亚历山大藻对海产贝类胚胎和蒙古裸腹溞的影响及致毒机制研究

本文研究了典型有毒赤潮藻——亚历山大藻(Alexandrium)对海湾扇贝(Argopecten irradians Lamarck)、文蛤(Meretrix meretrix Linnaeus)和太平洋牡蛎(Ostrea gigas Thunberg)受精卵孵化的影响和致毒机制以及对蒙古裸腹溞(Moina mongolica Daday)生命活动的影响。此外，还针对我国赤潮发生特点，模拟研究了我国东海大规模赤潮对菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum (Adams et Reeve)）受精卵孵化和蒙古裸腹溞种群数量的影响。 结果发现：8株产PSP毒素的亚历山大藻：塔玛亚历山大藻( ATHK, AT5-1, AT5-3, ATCI02, ATCI03)，链状亚历山大藻, A. lusitanicum、微小亚历山大藻和2株不产PSP毒素的相关亚历山藻(AC-1, AS-1)对海湾扇贝受精卵的孵化均有显著抑制作用，说明在亚历山大藻属中，这种抑制作用具有一定的普遍性，并与PSP毒素的产生无直接关系，表明存在非PSP毒素的其它毒性物质。一种PSP标准毒素STX也没有这种抑制作用，进一步证明该抑制作用与PSP毒素不直接相关。 相关亚历山大藻AC-1对海湾扇贝、文蛤和太平洋牡蛎受精卵孵化的有显著的毒害作用，其藻液、重悬液、去藻液和内容物均显著影响受精卵的孵化。相关亚历山大藻AC-1对海湾扇贝、文蛤和太平洋牡蛎担轮幼虫细胞的超微结构有显著破坏作用，破坏膜结构和胞内结构，影响细胞内的功能器官如溶酶体的稳定性，使卵黄颗粒萎缩变形；对文蛤和太平洋牡蛎的受精卵显示出极强的毒害作用： 3000cells•ml-1时，使二者胚胎完全溶掉消失；在2000cells•ml-1的藻液中培养2h后，担轮幼虫的外膜发生溶解，整个幼体呈葡萄串样。相关亚历山大藻AC-1产生的这种毒性物质可能对贝类胚胎细胞的结构和功能有影响。 亚历山大藻对蒙古裸腹溞的毒性效应与不同藻种/藻株密切有关：塔玛亚历山大藻（AT-6, ATCI02）、链状亚历山大藻、A. lusitanicum和微小亚历山大藻不影响蒙古裸腹溞的存活，而塔玛亚历山大藻（ATHK、ATCI03和AT5-1）和相关亚历山大藻(AC-1, AS-1)有显著影响。蒙古裸腹溞能摄食塔玛亚历山大藻(AT-6, ATHK, ATCI02, ATCI03, AT5-1)，链状亚历山大藻, A. lusitanicum和微小亚历山大藻，很少或基本不摄食相关亚历山大藻。亚历山大藻影响蒙古裸腹溞的RNA/DNA比值和蛋白质含量以及Na+,K+-ATP酶活性。相关亚历山大藻AC-1对蒙古裸腹溞的存活有极强的毒性作用，藻液、重悬液、内容物和碎片均有显著影响；即使与3×106cells•ml-1小球藻混合，10和50cells•ml-1的相关亚历山大藻AC-1仍能使蒙古裸腹溞的产幼数和存活时间显著下降。亚历山大藻对蒙古裸腹溞生命活动的影响不仅与PSP毒素有关，还与非PSP毒素有关；蒙古裸腹溞可能也是研究有害藻急性和慢性毒性的一种理想生物。 应用菲律宾蛤仔胚胎和蒙古裸腹溞评价我国东海特大规模赤潮对海洋生物资源的潜在危害时发现：单种链状亚历山大藻对菲律宾蛤仔受精卵的孵化和蒙古裸腹溞的种群增长均有显著不利影响；单种东海原甲藻（1~10×104cells•ml-1）对菲律宾蛤仔受精卵的孵化没有影响；较低密度的东海原甲藻能维持蒙古裸腹溞（2~5×104cells•ml-1）的种群增长；较高密度的东海原甲藻对蒙古裸腹溞（10×104cells•ml-1）种群有显著的抑制作用。两种藻以赤潮密度混合后，适当密度的东海原甲藻能在一定程度上减轻链状亚历山大藻对菲律宾蛤仔受精卵和蒙古裸腹溞的毒性。可见，东海连年爆发的大规模赤潮不仅对浮游生态系统有不利影响，若同时爆发亚历山大藻赤潮，则对海洋浮游生态系统和贝类资源的恢复产生更加不利的影响。

