摘要:海浪和风暴潮是重要的海洋灾害。对它们的精确预测和预报对沿岸海洋灾害的风险评估及海洋工程的设计具有极其重要的社会和经济价值。过去人们本多对波浪和风暴潮单独进行预报。实际上,风既产生浪又产生风暴潮,因此它们的产生必然存在相互作用。本研究的目的就是要建立一个渤海高分辨率的双向耦合的海浪和潮汐风暴潮数值模式,研究各耦合机制的影响,以期为黄河三角洲沿岸风暴潮海浪漫堤、漫滩风险评估提供更为准确的海浪风暴潮预测预报结果。
作者在研究中基于国际上先进的第三代海浪数值模式和潮汐风暴潮模式,建立了渤海2'×2'的海浪和潮汐风暴潮耦合数值模式。耦合模式充分考虑了三个主要耦合物理机制:依赖海浪状态的表面风应力,波-流相互作用底应力和辐射应力。波浪模式主要基于国际上第三代WAM模式,并对其进行了浅水效应的改进,以包括浅水深度破碎引起的能量耗散;潮汐风暴潮模式计算中开边界考虑了10个主要分潮K1,O1,P1,Q1,M2,S2,N2,K2,Sa,Ssa。依赖海浪状态的表面风应力取自Donelan等(1993)的结果,波-流相互作用底应力取自Signell等(1990)对 Grant and Madsen(1979)简化的结果,辐射应力以海浪谱表示。耦合计算中,两个模式通过三个耦合机制双向传递所需参量。
运用胜利油田中心一号观测的2个同步浪、潮、流资料对所建的耦合模式进行了检验,并通过耦合和非耦合模式结果的对比对各耦合机制的影响效应进行分析研究。研究结果表明,不同物理机制对波高的影响主要由能量方程中以辐射应力表示的波流相互作用所决定;在波-潮耦合作用中,依赖波令的表面风应力和辐射应力对水位是正效应,而波流相互作用底应力对水位是负效应。三个物理机制的综合净效应是正,可增加水位达25cm。比较显示,耦合模式的结果无论对波高还是水位都比非耦合模式的结果好,特别在峰值处。
本研究显示耦合模式的结果将改进海浪和风暴潮的模拟精度。所建立的耦合模式将对渤海海浪和风暴潮预报精度的提高,以及为黄河三角洲近岸海浪和风暴潮灾害的风险评估,提供更可靠的参数,具有重要的价值。
摘要:格陵兰冰芯的δ18O记录表明,末次冰期的气候发生了一系列快速的冷暖交替过程,即所谓的Dansgaard-Oeschgerk旋回(Dansgaard et al.,1995;Stuiver et al.,1995;Grootes et al.,1997)。在北大西洋区域,海洋的沉积记录也清楚地再现了在总的冰期背景下代表强烈冰川漂移事件的6次变冷事件,即所谓的Heinrich事件(Bond et al.,1992,1993;Rasmussen et al.,1997;Andrews,1998)。通过对比发现Dansgaand-Oeschger旋回和Heinrich事件并非两个孤立的气候演变过程,Heinrich事件(H)发生在Dansgaard Oeshger旋回的最冷期,几次大的Heinrich事件使格陵兰的大气温度在冰期的气候条件下又降低3-6℃(Mayewski et al.,1997)。随后,越来越多的研究成果表明,这些气候事件的发生,尤其冷事件并不仅限于格陵兰和北大西洋等北半球的高纬度地区,几乎在全球各大区域均找到了它们的印记。
冲绳海槽作为西太平洋的一个弧后盆地,其较高的沉积速率和对全球气候变化的“放大效应”,为我们识别过去地质历史时期气候演化事件并进行全球对比提供了可靠的保证。本文作者对取自冲绳海槽北部的CSH1孔的孢粉组合和中部DGKS9603孔的浮游有孔虫动物群进行了分析,以期获得有关北半球高纬度地区记录的末次冰期气候突变事件具有全球意义的新证据。
