Deep Fractionation of Clinopyroxene in the East Pacific Rise 13 degrees N: Evidence from High MgO MORB and Melt Inclusions

Mid-ocean ridge basalts (MORBs) from East Pacific Rise (EPR) 13 degrees N are analysed for major and trace elements, both of which show a continuous evolving trend. Positive MgO-Al2O3 and negative MgO-Sc relationships manifest the cotectic crystallization of plagioclase and olivine, which exist with the presence of plagioclase and olivine phenocrysts and the absence of clinopyroxene phenocrysts. However, the fractionation of clinopyroxene is proven by the positive correlation of MgO and CaO. Thus, MORB samples are believed to show a "clinopyroxene paradox". The highest magnesium-bearing MORB sample E13-3B (MgO = 9.52%) is modelled for isobaric crystallization with COMAGMAT at different pressures. Observed CaO/Al2O3 ratios can be derived from E13-3B only by fractional crystallization at pressure > 4 +/- 1 kbar, which necessitates clinopyroxene crystallization and is not consistent with cotectic crystallization of olivine plus plagioclase in the magma chamber (at pressure similar to 1 kbar). The initial compositions of the melt inclusions, which could represent potential parental magmas, are reconstructed by correcting for post-entrapment crystallization (PEC). The simulated crystallization of initial melt inclusions also produce observed CaO/Al2O3 ratios only at > 4 +/- 1 kbar, in which clinopyroxene takes part in crystallization. It is suggested that MORB magmas have experienced clinopyroxene fractionation in the lower crust, in and below the Moho transition zone. The MORB magmas have experienced transition from clinopyroxene+plagioclase+olivine crystallization at > 4 +/- 1 kbar to mainly olivine+plagioclase crystallization at < 1 kbar, which contributes to the explanation of the "clinopyroxene paradox".

Interbasin freshwater, heat and salt transport through the boundaries of the East and South China Seas from a variable-grid global ocean circulation model

The monthly and annual mean freshwater, heat and salt transport through the open boundaries of the South and East China Seas derived from a variable-grid global ocean circulation model is reported. The model has 1/6degrees resolution for the seas adjacent to China and 30 resolution for the global ocean. The model results are in fairly good agreement with the existing estimates based on measurements. The computation shows that the flows passing through the South China Sea contribute volume, heat and salt transport of 5.3 Sv, 0.57 PW and 184 Ggs(-1), respectively (about 1/4) to the Indonesian Throughflow, indicating that the South China Sea is an important pathway of the Pacific to Indian Ocean throughflow. The volume, heat and salt transport of the Kuroshio in the East China Sea is 25.6 Sv, 2.32 PW and 894 Ggs(-1), respectively. Less than 1/4 of this transport passes through the passage between Iriomote and Okinawa. The calculation of heat balance indicates that the South China Sea absorbs net heat flux from the sun and atmosphere with a rate of 0.08 PW, while the atmosphere gains net heat flux from the Baohai, Yellow and East China Seas with a rate of 0.05 PW.

Sea surface height and transport stream function of the South China Sea from a variable-grid global ocean circulation model

A fine-grid model (1/6degrees) covering the South China Sea (SCS), East China Sea and Japan/East Sea, which is embedded into a coarse-grid (3degrees) global model, was established to study the SCS circulation. In the present paper, we report the model-produced monthly and annual mean transport stream functions and sea surface heights(SSH) and their anomalies of the SCS. Comparison to the TOPEX/Poseidon data shows that the model-produced monthly sea surface height anomalies (SSHA) are in good agreement with altimeter measurements. Based on the results, the circulation of the SCS, especially the upper layer circulation, is discussed. In the surface layer, the western Philippine Sea water intrudes into the SCS through the Luzon Strait in autumn, winter and spring, but not in summer. However, as far as the whole water column is concerned, the water intrudes into the SCS through the Luzon Strait all the year round. This indicates that in summer the water still intrudes into the SCS in the subsurface and intermediate layers. The area near the northern continental slope of the SCS is dominated by a cyclonic circulation all the year round. The SCS Southern Anticyclonic Gyre, SE Vietnam Off-Shore Current in summertime and SCS Southern Cyclonic Gyre in wintertime are reproduced reasonably. The difference between the monthly averaged SSH and SSHA is significant, indicating the importance of the mean SSH in the SCS circulation.

