南海上层海洋变异分析及海表温度统计学可预报性试验

气候变化和异常是当今地球科学研究的重大课题之一，与人类的生存、发展密切相关。南海作为我国最大的边缘海, 位于夏季风气流上游, 同时，作为热带太平洋的边缘海，具有显著的年际变异特征。近年来，随着卫星资料的积累和产品化使得我们有机会对南海的上层海洋要素进行全面的直接的观察，并进行南海气候异常变异及其可预报性的研究。 本文的研究内容就是利用近年来卫星资料产品，对南海主要海面要素，包括海面风场（SW）、表层温度场（SST）、海面高度场（SSH）的气候变化趋势以及南海表层温度变异的可预测性进行细致的探讨，并且利用较新的分析方法对南海上层海洋要素在近年来的非线性变异特点进行了分析。主要工作包括： 1. 采用南海卫星高度计及具有高精度模式输出结果通过联合经验正交函数分解（EOF）得到空间分辨率为1/3°×1/3°的南海绝对动力地形及地转流的季节变化（1－12个月）。从地转流场可以看到南海内部的表层流场主要有3种流系：西边界流、离岸流及南海多涡涡旋结构。 2. 通过南海海表大气和海洋要素（SW、风应力、SST、SSH）的气候变化趋势分析计算得到南海SST平均增暖0.5K/decade，海面高度升高6.7cm/decade，表层风场东分量和北分量的变化趋势分别为0.5m/s/decade、-0.04m/s/decade。其中南海SST增暖趋势和海面抬升速率远大于全球增暖和海面抬升速率。 3. 对南海SW、SSH和SST的异常场的EOF分析揭示南海SW、SSH及SST的年际尺度变化均表现出与ENSO变异现象一定的相关性：其中南海SW的第一模态特征表现为海盆尺度的反气旋，是西太平洋反气旋的最西南的一部分。对应的时间系数函数（TCF）滞后Nino3.4指数3个月，相关系数较高为0.90。南海SW的第二模态特征表现为均一化的西南风，TCF与印度洋偶极子（IOD）指数有一定相关性：TCF超前IOD指数4个月，相关系数达到0.58,表明南海SW第二模态似乎可以用来作印度洋偶极子现象的一个前兆。南海SSH的EOF第一模态特征为沿着南海东边界低水位，对应的TCF滞后Nino3.4指数2个月时间，二者相关系数为0.94；南海SST的EOF第一模态特征表现为整个海盆的增暖，对应的TCF与滞后Nino3.4指数8个月，相关系数等于0.62。 4. 基于典型相关分析（CCA），利用南海SSTA滞后热带太平洋Nino指数及印度洋IOD指数的关系建立南海SSTA的统计预报模式。通过对南海SSTA后报试验（1993/1994-2004年10月）与持续性预报值的预报效果进行比较分析，表明基于CCA统计方法对南海SSTA后期预报在预报时效超过3个月以上时具有更好的稳定性，提前1～12个月的后期预报水平平均值为0.60左右，误差均方根大约0.2个标准差。综合热带太平洋Nino指数为预报因子作南海SSTA统计预报的平均水平为0.55左右，亦具有较好的稳定性。 5. 基于前馈型神经网络，对南海近年的表层要素场（SW、SSH、SST）作非线性EOF分析。其中非线性EOF第一模态方差贡献与线性EOF相比均相应提高：海面风场、海面高度场的非线性作用较强，非线性EOF第一模态对变量场的方差贡献与线性EOF方法相比分别从54.75%提高到67.26%和50.43%提高至60.24%，非线性曲率强的空间范围占据绝大部分南海海域；相比较而言，南海SSTA场的非线性EOF第一模态的方差贡献提高不明显,非线性特征明显的区域仅在南海北部和南部靠近大陆的海区。对南海SSTA场1982-2003年时间长度的数据进行非线性与线性EOF分析比较，发现南海SSTA在近20年的非线性EOF分析中得到的非线性特征更不明显，表明与前10年相比，南海近10年的南海SSTA场的非线性成分有所增强。

帕里西维拉海盆西北部海域粘土矿物分布特征研究

本文旨在通过对帕里西维拉海盆海域海底沉积物中<2µm组分的粘土矿物的研究，对研究区表层沉积物中粘土矿物的分布作较为详细地阐述；做出垂向粘土矿物的含量变化、组合类型并对伊利石结晶度、伊利石化学指数和蒙皂石丰度变化初步研究，探讨沉积物质来源、沉积类型和环境演变规律。 表层粘土矿物的组合特点是伊利石相对含量最高，蒙皂石相对含量次之，高岭石和绿泥石相对含量均很低。表层粘土矿物大体分为两种含量组合类型并划分出两种组合分区。根据粘土矿物的平面分布特征，结合SEM和EDS分析，认为伊利石主要来源于研究区以西陆地及周边岛屿。伊利石的化学指数和结晶度指数表明伊利石形成于物理风化较强的气候环境并可能与中国内陆黄土有关系；大部分蒙皂石具有富铁并含少量镁的特征，基性火山物质的蚀变是其主要成因；风力的吹扬是研究区伊利石物质来源的主要输送方式，而且河流物质的输入也是不可忽视的。 8个柱状沉积物样品的粘土矿物主要由四种主要粘土矿物。蒙皂石和伊利石构成主要成分，高岭石和绿泥石构成次要成分。伊利石结晶度指数平均值都介于黄土高原黄土和古土壤中伊利石的结晶度范围内；伊利石化学指数平均值都小于0.5，蒙皂石丰度值大都小于1。