摘要:为解决人口、资源、环境等人类面临的重大问题,海洋作为地球上尚未充分开发的重要疆域而备受重视。中国以海水养殖业为基础的“蓝色农业”在缓解人口增长对陆地农业的压力,促进沿海地区经济的发展中正发挥着重要作用。然而,近10年来,世界范围内海水微生物流行性和暴发性病害相继发生,严重制约了海水养殖业的健康发展(相建海,2003)。为了防治细菌性病害,大量的抗生素药类被应用于养殖过程的各个阶段,巨大的选择压力导致了海水养殖水域耐药细菌的种类和数量的显著增加,养殖生物耐药病原菌病害的发生也越来越频繁,微生物病害防治的难度越来越大。更严重的问题是这样培养的水产养殖品往往携带耐药细菌,通过食物链传递,将对人类健康和生命安全直接构成威胁(Sorum et al.,2002)。一些海产生物病原菌本身也是人类病原菌,如一些海洋弧菌(French et al.,1989;Wong et al.,2000),这些水陆两栖人畜共患病原菌耐药性的获得及这种病害的发生和流行将会给人类带来灾难性的后果。另外,由于大多耐药因子的可传播性,海水养殖环境中正常菌群的耐药性同样是一个不可忽视的严峻问题(Sorum et al.,2002)。大多数抗性决定子(耐药基因)是在可移动和传递的遗传载体,如质粒或接合转座子上,可在不同菌株甚至是不同种属细菌间相互传递(Ferber,1998;OBrien,2002)。再加上养殖水体的半封闭性(池养中的定期或不定期的换水)或全开放性(滩涂或近海的网箱或筏式养殖),耐药细菌有可能被潮汐和海流带入近岸的非养殖区及海滨旅游区,通过菌间遗传物质的传递,耐药基因有可能被传入环境中的人体病原菌,大大增加了人体耐药病原菌病害发生和流行的可能性及危害程度(Miranda et al.,2001;Thayumanavan et al.,2003)。大量抗生素的使用还改变了养殖海域及临近自然海区细菌群落的结构及种类和功能多样性,破坏了生态平衡和海洋正常的生命过程(Chelossi et al.,2003)。养殖水域作为可能的抗药因子的孳生地、储藏库和扩散源(Miranda et al.,2002;Rhodes et al.,2000),已引起了全球性的关注。世界上一些水产养殖国家相继开展了养殖水体耐药细菌的调查研究,并有一些国家已对养殖中抗生素的种类、使用方法、使用剂量、残存量及检测标准进行了行政化的规范和管理(李爱华,2002)。目前我国对海水养殖水体细菌耐药危害的认识明显不足,许多需要进行的研究尚未开展,为更有效地防治耐药细菌病害,避免耐药基因在海洋环境中的广泛传播扩散,保护海洋生态环境及资源,提高养殖产品卫生质量,保护海滨旅游环境及人民群众身体健康,在我国开展海水养殖环境耐药细菌及其抗性机理的调查研究已是刻不容缓,这项工作的重点应在于查清耐药因子的源及其传播途径和动态,并在此基础上寻找治理的科学办法,以达到防患于未然的目的。20世纪滥采乱捕导致的近海渔业资源的严重衰竭是一个非常深刻的教训,希望这种急功近利、涸泽而渔的状况不会再度在海产养殖业中出现。我们应该把海洋细菌耐药性的研究提升到直接关系到人类生存和发展的环境和资源问题的高度来对待,避免海洋成为耐药因子孳生、繁衍、传播和扩散的潘多拉魔盒。
摘要:20世纪下半叶是人类进行自然探索最为活跃的一段时期。新发现、新技术和新概念层出不穷,大大拓展了人们对宇宙和生命的视野和认识。在海洋学领域,深海热液喷口化能自养(chemolithoautotrophy)系统的发现大大激发了人们对洋底生物多样性及生命形式、过程、起源和进化的兴趣和热情(Baross et al.,1985)。最近30年相继开展的国际深海钻探计划(deep sea drilling project,DSDP)和大洋钻探计划(ocean drilling program,ODP)为我们揭示了一个以前未曾想象到的埋藏在海底沉积物和上部洋壳中的海底深部生物圈(subseafloor deep biosphere)微生物世界。近期研究表明, 深海热液系统中的嗜热和极端嗜热古菌据推测就来源于海底深部生物圈(Delaney et al.,1998;Summit et al.,2001),由此推断,生命的真正起源就发生在地球深部生物圈内。