Mean sea surface heights of the South and East China Seas from ocean circulation model and geodetic leveling

The mean sea surface heights (sea surface topography) of the South China, East China, Yellow and Bohai Seas are derived from an ocean general circulation model and surface air pressure. The circulation model covers the global oceans, with fine grid (1/6degrees) covering the East Asian marginal seas and coarse grid (31) covering the rest part of the global oceans. The result shows that the China 1985 National Altitude Datum is 24.7 cm above the me-an sea surface height of the world oceans. The mean sea surface in the coastal ocean adjacent to China is higher in the south than in the north. Intercomparison of the model results with the geodetic leveling measurements at 28 coastal tidal stations shows a standard deviation of 4.8 cm and a fitting coefficient of 95.3%. After correction through linear regression, the standard deviation is reduced to 4.5 cm. This indicates that the accuracy of model results is sufficient for practical application. Based on the model results, the mean sea surface heights for the study area with a resolution of 1/6 degree are given. This result also links the mean sea levels at islands with those on the mainland coast and gives the mean sea surface heights at tidal stations in the Taiwan Island, the Dongsha Islands, the Yisha Islands and the Nansha Islands relative to the China 1985 National Altitude Datum.

转炉钢渣对海洋生态环境影响及碳的生物利用探索研究

利用“铁肥”方法增加海洋初级生产力、吸收大气中的CO2、降低温室效应是目前国际上的一个研究热点。为此，本文利用炼钢企业产生的废料转炉钢渣，系统研究了其对海洋微藻生长的影响， 同时研究了转炉钢渣对海水水质及海洋生物的影响，探讨了其作为“铁肥”材料的可行性。 本文首先研究了转炉钢渣对海水水质的影响，包括金属、营养盐、pH、COD及浊度等理化参数。研究发现，在天然海水中加入转炉钢渣后营养盐均有不同程度的溶出；实验条件下，在天然海水和人工海水中加入钢渣，金属大部份被吸附，个别金属溶出，但基本都达到了一、二类海水标准，而pH明显增高，大多超过了海水水质三、四级（6.88.8）的范围，COD低于一类海水水质标准。实验结果显示，钢渣粒度越小、浓度越大，水质浊度越大，但钢渣的比重一般较大，在水体中可以较快的沉降，所以在实际应用过程中不会对水体的透明度造成不良影响。 研究了转炉钢渣对典型海洋底栖生物（紫贻贝）、海洋游泳生物（日本对虾和中国对虾幼虾）的影响。在实验浓度范围内，钢渣对紫贻贝的急性毒性作用基本可以忽略，但紫贻贝的生长率和摄食率随钢渣浓度的增加有所下降，血细胞个数有所下降，但形态没有显著变化，对紫贻贝的免疫功能没有太大影响。钢渣对日本对虾幼虾的半致死浓度为1.62g/L，对中国对虾幼虾的半致死浓度要高于日本对虾，说明在实验条件下中国对虾幼虾的适应能力高于日本对虾幼虾。 另外，重点考察了转炉钢渣对海洋浮游植物－赤潮异弯藻和中肋骨条藻生长的影响，发现加入钢渣以后，相对于对照组微藻生物量显著增加。当钢渣浓度为124248mg/L时赤潮异弯藻的生物量达到最大，当钢渣浓度达到61124mg/L时，中肋骨条藻的生物量最大；钢渣对两种微藻生长的影响规律是相同的，但是影响程度因不同藻种而有所不同，其中对中肋骨条藻的促进作用更加显著，可能与钢渣中能溶出较大量的硅酸盐有关。在室内实验的基础上，初步估算了通过钢渣对微藻生长的促进作用，近海每平方公里海域对二氧化碳吸收的增加量。

