商业平板式超滤膜包完整性检验：对海洋胶体生物地球化学研究的启示

The performance and integrity of a cassette cross-flow ultrafilter(Pellicon 2, Millipore) are examined with a suite of macromolecules of different molecular masses. The retention coefficient during the cross-flow ultrafiltration experiments increases with increasing molecular mass and reaches 90% with 10 kDa dextran in both milli-Q water and ultrafiltered seawater media. Based on a 90% retention coefficient, the molecular mass cut-off for the ultrafiltration membrane is defined at 10 kDa, which is ten times(1 kDa) that rated by the manufacturer. To further validate the accuracy of the laboratory calibration, the samples from the lower Zhujiang River and the Jiulong River Estuary are ultrafiltered with the cassette ultrafiltration membrane and the colloidal organic carbon abundances in these samples are quantified with the ultrafiltration permeation model based on time series permeation subsamples. The colloidal organic carbon abundances are 5.8%–21.1% in the Jiulong River Estuary and 5.6%–11.0% in the lower Zhujiang River. These are consistent with the reported values for both estuaries as well as with the colloidal organic carbon abundances in marine environments over the coastal and open oceans with 10 kDa cut-off membranes. Therefore, these field data support the laboratory calibration result and indicate the validity of the experimental and quantification procedure adopted. The discrepancy between the nominal molecular mass cut-off and the actual pore size of the ultrafiltration membrane should be of great concern for research in colloidal and nanoparticle biogeochemistry. Careful examination of the membrane integrity should be taken during ultrafiltration experiments in order to avoid misleading molecular mass cut-off information.     

西南印度洋深海热液硫化物区沉积物微生物群落结构和固氮基因多样性

A sediment sample was collected from a deep-sea hydrothermal vent field located at a depth of 2 951 m on the Southwest Indian Ridge. Phylogenetic analyses were performed on the prokaryotic community using polymerase chain reaction（PCR） amplification of the 16 S rRNA and nifH genes. Within the Archaea, the dominant clones were from marine benthic group E（MBGE） and marine group I（MGI） belonging to the phyla Euryarchaeota and Thaumarchaeota, respectively. More than half of the bacterial clones belonged to the Proteobacteria, and most fell within the Gammaproteobacteria. No epsilonproteobacterial sequence was observed. Additional phyla were detected including the Actinobacteria, Bacteroidetes, Planctomycetes, Acidobacteria, Nitrospirae, Chloroflexi, Chlorobi, Chlamydiae, Verrucomicrobia, and candidate divisions OD1, OP11, WS3 and TM6, confirming their existence in hydrothermal vent environments. The detection of nifH gene suggests that biological nitrogen fixation may occur in the hydrothermal vent field of the Southwest Indian Ridge. Phylogenetic analysis indicated that only Clusters I and III NifH were present. This is consistent with the phylogenetic analysis of the microbial 16 S rRNA genes, indicating that Bacteria play the main role in nitrogen fixation in this hydrothermal vent environment.     

海洋细菌脂肪酸的气相色谱分析

以副溶血性弧菌VP-X-3为试验对象,利用气相色谱技术分析了其细胞脂肪酸的组成和含量,以色谱峰的数量、色谱峰高及脂肪酸含量作为评价指标,探讨了不同的皂化和甲酯化条件对细菌细胞脂肪酸测定结果的影响。结果表明:皂化和甲酯化条件都对细胞脂肪酸的组成和含量产生一定的影响。较低温度皂化处理利于增加色谱峰数量和色谱峰高。甲酯化温度过高容易破坏脂肪酸,尤其是长链脂肪酸和不饱和脂肪酸的结构。高温甲酯化条件下,时间越长,甲酯化效果越差。试验得到较为理想的气相色谱前处理条件:2 mol/L NaOH-甲醇溶液2 mL,70℃水浴10 min;10%(V/V)H2SO4-甲醇溶液2 mL,70℃水浴15 min。此条件下的色谱峰的数量多达29种,色谱峰高明显高于其他处理条件下的峰高。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)双链RNA依赖的蛋白激酶R(PKR)基因克隆和实时定量表达分析