巨大的深度和广度,使得海底深部生物圈容纳了大量的微生物生物量和新颖独特的代谢潜力(Whitman et al.,1998)。由于洋壳板块运动而产生的海底地质构造和过程的异质性、洋壳地球化学过程的复杂性,以及在漫长地质年代中的气候变迁和海洋真光层颗粒物沉降输出的历史和地理差异性,埋藏在海底沉积物和上部洋壳中的生命赖以维持和繁衍的能量供给形式具有高度的多样性, 海底深部生物圈蕴育着丰富多样的代谢形式和新颖的生理生化机制(IPSC,2001)。海洋深部生物圈内的古菌群落将作为特定地质微生物标志(geomicrobiological signature),用来指示过去和现代海洋的地球化学变化和地质环境变迁(inagaki et al.,2001)。海洋微生物生态学研究在最近的20年中取得了一些重要进展,与全球海洋地质历史、地质事件、地质过程和地质作用相关的深海微生物生态学研究,已发展成为一门具有独特魅力的新兴学科,即海洋“地质微生物学”(geomicrobiology)。在46亿年的地球历史中,地圈和生物圈的协同进化过程主要是在微生物的作用下完成的,微生物在海洋沉积物和洋壳中的生物地球化学作用,既是微生物的生态学,又是沉积地质过程和洋壳蚀变的动力学,许多原来以为“无机” 的地质过程,其实都是生命活动的结果(汪品先,2003)。在过去的10年中,分子、遗传、生化和基因组学等现代生物技术被引入地质微生物学的研究中,不但揭示了许多地质环境的微生物多样性,而且阐明了微生物在生物地球化学过程中所发挥的独特作用及环境和生态功能(Newman et al.,2002)。海洋深部生物圈微生物的研究已成为新世纪海洋领域中地学和生物学交叉互补、综合研究前沿的一个新热点和生长点,被列入刚刚启动的国际综合大洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program,IODP)研究项目的首选(IPSC,2001;中国大洋钻探学术委员会,2003)。尽管这一领域的研究才刚刚起步,却已显示了旺盛的生命力和发展应用前景。
摘要:青藏高原的隆升是新生代晚期亚洲和全球重大地质事件之一,巨大的正地形使海洋沉积、海水化学成分、大气环流甚至大气成分都发生相应变化(汪品先等,1995),有关专家通过数值模拟实验得出全球新生代的变冷就是由于青藏高原、美洲西部高原和非洲印度洋沿岸高原改变了大气环流所引起的, 其中又以青藏高原的隆升为主(Ruddiman et al.,1989;Manable et al.,1974)。然而,对青藏高原何时达到今天这个高度,并产生与现代相当的高原效应,则存在许多不同的观点。李吉均等(1979)提出青藏高原隆升的多阶段多期次特征,获得国际地学界的普遍认同,陈俊勇等(2001)依据近30余年来在板块碰撞的边缘地区进行的5次大规模的大地测量和相应的研究工作,其中包括天文、重力、平面、高程和大气折射率等测量项目的成果,对该地区有关地壳运动进行了研究,认为珠峰地区的地壳垂直运动即使在10a 量级的时间和空间上都存在非平稳性现象。Murphy等(1997)认为青藏高原南部-中央地区在早始新世印度-亚洲大陆碰撞以前就已经抬升。岳乐平等(2000)研究兰州盆地第三系磁性地层年代与古环境记录后认为大约在32Ma前青藏高原第一次发生大范围隆升并波及到其东北隅兰州地区。Copeland等(1987)认为南部拉萨地块在20Ma左右就已经隆升, Coleman(1995)则从喜马拉雅山南北向的正断层上找到的年龄为14Ma的新生矿物推断青藏高原在14Ma已经达到最大高度并发生东西向拉伸塌陷,其后高度降低。更多的学者认为约在8Ma时是隆升的一个重要时期,许多证据(如:植物的、动物的、同位素的等)均表明全球气候这时候发生重大变化。专家还认为只有当青藏高原至少达到今天高度的一半时才能产生季风气候的现今格局(Ruddiman et al.,1989;Manable et al.,1974)。Zheng等(2000)依据塔里木盆地南部边缘的粗碎屑沉积推断青藏高原北部在最近4Ma 才开始隆升。李吉均等(1979,1996)依据化石群及地貌演化等证据认为3.4Ma开始,青藏高原整体隆升,其后,在2.5Ma和1.7~1.66Ma相继发生强烈隆升,青藏高原地貌总轮廓形成,黄河现代水系格局出现,总称为青藏运动(A,B,C三幕)。随后在1.1~0.6Ma发生昆黄运动,直到0.15Ma之后的共和运动才使青藏高原达到今天的高度。
