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智能时代的红树林知识服务展望:从植物图谱到知识图谱

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中国科学:地球科学 2025年第1期 111-125页

作者：侯志伟荆文龙秦承志杨骥夏清尹小玲广东省科学院广州地理研究所广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室广东省地理时空大数据工程实验室南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室中国科学院大学资源与环境学院长沙理工大学交通运输工程学院

红树林关乎地球生态安全和人类福祉,其管理、保护与修复离不开生物、生态等多学科领域知识与时空信息的支撑.植物图谱等传统知识服务可以提供图文并茂的红树林知识.然而,这种面向信息检索的服务方式,无法有效挖掘和利用多源异构数据中... 详细信息

红树林关乎地球生态安全和人类福祉,其管理、保护与修复离不开生物、生态等多学科领域知识与时空信息的支撑.植物图谱等传统知识服务可以提供图文并茂的红树林知识.然而,这种面向信息检索的服务方式,无法有效挖掘和利用多源异构数据中的碎片化知识,面临“数据海量、知识难求”困境.知识图谱可将海量数据中蕴含的知识,提取、组织、融合为计算机可理解、可计算的语义网络,为实现智能知识服务提供了解决方案.本文聚焦红树林知识获取、形式化表达及智能服务的迫切需求,提出了红树林知识图谱和知识服务构想.首先分析了不同领域图谱概念的异同,认为红树林知识图谱是以红树林生态系统为核心,融合了多领域知识和时空信息的大规模知识库;然后提出了红树林知识服务的研究框架,该框架可实现多模态数据到智能知识服务的转变,包括泛在数据感知与汇聚、知识组织与图谱构建、智能知识服务等多个层次;接着重点介绍了红树林知识图谱的构建方法与流程;最后探讨了目前红树林知识服务面临的挑战,提出在人工智能时代,构建融合领域特色与时空特征的红树林知识体系,探索大模型支持下的知识抽取与融合方法,并研发面向典型场景的智能知识应用,是红树林知识服务的主要发展方向.

关键词：红树林图谱知识图谱多模态知识服务

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天然气水合物地层剪切模量参数岩石物理计算及叠前反演

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海洋地质与第四纪地质 2025年第6期44卷 60-70页

作者：刘欣欣王小杰徐华宁杨睿刘鸿陈江欣中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛 266237 青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛 266237

利用地震资料进行天然气水合物识别，需要解决两个重要问题，一是建立含天然气水合物地层的弹性参数与水合物物性参数之间的定量关系；二是建立地震叠前数据与弹性参数之间的定量关系。针对上述问题，本文从神狐海域天然气水合物的微观... 详细信息

利用地震资料进行天然气水合物识别，需要解决两个重要问题，一是建立含天然气水合物地层的弹性参数与水合物物性参数之间的定量关系；二是建立地震叠前数据与弹性参数之间的定量关系。针对上述问题，本文从神狐海域天然气水合物的微观赋存形态出发，重点考虑水合物的非零剪切模量特征，利用非耦合微分有效介质（DEM）理论、斑块饱和理论进行岩石物理建模，建立了天然气水合物饱和度与弹性参数之间的非线性关系，并通过弹性参数的敏感性分析以及交会分析，确定了剪切模量对水合物含量有较好的指示作用；使用叠前贝叶斯地震反演方法，从叠前地震数据中提取水合物剪切模量参数，结果与SH2站位测井数据有较好的一致性，有效地进行了天然气水合物识别。本方法可为海域天然气水合物识别和预测提供有力的技术支持。

关键词：天然气水合物岩石物理剪切模量地震反演

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遥感遥测中偏振信息的研究进展

光谱学与光谱分析 2010年第4期30卷 1088-1095页

作者：弓洁琼詹海刚刘大召中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力重点实验室广东广州510301

