Statistical distribution of depth-integrated local horizontal momentum for second-order random ocean waves in finite water depth

Based on the second-order random wave solutions of water wave equations in finite water depth, statistical distributions of the depth- integrated local horizontal momentum components are derived by use of the characteristic function expansion method. The parameters involved in the distributions can be all determined by the water depth and the wave-number spectrum of ocean waves. As an illustrative example, a fully developed wind-generated sea is considered and the parameters are calculated for typical wind speeds and water depths by means of the Donelan and Pierson spectrum. The effects of nonlinearity and water depth on the distributions are also investigated.

螺旋藻基因组结构分析和藻胆蛋白的适应性进化

螺旋藻 (Spirulina，或称节旋藻 Arthrospira) 是一类丝状不形成异型胞的蓝藻，常分布于湖泊、池塘和半咸水中。作为目前利用最广泛的经济微藻，螺旋藻的规模培养、生理生化以及分子遗传等都受到了广泛的关注。但由于缺乏足够的基因组信息，影响了螺旋藻的品种改良以及进一步的基因功能产品的开发。 本研究从挑取单藻丝开始，建立了钝顶螺旋藻 (Spirulina platensis) 的纯培养体系，并构建插入片段分别为1-2Kb和4-6Kb的基因组文库，利用鸟枪法进行全基因组测序，共得到具有8倍覆盖度的7.4Mb拼接后的基因组数据。在该草图中，预测有7795个开放读码框 (ORFs)，其中包括长度小于120个氨基酸的ORFs和非全长ORFs。在所有蛋白编码序列中，约有39%的基因是螺旋藻特有的，此外，还有389个基因相对于其他蓝藻，与非蓝藻基因有着更高的相似性。通过Pfam结构域聚类分析发现，螺旋藻含有特有的结构域，如Peptidase_MA、DMT、OB、ATP-grasp、Flavokinase 等。 由于目前尚未有成熟的螺旋藻遗传转化系统，而其体内复杂的限制性内切酶系可能是妨碍外源基因顺利导入和整合的关键因素。在此草图的基础上，我们利用比较基因组学和分子进化的手段，深入分析了螺旋藻及其他蓝藻的限制修饰系统 (Restriction-modification system)，为建立螺旋藻的遗传转化技术，并实现后续的螺旋藻基因功能验证模式奠定了基础。 螺旋藻及其他蓝藻的基因组计划提供了大量基因组序列和结构信息，有助于我们深入了解光合微生物基因的结构、功能和进化，以及环境因子或特定突变是如何塑造其基因组的。本文以藻胆蛋白为例，利用分子进化和群体遗传学理论，描绘出一幅藻胆蛋白进化的动态图景，并分析了环境 - 结构 - 功能之间的相互联系，为藻类捕光色素进化机制理论提供了科学依据。 本研究结果发现低光适应型原绿球藻和海洋聚球藻的藻红蛋白中正选择位点分布有着显著差异，提示二者的藻红蛋白基因有不同的进化模式；正选择作用位点多集中在藻胆蛋白的色基结合区域及XY发卡结构处，这些结构域主要与藻胆蛋白的光能捕获、能量传递和结构组装有关。该研究结果不仅揭示了正选择作用的重要性，而且提示光质、光强和能量传递压等可能是潜在的正选择压力。此外，又深入研究了高光和低光适应型两个生态群体的原绿球藻藻红蛋白基因系统发育、种内多态性和种间变异度，以此揭示环境因子对藻胆蛋白进化的影响。 本研究首次对螺旋藻全基因组进行测序，并以藻胆蛋白为例，从分子进化角度揭示其结构和功能的关系，并首次提出正选择压力可能是促使藻胆蛋白功能分化的主要原因，并认为原绿球藻中藻红蛋白的进化呈现出不同的模式，新的捕光色素的出现以及其所处的海洋环境可能使藻红蛋白获得了新的功能。

Observations on the nocturnal activity and feeding behavior of Anguilla japonica glass eels under laboratory conditions

Glass eels of the temperate anguillid species, Anguilla japonica, clearly showed a nocturnal activity rhythm under laboratory conditions. Light-dark cycle was a determinant factor affecting their photonegative behavior, nocturnal locomotor activity, and feeding behavior. Under natural light conditions, glass eels remained in shelters with little daytime feeding, but came out to forage during darkness. They moved and foraged actively in the following dark, and then their activity gradually declined possibly because of food satiation. They finally buried in the sand or stayed in tubes immediately after the lights came on. Under constant light, glass eels often came out of the shelters to forage in the lights but spent little time moving outside the shelters (e.g. swimming or crawling on the sand). Glass eels took shelter to avoid light and preferred tubes to sand for shelter possibly because tubes were much easier for them to take refuge in than sand. Feeding and locomotor activities of the glass eels were nocturnal and well synchronized. They appeared to depend on olfaction rather than vision to detect and capture prey in darkness. Feeding was the driving force for glass eels to come out of sand under constant light. However, in the dark, some glass eels swam or crept actively on sand even when they were fully fed. The lunar cycles of activity rhythms of glass eels that have been observed in some estuarine areas were not detected under these laboratory conditions.

