,青藏高原不仅改变了周边地区的大气环流结构,还对亚洲季风、区域气候乃至全球气候产生了深远影响,相关理论被国际气象学界认为是解释亚洲气候变率的核心机制之一。在古气候研究方面,中国学者利用丰富的历史文献和自然档案,重建了历史时期和地质时期的气候变化序列,揭示了气候变化的周期性、突变性和区域性特征。这些研究成果不仅填补了中国古气候研究的空白,也为国际古气候研究提供了宝贵的资料和数据支持,推动了全球古气候研究的深入发展。在非线性大气动力学方面,中国学者在大气非线性波动方程、阻塞非线性动力学、可预报性等方面做出了重要贡献,提出了条件非线性最优扰动方法和非线性局部Lyapunov指数,成为世界气象组织推荐的可预报性分析工具。这些创新性的理论和方法不仅丰富了非线性大气动力学的理论体系,也为国际大气和海洋系统的可预报性研究提供了新思路和技术支持,推动了该领域的国际前沿研究。过去100年,中国气象学界在认识大气环流和气候系统动力学方面取得了丰硕成果,为理解气候变化、提高气候预测能力做出了重要贡献。展望未来,中国气象学者将继续在这一领域深耕细作,不断开拓创新,为全球气象事业的进步贡献更多中国智慧和力量。 展开更多
关键词 大气环流遥相关 非线性大气动力学 季风环流 青藏高原动力学 气候系统动力学 古气候 大气动力学 全球变暖 动力学 历史气候重建
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中尺度对流系统:从年际年代际变率到气候响应
2
作者 聂绩 林中曦 +7 位作者 李普曦 杨邱 丁天 宋丰飞 孟智勇 孙建华 李建 赵传峰 《气象学报》 北大核心 2025年第3期770-785,共16页
中尺度对流系统(MCS)是由多个对流系统组成的云系,其降水水平空间尺度介于雷暴单体与温带气旋之间,时间尺度通常为数小时或更久,频繁引发高影响、致灾性强的天气事件。受到青藏高原、东亚季风等地理和气候系统影响,中国的MCS展现出独特... 中尺度对流系统(MCS)是由多个对流系统组成的云系,其降水水平空间尺度介于雷暴单体与温带气旋之间,时间尺度通常为数小时或更久,频繁引发高影响、致灾性强的天气事件。受到青藏高原、东亚季风等地理和气候系统影响,中国的MCS展现出独特的时、空分布特征,对中国水资源、暴雨及洪涝灾害产生重大影响。MCS的研究对于提升天气预报精确度等气象防灾、减灾和应对极端天气等适应气候变化具有重要的科学意义和实际价值。系统回顾了中国学者在MCS的变率和气候响应领域的重要成果和进展。自20世纪60年代中国开始对MCS进行观测试验以来,随着观测技术的进步,对MCS的统计分析和发生、发展机制的研究已从单一案例和短期统计分析,发展到对多区域、长时间尺度的精细特征和机理的深入探讨。在此基础上,中国的气象工作者对MCS的时、空变率进行了大量分析,并将MCS的发生、发展与背景条件相结合,取得了一系列关于MCS长期变异性统计分析和机理研究的重要成果。从中国不同区域MCS的年际和年代际时、空分布特征及其对降水变率的贡献,以及气候长期变率对MCS的调控机制两方面回顾了MCS的年际和年代际变率的相关研究。对于全球变暖背景下MCS的响应这一热点和前沿问题,回顾了气候变化对MCS频率和强度的影响的观测和机理研究,并探讨了气溶胶排放和城市化等人类活动对MCS的影响。最后,对MCS未来可能的研究方向进行了探讨和展望。 展开更多
关键词 中尺度对流系统 年际变率 年代际变率 气候响应
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海洋沉积体系甲烷生物地球化学循环的微量元素地球化学示踪研究进展 被引量：1
3
作者 王旭东 庄光超 冯东 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期82-95,共14页
由地质过程与微生物作用共同塑造的地球环境,当前正受到全球变暖的威胁,其中甲烷作为一种极为重要的温室气体,对全球变暖的贡献率已经达到了20%。海洋沉积物是地球最大的甲烷储库,在海洋富甲烷环境,微生物参与的产甲烷、甲烷厌氧氧化和... 由地质过程与微生物作用共同塑造的地球环境,当前正受到全球变暖的威胁,其中甲烷作为一种极为重要的温室气体,对全球变暖的贡献率已经达到了20%。海洋沉积物是地球最大的甲烷储库,在海洋富甲烷环境,微生物参与的产甲烷、甲烷厌氧氧化和甲烷有氧氧化过程广泛存在,是研究错综复杂的甲烷生物地球化学循环过程的理想实验室。本文从地质微生物学角度解析了含微量元素的酶或辅酶介导的甲烷循环过程,梳理了微生物潜在的微量元素需求,并重点综述了近年来主要涉及海洋甲烷循环过程研究的微量元素和同位素地球化学证据。由于参与甲烷循环过程的微生物纯培养相对困难,而地球化学研究又难以实现对生物地球化学过程的精细刻画,微生物学与地球化学的学科交叉研究优势明显、前景广阔。阐明海洋富甲烷环境微生物活动与微量元素的耦合关系,对于探索当前全球变暖背景下海洋甲烷循环过程和全球甲烷排放的调控至关重要,也有望为解析地质历史时期的甲烷排放事件及其全球生态环境效应提供独特的视角。 展开更多
关键词 海洋沉积体系 甲烷循环 微生物活动 微量元素
