辽东湾近岸冰区生态环境初步调查研究

１９９６年１月２６－３１日，在辽东湾近岸冰区选设４个站位进行了一次内容较为全面的生态环境调查研究，其项目包括温度、盐度、ｐＨ、ＤＯ、ＣＯＤ、ＴＯＣ、ＰＯＣ、营养盐、微生物、叶绿素、浮游植物、浮游动物和度栖动物。结果表明，辽东湾近岸冰区营养盐含量丰富，叶绿素ａ含量较低，存在一定数量的浮游生物。海水中硝酸盐、铵盐和磷酸盐含量均为冰中含量的１．５倍左右，海水中硅酸盐含量是冰的４．１６倍，亚硝酸盐和叶绿素     

Punctuated evolution of viscid silk in spider orb webs supported by mechanical behavior of wet cribellate silk

The origin of viscid capture silk in orb webs, from cribellate silk-spinning ancestors, is a key innovation correlated with significant diversification of web-building spiders. Ancestral cribellate silk consists of dry nanofibrils surrounding a stiff, axial fiber that adheres to prey through van der Waals interactions, capillary forces, and physical entanglement. In contrast, viscid silk uses chemically adhesive aqueous glue coated onto a highly compliant and extensible flagelliform core silk. The extensibility of the flagelliform fiber accounts for half of the total work of adhesion for viscid silk and is enabled by water in the aqueous coating. Recent cDNA libraries revealed the expression of flagelliform silk proteins in cribellate orb-weaving spiders. We hypothesized that the presence of flagelliform proteins in cribellate silk could have allowed for a gradual shift in mechanical performance of cribellate axial silk, whose effect was masked by the dry nature of its adhesive. We measured supercontraction and mechanical performance of cribellate axial silk, in wet and dry states, for two species of cribellate orb web-weaving spiders to see if water enabled flagelliform silk-like performance. We found that compliance and extensibility of wet cribellate silk increased compared to dry state as expected. However, when compared to other silk types, the response to water was more similar to other web silks, like major and minor ampullate silk, than to viscid silk. These findings support the punctuated evolution of viscid silk mechanical performance.     

利用AVHRR和MODIS数据测算海冰资源量——以渤海海冰资源测算为例

论文探讨了利用遥感数据测算海冰资源量的方法,提出了基于GIS技术和光谱特征的海冰信息分层提取法,并测算出2001-01-15的渤海海冰资源储量和可开采量分别为8.19×109m3和4×1010m3,表明渤海海冰作为淡水资源,其数量是相当可观的。论文认为,利用可见光、近红外和远红外波段对海冰资源量测算效果明显;MODIS数据在海冰资源量测算方面优于AVHRR数据。     

跨音速风扇叶片高低转速下混合相积冰的对比研究

目的 获得跨音速风扇转子叶片高、低转速下混合相积冰的影响规律。方法 使用CFX获取风扇叶片空气流场数据,采用FENSAP-ICE获取积冰冰形,通过过冷水滴与冰晶温度、撞击叶片角度等进行混合相积冰高、低转速冰形分析。结果 风扇叶片高、低转速运转时,过冷水滴与冰晶的运动状态变化相对明显。高转速时,流场内的气流为跨音速流动,过冷水滴与冰晶撞击角度相差较大,撞击角度较大的叶根区域更容易收集过冷水滴与冰晶;低转速时,过冷水滴和冰晶与叶片的撞击角度大部分区域低于10°,使过冷水滴与冰晶碰撞到叶片后的捕获难度提升。风扇叶片高、低转速运转时,叶身的温度差异使过冷水滴在低转速下易直接凝结,未凝结的水膜量极少,而冰晶表面未形成水膜,不易被捕获,使得最终的积冰主要为过冷水滴积冰。结论 风扇叶片混合相积冰在高转速时,流道内温度升高更快,水膜不易凝结,冰晶表面易融化,促进了冰晶积冰。     

