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不同合成方法制备NaNiMnO及其电化学性能研究

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矿冶工程 2024年

作者：史世和白世伟杨波吴千惠陈庆荣廖芝建钟胜奎刘洁群海南热带海洋学院海洋科学技术学院崖州湾创新研究院

分别采用固相法、共沉淀法和溶胶-凝胶法合成了钠离子电池正极材料NaNi0.5Mn0.5O2，探究了合成方法对正极材料晶体结构、微观形貌以及电化学性能的影响。结果表明：3种方法合成的材料均表现为O3型结构；不同方法制备的材料形貌各不相同... 详细信息

分别采用固相法、共沉淀法和溶胶-凝胶法合成了钠离子电池正极材料NaNi0.5Mn0.5O2，探究了合成方法对正极材料晶体结构、微观形貌以及电化学性能的影响。结果表明：3种方法合成的材料均表现为O3型结构；不同方法制备的材料形貌各不相同，其中固相法合成的材料颗粒呈现出特殊的层状结构，有利于钠离子的脱嵌；固相法、共沉淀法和溶胶凝胶法合成的材料在0.1C下的首次放电比容量分别为96.1 mAh/g、92.8 mAh/g和92.3 mAh/g,0.5C下循环100周后的容量保持率分别为64.3%、46.5%和36.5%。固相法是适宜的制备方法。

关键词：钠离子电池正极材料 NaNi Mn O 固相法共沉淀法溶胶-凝胶法

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三亚河营养盐时空分布及富营养化研究

环境化学 2024年第2期43卷 524-535页

作者：韩玉郑忠陆陈贤伟李霞郭雨昂公维洁海南热带海洋学院海洋科学技术学院/崖州湾创新研究院三亚572000

为了解三亚河营养盐污染状况,于2018年6月—2019年5月对三亚河流域进行逐季调查,分析水体中氮磷营养盐的时空分布特征及影响因素,评估河流富营养化状况,并进一步估算三亚河营养盐入海通量.结果表明,三亚河水体中营养盐浓度季节变化显著... 详细信息

为了解三亚河营养盐污染状况,于2018年6月—2019年5月对三亚河流域进行逐季调查,分析水体中氮磷营养盐的时空分布特征及影响因素,评估河流富营养化状况,并进一步估算三亚河营养盐入海通量.结果表明,三亚河水体中营养盐浓度季节变化显著,三亚河水体中DIN的浓度范围为0.028—2.096 mg·L^(-1),平均浓度为(0.700±0.279)mg·L^(-1),冬季>秋季>夏季>春季,NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N是水体中DIN的主要存在形式.DIP浓度范围为0.007—0.442 mg·L^(-1),平均浓度为(0.140±0.066)mg·L^(-1),夏季>春季>冬季>秋季.空间分布上,N、P营养盐均呈现出上游及入海口河段浓度低,中下游河段浓度高的特点.河段环境特征、人为活动、降雨、潮汐作用是影响三亚河营养盐分布的主要因素.综合富营养盐指数(EI)结果显示,各季节三亚河上游及入海口河段均处于中富营养化状态,中下游河段均处于富营养化和重富营养化状态.春、夏、秋季N/P值表明河流多处于N限制状态,冬季大部分河段适合藻类生存,有发生藻华的风险.根据营养盐浓度和三亚河年平均径流量估算出,DIN、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、DIP年入海通量分别为118.37、70.93、11.18、38.67、23.75 t.

关键词：三亚河营养盐时空分布富营养化

氮掺杂生物炭对淡水中四环素和磷酸三氯乙酯的去除性能研究

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氮掺杂生物炭对淡水中四环素和磷酸三氯乙酯的去除性能研究

作者：黄华集海南热带海洋学院

学位级别：硕士

水污染是全球环境严重问题,威胁到自然和人类健康。工业化和城市化导致河流、湖泊、海洋和地下水受污染。吸附和高级氧化是有效去除污染物的方法,碳质材料被广泛采用,但原始碳质材料受限于低比表面积和活性差。因此,需对原始碳材料进行... 详细信息