南黄海辐射沙洲海区悬沙及沙洲演变的遥感研究

本文利用南黄海辐射沙洲附近海域现场测量的悬浮体和光谱数据、遥感影像、沙洲陆侧岸滩剖面实测资料、苏北近岸海图水深数据，综合分析了本区文献资料，借助遥感影像处理和GIS技术较为深入地研究南黄海辐射沙洲附近海域悬浮泥沙的时空分布规律、沙洲陆侧岸滩剖面的近期变化以及沙洲区潮沟的变迁。研究结果表明： 1) 南黄海辐射沙洲附近海域2003年春季（3-4月）悬浮体浓度要高于2003年秋季（9月），两个季节都是底层悬浮体浓度大于表层；长江口-老黄河口之间的近岸区是本区悬浮体浓度最高的区域；陆源物质为主的无机组分是悬浮体的主体成分，特别是在近岸浅水区和接近海底的底层水中；春秋两季的表层和底层悬浮体平均粒径都是沙洲区内粒度较粗，沙洲外缘粒度相对偏细。2) 基于悬浮泥沙水体光谱特性以及实测光谱反射率与水体中的悬浮泥沙浓度之间的关系，建立了表层悬浮泥沙浓度遥感反演模型，并以此为基础定量反演了南黄海辐射沙洲附近海域2003年四个季节的表层悬沙浓度。3) 近岸沙洲岸滩剖面实测数据分析表明，条子泥陆侧岸滩剖面的季节变化特点是春夏季以侵蚀为主，秋冬季以淤积为主；东沙沙脊两侧边缘以侵蚀为主，而沙脊中央则以淤积为主。4) 研究了辐射沙洲区内大型潮沟及岸滩小型潮沟的变迁规律，并揭示了潮沟变迁与沙洲演化的关系。5) 辐射沙洲的演变趋势整体上处于萎缩和破碎状态。

东濮凹陷盐湖盆地油气成藏规律及预测技术研究

本文充分利用层序地层学、地层对比、油气成藏评价、地震储层预测等理论技术，采用多学科联合攻关，通过开展全面、深入的研究，形成了一套适合东濮凹陷含盐盆地的地震地质综合油气勘探技术。 通过开展高精度层序地层学研究，使含盐地层的层序划分更为合理，保证了层序与盐韵律的高度统一，利于盐韵律在各级层序单元中的归位，便于整个凹陷的进一步生产研究工作。通过层序划分和对比，指出盐岩在垂向上具有旋回性和韵律性、在横向上具有分区性和迁移性的发育分布规律。通过准层序分析，明确了盐岩和砂岩的时空关系，提出了盐-砂消长及迁移模式和盐-砂指状交叉带的概念，指出盐-砂消长带随时间的不断迁移是导致东濮凹陷油气富集的主要原因，为含盐盆地隐蔽油气藏勘探指明了方向。 通过开展油气成藏研究，指出盐岩层对油气成藏具有积极意义，认为盐岩的沉积利于有机质的富集和保存，提高了烃源岩的质量，盐岩层的存在形成的异常高压会抑制深层烃源岩热演化进程，拉长了生烃窗，对现今成藏有利。盐岩层可作为含油气系统和成藏动力系统的良好划分边界。对各系统的生储盖组合和油气成藏规律进行了归纳总结，落实了与盐岩有关的7种油气藏类型，指出在盐间和盐下可形成多套含油气层系。研究成果有效地指导了东濮含盐盆地油气勘探。 通过地震地质研究和正演模拟分析，指出盐岩在测井上表现为低伽玛、低密度、中高速，在地震上表现为强振幅、高连续、中低频反射，具有比其它岩性更为明显、更易识别的地球物理特征，据此针对含盐地层形成了一套替代法地震地质层位精细标定技术解决了盐岩发育区大量缺少密度数据的老井层位标定难的问题。并结合盐-砂消长及迁移模式形成了一套基于逆向思维和层序地层学的双向式地震地质多信息综合储层预测技术，在实际应用中也已见到初步效果。 在东濮凹陷这一典型含盐富油气盆地开展这种地震地质相结合的系统研究在国内外类似盆地中并不多见，所提出的盐-砂消长及迁移模式、双向式地震地质多信息综合储层预测技术等也具有明显的针对性和独创性。研究成果有效地应用于油气勘探开发生产实践，为油田增储上产做出了积极贡献，对今后东濮凹陷的油气勘探开发工作仍将会继续发挥进一步指导作用。

