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春季青藏高原积雪年际变率的年代际转型对东亚夏季风影响的研究进展

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大气科学 2024年第1期48卷 321-332页

作者：张超段安民厦门大学海洋与地球学院近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361102

冬春青藏高原积雪异常是东亚夏季风的重要预测因子之一。本文系统回顾了近20年关于青藏高原积雪年际变率的年代际转型影响东亚夏季风的相关研究,主要结论如下:(1)20世纪90年代初春季青藏高原积雪的年际变率从东西偶极型转变为全区一致型... 详细信息

冬春青藏高原积雪异常是东亚夏季风的重要预测因子之一。本文系统回顾了近20年关于青藏高原积雪年际变率的年代际转型影响东亚夏季风的相关研究,主要结论如下:(1)20世纪90年代初春季青藏高原积雪的年际变率从东西偶极型转变为全区一致型,这主要受北太平洋、热带大西洋海温异常变化的影响,也与南极涛动、北极涛动的变化密切相关;(2)春季青藏高原积雪年际变率的年代际转型可通过影响东亚高层的副热带西风急流和低层的水汽输送,进而影响东亚夏季风降水格局变化;(3)青藏高原积雪异常可通过“高原大气河”的机制影响梅雨雨带;(4)大西洋年代际振荡可调节春季青藏高原积雪与梅雨降水关系的年代际变化,当大西洋年代际振荡为正(负)位相时,春季青藏高原积雪与梅雨的关系加强(减弱)。最后,本文对青藏高原积雪异常影响东亚季风变化的关键科学问题进行了讨论与展望。

关键词：青藏高原积雪东亚夏季风降水

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古气候模拟中古地理边界条件重建的不确定性研究

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古地理学报 2024年

作者：朱广坤张彧瑞覃国金近海海洋环境科学国家重点实验室厦门大学海洋与地球学院

随着气候模式在古气候研究中的应用越发广泛,更加准确的古地理边界条件重建成为研究深时气候变化机制的关键,而古地理边界条件重建过程中的不确定性却少有人关注。本研究基于古海陆分布、古海深、古地形重建方法及资料选择,研究古地理... 详细信息

随着气候模式在古气候研究中的应用越发广泛,更加准确的古地理边界条件重建成为研究深时气候变化机制的关键,而古地理边界条件重建过程中的不确定性却少有人关注。本研究基于古海陆分布、古海深、古地形重建方法及资料选择,研究古地理边界条件重建过程中的不确定性以及其对气候模式模拟结果的影响。结果显示,重建过程中板块运动模型的选择、海陆分布的修正、海洋洋壳年龄数据的更新、大洋深度一洋壳年龄关系模型选择、沉积物模型选择以及古地形高度代用指标的选择都会导致不同的古地理边界条件重建结果。更重要的是,这种古地理边界条件的差异会进一步影响模式模拟结果中的温度、盐度以及洋流等重要的气候环境变量。这表明重建气候模式中古地理边界条件时需根据具体需求合理选择重建资料,同时也需基于密集和可靠的代用指标进一步优化重建资料,从而减少古地理边界条件对古气候模式结果可靠性的影响。

关键词：古气候气候模式古地理重建古气候边界条件古气候模拟

响应面法优化暹罗芽孢杆菌产大环内酯的发酵培养条件

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生物技术通报 2024年第8期40卷 299-308页

作者：张梦菲余炼李菲李喆苏芯莹蓝彩碧朱虎秦莹广西大学轻工业与食品工程学院食品科学与工程系南宁530004 广西科学院广西近海海洋环境科学重点实验室南宁530007

【目的】大环内酯(MLNs)是一类由聚酮链环化而成的新型化合物,具有显著的抗菌、抗病毒和抗肿瘤活性,但因传统发酵的大环内酯产量较低而限制了其广泛应用。旨在提高暹罗芽孢杆菌K53合成MLNs的产量,以期为MLNs的批量生产提供科学依据。【... 详细信息