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中国冻雨变化特征及过程致灾机理分析
4
作者 王韵颖 王国复 +2 位作者 张颖娴 郑春怡 黄菲 《气候变化研究进展》 北大核心 2025年第3期305-316,共12页
基于1961—2022年历史观测数据,系统研究了全球变化背景下中国冻雨时空变化规律,并对典型冻雨过程致灾机理进行分析。研究结果表明,全国平均冻雨发生频次在1961—1975年间呈上升趋势,1980—1990年迅速减少后保持稳定,近年呈缓慢上升趋势... 基于1961—2022年历史观测数据,系统研究了全球变化背景下中国冻雨时空变化规律,并对典型冻雨过程致灾机理进行分析。研究结果表明,全国平均冻雨发生频次在1961—1975年间呈上升趋势,1980—1990年迅速减少后保持稳定,近年呈缓慢上升趋势,从2000年以来急剧增加且年际振荡加大。中国冻雨主要发生在湘贵、冀鲁豫鄂、陕甘宁、黑吉辽和新疆5个区域,随着全球变化加剧,不同地区冻雨频次有新的变化,其中湘贵和黑吉辽区域的变化最为显著。大范围冻雨过程研究分析显示,北极增暖背景下,冷空气侵入我国的路径、强度和影响范围发生变化,伴以逆温层显著且水汽充足,易导致大范围冻雨事件的发生。 展开更多
关键词 冻雨发生频次 中国 季节变化 年际变化
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一株新型海洋噬藻体QB2的分离、基因组学分析及生物地理分布
5
作者 苏畅 崔丹华 +6 位作者 周洪艳 王天聪 王褚晓 陈鑫 邵红兵 郭萃 汪岷 《海洋与湖沼》 北大核心 2025年第2期380-392,共13页
在南海海盆区分离得到一株侵染海洋聚球藻的噬藻体QB2,分析表明其基因组全长为171898bp,GC含量为41.49%。在噬藻体QB2基因组中检测到212个开放阅读框(ORFs)和7个tRNA基因。所预测到的ORFs根据功能可分为病毒粒子结构模块、DNA复制与调... 在南海海盆区分离得到一株侵染海洋聚球藻的噬藻体QB2,分析表明其基因组全长为171898bp,GC含量为41.49%。在噬藻体QB2基因组中检测到212个开放阅读框(ORFs)和7个tRNA基因。所预测到的ORFs根据功能可分为病毒粒子结构模块、DNA复制与调控模块、包装模块和辅助代谢功能模块。其携带有与光合作用、碳代谢、磷代谢、能量获取和应激调节等相关的20个辅助代谢基因,可能在调控噬藻体侵染过程中宿主的能量代谢方面发挥关键作用。系统发育分析表明噬藻体QB2与Kyanoviridae科Tefnutvirus属成员亲缘关系密切,且与该属成员S-IOM18的核苷酸同一性为80.3%,表明噬藻体QB2可被归类为Tefnutvirus属的新物种。噬藻体QB2的同源基因的生物地理分布分析表明,其主要分布在温热带海洋浅层区、温热带海洋中层区以及北极海区。本研究丰富了蓝藻噬藻体的基因组数据库,为进一步研究噬藻体的系统发育及其与宿主的相互作用提供了基础数据。 展开更多
关键词 噬藻体 聚球藻 基因组分析 辅助代谢基因 生物地理分布
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气候变化对中国本世纪中叶热浪、静稳及其复合事件的影响
6
作者 曲炳霖 高阳 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期114-125,共12页
热浪、静稳及其复合事件(简称复合热稳)的发生可加剧空气污染,损害人体健康。基于动力降尺度方法和两种共享社会经济路径(Shared socioeconomic pathways, SSPs),本研究利用区域模式模拟并探究了中国历史时期(2000—2019年)和本世纪中叶... 热浪、静稳及其复合事件(简称复合热稳)的发生可加剧空气污染,损害人体健康。基于动力降尺度方法和两种共享社会经济路径(Shared socioeconomic pathways, SSPs),本研究利用区域模式模拟并探究了中国历史时期(2000—2019年)和本世纪中叶(2050—2069年)SSPs情景下的气候和极端天气的变化。相较于全球模式,区域模式对2 m气温和边界层高度的模拟偏差显著降低94%和85%,并再现了极端天气的空间分布。在类似碳中和的SSP1-2.6情景下,本世纪中叶中国热浪和复合热稳总天数相比历史时期分别增加31%和35%;而在以使用化石燃料为主的SSP5-8.5情景下,两者平均增幅达74%和85%。与SSP1-2.6情景相比,SSP5-8.5情景下热浪等单一极端天气和复合热稳增加更为显著,因此减少化石燃料使用并实现碳中和政策目标,能有效缓解极端天气特别是复合极端天气的增加。 展开更多
关键词 气候变化 热浪 复合热稳事件 数值模拟 动力降尺度
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温度变化对典型海洋定鞭藻有机质C∶N∶P的影响
7
作者 崔家璇 秦肖 +4 位作者 涂佳敏 曹中 张传莉 丁杨 毕蓉 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期45-54,共10页