冰封状态下达里湖冰-水中浮游细菌群落结构差异

细菌是湖泊生态环境、物质能量循环的关键参与者.为了解寒旱区湖泊冰封状态下上部水体中浮游细菌群落结构变化特征,于2019年1月中旬,在内蒙古达里湖进行了15个取样点处的湖冰底层、冰下表层水等样品（"底冰"和"表水"）的采集与分析.结果表明,在门类水平上,达里湖底冰中浮游细菌群落多样性比表水中略低,且优势浮游细菌门类的相对含量出现明显冰-水差异.虽然底冰和表水中优势浮游细菌门类均由Proteobacteria、Actinobacteria、Cyanobacteria、Bacteroidetes、Verrucomicrobia、Planctomycetes、Tenericutes及Gemmatimonadetes等组成,但Proteobacteria的相对含量在底冰中平均达到63.64%,而表水中的平均相对含量下降到26.75%,明显小于Actinobacteri的平均相对含量（39.10%）.再者,由于冰封过程中"冷冻浓缩"作用导致氮（N）、磷（P）等元素迁移幅度不同,促使底冰和表水中Proteobacteria和Actinobacteria等优势细菌门类相对含量存在明显的差异响应,导致主要浮游细菌属种的相对含量出现冰-水明显不同.整体上,总磷（TP）和溶解性总磷（DTP）等变化成为影响底冰中优势细菌门类结构变化的环境因子,而溶解态无机磷（DIP）和氨氮（NH₄⁺-N）等变化成为影响表水中优势细菌门类结构变化的环境因子.显然,不同形态N、P元素的迁移幅度等成为影响冰封状态下湖泊表层水体中浮游细菌结构差异的主要影响因素,这也将为进一步分析寒旱区湖泊水生态环境提供基础数据.     

乌梁素海冰盖中微塑料的分布特征及其与盐度、叶绿素a的响应关系

目前关于淡水湖泊冰盖中微塑料的分布特征研究还鲜见报道.为阐明乌梁素海冰盖中微塑料的赋存特征以及其与冰盖盐度、叶绿素a浓度之间的响应关系,通过野外采样、显微镜观察、傅里叶红外光谱测定和相关性分析等方法,对冰封期乌梁素海冰盖中微塑料的丰度、颜色、形状和种类进行鉴定,通过相关性分析探求微塑料在冰盖中的分布特征及其与盐度、叶绿素a之间的响应关系.结果表明,乌梁素海冰盖中微塑料平均丰度为56.75~141 n·L^-1,约为乌梁素海表层水体中微塑料丰度的10~100倍;纤维状为最常见的微塑料类型,其次是碎片状.乌梁素海冰盖中微塑料的丰度在水平方向上呈现出从上游到下游逐渐递减的趋势,在垂直方向上则与盐度呈显著正相关,表层冰和底层冰丰度大于中层冰和近底层冰;微塑料丰度与叶绿素a浓度则未发现相关性.此外,受冰盖对水体中微塑料颗粒捕获效应的影响,微塑料在冬季被临时储存于冰盖中,直到春季又被重新释放进入水体.本研究可为乌梁素海微塑料的污染治理提供参考和借鉴.     

月球上发现固态水

月球勘探者’在月球两极发现水冰的存在 ,不仅为人类在月球上建立维持生命系统 ,而且为我们研究地球上水的来源提供了新的线索。本文简明介绍了月球上固态水的探测、分布区、来源及其意义。     

气候变暖背景下典型冰川储量变化及其特征 ——以天山乌鲁木齐河源1号冰川为例

冰储量变化与冰川水资源变化及其对河川径流的贡献有密切关系。论文以天山乌鲁木齐河源1号冰川为例,基于雷达测厚、冰川测图等多年实测资料,通过GIS技术,计算出该冰川不同时期的储量值,并对其变化特征进行分析。结果表明,乌鲁木齐河源1号冰川1962、1981、1986、2001和2006年的储量分别为10 736.7×10⁴、10 296.2×10⁴、9 989.4×10⁴ m³、8 797.9×10⁴和8 115.0×10⁴ m³。1962-2006年44 a间,在气候变暖背景下,冰储量亏损24.4%,厚度减薄12.1%,面积减小14.0%,最大长度缩短7.6%,且均呈加速趋势。1981年之前,冰川面积和长度的减小是造成冰储量减少的主要原因;1981-2001年,冰川厚度、面积、长度的减小共同造成储量的减少,面积的缩小仍是主导因素;2001年以后,冰川厚度的减薄成为冰储量减少的主要因素。     

