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悬浮物对三亚珊瑚礁区浮游动物群落结构及其摄食的影响

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热带海洋学报 2024年第3期43卷 122-130页

作者：胡思敏周天成张琛刘胜李涛黄晖中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广东省应用海洋生物学重点实验室中国科学院南海海洋研究所广东广州510301 三亚海洋科学综合(联合)实验室海南省热带海洋生物技术重点实验室三亚海洋生态环境工程研究院海南三亚572000 中国科学院大学北京100049 海南三亚海洋生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院海南热带海洋生物实验站海南三亚572000

随着人类活动对珊瑚礁的影响日益加剧,输入到近岸珊瑚礁区的悬浮物日益增多,不仅影响珊瑚的生理,也会对珊瑚礁生态系统基础生物生产过程产生影响。为了解悬浮物对珊瑚礁区浮游动物组成及摄食的影响,于2015年4月在三亚典型岸礁区设置了... 详细信息

随着人类活动对珊瑚礁的影响日益加剧,输入到近岸珊瑚礁区的悬浮物日益增多,不仅影响珊瑚的生理,也会对珊瑚礁生态系统基础生物生产过程产生影响。为了解悬浮物对珊瑚礁区浮游动物组成及摄食的影响,于2015年4月在三亚典型岸礁区设置了昼夜连续观测站点(W4为悬浮物浓度高的站位,W5为对照站位),分析了悬浮物波动对浮游动物群落结构的影响,并用分子生物学方法结合室内实验,研究了悬浮物对优势桡足类现场食物组成和摄食选择的影响。结果显示:两个站位叶绿素a浓度偏低,昼夜波动较大;W4站的悬浮物和叶绿素a浓度均高于W5站,但W5站悬浮物中有机颗粒物组分比例(73.69%)高于W4站(46.09%);W5站浮游动物种类多样性和丰度均高于W4站。进一步摄食分析表明,两个站位桡足类均以后生动物来源的有机碎屑为主要食物,在W4站桡足类食物组成中浮游植物的比例也相对较高,而在W5站桡足类还摄食较多的微型浮游动物。在摄食实验中,高浓度的悬浮颗粒物显著提高了红纺锤水蚤(Acartia erythraea)的滤水率和摄食率,但其食物组成却由以浮游植物为主转而以陆生植物碎屑为主,说明浓缩海水中较高的悬浮颗粒物含量限制了桡足类的摄食选择,使其摄食大部分有机碎屑作为补偿营养来源。研究结果表明,高悬浮物浓度会影响浮游动物的摄食选择,但悬浮物中高比例的有机碎屑可为浮游动物提供重要的补充食物来源,支持其维持较高的生物量。

关键词：浮游动物悬浮物群落结构摄食多样性三亚湾

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三亚凤凰岛造礁石珊瑚迁移效果研究

热带海洋学报 2024年第3期43卷 177-186页

作者：张浴阳刘骋跃俞晓磊罗勇周天成练健生黄晖中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广东省应用海洋生物学重点实验室中国科学院南海海洋研究所广东广州510301 三亚海洋科学综合(联合)实验室海南省热带海洋生物技术重点实验室三亚海洋生态环境与工程研究院海南三亚572000 海南三亚海洋生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院海南热带海洋生物实验站海南三亚572000 中国科学院大学北京100049

造礁石珊瑚既是构成珊瑚礁生态系统中的关键功能生物,也是国家二级保护野生动物,其数量的快速衰退已引起了广泛关注,因此近年来我国对造礁石珊瑚以及珊瑚礁生态系统的保护正在逐步加强。海岸工程易对周边的珊瑚礁造成严重影响,实施保护... 详细信息