环青海湖地区草地近地层气象要素变化特征

利用青海湖北岸海北牧业气象试验站2006年5月-12月观测的天然草地近地面层气象要素梯度资料,分析了该地区近地层温度、湿度和风速的日变化规律及其廓线特征.结果表明:青海湖北岸草地近地层0.3-10.0 m高度范围内温度、相对湿度和风速都呈现出明显的以24 h为周期的日变化规律;各层温度最高和最低时的位相随高度增加而滞后,相对湿度和风速最大与最小时的位相随高度增加而提前;14 时温度随高度的增加而降低,20时的温度随高度增加先增后降,温度廓线在4.0m高度存在一拐点,随后逐渐进入逆温状态,至8时逆温程度达到最大;不论白天还是夜间,相对湿度随高度的增加而减小;风速随高度的增加而增大.

根田鼠对不同亲属关系异性尿气味的识别

为检验根田鼠对不同亲属关系异性成体尿气味的识别能力,通过一雄两雌配对实验建立实验种群,从而产生同胞、父系半同胞和陌生个体.在行为选择箱中记录了雌、雄根田鼠对亲属系数分别为0、0.25和0.5异性尿气味的行为响应模式.结果如下: 雌性根田鼠对3种不同亲属关系雄鼠气味的接近潜伏期的差异达到极显著水平(P＜0.01),嗅闻时间的差异也达到显著水平(P＜0.05),而嗅闻频次和反标记的差异均未达到显著水平(P＞0.05). 雄性根田鼠对3种不同亲属关系雌鼠气味的接近潜伏期和嗅闻时间的差异都未达到显著水平(P＞0.05).对不同亲属关系的气味嗅闻频次和反标记的比较分析表明,三者间的差异也未达到显著水平(P＞0.05).因此,雌性根田鼠能够识别不同亲属关系异性气味并对不同气味表现出不同的行为响应模式;而雄鼠不能识别3种气味并对其表现出类似的行为模式.

青海赖草属一新种

报道了青海赖草属植物一新种：圆稃赖草（Leymus oblongolenmatus L．Zhi et L．B．Cai）。该种的主要特征如下：多年生草本，杆直立、光滑、疏丛，高60～90cm。叶鞘粗糙，边缘膜质，长于或短于节间，叶舌膜质；叶片边缘内卷。穗状花序直立、密集、黄绿色，长10～15cm，宽5～15mm，穗轴粗糙，小穗常3～4枚生于每节，含3～6小花；颖披针形，长4～7mm，具3～5脉，边缘膜质；外稃长圆状披针形，不明显3脉，背部疏生短柔毛；花药黄色，长4～5mm。该种与L．paboahus相似。

数量性状水平上甘、青两省春小麦品种间的遗传多样性现状及演变趋势

在数量性状水平上，调查了43个春小麦品种的19个数量性状，利用主成分分析法计算品种间的欧氏平方遗传距离，并在此基础上用最小方差法做了聚类分析。发现43个品种间在数量性状水平上的遗传距离变异范围很大（0.926～67.942），平均遗传距离为18.000，说明供试品种的19个考察性状上存在较大的表型变异。从聚类结果来看，地方品种基本上被聚在一起，说明地方品种同引进品种和育成品种至少在表型上存在较大差异。从20世纪40年代以来，在数量水平上甘、青两省春小麦地方品种间的遗传多样性水平最高（GD＝31.389)，其次是20世纪50年代引进品种（GD＝26.308)，而育成品种间的遗传多样性水平最低，总体上呈下降趋势。说明随着育种进程的深入，作为育种目标追求的经济性状趋于一致，其变异集中在一个狭小的范围之内，品种间的遗传多样性下降。

高寒草甸生态系统陆地生物圈模式研究及应用

改进了适合于高寒草甸生态系统的陆地生态圈模式，分析了模式中温度变化与水分运动分层的物理原因，说明了气候状况对地表面能量交换的影响，给出了净辐射和蒸散量新的计算方法，提出了有很差分计算中具有二阶精度的Euler隐式格式，介绍了中国科学院海北高寒草甸生态站的气候概况和野外观测情况。最后利用本模式对高寒草甸生态站地区的土壤-植被-大气间水热交换过程进行了数值模拟，模拟值与实测值吻合较好。

钛铁矿深加工及高钛渣生产中资源综合利用研究

钛矿资源主要包括钛铁矿、金红石、白钛矿和红钛铁矿等,其中钛铁矿约占可利用钛矿资源80%左右,是用途最大的钛矿资源.国外大多利用钛铁矿砂矿,主要生产国家有澳大利亚、南非、加拿大、乌克兰、挪威等国,其产量占世界产量的84%以上.我国钛资源虽然居世界储量之首,但97%为原生钒钛磁铁矿,由于原生矿中TiO2含量均低于10%,且钛铁矿与磁铁矿紧密结合,选治难度较大,因此目前多用于硫酸法钛白的生产原料.