基于光学视频的冰区核电海面浮冰监测与分析系统设计

随着能源需求的不断扩大,大型核电工程已逐渐向有冰海域分布。海冰是有冰海域海洋活动的首要灾害性环境要素,冰区核电站正常运行的首要问题是如何保障冷源取水不受海冰灾害影响而失效。本文根据冰区海水直接利用工程的监测需求,分析了光学视频在特定小区域海面浮冰监测中的优势,并基于海冰灾害风险评估的理论框架和信息处理流程,初步设计了冰区核电海面浮冰监测与分析系统。系统建成后,结合实时监测数据和风险评估数据库,可以快速提供冷源取水堵塞风险和预警信息,为企业和有关部门及时有效的采取防灾措施提供依据。     

用氟污染桑叶饲养蚕对干茧和丝质量影响的研究

研究表明,桑叶氟污染较重时,干茧和丝的质量受到危害,茧层重、粒茧量和公升茧粒等6项指标均显示干茧质量明显下降;在14项丝质量指标中除清洁度和强伸力外,均有明显氟危害影响.     

唐古拉冬克玛底冰川流域pH值和电导率分析

2005-05-11～2005-09-27,在青藏高原唐古拉段冬克玛底冰川流域对融水径流和草地径流分别进行采样.对样品的pH值和电导率进行了分析.结果表明,研究区环境受人类活动影响很小.借助电导率水量来源模型对冬克玛底河流量进行划分,暖季径流主要以冰川冰融水补给为主,占总流量的62%以上,其次是积雪融水和降雨补给,其中,第1、3阶段的积雪融水补给分别占31%和37%,第2阶段的降雨补给占17%左右;土壤冻结水消融对径流贡献很小,占2%以下.     

冰藻在北冰洋生态系统中的重要性及其对全球变暖的响应

在全球变暖的背景下,北极正在经历剧烈的环境变化,如海冰消融、海水淡化、海平面上升、海流变化以及紫外线辐射增强等。北极是对全球气候变化最敏感的地区之一,其特殊的地理位置和极地放大效应使北冰洋生态系统极为脆弱。冰藻作为初级生产者,是北冰洋生态系统的重要组成成分,在全球生物地球化学循环和能量流动过程中发挥着重要的作用,对环境变化的响应十分敏感,是一种良好的环境指示生物,研究其对全球变暖的响应具有重要意义。本文从冰藻对北冰洋的生物量、生产力、沉积有机碳的埋藏以及渔业资源等方面的作用,分析了冰藻对北冰洋生态系统的重要性,结合冰藻的群落结构、时空分布等方面的变化,论述了冰藻对全球变暖的响应。     

微塑料对结冰过程中环境因子迁移的影响

为探究结冰过程中微塑料赋存对典型环境因子(总氮、总磷、盐度、化学需氧量、悬浮物)等分布及迁移规律的影响,采用室内模拟的方式研究不同条件下(结冰比例、结冰温度及方式、初始浓度)各典型环境因子在冰-水相间的分布及迁移规律,采用物质分配系数(K)表征环境因子的迁移能力。结果表明,结冰过程中冰体对环境因子具有排斥作用,不同条件下微塑料赋存对环境因子的分布规律均有一定程度的影响,由于微塑料自身特性致使原本应迁移至冰下水体中的环境因子部分滞留于冰体中,导致冰体中环境因子浓度的提高,为对照组冰体中环境因子浓度的1.13~1.49倍;同时使冰下水体中环境因子浓度下降,为对照组冰下水体中环境因子浓度的0.73~0.93倍;微塑料的赋存同时导致环境因子分配系数K值提高0.04~0.18,致使环境因子向冰下水体迁移的能力下降,但微塑料的赋存并未改变结冰过程中环境因子由冰体向冰下水体迁移的趋势,微塑料对于环境因子的携带作用小于冰体对环境因子的排斥作用;同时不同条件下结冰过程中微塑料对环境因子分布与迁移机理的影响均可以从结晶学角度与共晶理论得到解释。     

Influence of CO<Subscript>2</Subscript> on the micro-structural properties of spider dragline silk: X-ray microdiffraction results

The mechanical properties of spider dragline fibres are altered by CO₂ exposure under anaesthetizing conditions during the spinning process. In order to relate these macroscopic changes to a microscopic model, the extrusion of dragline silk was studied by synchrotron radiation microdiffraction. A brief exposure of a female Nephila senigalensis spider to CO₂ results after an incubation time of less than 7 min in the extrusion of a thread (two fibres) swollen with water. The data are interpreted for a model of crystalline -sheet domains containing nanofibrils, which reinforce a network of protein chains. The protein network absorbs water, leaving the nanofibrils unaffected. A continuous flow of CO₂ results in a co-extrusion of a dragline thread and an isotropic silk fraction, which probably has a glycine-rich sequence. Long CO₂ exposure reduces the axial alignment of nanofibrils, presumably due to a partial destruction of the amorphous network.     