基于微波图像的辽东湾海冰典型要素信息提取

业务化海冰遥感监测的要素主要包括海冰类型、海冰厚度和海冰范围（冰缘线）。本文针对辽东湾海冰的特点，结合星载合成孔径雷达（SAR）、机载微波辐射计（ABMR）和星载微波辐射计遥感图像观测辽东湾海冰，发展海冰要素探测算法，提取海冰类型、海冰厚度和冰缘线信息。 海冰类型SAR信息提取方面，首先分析了双极化ENVISAT ASAR数据不同极化方式的海冰探测能力。然后利用SAR图像，结合同步TM数据和航空照片，开展辽东湾地区不同类型海冰的电磁特性研究。研究结果表明，SAR图像可较好地区分沿岸固定冰、平整冰和碎冰堆积区，但在探测初生冰方面并不可靠，探测结果与海冰生长阶段以及海冰周围环境条件有关。根据SAR图像中海冰类型的分析，将PCNN神经网络用于海冰SAR图像的分割和海冰分类，并对PCNN做了简化和改进。经SAR图像分类结果测试，简化和改进后的PCNN可较好地区分SAR图像中的海冰类型。通过分析了PCNN网络各参数对SAR图像分割结果的影响，指出了各参数的取值范围，并在此基础上建立了基于PCNN神经网络的海冰SAR图像半自动分类判读系统。 海冰厚度机载微波辐射计信息提取方面，推导了非相干模式的ABMR海冰厚度反演模型，并首次得到了模型中高阶亮温辐射项的计算表达式。通过对模型的分析，指出ABMR只能测量一定范围内的海冰厚度。其中，最大海冰探测厚度不仅决定于ABMR的波长，而且还受到仪器精度的限制；最小海冰探测厚度只与仪器的波长有关。在此基础上，定量计算了我国几种常用波长ABMR的海冰厚度探测范围。并结合辽东湾海冰冰情等级，指出适合不同海冰冰情等级的ABMR的选择。最后分析了海冰厚度反演模型的影响因素和模型的适应范围。 海冰边缘线星载微波辐射计信息提取方面，首次将PSSM算法用于AMSR数据，提取辽东湾海冰边缘线信息，可得到空间分辨率为2.5km、重复周期为1d的辽东湾海冰边缘线信息。通过提取结果与Jason-1高度计和SAR探测海冰边缘线的比较，验证了PSSM方法探测辽东湾海冰边缘线的有效性。 论文的最后对全文做了总结，并提出和讨论了需要进一步开展的工作。

琼东南盆地天然气水合物远景区构造复原与成矿构造分析

南海是西太平洋最著名边缘海之一，在大地构造上位于太平洋板块、欧亚板块和印澳板块的交界部位。琼东南盆地为发育于南海北部大陆边缘、呈北东向伸展的新生代盆地，北以断裂与海南岛隆起相隔、西以断裂与莺歌海盆地分界、东与神狐－暗沙隆起和西沙海槽盆地相接、南界西沙群岛和中建南盆地，是我国重要的常规油气富集区，也是重要的天然气水合物远景区。可划分为陆架区、斜坡区、中央坳陷区和南部断阶带几个次级构造单元。 本文通过运用2DMove软件，对琼东南盆地研究区四条测线的部分剖面进行构造复原，计算出了各条剖面每个时期的伸展参数，对研究区构造活动强度进行了初步的定量分析，进一步明确了琼东南盆地构造演化史，初步探讨了与天然气水合物形成的联系。同时结合研究区天然气水合物成矿地质条件分析和高分辨率地震资料解释成果，探讨了研究区不同位置处天然气水合物主要的构造聚集模式。通过分析得到以下主要初步结论： 研究区内共识别了27处泥底辟构造，其中12处发育在BSR范围区，与BSR相伴生。发育层位多数集中在T5反射界面以下，分布范围较广，遍布于各个构造单元。从平衡剖面的总体伸展参数来看，渐新世（E3）是琼东南盆地构造活跃期，自中－早中新世以来构造活动相对趋缓。琼东南盆地的演化也经历了裂陷和裂后两大构造演化阶段，具有明显的“下断上坳”的双层构造格架，以破裂不整合面T5为界，可分为下、上两大构造层，分别代表早期裂陷作用和晚期裂后坳陷和热沉降作用的产物。结合琼东南盆地天然气水合物成矿构造条件分析，我们探讨了在中央坳陷带处天然气水合物的构造聚集模式主要以泥底辟构造为主；在南部断阶带处天然气水合物的构造聚集模式主要以断裂为主。

红毛菜发育过程及其生理基础

红毛菜（Bangia Lyngb.）属于红藻门，与紫菜属同属红毛菜科，其味道和营养都优于紫菜。目前红毛菜栽培产业已在我国福建莆田展开，但栽培技术还有待提高。海藻栽培技术的发展和成熟依赖于对其生长发育过程的认识。本研究针对红毛菜发育过程及相关光合生理展开，并初步探讨了一采自山西娘子关泉淡水红毛菜群体（FWB）的系统地位。 色素突变标记的壳孢子萌发特征表明最初两次分裂产生的4细胞决定了完整植株的形态建成。成熟植株，为雌雄异体。雌性生殖器果胞的标志性分化结构为原始受精丝，环境因子是促发原始受精丝发展的外部因素，其膨大程度随受精的延迟而增大。原孢子是主要的无性生殖孢子类型，在不良环境中，藻体也会形成内生孢子或休眠包囊，或者藻体断裂后重新形成完整的植株。 红毛菜的生长发育很大程度上受环境因子的控制。高温不利于配子体的发育，15-20 ºC比较适宜。红毛菜无性繁殖的最适温度-光照组合为20 ºC-8 h，有性繁殖为15 ºC-12h。 不同发育阶段，PSII实际光合效率（Y(II)）与细胞的健康状况以及光合器官完整性及其在细胞内的分布有关，而与细胞的类型关系不大。健康的假根细胞、已分化未成熟的精子以及果孢子细胞均具有很高的Y(II)。色素体由中间位变为围周位，中央大液泡（营养藻丝）和大小纤维囊泡（成熟孢子与精子）的产生，使得细胞Y(II)降低。刚放散的壳孢子Y(II)很低，说明在壳孢子由贝壳基质释放到自由水体过程，光合作用受到一定程度抑制；而2h后，Y(II)开始恢复，rbcL的转录水平非常高，为孢子的萌发储备物质和能量需求。 在失水和低盐胁迫下，藻体均维持较高的Y(II)。干出处理至藻体重量不再变化，复水后Y(II)可回复初始水平。海生红毛菜在100％淡水培养基中（约20ºC）培养7天后，部分雄性藻体依然活着。从而体现了红毛菜位居高潮带的生理优势。 FWB终生行无性繁殖，藻体形态与发生以及染色体数目（4条）与海生群体没有区别。而rbcL-rbcS Spacer序列显示，红毛菜海生群体（无性和有性）具有完全相同的序列，而FWB与它们有5bp差异，但是与欧洲、北美地区的淡水群体仅1bp不同，初步说明所有淡水红毛菜群体具有共同的原始起源。