几种赤潮微藻的形态和系统进化分析及荧光原位杂交检测

赤潮也称红潮，通常是指由于一些海洋浮游生物在水体中过度繁殖或聚集而使海水变色的现象。赤潮特别是有害赤潮造成了严重的生态环境问题，给水产养殖业和滨海旅游业造成了巨大损失，并可直接危害人类健康。研究赤潮，进而预防和控制赤潮，首先要对引发赤潮的生物种类进行准确鉴定并对自然水域的赤潮生物进行监控，并建立赤潮藻的快速鉴定与检测方法。本文分别对几株赤潮微藻进行了形态和系统进化分析，并探讨了荧光原位杂交在赤潮检测中的应用。 分别对5株分离自中国沿海不同水域的中肋骨条藻[Skeletonema costatum (Greville) Cleve]类似种 (SK-BH、SK-FQ、 SK-HH、SK-DH和SK-XM) 进行光镜和扫描电镜观察，并PCR扩增了转录内间隔区 (含5.8S rDNA)(ITS) 和核糖体大亚基 (D1-D2)区 (LSU)，获得的序列与其它已报道的骨条藻的同源序列进行了进化分析，以探讨５株骨条藻与已报道的骨条藻之间的进化关系。5株骨条藻在形态上各不相同，其中，只有1株 (SK-XM)被鉴定为中肋骨条藻，而其余4株皆与已报道的骨条藻的形态学特征不符。ITS树和LSU树具有不同的拓扑结构，并表明5株骨条藻至少分属3个不同的种。遗传距离分析提示了在地理距离上靠近的种，在进化上也可能靠近。此外，还可以观察到这5株藻之间的细微的形态学“进化”关系。所有结果表明了中国沿海骨条藻属种的多样性。 对1株分离自赤潮水域的裸甲藻 (Gymnodinium)类似种进行了形态学分析，并探讨了该藻与裸甲藻、凯伦藻(Karena)、旋沟藻(Gyrodinium)、下沟藻(Karlodinium)和共生甲藻(Symbiodinium)的进化关系。光镜观察表明该藻具有裸甲藻的一些典型的形态学特征，而我们没能获得细胞形态保存完好的电镜样品；进化分析初步鉴定该藻为一种共生甲藻。 获得了赤潮异湾藻[Heterosigma akashiwo (Hada) Hada]的LSU和ITS序列，设计了以胞质rRNA和胞核rDNA为靶序列的特异性探针，建立了赤潮异湾藻的全细胞和细胞核荧光原位杂交技术，对探针的特异性进行了验证，并考察了杂交信号和检测率在整个细胞周期的变化情况。探针能分别使整个细胞和细胞核呈现明亮的绿色荧光。探针是特异性的，不与其它受试藻进行交叉反应。杂交信号在整个细胞周期内变化不明显，且检测率为70%–80%。整个检测过程不到1 ｈ，能实现赤潮异湾藻的快速、准确、特异和半定量检测。 获得了海洋原甲藻(Prorocentrum micans Ehrenberg)的LSU和ITS序列，设计了以胞质rRNA为靶序列的特异性探针，建立了海洋原甲藻的全细胞荧光原位杂交技术，并对探针的特异性进行了验证。探针能使整个细胞呈现强烈的绿色荧光。探针不与其它受试藻种进行交叉反应，表明是特异性的。

菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum)能量代谢的研究

能量代谢指动物在进行生理活动(如摄食、消化以及动物的活动等)时所消耗能量的总和，一般以动物的呼吸率利排泄率来估计动物的能量代谢。其主要研究内容是闸明生物能量代谢的基木规律以及与环境闪子的关系。菲律宾蛤仔(Ruditapesphil ippmarum)是我国一种重要的养殖贝类，关于其能量代谢的研究却较少，这种状况妨碍了菲律宾蛤仔养殖生态理论的完善和养殖技术的提高。本研究主要对菲律宾蛤仔呼吸率和排泄率的基本规律(能量代谢与体重的关系、能量代谢的昼夜变化)及其与环境因子(饵料浓度、水温、栖息底质环境)的关系进行探讨。研究结果如下：1．不同体重菲律宾蛤仔代谢率小同。实验川菲律宾蛤仔分三种大小：l(干肉重为0．07-0．14g)、ll(干肉重0．27-0．34g)、III(干肉重0．45～0．63g)。温度包括：26℃(八月)、20℃(十月)、1 5℃(十二月)、9℃(一月)。实验共设四个饵料浓度：2．28±0．25，6．454±0．44，10．284±0．82，15．414±1．56mgTPM／L(TPM，总颗粒物)，饵料中POM(颗粒有机物)含量都为4．68±1．64 mg/L。常温下菲律宾蛤仔代谢率随着体重的增大而增大。15℃、20~C、26℃时蛤仔呼吸率与干肉重呈明显的幂函数关系R=aW~b，a值变动范围为0．1076-0．3309；b值变动范围为0．239l～0．8381；蛤仔排泄率与干肉重也呈明显的幂函数关系N=aW~b，a值变动范围为14．213～68．362：b值变动范围为0．3673-1．1 532。9℃(饵料浓度为2．28±0．25mgTPM／L)、20℃(饵料浓度为10．284-0．82mgTPM／L)、26℃(饵料浓度为6．454±0．44mgTPM／L)时不同体重蛤仔氧氮比差异显著，其它情况下不同体重蛤仔氧氮比差异不显著。2．常温下菲律宾蛤仔代谢率受饵料浓度的影响，不同大小蛤仔受饵料浓度的影响程度不同。I组蛤仔呼吸率受饵料浓度的显著影响，II组III组蛤仔呼吸率只在9℃(一月)和26~C(八月)时受饵料浓度的显著影响。26℃时影响最显著，26℃时I组蛤仔在饵料浓度为2．28±0．25，6．45±0．44，l0．28±0．82，15．4l±1．56mgTPM／L时呼吸率分别是O．086，0．146，0．073，0．093(mlO_2／h)；ll组蛤仔在上述浓度饵料中呼吸率分别是0．138，0．214，0．J 26，0．12l(mlO_2／h);III组蛤仔在上述浓度饵料中呼吸率分别是0．129，0．266，0．186，0．192(mlO_2／h)。菲律宾蛤仔呼吸率在饵料浓度为6．45±0．44 mgTPM／L时最高，蛤仔呼吸率在其它饵料浓度时都会降低。菲律宾蛤仔排泄率在饵料浓度为10．28±0．82 mgTPM／L和15．4l士1．56mgTPM／L时显著高于其它浓度组，9℃时这种趋势更明显，9℃时饵料浓度为2．28±0．25，6．454±044，lO．284±0．82，15．41±1．56mgTPM／L中I组蛤仔排泄率分别是4．297，2．874，8．003，6．658(μgNH_3-N／h)；II组蛤仔在上述浓度饵料中排泄率分别是4．011，3．609，10．427，12．732(μgNH_3-N／h)；III组蛤仔在上述浓度饵料中排泄率分别是2．28 l，6．452，10．283，15．417(μgNH_3-N／h)。3．菲律宾蛤仔代谢率受自然温度的显著影Ⅱ向。I组蛤仔在9℃、15℃、20℃、26℃时呼吸率平均为0．057，0．085，0．039，O．099；II组蛤仔在上述四个温度中呼吸率平均为0．08，O．128，0．089，0．149(mlO_2／h)，I组和II组蛤仔在9℃和20~C时呼吸率较低，在26℃时呼吸率最高。III组蛤仔在上述四个温度中呼吸率平均为0．09，O．1 59，O．143，O．193(mlO_2／h)，在9℃时llI组蛤仔呼吸率显著低于其它温度组。温度为9℃、15℃、20℃、26℃时l组蛤仔排泄率平均为5．458，13．169，4．946，11．138(μgNH_3-N／h)：II组蛤仔在上述温度中排泄率平均为7．695，23．578，8．319，23．90l(μgNH_3-N／h)；III组蛤仔在上述温度中排泄率平均为11．738，27．443，15．658，35．407(μgNH_3-N／h)，蛤仔排泄率在15℃和26℃时均高于9℃和20℃。4．摄食状态与饥饿状态菲律宾蛤仔代谢率有明显不同。26℃时蛤仔静止状态呼吸率平均为0．336(m102／g干重．h)，摄食状态呼吸率平均为0．656(ml0_2干重．h)，摄食状态呼吸率比静止状态平均升高了0 32(ml0_2／g干重．h)；26℃时蛤仔静止状态排泄率平均为39．471(μgNH_3-N／g干重．h)，摄食状态排泄率平均为88．08(μgNH_3-N／g干重．h)，摄食状态排泄率比静止状态排泄率平均升高了48．6(μgNH_3-N／g干重．h)。摄食状态代谢率平均是静止状态的2～3倍。根据摄食引起的呼吸率和排泄率升高量得出每氧化产生lμgNH_3-N需0_2量平均为7．05μl。5．人工控制温度对菲律宾蛤仔代谢率有明显影响。不同大小蛤仔受温度的影响程度不同。在温度5℃、10℃、l 5℃、20℃、26℃，I组和II组蛤仔呼吸率都随着温度的升高而升高，在10℃～l5℃和20℃～26℃这二个温度变化范围内呼吸率变化最大，在20℃～26℃时I组蛤仔呼吸率变动范围为O．85～1．04(m10_2／g干重．h)、II组蛤仔变动范围为0．57～0．86(ml0_2／g干重．h)。III组蛤仔呼吸率只在5℃～l0℃时明显增高，变动范围为0．09～0．5l(m10_2／g干重．h)，在10℃～26℃范围内变化不大。I组和II组蛤仔排泄率随着温度的升高而升高，变动幅度较大，在5℃～26℃范围内其排泄率变动范围为10．32～81．53(μgNH_3-N／g干重．h)；而 III组蛤仔排泄率只在5℃～15℃时随着温度的升高而升高，其排泄率变动范围为6．75～23．77(μgNH_3-N/g干重．h)，在15℃～26℃范围内几乎不变。III组蛤仔的适温范围比I组和II组蛤仔广。菲律宾蛤仔在5℃和10℃时氧氮比变化明显，变动范围为2．76～11．44，在15～26℃时变化不大。6．菲律宾蛤仔代谢率有明显的日节律性，呈正弦曲线型变化。蛤仔夜问代谢率明显升高。I组蛤仔夜间呼吸率平均为0．867(m10_2／g干重．h)，白天呼吸率平均为O．504(m10_2／g干重．h)；II组蛤仔夜间呼吸率平均为0．438(m10_2／g干重．h)，白天呼吸率平均为0．36l(m102／g干重．h)；III组蛤仔夜间呼吸率平均为0．409(m10_2／g干重．h)，白天呼吸率平均为0．252(m102／g干重．h)。在22：00-23：00菲律宾蛤仔呼吸率最高。7．底质环境对菲律宾蛤仔的代谢率有明显影响。在饥饿状态下菲律宾蛤仔在泥沙底质中呼吸率平均为l 406(m10_2／g干重h)，在无泥沙环境中呼吸率平均为O．963(ml0_2／g干重．h)；摄食状态下菲律宾蛤仔在泥沙底质中呼吸率平均为1．59l(m102／g干重．h)，在无泥沙环境中呼吸率平均为1．115(m10_2／g干重．h)。在饥饿状态下菲律宾蛤仔在泥沙底质中排泄率平均为78．934(μgNH_3-N／g 干重．h)，在无泥沙环境巾排泄率平均为45．043(μgNH_3-N／g干重．h)；摄食状态下菲律宾蛤仔在泥沙底质中排泄率平均为87．12l(μgNH_3-N／g干重．h)，在无泥沙底质中排泄率平均为58．354(μgNH_3-N／g干重．h)。蛤仔在泥沙环境中呼吸率和排泄率都明显升高。