摘要:锌、铝及其合金涂层对钢铁的防护,不仅对阴极起保护作用(Gartland,1987), 对涂层本身也具有良好的抗腐蚀性能。此外,涂层中金属微粒表面形成的致密氧化膜,也起到了防腐蚀的作用。在不同大气环境下,锌、铝有良好的耐蚀性,其腐蚀速率比钢铁要低得多(李言涛,1998)。采用热喷涂锌、铝及其合金涂层对钢铁构件和构筑物进行长效防护早在20世纪20年代就已开始应用,至今仍是普遍采用的防护措施,并在继续发展(李守本等,1989)。20年代初,法国首先用于海水闸门的防腐;40年代美国用于墨西哥湾的海上井架和海上输油管以及舰船的防腐;60年代英、法、德等国海军将这一技术扩大应用到舰船的上部结构和船壳。而金属热喷涂技术在海洋工程中使用非常有限,第一次使用热喷铝涂层防护近海平台的实例是Conoco公司在北海的Murchison结构上的锥形塔,并且已获得了4a良好的使用效能(Fisher et al.,1987;Shaw et al.,1985)。1984年6月,Hutton张力支柱平台(TLP)在北海下水(水深148 m)安装。系链、升降机和锥形塔均采用火焰热喷涂技术喷涂铝涂层进行防护(Tyson,1985)。1992年6月,Hotton平台使用8a后,对升降机绳索进行观察,在飞溅区没有发现腐蚀现象,也没有检测到褐色渗漏效应(Fisher et al.,1995)。
摘要:目前,在中国采用热浸镀Zn及其合金一直是防止钢材在自然环境中腐蚀的最经济有效的方法,为了提高镀层的防腐和涂装性能,往往在其表面进行钝化处理。传统的镀锌层钝化处理工艺均采用高浓度的铬酸盐溶液, 这对环境污染和人体的危害较严重。随着环境保护问题日益引起人们的重视,在传统的高铬钝化基础上,低浓度铬酸盐钝化开始步入实用性阶段(吴双成,1996;卢燕平等,1995)。但是,目前低铬钝化研究主要集中于热浸镀Zn或电镀Zn镀层,而合金镀层由于化学稳定性高,与铬酸溶液自发反应能力差,无法采用常规的低铬钝化方法处理,有关这方面的报道目前尚少。王洪仁(1998)对Zn-Al合金镀层的低铬钝化处理进行了有益的探索,获得了一个优化的低铬钝化配方和稳定的钝化工艺,并成功地应用于热浸镀Zn-Al合金镀层的表面防锈处理;实验证明,海水在模拟浸泡6个月后,钝化处理Zn-Al合金镀层的腐蚀失重比未钝化样品降低65.9%,表明低铬酸盐钝化使Zn-Al合金镀层的耐海水腐蚀性能得到显著提高(Li Y et al.,2001)。本文作者在前人基础上对Zn-Al合金镀层低铬钝化膜的组成和耐盐雾腐蚀性进行了研究,并初步探讨了钝化膜的形成过程及其耐蚀机理。对Zn-Al合金镀层低铬钝化处理技术的研究,不仅大大降低了对环境的污染和人体的危害,也是在低铬钝化研究方面的重大突破,具有十分重要的意义和实际应用价值。
摘要:Hedgehog(Hh)信号及其信号传递系统在生物机体发育中起着非常重要的作用。从Hhs分泌到其靶基因收到来自Hhs的信号的过程中,包括很多步骤,而每一步骤都有不同的因子参与作用。在其传递的过程中,参与受体细胞将胞外的信号传到胞内调节其目标基因的一个重要因子是果蝇分节-极性基因cubitus in terruptus(Ci)及其脊椎动物同源基
因-G li编码的蛋白。