水污染是全球环境严重问题,威胁到自然和人类健康。工业化和城市化导致河流、湖泊、海洋和地下水受污染。吸附和高级氧化是有效去除污染物的方法,碳质材料被广泛采用,但原始碳质材料受限于低比表面积和活性差。因此,需对原始碳材料进行结构改性,如增加多孔结构和引入杂原子,从而提升其性能。本研究采用三聚氰胺为氮源、碳酸氢钾为活化剂、椰壳为碳前驱体,制备氮掺杂生物炭,并研究其去除有机污染物的吸附机理和对过硫酸盐的活化机理。经试验研究,得出主要结论如下:（1）生物炭中的氮掺杂有助于增大其比表面积。随着热解温度的升高,氮掺杂生物炭的比表面积呈现逐渐增大的趋势。其中,N9样品具有最大的比表面积,高达2028.18 m/g。X射线光电子能谱分析结果显示,吡啶氮、吡咯氮和石墨氮是该类生物炭中主要的含氮官能团。然而,过高的热解温度会导致氮元素的严重损失。N7样品中,氮含量最高,达到10.97%。（2）25℃下,N9在15分钟内对TCH的去除率可达98%以上,最大吸附容量为236.71 mg/g,采用拟二级动力学和Freundlich等温线模型可以很好地描述其吸附行为。研究表明N9对TCH的吸附为吸热的自发过程,并且涉及物理吸附和化学吸附,孔隙填充和氢键作用是主要吸附机制,吡啶氮确定为关键活性位点。（3）针对TCEP,在25℃下,其最大吸附容量为18.58 mg/g,20分钟内去除率超过96%。而且,在广泛的p H范围（3-11）内,其表现出色的吸附性能。该过程可通过拟二级动力学和Langmuir模型进行良好预测。N9对TCEP的吸附属于吸热过程,主要是物理吸附,而孔隙填充则是其关键机制。（4）N7/PMS体系在30分钟内对四环素的去除率达到90%以上。高比表面积（1796.3261 m/g）和较高的氮掺杂量（10.97%）有助于四环素分子的吸附和PMS的激活。通过猝灭实验和电子顺磁共振技术的证据表明,N7/PMS体系中的单线态氧是主要的活性物质,这说明TCH的降解主要依赖于非自由基氧化途径。其中,吡啶氮和石墨氮被认为是NBC上关键的活性位点。

关键词：氮掺杂生物炭高级氧化吸附过一硫酸盐非自由基机制

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水下图像采集存储、增强程序设计及验证

现代电子技术 2024年第5期47卷 65-69页

作者：陈祥子刘柏言江高清贠子平海南热带海洋学院崖州湾创新研究院海南三亚572099 海南热带海洋学院海洋科学技术学院海南三亚572099

水下光学成像探测技术是水下探测技术的重要组成部分,但水下环境错综复杂,直接或间接影响到水下图像采集过程和成像质量。文中基于LabVIEW软件设计水下图像采集存储和图像增强程序,利用LabVIEW视觉与运动采集组件和存储模块进行水下图... 详细信息

水下光学成像探测技术是水下探测技术的重要组成部分,但水下环境错综复杂,直接或间接影响到水下图像采集过程和成像质量。文中基于LabVIEW软件设计水下图像采集存储和图像增强程序,利用LabVIEW视觉与运动采集组件和存储模块进行水下图像采集存储,利用NI视觉重构器和IMAQ视觉系统模块完成水下图像的增强,从而改善水下图像的对比度、RGB亮度及伽马校正,增强水下图像成像效果。经过多次测试验证,该程序具有性能稳定,水下图像存储及增强效果显著的特点,为水下图像采集存储、增强提供了新思路。

关键词：水下光学成像 LabVIEW程序设计图像采集图像增强 NI视觉重构器 IMAQ视觉系统模块

游客感知视角下的海南省影视旅游发展现状及优化策略

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游客感知视角下的海南省影视旅游发展现状及优化策略

作者：裴荣琪海南热带海洋学院

学位级别：硕士

影视作品播出直接影响旅游业发展。许多国家和地区高度重视影视旅游的发展,充分利用影视作品中的取景地促进带动当地影视旅游行业发展。中国也不例外,部分国内企业家充分认识到影视旅游这一新兴事物的发展潜力,投入资金着手打造影视旅... 详细信息