造礁石珊瑚既是构成珊瑚礁生态系统中的关键功能生物,也是国家二级保护野生动物,其数量的快速衰退已引起了广泛关注,因此近年来我国对造礁石珊瑚以及珊瑚礁生态系统的保护正在逐步加强。海岸工程易对周边的珊瑚礁造成严重影响,实施保护性迁移是降低工程对造礁石珊瑚影响的重要手段。为研究海南热带海域造礁石珊瑚迁移方法以及迁移保护的效果,我们对三亚凤凰岛二期项目拆除工程影响海域内的造礁石珊瑚实施了保护性迁移及监测。迁移造礁石珊瑚个体共计16634株,包括鹿角珊瑚属、牡丹珊瑚属、滨珊瑚属等18属造礁石珊瑚种类。迁移个体分别迁移至鹿回头海域6210株与西岛海域10424株。迁移珊瑚采用了三种移植方法,分别为铆钉移植、小型移植礁体移植与直接摆放。在迁移至鹿回头和西岛两地8个月后,迁移珊瑚平均存活率均在80%以上,两地迁移珊瑚的总存活率为86.24%。调查的结果显示,铆钉移植的方法存活率最高,小型移植礁体和直接摆放的两种移植方法存活率稍低。迁移至西岛的珊瑚8个月平均生长了3.03cm,的增长率为23.31%,而鹿回头迁入的珊瑚平均生长了6.15cm,增长率为58.74%,高于迁移至西岛的珊瑚。迁移采用的三种移植方法的8个月的存活率均高于75%,并且珊瑚的生长速率较好,说明珊瑚适应迁入区环境。由以上结果来看,此次保护性迁移珊瑚数量多,涉及的珊瑚种类广,在迁移后经受过两次台风的影响,迁移结果具有一定的代表性。本研究中,珊瑚迁移的效果达到了保护受拆除工程影响的造礁石珊瑚的目的,可为未来的珊瑚迁移性保护提供重要经验。

关键词：造礁石珊瑚珊瑚礁保护珊瑚迁移三亚珊瑚礁凤凰岛

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基于国产化平台的炼钢工序集控研究

山西冶金 2024年第5期47卷 170-172页

作者：郭凡周天成杨韬太钢不锈钢股份有限公司炼钢二厂山西太原030003

针对世界上工序最多、品种最全的单体炼钢厂智慧制造提升炼钢能力的需求,通过一系列专有技术的实施,实现了所有工序的远程集控。采用当前国际先进、成熟、可靠的技术,建设高可用性、高实时性、稳定的集控中心,实现远程炼钢。该集控工序... 详细信息

针对世界上工序最多、品种最全的单体炼钢厂智慧制造提升炼钢能力的需求,通过一系列专有技术的实施,实现了所有工序的远程集控。采用当前国际先进、成熟、可靠的技术,建设高可用性、高实时性、稳定的集控中心,实现远程炼钢。该集控工序主要包括基础自动化、智能工厂平台、视频监控设备的设计、集成、安装,以及一键炼钢、自动出钢和工业机器人的建设。

关键词：炼钢集控人机画面自动出钢

基于精度和能耗优化的WSN时间同步算法研究

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基于精度和能耗优化的WSN时间同步算法研究

作者：周天成哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)具有规模大、鲁棒性强、自组织性强等特点,在军事民用等各个领域都有着举足轻重的地位。其中,WSN的诸多技术都需要时间同步提供精准的时间,时间同步精度以及能量消耗等性能的优劣直接影响WS... 详细信息

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)具有规模大、鲁棒性强、自组织性强等特点,在军事民用等各个领域都有着举足轻重的地位。其中,WSN的诸多技术都需要时间同步提供精准的时间,时间同步精度以及能量消耗等性能的优劣直接影响WSN的生存周期以及链路接入协议的性能,是近年来亟需解决的关键技术问题以及研究热点。针对现有时间同步算法存在累积同步误差以及能量消耗较大等问题,本文分别基于分层同步机制以及帧间信息差消除冗余、同步周期自适应的原理提出两种改进算法,具体的研究工作主要包括:(1)针对WSN时间同步算法中出现的多跳累积同步误差、动态性安全性弱等问题,基于分层同步机制提出一种时间同步优化算法(Time Synchronization Hierarchical Synchronization Mechanism,TSHSM)。该算法利用分簇算法选取簇头的机制重新划分网络拓扑结构,将整个网络分为主导网络和从属网络,主导网络采用双向信息交换的方式进行同步,通过最大似然估计算法对节点的频偏和相偏进行估计补偿;从属网络中采用双向信息交换加单向监听的同步方式,最后利用最小二乘法估计节点的时间偏差,并设置时间过滤器筛除错误信息。理论分析以及仿真实验表明本文提出的TSHSM算法相比于传统的时间同步算法同步误差更小。并且在面临新节点的加入以及恶意篡改信息等突发情况时,TSHSM算法能够在不产生额外能耗的同时保证各节点的同步精度,具备良好的动态性以及安全性。(2)基于现有WSN时间同步算法中相邻两轮含有完整时间戳的同步信息包存在冗余信息,且在满足同步精度的前提下依然按照固定的同步周期进行时间同步,造成资源浪费的问题,本文提出一种基于帧间信息差改进的自适应时间同步算法(Inter Difference Frame-Adaptive Time Synchronization Algorithm,IDF-ATSA)。该算法在同步过程中通过发送前后两轮同步时间戳信息的差值帧,并使用同步周期自适应机制动态增减同步周期。该算法的同步过程分为中继同步和终端同步,通过利用最小二乘法对频率漂移和频率偏移进行估计补偿,从而实现在满足同步精度的同时,降低冗余同步造成的能量损耗。理论分析以及仿真实验表明IDF-ATSA时间同步算法相比于传统时间同步算法的同步精度有所改善,且有效降低了同步过程中的能量消耗。