本文系统研究了温度变化(12、18和24℃)对两种典型定鞭藻(大洋桥石藻Gephyrocapsa oceanica、球等鞭金藻Isochrysis galbana)胞内颗粒有机质C∶N∶P(POC、PON、POP)含量与比值的影响。结果表明,尽管升温对两种定鞭藻POC、PON、POP含量... 本文系统研究了温度变化(12、18和24℃)对两种典型定鞭藻(大洋桥石藻Gephyrocapsa oceanica、球等鞭金藻Isochrysis galbana)胞内颗粒有机质C∶N∶P(POC、PON、POP)含量与比值的影响。结果表明,尽管升温对两种定鞭藻POC、PON、POP含量与比值无显著影响,但其对两种微藻的影响具有一定的规律。升温总体导致两种微藻胞内POC、PON、POP含量下降(4%~25%),其中大洋桥石藻胞内POC和PON含量较高、球等鞭金藻胞内POP含量较高。升温总体导致两种微藻POC∶PON下降(~14%)、PON∶POP升高(~20%)、POC∶POP几乎无变化。本研究量化了温度变化对海洋典型定鞭藻胞内POC、PON、POP含量与比值的影响,为深入理解全球气候变化背景下定鞭藻对海洋碳循环的反馈效应具有重要意义。 展开更多
关键词 全球变暖 颗石藻 球等鞭金藻 颗粒有机碳 颗粒有机氮 颗粒有机磷
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我国海洋科学发展现状与未来展望 被引量：25
8
作者 吴立新 荆钊 +5 位作者 陈显尧 李才文 张国良 王师 董波 庄光超 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1-12,共12页
海洋是生命的摇篮、资源的宝库和国家安全的屏障,是未来人类可持续发展的重要战略空间。到目前为止,广袤深邃的海洋只有5%的区域被人类探索,加快海洋科技创新、提高海洋资源开发能力、保护海洋生态环境是实现“关心海洋、认识海洋、经... 海洋是生命的摇篮、资源的宝库和国家安全的屏障,是未来人类可持续发展的重要战略空间。到目前为止,广袤深邃的海洋只有5%的区域被人类探索,加快海洋科技创新、提高海洋资源开发能力、保护海洋生态环境是实现“关心海洋、认识海洋、经略海洋”的根本,事关国家发展的命脉。海洋问题的复杂性使其无法通过单一学科的研究得以解决。目前,我国海洋科学的研究已逐步从过去的跟跑阶段进入并跑阶段,但原始创新能力明显不足。本文回顾分析了我国海洋科学领域的研究进展与发展态势,对标找出与世界先进国家的差距,展望了今后的发展方向,指出围绕海洋多尺度相互作用与气候变化、健康海洋、海洋生命过程、跨圈层流固耦合、快速变化的极地系统、海岸带可持续发展等重大科学前沿,加强顶层设计和战略布局,开展跨尺度、跨圈层的多学科交叉研究,组织并发起我国主导的国际大科学计划,从而显著提升我国在海洋科学研究领域的国际影响力,切实提高保障国家安全和服务社会经济发展需求的能力,为建设海洋强国、构建人类命运共同体提供重要科技支撑。 展开更多
关键词 海洋科学 海洋能量物质循环 跨圈层耦合 可持续发展 多学科交叉
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中国近海渔业资源的结构与质量研究 被引量：2
9
作者 张瑛 李忠辉 张力 《中国人口·资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第5期58-68,共11页
海洋渔业资源对于保障食品安全、维护生态系统稳定、促进经济发展等方面起着关键作用,科学管理和可持续利用近海渔业资源,对于推动经济与环境协调发展至关重要。为了探究中国近海渔业资源的结构与质量变化情况,该研究基于1990—2020年... 海洋渔业资源对于保障食品安全、维护生态系统稳定、促进经济发展等方面起着关键作用,科学管理和可持续利用近海渔业资源,对于推动经济与环境协调发展至关重要。为了探究中国近海渔业资源的结构与质量变化情况,该研究基于1990—2020年中国近海捕捞统计数据和海表温度(sea surface temperature,SST)变化数据,通过计算分析中国近海各渔区(渤黄海渔区、东海渔区和南海渔区)渔获物的平均营养级(mean trophic level,MTL)、各渔区渔业均衡指数(fishing-in-balance index,FIB指数)与人为捕捞活动、SST变化之间的关联性,探究人为捕捞活动、SST变化对中国近海渔业资源结构与质量变化、渔业生态系统健康的影响。结果表明:过去30年间,中国近海各渔区的渔获量和FIB指数均呈现先上升后下降的趋势,渤黄海和东海渔区的MTL呈现显著下降趋势,南海渔区的MTL呈现微弱增长趋势。人为过度捕捞已影响到渤黄海和东海渔区的渔业资源结构与质量,导致低营养级鱼类占比逐渐升高,渔业资源质量显著降低,但对南海渔区影响不大。受到气候变化影响,在渤黄海渔区5—6月和东海渔区9—11月,海温增暖抑制高营养级鱼类生长,导致渔业资源出现结构向低营养级鱼类变化、质量大幅下降的趋势,但在南海渔区,海温变化对MTL没有影响。人为捕捞对中国近海渔业生态系统健康影响不大,主要是由于渔获量的增加起到了一定的平衡作用。海温变化对渤黄海、东海渔区的渔业生态系统健康影响也较小,南海秋季海温增暖则有利于其渔业生态系统健康发展。基于研究结果,作者提出了改善中国近海各渔区渔业资源结构,提高渔业资源质量,提升渔业生态系统健康的相关建议,为中国近海渔业资源的可持续利用提供了管理借鉴。 展开更多