影视作品播出直接影响旅游业发展。许多国家和地区高度重视影视旅游的发展,充分利用影视作品中的取景地促进带动当地影视旅游行业发展。中国也不例外,部分国内企业家充分认识到影视旅游这一新兴事物的发展潜力,投入资金着手打造影视旅游相关产业链,为影视旅游行业的发展注入新的活力。建立影视基地则是区域发展影视旅游的其中一个常见的且行之有效的策略,即根据旅游地的特点建立集影视、作品与旅游于一体的基地,如浙江的横店影视城、江苏的无锡影视城等。这些影视基地主要通过影视作品展示的本土文化和当地风土人情吸引游客,并将影视作品取景地和地方特色高度融合促进区域旅游经济的发展。近年来,海南省影视旅游发展如火如荼,以冯小刚电影公社为代表的影视旅游基地吸引大批游客观光游览,海南省已经成为影视旅游研究的典型案例地。本文以海南省影视旅游为研究对象,遵循“宏观环境分析-微观游客感知-分析需求痛点-总结存在问题-提出优化对策”的思路,在综述前人研究成果的基础之上,综合运用文献分析法、访谈法、PEST环境分析法和问卷调查法,借鉴旅游需求理论和RMP(Resource、Market、Product)理论内核,对海南省影视旅游发展进行了较为系统、全面的分析。通过对海南省影视旅游的宏观环境现状、微观游客感知以及市场客观需求的分析发现,海南省影视旅游存在以下五个问题:第一,顶层设计缺乏规划,景区治理体制守旧;第二,金融扶持力度较低,国际规则对标欠缺;第三,社会管理水平不高,矛盾问题突出;第四,专业人才不足,产品服务结构欠佳;第五,资源特色融合度低,技术力量需要提升。针对在海南省影视旅游市场中发现的问题,遵循文旅融合发展、高质量发展以及新质生产力的发展导向,针对性地提出了具有理论价值和实践意义的五条优化策略。第一,加强顶层设计,促进资源、技术开发与整合。第二,提高管理服务质量与水平,创新影视旅游产品。第三,加强影视旅游的宣传与推广。第四,多措并举,凸显海南地方文化特色。第五,注重人才培养,完善人事管理制度。

关键词：影视旅游游客感知 RMP理论优化策略海南省

天然海水驯化巴氏芽孢杆菌及加固钙质砂效果研究

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天然海水驯化巴氏芽孢杆菌及加固钙质砂效果研究

作者：陈文婧海南热带海洋学院

学位级别：硕士

近年来,我国在南海海域建设一系列国防和民用设施,钙质砂作为南海岛礁工程建设中就地取材的建筑材料。生物成因的钙质砂具有形态不规则、表观多棱角、多重孔隙且颗粒易破碎等特点。传统工程建设主要有物理强夯和振冲、化学水泥砂浆等方... 详细信息

