基于人工神经网络的Ni-ZrO2纳米镀层耐腐蚀性能预测

目的 对Ni-ZrO2纳米镀层的耐腐蚀性能进行预测,优化电镀工艺参数.方法 采用磁力搅拌辅助电沉积法,在钴镍基模型合金试样表面制备Ni-ZrO2纳米镀层,针对电镀工艺条件,设置正交实验,对每组实验镀层进行电化学测试,分析不同工艺条件下镀层的耐蚀性能.将ZrO2粒子浓度、电镀液温度和电镀电流密度作为神经网络的输入层,将自腐蚀电流密度作为输出层,运用GRNN神经网络和BP神经网络模型,对Ni-ZrO2纳米镀层进行耐腐蚀性能的预测研究.结果 当ZrO2粒子质量浓度为6 g/L、电镀液温度为60℃、电镀电流密度为5 A/dm2时,Ni-ZrO2纳米镀层的性能良好,表现出较小的自腐蚀电流密度.影响Ni-ZrO2镀层自腐蚀电流密度的因素满足ZrO2粒子浓度>电镀液温度>电镀电流密度.运用GRNN神经网络和BP神经网络对4组非正交实验预测的平均相对误差分别为5.30％与10.74％.结论 运用神经模型可以有效地预测不同工艺参数下镀层的耐腐蚀性能,从而优化工艺参数,提高实验效率.在训练样本较少的情况下,GRNN神经网络的预测性能更加精确.     

黄海中南部越冬鳀空间格局的年际变化

探索式空间数据分析（ESDA）方法能揭示复杂的空间现象,诊断鱼类种群的动态空间模式,是深入了解和把握黄海中南部越冬鳀空间格局和演化规律的有效手段之一。本文基于ESDA方法,结合GIS技术,利用2002~2015年的底拖网调查数据和遥感海表温度,分析了冬季黄海中南部鳀的空间格局及动态变化,并探讨了其空间格局与水温的关系。结果表明,2002~2015年,大多数年份鳀资源密度水平相似的站位呈空间集聚分布,但空间集聚程度无年间变动规律;资源密度的高值聚集区主要分布在调查区域的中东部水域,而低值聚集区则主要分布在西部沿岸区域和北部区域。与水温关系研究表明,鳀资源密度高值聚集区分布在黄海暖流暖水舌及以东区域,而低值聚集区主要分布在冷暖水交汇区域;高高类型聚集区资源密度重心纬度与适宜等温线平均纬度变化趋势基本一致,表明高高类型聚集区在纬度方向上的移动受海水温度变化的影响。     

南极旅游资源分类及空间分布特征

南极地区以其独特的旅游资源吸引了越来越多人的注意,近年来赴南极旅游的游客人数快速增长。但国内外对南极旅游资源的研究却相对滞后,对其分类和评价研究几乎处于空白状态。本文对南极旅游资源的分类及空间分布特征进行了初步研究,并对我国南极旅游业发展提出建议,以期为南极旅游资源的评价、开发与保护提供参考。结果表明：南极地区已开展实质性旅游活动的主要旅游资源单体共558个,按属性可分为8个主类、18个亚类和30个基本类型,自然资源类型丰富,水域景观占比较大;旅游资源的空间分布不均衡,在南极半岛西北部格雷厄姆地沿海及附近岛屿、罗斯海周边岛屿及大陆形成了两个高密度集聚区;气候环境条件和旅游资源的可达性是影响该地区旅游资源空间分布的重要因素;与我国相关的南极旅游资源较少,中国在南极旅游开发中的参与度和成熟度也相对较低,未来应尽快摸清南极旅游资源状况,加强南极旅游影响研究,推动我国南极旅游发展。     

石油水溶性成分对褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)生殖、发育及种群动态的影响

溢油污染对近岸生态系统的平衡与稳定危害极大。本研究以石油水溶性成分(water-accommodated fraction,WAF)为目标,研究其对海洋浮游动物褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)生殖、发育和种群动态变化的影响,以期为阐明或评估海洋溢油污染的潜在威胁提供依据。研究结果表明,(1) WAF抑制褶皱臂尾轮虫的种群增长,随着胁迫时间的延长抑制作用不断增强,呈现显著剂量-毒性效应的正相关,其48、72和96 h的半数有效抑制浓度(EC_(50))分别为5.42、4.81和4.39 mg·L~(-1)。(2)WAF能显著影响褶皱臂尾轮虫的生殖和发育过程,缩短轮虫的平均寿命和生殖周期,使得进入生殖期的时间滞后,个体发育延迟;基于生命表的研究发现,其内禀增长率(r_m)、周限增长率(λ)、净生殖率(R_0)和生命期望(E_0)显著降低,世代周期(T)延长,其中r_m、λ和R_0变化较其他指标明显,可作为灵敏指示褶皱臂尾轮虫响应WAF胁迫的指示指标。     