栉孔扇贝凝集素家族基因研究

栉孔扇贝是我国北方重要的贝类养殖品种。自1997年以来爆发的栉孔扇贝大规模死亡，给地区经济造成了重大损失并且已经严重威胁扇贝养殖业的健康发展。然而，到目前为止，对扇贝免疫防御的分子机理了解还很少，深入研究扇贝免疫应答的分子机制是认识和了解病害发生和实现病害控制的关键问题之一。本研究采用了EST大规模测序结合cDNA锚定扩增的方法，从栉孔扇贝cDNA文库中克隆到五个C－型凝集素基因，并对其中部分基因进行了深入研究。 C－型凝集素CFLec－1的基因全长1785bp，其中含有5’非翻译区66bp，随后是666bp的开放阅读框；最后一条非常长的3’非翻译区1040bp，其中包含多个多聚腺甘酸加尾信号和polyA尾巴。栉孔扇贝CFLec－1编码221个氨基酸的蛋白，其N末端为15个氨基酸的信号肽。CFLec－1的成熟肽为206个氨基酸，其等电点为5.12，计算分子量为23.49kDa。SMART程序分析显示，C末端130氨基酸是一个标准的长型C－型凝集素结构域，其中四个半光胺酸（Cys104，Cys177，Cys193，Cys202）形成的两对二硫键维持了C－型凝集素的空间结构，而位于N末端的两个二硫键（Cys74，Cys85）构成了长型C－型凝集素结构域特有的一对额外二硫键。同源性分析表明，CFLec－1的C－型凝集素结构域与红原鸡的甘露糖受体中的C－型凝集素结构域有47％的相似度，与大西洋鲑的C－型凝集素受体C有31％的相似度。通过与其他同源的C－型凝集素结构域序列比对，发现了可能的糖结合位点EPD基域（Glu169-Pro170-Asp171）。通过RT－PCR研究CFLec－1在扇贝不同组织中的分布后发现，在健康扇贝中，CFLec－1在性腺中有中等程度的表达，在腮中有少量表达，在血淋巴和外套膜中有微量表达。经热处死的鳗弧菌刺激后，CFLec－1在几乎所有检测组织中的表达量都有明显的提高，其中，血淋巴中的表达量变化最为显著。这些结果说明CFLec－1是组成/诱导型基因，并且可能参与了黏膜防御。通过RT－PCR分析了CFLec－1在血淋巴中的表达特征后发现，在革兰氏阳性菌溶壁微球菌和革兰氏阴性菌鳗弧菌刺激后，CFLec－1的表达均显著高于对照组，并且成明显的随时间变化趋势。在大肠杆菌中表达的重组CFLec－1可以凝集革兰氏阴性菌大肠杆菌JM109，且凝集过程需要钙离子的参与。重组CFLec－1对大肠杆菌JM109有较弱的抑菌活性，对溶壁微球菌有明显的抑菌活性，对鳗弧菌没有抑菌活性。这一结果说明，CFLec－1可能不仅参与对入侵微生物的识别过程，而且可能作为效应分子起到了直接杀灭入侵微生物的作用。 CFLec-2的cDNA全长为708bp，其5’UTR为59bp。3’UTR为217bp。 CFLec-2的开放阅读框为432bp，编码160个氨基酸残基,其中包含5’信号肽17个残基。CFLec-2的编码区中含有一个C-型凝集素结构域。利用本研究中构建的原核表达载体，CFLec-2的成熟肽在大肠杆菌中被成功表达。 mCFLec-1的cDNA全长为2257bp，5’UTR17bp，3’UTR为713bp。mCFLec-1的开放阅读框为1527bp，编码508个氨基酸残基，其中包含17个氨基酸残基的信号肽序列。mCFLec-1的编码区含有三个串联的C-型凝集素结构域。利用本研究中构建的原核表达载体，mCFLec-2的成熟肽在大肠杆菌中被成功表达。 mCFLec-2的cDNA全长2086bp。其5’UTR长为18bp，3’UTR长为238bp。开放阅读框均为1776bp，编码609个氨基酸残基，其中包含N末端由18个氨基酸构成的信号肽。mCFLec-2的编码区包含四个C-型凝集素结构域。mCFlec-3的cDNA全长1897bp，其5’UTR和编码区与mCFLec-2几乎完全相同，只有个别碱基的差异。mCFlec-3的3’UTR为49bp。 本研究从扇贝机体本身的免疫机制入手，深入探讨其免疫机理，为进一步研究信号传导，了解扇贝先天性免疫的机制，为制定合理的研制策略提供坚实的理论基础；丰富和发展海水无脊椎动物免疫学的内容，为控制养殖生物疾病提供了新的思路；进一步通过高低等生物之间功能类似分子的同源性比对，为解释和阐明先天免疫这种已经存在数十亿年，从低等生物开始到人类仍旧保留且更加完善的免疫系统的奥秘和本质提供证据。