摘要:凹顶藻类是近年来海洋红藻分类学研究的主要热点之一(Garbary et al.,1998;Nam et al.,2000;Nam et al.,2001;Masuda et al.,1996, 1998a,2001)。从经典分类学方面来说,这个类群不仅形态学差异大,而且解剖学特征也存在许多需要进一步探讨的问题,难度较大,所以长期以来其系统并不是十分明确。Saito(1967)提出的凹顶藻两亚属的分类系统应该说在当时是比较先进的。各国的藻类学家对此意见比较一致(张峻甫等1985;McDermid 1988), 虽然有些修改或补充(张峻甫等1985;Furnari et al.,1993;Gil-Rodrigeuz et al.,1993),但Nam(1990)对此提出了不同意见,他认为营养性生长轴产生的围轴细胞数目比其他分类特征更稳定,因此建议修改凹顶藻类的系统鉴定特征。Nam等(1994)认为凹顶藻属应该划分成两个属:凹顶藻属和拟凹顶藻属Osmundea Stackhouse。随后,Garbary等(1998)认为新的凹顶藻属应该再划分成两个属:凹顶藻属及软骨凹顶藻属Chondrophycus。目前,早期的凹顶藻属被划分成了3个属:凹顶藻属、软骨凹顶藻属及拟凹顶藻属。作者赞同后者的观点。
长期以来,中国凹顶藻类的研究在海藻分类学中是比较薄弱的一个方面,除了Tseng(1943)、张峻甫等(1980,1985)对香港和西沙群岛有过较详细研究外,其他的都比较简略。而随着国际上凹顶藻研究的不断深入,中国于1998年也开始了中国凹顶藻类的系统研究工作。目前作者发现仅在黄渤海分布着一个凹顶藻新记录种,即御前凹顶藻Laurencia omaezakiana Masuda。根据最新的凹顶藻类分类系统,此种仍然属于凹顶藻属。由于凹顶藻属物种含有丰富的次生代谢物质,因此,作为海藻化学研究的热点物种之一,有必要对其进行详细的介绍。
摘要:根据编写《中国海藻志》的需要, 在我国海藻学前辈们的一些工作积累的基础上,我们结合近几十年来国际上胶毛藻目海藻研究进展及其变动情况,并查阅部分相关文献,对中国黄渤海绿藻门胶毛藻目(Chaetophorales, Chlorophyta)海藻进行了初步的分类学探讨。目前, 中国黄、渤海区此目包含1科(胶毛藻科Chaetophoraceae Greville), 3属:内枝藻属Entocladia Reinke、帕氏藻属Pringsheimiella H?hnel及笠帽藻属(新拟)Ulvella P. L. Crouan et H. M. Crouan,3种,即内枝藻Entocladia virid is Reinke、盾形帕氏藻Pringsheim iella scutata (Reinke) H?hnel ex Marchew ianka及盘形笠帽藻(新拟)Ulvella lens P. L. Crouan et H.M. Crouan,其中,第2第3种为中国的新记录种。
摘要:异枝凹顶藻Laurencia intermedia Yamada广泛地分布于东亚西太平洋沿岸的中国、朝鲜半岛(Nam et al. , 1984)及日本(Yoshida et al. , 1998)。在东南亚的菲律宾(Silva et al., 1987),太平洋的斐济岛(NYeurt et al., 1996),东非、印度次大陆及印度洋的斯里兰卡、肯尼亚、坦桑尼亚及Réunion (Silva et al., 1996),以及西非的利比里亚、象牙海岸及加纳(Law son et al., 1987)等地均有报道。
Howe(1934)最早报道了中国的异枝凹顶藻。1962年,曾呈奎、张峻甫在“黄海西部沿岸海藻区系的温度性质”一文中也提到了该藻。1983年, 曾呈奎等在《Common seaweeds of China》中报道了黄海沿岸的异枝凹顶藻。1983年, 杭金欣等在《浙江海藻原色图谱》报道了浙江嵊山、渔山和南凫岛的异枝凹顶藻。1988年,张峻甫等也再次对该藻进行了报道。2000年,黄淑芳报道了台湾的异枝凹顶藻。