关键词 近海 渔业资源 人为捕捞 气候变化
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海洋沉积物中挥发性脂肪酸的测定方法优化及在胶州湾海域的应用
10
作者 岳书香 庄光超 +1 位作者 赵敏 杨桂朋 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期98-105,共8页
本文优化了一种简便且实用的方法测定沉积物孔隙水中的VFAs,使用2-硝基苯肼将水样中VFAs衍生化,并利用配备紫外检测器的液相色谱在400 nm处进行检测分析。对标准曲线的线性和乙酸盐的空白进行了合理优化,标准曲线线性相关系数均高于0.9... 本文优化了一种简便且实用的方法测定沉积物孔隙水中的VFAs,使用2-硝基苯肼将水样中VFAs衍生化,并利用配备紫外检测器的液相色谱在400 nm处进行检测分析。对标准曲线的线性和乙酸盐的空白进行了合理优化,标准曲线线性相关系数均高于0.999,乙酸盐的检出限由5μmol/L降低至0.5μmol/L。乳酸盐、甲酸盐和丙酸盐的检出限分别为0.2、0.3和0.3μmol/L。该方法检出限较低,精密度较高,已成功应用于胶州湾的孔隙水样品测定。 展开更多
关键词 挥发性脂肪酸 乙酸盐 衍生化 液相色谱法 沉积物孔隙水 胶州湾
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漳江口溶解态稀土元素的地球化学特征及影响因素
11
作者 李方茹 刘茜 +3 位作者 贺万阳 马莉 曹阿翔 张劲 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期42-55,共14页
河口区域稀土元素(Rare earth elements, REEs)的地球化学行为对理解海洋中REEs的循环具有重要意义。本文通过现场调查对2018年9月(暴雨时期)、2019年12月(旱季)及2020年8月(湿季)溶解态REEs在漳江口的分布特征、REEs的主要影响因素及... 河口区域稀土元素(Rare earth elements, REEs)的地球化学行为对理解海洋中REEs的循环具有重要意义。本文通过现场调查对2018年9月(暴雨时期)、2019年12月(旱季)及2020年8月(湿季)溶解态REEs在漳江口的分布特征、REEs的主要影响因素及人为稀土元素钆(Gd)污染进行研究。结果表明:漳江口溶解态REEs在不同时期的分布及分异存在显著差异,溶解态REEs含量暴雨时期>旱季>湿季。暴雨时期溶解态REEs主要呈现轻/中稀土相对富集及Ce正异常现象,而旱季及湿季溶解态REEs主要呈现重稀土相对富集及Ce负异常现象,颗粒物-水作用是不同时期溶解态REEs含量及分异存在差异的主要原因。Gd在不同时期均呈现正异常,暴雨时期、旱季及湿季人为Gd占比分别为18%~29%、26%~69%及22%~60%,推测Gd污染可能受河口上游医院核磁共振造影剂使用的影响。以上研究表明暴雨导致的颗粒物释放对河口溶解态REEs具有显著的贡献,今后研究需要重视特殊事件(如暴雨)对河口溶解态REEs来源和收支的影响。漳江口上游的人口密度相比全国其他地区较低但存在较为严重的人为Gd污染,说明我国其他河口人为稀土污染及来源也应引起广泛的重视。 展开更多
关键词 稀土元素 漳江口 颗粒物-水作用 暴雨时期 湿季 旱季
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聚苯乙烯纳米塑料对东海原甲藻的毒性效应
12
作者 张鑫 陈章悦 +1 位作者 张秀丽 甄毓 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第S1期27-37,共11页
针对纳米塑料对不同海洋微藻的毒性效应差异及其作用机制尚未明确的问题,本文从细胞和分子层面分析了不同浓度(0.1、1和10 mg/L)的聚苯乙烯纳米塑料(Polystyrene nanoplastics,PS-NPs)对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的毒性作... 针对纳米塑料对不同海洋微藻的毒性效应差异及其作用机制尚未明确的问题,本文从细胞和分子层面分析了不同浓度(0.1、1和10 mg/L)的聚苯乙烯纳米塑料(Polystyrene nanoplastics,PS-NPs)对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的毒性作用。结果显示,10 mg/L的PS-NPs对东海原甲藻的毒性效应大于0.1和1 mg/L的PS-NPs。