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中国海洋工程装备国产化进程及其高质量发展趋势

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中国软科学 2024年第S1期 379-387+413页

作者：王春娟辛庞晨雨刘大海自然资源部第一海洋研究所海岸带科学与综合管理重点实验室中国海洋大学海洋发展研究院中国海洋大学经济学院

海洋是高质量发展的战略要地，海洋工程装备制造业是海洋产业中的核心链条，推动海洋工程装备制造业高质量发展是实现中国式现代化的重要内容。从中国式现代化视角出发，阐释中国海洋工程装备的发展进程、国产化发展现状和存在的问题，... 详细信息

海洋是高质量发展的战略要地，海洋工程装备制造业是海洋产业中的核心链条，推动海洋工程装备制造业高质量发展是实现中国式现代化的重要内容。从中国式现代化视角出发，阐释中国海洋工程装备的发展进程、国产化发展现状和存在的问题，分析海工装备制造业高质量发展趋势，并提出对策建议，推动海工装备制造业高质量发展。

关键词：海工装备中国式现代化国产化水平高质量发展海工装备制造

生物炭碳稳定性及对滨海湿地土壤有机矿化的影响

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环境科学 2024年

作者：张华杰陈友媛王磊叶圣滢王雅雯孙雪凌中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室中国市政工程华北设计研究总院有限公司中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室中国海洋大学环境科学与工程学院

生物炭对增强滨海湿地固碳能力和减少温室气体排放具有重要意义。然而，生物炭的固碳潜力和对土壤有机碳（SOC）矿化的具体作用路径仍不明确。本研究通过生物炭稳定性实验阐明不同热解温度生物炭的固碳潜力，通过土壤矿化实验和路径模... 详细信息

生物炭对增强滨海湿地固碳能力和减少温室气体排放具有重要意义。然而，生物炭的固碳潜力和对土壤有机碳（SOC）矿化的具体作用路径仍不明确。本研究通过生物炭稳定性实验阐明不同热解温度生物炭的固碳潜力，通过土壤矿化实验和路径模型等方法，探究不同生物炭添加量（0%、0.1%、1.5%和3%）对SOC矿化的影响效果和路径。结果表明，随着生物炭制备温度从300℃升高到600℃，化学氧化的碳损失量由46.82%下降到14.11%，微生物矿化量由3.5%降到0.2%，表明600℃生物炭的固碳潜力较佳。采用600℃生物炭进行土壤矿化实验，生物炭使SOC含量增加了1.83～3.94倍，累积矿化量降低了3.43%～19.1%，其中1.5%添加量生物炭的矿化速率最低。使用偏最小二乘路径模型（PLS-PM）量化并揭示了生物炭影响滨海湿地SOC矿化路径：生物炭释放的稳定碳含量高，不易被微生物利用，矿化速率低；生物炭增加大团聚体含量和稳定性，对SOC进行物理包裹，实现碳封存，抑制SOC矿化。研究表明增加生物炭碳稳定性和抑制SOC矿化可提高滨海湿地固碳能力。

关键词：生物炭碳稳定性滨海湿地有机碳矿化土壤团聚体

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古地貌动态模拟研究进展综述

古地理学报 2024年第1期26卷 165-171页

作者：索艳慧付新建李三忠程昊皞田子晗韩续宋双双深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学海洋地球科学学院崂山实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室

作为连接深时地球内外系统的关键界面,重建的古地貌为跨圈层耦合、多学科交叉研究提供了重要途径。地球系统理论的进步以及计算机模拟技术的发展,使得深时古地貌动态重建成为可能。近年来,Badlands(Basin and Landscape Dynamics)区域... 详细信息