微塑料对大型溞摄食和抗氧化防御系统的影响

微塑料（Microplastics,MPs）作为一种新兴环境污染物,其环境效应已引起了广泛关注.为揭示不同粒径微塑料对淡水生物摄食和抗氧化防御系统的影响规律,以100 nm、5 μm、50 μm聚苯乙烯（Polystyrene,PS）微塑料为研究对象,以大型溞（Daphnia magna）为受试生物,研究微塑料在大型溞体内的积累量、停留量,以及对大型溞滤水率、摄食率以及抗氧化防御系统的影响.结果表明:3种粒径的微塑料均可被大型溞摄入,100 nm和5 μm的微塑料在大型溞体内的积累量和停留量均高于50 μm的微塑料,50 μm的微塑料主要黏附在胸肢处,而100 nm和5 μm的微塑料能在大型溞肠道中积累.暴露于3种粒径的微塑料后,大型溞的滤水率和摄食率较对照组分别降低了50.7%±9.5%和39.2%±10.7%.3种粒径的微塑料均能促进大型溞体内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性的升高,并诱导丙二醛含量升高,导致大型溞氧化损伤.研究显示,微塑料损伤大型溞的食物过滤器,堵塞消化道,降低其滤水率、摄食率,造成大型溞氧化损伤,微塑料暴露对大型溞的摄食和抗氧化防御系统造成了不利影响.      

青岛近岸表层海水和潮滩沉积物中微塑料的分布及其影响因素

微塑料（<5 mm）是一种备受关注的新兴污染物.目前微塑料在山东近岸的分布规律和影响因素尚不明确.本文选取青岛市红岛水产养殖区海域、李村河口附近海域、团岛污水处理厂海域、麦岛沙滩附近海域的表层海水和潮滩沉积物为研究对象,通过现场采样、密度浮选分离、显微镜观察、傅里叶红外测定等方法,揭示青岛近岸表层海水和潮滩沉积物中微塑料的分布规律及其影响因素.结果表明,4个区域表层海水中微塑料丰度从小到大为麦岛（1439个·m^-3）<李村河口（7209个·m^-3）<团岛（12785个·m^-3）<红岛（16869个·m^-3）,潮滩沉积物中微塑料的丰度从小到大为麦岛（1517个·m^-2）<团岛（1794个·m^-2）<红岛（2244个·m^-2）<李村河口（2789个·m^-2）.分析表明,青岛近岸小粒径微塑料（<1 mm）的含量最多;白色是青岛近岸微塑料的主要颜色;纤维在海水和潮滩沉积物中的含量最高,分别占海水和沉积物中微塑料的62.76%和59.92%;表层海水中聚对苯二甲酸乙二醇酯类塑料的比例最大,主要来自于海洋渔业和海洋运输业,潮滩沉积物中聚丙烯的比例最大,主要来自水产养殖业和旅游业.不同采样区域的主要人类活动的种类和强度不同,影响了微塑料的丰度和种类;不同环境介质（海水、潮滩沉积物）的自然条件不同（紫外线照射时间和强度、风化作用等）,影响了微塑料的颜色、粒径、形状和分布规律.     

冬季和夏季长江口及其邻近海域一氧化碳的分布、海-气通量和微生物消耗的研究

海洋是大气中一氧化碳(CO)的重要来源,河口区域在调节气候活性气体收支方面发挥着重要作用。本文旨在研究长江口作为典型河口在全球海洋CO生物地球化学循环中的地位,并进一步了解河口区域海水和大气中CO浓度的变化情况。本文基于2021年冬季和夏季在长江口及其邻近海域的现场调查,对该海域CO分布、海-气通量和微生物消耗速率进行了研究。结果表明,冬季和夏季调查海域大气中CO的体积分数平均值分别为(530.39±120.40)×10^-9和(416.91±102.01)×10^-9,大气中CO含量受人类活动影响较大;受光照强度和陆源输入有机物的影响,夏季表层海水中CO的浓度平均值[(4.52±2.13) nmol/L]显著高于冬季[(1.30±0.79) nmol/L];相应地,夏季海—气通量平均值[0.95μmol/(m²·d)]亦显著高于冬季[0.10μmol/(m²·d)]。冬季的微生物消耗速率常数(k_bio)的平均值[(0.46±0.31)/h]明显高于夏季[(0.26±0.07)/h...     