胶州湾李村河口区沉积物有机碳、酸可挥发硫化物及重金属的环境响应

本论文以胶州湾李村河口区为研究对象，通过4个沉积柱样的分析测试，对港湾内河口区沉积物中的有机质（TOC）、酸可挥发硫化物(AVS)及重金属的环境响应进行了系统的探讨，发现由于湾内河流流量较小、水动力较弱，且港湾有机生产力较强，只有紧贴河口的细粒（泥质粉砂）区域的有机质才受陆源控制，有机碳含量较高（JZB-2柱平均为1.87%），TOC、AVS与多数重金属（Cd、Cr、Cu、Fe、Pb、Sr、Zn等）呈正相关性，且重金属含量高，反映了在高重金属污染的情况下，有机质对重金属的吸附呈无选择性。而离河口稍远处，沉积物粒度较粗（粉砂），有机碳含量相对较低（JZB-4柱平均为1.02%），C/N大（>>20），C与N的相关性不强，受海、陆双源控制，重金属含量相对较低，TOC仅与Cd、Cu、Sr的活性部分呈正相关，N与Cd、Cr、Pb、Zn的活性部分呈正相关，说明部分重金属组分受陆源有机碳控制，而AVS与Fe、Hg、Zn的SEM部分呈正相关，表明在S的循环中，一些类Fe重金属往往参与其中。并分析了李村河口区的粒度变化特征，并根据有机质、酸可挥发硫化物及重金属的分布规律将河口区三角洲划分为三个区域、五种相带，总结了不同的沉积模式下其不同的环境响应，从而为海陆交互相地区的沉积物早期成岩作用与环境响应研究提供指导与参考。而且在研究的过程中还发现了目前国际通用的沉积物有机碳测定方法中存在着很大的人为误差，并通过系统实验改正了沉积物有机碳的测定方法。

营养盐和他感作用对东海浮游植物的影响

本论文通过2005年赤潮“973”春季东海MC2005-3和MC2005-5航次的现场培养和实验室微藻培养实验，研究了营养盐及他感作用对东海浮游植物的影响；利用切向超滤技术，研究了东海原甲藻藻液中不同粒径的他感物质对中肋骨条藻生长的影响，并对这些他感物质的性质进行了初步分析。通过以上实验得到了以下初步结论： 赤潮消退后，调查海域内过低的营养盐含量限制了浮游植物的生长，主要的限制因子是N和P,但二者在不同的区域限制作用有所差异；硅藻赤潮消退后的现场培养实验表明，在向水体中添加了丰富的营养盐后，浮游植物得以快速生长，海链藻等硅藻比锥状斯氏藻和米氏凯伦藻等甲藻具有更强的竞争优势，可以快速增殖成为群落中的优势种群；而在氮磷营养盐较低的条件下，后者则比前者的竞争优势强；甲藻赤潮消退后的培养实验也进一步证明了这一点，而在N和P充足的条件下，水体中硅酸盐的含量在调节群落中硅藻和甲藻的比例方面起着很重要的作用，低的硅酸盐含量明显的限制了海域中硅藻的生长。 硅藻的赤潮水体对东海原甲藻的比较明显的促进作用可能是2005年春季东海海域的甲藻赤潮在硅藻赤潮之后爆发的一种内因，而三种甲藻赤潮水体中米氏凯伦藻密度最高的水体对东海原甲藻最强的促进作用也为现场东海原甲藻赤潮紧随米氏凯伦藻赤潮爆发提供了一定的实验依据。东海是P限制海域，在P限制条件下，中肋骨条藻的藻液对东海原藻的生长较明显的促进作用进一步表明，在其它理化因子合适的条件下，中肋骨条藻在P限制条件下对东海原甲藻等甲藻的他感作用可能是现场骨条藻赤潮后甲藻赤潮的爆发的一种内因；而东海原甲藻在此条件下的藻液对塔玛亚历山大藻生长明显的促进作用可能为塔玛亚历山大藻在历年东海原甲藻赤潮过程中的第二优势种地位提供了一定的物质基础，但是因为东海原甲藻在此条件下对其本身的生长也是促进的，使得塔玛亚历山大藻不可能在竞争过程中取而代之，成为第一优势种。所以在赤潮爆发的种群演替过程中，除了以上提到的营养盐，以及其它理化因子的影响外，浮游植物之间在特定条件下的他感作用可能是一个很重要的内因。 东海原甲藻对中肋骨条藻生长的促进作用随着藻的生长而增强，在不同的生长时期，粒径在100KDa-0.45μm之间的藻液对中肋骨条藻的促进作用都是最明显的。东海原甲藻的藻液中有明显的类蛋白和类腐殖质荧光峰，荧光峰的强度随藻得生长而增强，不同生长期的藻液中类蛋白和类腐殖质的荧光峰的类型有所差异；东海原甲藻在生长过程中产生了溶解态碳水化合物，碳水化合物在藻液中的含量也是随着藻的生长而增加，而且在三个生长时期的藻液中，溶解态碳水化合物的最大含量与对中肋骨条藻生长促进作用最明显的藻液是相对应的。