偏振是光的固有特性之一。地球表面和大气中的任何目标物在与光相互作用的过程中,由于目标物的表面结构、内部结构以及光入射的角度不同,都会产生其自身性质决定的特征偏振。而偏振遥感探测就是以目标物辐射能量的偏振特征作为探测信息... 详细信息

偏振是光的固有特性之一。地球表面和大气中的任何目标物在与光相互作用的过程中,由于目标物的表面结构、内部结构以及光入射的角度不同,都会产生其自身性质决定的特征偏振。而偏振遥感探测就是以目标物辐射能量的偏振特征作为探测信息,可以在复杂的背景中提取目标的七维信息并很好地分辨目标物上低反射区域和目标轮廓,解决了传统遥感所不能解决的大气探测和伪装识别方面的问题,具有良好的应用前景。文章介绍了偏振遥感遥测的机理,详细阐述了偏振探测的理论模拟、偏振遥感探测仪以及偏振遥感探测技术在大气探测、地球资源探测、海洋表面与水下探测、生物医学、天文探测、军事等领域应用的国内外研究概况、水平和发展趋势,归纳了目前存在的问题,并指出目前国内外偏振探测技术的研究方向,以期为后续的同类研究提供参考。

关键词：偏振遥感探测斯托克斯矢量偏振度偏振角

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浅海底质高光谱反射率测量系统的设计及应用

光谱学与光谱分析 2020年第2期40卷 579-585页

作者：曾凯许占堂杨跃忠张雨周雯李彩黄晖中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室广东省海洋遥感重点实验室广东广州510301 南方海洋科学与工程广东省实验室广东广州511458 中国科学院大学北京100049 中国科学院海南热带海洋生物重点实验站海南三亚572000

海底光谱反射率是光学浅水中太阳辐射传输的重要组成部分,影响着海水表面离水辐亮度的光谱特性,因此底质光谱信息的准确获取对于浅海遥感工作的开展至关重要。专门设计了一套海底光谱反射率测量系统填补了国际上在这方面的空白。采用可... 详细信息

海底光谱反射率是光学浅水中太阳辐射传输的重要组成部分,影响着海水表面离水辐亮度的光谱特性,因此底质光谱信息的准确获取对于浅海遥感工作的开展至关重要。专门设计了一套海底光谱反射率测量系统填补了国际上在这方面的空白。采用可自由伸缩并旋转角度的参考白板贴近目标物测量,以消除探头到目标物之间水体吸收衰减的影响,双光路采集系统同步测量的设计避免了水下光场迅速变化对辐射测量的影响。于2018年9月3日—8日,用该系统在三亚珊瑚礁保护区进行原位海底反射率测量试验,测量对象包括珊瑚、海草、泥沙、沙滩等多种底质。各底质类型之间具有光谱可分性,具体表现为,在波长大于580 nm的长波段,浅海沙子底质与岸上沙滩光谱反射率特征差异明显,表明相对于空气中,水体和水中微藻介质的吸收散射作用严重影响着水下光谱辐射的测量,证实了空气中测量的目标光谱不可替代水中的结果。珊瑚和水草的光谱反射率特征主要区别在于海草反射率光谱在540~600 nm波段有一个宽反射峰,而珊瑚的典型特征是在575,600和650 nm附近有三个特征反射峰。此外,珊瑚、沙子和沙滩三种碳酸盐质底质在395,430,490和520 nm存在反射峰,485和585 nm处有一个小吸收峰,而海草则相反,在395,430,490和520 nm存在吸收峰,485和585 nm处显示反射峰。以上数据为将来利用底质反射率提取底栖物质组成信息奠定了基础,同时其结果也能够证实系统的可靠性和有效性。

关键词：光学浅水遥感底质反射率光谱可分性底质分类高光谱

基于粒子群算法的俯冲带三维有效弹性厚度反演

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地球物理学报 2019年第12期62卷 4738-4749页

作者：张江阳孙珍邱宁张云帆李付成中国科学院南海海洋研究所中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室广州510301 中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室青岛266071 中国科学院大学北京100049