贵州中、下寒武统界线层型候选剖面地球化学特征研究

在贵州台江八郎凯里组中，下寒武统界线层型候选剖面上，对中，下寒武统界线剖面沉积岩地球化学特征进行了研究，发现沉积岩中的微量元素含量和稀土元素分布模式沿剖面的变化均具有规律性，元素反映的沉积环境也具有类似特点，剖面微量元素及稀土元素地球化学特征在界线剖面12－13层之间变化明显，突变点主要分布在这两层样品中，因此，将八郎界线剖面上中，下寒武统界线置于剖面12－13层之间。

钛铁矿深加工及高钛渣生产中资源综合利用研究

钛矿资源主要包括钛铁矿、金红石、白钛矿和红钛铁矿等,其中钛铁矿约占可利用钛矿资源80%左右,是用途最大的钛矿资源.国外大多利用钛铁矿砂矿,主要生产国家有澳大利亚、南非、加拿大、乌克兰、挪威等国,其产量占世界产量的84%以上.我国钛资源虽然居世界储量之首,但97%为原生钒钛磁铁矿,由于原生矿中TiO2含量均低于10%,且钛铁矿与磁铁矿紧密结合,选治难度较大,因此目前多用于硫酸法钛白的生产原料.

冰芯记录所显示的天山地区的大气污染

通常情况下,人为污染会造成大气环境的酸化,最终导致形成酸雨.人为污染主要是化石燃料燃烧造成的大气污染.一般认为远离人类活动的偏远地区没有或很少受到人为的污染,它们的大气化学组成可以作为大气化学的本底;通过与本底的对比研究,可以顺利评估人类对大气环境的污染程度.天山是一个远离人类居住的偏远地区.人类对大气的污染是否影响到该区尚颇有争议.为回答这一问题,我们选择天山山地冰川的冰芯为研究对象,利用冰冻环境有效地保存大气有机物质记录的特点,从大气化学组成变化历史的角度,探讨人类活动对大气化学的影响.我们利用DX-300离子色谱分析了天山一号冰川14.08 m冰芯的有机酸和硫酸等含量.结果显示,乙酸是冰芯中含量最高的化学组分,平均含量为389.4±336.3 ng/g(n=489),甲酸平均含量为61.1±89.0 ng/g(n=541).甲酸/乙酸平均值为0.21士0.23,显示了人类污.染来源的特征.虽然两种主要有机酸的平均含量差异很大,但在过去43 a中它们的含量变化特征相同,且与pH的变化同步,这表明人为活动对该地区大气的污染并没有造成环境的酸化,而是碱化.研究表明,利用远离人类居住地区大气化学组成作为大气的本底对大气污染程度进行评估应持谨慎态度.

我国主要金矿类型中黄铁矿“电子-空穴心”特征及影响因素

通过对我国主要金矿类型中黄铁矿导电类型的分析表明，黄铁矿“电子。空穴心”与金矿床的成因类型具有密切的联系，华北地台太古代变基性火山岩中的金矿床(绿岩带型)、热水淋滤型(卡林型)金矿床，黄铁矿多为单一的“电子心”型导电。大多数产于中生代岩体中的中深脉状金矿、火山次火山岩中的金矿床，黄铁矿为“电子心”、“空穴心”混合型导电，个别的为单一的“空穴心”导电。黄铁矿的“电子．空穴心”受杂质成分As、Co、Nl在成矿背景中的丰度，进入黄铁矿品格中的替代能力的差异、补偿类质同象现象、成矿时温度以及．f(S2)等多种因素的耦合制约。

滇西羊拉铜矿床稳定同位素地球化学研究

滇西羊拉铜矿是近年来发现的大型铜矿床。作者系统地研究了该矿床的Ｓ、Ｐｂ、Ｃ、Ｏ、Ｓｉ同位素组成，研究表明该矿床不同矿石的硫同位素组成变化范围一致，其平均值靠近零值且具有塔式分布特征，表明硫来源于上地幔或岩浆作用；该矿床矿石中方解石的Ｃ、Ｏ同位素组成与矿区大理岩的Ｃ、Ｏ同位素组成明显不同，其δ＾１３Ｃ（ＰＤＢ）为－３．２７‰～－４．８９‰，与土地幔射气及岩浆作用形成的ＣＯ２的碳同位素组成一致，因此矿石中方解石中碳亦来源于土地幔射气或岩浆作用；铜同位素特征表明早期热水沉积形成的块状硫化物矿石铅主要来源于上地壳，而中晚期形成的夕卡岩型矿石及蚀变破碎带型矿石的铅具有土地幔铅的特征。