The responsive expression of heat shock protein 22 gene in zhikong scallop Chlamys farreri against a bacterial challenge

HSP22 is a member of a small HSP subfamily contributing to the growth, transformation and apoptosis of the cell as well as acting as a molecular chaperone. In the present study, CfHSP22 cDNA was cloned from Chlamys farreri by the rapid amplification of cDNA ends technique. The full-length cDNA of CfHSP22 was of 1279 bp, consisting of a 5'-terminal untranslated region (5'UTR) of 122 bp, a 3'UTR of 581 bp with a canonical polyadenylation signal sequence AATAAA and a poly( A) tail, and an open reading frame of 576 bp encoding a polypeptide with a molecular mass of 22.21 kDa and a predicted isoelectric point of 9.69. There was an alpha-crystallin domain, a hallmark of the sHSP subfamily, in the C-terminus, and the deduced amino acid sequence of CfHSP22 showed high similarity to previously identified HSP22s. CfHSP22 was constitutively expressed in the haemocyte, muscle, kidney, gonad, gill, heart and hepatopancreas, and the expression level in the hepatopancreas was higher than that in the other tissues. CfHSP22 transcription was up-regulated and reached a maximal level at 12 h after the bacterial challenge, and then declined progressively to the original level at 48 h. These results suggested that CfHSP22 perhaps play a critical role in response to the bacterial challenge in haemocytes of scallop C. farreri.