在细胞层面,PS-NPs抑制了东海原甲藻的生长,藻细胞产生了氧化应激反应,活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平上升,丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量增加,超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性升高,细胞凋亡率增高。在分子层面,经过PS-NPs暴露处理后的东海原甲藻,其核糖体、蛋白酶体和内质网蛋白质加工相关的基因表达发生了变化:氧化磷酸化过程中相关基因表达量上调;为了应对氧化应激,过氧化物酶体过程中的相关基因表达量同样上调。另外,光合作用天线蛋白通路中的相关基因表达量下调,导致藻细胞的光捕获能力下降。本研究可为进一步评估纳米塑料对海洋微藻的毒性效应提供科学依据。 展开更多
关键词 东海原甲藻 聚苯乙烯 纳米塑料 毒性效应 氧化应激 转录组
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外源微生物与生物有机质协同修复含油污泥研究
13
作者 刘慧 丁海兵 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期101-111,共11页
本论文以山东东营某化工厂长期堆积的重污染含油污泥为研究对象,以外源微生物制剂和以麸皮、谷糠为代表的生物有机质为添加物,基于G-model追踪不同添加物对含油污泥中总石油烃(TPH)的降解率及降解速率的影响,考察不同添加物处理条件下... 本论文以山东东营某化工厂长期堆积的重污染含油污泥为研究对象,以外源微生物制剂和以麸皮、谷糠为代表的生物有机质为添加物,基于G-model追踪不同添加物对含油污泥中总石油烃(TPH)的降解率及降解速率的影响,考察不同添加物处理条件下含油污泥TPH的去除效果。结果表明:不含添加物的对照组含油污泥经过20 d处理后其TPH的降解率仅为3.98%,而添加外源微生物制剂、谷糠或麸皮后,降解率最高分别可达23.36%、28.64%和34.75%。外源微生物制剂协同生物有机质处理含油污泥,TPH的去除效果显著优于单独添加。麸皮与外源微生物制剂协同处理含油污泥能够达到TPH的最佳降解率41.05%。实现对含油污泥TPH最佳降解率的条件为含油污泥与麸皮的质量比为1∶0.5,外源微生物制剂添加比例为0.5%。在此条件下,TPH的平均降解速率k _(av)为0.26 d^(-1),是对照组k _(av)(0.00085 d^(-1))的306倍。TPH降解率较高的处理体系,其降解速率也较快。添加外源微生物制剂和生物有机质是加快去除含油污泥TPH的有效措施,但需要确定不同外源物质的最适当添加比例才能获得最佳处理效果;而要提高含油污泥TPH的降解率,需要不断改变含油污泥所处的外部环境和处理方式。 展开更多
关键词 石油烃 降解菌 生物修复 含油污泥
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台湾冷泉中厌氧细菌的分离培养和多样性研究
14
作者 杨晓宇 张晓华 +1 位作者 王晓磊 史晓翀 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期95-106,共12页
针对目前台湾冷泉厌氧可培养细菌类群多样性的认知不足的现状,本研究旨在深入探究研究区域小尺度范围内可培养厌氧微生物多样性及分布规律。为此,本研究利用12种厌氧培养基,包括厌氧MA(2216E)、改良2216E(以下称为MA+、1/MA)、R2A、4种... 针对目前台湾冷泉厌氧可培养细菌类群多样性的认知不足的现状,本研究旨在深入探究研究区域小尺度范围内可培养厌氧微生物多样性及分布规律。为此,本研究利用12种厌氧培养基,包括厌氧MA(2216E)、改良2216E(以下称为MA+、1/MA)、R2A、4种SPG厌氧培养基、3种NMS以及DZJ培养基,对采集自台湾冷泉的沉积物、海水、动物样品中的厌氧菌进行富集、分离和培养,然后通过16S rRNA基因测序对分离纯化后的菌株进行分类鉴定。研究结果表明,台湾冷泉厌氧细菌具有较高的多样性,从台湾冷泉共分离鉴定厌氧菌375株,它们分属3个门(变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria))、29个属、49个种,其中γ-变形菌纲占绝对优势地位,优势类群包括弧菌属(Vibrio)、希瓦氏菌属(Shewanella)、肠杆菌属(Enterobacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus)等。此外,还发现了15株(3种)潜在的海洋新菌。本研究还发现,不同培养基对不同类群的影响不同且程度各异,如MA(2216E)培养基对γ-变形菌纲分离培养效率较高,而SPG培养基在获得新菌方面具有优势。 展开更多
关键词 冷泉 可培养细菌 厌氧细菌 多样性 16S rRNA
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南海西部及珠江口海水和大气单环芳烃(BTEX)的分布、来源及环境效应评估