拖曳式测量系统剖面运动控制与数据产品制作

目前，具备升降运动功能，搭载多种传感器的拖曳系统成为国际先进水平的代表。国家863计划项目"拖曳式多参数剖面测量系统"针对我国海域的具体情况，提出研制具备升降功能的，携带CTD，DO，PH，叶绿素荧光计，浊度计，拖曳式营养盐分析仪等监测设备的拖曳系统。该设备的研制将填补我国在先进拖曳技术领域的空白。 作为我国第一种具备升降功能的拖曳系统，适合近海使用，具备快速响应、可靠性良好等特点的运动控制技术和适合多参数同步测量，具备联合计算，多源处理，图形化显示等特点的数据产品制作技术是该系统技术中两个重要组成部分。 本文在拖体动力外型设计基础上，通过对拖缆、拖体运动方程及耦合条件等经典公式分析，利用流体动力试验确定参数等步骤，建立了包含升降速度，抬首速度，拖体深度，俯仰角度等控制变量的拖曳系统运动模型。由于设计拖体适用于近海，运动速度快，系统响应速度与可靠性要求高于轨迹精度要求，因此设计了一种基于PID控制器的波浪运动控制方法，并进行了仿真试验。湖试结果证明该方法能够保证拖体按照预定的深度范围，快速上升下降，完成剖面测量，拖体运动周期稳定、轨迹对称，运动状态平稳。 拖曳式测量不同于传统的测量方式，拖曳测量数据产品制作方法需要充分体现拖曳式测量数据大范围、准同步的特点。本文从测量数据的获取及原始数据格式的设计入手，研究、设计了拖曳式测量数据采集通讯网络和处理软件，针对采样数据的特点设计了数据产品的关键处理技术和完整制作步骤。将该处理技术的结果与相关测量数据进行了比对，并利用海试数据进行了处理演示。

热带西太平洋环流动力结构分析与模拟

热带西太平洋环流是副热带环流与热带环流关键分量，毗邻西太平洋暖池，对暖池的形成与变化有重要的作用。然而，目前为止，热带西太平洋环流还有许多问题，包括动力结构还不清楚。因此，论文针对热带西太平洋环流的研究不仅在太平洋环流动力学上有理论意义，而且对气候变化的研究和预测也具有理论和实用价值。 太平洋北赤道流分叉是大洋，特别是太平洋西部边界流海域的一个非常突出的环流现象，它是大洋中副热带大流环和热带流环的发源地，很大程度上决定着海盆尺度的大洋环流结构，在大洋环流动力学上具有非常重要的意义和地位；同时它决定着大洋西边界区质量、热量的经向输送，进而对气候变化产生重要影响，是气候系统中不可忽视的重要分量。因此，北赤道流分叉的研究，不仅具有在海洋动力学上科学意义，而且对气候变化和预测也有实践意义。 从30年代至今，关于北赤道流分叉的研究有两种，一是根据实际观测水文数据，二是由数值模拟结果得出结论。用观测数据做出的结果，相对比较接近实际，但资料的分辨率较差，会引起估算结果的偏差；数值模拟结果有较高的时空分辨率，但由于模式本身的某些缺点会导致结果偏离实际。目前为止，诸多有关北赤道流分叉的结果，如分叉纬度变化的结论很不一致。所以，如何找到一种高时空分辨率的数据或提出一个比较符合物理实际并得到实测数据验证的数值模式是研究北赤道流分叉的关键。 本文用1992年10月到2004年12月高时空分辨率的卫星高度计数据，通过计算迹线的方法，确定了北赤道流分叉的纬度。结果表明，年平均分叉纬度约在13.4°N. 关于北赤道流分叉的季节变化，6月份发生在最南端（12.9°N），12月份发生在最北端（14.1°N）。12年的平均结果显示，7月份的分叉纬度比6月份和8月份明显偏大，这是局地风应力旋度导致的结果。本文同时研究了北赤道流分叉的年际变化，结果表明在厄尔尼诺年，北赤道流分叉纬度北移，在拉尼娜年，分叉纬度南移。 在热带西太平洋地区，特别是西边界流区和印度尼西亚贯通流邻近海域，岛屿众多，地形非常复杂，历史水文数据和测流数据又极少，所以几乎无法用分析观测数据的方法求得这一海域海洋环流，特别是次表层环流结构的深刻了解。因此，本文利用一个既适用于开阔大洋又适宜于地形变化剧烈海域的混合坐标海洋模式HYCOM，模拟了热带西太平洋环流，特别是西边界流及其相关海流，如，新几内亚沿岸潜流、棉兰老潜流、赤道潜流和印度尼西亚贯通流的气候态及其月、季变化。模式结果再现了该海域主要流系及其季节变化，模拟得到的海面高度场与卫星高度计数据基本一致；模拟所得的诸多关键断面上的海流、温度和盐度结构与实地观测数据（Johnson et al., 2002）有良好的一致性，说明本文的HYCOM模拟结果是比较可信、可靠的，可以用来做西太平洋环流分析用。本文得到结果如下： （1）赤道潜流究竟起源于何处，是赤道环流动力学上一个重要问题。鉴于实测数据缺乏和赤道潜流起源邻近海域地形复杂，相关研究很少，仅有的几项研究结果认为赤道潜流起源于135－137°E。本文一系列经向跨赤道断面的纬向流速模拟结果表明，赤道潜流最西源于129－130°E之间；另外，事实上，从200米层水平环流的模拟结果来看，赤道潜流有4个源头，各季有所不同：(i) 新几内亚沿岸潜流在135°E附近汇入赤道潜流；与Tsuchiya et al.（1989）结论相同；(ii) 来自棉兰老海流，这与Lu and McCreary（1995），Gu and Philander（1997）结论相同；(iii) 南海水经民都洛海峡、苏禄海和苏拉威西海西部由哈马黑拉岛以北进入赤道潜流，特别是，在春、夏、秋季；(iv) 印度洋海水经班达海和马鲁古海沿苏拉威西东岸北上沿哈马黑拉岛以东汇入赤道潜流（特别是春季）。所以，赤道潜流就水源来说，它有来自南海、印度洋和棉兰老以东的海水，就其起源来说，还是应该算从129－130°E开始的。 （2）棉兰老潜流发现于80年代末，尽管棉兰老潜流的起源对这一海域环流动力学非常重要，但由于资料缺乏，其起源的研究甚少。本文的模拟结果表明棉兰老潜流似乎有一部分水来自棉兰老海流，这主要在300－500米层。但更重要的是，从马鲁古海西边界（苏拉威西岛以东）向北的一支流更是棉兰老潜流的重要水源，说明棉兰老潜流的水源有相当部分是来自南半球，在600，700米层，特别是800，900和1000米层，棉兰老海流流速急剧减小至几乎看不到，而棉兰老潜流非常突出，其水源主要来自南半球苏拉威西岛东部向北的流动。至于棉兰老潜流的去处，500，600米层的模拟结果显示，棉兰老潜流在12－13°N附近，一大部分向东流去，一小部分向南加入棉兰老海流。在700米层以下，棉兰老潜流则在12°N向东流去，这与Hu and Cui（1989, 1991）和Wang and Hu（1998）的结果一致。 （3）关于印度尼西亚贯通流。HYCOM模拟的印度尼西亚贯通流年平均状况指出：250米以浅，印度尼西亚贯通流由西太平洋主要经由望加锡海峡进入东印度洋；300米以深，印度尼西亚贯通流反向，由东印度洋经由弗罗勒斯海、班达海和马鲁古海的西部边界进入太平洋。由200米层环流可以看出，从民都洛海峡南下的南海水是进入望加锡海峡构成印度尼西亚贯通流的主要的来源，另一小部分来自棉兰老海流。 （4）关于黑潮南海分支。在本文的模拟结果中，一年四季都有明显的黑潮分支由吕宋北端向西北进入南海后，沿大约21°N附近向西南流动，宽约100－200公里，深达300－400米，最大流速一般可达20厘米/秒，最大在冬季，可达40厘米/秒，流量约为6.5Sv，冬季强，5、9月份偏弱。证明了仇德忠、杨天鸿、郭忠信（1984）和郭忠信、杨天鸿、仇德忠（1985）关于南海黑潮分支存在的论述，并在一定程度上定量的解释了其季节变化规律。