云南省白牛厂超大型银多金属矿床矿物学及矿床地球化学

白牛厂矿床是超大型银多金属矿床，除银储量(>7000t)达到超大型规模外，铅、锌、锡储量均达大型规模，同时伴生大量的分散元素（In、Cd、Ge、Ga等）。矿床位于滇东南个旧和都龙矿田之间，赋存于华南加里东褶皱系滇东南褶皱带西北缘的中寒武统细碎屑岩系之中，北西面以弥勒断裂与扬子地块分界，南西以红河断裂为界与哀牢山断块毗邻，南连越北古陆，东部文麻断裂与南岭褶皱系连为一体，区内地质构造、岩浆活动和矿化作用均较复杂，各构造单元的构造演化对白牛厂银多金属矿床均有不同程度的影响。 白牛厂银多金属矿床自80年代后期被发现以来，已有多家单位和个人在该区开展了一系列的研究工作。但是，在成矿物质及流体来源、矿床成因、矿床与花岗岩的关系等方面都存在诸多争议。本文在深入细致的野外地质工作基础上，对矿石进行了系统的显微镜鉴定，并对部分矿物做了电子探针定量及面扫描分析，详细研究了矿床成矿元素特征及主量元素、微量元素、稀土元素、同位素地球化学特征，主要取得以下结论性成果： 1. 银矿物的赋存状态及形成阶段。银主要以硫盐或复硫盐矿物的形式出现，方铅矿是主要的载银矿物。原生银矿物明显分为两组：一组为Ag的黝铜族矿物和Ag的锑硫盐矿物，产于方铅矿的内部或与方铅矿连生形成文象状连晶，与方铅矿具有相似的物源，属热水沉积成因；另一组为Ag的锡硫盐矿物，产于方铅矿边部，往往伴随锡石、黄锡矿、辉锑锡铅矿产出，可见黄锡矿交代锡石形成镶边结构，暗示了其岩浆热液成因。 2. 花岗岩特征及其与成矿的关系。白牛厂矿区花岗岩具有富硅、富碱及高钾低钠特点，属铝过饱和钙碱性岩，与花南改造型花岗岩相似，属同碰撞S型花岗岩，成岩物源主要是基底变质岩重熔作用形成的花岗岩浆，Ag、Pb、Zn、Sn等成矿元素含量较高；与矿石稀土元素对比研究表明，花岗岩稀土配分模式与矿区东南部穿心洞、对门山和阿尾矿段矿石相似，而与矿区西北部白羊矿段矿石相差较大，暗示后期岩浆叠加改造作用主要发生在矿区东南部诸矿段。 　　3. 矿床含矿沉积建造地球化学特征。通过与中国大厂、个旧典型热水沉积硅质岩，加拿大沙利文矿山的条带状富电气石热液沉积岩和加拿大Agnico-Eugle矿山的铁建造中的条带状燧石岩以及现代海底热水沉积物对应的主量元素、微量元素及稀土元素对比研究，为白牛厂矿床含矿沉积建造提供了热水沉积成因的地球化学证据，指出该区中寒武世可能发生了广泛的热水沉积事件。 　　4. 成矿物质及成矿流体来源。系统的铅、硫同位素研究表明，中寒武世热水沉积成矿期金属成矿元素及硫主要是由下地壳古老变质岩淋滤出来的；燕山期花岗岩也在矿区东南部叠加改造较强的部位提供了Sn等部分金属成矿元素及硫。碳、氧同位素及矿石稀土元素反映矿床早期成矿流体源于深部岩浆，晚期主要来源于燕山期花岗岩浆。 　　5. 矿床分散元素特征。分散元素In、Cd、Ga含量较高，平均含量分别为33.21×10-6、389.8×10-6、10.18×10-6，初步估计该矿床In、Cd、Ga储量分别大于180t、20000t、600t，闪锌矿是分散元素In、Cd、Ga主要的载体矿物。 6. 可能的矿床成因模式。白牛厂银多金属矿床是长期以来多种地质作用综合的产物，具有多来源、多期次成矿特点，经历了广泛且具有重要成矿意义的中寒世热水沉积成矿作用和燕山晚期岩浆热液叠加改造作用，热水沉积成矿作用形成了层状、似层状矿体，燕山期岩浆热液在矿区东南部对矿床强烈叠加改造，白牛厂银多金属矿床应属“热水沉积＋岩浆热液叠加改造”成因。