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作者 王祖甜 徐锋 +4 位作者 王雪 王健 乔浩 吴谨巍 张洪海 《渔业科学进展》 北大核心 2025年第2期27-39,共13页
以苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯(即BTEX)为代表的单环芳烃是挥发性有机物的主要组分,因其在二次有机气溶胶和臭氧形成过程中发挥的重要作用而备受关注。然而,由于缺乏足够的观测数据,海洋中BTEX的来源、空间分布特征及其对环... 以苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯(即BTEX)为代表的单环芳烃是挥发性有机物的主要组分,因其在二次有机气溶胶和臭氧形成过程中发挥的重要作用而备受关注。然而,由于缺乏足够的观测数据,海洋中BTEX的来源、空间分布特征及其对环境的影响有待进一步研究。为此,本研究在中国南海西部及珠江口海域开展了现场调查,揭示了该区域BTEX的空间分布特征,估算了其海–气通量,并评估了相关的环境效应。表层和底层海水中苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯的平均浓度(±标准偏差)分别为(12.6±6.3)、(79.5±92.8)、(10.3±9.6)、(21.6±24.1)、(13.4±14.6)ng/L和(11.2±7.0)、(58.0±33.3)、(8.2±7.7)、(17.3±19.4)、(8.8±9.4)ng/L,表层和底层的BTEX分布趋势相似,即高值区出现在海南岛东北侧近岸和18.5°N附近海域。海水中苯与乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯之间存在显著的正相关关系,表明它们在海水中拥有相似的源汇过程,受到大气沉降、海上运输活动、钻井平台和洋流运动的影响。苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯海–气通量在8.6~43.8、71.2~849.4、4.0~78.9、1.7~189.0和1.1~112.4 g/(km^(2)·d)之间。大气中苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯平均浓度分别为(0.31±0.20)、(0.33±0.22)、(0.39±0.44)、(0.47±0.44)和(0.46±0.46)μg/m^(3)。总体而言,大气BTEX浓度从近岸到外海海域显著下降。调查海域上方大气中的BTEX主要受到大陆气团的输送影响,但表层海水的排放也有所贡献。BTEX的臭氧和二次有机气溶胶生成潜势的计算结果显示,间/对二甲苯对其生成的贡献最大,需加强管控。本研究为南海西部及珠江口海域BTEX的排放估算及其环境效应评估提供了重要的数据支持。 展开更多
关键词 单环芳烃 海–气交换 环境效应 南海西部
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浒苔降解过程中颗粒有机碳、氮释放及相关微生物种群丰度变化研究
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作者 赵苗苗 毕蓉 +6 位作者 李鸿妹 宋欣荣 黄圣荣 冯秀婷 张海龙 李莉 赵美训 《渔业科学进展》 北大核心 2025年第2期64-75,共12页
我国黄海海域已连续18年暴发浒苔(Ulva prolifera)绿潮,数百万吨浒苔在绿潮消亡阶段沉降入海并向海水中释放大量有机质。目前,对于量化浒苔降解过程中颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、颗粒有机氮(particulate organic nitr... 我国黄海海域已连续18年暴发浒苔(Ulva prolifera)绿潮,数百万吨浒苔在绿潮消亡阶段沉降入海并向海水中释放大量有机质。目前,对于量化浒苔降解过程中颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、颗粒有机氮(particulate organic nitrogen,PON)的释放及其微生物调控机制的相关研究亟待开展。本研究选择浒苔为对象,设置2种降解密度(1 g/L、5 g/L),研究90 d降解过程中的POC和PON浓度、POC︰PON及微生物丰度的变化特征,并探究微生物丰度与POC、PON浓度及其比值的相关关系。结果显示,90 d降解过程中POC浓度[1 g/L与5 g/L处理组峰值分别为(90.17±24.77)和(219.99±45.11)μmol/L]、PON浓度[1 g/L与5 g/L处理组峰值分别为(16.15±0.71)和(23.20±7.16)μmol/L]变化显著。POC、PON浓度随时间变化规律不同:前60 d,POC和PON浓度均先上升后下降;第60~90天,POC浓度持续下降约49%,而PON浓度上升约430%。浒苔降解初期POC︰PON升高,表明此时氮的释放滞后于碳;随后,POC︰PON下降,与微生物对氮的固定以及呼吸作用消耗碳有关。微生物丰度与POC、PON浓度显著相关,表明微生物对浒苔降解过程中POC、PON释放具有重要作用。降解密度对POC、PON浓度有显著影响,5 g/L处理组POC、PON浓度约为1 g/L处理组的2~3倍,且5 g/L处理组达到峰值所需时间较长。本研究厘清了浒苔降解过程中POC、PON的释放特征,明确了微生物丰度变化与POC、PON含量及二者比值变化的关系,为深入探究浒苔降解过程中微生物对POC、PON释放的调控机制以及POC、PON降解机制提供了研究基础。 展开更多