近年来,我国在南海海域建设一系列国防和民用设施,钙质砂作为南海岛礁工程建设中就地取材的建筑材料。生物成因的钙质砂具有形态不规则、表观多棱角、多重孔隙且颗粒易破碎等特点。传统工程建设主要有物理强夯和振冲、化学水泥砂浆等方法,这些方法容易造成生态环境污染问题。采用微生物诱导碳酸钙沉淀（Microbial-Induced Calcium Carbonate Precipitation,简称MICP）技术加固南海钙质砂,该技术具有环保、高效和可持续等优点,是符合南海岛礁工程建设要求的。然而海水环境会抑制微生物的生长导致其作用效果变差,加上南海地区淡水资源匮乏,若能利用海水培养微生物且保持微生物性能,将会带来巨大的经济效益和环境效益。本文采用天然海水对巴氏芽孢杆菌进行多梯度驯化培养试验,探究天然海水驯化前后巴氏芽孢杆菌生长情况和形貌变化;研究驯化细菌对MICP的反应速率与反应程度的影响,结合扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope SEM）、能谱仪（Energy Dispersive Spectroscopy EDS）及X射线衍射仪（X-ray diffractometer XRD）等技术,分析MICP矿化反应过程中晶体的微观形态及矿物成分;通过开展MICP加固钙质砂试验研究,分析未驯化细菌与驯化细菌对不同粒径钙质砂的固化效果、不同加固方式及不同细菌浓度对钙质砂的固化效果。试验的主要结论如下:（1）天然海水环境会抑制巴氏芽孢杆菌的生长;在细菌生长曲线过程中,天然海水环境比去离子水环境的培养细菌中增多了一个适应新环境阶段的迟缓期;采用梯度驯化方法可以使细菌逐步适应天然海水环境,细菌的生长数量和脲酶活性均得到提高,且形貌变细变长;（2）天然海水环境下MICP矿化反应速率快,且随着驯化梯度增加矿化反应沉淀物增多;同时,海水环境下生成物除Ca CO外还有少量的MgCa（CO）等矿物成分,且Mg矿物质含量随驯化梯度的增加而增多;（3）根据贯入阻力试验结果,经过海水环境多梯度驯化培养的巴氏芽孢杆菌加固钙质砂可以有效地提升钙质砂固化效果,且随着驯化梯度的增加贯入阻力逐渐增大,固化效果越明显。（4）粒径大小、加固方式、细菌浓度等对钙质砂加固有影响;驯化细菌加固小粒径钙质砂的效果较好;细菌浓度增大,加固效果增强,且最大贯入阻力随着细菌浓度的增加而增加;此外,不同的注菌加固方式作用于同一种粒径有不同的效果,二次注菌可提高粗颗粒砂柱表面的承受力。

关键词： MICP 天然海水环境巴氏芽孢杆菌梯度驯化

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珊瑚岛礁生态可视化构建方法研究

珊瑚岛礁生态可视化构建方法研究

作者：颜飞海南热带海洋学院

学位级别：硕士

珊瑚礁生态系统作为海洋三大生态系统之一,具有极高的生态学意义、渔业经济和旅游价值。但随着现代化建设进程的加快,水温升高、生物入侵、人为影响等不利因素诱发了生态失衡,致使珊瑚礁生态系统严重退化,因此珊瑚岛礁生态的保护与管理... 详细信息

珊瑚礁生态系统作为海洋三大生态系统之一,具有极高的生态学意义、渔业经济和旅游价值。但随着现代化建设进程的加快,水温升高、生物入侵、人为影响等不利因素诱发了生态失衡,致使珊瑚礁生态系统严重退化,因此珊瑚岛礁生态的保护与管理刻不容缓。在传统的珊瑚礁生态调查与管理中,多是以人工的方式及文字、表格、二维图像等表现形式对其进行统计。随着“数字海洋”“海洋数字孪生”等理念和高新技术的持续发展,人们对海洋生态的监测要求不仅仅局限于传统的方式。不同于传统的方式以及已构型的管理工具,“数字孪生”不是制成品的3D尺寸模型和MBD(Model Based Definition)定义,而是基于历史数据、当前数据以及通过数据挖掘的数据持续地监测响应。本研究基于对珊瑚岛礁生态历史的科学调查结果,初步尝试在海洋生态的管理与保护中引入“数字孪生”理念,应用数字化、可视化技术,以海洋珊瑚岛礁生态为例,构建一个立体、直观的珊瑚岛礁生态可视化系统,旨在突破海洋生态调查与管理中以文字、表格、二维图像等的传统表现形式,为海洋珊瑚岛礁生态的数字化建设提供一个技术思路。珊瑚岛礁生态可视化系统采用基于B/S的三层架构。首先根据数据来源特征,采用传统建模软件、二维图像以及Open3d三维重建进行建模,使用My SQL创建数据库对模型数据、调查数据进行存储及管理。在前端的可视化方面,通过***实现底层可视化方法,主要包括场景的搭建及漫游、模型的加载及渲染等。其次通过JS的逻辑调用实现前端页面的交互式功能,主要为模型的单一及组合展示等。使用基于Python的web服务器Flask框架进行系统架构,通过后端服务器与前端浏览器页面、数据库的链接,实现后端服务器接收到前端发送的用户请求后,从数据库中调取模型数据和调查数据,再经服务器,传送至前端浏览器以三维可视化的方式展现给用户。