关键词：无线传感器网络时间同步网络分层同步周期自适应帧间信息差

南沙群岛海域珊瑚礁区三种寄居蟹的摄食差异比较

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热带海洋学报 2023年

作者：贾男周天成胡思敏张琛黄晖刘胜三亚海洋科学综合(联合)实验室海南省热带海洋生物技术重点实验室三亚中科海洋研究院海南三亚海洋生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院海南热带海洋生物实验站中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广东省应用海洋生物学重点实验室中国科学院大学

寄居蟹是海洋底栖动物,珊瑚礁区的复杂结构使其成为寄居蟹多样性最高的区域之一。在底栖藻类覆盖率上升的环境变化下,寄居蟹等小型底栖生物可以快速适应食物资源变动,与植食性鱼类发挥相似的功能,在维护珊瑚礁生态系统健康中的作用不容忽视,但目前对不同寄居蟹现场食物组成差异和生态功能定位知之甚少。本研究于2019年春季在南沙群岛海域珊瑚礁区采集三种优势寄居蟹:兔足真寄居蟹(Dardanus lagopodes)、莫氏硬壳寄居蟹(Calcinus morgani)和沟纹纤毛寄居蟹(Ciliopagurus strigatus),运用高通量测序技术分析其现场食物组成。研究结果显示,三种寄居蟹的食物种类有9个门类,包括红藻门(Rhodophyta)、甲藻门(Pyrrophyta)、褐藻门(Phaeophyta)、绿藻门(Chlorophyta)、节肢动物门(Arthropoda)、苔藓动物门(Bryozoa)等。三种寄居蟹均以藻类为主要食物,包含大量的红藻和甲藻(37.75%和21.14%),此外还有少量的绿藻(3.13%)。不同寄居蟹种类的食物组成有特异性:莫式硬壳寄居蟹主要以草皮海藻和碎屑为食,是植食性寄居蟹;沟纹纤毛寄居蟹以礁石表生藻席(epilithic algal matrix,EAM)中的介形类为主要食物来源,伴随着一些枝状珊瑚藻和丝状褐藻;而兔足真寄居蟹选择摄食壳状珊瑚藻(crustose coralline algae,CCA)、大型藻类及附生其上的苔藓虫。结合生态位重叠度分析发现,三种寄居蟹的重叠度很低(0.059)。在以CCA为优势底栖藻类的退化珊瑚礁区,兔足真寄居蟹与另外两种寄居蟹的摄食区域可能并不重叠,主要在清除CCA和入侵性苔藓虫,维护珊瑚礁健康发展中发挥重要作用。而沟纹纤毛寄居蟹和莫氏硬壳寄居蟹作为次级消费者,将能量更高效向上层传递。以上研究结果拓展了以往对寄居蟹生态地位的认识。

关键词：寄居蟹食性高通量测序生态功能珊瑚礁

悬浮物对三亚珊瑚礁区浮游动物群落结构及其摄食的影响

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热带海洋学报 2022年

作者：胡思敏周天成张琛刘胜李涛黄晖中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广东省应用海洋生物学重点实验室中国科学院南海海洋研究所中国科学院大学三亚海洋科学综合(联合)实验室海南省热带海洋生物技术重点实验室三亚海洋生态环境工程研究院海南三亚海洋生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院海南热带海洋生物实验站

随着人类活动对珊瑚礁的影响日益加剧,输入到近岸珊瑚礁区的悬浮物日益增多,不仅影响珊瑚的生理,也会对珊瑚礁生态系统基础生物生产过程产生影响。为了解悬浮物对珊瑚礁区浮游动物组成及摄食的影响,于2015年4月在三亚典型岸礁区设置了...