关键词 浒苔降解 降解密度 微生物丰度 颗粒有机碳 颗粒有机氮
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秋季东海海水和大气中BTEX分布及生态环境效应
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作者 李进国 乔浩 +4 位作者 徐锋 王健 吴谨巍 周立敏 张洪海 《中国环境科学》 北大核心 2025年第6期3225-3234,共10页
研究了2020年10月中国东海海域海水和大气中苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)的浓度分布特征,评估了其海-气交换通量,并分析了其生态风险及环境效应.结果表明,研究海域表层和底层海水中苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯的平均浓度分... 研究了2020年10月中国东海海域海水和大气中苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)的浓度分布特征,评估了其海-气交换通量,并分析了其生态风险及环境效应.结果表明,研究海域表层和底层海水中苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯的平均浓度分别为(136.8±76.8),(321.3±279.0),(530.3±530.0),(336.2±453.6)和(493.7±814.7)pmol/L,以及(122.3±84.2),(217.1±162.4),(423.8±399.0),(236.8±215.1)和(344.3±288.5)pmol/L,整体呈现出近岸和调查海域东部高的分布特征,其中近岸高表明受陆源输入影响显著,调查海域东部高值可能与石油开采活动有关.大气中苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯的平均浓度分别为(110.5±45.3),(410.1±384.4),(139.5±108.8),(128.3±123.9)和(108.9±97.6)×10^(-12),后向轨迹显示其受陆源输入的显著影响.东海海域苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯的海-气通量平均值分别为(25.6±13.1),(73.1±78.2),(179.9±194.5),(146.3±185.4)和(216.3±358.7)g/(km·d),表明调查海域是大气中BTEX的重要来源.生态风险方面,海水中,BTEX浓度远低于海洋生物的急性毒性半数效应浓度(EC50)和半数致死浓度(LC50),表明BTEX对部分海洋生物的直接危害较低;大气中,通过计算致癌风险值(R)、非致癌风险危害商(HQ)和非致癌风险指数(HI)均远低于参考值,表现出BTEX对人体健康的直接威胁较低.通过O3和SOA生成潜势的分析发现,甲苯和二甲苯是大气中BTEX的关键活性成分,对环境效应的影响最为显著. 展开更多
关键词 单环苯系物 分布 海-气通量 生态风险 环境效应 东海 秋季
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夏季北黄海养马岛养殖区溶解甲烷浓度、影响因素及海-气交换通量
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作者 周晨霞 温健文 +3 位作者 翟方国 宋昌远 宋国栋 张桂玲 《渔业科学进展》 北大核心 2025年第2期40-52,共13页
养殖海区是向大气中释放甲烷(CH_(4))的热点区域。本研究于2023年6月底、8月初和8月底对北黄海养马岛养殖区海域进行了3个航次调查,采集了表、底层海水样品,利用吹扫捕集-气相色谱法对样品进行分析测定,以认识夏季养殖区海水中溶解CH_(4... 养殖海区是向大气中释放甲烷(CH_(4))的热点区域。本研究于2023年6月底、8月初和8月底对北黄海养马岛养殖区海域进行了3个航次调查,采集了表、底层海水样品,利用吹扫捕集-气相色谱法对样品进行分析测定,以认识夏季养殖区海水中溶解CH_(4)的分布特征并估算其海–气交换通量。结果显示,夏季养马岛养殖区海域表、底层溶解CH_(4)浓度范围分别为3.32~25.29 nmol/L和4.13~33.29 nmol/L,受沉积物释放的影响,底层溶解CH_(4)浓度整体高于表层。受陆源输入、物理过程、生物活动等因素的影响,CH_(4)的水平分布具有明显的空间差异性,其中,近岸河口处CH_(4)浓度明显高于远岸海域,贝类养殖区明显高于非养殖区。室内受控培养实验和现场调查结果显示,浮游植物产CH_(4)等有氧产生过程是夏季该海域表层富氧水体中过剩甲烷ΔCH_(4)的来源。夏季3个航次的表层海水CH_(4)的平均饱和度分别为(364±201)%、(499±212)%和(402±134)%,均处于过饱和状态,同时利用W2014公式估算出养马岛养殖区海域夏季表层海水CH_(4)的海-气交换通量为(18.87±28.82)μmol/(m^(2)·d),表明夏季该海域是大气CH_(4)的净源。 展开更多