【目的】大环内酯(MLNs)是一类由聚酮链环化而成的新型化合物,具有显著的抗菌、抗病毒和抗肿瘤活性,但因传统发酵的大环内酯产量较低而限制了其广泛应用。旨在提高暹罗芽孢杆菌K53合成MLNs的产量,以期为MLNs的批量生产提供科学依据。【方法】基于前期研究发现,通过单因素试验研究碳源、氮源、氨基酸等营养成分对菌株K53中MLNs发酵产量的影响,确定关键营养因子,运用响应面分析法对关键营养因子进行优化,获得发酵MLNs的最佳工艺参数。【结果】单因素试验中,菌株K53的发酵培养基中葡萄糖为最优碳源,酵母提取物和(NH_(4))_(2)SO_(4)分别为最优有机氮源和无机氮源,额外添加组氨酸和缬氨酸可提高MLNs的产量。响应面优化中,菌株K53的最佳发酵培养基:22.0 g/L葡萄糖、3.0 g/L(NH_(4))_(2)SO_(4)、1.0 g/L酵母提取物、6.1 g/L缬氨酸和5.9 g/L组氨酸,其中缬氨酸和组氨酸为合成MLNs的前体物质。在该培养基中MLNs的产量达到5.37×10^(2)μg/mL,与理论预测的最大值(5.46×10^(2)μg/mL)非常接近,与优化前的菌株合成MLNs产量(1.31×10^(2)μg/mL)相比提高4.10倍。【结论】响应面法优化后的发酵培养基有利于提高菌株K53的MLNs产量,为菌株MLNs的后续开发应用提供参考。

关键词：大环内酯暹罗芽孢杆菌发酵培养基前体物质响应面优化

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东海六个国家级海洋保护区鱼类多样性和连通性

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生物多样性 2024年第6期32卷 92-106页

作者：姜熠辉刘岳曾旭林喆滢王楠彭吉豪曹玲曾聪上海交通大学海洋学院上海200030 厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室福建厦门361102

全球气候变化和人类活动影响对沿海生态系统造成了巨大压力,而建立海洋保护区网络被认为是应对这双重压力的重要手段。为了保护东海丰富的生物资源,我国自20世纪末已建立了多个保护区,但目前生物多样性以及连通性的研究不足以有效支撑... 详细信息

全球气候变化和人类活动影响对沿海生态系统造成了巨大压力,而建立海洋保护区网络被认为是应对这双重压力的重要手段。为了保护东海丰富的生物资源,我国自20世纪末已建立了多个保护区,但目前生物多样性以及连通性的研究不足以有效支撑东海生物多样性保护与可持续发展。为此,本研究选取了东海城洲岛国家级海洋公园(城洲岛)、深沪湾海底古森林遗迹国家级自然保护区(深沪湾)、湄洲岛国家级海洋公园(湄洲岛)、平潭综合实验区海坛湾国家级海洋公园(平潭岛)、洞头国家级海洋公园(洞头岛)和玉环国家级海洋公园(玉环)6个国家级海洋保护区,在保护区内近岸海域采集不同季节的eDNA样品并测量水环境参数,通过对鱼类群落组成分析预测保护区间的生物多样性及其潜在连通性。在采集到的71个样品中,共获得了5,069,193条序列,包括46,309个分子操作分类单元(molecular operational taxonomic units,MOTUs),其中保护区内共享MOTUs的丰度占比基本都超过40%。虽然不同保护区间环境参数存在显著差异,但是生物多样性指数和群落组成差异性检验显示不同保护区间鱼类组成不存在显著差异(P>0.05),仅存在季节差异。高占比的共享MOTUs以及无显著空间分化的群落组成可能意味着这些保护区间存在较强的连通性,具备建立海洋保护区网络的潜力。对保护区生态网络结构的进一步分析表明,不同保护区的生态网络存在差异,洞头岛、玉环、深沪湾保护区的网络结构较为稳健,而湄洲岛和平潭岛保护区则相反,这表明不同保护区的保护效果存在一定差异,这可能与保护区的面积和管理有关。本研究不仅为东海近岸群落连通性研究提供了参考,同时也为东海保护区的管理和建设提供直接支撑。

关键词：海洋保护地保护区网络环境DNA 网络分析连通性生物多样性

基于改进区域生成网络和特征聚合小样本目标检测方法

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计算机应用 2024年

作者：付可意王高才邬满广西近海海洋环境科学重点实验室(广西科学院) 广西大学计算机与电子信息学院广西科学院广西壮族自治区北部湾碳汇与低碳工程研究中心

在现有的小样本目标检测中，区域生成网络（RPN）通常是在基类数据上进行训练以生成新类候选框，但新类数据相对基类而言较为稀缺，在引入时可能产生与目标物不同的复杂背景，会导致RPN将背景误认为前景，遗漏高交并比（IoU）值候选框... 详细信息