Observations on the spawning behavior of artificially matured Japanese eels Anguilla japonica in captivity

Spawning behavior of artificially matured Japanese eels Anguillo japonica in captivity was investigated using a DVD Video image system. Following a routine hormone treatment technique for this fish, female eels were artificially matured by weekly intramuscular injections of salmon pituitary extracts (SPE) at a dosage of 40 mg kg(-1) BW for a total of 7-11 doses to induce ovarian maturation, while male eels received weekly intramuscular injections of human chorionic gonadotropin (HCG) at a dosage of 1000 IU kg(-1) BW for a total of 6-11 doses at 18 degrees C to induce testicular maturation in a separate aquarium. In this experiment, three pairs of such hormone-treated matured eels were acclimatized in seawater in 1.5 m(3) experimental aquaria with or without shelters at 20 degrees C for 24 h. Twenty four hours after the acclimatization terminated, the females received SPE injections to boost maturation and ovulation. Twenty four hours following these injections, the females received injections of HCG (1000 IU per fish, HCG injection) and 17 alpha-hydroxyprogesterone (2 mg per fish) to induce ovulation, while males were given HCG injections (1000 IU per fish, HCG injection) to induce spermiation. Video taping started after the 24 h acclimatization terminated and last for a total of 96 h. Before the HCG injections, both sexes were inactive, staying on the bottom or in shelters if available. Following these HCG injections, they became active and frequently left the bottom swimming in the water column. During the 24 h following HCG injections, activity accounted for 67% and 45% of the total activity in no shelter treatment for females and males, respectively, in comparison with 77% and 78% in shelter treatment. Activity was significantly more pronounced during this phase than during other phases for each sex in either shelter treatment. Egg release and sperm ejection occurred in the water column around the time eels' activity reached peaks. Eels either returned into the shelters or stayed motionlessly on the bottom of the aquaria after egg release and sperm ejection. Eight out of nine (89%) females in no shelter treatment spontaneously released eggs with a total of 11 batches 14-18 h following HCG injections, in contrast with four out of nine (44%) females releasing eggs for 4 batches 16-20 h in shelter treatment. Males arrived at activity peaks 11-13 h following HCG injections in no shelter treatment, 2-4 h ahead of the females (14-16 h), in comparison with 8-11 h in shelter treatment with 5-6 h ahead of the females (14-17 h). Courtship behavior indicative of spawning such as pairing, chasing and touching bodies was not observed in the eels in this study. However, on many occasions, eels of both sexes (male-female or female-female) were found to "cruise together" in water column for a short time period or frequently come together prior to releasing eggs and ejecting sperm, suggesting the possibility of group mating in artificially matured Japanese eels. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

祁连山海北高寒草甸紫外辐射与气象要素的关系

分析2003年祁连山海北高寒草甸地区UV—A，UV-B变化特征，以及与气象要素的相关性，并依有关要素模拟计算了UV—A，UV—B。结果表明：UV—A，UV—B日、年变化明显，年内6月达最高，12月最低。UV-A，UV-B年总量分别为138.11，35.14MJ／m^2。UV—A，UV—B占DR的比例也有明显的日、年变化，中午前后（夏季）高。早晚（冷季）低，年内分别为2.17％，0.54％。UV—A，UV-B与诸多的气象因子具有一定的显著性相关，但不能说明这些气象因子与UV有直接的影响作用，事实上是受DR影响的结果。采用DR，5cm土壤温度为预报因子，建立影响UV-A，1IV-B的旬相关模拟方程，且有极显著的二元线性回归检验水平。

三种高寒草甸植被分布及与湍流交换通量关系的比较

对海北定位站分布的金露梅灌丛草甸、矮嵩草草甸、藏嵩草沼泽化草甸3种高寒植被类型群落结构、感热(H)和潜热(LE)通量比较观测表明,3种植被类型年地上净初级生产力表现出矮嵩草草甸(318.600 g/m~2)＞藏嵩草沼泽化草甸(258.341 g/m~2)＞金露梅灌丛草甸(217.6 g/m~2).植物种类组成有矮嵩草草甸(54种)＞金露梅灌丛草甸(47种)＞沼泽草甸(24种).3种植被类型区近地表大气能量交换过程中,LE和H的月际变化明显,而且随植被类型的不同月际变化差异显著.3种不同植被类型在年内均表现出H+L E＞0,表明在青海海北高寒草甸地区,太阳辐射强烈,近地层湍流输送明显,地表为-热源.3类型高寒草甸植被的年地上净生产量基本与波文比(β)呈现正效应,与LE+H呈现明显的反效应.植物种类组成基本与LE+H有反效应,与β呈明显的正效应.