采用RACE方法克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)PKR基因(CsPKR), 获得了CsPKR全长cDNA序列为2907bp, 其中包含1959bp的开放阅读框, 100bp的5′非编码区和848bp的3′非编码区。保守结构域分析显示推导的CsPKR氨基酸在N端存在两个特异的dsRBD(dsRNA binding domain dsRBD)结构域, 在C端具有多个保守的激酶活性位点, 包括ATP结合位点和底物配体结合位点, 以及活性环结构A-loop。系统进化树分析显示鱼类、两栖类、鸟类及哺乳类的PKR具有共同的进化起源, CsPKR与牙鲆PKR的亲缘关系最为密切。荧光定量PCR结果显示, CsPKR基因在健康鱼多个组织中广泛表达, 在脑中的表达最高, 头肾中表达最低。经鳗弧菌和淋巴囊肿病毒分别感染后, CsPKR基因在免疫相关组织中呈现上调表达趋势, 其中感染鳗弧菌12h后在血液中表达量较对照组上升了9.28倍, 在感染淋巴囊肿病毒24h后, 在肝脏中的表达达到最大, 为对照组的9.97倍。以上结果暗示CsPKR基因在半滑舌鳎响应细菌和病毒免疫应答中起重要作用。     

FLU-net：用于表征页岩储层微观孔隙的深度全卷积网络

页岩孔隙是页岩气储集的主要空间,孔隙的形状、大小、连通性与发育程度很大程度上决定了页岩储集层的储集性能,因此,页岩气开采首先需要对其孔隙有充分的认识。基于阈值分割法获取页岩孔隙结构参数是目前页岩微观结构表征的一种重要手段,但是受扫描电镜图像灰度分布差异的影响,该方法需要逐一修改图像的最佳分割阈值以达到最好的孔隙分割效果,且阈值分割方法无法直接划分孔隙类别,这给后续的页岩微观结构定量表征带来了麻烦。为了实现页岩孔隙的智能识别和分类,笔者设计基于像素级语义分割的深度全卷积神经网络FLU-net,对页岩孔隙识别并分类为有机孔、无机孔（粒内孔、粒间孔）及裂缝,并结合孔隙尺度分类统计方法,分析不同类型孔隙发育数量、孔径大小、孔隙度等参数,实现页岩储层微观孔隙结构的自动化定量表征。以重庆渝西区块足201井区和四川盆地威远地区威204井区的页岩扫描电镜图像为研究对象,在对1 600幅页岩扫描电镜图像原始数据进行人工标注并划分数据集后,使用FLU-net进行孔隙识别,结果表明,本方法具有较高的准确率,同时自动化程度和泛化能力均高于传统预测方法。因此,扫描电镜与基于深度学习的语义分割模型结合是定量研究页岩微观结构表征的有效手段。     

基于Landsat-8遥感影像和LiDAR测深数据的水深主被动遥

主被动遥感结合反演远海岛礁周边水深信息,不仅可以有效弥补传统测深方法覆盖范围小且费时费力的不足,也可为航运安全、海洋减灾、生态环境保护等领域提供基础资料。以夏威夷瓦胡岛周边水深反演为例,应用Landsat-8多光谱遥感数据和机载Li DAR测深数据,开展了不同密度Li DAR测深数据对水深多光谱遥感反演精度的影响分析、不同水深网格化处理方法对水深遥感反演结果的影响分析和基于少量Li DAR控制区块的大区域水深反演能力分析三方面的研究工作。结果表明:(1)Li DAR测深数据密度的改变对水深反演结果的影响不大,变化后的水深反演结果与原始的水深反演结果相比,平均相对误差变化在0.3%以内,平均绝对误差变化在0.03m以内;(2)采用均值格网处理方法的多光谱遥感水深反演精度要略高于采用中值格网处理方法的水深反演精度,具体体现在均值的平均绝对误差要比中值的低0.04~0.05 m,平均相对误差低1%~10%,反演结果的残差分布显示在0~2 m和20~25 m的水深段内均值统计法的残差分布更集中且其平均值接近于0 m,而在其它水深段二者的残差分布基本相同;(3)基于少量Li DAR控制区块的大区域遥感水深反演结果较为理想,两个检查区块的水深反演结果 R2、平均绝对误差和平均相对误差分别为:0.877,1.66 m,3.5%和0.941,1.62 m,28.4%。反演结果分段分析表明各水深段内反演的精度都比较理想,平均绝对误差除20~25 m水深段外,均低于2.5 m,平均相对误差除0~2 m,2~5 m外,均低于25%。     