作为连接深时地球内外系统的关键界面,重建的古地貌为跨圈层耦合、多学科交叉研究提供了重要途径。地球系统理论的进步以及计算机模拟技术的发展,使得深时古地貌动态重建成为可能。近年来,Badlands(Basin and Landscape Dynamics)区域古地貌模拟软件和goSPL(Global Scalable Paleo Landscape Evolution)全球古地貌模拟软件的开发,将地球深部构造过程、降水、海平面变化等若干地球系统因素联系起来,为理解地表系统演化及其与地球固体圈层相互耦合提供了新的技术基础。基于这些新兴模拟技术,聚焦东亚地形倒转和水系重组、显生宙古地貌演变与海洋物种多样性关系等问题,国内外学者分别已开展了相关模拟工作并取得了很好的研究成果。但鉴于高程代用指标本身的不确定性,不同古地貌重建模型之间存在差异;此外,这些古地貌重建模型很难做到与高精度的地质观测记录完全吻合,迫切需要开展超高(时间和空间)分辨率的海陆古地貌重建。

关键词：古地貌模拟多圈层耦合 Badlands goSPL 超高分辨率模型

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孤东海堤堤前冲刷机制及冲刷极限研究

海洋湖沼通报 2024年第3期 28-38页

作者：孙健徐继尚李广雪海底科学与探测技术教育部重点实验室(中国海洋大学) 中国海洋大学海洋地球科学学院海洋油气开发与安全保障教育部工程研究中心

海堤是沿海地区防御风暴潮的重要设施，但海堤建成之后，堤前海床常遭受侵蚀，威胁海堤安全。本文利用孤东海域近20年水深数据分析了堤前侵蚀过程，探讨海床冲刷机理，并计算极限冲刷深度。结果表明：(1)孤东海堤处于黄河水下三角洲废... 详细信息

海堤是沿海地区防御风暴潮的重要设施，但海堤建成之后，堤前海床常遭受侵蚀，威胁海堤安全。本文利用孤东海域近20年水深数据分析了堤前侵蚀过程，探讨海床冲刷机理，并计算极限冲刷深度。结果表明：(1)孤东海堤处于黄河水下三角洲废弃叶瓣侵蚀背景之下，堤前500 m以内海底侵蚀更严重，本文分别称之为背景冲刷和堤脚冲刷，堤前水深由2000年的2～3 m加深到当前6 m左右，堤脚最大水深已超过7 m。(2)背景冲刷主要是由于黄河改道及黄河入海泥沙减少造成的，波浪是其主要动力因素；堤脚冲刷是由于堤前波浪反射、波浪破碎、堤前湍流、沿岸流、离岸流等复杂水动力过程所致。(3)研究区背景冲刷极限深度为7 m,堤脚冲刷极限深度1.7～2.5 m,据此计算堤前极限水深为8.7～9.5 m。

关键词：黄河三角洲孤东海堤冲刷

慢性低氧胁迫下虹鳟和硬头鳟生长、生化指标和基因表达的比较研究

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水生生物学报 2024年

作者：陈晓群周演根贾坤同刘荣欣杨小刚高勤峰董云伟董双林中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室中山大学香港科技大学

为比较低氧胁迫对虹鳟、硬头鳟生长、血清生化指标、肝脏抗氧化酶活性和基因表达的影响,研究设置4个处理组:虹鳟常氧组(R-CT)、虹鳟低氧组(R-HY)、硬头鳟常氧组(S-CT)和硬头鳟低氧组(S-HY),养殖周期为30d。结果显示:低氧胁迫显著降低了... 详细信息