海洋聚球蓝细菌（Synechococcus）的纯化鉴定及生理和生态分布特征

利用流式细胞仪分析了聚球蓝细菌在胶州湾的时空分布和营养盐的影响, 并对聚球蓝细菌亚群分化及其影响因子做了进一步探索。分离获得六株海洋聚球蓝细菌，分别定名为IOCAS0401、IOCAS0402、IOCAS0403、IOCAS0404、IOCAS0405、IOCAS0406。对其中两株（IOCAS0401、IOCAS0402）进行鉴定，并进一步研究了其生理生态特征。有三株菌（IOCAS0403、IOCAS0404、IOCAS0405）具有异养生长能力，选取其中两株（IOCAS0403、IOCAS0405）构建了遗传操作系统。具体内容摘要如下： 1、聚球蓝细菌在胶州湾的时空分布和营养盐的影响 胶州湾近一年的微微型浮游植物群落分析表明，聚球蓝细菌逐月的最高丰度中心有从湾外→湾口→湾内，再由湾内→湾口→湾外的变化趋势。在月变化中，聚球蓝细菌9月丰度最大，平均丰度为4.87×103 cells/ml，1-4月丰度很低，其中3月平均丰度最低为66 cells/ml。选取D5站的0 m和30 m作为表层和深层，对微微型浮游植物和营养盐的研究表明，在9、10月，N/P主要在10-30之间，聚球蓝细菌占优势51.6%（9月），98.5％（10月），其它月份大多数N/P<10或者>30，尤其以8月和11月最为显著，而这两个月也恰恰是超微真核浮游植物占优势92.1％（8月），84.8％（11月）。流式细胞仪数据表明，夏末和秋季部分站位会出现聚球蓝细菌的两个亚群，并且当N/P在33左右时可能会出现两个亚群分化，经过对N源的分析后发现，产生亚群分化时NO3-N/PO4-P在14左右。 2、 所分离到的六株聚球蓝细菌的吸收光谱表明，胶州湾的聚球蓝细菌色素种类十分丰富，基本都含有叶绿素a和藻红蛋白（PE），同时也有含藻蓝蛋白（PC）的种群。研究中发现有三株菌具有兼性异养生长能力，当有光照的时候，合成色素，自养生长进行产氧光合作用，没有光照时，色素逐渐消失，启动异养生长的代谢过程。 3、 利用流式细胞仪分析黄海近海水样中聚球蓝细菌种群组成，发现主要有不同藻红蛋白含量的两个类群组成，流式细胞仪分选后，用SN培养基培养纯化得到两个亚群优势种聚球蓝细菌IOCAS0401和IOCAS0402。荧光显微镜下镜检，两株菌在蓝色激发光（450-490 nm）下发桔红色荧光，并且IOCAS0401的荧光较IOCAS0402强。扫描电镜观察发现IOCAS0401呈椭圆形，长轴大约1.2 μm左右；IOCAS0402近似球形，直径约有0.6 μm左右。吸收光谱的检测表明，两者都有叶绿素a和藻红蛋白的特征吸收峰。其中IOCAS0401有藻尿胆素（PUB）和藻红胆素（PEB）吸收锋，而IOCAS0402只有PEB的吸收峰，两者均无藻蓝蛋白（PC）吸收锋。通过16S rDNA测序分析，结果表明两株菌都位于MC-A中的clade II类群，与从日本海域分离获得的MBIC10224菌株有较高的亲缘关系，虽然这三株菌都归为clade II，但单独成一分支，表明它们带有明显的西太平洋特色。 4、 选取其中两株IOCAS0403和IOCAS0405构建遗传系统，抗生素图谱表明，IOCAS0403对四环素有抗性，自然转化结果显示，IOCAS0403不能自然转化，IOCAS0405具有自然转化能力，同时两者都不能进行接合转移。

化感作用对东海赤潮演替的影响

本论文通过2007年科学院创新项目KC2007-3航次现场调查和实验室微藻培养实验，研究了多胺对几种赤潮藻生长的影响，不同赤潮水体对几种赤潮藻生长的影响，硅藻赤潮消亡后海水几种溶解有机物的空间分布和时间变化及其与赤潮演替的关系，对实验室和现场观察到的现象进行了深入分析，得到了以下结论： 较低浓度的多胺对东海原甲藻和塔玛亚历山大藻等甲藻的促进作用要高于对中肋骨条藻的促进作用。多胺可能在硅藻赤潮向甲藻赤潮的演替中起了一定推进作用。 东海赤潮演替过程中典型的赤潮水体滤液对培养藻种生长的抑制或促进作用与现场演替过程相契合，化感物质是硅藻赤潮演替的影响因素之一。 东海硅藻赤潮消亡后的海水有较强的类蛋白荧光，主要荧光峰是类酪氨酸B峰。在赤潮消亡主要海区FIB/FIs较大，这表明类蛋白溶解有机物主要是由赤潮藻破碎分解产生的类酪氨酸。S峰、A峰和C峰三者之间互相呈较好的正相关，且3者的荧光强度与盐度都呈显著的线性负相关，其分布均呈现出近岸高远岸低的特点，这表明江浙沿岸水的输入是其共同的重要来源。 单糖、多糖、总糖和DOC与真光层生物活动密切相关。局部高值是之前赤潮高发的藻类产生的。 B峰强度与叶绿素a之间存在一定的负相关，类酪氨酸可能在pico-flagellates暴发过程中作为营养源或生长刺激物。