岩石圈有效弹性厚度是表征岩石圈力学性质的参数,其反映了岩石圈挠曲变形的特征.本文在传统二维挠曲模型的基础上,提出了适用于俯冲及碰撞带的三维薄板挠曲模型.并发展了基于粒子群算法的俯冲带三维有效弹性厚度反演方法.该方法适用于... 详细信息

岩石圈有效弹性厚度是表征岩石圈力学性质的参数,其反映了岩石圈挠曲变形的特征.本文在传统二维挠曲模型的基础上,提出了适用于俯冲及碰撞带的三维薄板挠曲模型.并发展了基于粒子群算法的俯冲带三维有效弹性厚度反演方法.该方法适用于挠曲参数存在横向差异的俯冲-碰撞带.最后利用该方法反演了马尼拉海沟处岩石圈的有效弹性厚度,结果显示:南海中央海盆岩石圈的有效弹性厚度随着距洋中脊距离的增加而增大;马尼拉海沟轴部弯矩在洋中脊两侧呈分段性变化,这表明南海俯冲板片在深部撕裂可能对浅部的挠曲形态产生影响.

关键词：挠曲三维模拟粒子群算法南海马尼拉海沟

浮游植物的吸收-衰减特性及其与粒径间的关系

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光谱学与光谱分析 2012年第12期32卷 3347-3352页

作者：周雯孙兆华曹文熙王桂芬中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室广东广州510301

室内测量了十六种浮游植物的吸收-衰减光谱,及其粒径分布和叶绿素a浓度。研究结果表明,粒径和单位细胞叶绿素浓度是影响浮游植物吸收和衰减系数量值的两个重要因素;粒径是决定衰减光谱形状的重要因子之一,粒径与衰减光谱斜率之间存在非... 详细信息

室内测量了十六种浮游植物的吸收-衰减光谱,及其粒径分布和叶绿素a浓度。研究结果表明,粒径和单位细胞叶绿素浓度是影响浮游植物吸收和衰减系数量值的两个重要因素;粒径是决定衰减光谱形状的重要因子之一,粒径与衰减光谱斜率之间存在非单调的变化关系;粒径不是影响浮游植物吸收光谱的蓝-红波段比和光谱斜率的决定性因子,但是,藻细胞密度与粒径平方的乘积是决定吸收光谱斜率的关键量。适用于均匀球体颗粒的Mie散射理论能对粒径与浮游植物吸收光谱和衰减光谱间的相关关系进行阐释,该文研究的藻类其非均匀球体结构并没有从根本上改变粒径与吸收—衰减光谱间存在的内在规律。

关键词：浮游植物吸收光谱衰减光谱粒径

Cu暴露条件下翡翠贻贝(Perna viridis)消化腺内金属和类金属硫蛋白的变化

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环境科学 2007年第8期28卷 1788-1795页

作者：李春娣颜文龙爱民马福俊陈绍勇中国科学院南海海洋研究所边缘海地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学重点实验室广州510301

通过室内急性暴露实验研究了翡翠贻贝（Perna viridis）消化腺富集Cu及其MTLP（metallothionein like protein）水平随时间的变化规律．结果表明，2种Cu浓度暴露条件下（12．7μg／L和63．5μg／L），贻贝消化腺内Cu的平均吸收速率分别... 详细信息