为比较低氧胁迫对虹鳟、硬头鳟生长、血清生化指标、肝脏抗氧化酶活性和基因表达的影响,研究设置4个处理组:虹鳟常氧组(R-CT)、虹鳟低氧组(R-HY)、硬头鳟常氧组(S-CT)和硬头鳟低氧组(S-HY),养殖周期为30d。结果显示:低氧胁迫显著降低了虹鳟和硬头鳟的增重率、摄食量、特定增长率和热生长系数,且两种鱼间不存在显著差异。在低氧环境下,虹鳟血糖(GLU)水平减少、血清乳酸脱氢酶(LDH)水平增加;而硬头鳟GLU水平增加、血清LDH水平减少,表明低氧胁迫激活虹鳟肝脏糖酵解以应对自身能量供应短缺,而硬头鳟糖酵解被抑制。低氧胁迫分别显著降低了虹鳟血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)和硬头鳟血清ALP水平,表明虹鳟和硬头鳟代谢反应受到显著影响。低氧胁迫分别激活虹鳟肝脏过氧化氢酶(CAT)和硬头鳟肝脏超氧化物歧化酶(SOD)及CAT活性,暗示硬头鳟活性氧(ROS)清除能力优于虹鳟。综合生物标志物响应(IBR)指数结果显示:R-HY组(6.61)>S-HY组(5.94)>S-CT组(0.43)>R-CT组(0.37),表明低氧胁迫下虹鳟存活能力低于硬头鳟。低氧胁迫分别激活虹鳟肝脏血管生长因子(VEGF)和硬头鳟肝脏VEGF、葡萄糖转运蛋白1 (GLUT1) mRNA表达,表明两者HIF-1信号通路低氧响应有所不同。综上,在慢性低氧条件下(4.08±0.45 mg/L),硬头鳟的耐低氧能力优于虹鳟,且两种不同生活型鲑的生理响应存在差异。

关键词：低氧胁迫生化指标基因表达虹鳟硬头鳟

基于潜标观测的黑潮-亲潮混合区近惯性能量季节变化特征研究

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海洋与湖沼 2024年第2期55卷 293-305页

作者：范中祥孙冰溶陈朝晖中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学未来海洋学院山东青岛266100

近惯性内波广泛存在于全球海洋,是维持深层海洋跨等密度面湍流混合及海洋层结的重要能量来源。基于黑潮-亲潮混合区的多年深海潜标数据,分析了:(1)该海域近惯性内波及其能量的季节变化特征与影响因素,(2)上层和深层近惯性运动的频率、... 详细信息

近惯性内波广泛存在于全球海洋,是维持深层海洋跨等密度面湍流混合及海洋层结的重要能量来源。基于黑潮-亲潮混合区的多年深海潜标数据,分析了:(1)该海域近惯性内波及其能量的季节变化特征与影响因素,(2)上层和深层近惯性运动的频率、波数谱及垂向分布等特征。结果表明,该海域存在丰富的近惯性动能,无论海洋上层还是深层均呈现显著的冬季强、夏季弱的季节变化特征,冬季(12~2月)上层的近惯性能量可占全年能量的41%,深层近惯性信号同样显著,同潮汐信号相当。平板模型分析表明,该区域近惯性动能的季节循环特征主要受风场的季节变化所主导,同时受到黑潮延伸体流轴的摆动调制。

关键词：黑潮-亲潮混合区近惯性内波季节变化潜标观测

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铁改性生物炭强化生物滞留系统融雪径流中有机氮去除效能的研究

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环境科学学报 2024年

作者：陈友媛王丹王磊张孝桢李雪薇赵昊昀李晓涵刘恒阳中国海洋大学环境科学与工程学院中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室中国市政工程华北设计研究总院有限公司

在城市雨水径流中，溶解性有机氮（DON）约占总氮含量的47%，大量DON排入水体会造成城市水体黑臭，同时冬季融雪剂会抑制DON转化，导致DON去除率较低.本研究通过向生物滞留系统填料中添加铁改性生物炭（FBC），探讨添加融雪剂和不同运... 详细信息