关键词 养马岛养殖区 甲烷 水产养殖 海-气交换通量
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东海原甲藻对水体中226Ra的清除作用研究
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作者 陈怡君 李春乾 +4 位作者 甄毓 杨世民 王建艳 冉祥滨 许博超 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期48-55,共8页
为探讨甲藻对水体中226Ra的清除能力,本文以东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)为研究对象,进行了在不同226Ra浓度下以及藻类不同生长阶段,东海原甲藻对水体中226Ra的清除效率实验。实验结果表明,东海原甲藻对水体中226Ra的清除效率... 为探讨甲藻对水体中226Ra的清除能力,本文以东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)为研究对象,进行了在不同226Ra浓度下以及藻类不同生长阶段,东海原甲藻对水体中226Ra的清除效率实验。实验结果表明,东海原甲藻对水体中226Ra的清除效率随着水体中226Ra浓度的升高而降低。在藻类的不同生长阶段,水体中226Ra的浓度随着藻细胞的丰度增加而逐渐降低,表明甲藻对水体中226Ra的清除总量逐渐增大,但单位质量甲藻对226Ra的清除效率逐渐降低。226Ra在东海原甲藻藻体和溶液中的固液分配系数与水体中的226Ra活度呈对数关系,即随水体中226Ra活度的增加而降低。根据本研究得到的固液分配系数,重新计算了渤海海域、黄海海域与东海海域的海底地下水排放(SGD)通量,其与原通量结果相比,分别增加了40%、29%与26%。可见,由甲藻的生长繁殖导致的颗粒物清除是重要的海洋镭汇,对于应用镭同位素质量平衡模型进行的海洋学示踪研究具有重要意义。 展开更多
关键词 226RA 东海原甲藻 清除作用 海底地下水排放
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InertSep ME-2螯合树脂固相萃取-电感耦合等离子体质谱法测定海水中稀土元素
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作者 蔺栩 崔广颢 +4 位作者 曹阿翔 何倩 王继纲 张劲 刘茜 《海洋科学》 北大核心 2025年第2期112-124,共13页
稀土元素是示踪海洋中物质来源及演化过程的良好示踪剂,但在海水中浓度极低(在pmol/kg级别),且高盐度的海水基质导致其有较高的测量难度。本研究建立了一种新型螯合树脂(InertSep ME-2)富集-电感耦合等离子体质谱联用测量海水中稀土元... 稀土元素是示踪海洋中物质来源及演化过程的良好示踪剂,但在海水中浓度极低(在pmol/kg级别),且高盐度的海水基质导致其有较高的测量难度。本研究建立了一种新型螯合树脂(InertSep ME-2)富集-电感耦合等离子体质谱联用测量海水中稀土元素的方法,并对螯合树脂的材料进行结构表征,探究树脂富集稀土元素的机制。X射线光电子能谱分析显示InertSep ME-2树脂主要由C、O元素构成,傅里叶红外光谱分析显示树脂吸附镥(Lu)后在657 cm^(-1)出现由羧酸根扭曲振动产生的特征峰,表明REEs以羧酸盐形态吸附于树脂中。条件实验结果表明,调节海水样品pH为5.0~5.1,使用12 mL 0.4 mol/L的NH4Ac去除盐质,使用2 mL 2 mol/L的HNO_(3)作为洗脱液,样品的进样速度为3~6 mL/min,样品的富集效果最佳。本方法对海水中稀土元素富集的回收率在92%~103%,检出限范围为2.5×10^(-4)~5.4×10^(-2) pmol/kg,分析的精密度均小于5%(n=6),使用标准海水(NASS-7)验证方法的准确性较高,测定的浓度与文献平均值的差值在1倍标准偏差范围内。本研究建立的方法可以用于测定低盐度河水、河口盐度梯度区及高盐度海水样品中的稀土元素浓度。 展开更多
关键词 海水 稀土元素 InertSep ME-2螯合树脂 ICP-MS 固相萃取
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