通过室内急性暴露实验研究了翡翠贻贝（Perna viridis）消化腺富集Cu及其MTLP（metallothionein like protein）水平随时间的变化规律．结果表明，2种Cu浓度暴露条件下（12．7μg／L和63．5μg／L），贻贝消化腺内Cu的平均吸收速率分别为2．045和7．028μg·（g·d）^-1，富集系数分别为2074和1619．实验测定了所有样本的溶解态Cu与总Cu含量，2个暴露组二者的比值随时间呈现出不同的变化趋势，低浓度组先降低随后上升到与对照样本几乎相同的水平，而高浓度组一直呈下降趋势，表明不同污染程度生物体内金属消化机制进程存在差异．利用Brdicka极谱法测定了贻贝消化腺内MTLP的含量，对照组贻贝消化腺的MTLP平均含量为（0．551±0．037）ms／g；12．7μg／L Cu暴露组MTLP含量随时间的变化范围是0．407～0．699ms／g，而63．5μg／L Cu暴露组在暴露初始MTLP水平就显著增加（P〈0．001），变化范围由初始0．942mg／g降至0．826mg／g．分析结果表明贻贝消化腺内的MTLP水平随着水体及生物体内的金属含量升高而增加，并与体内Cu浓度成明显的负指数增长关系（P〈0．0001）．

关键词：翡翠贻贝 Cu 类金属硫蛋白 Brdicka极谱法

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马氏珠母贝选育系遗传变异的AFLP分析

高技术通讯 2006年第5期16卷 534-538页

作者：史兼华何毛贤黄良民袁涛中国科学院南海海洋研究所广东省/中国科学院应用海洋生物学重点实验室广州510301

利用AFLP技术对马氏珠母贝两个选育系DDS-G1和JCS-G1及大亚湾养殖群体（DDC）进行了遗传变异分析.5对选择性扩增引物共扩增谱带265条,DDC的多态位点比率为79.25%,DDS-G1为73.58%,JCS-G1为75.85%.两个选育系的单态位点明显增加,而Shannon... 详细信息

利用AFLP技术对马氏珠母贝两个选育系DDS-G1和JCS-G1及大亚湾养殖群体（DDC）进行了遗传变异分析.5对选择性扩增引物共扩增谱带265条,DDC的多态位点比率为79.25%,DDS-G1为73.58%,JCS-G1为75.85%.两个选育系的单态位点明显增加,而Shannon＇s遗传多样性指数和Nei＇s基因多样性有所下降.三个组间的遗传距离为0.1615～0.2744,两个选育系间的遗传距离较大.研究结果表明,经过一代的选择,马氏珠母贝选育系的遗传结构和遗传多样性已发生改变,AFLP标记能够有效地监测选育系的遗传变异.

关键词：马氏珠母贝 AFLP 遗传变异选择

Characterization of a novel marine microbial esterase and its use to make D-methyl lactate

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Chinese Journal of Catalysis 2016年第8期37卷 1396-1402页

作者：王依龙张云孙爱君胡云峰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广州510301 中国科学院大学北京100049 中国科学院南海海洋研究所广东省海洋药物重点实验室广东广州510301 南海生物资源开发和利用协同创新中心广东广州510301

A novel marine microbial esterase PHE14 was cloned from the genome of Pseudomonas oryzihabit‐ans HUP022 isolated from the deep sea of the western Pacific Ocean. Esterase PHE14 exhibited very good tolerance to most organic solvents, surfactants and metal ions tested, thus making it a good esterase candidate for organic synthesis that requires an organic solvent, surfactants or metal ions. Esterase PHE14 was utilized as a biocatalyst in the asymmetric synthesis of D‐methyl lactate by enzymatic kinetic resolution. D‐methyl lactate is a key chiral chemical. Contrary to some previous reports, the addition of an organic solvent and surfactants in the enzymatic reaction did not have a beneficial effect on the kinetic resolution catalyzed by esterase PHE14. Our study is the first report on the preparation of the enantiomerically enriched product D‐methyl lactate by enzymatic kinetic resolution. The desired enantiomerically enriched product D‐methyl lactate was obtained with a high enantiomeric excess of 99%and yield of 88.7%after process optimization. The deep sea mi‐crobial esterase PHE14 is a green biocatalyst with very good potential in asymmetric synthesis in industry and can replace the traditional organic synthesis that causes pollution to the environment.

关键词： Esterase Marine microorganism Biocatalysis Kinetic resolution D-methyl lactate Hydrolysis