在现有的小样本目标检测中，区域生成网络（RPN）通常是在基类数据上进行训练以生成新类候选框，但新类数据相对基类而言较为稀缺，在引入时可能产生与目标物不同的复杂背景，会导致RPN将背景误认为前景，遗漏高交并比（IoU）值候选框。针对上述问题，提出一种基于改进RPN和特征聚合小样本目标检测（IFA-FSOD）方法。首先，基于RPN进行改进，通过在RPN中设计一个基于度量的非线性分类器，计算骨干网络提取的特征和新类之间的相似度，提高对新类候选框的召回率，从而筛选出高IoU候选框。其次，在感兴趣区域对齐（ROI Align）中引入基于注意力机制的特征聚合模块，通过设计不同尺度的网格，获取更全面的信息和特征表示，缓解因尺度不同引起的特征信息缺失。实验结果表明，相比QA-FewDet方法，IFA-FSOD在PASCAL-VOC数据集的新类上，Novel Set 3 10shot下nAP50提升了4.5个百分点；相比FsDetView方法，在10shot和30shot设置下，IFA-FSOD在COCO数据集的新类上m AP分别提升了0.2和0.8个百分点。IFA能有效提高在小样本情况下对目标类别的检测性能，解决高IoU值候选框遗漏和特征信息捕捉不全的问题。

关键词：小样本目标检测基于度量区域生成网络非线性分类器特征聚合

中国深度参与全球海洋生物多样性保护的研究与展望

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科学通报 2024年第12期69卷 1598-1612页

作者：林昕李艺王磊吴思扬王宏伟石哲萱陈治学张欣宜章紫曦柳欣戴民汉厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361102 厦门大学海洋与地球学院厦门361102 厦门大学环境与生态学院厦门361102 自然资源部第三海洋研究所自然资源部海洋生态保护与修复重点实验室厦门361005

海洋是全球生物多样性的宝库,目前全球海洋的保护面积不足10%.世界各国如何携手实现“30×30”目标,将面临诸多争议与挑战,全球海洋治理体系正在发生变革.海洋生物多样性保护已成为未来全球海洋治理的重要议题,中国应抓住契机,规划路径... 详细信息

海洋是全球生物多样性的宝库,目前全球海洋的保护面积不足10%.世界各国如何携手实现“30×30”目标,将面临诸多争议与挑战,全球海洋治理体系正在发生变革.海洋生物多样性保护已成为未来全球海洋治理的重要议题,中国应抓住契机,规划路径,以实现深度参与.本文通过对全球海洋生物多样性议题发展过程中的关键事件开展溯源分析,系统梳理了全球海洋生物多样性保护的现行治理机制与发展趋势,并基于该领域代表性的国际调查评估,重点剖析全球海洋生物多样性的现状以及未来实现“30×30”目标将要面临的挑战.综合以上,对中国未来深度参与全球海洋生物多样性保护的实施路径进行思考与展望.面对国际形势与国家需求,中国应首先夯实科技支撑,加快构建自主化、智能化和国际化的海洋生物多样性观测网络与基础数据库.以科技引领海洋强国建设,支撑中国积极参与重塑全球海洋治理秩序,为海洋资源的可持续开发与利用提供中国方案.

关键词：海洋生物多样性全球海洋治理 “30×30”目标 BBNJ协定可持续发展命运共同体

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镰刀藻属与伪镰刀藻属的超微结构比较研究

植物科学学报 2024年第1期42卷 1-9页

作者：农群专李朗高亚辉陈长平赖俊翔广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西科学院广西海洋科学院广西近海海洋环境科学重点实验室南宁530007 北部湾海洋产业研究院广西防城港538000 厦门大学生命科学学院福建厦门361102

利用扫描电镜对华南沿海及澳大利亚分布的镰刀藻属(Falcula)和伪镰刀藻属(Pseudofalcula)硅藻进行了形态学观察。发现一中国新记录硅藻,即中间镰刀藻(*** Voigt);首次报道了半波镰刀藻(*** Voigt)的超微形态结构;通过与透明伪镰刀藻(***... 详细信息

利用扫描电镜对华南沿海及澳大利亚分布的镰刀藻属(Falcula)和伪镰刀藻属(Pseudofalcula)硅藻进行了形态学观察。发现一中国新记录硅藻,即中间镰刀藻(*** Voigt);首次报道了半波镰刀藻(*** Voigt)的超微形态结构;通过与透明伪镰刀藻(***(Takano)Gómez,Wang&Lin)的比较进一步界定了两属的形态学差异。其中,二者顶纹区结构的差异最为显著:镰刀藻属的顶纹区由数条狭缝组成,而伪镰刀藻属的顶纹区为嵌入壳套的眼点且呈网格状结构。此外,明确了镰刀藻属物种多是大型海藻上的植表生硅藻,而伪镰刀藻属则为典型的动表生硅藻,其宿主为海洋桡足类。本文扩大了中间镰刀藻、半波镰刀藻和透明伪镰刀藻的地理分布区域,厘清了镰刀藻属和伪镰刀藻属的形态学划分依据。