随着人类活动对珊瑚礁的影响日益加剧,输入到近岸珊瑚礁区的悬浮物日益增多,不仅影响珊瑚的生理,也会对珊瑚礁生态系统基础生物生产过程产生影响。为了解悬浮物对珊瑚礁区浮游动物组成及摄食的影响,于2015年4月在三亚典型岸礁区设置了昼夜连续观测站点(W4为悬浮物浓度高的站位,W5为对照站位),分析了悬浮物波动对浮游动物群落结构的影响,并用分子生物学方法结合室内实验,研究了悬浮物对优势桡足类现场食物组成和摄食选择的影响。结果显示:两个站位叶绿素a浓度偏低,昼夜波动较大;W4站的悬浮物和叶绿素a浓度均高于W5站,但W5站悬浮物中有机颗粒物组分比例(73.69%)高于W4站(46.09%);W5站浮游动物种类多样性和丰度均高于W4站。进一步摄食分析表明,两个站位桡足类均以后生动物来源的有机碎屑为主要食物,在W4站桡足类食物组成中浮游植物的比例也相对较高,而在W5站桡足类还摄食较多的微型浮游动物。在摄食实验中,高浓度的悬浮颗粒物显著提高了红纺锤水蚤(Acartia erythraea)的滤水率和摄食率,但其食物组成却由以浮游植物为主转而以陆生植物碎屑为主,说明浓缩海水中较高的悬浮颗粒物含量限制了桡足类的摄食选择,使其摄食大部分有机碎屑作为补偿营养来源。研究结果表明高悬浮物浓度会影响浮游动物的摄食选择,但悬浮物中高比例的有机碎屑可为浮游动物提供重要的补充食物来源,支持其维持较高的生物量。

关键词：

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三亚凤凰岛造礁石珊瑚迁移效果研究

热带海洋学报 2023年

作者：张浴阳刘骋跃俞晓磊罗勇周天成练健生黄晖中国科学院大学中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广东省应用海洋生物学重点实验室中国科学院南海海洋研究所海南三亚海洋生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院海南热带海洋生物实验站三亚海洋科学综合(联合)实验室海南省热带海洋生物技术重点实验室三亚海洋生态环境与工程研究院

造礁石珊瑚既是构成珊瑚礁生态系统中的关键功能生物,也是国家二级保护野生动物,其数量的快速衰退已经引起了广泛的关注,因此近年来我国对造礁石珊瑚以及珊瑚礁生态系统的保护正在逐步加强。海岸工程易对周边的珊瑚礁造成严重影响,对受... 详细信息

造礁石珊瑚既是构成珊瑚礁生态系统中的关键功能生物,也是国家二级保护野生动物,其数量的快速衰退已经引起了广泛的关注,因此近年来我国对造礁石珊瑚以及珊瑚礁生态系统的保护正在逐步加强。海岸工程易对周边的珊瑚礁造成严重影响,对受影响的造礁石珊瑚进行保护性迁移是降低工程对造礁石珊瑚影响的重要手段。为研究海南热带海域造礁石珊瑚迁移方法以及迁移保护的效果,我们对三亚凤凰岛二期项目拆除工程影响海域内的造礁石珊瑚实施了保护性迁移并开展了监测。迁移造礁石珊瑚个体共计16634株,包括鹿角珊瑚属、牡丹珊瑚属、滨珊瑚属等20属的珊瑚种类。迁移个体分别迁移至鹿回头海域6210株与西岛海域10424株。迁移珊瑚采用了三种移植方法,分别为铆钉移植、小型移植礁体移植与直接摆放。移植2个月(2021年11月)和8个月(2022年5月)后对迁移的珊瑚实施调查,在鹿回头和西岛两地的8个月后的珊瑚平均存活率均在80%以上,两地迁移珊瑚的总存活率为86.24%。调查的结果显示,铆钉移植的方法存活率最高,小型移植礁体和直接摆放的两种移植方法存活率稍低。迁移至西岛的珊瑚8个月平均生长了3.03cm,的增长率为23.3 1%,而鹿回头迁入的珊瑚平均生长了6.15cm,增长率为58.74%,高于迁移至西岛的珊瑚。迁移采用的三种移植方法的8个月的存活率均高于75%,并且珊瑚的生长速率较好,说明珊瑚适应迁入区环境,能够很好的生长。由以上结果来看,此次保护性迁移珊瑚数量多,涉及的珊瑚种类广,并在迁移后受到过两次台风的影响,迁移珊瑚的结果具有一定的代表性,珊瑚迁移保护的效果达到了保护受拆除工程影响的造礁石珊瑚的目的,可为未来的珊瑚迁移性保护提供重要经验。