海洋表层及次表层气泡测量及分析

波浪破碎过程中气泡云的产生，能够显著增强海-气界面湍流过程和气体交换速率，对于海洋上混合层动力学、生物和化学过程，以及上层海洋-低层大气生物地球化学与物理过程耦合研究具有极其重要的作用。目前对气泡谱分布的观测主要限于在实验室内完成，外海现场观测的工作相对较少。本文利用自行研制的高分辨率CCD成像系统，在实验室和外海对气泡分布进行了初步观测，对气泡在海气交换中的作用进行了分析。论文主要分为三部分：1 光机系统设计；2 现场测量技术；3 在海-气界面通量交换中的作用。分别简述如下： 1 本文设计了一套高分辨率CCD水下气泡拍摄光学系统，主要由CCD光学成像单元、背景光源和视频采集三部分组成； 2 用次高分辨率CCD成像系统，在实验室和外海对气泡分布进行了初步的观测，揭示了气泡的产生和消亡过程； 3 利用边缘检测算法对气泡边缘信息进行提取，以此对图像中的气泡粒径大小和个数自动进行统计，并利用统计结果计算气泡的平均体积通量、气体交换通量以及能量交换。

长江口富营养化评价方法及生物指示指标研究

富营养化已经成为世界性的环境问题。作为我国最大河口的长江口，富营养化问题也日渐突出。如何准确地评价富营养化程度，对预防和解决水体的富营养化问题有重要的意义。 本论文以长江口海域2004年和2005年共8个季度的现场调查为基础，分析了该海域的营养状况；进行了室内模拟培养实验，尝试寻找能反映环境营养条件的微藻的生理生化指标。 对长江口海域2004年和2005年的海水的营养状况进行了分析，并主要运用模糊综合评价方法对富营养水平进行了评价。结果表明： ⑴长江口海域DIN的含量较高，为主要的污染物质，其它的指标较好； ⑵约有一半的调查站点呈现富营养化，长江口门及冲淡水区富营养化程度较高，外海富营养化程度较低，富营养程度从外海向近岸增加； ⑶富营养化区域全年除少数站点外，大部分都分布于盐度小于20的一侧，明显的季节分布和区域分布，表明长江口海域的富营养化水平主要受到长江冲淡水的控制。 对中肋骨条藻（Skeletonema costatum）进行了室内模拟培养，对微藻生理生化指标变化与环境营养条件的关系进行了初步探索。结果显示： ⑴环境营养条件影响藻的大多数生理生化指标，不同的氮磷起始浓度和氮磷比下的藻细胞的指标也有差异 ⑵藻细胞的叶绿素a含量、碱性磷酸酶活性、RNA/DNA比值对环境营养条件的反映较为明显，有作为指示富营养化水平指标的可能性，应进一步研究。