青岛市区辐射环境质量评价

安全环境是人类赖以生存的基础，天然放射性辐射环境是人类生存环境的重要组成部分，放射性物质存在于各类物质中，包括空气、水源和土壤等。放射性物质的辐射对环境的影响往往被人们所忽视，但又是最危险的环境影响因素。为了生存和健康不仅需要了解重金属和有机物污染，而且需要了解辐射污染。 天然放射性辐射环境与该区域内的地质环境密切相关。青岛地区燕山期岩浆活动频繁，形成了以钾长花岗岩和二长花岗岩为主的大规模侵入岩体，大多数母岩为富含铀、钍的花岗岩。本论文选择青岛地区做为放射性的研究区，该花岗岩地区与放射性核素的辐射强度的关系具有典型的代表性。 论文在大量密集测量地表岩石、土壤γ总量、土壤中238U、232Th 、40K放射性核素的含量基础上，分析了天然放射性辐射环境与该区域内的地质环境. 分析了环境中氡的来源及迁移机制，给出了氡的运移理论模型，指出了环境中氡的危害及其土壤中的分布与地质环境的关系。分别从内照射和外照射的角度，将土壤中238U (226Ra) 、232Th 、40K放射性核素的比活度、γ能量谱、环境中的氡浓度和直接测量空气中的吸收剂量率相结合，首次对青岛地区的辐射环境进行了研究和评价，可为奥运和青岛市长远发展提供科学保障。 结果表明研究区内土壤中的238U含量低于全国及世界平均值，土壤中232Th含量分别是全国和世界均值含量的1.1和1.5倍, 土壤中40K含量分别是全国和世界均值含量的2.43和2.44倍，因此空气中的吸收剂量率高于全国（81.5nGy•h-1）和世界（80 nGy•h-1）约1.2倍。通过能谱估算的空气吸收剂量率与实际测量值近似相等。研究区的年有效剂量为0.83 mSv，低于世界平均年有效外部照射的剂量限值1.0mSv，外照射指数和内照射指数均小于1，该区的等效镭浓度Raeq均值为197 Bq•kg-1，低于建议最大容许值370 Bq•kg-1，基于以上的各类指标均在世界均值或容许值范围内，可以认为该区的外照射水平属于安全辐射范畴。 222Rn浓度对人体内部照射具有举足轻重的地位，也是评价辐射环境质量的关键所在。本文采用经典的氡在空气中的扩散和对流的理论模式，通过研究区内的土壤中铀的含量推算出离地面1米高的空气中的氡的浓度，并且分析了土壤中的氡浓度与土壤中的放射性核素U、Th、K的含量的关系。研究区的土壤氡浓度总体平均值为5887Bq/m3，与全球土壤氡浓度的平均值7400 Bq/m3相比属于土壤氡浓度正常地区。由于青岛市区土壤覆盖层很薄,地表储气条件较差，造成土壤氡逸散。因此除区内土壤氡浓度几处偏高区以的其他区域，甚至断裂带上他和其他区域的土壤氡浓度也普遍偏低。通过计算可以得出青岛市区大气中氡浓度所导致的居民室外吸入氡子体所产生的年均人有效剂量估算结果是0.94mSv/a。这与联合国辐射防护委员会公布世界平均本底值1.2mSv/a相比,此值在正常范围内。 这个地区虽然大面积出露富含放射性物质的花岗岩，由花岗岩风化形成的土壤中放射性核素含量（钍、钾）也较高，但是因为铀含量不高，另外本区临海，一年四季的风速较大，因此本地区室外和室内空气中氡浓度不高。 综上可以得出结论：本区的辐射环境属于安全区域，适于人类生活。 本论文研究成果和创新点有：首次在大量密集测量的基础上，系统地对青岛地区的辐射环境进行了研究和评价；在数据采集方面，采用直接就地测量，跟其他调查方法比，采样密度大，数据量大。从研究方法方面，本文从外照射和内照射的角度，采用了多指标相结合的综合方式来评价本区的辐射环境质量，详实可信；引入GIS技术，和放射性评价相结合，较为系统深入地探讨了放射性核素和氡浓度的分布特征及其与岩性的关系。