关键词：镰刀藻属伪镰刀藻属超微结构顶纹区

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微纳米塑料在典型日用塑料制品使用过程中的释放规律及机制

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科学通报 2024年第13期69卷 1759-1776页

作者：宋一乐赵雅婷刘卓苗王建军李欣雨王昊岳同涛代燕辉刘霞赵建中国海洋大学近海环境污染控制研究所海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室青岛266071

塑料制品由于低廉和便利性,在生活中被广泛的应用.然而,塑料制品在日常使用过程中会产生并释放微纳米塑料(MNPs),可通过呼吸、无意摄入等方式进入人体,带来潜在的健康风险.因此,明确塑料制品在使用过程中MNPs的释放情况具有重要的现实意... 详细信息

塑料制品由于低廉和便利性,在生活中被广泛的应用.然而,塑料制品在日常使用过程中会产生并释放微纳米塑料(MNPs),可通过呼吸、无意摄入等方式进入人体,带来潜在的健康风险.因此,明确塑料制品在使用过程中MNPs的释放情况具有重要的现实意义.本文详细总结了“食品包装及容器”“母婴用品”“医疗及防护用品”“衣服与织物”以及“其他日用品”等5类典型日用塑料制品在各自主要使用场景下MNPs的释放情况.其中,“食品包装及容器”类塑料制品的研究最丰富,主要释放出聚丙烯材质的、颗粒状的MNPs,且约70%的MNPs粒径分布在0~100μm.进一步归纳了塑料制品在机械破碎、热降解和其他作用下(光/生物降解)的释放机制.其中,机械应力(如磨损、搅拌、洗涤等)导致塑料制品发生的机械破碎,以及温度的变化(高温或冷冻)是引发塑料制品释放MNPs的主要机制.此外,深入分析了影响塑料降解和释放的关键因素,发现机械应力强度的增强、温度的升高和降低、光照(紫外光)时间的延长、微波时间和强度的增加、使用时长和次数的增多以及接触物质的成分等均会促进MNPs的释放;同时,塑料的种类和结构也是影响MNPs释放的重要原因之一.随后,探讨了其他有机化合物(如,酚类、酯类、芳香族化合物)、重金属离子(如,砷、铬、铅离子)、金属纳米颗粒(如,铜纳米颗粒)等添加剂在MNPs产生过程中的释放情况.最后,对塑料制品的未来研究方向进行了建议和展望,为探明塑料制品对人体健康的影响提供了理论支持.

关键词：塑料制品微塑料纳米塑料聚丙烯释放机制添加剂

基于优化的同位素示踪法量化寡营养盐海域痕量氨氧化速率

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环境化学 2024年

作者：张伟杰万显会徐敏马玉刘丽祝依凡高树基自然资源部南海调查中心自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室厦门大学海洋与地球学院

氨氧化过程决定海洋氮素形态，产生并释放温室气体氧化亚氮，是海洋氮循环的核心路径之一.准确测量海洋氨氧化速率，是深入理解海洋氮循环动力过程的关键环节.然而，受限于海洋中总体低氨氮、低速率的特点，极大限制海洋尤其是寡营养盐... 详细信息

氨氧化过程决定海洋氮素形态，产生并释放温室气体氧化亚氮，是海洋氮循环的核心路径之一.准确测量海洋氨氧化速率，是深入理解海洋氮循环动力过程的关键环节.然而，受限于海洋中总体低氨氮、低速率的特点，极大限制海洋尤其是寡营养盐海域氨氧化速率的量化，亟需采用高灵敏度和高精度的方法提高对于痕量氨氧化速率的探测能力.本研究利用海水中低亚硝酸盐浓度的特点，通过适量添加亚硝酸盐，结合15N-NH4+标记培养，采用叠氮还原法测定培养前后NO2-的同位素比值(δ15N-NO2-)增量来计算氨氧化速率，大幅降低了氨氧化速率的检出限，获得了夏季南海北部海水氨氧化速率垂直分布剖面.水柱氨氧化速率为低于检出限至133.524 nmol·L-1·d-1.通过反硝化细菌法测定NO2-+NO3-（NOx-）的δ15N-NOx-值来计算氨氧化速率对比实验发现两方法结果一致，证实了本方法的可靠性.相较于反硝化细菌法，叠氮还原法测试氨氧化速率平均检出限0.002 nmol·L-1·d-1显著低于反硝化细菌法平均检出限0.018 nmol·L-1·d-1，从而大幅提升了对于寡营养盐海域氨氧化速率的探测能力.利用该方法更低检测限、且相较于细菌还原法更易于操作的特点，有望提升对于寡营养盐海域氨氧化和氮循环的探测和认知.

关键词：南海氨氧化速率叠氮还原法反硝化细菌法