调控文蛤幼虫变态的肾上腺素能受体类型及幼虫发育中神经和肌肉的变化

大部分贝类幼虫在发育过中要经历从浮游生活到底栖生活的变化过程，同时形态结构也要经历巨大的变化，这个过程称为变态。 变态是文蛤幼虫发育过程中非常重要的一个阶段。 药理学和细胞免疫学证据表明β肾上腺素样受体在文蛤幼虫变态过程中有重要作用。药理学实验分别采用了几种儿茶酚胺类受体的激动剂和抑制剂来处理幼虫，检验它们在幼虫变态过程中的作用。结果表明，在10μM和100μM的浓度下，肾上腺素(AD)和去甲肾上腺素(NA)中能够显著提高幼虫的变态率(p<0.05)。10μM和100μM浓度的AD能够提高幼虫变态率30%左右。10μM和100μM浓度的NA能分别提高幼虫变态率35.3%和27.6%。10μM的β受体激动剂－isoproterenol也能够显著的提高幼虫的变态率30%(p<0.05)，但是α受体激动剂－phenylephrine在0.1μM到100μM的浓度范围内不能显著提高幼虫的变态率(p>0.05)。而且，1μM的β受体抑制剂－propanolol能显著的抑制AD或NA提高幼虫变态率的作用(p<0.05)；但是α受体抑制剂－prazosin对AD或NA提高幼虫变态率没有显著性影响(p>0.05)。 此外本文还利用整装免疫细胞化学的方法进一步研究了文蛤幼虫不同发育阶段，神经系统和β肾上腺素样受体的发育情况。 幼虫的神经系统在担轮幼虫时期(受精后18h)开始发育，这时还不能检测到β肾上腺素受体。面盘幼虫时期(受精后1d)具备了顶神经节、脑神经节和脏神经节组成的中枢神经系统，在口附近有一些外周神经。β肾上腺素受体在受精后24h首次出现在面盘幼虫的顶神经节和脑神经节，分别命名为AR(apical receptor)和CR1(cerebral receptor 1)。 在受精后5d顶神经节已经检测不到。脑神经节和脏神经节由腹部向背部迁移，口的背腹两侧都出现了一些神经元。并且脏神经节周围也出现了一些神经细胞。AR在受精后3d就检测不到了。同时在CR1的后部新出现了一些β肾上腺素受体，命名为CR2。此后CR2发育迅速，在受精后5d就和CR1差不多大小。并且在CR1和CR2之间还出现了很多小的阳性信号。 变态过程中中枢神经系统中顶神经节消失了，并且出现了足神经节。另外，外套膜上出现了更多的外周神经。除了在稚贝的脑神经节和脏神经节外，在足、外套膜和水管上都有β肾上腺素受体存在。成体的鳃、足、心脏、水管、唇掰和外套膜上也有β肾上腺素受体分布。 变态信号传递到靶器官后，文蛤幼虫在形态结构和生态习性上开始了快速巨大的变化。其中幼虫的肌肉系统是变化最大的系统，并且直接与文蛤运动、摄食等习性转变相关。本文采用免疫组化的方法对文蛤幼虫肌肉系统的发育进行了研究。结果表明，文蛤幼虫具有由幼虫收缩肌、面盘收缩肌和闭壳肌组成的十分复杂的肌肉系统。幼虫收缩肌和前闭壳肌最早出现于担轮幼虫阶段(受精后18h)。孵化后幼虫的肌肉系统迅速发育，受精后22h幼虫的肌肉系统基本发育完全，并一直维持到变态前。变态过程中幼虫收缩肌和面盘收缩肌逐渐萎缩消失。同时，足收缩肌、后闭壳肌和外套膜肌肉等稚贝的肌肉系统快速形成。变态后稚贝幼虫收缩肌和面盘收缩肌完全消失，其肌肉系统由前后闭壳肌、足收缩肌和外套膜肌肉组成。

天津近岸台风暴潮漫滩数值模拟研究

中国是太平洋沿岸国家中频繁遭受风暴潮灾害的国家之一，提高风暴潮预报的准确性，可以直接减少海洋灾害造成的经济损失和人员伤亡，具有十分积极的重要意义。针对天津近岸海域的地形和易受风暴潮漫滩灾害侵袭的特点，本文基于对POM( Princeton Ocean Model)模式的改进，建立了天津近岸海域三维动边界风暴潮漫滩模型，并选择典型天气个例，对天津近岸区域台风影响下的风暴潮漫滩进行了数值模拟研究。 本文的计算建立在POM模式基础上，采用两重网格嵌套的方法，第一套网格对整个渤海海域进行固定边界风暴潮的数值模拟，第二套网格对天津近岸海域进行可变边界模拟。通过两套网格的合理衔接，大区域网格尽量覆盖风场范围，小区域网格细致刻画浅水区域，提高了风暴潮的模拟分辨率。 第二套网格的计算，采用干湿网格法，在POM模式中加入干湿点的判断，而岸界条件与固定边界模式一样，从而提高了模式的模拟精度，能够较真实地模拟出台风作用下风暴潮水位随岸线的移动。本文采用的Flather-Heaps干湿网格法，简单易行，不会增加程序的复杂度和计算量。 模式选取7203、8509、9216、9711号台风计算风暴潮漫滩水位变化，通过与塘沽站点实测数据的比较，计算增水曲线过程与实测结果吻合较好，基本能够真实反映天津近岸的风暴潮水位变化情况及漫滩范围。本文的研究结果验证了改进POM模式为动边界数值模型并应用于浅海区域的可行性。