长江口及其邻近海域鱼类浮游生物群落结构特征研究

本文根据1999年－2007年间7个航次的长江口及其邻近海域的鱼类浮游生物和环境因子的调查资料，探讨了三峡工程蓄水前后长江口鱼类浮游生物群落特征，主要包括长江口鱼类浮游生物的种类组成、数量变动、群落多样性、空间分布格局等，分析了三峡工程蓄水前后长江口鱼类浮游生物群落结构的动态变化，为评价三峡工程对河口生态环境及鱼类补充资源的影响提供科学依据，研究结果如下： 1．三峡工程蓄水前春季（1999年5月和2001年5月）共捕获11540个鱼类浮游生物隶属11目18科32种，其中凤鲚(Coilia mystus)、鳀(Engraulis japonicus)、六丝矛尾鰕虎鱼(Chaeturichthys hexanema)、白氏银汉鱼(Allanetta bleekeri)、松江鲈(Trachidermis fasciatus)为优势种；鱼类浮游生物群落可划分为三个类群：①以凤鲚为优势种的河口群组，②以松江鲈和白氏银汉鱼为优势种的沿岸群组，③以鳀和六丝矛尾鰕虎鱼为优势种的近海群组；盐度、深度、溶解氧和悬浮体是影响这一海域鱼类浮游生物分布的主要环境因子。 2．三峡工程蓄水后春季长江口的环境因子总体分布格局没有改变，部分环境因子表现出数量上的差异：溶解氧含量偏低，COD平均值下降，pH值显著上升，盐度升高，河道水域和口门附近悬浮体下降，长江口鱼类生物群聚栖息环境发生了变化。三峡工程蓄水后春季（2004年5月和2007年5月）共采获的25种鱼类浮游生物，总丰度(1 070个)仅为蓄水前(11 540)的10%，4种优势种白氏银汉鱼、凤鲚、松江鲈和鳀贡献了总丰度的94.57％；蓄水后影响长江口鱼类浮游生物格局的主要环境因子是盐度和悬浮体，蓄水后长江口鱼类浮游生物群聚类型(河口型、沿岸型和近海型)与蓄水前一致，但沿岸型空间分布区域明显减少，近海型分布区域向河口方向扩展。长江口环境因子中，盐度和悬浮体是蓄水前后鱼类浮游生物群聚变异的主要影响因素。 3．三峡工程蓄水前后春季四次调查共记录鱼类浮游生物39种，生态类型包括淡水、半咸水、沿岸和近海。春季长江口鱼类浮游生物优势种包括鯷、凤鲚、白氏银汉鱼、松江鲈和六丝矛尾鰕虎鱼，2004年和2007年鯷、凤鲚优势地位有所下降。长江口鱼类浮游生物群落结构年度间差异显著，以2004年长江口鱼类浮游生物群落结构与1999和2001年相异性最高，鯷和凤鲚种群数量变动对其群落变异的贡献率最大，群落相似性以2004和2007年最高，达71.17%。与蓄水前相比，三峡水库蓄水后的长江口鱼类浮游生物群落多样性显著下降。1999—2007年间，长江口发生了一系列环境环境条件变化，直接或间接的环境干扰带来了长江口鱼类生物群落结构变异。 4．2007年四个航次（春、夏、秋、冬）共捕获鱼类浮游生物6,463个, 隶属12目28科45种, 以鳀科丰度最高, 占总丰度的76.5%。长江口鱼类浮游生物包括4种生态类型: 淡水型(2种), 半咸水型(14种), 沿岸型(10种)和近海型(16种)。其中, 近海型物种个体数量最多, 占2007年长江口鱼类浮游生物总丰度的74.55%。鳀在4个季节均有出现, 对长江口鱼类浮游生物丰度贡献最大。鱼类浮游生物在物种组成上存在明显的季节变化: 白氏银汉鱼在春季占绝对优势, 鳀是夏季优势度最高的种类, 秋季除鳀外, 前颌间银鱼(Hemisalanx prognathus)成为优势种; 鱼类浮游生物丰度高度集中在优势种上, 各季节优势种对总丰度贡献超过89%。群落物种数量、丰度、丰富度指数、均匀度指数和多样性指数, 在夏季最高, 春季和秋季次之, 冬季最低。2007年长江口鱼类浮游生物的群落格局在空间上分为三个不同的群组：河口、沿岸、外海，并且这种分布随长江冲淡水的季节变化而变化。盐度是影响决定长江口鱼类浮游生物群落空间分布的最重要因子，而温度则是影响其季节性结构变化的主要因子。此外，生殖洄游和索饵洄游也是影响鱼类浮游生物群落结构时间变化的重要因子。

镁包铝型复合牺牲阳极的研制及性能研究

本文制备了一种镁包铝型的复合牺牲阳极，外层成分为镁-铝-锌-锰，内层成分为铝-锌-铟-镉。初期由外层镁阳极对被保护结构体进行保护，在不增加阳极数量的情况下，其所提供的电流可满足钢结构初期对保护电流的需求。镁阳极消耗殆尽时，钢结构所需保护电流密度已经很小，内层铝阳极或锌阳极开始释放电流，对钢结构实施长期、稳定的保护。 对所用的铝阳极和镁阳极分别进行了恒电流电化学测试和自放电电化学测试。采用电化学阻抗技术、动电位极化曲线试验对两种的结合界面进行了性能研究，并通过扫描电子显微镜对结合界面的形貌特征进行了观察。通过研究发现： 在铝阳极和镁阳极的结合部位，由于镁液的浇铸而使成分发生了变化，铝阳极表面有镁的渗透，使得表面部分的活性高于内部，因此对不会影响复合阳极的放电连续性。 内层铝阳极和外层镁阳极结合紧密，在扫描电子显微镜放大2000倍时，没有发现裂纹或狭缝。 与铝阳极相比，镁阳极具有更负的电位，因此其驱动电压更大，相同阴、阳极面积比例时，其所能提供的保护电流远大于铝阳极所提供的保护电流 通过理论计算表明，若在实际工程中推广这种复合牺牲阳极，可节省30%左右的传统铝阳极用量，因此，具有非常广阔的应用前景。

东中国海区域海浪同化系统设计与研究

针对目前海浪同化中没有适合东中国海区的业务应用系统，以及缺乏集合卡尔曼滤波方法（Ensemble Kalman Filter，EnKF）的应用的现状，设计了东中国海区域海浪同化系统。首先比较了目前常用的各种资料同化方法，指出各种同化方法的实质都是一种滤波过程，并选取最优插值方法（Optimal Interpolation，OI）和EnKF方法开展同化试验，动力模式选取WAVEWATCH III，观测资料为Topex/Poseidon卫星高度计观测波高。然后用观测法研究了模式预报误差协方差的统计性质，指出误差相关距离尺度在3°至6°之间。最后用22001号浮标观测资料验证了两个同化系统2000年8月的有效波高计算值，结果表明OI方案的同化系统对有效波高的均方根误差减少了9.0%，系统运行稳定，可应用于业务化部门；EnKF方案的同化系统在集合样本数为50的情况下，对有效波高的均方根误差减少了6.0%，用EnKF方法同化有效波高是可行的。