梭罗草在青藏铁路取土场植被恢复中的应用研究

根据青藏铁路工程建设中的生态环境保护以及植被恢复建设的迫切需要, 在青藏铁路沱沱河试验段高寒草原区取土场开展植被恢复的试验工作, 主要研究和分析了梭罗草(Kengyilia thoroldiana (Oliv.)J.L.Yang,Yen et Baum)在青藏铁路取土场植被恢复中的应用, 为青藏铁路工程建设中的取土场植被恢复提供科学依据.结果表明: 青藏铁路建设过程中形成的取土场属次生裸地, 其有机质含量为3.31 g•kg-1, pH为8.84.梭罗草为高原干旱地区乡土多年生草本植物, 具有耐寒旱、抗风沙以及耐盐碱等特性.在取土场植物的出苗率接近50%, 越冬率可达75%以上. 恢复第2年植物群落盖度为41%, 群落地上生物量和地下生物量分别达到(128.16±41.85) g•m-2和(266.50±95.69 )g•m-2.可见, 无论是种子萌发和植物越冬, 还是植物个体生长发育以及人工植物群落特征, 梭罗草表现出对青藏铁路沿线高寒干旱地区气候和土壤环境具有较好的适应性.只要采用高原乡土植物种类和采取相应的植被恢复技术措施, 青藏铁路多年冻土区取土场次生裸地的植被快速恢复是可行的.

Two new diterpenes from Euphorbia kansuensis

Two new lathyrane diterpenes, 3 beta,5 alpha-dihydroxy-15 beta-cinnamonyloxy-14-oxoladiyra-6Z, 12E- diene (1) and 3 beta,5 alpha,20-trihydroxy-15 beta-cinnamoyloxy-14-oxolathyra-6Z, 12E-diene (2), were isolated from the roots of Euphorbia kansuensis. Their structures were determined by spectroscopic methods. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