港口及临港工业围填海规模综合评价研究

针对港口及临港工业围填海的特点,运用多目标决策理论与方法,构建了港口及临港工业围填海规模评价指标体系,包括现状评定和综合影响两类评价因子,包含自然条件、社会经济条件、资源环境影响、效益评估四类评价要素,共计15个评价指标。并根据成本型、效益型和固定型指标的特点提出了各自的标准化方法,采用主客观综合赋权法确定评价因子的权重,采用线性加权和法计算港口及临港工业围填海规模方案的综合得分,以此为依据确定围填海规模的适宜程度和适宜等级。以江苏辐射沙洲半岛式浅滩腰沙为例,运用港口及临港工业围填海规模综合评价方法,确定腰沙海域最佳的港口及临港工业围填海规模为理论基面+3.0 m。提出的研究方法能够为沿海省市港口及临港工业围填海规模评价提供参考和方法借鉴,对于围填海规模决策和围填海总量控制指标的制定具有重要意义。     

海洋重力测量动态环境效应分析与补偿

针对使用小型测量船搭载摆杆型海洋重力仪获取数据质量不高的问题,在深入分析海洋环境动态效应误差特性基础上,提出了一种基于互相关分析的交叉耦合效应修正法,对高动态海洋重力测量数据实施综合误差补偿和精细处理。使用典型恶劣海况条件下的观测数据对该方法的有效性进行了验证,结果显示,重力测线成果内符合精度从原先的±9.35×10-5m/s2大幅提升到±1.43×10-5m/s2,同时使用卫星测高反演重力对精细处理结果的可靠性进行了外部检核,外符合精度也从原先的±7.73×10-5m/s2提高到±5.63×10-5m/s2。     

鱼类甲状腺轴对胚胎发育、仔鱼变态及性别分化的调控作用研究进展

鱼类甲状腺轴由下丘脑、垂体、甲状腺组成,下丘脑通过分泌促甲状腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素释放激素调节垂体促甲状腺激素的合成和分泌,促甲状腺激素促进甲状腺滤泡合成并释放甲状腺激素(主要为甲状腺素—T4),T4运输至肝脏等外周组织中,经过脱碘转化形成生物活性更强的三碘甲腺原氨酸(T3),T3主要通过同核受体结合发挥生物学功能。甲状腺激素对鱼类胚胎发育、仔鱼变态及性别分化等早期生长发育过程具有重要调控作用:甲状腺激素为鱼类胚胎发育期所必须,外加适量甲状腺激素能够提高胚胎或仔鱼存活率;仔鱼变态过程中,某些外部形态变化及相关组织分化依赖甲状腺激素的调控,牙鲆等仔鱼变态期体内甲状腺激素水平及其受体表达量会显著升高;性腺发育期,甲状腺激素对调控鱼类性别分化方向可能具有一定作用。     

高砂比压裂技术在吐哈油田的应用研究

根据吐哈油田的特点,就高砂比压裂技术在吐哈油田的应用,在压裂液优化、支撑剂选择、施工工艺等方面进行了研究,优选出了适合该地区的压裂液和支撑剂,优化了压裂施工工艺,最终通过实践总结出了一套适合吐哈油田的高砂比压裂工艺,经过推广试验证明,效果明显。