双刺纺锤水蚤（Acartia bifilosa）基础生物学与生态学研究

20世纪90年代以来，为了确保日益增长的人口对蛋白质的需求，海洋鱼类养殖在全球范围内日趋发展。然而，许多养殖鱼类的品质如抗病力、口味等与野生种类相比大为降低。饵料对于鱼类品质的好坏起着至关重要的作用。在海洋的自然环境中，浮游动物，特别是数量庞大、种类繁多的桡足类是野生鱼类的天然活饵料。哪些桡足类适于作养殖饵料，如何获得、从何处获得桡足类，人工培养是否可行，能否通过加入桡足类来改善养殖鱼类的品质是长期以来业内人士一直关注的问题，需要大量的基础性探索研究工作。 开展有潜在开发价值种的生物学特性及室内培养的基础研究，进而开展大量生产技术的研究与应用，不仅是开发利用桡足类的一个重要途径，而且可以获得一些重要的生态学参数。 本论文自2003年10月－2004年9月之间，在胶州湾采集不同的桡足类种类，通过室内比较培养实验，选定双刺纺锤水蚤作为具有开发潜力的研究培养对象，对其展开一系列培养条件及生物学特性研究，在此基础上进行了小水体增殖培养，结合现场调查资料对与其生活策略相关的生态学问题进行了初步研究探索。结果如下： 筛选：2003年10月－2004年9月全年不同季节共采集11 种桡足类，在室内自然温度、自然海水（盐度30－32）下长时间培养，粗略筛选出能够经受实验室人工养殖水体生活的种类有：强额拟哲水蚤（Paracalanus. crassirostris）、汤氏长足水蚤（Calanopia thompson）、太平洋真宽水蚤（Eurytemora pacifica）、双刺纺锤水蚤（Acartia bifilosa）。对上述种类的成体和子代幼体分别测定其对不同盐度、温度的耐受能力。培养结果表明：18℃室温下，强额拟哲水蚤幼体在盐度20以上的环境中，存活时间不超过11天；汤氏长足水蚤雌体在培养温度低于20℃时，只能存活10天；25℃室温下，当盐度低于20时，汤氏长足水蚤雌体存活时间不超过9天，子代的存活时间不超过7天；太平洋真宽水蚤不适宜在温度较高的夏秋季培养，幼体在不同盐度的实验条件下存活时间不超过5天，不适宜长期培养；双刺纺锤水蚤在全年8－24℃的室内培养温度范围内保持了24－85％的存活率，雌体和子代在盐度10－35的范围内都能存活，最终结果表明双刺纺锤水蚤是其中最适宜进行人工培养的种类。 繁殖：对双刺纺锤水蚤雌体的培养条件和繁殖生物学的研究结果表明：在本实验所使用的6种微藻饵料：微绿球藻（Nannochloropsis oculata）、小球藻（Chlorella.sp）、等鞭金藻（Isochrysis galbana）、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、亚心型扁藻(Platymonas subordiformis)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)中，亚心型扁藻和中肋骨条藻适宜成体培养，亚心型扁藻对雌体存活有利，排粪率也要比中肋骨条藻低得多，亚心型扁藻在高温条件下的饵料利用效率要高于中肋骨条藻，中肋骨条藻对产卵有利，二者混合优势互补；预饥饿处理的双刺纺锤水蚤恢复到最高产卵率需要较长的时间，并且一直保持较低的产卵率；该种繁殖的最适温度范围15－20℃；在10－25℃温度范围内的平均产卵率差异并不显著。 生长及发育：对双刺纺锤水蚤幼体培养条件及发育生物学研究结果表明：在本实验所使用的6种微藻饵料中，微绿球藻是比较理想的开口饵料；粒径小（ 4 m）的微藻——微绿球藻和小球藻不能保证双刺纺锤水蚤后期无节幼体发育至桡足阶段，22℃以下采用微绿球藻 + 亚心型扁藻 + 中肋骨条藻的食物搭配，22℃以上需加入粒径在4m左右的等鞭金藻。 世代时间：通过一系列的温度梯度实验，证明在相同饵料的情况下，温度对双刺纺锤水蚤的发育具有显著的影响，在15－25℃的范围内，随着温度的升高，生长速度加快、世代周期缩短；在温度条件为15、18、20、22、25℃下的世代时间分别为25.5, 18.5, 13, 11.5, 9.5天。 群体培养：研究了适宜的微藻饵料种类搭配比例以及总饵料浓度对种群日均增值率的影响。结果表明：20℃下培养宜采用亚心型扁藻：中肋骨条藻：微绿球藻按含碳量2:1:1的比例组成混合饵料，达到最高增殖率的混合饵料浓度范围在1.0－4.0 μg C ml-1之间；25℃下培养宜采用亚心型扁藻：中肋骨条藻：微绿球藻：等鞭金藻按含碳量2:1:1:2的比例组成混合饵料，日均增殖率在混合饵料总浓度为1.0 μg C ml-1 时最高，低于和高于此浓度都会降低日增值率。 度夏机制：针对野外大面调查发现双刺纺锤水蚤在高温季节的胶州湾内仍然存在的事实（传统观点认为该种在夏季从水体中消失，通过休眠卵度夏），本论文从基础生态学研究出发，根据胶州湾夏季的温度和叶绿素浓度资料，设计实验研究了高温和饵料浓度对成体繁殖和幼体生长发育的影响。实验发现，饵料浓度对高温下雌体的繁殖有着明显的影响，15g Chla l-1浓度下的雌体在28℃都可以保持产卵状态，而且卵的孵化率也在50％以上；各处理中的卵都很快孵化，并保持了60％以上的孵化率；高浓度组15 g Chla l-1和10 g Chla l-1，无节幼体都能发育至成体，低浓度5 g Chla l-1处理组中，28℃下，不能发育至桡足阶段，而25℃下也只能发育至C4期。在本实验中没有发现双刺纺锤水蚤产生休眠卵。在胶州湾自然环境中发现该种全年存在。胶州湾中的双刺纺锤水蚤在夏季能够在不产生休眠卵的情况下安全度夏。