关键词：造礁石珊瑚珊瑚礁保护珊瑚迁移三亚珊瑚礁凤凰岛

日本城市历史景观的保护与活用体系及其对中国的启示

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城镇化与集约用地 2022年第2期10卷 30-36页

作者：周天成蒋珺 KonomiIkebe 千叶大学园艺学研究科日本千叶县

近年来,随着中国经济的快速增长,城市化的进程也在不断加快,由于早期规划不足或在城市扩张过程中对历史景观破坏的现象时有发生,许多历史城市的文化遗产和街道形态被侵蚀,城市记忆和城市个性正在变得模糊,城市历史景观保护体系的建立成... 详细信息

近年来,随着中国经济的快速增长,城市化的进程也在不断加快,由于早期规划不足或在城市扩张过程中对历史景观破坏的现象时有发生,许多历史城市的文化遗产和街道形态被侵蚀,城市记忆和城市个性正在变得模糊,城市历史景观保护体系的建立成为了当下中国继续解决的问题。而与中国文化相似的日本在此方面已有多年的经验,本研究通过对日本城市历史景观相关的法律分析,结合日本政府体制,具体案例详细解析日本城市历史景观体系,对中国城市历史景观体系的建立做出贡献。

关键词：城市历史景观景观法文化景观文化遗产

南沙珊瑚礁区波纹钩鳞鲀(Balistapus undulatus)食性和营养级分析

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热带海洋学报 2022年第1期41卷 7-14页

作者：张琛胡思敏林先智周天成黄晖刘胜中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广东省应用海洋生物学重点实验室广东广州510301 中国科学院大学北京100049 三亚海洋科学综合(联合)实验室海南省热带海洋生物技术重点实验室三亚中科海洋研究院海南三亚572000 海南三亚海洋生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院海南热带海洋生物实验站海南三亚572000

波纹钩鳞鲀(Balistapus undulatus)是一种在热带珊瑚礁海域中广泛分布的杂食性鱼类,研究其自然环境中的食物组成有助于了解其食物来源及其在生态系统中的功能地位。但目前的认识仅限于他们是珊瑚礁区的海胆捕食者,对其准确的食物组成和... 详细信息

波纹钩鳞鲀(Balistapus undulatus)是一种在热带珊瑚礁海域中广泛分布的杂食性鱼类,研究其自然环境中的食物组成有助于了解其食物来源及其在生态系统中的功能地位。但目前的认识仅限于他们是珊瑚礁区的海胆捕食者,对其准确的食物组成和生态功能定位尚不清晰。本研究于2017年夏季在南沙珊瑚礁区采集了波纹钩鳞鲀样品,通过特异性引物扩增波纹钩鳞鲀消化道中的线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因,以高通量测序技术分析了其现场食物组成,并测定了碳、氮稳定同位素以分析其营养级。研究结果显示,波纹钩鳞鲀摄食的食物种类有13种,分属于节肢动物门(Arthropoda)、脊索动物门(Chordata)和环节动物门(Annelida)。其中最主要的食物来源是节肢动物门扇蟹科的蟹类,如滑面蟹(Etisus sp.)、Luniella pubescens、皱纹花瓣蟹(Liomera rugata)等,分别占61.8%、6.7%和1.8%。鱼类也有一定的贡献,占总食物序列的23.5%。同位素结果显示其营养级为3.71±0.07,与分子检测的结果相符。研究结果表明波纹钩鳞鲀的主要食物是小型甲壳类动物以及植食性鹦嘴鱼,这拓展了以往对波纹钩鳞鲀所扮演生态角色的认识。

关键词：波纹钩鳞鲀(Balistapus undulatus) 食性高通量测序稳定同位素营养级珊瑚礁