ZE-1号印染废水脱色菌群结构与功能的研究

印染废水是水体的主要工业污染源之一。研究表明,利用微生物对印染废水进行脱色处理是一条可行的途径。浙江省环保科研所曾选育得到一组脱色性能较好,具有应用前景的混合菌群。命名为ZE-1号脱色菌群。     

天山低层云水资源中冰粒子物理属性年际变化

采用2003 年1 月至2012 年12 月美国宇航局NASA 发布的CERES SSF Aqua MODISEdition 1B、2B和3A云资料,从冰水柱含量、云等效温度、云等效高度以及冰粒子等效直径4 个云物理宏微观属性考察天山低层云水资源年际变化特征.结果表明:冰水柱含量均值在32.7~92.0 g/m²之间,云等效温度均值在214.9~257.3 K之间,云等效高度均值在3.9~5.7 km之间,冰粒子等效直径均值在12.7~22.4 μm之间.冰水柱含量、云等效高度、云等效温度均呈降低的年际变化特征,冰粒子等效直径呈增加的年际变化特征.     

北京大气降水中细菌气溶胶的多样性研究

利用16S rRNA基因测序分类学技术,分别以北京市区2011及2012年不同月份的降水样品中细菌的基因组DNA为模板,通过克隆、测序构建基因组文库,研究了北京市大气降水中细菌的群落结构组成及多样性变化.系统发育分析结果表明,变形菌门(Proteobacteria) (α-,β-,γ-)是北京市降水样品中细菌的优势菌群(75.6%~100%),另外包括拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、异常球菌门(Deinococcus-Thermus)、蓝藻门(Cyanobacteria)、硝化螺菌门(Nitrospira)、厚壁菌门(Firmicutes)共7个主要门类的细菌,以及未定菌(TM7).多样性指数分析结果显示,不同的降水样品,细菌群落结构组成及多样性均存在着差异性,冬季12月份雪水样品细菌群落结构多样性明显高于其他季节的样品,细菌群落多样性(Shannon, H)特点是,冬季>秋季>夏季.     

涤沦仿真丝印染废水治理技术的研究及其应用

采用化学法去除对苯二甲酸，对高浓度涤纶仿真丝印染废水进行治理。结果表明：该技术对碱减量废水中ＣＯＤＣｒ的去除有显著的效果。当废水的ｐＨ值在１２～１４，ＣＯＤＣｒ含量在１００００～３３０００ｍｇ／Ｌ时，将废水的ｐＨ值调节到４～６，出水ＣＯＤＣｒ能降至１０００～２７００ｍｇ／Ｌ之间，ＣＯＤＣｒ去除率为７７％～９５５％。为涤纶纺真丝印染废水治理达标排放奠定了基础     

作用于斜坡结构物上海冰荷载的二维计算

海冰荷载是结冰海区海洋工程结构物设计的控制荷载，当结构物迎冰面具有倾斜表面时，海冰将发生弯曲破坏，从而大大降低海冰荷载值。本文针对一个单位宽度的简单斜坡结构物，分析冰板作用于斜坡结构时的破坏机理，提出基本假定，建立一个通用的二维计算模式，并对给定的工程结构物的海冰设计条件进行海冰荷载计算，给出了作用于斜坡结构上的冰荷载值。     

CSSRC小型冰水池中海冰模拟与测试研究

中国船舶科学研究中心(CSSRC)新近建成了一座小型冰水池(SIMB),用于冰相关的基础研究,诸如冰模拟、冰力学性能测试以及冰与结构相互作用研究等。该冰水池主尺度为8 m（长）×2 m（宽）×1 m（深）。模型冰为低浓度氯化钠水溶液冷冻制作而成的柱状盐冰。制冷系统可精确地控制室内降温、冷冻和回温过程,制冰过程伴有冰晶播撒和微气泡控制。对一系列模型冰物理和力学性能的测量及微观结构的观测,验证了小型冰水池设计满足功能要求,为冰相关的基础研究提供了一个有效的平台。