裙带菜配子体发育与雌诱激素研究

裙带菜（Undaria pinnatifida）是我国养殖的三大经济海藻之一，有较高的经济价值。本文对裙带菜的配子体发育过程及雌配子分泌的雌诱激素进行了相关的研究，以期为研究裙带菜的有性生殖过程的研究提供更多的依据，为裙带菜的人工育苗和养殖业的发展提供理论基础。 首先对裙带菜配子体的发育过程进行了研究。在培养条件为17 ℃，光暗周期12：12 h，光强40～60 µmolm－2s－1的条件下，对雌雄配子体分别进行单独发育和混合发育研究。实验结果表明，当雌雄配子体分开单独进行发育培养时，雌配子体能形成成熟的卵囊并完成排卵，雄配子体虽然能够形成成熟的精囊，但并不排精。而当雌雄配子体进行混和发育培养时，虽然雄配子体精囊的成熟明显早于卵囊，但只有雌配子体的卵排出后，雄配子体才发生大量的排精现象。此外，实验还观察到雌配子体在排卵过程中受到光的干扰会引起卵的脱落。卵排出后，三天不受精，也会发生从卵囊脱落的现象；而且，脱落的卵和未脱落的卵都会再生细胞壁并呈营养生长。 其次，本文对裙带菜雌诱激素在有性生殖过程中的作用进行了研究。结果表明，刚刚排出的雌配子分泌了一种或几种易挥发的物质，这种或这几种物质能够促进精子释放并吸引精子向其游动，完成受精作用。另外，本文对影响雌诱激素分泌的培养时间和培养的光照强度、环境温度、光周期等进行了研究，以期能够找到雌诱激素分泌的最佳条件。结果表明，雌配子体在发育培养6～8天时检测到雌诱激素活性，最佳的温度条件为19 ℃，光强在40～160 µmolm-2s-1都检测到雌诱激素活性，最佳的光暗周期为12：12 h。 最后，本文尝试了裙带菜配子体雌诱激素的提取与分析研究实验。采取了溶剂提取和闭环系统提取两种方法对裙带菜雌诱激素进行提取，用气质联用仪器对提取的物质进行分析。两种提取方法都没有提取到相关的雌诱激素类物质。 总之，本文研究了裙带菜的配子体发育过程及雌配子分泌的雌诱激素的一些相关问题。在配子体发育过程研究中，对雌雄配子体分别进行单独发育和混合发育研究；对雌诱激素在有性生殖过程的作用的研究中，将不同发育程度的雌配子体加入到成熟的雄配子体中，观察研究雄配子体的变化；在影响雌诱激素分泌的环境条件的研究中，选择设置了不同的温度、光强和光周期。在裙带菜雌诱激素的提取与分析研究中，尝试了溶剂提取和闭环系统提取两种方法，用气质联用仪器进行分析。

马里亚纳海沟南部橄榄岩的研究：地幔楔中含水流体－橄榄岩的相互作用

弧下地幔楔是俯冲板片物质向地表折返的必经之地，对地幔楔橄榄岩的研究是研究“俯冲工厂”运行机制的重要环节。为了深入了解俯冲作用对弧下地幔楔橄榄岩的影响，本文对马里亚纳岛弧南部前缘的橄榄岩进行了岩石、矿物学和地球化学研究。根据矿物组成将这些橄榄岩分为两组：含辉石的Group1和不含辉石的Group2。矿物学和地球化学特征表明这些橄榄岩是弧下地幔楔高度部分熔融的残余，并叠加后期含水流体－橄榄岩的相互作用。全岩组成和矿物组成均表明马里亚纳岛弧南部前缘橄榄岩经历了比深海橄榄岩更高程度的部分熔融作用。并且，与橄榄石和斜方辉石相比，单斜辉石的亏损程度更高，暗示后期含水流体的渗入引起了马里亚纳岛弧南部前缘橄榄岩的局部熔融。后期含水流体－橄榄岩的相互作用使马里亚纳弧下地幔楔发生Ca、Na的相对富集；并使单斜辉石在发生局部熔融的同时发生LILE和LREE以及Zr的相对富集；还明显改变了尖晶石的矿物组成；同时导致角闪石、斜方辉石等新的矿物相的形成。含水流体－橄榄岩相互作用下角闪石的形成是一个受温度影响的长期过程，早期高温条件下形成的角闪石还参与了橄榄岩的局部含水熔融作用。含水流体普遍富含Al、Ca和Na，对各种微量元素的溶载能力随着其温度的升高而升高，相对低的HREE和HFSE溶载能力暗示其源于俯冲板片的脱水作用。