在城市雨水径流中，溶解性有机氮（DON）约占总氮含量的47%，大量DON排入水体会造成城市水体黑臭，同时冬季融雪剂会抑制DON转化，导致DON去除率较低.本研究通过向生物滞留系统填料中添加铁改性生物炭（FBC），探讨添加融雪剂和不同运行条件对DON去除效率及机制的影响.结果表明，FBC显著提升了生物滞留系统对DON的去除能力.FBC组在未添加融雪剂，且降雨时长为60 min，降雨强度为60mL·min-1时，对DON的去除率可达78.23%，比石英砂组提高了24.60%.添加融雪剂抑制了DON的去除效果，在此运行条件下，去除率降低了15.85%.此外，FBC通过表面氧化铁活性官能团及Fe3+的作用，促进细菌产生了更多的蛋白酶、脲酶、脱氢酶、硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶等氮循环相关酶，酶活性比石英砂组提高了23.16%～572.8%，从而促进了DON的转化.总体而言，将FBC加入生物滞留系统的填料层，能够吸附部分DON，同时促进DON矿化，在融雪剂胁迫下，FBC吸附Na+，缓解了融雪剂对氮素转化的抑制作用，实现了DON的高效去除.该研究为冬季生物滞留系统去除融雪径流中DON提供了理论依据.

关键词：生物滞留系统铁改性生物炭融雪剂有机氮矿化

壳聚糖/磁性生物炭复合物的制备及其对环丙沙星的吸附性能

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第6期54卷 121-132页

作者：杜晶宇吴心怡李瑾钟莲郎印海中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100

本文以芦苇生物质和FeCl_(3)·6H_(2)O为原料,采用浸渍-热解法,控制浸渍比率、热解温度和热解时间制备磁性生物炭(Biochar, MB),再与壳聚糖(Chitosan, CTS)复合,制备了壳聚糖/磁性生物炭复合物(Magnetic biochar, CMB)。利用田口分析方... 详细信息

本文以芦苇生物质和FeCl_(3)·6H_(2)O为原料,采用浸渍-热解法,控制浸渍比率、热解温度和热解时间制备磁性生物炭(Biochar, MB),再与壳聚糖(Chitosan, CTS)复合,制备了壳聚糖/磁性生物炭复合物(Magnetic biochar, CMB)。利用田口分析方法,以环丙沙星(Ciprofloxacin, CIP)为目标物,以吸附容量为评价指标,优化了CMB的制备条件。使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和全自动比表面及孔隙度分析仪(BET)对其结构进行了表征。研究了CMB对CIP的吸附动力学和吸附热力学。结果表明,CMB的最佳制备条件为浸渍比率1∶3、热解温度800℃、热解时间4 h,以柠檬酸为交联剂、MB与CTS的质量比5∶1。CMB对CIP的吸附更符合Avrami模型和拟二级动力学模型,吸附过程可能是膜扩散和颗粒内扩散共同作用的结果。Freundlich吸附等温方程能较好地描述CMB对CIP的吸附行为。热力学参数表明,CMB对CIP的吸附是一个自发的吸热反应。

关键词：磁性生物炭壳聚糖环丙沙星田口分析方法吸附

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基于传输矩阵的水下光学成像

激光与光电子学进展 2024年

作者：吴修昊李文东肖芽赵航马君史晓凤中国海洋大学信息科学与工程学部物理与光电工程学院中国海洋大学海洋物理高端仪器装备教育部工程研究中心中国海洋大学青岛市光学光电子重点实验室

为了解决目前水下成像过程中由于散射导致的清晰度下降问题，本文基于传输矩阵法，利用自搭建马赫-曾德尔干涉光路实现浑浊液体后的图像重聚焦，并研究了强度平均法和GS算法的重聚焦成像效果。结果显示，使用四步移相的传输矩阵法，透... 详细信息

为了解决目前水下成像过程中由于散射导致的清晰度下降问题，本文基于传输矩阵法，利用自搭建马赫-曾德尔干涉光路实现浑浊液体后的图像重聚焦，并研究了强度平均法和GS算法的重聚焦成像效果。结果显示，使用四步移相的传输矩阵法，透过浑浊介质后的预设图像被清晰地重聚焦。强度平均法下聚焦图像与原始图像的余弦相似度比值为0.66，而基于GS算法的图像重建，其比值可达到0.91，因此使用传输矩阵法结合GS算法可以有效的减弱散射效应对图像传输带来的影响。该方法在海洋学、生物医学成像、水下通信等领域中具有广阔的应用前景。

关键词：光散射传输矩阵四步移相法空间光调制器马赫-曾德尔干涉仪