关键词：珊瑚岛礁生态 B/S系统数据库三维可视化 Flask框架

基于DPSIR模型的海南省生态承载力评价研究

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基于DPSIR模型的海南省生态承载力评价研究

作者：徐若扬海南热带海洋学院

学位级别：硕士

海南在我国改革开放和社会主义现代化建设大局中具有特殊地位和重要作用,海南拥有全国最好的生态环境,利用自身优势建设自由贸易试验区和中国特色自由贸易港。以生态环境保护为支撑点,为海南省贯彻绿色低碳发展,打造环境质量全国“标杆... 详细信息

海南在我国改革开放和社会主义现代化建设大局中具有特殊地位和重要作用,海南拥有全国最好的生态环境,利用自身优势建设自由贸易试验区和中国特色自由贸易港。以生态环境保护为支撑点,为海南省贯彻绿色低碳发展,打造环境质量全国“标杆”,坚持高效监管,构建现代化质量体系,实现高质量发展提供了前所未有的机遇。本文以海南省为研究区域,以海口市和三亚市为典型案例,对海南省生态承载力进行详细研究。通过研究结论,为海南省打造绿色低碳循环经济体系和高质量发展提供理论依据和科学参考。本文运用DPSIR模型构建出海南省整体以及海口市与三亚市两座代表城市的生态承载力评价指标体系,根据评价模型收集选择与研究区域相匹配的指标,选取的指标包含环境、资源、经济、人口、社会和生态等诸多方面和因素。使用熵权法计算出指标的权重,通过TOPSIS法对生态承载力进行评价分析,同时借助障碍度模型找到影响海南省生态承载力发展的障碍因子。通过对海南省生态承载力状况评价,提出优化措施和建议。研究结果发现:在DPSIR模型下,海南省生态承载力状况在近11年来整体呈现大幅度的上升趋势,承载力指数由0.4016上升到0.6137,由中等生态承载力提升到较高生态承载力的等级状况。海南省的驱动力子系统和响应子系统保持上升趋势,压力、状态和影响子系统相对平稳。海口市生态承载力状况在近11年来有明显提升,承载力的指数由0.3856上升到0.5888,由较低生态承载力提升到中等生态承载力的等级状况。海口市的驱动力子系统和响应子系统保持上升趋势,压力、状态和影响子系统有升有降。三亚市生态承载力状况在近11年来有显著提升,承载力指数由0.3793上升到0.6812,由较低生态承载力提升到较高生态承载力的等级状况,是三个研究区域中生态承载力提升最大的地区。三亚市的驱动力、状态、影响和响应子系统指数都保持上升趋势,只有压力子系统指数保持下降趋势。在障碍度模型诊断下,海南省生态承载力的主要障碍因子为人口自然增长率和港口吞吐量,障碍度占比最大的子系统是响应层。海口市生态承载力的主要障碍因子为人口自然增长率和森林覆盖率,障碍度占比最大的子系统是状态层。三亚市生态承载力的主要障碍因子为森林覆盖率和人口自然增长,障碍度占比最大的子系统是状态层。2021年海南省、海口市和三亚市的生态承载力阻碍最大的子系统分别是状态层、状态层和压力层,其中人口因素是海南省、海口市和三亚市生态承载力的共同主要障碍因子。海南省的生态承载力还面临很多问题,为推动海南省生态环境的高质量发展,为建设自由贸易港打造良好的生态环境基础,在今后的工作中应加快实施环境污染系统治理,构建绿色低碳循环经济体系,构建陆海统筹的生态环境质量评价基础,努力改善农业农村生态环境,坚持高标准防控,守牢生态环境底线。还要坚持高质量的经济发展,大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力,以社会经济发展作为驱动力带动生态承载力,以政府政策作为响应来确保生态承载力,为提升海南省生态环境的安全做出更大贡献。

关键词：生态承载力 DPSIR模型熵权法 TOPSIS法障碍因子

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氮磷元素添加对贝克喜盐草海草床的影响

氮磷元素添加对贝克喜盐草海草床的影响

作者：曾文轩海南热带海洋学院

学位级别：硕士

海草床具有关键生态功能,比如通过吸收二氧化碳等温室气体调节大气环境,有效固定和储存碳,减缓全球气候变化;吸收和转化海水中的有机物颗粒净化水质,维护水体的生态平衡;稳定底栖生物食物网,为众多海洋生物提供食物和栖息地。氮(N)和磷... 详细信息