聚乙烯微塑料对海洋微藻生长和卤代烃释放的影响

挥发性卤代烃（VHCs）是一类重要的痕量温室气体和臭氧破坏物质,在全球气候变化中发挥重要作用.微藻释放VHCs受海洋环境因素的影响.微塑料作为海洋中一种重要新型污染物其对海洋微藻释放VHCs的影响研究比较少见.基于小新月菱形藻（Nitzschia closterium f.minutissima）和东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）的室内单种培养实验,通过测定其藻细胞密度、最大光量子效率（F_v/F_m）、活性氧（ROS）和VHCs浓度,研究聚乙烯（PE）微塑料长期暴露对小新月菱形藻和东海原甲藻生长和VHCs释放的影响.结果表明,PE微塑料胁迫对小新月菱形藻生长主要表现抑制作用,而对东海原甲藻生长表现出促进作用.50 μm的PE微塑料的添加对小新月菱形藻和东海原甲藻的光合作用起到遮蔽作用,导致二者的F_v/F_m受到抑制,且其对东海原甲藻的抑制作用更显著.与对照组相比,PE微塑料胁迫刺激藻细胞的ROS产生量增加,引起小新月菱形藻和东海原甲藻的氧化应激反应,从而促进两种微藻3种溴代烃的释放.     

几种典型氮源加富培养对胶州湾浮游植物群落结构的影响

陆源输入氮源对近岸海域浮游植物生态系统有至关重要的作用。为了解胶州湾海域浮游植物对不同陆源输入氮源的响应,本研究于2020年秋季在青岛近海海域进行了现场加富实验,并通过显微镜镜检和矩阵因子化程序(CHEMTAX)分析了不同氮源加富培养对胶州湾浮游植物群落结构的影响。结果表明,单一氮源对浮游植物细胞生长的促进作用表现为尿素(CH₄N₂O)>氯化铵(NH₄Cl)>硝酸钠(NaNO₃);李村河河水中的复合氮源极显著地促进了浮游植物的生长(P<0.01);氮源加富培养后,胶州湾海域优势种由甲藻(Pyrrophyta)演替为硅藻(Bacillariophyta);显微镜镜检结果与CHEMTAX分析结果的线性回归分析显示,在不同氮源培养体系中,甲藻细胞丰度与Chl a生物量呈显著正相关关系(r=0.656,P<0.05),硅藻细胞丰度与Chl a生物量呈极显著正相关关系(r=0.674,P<0.01);浮游植物对溶解有机氮(DON)的利用率大于溶解无机氮(DIN),对复合氮源的利用...     

人为气溶胶排放导致最近80年东亚夏季风在过去四个世纪以来空前减弱

亚洲夏季风(Asian Summer Monsoon,ASM)对亚洲数十亿人口的生存、亚洲生态系统和生物多样性的分布、以及农业生产(粮食安全)和工业活动影响严重。因此了解ASM过去时空变化及其动力学过程对陆地生态系统、水资源、森林和景观研究至关重要。近几十年,器测记录显示以降水量为代表的ASM强度一直在减弱,但这一减弱趋势的起始时间和动力学过程尚不清楚。为此,第一次集成了ASM西部-中部边缘带10个对降水敏感的树木年轮宽度年表,重建了公元1566年以来反映ASM强度变化的降水序列。重建结果不仅捕捉到了ASM过去4个世纪以来强弱变化历史,也反映出历史上蝗灾与弱季风的关联。特别是发现了最近80年具有过去448年中前所未有的、最为强烈的、显著且持续时间最长的ASM强度减弱趋势。这一减弱趋势与在温室效应影响下ASM本该增强的预期大相庭径。耦合气候模型实验表明,北半球人为硫酸盐气溶胶排放的逐渐增加,对ASM减弱起了决定性作用。