凡纳滨对虾分子标记筛选、连锁图谱构建和QTL定位

利用AFLP和微卫星标记，以凡纳滨对虾F1全同胞家系为作图群体，构建了凡纳滨对虾的雌性和雄性遗传连锁图谱并对生长相关性状体长和体重进行了QTL分析。利用经过筛选的108对AFLP引物组合，对亲本和94个子代个体进行了分离分析。共得到2041个多态AFLP标记（1:1分离）。平均每个引物组合产生20个多态片段。有826个AFLP标记偏离孟德尔遗传（40.5%, P<0.05）。所筛选的100个微卫星标记中有30个在家系中有作图信息，分别有24个和20个位点可以用于母本和父本的作图。对父母本β-1，3-葡聚糖结合蛋白(BGBP)，脂多糖和葡聚糖结合蛋白(LGBP)和蜕皮抑制激素（MIH）等基因片段进行序列分析得到一些可用于构建连锁图谱的SNP标记。 对所有的分离标记进行了连锁分析，分别绘制了凡纳滨对虾的雌性和雄性连锁图谱。雌性连锁图谱的框架图有319个遗传标记组成，分布于45个连锁群，其中AFLP标记300个，微卫星位点18个，性别标记一个，连锁群长度从29.5cM到260.0cM, 每个连锁群含4－16个标记。图谱长度为4134.4 cM, 各连锁群平均图距在7.6到25.9 cM之间，总平均图距为15.1 cM。有267个标记（含14个微卫星）整合到雄性框架图上。 雄性框架图也含45个连锁群，长度从14.2cM到161.1cM, 图谱长度为3220.9 cM, 各连锁群平均图距在4.1到25.5 cM之间，总平均图距为14.5 cM。 作图群体所有个体的性别均作为标记整合到雌雄分离信息中，在94个F1个体中，54个为雌虾，40个是雄虾。在雌性图谱第29连连锁群上，性别与三个微卫星标记紧密连锁（v1f148, v145f120, v95f166）, 图距分别为6.6, 8.6 和8.6cM, 相应LOD值分别为17.8 14.3 和 16.4。 与雌性图相对应的是，雄性图谱未发现任何与性别连锁的标记。推测凡纳滨对虾的性别决定机制可能是ZW型，其中雌性为异配性别。 体长和体重均显示出连续变异的特点，显示这些与生长相关的性状都是典型的数量性状或多基因遗传。体重和体长符合正态分布且两性状之间存在着显著的相关性（P<0.001），Pearson 相关系数为0.95。在凡纳滨对虾雌性图谱和雄性图谱上，共定位了6个与体长和体重等生长性状相关的QTL，可解释的表型变异从15.1％到21.3％。共检测到3个与体长相关的QTL，包括两个正向效应的QTL和一个负向的QTL，分别定位到雌性的第6连锁群和雄性的第4和11 连锁群上。体重也检测到3个QTL，其中一个QTL加性效应是正向的，分别位于雌性的第6和7连锁群及雄性的第11连锁群上。QTL主要集中在雌性图谱的Fc6和Fc7及雄性图的Mc4和Mc11上。体长和体重的QTL定位结果中各有两个是十分相似的，其相邻的标记位点完全一样，只是相应的LOD值略有差异，还各存在两性状特异的一个QTL。大多QTL与相邻标记之间的距离只有0.1cM(仅Wfc7的距离较大)，为进一步的精细定位奠定了基础。 分子标记筛选、遗传图谱的构建及生长相关性状的QTL定位为我们下一步从事分子标记辅助选择育种,QTL精细定位和比较基因作图打下基础，并最终推动凡纳滨对虾的遗传改良。

条斑紫菜孢子体与配子体PSII的特性以及单颗粒分析

选择条斑紫菜（Porphyra yezoensis）两个不同发育阶段（孢子体和配子体）作为研究对象，分别从孢子体与配子体的类囊体膜上分离到具有高放氧活性的PSII复合物。配子体PSII复合物的放氧活性为2269.77±152.94 μmolO2/chl(mg).h，孢子体PSII复合物的放氧活性为2256.33±141.81 μmolO2/chl(mg).h。对分离到的PSII复合物的稳定性和放氧活性进行了研究，结果表明：孢子体和配子体的PSII复合物，在4℃条件下保存比-80℃下放氧活性高，稳定性高。配子体跟孢子体比较，在-80℃保存条件下第六天就已经没有放氧活性，而此时-80℃下孢子体PSII复合物仍然具有放氧活性。同时对4℃下保存的PSII复合物进行分子筛柱层析，室温吸收光谱测定以及放氧活性测定，发现随着放氧活性逐渐降低的同时，蛋白大分子有聚合现象。室温吸收光谱表明经过长期的保存，吸收峰向短波长方向偏移，同时叶绿素易降解成为脱镁叶绿素。分别测定了配子体与孢子体PSII复合物的SDS-PAGE电泳蛋白条带的氨基酸序列，配子体PSII复合物经过SDS-PAGE电泳后的蛋白条带，经过质谱测定，鉴定出CP-47、D2、D1蛋白。孢子体PSII复合物，经过SDS-PAGE电泳后的蛋白条带，经过质谱分析鉴定出CP-47、CP-43、D2、D1蛋白。CP-47， CP-43蛋为PSII反应中心叶绿素P680的脱辅基蛋白，D1 与D2蛋白为PSII的反应中心蛋白。对纯化的PSII复合物，并首次采用单颗粒技术分析比较其形态结构，电镜观察证实纯化的PSII复合物为二聚体，颗粒大小约为13nm×7.8nm，经过计算总分子量约为500kDa，但是孢子体与配子体的PSII复合物在形态上有轻微差别，配子PSII复合物要略宽于孢子体复合物，孢子体PSII复合物周边棱角形较配子体明显。