海草床具有关键生态功能,比如通过吸收二氧化碳等温室气体调节大气环境,有效固定和储存碳,减缓全球气候变化;吸收和转化海水中的有机物颗粒净化水质,维护水体的生态平衡;稳定底栖生物食物网,为众多海洋生物提供食物和栖息地。氮(N)和磷(P)作为影响海草的重要营养盐,对海草的各项生命活动起着重要作用。本文对海南万宁小海湾四个季度的环境因素、贝克喜盐草(Halophila beccarii)形态生理指标和生物量进行了野外调查,分析了影响贝克喜盐草形态生理指标以及生物量的环境因素。通过设置有机氮和无机氮添加实验,以及有机氮和磷酸盐添加实验,对沉积物总有机碳(TOC)和总氮(TN)含量、可矿化有机碳、溶解有机碳(DOC)、沉积物微生物、沉积物间隙水营养盐浓度、贝克喜盐草形态生理指标和生物量等参数进行了分析,明确了无机氮、有机氮和磷酸盐添加对贝克喜盐草海草、沉积物以及微生物的影响。本研究明确了小海湾环境因素变化对贝克喜盐草海草床的影响,对了解海草床的衰退原因具有重要意义,也可以为海草床的保护和修复提供理论依据和技术支持。主要结论如下:1.2023年4月、7月、10月和2024年1月对万宁小海湾海水、沉积物间隙水、海草进行了野外调查。调查结果显示,不同季节间海水温度、盐度和p H存在显著差异,沉积物间隙水亚硝酸盐含量在不同季节间存在显著差异。不同季节间贝克喜盐草叶长、叶宽、节间距和叶柄长差异显著。随着温度的升高,贝克喜盐草叶片长度和C含量受影响较大,光合作用和呼吸作用平衡被打破,从而影响叶片生长。盐度升高降低了海草叶片宽度。p H降低在一定程度上增加了海草组织C和N含量。沉积物间隙水亚硝酸盐、溶解磷酸盐(DIP)和溶解无机氮(DIN)对贝克喜盐草影响较大,亚硝酸盐浓度升高提高了叶片长度,DIP浓度增加提高了叶片宽度,DIN浓度的增加提高了海草组织N含量,降低了其C含量。2.在万宁小海湾贝克喜盐草海草床开展为期4周有机氮和无机氮添加的野外操控实验,结果显示不同氮源的添加对沉积物间隙水中氮营养盐有积极作用,其中无机氮添加比有机氮添加对沉积物间隙水影响更大。无机氮添加对海草形态指标的影响明显高于有机氮添加及其协同影响。无机氮添加显著降低了海草C含量,有机氮和无机氮同时添加显著增加了N含量,协同作用对海草组织N含量的影响不显著。同时添加有机氮无机氮降低了海草沉积物微生物种群的多样性和丰富度,使与C和N代谢相关的沉积物微生物群落功能增强。3.在万宁小海湾贝克喜盐草海草床开展为期4周的有机氮和磷酸盐添加实验,结果表明,添加磷酸盐和同时添加有机氮磷酸盐均显著增加了沉积物间隙水中DIP浓度和DOC含量,添加磷酸盐显著降低了沉积物TOC含量。磷酸盐添加加剧了海草的氮限制,并未对海草生理形态指标造成显著影响,而有机氮磷酸盐添加显著提高了海草叶长、叶宽以及C含量。同时添加有机氮磷酸盐显著降低了沉积物微生物的多样性和丰富度,磷酸盐添加使与氮代谢相关的沉积物中微生物群落功能发生变化。4.未来应加强对海草床的动态监测,定期观测和记录海草床的生长状况、水质变化以及生物群落结构等信息,为制定科学的保护措施提供数据支持;应积极探索和应用不同形态氮磷营养盐间的交互作用对海草床恢复的影响,采取措施降低富营养化对海草床的负面影响,提高海草床的移植成活率;同时加强对全球气候变化和人类活动营养盐输入对海草床的协同影响研究。

关键词：贝克喜盐草有机氮无机氮磷酸盐有机碳微生物