中国海豆蟹科Family Pinnotheridae分类学研究

本文根据中国科学院海洋研究所收藏的豆蟹科标本和国内外相关文献，进行了中国海域豆蟹科的分类学研究。作者克服了豆蟹科分类难度大，研究积累较少，种的界限不清等困难，在短期内初步查清了中国海域豆蟹科种类及分布情况，共记述5亚科12属 40种。发现4新记录属，9新记录种，和豆蟹属1未定种Pinnotheres sp.，丰富了中国海豆蟹科区系内容，列出了共栖种中国海域全部记录过的宿主。 作者对鉴定过程中出现的疑难问题：“中型三强蟹Tritodynamia intermedia Shen, 1935是否为霍氏三强蟹 Tritodynamia horvathi Nobili, 1905的同物异名” 进行了细致比较、研究，否定了通行多年的Sakai（1976）的“T. intermedia Shen为T. horvathi Nobili的次异名”的结论，肯定了二者均为有效种。 对中国海域豆蟹科种类地理分布初步研究表明其分布与日本海域和东南亚海域都有相似之处，但有显著不同：仅发现于中国海域而未见于日本海域的豆蟹属Pinnotheres多达8种：涨腹豆蟹Pinnotheres excussus Dai et al., 1980，球豆蟹Pinnotheres pilulus Dai et al., 1980，锯颚豆蟹Pinnotheres serrignathus Shen, 1932，宽豆蟹Pinnotheres dilatatus Shen, 1932，青岛豆蟹Pinnotheres tsingtaoensis Shen, 1932，海阳豆蟹Pinnotheres haiyangensis Shen, 1932，钝颚豆蟹Pinnotheres obtusidentata（Dai et al., 1980），光豆蟹Pinnotheres luminatus Dai et al., 1980）；仅发现于中国海域的三强蟹属Tritodynamia有4种：福建三强蟹Tritodynamia fujianensis Chen, 1979，长腿三强蟹Tritodynamia longipropodum Dai et al., 1980，宽身三强蟹 Tritodynamia dilatatum Yang et Sun,1996和海南三强蟹 Tritodynamia hainanensis Dai et al.g, 1980；而未发现于中国海域的日本特有种多达13种。结果表明这一类群由于共栖和地域分化程度较高乃至地区性特有种数显著较多。 论文通过对豆蟹科系统分类和初步的动物地理学研究，搞清了中国海豆蟹科的种和分布、多样性及其宿主等基本情况。为今后研究豆蟹科种类生物学、生态学特性提供了基础资料。

Follistatin 基因在牙鲆胚胎中的表达及其在肌肉发育中作用的研究

卵泡抑素(Follistatin)是1987年由Robertson和Ueno分别从牛和猪的卵泡液中分离出的一种富含半胱氨酸的糖基化单链多肽。FS对不同类型的细胞有广泛的调节作用，具有多方面的生物学作用。本研究克隆到牙鲆Follistatin基因，并利用RT-PCR和原位杂交对其在胚胎及成体中的表达进行了分析，并对其启动子进行了组织特异性分析。 1． Follistatin基因组全长4.3 kb左右，其中启动子区长约1 kb。与cDNA序列的比较显示该基因含有5个外显子和4个内含子，内含子和外显子的交界处严格遵守GT…AG规则。Follistatin基因编码了一个含有323个氨基酸的蛋白质前体，该蛋白质前体含有信号肽区域、N-端结构域、Follistatin结构域Ⅰ、Follistatin结构域Ⅱ、Follistatin结构域Ⅲ和C-端结构域。蛋白比较分析表明Follistatin与其他物种的Follistatin的同源性较高，其结构域保守性更高。 三级预测结果显示：在空间构型上，牙鲆Follistatin基因与斑马鱼Follistatin基因完全一致。在序列上高度保守的半胱氨酸在空间上两两相对，它们可能对维持Follistatin蛋白的空间结构起着重要的作用 2. RT-PCR方法和原位杂交方法研究Follistatin基因在牙鲆胚胎中的表达情况结果显示：Follistatin基因在受精后26 hrs开始在中胚层细胞处表达，其后在受精后28、30、32、34、36、38、40、42 hrs等时期Follistatin基因持续表达，并在体节腹部部位、头部，背部体节等部位表达。以MyoD为对照而进行的双色原位杂交结果显示：Follistatin与MyoD在胚胎的体节处表达有重叠区域，对双色原位杂交样品进行的冰冻切片实验结果显示：两个基因的表达区域交叉，互相混合，表明Follistatin基因也在肌肉前体细胞中表达，但并不在所有的前体细胞中表达，Follistatin可能在肌肉发育早期起一定的作用。成体组织中，Follitatin基因在体肾、肠、心脏、头肾、脾中有表达，而在肌肉中没有表达。 3．启动子序列分析结果表明：牙鲆启动子存在AP-1、C/EBP、SP1、USF、E47、MyoD等转录因子的潜在结合位点。显微注射结果显示：该基因启动子能够使绿色荧光蛋白表达在斑马鱼的胚胎肌肉组织中。