卡拉麦里山有蹄类自然保护区蒙古野驴(Equus hemionus)和鹅喉羚(Gazella subgutturosa)食性、种群和栖息地研究

卡拉麦里山有蹄类自然保护区是世界著名的荒漠有蹄类自然保护区, 区内有蒙古野驴(E. hemionus)、鹅喉羚(G. subgutturosa)、盘羊(Ovis ammon)以及近期野放的普氏野马(E. przewalski)。经过多年有效保护和管理，区内蒙古野驴及鹅喉羚种群得到恢复并有较大增长。从2006年开始，我们在该保护区开展了蒙古野驴和鹅喉羚的食性构成、社群结构、种群密度、卧息及采食生境利用、季节性栖息地利用等方面的研究。主要结果如下： 采用粪样显微分析技术研究了蒙古野驴、鹅喉羚与家羊、家马和家骆驼3种家养动物春季、秋季和冬季食性组成及食物生态位。结果发现：(1) 该区域的蒙古野驴、鹅喉羚和家畜所采食的植物科数和种数都不相同，针茅、驼绒藜、蒿和梭梭在各自食谱中所占的比例不同, 但蒙古野驴、鹅喉羚和家畜主要采食针茅、驼绒藜、蒿和梭梭；(2) 春季、秋季和冬季这些野生与家养草食动物两两之间的食物生态位重叠均在0.8以上，最低为0.832(冬季：鹅喉羚和家马)，最高达到0.986(秋季：蒙古野驴和家羊；秋季：家马和家羊)。五种有蹄类之间的食物生态位重叠度也达到了0.3以上。表明在卡拉麦里山有蹄类自然保护区，上述野生动物及季节性进入该自然保护区的家畜之间均存在食物竞争。冬季积雪深，食物短缺, 荒漠有蹄类易因冻饿及疾病等造成死亡。因此，应采取限制秋冬季进入该自然保护区家畜数量及调整放牧区域等保护管理措施，对该区域荒漠有蹄类实施有效保护。 对蒙古野驴和鹅喉羚的集群行为进行了初步研究。将鹅喉羚或蒙古野驴集群划分为雌性群、雄性群、母仔群、雌雄混群和独羚或独驴5种类型。共统计蒙古野驴556群次，计8235匹次。其中，雌雄混群223群次, 占40%, 为最多的集群类型；其余为雄性群(24%)、独驴(19%)、雌性群(11%)和母仔群(6% )。不同集群大小的比例差异极显著 (P=0.000)。其中2-30匹的集群占69%，独驴占18%，其余为13%。最大集群为266匹。除独驴外，其余4种集群类型的集群大小存在极显著差异。独驴作为一种特殊的集群类型，其占雄性个体的比例达63%，说明雄性个体比雌性更容易形成独驴。观察记录到鹅喉羚1286群次，计9148只次。其中，雌雄混群459群次, 占35%,为最多的集群类型；其余为独羚(18%)、母仔群(18%)、雄性群(17%)和雌性群(12%)。不同大小集群的比例差异极显著(P=0.000)，其中2一15头的集群占73%， 16头以上集群占42%，独羚仅占3%，不同集群大小差异也极为显著(P=0.000)。除独羚外，其余4种集群类型的集群大小存在极显著差异。独羚作为一种特殊的集群类型，其雌性个体的比例占到55%，因此, 不能说明雄性比雌性更容易形成独羚。 分四个季节采用截线取样法，用DISTANCE5.0估计了蒙古野驴、鹅喉羚的密度和遇见率。根据DISTANCE5.0计算，该区域春季蒙古野驴种群密度为0.55±0.14匹/km2 (平均数±标准差,下同)，夏季为0.60±0.13匹/km2，秋季为0.78±0.19匹/km2和冬季为0.54±0.14匹/km2。春季、夏季、秋季和冬季的鹅喉羚种群密度分别为1.14± 0.18头/km2，0.95±0.12头/km2，1.08±0.18头/km2和1.54±0.31头/km2。将这些结果与本区域不同时期及不同地域的蒙古野驴、鹅喉羚密度和遇见率数据进行了比较对比。截线取样法为研究干旱地区的有蹄类动物提供了一种标准方法，本研究结果为卡拉麦里自然保护区蒙古野驴和鹅喉羚的长期监测提供了基础数据。 采用样方法研究了鹅喉羚夏季和冬季卧息生境选择。夏季测定了49个卧迹样方，36个对照样方；冬季测定了75个卧迹样方，75个对照样方。研究发现，春季鹅喉羚主要选择平滩、下坡位和无坡位、海拔高度910米以上、与水源距离较远、远离道路、远离居民点、隐蔽级高、中低植被密度和中高草本密度的区域作为卧息生境；而冬季则主要选择山坡、阳坡和半阴半阳坡、中上坡位和下坡位、海拔900～1000m范围、离道路501～1000m以及大于2000m的距离、靠近居民点、中低隐蔽级、中厚度(1.1-3cm)雪深、中高植被密度和中高草本密度的区域作为卧息生境。主成分分析表明，卡拉麦里山鹅喉羚夏季季卧息样方前4个主成分的累积贡献率达到86.57％，第1主成分主要反映卧迹样方的植物密度、草本密度、针茅密度、至最近居民点距离、至永久水源最近距离和海拔。冬季该区域鹅喉羚卧息样方前4个主成分的累积贡献率达到73.88％，第1主成分主要反映卧迹样方的植物密度、草本密度、针茅密度和坡度。 通过设立样方研究了蒙古野驴的采食生境。研究发现，夏季和秋季两个季节蒙古野驴主要在平滩和山沟采食。集中在无坡向的平滩、1001m以上的海拔高度、与水源距离较近、远离道路、远离矿区等人类活动点、植被盖度高、草本盖度高、植物多样性高、草本多样性高(P＜0.05)的区域采食。主成分分析表明，夏季影响蒙古野驴采食生境选择的环境因子是植物盖度、草本盖度、针茅盖度、植物密度、草本密度、针茅密度、植物种类、草本种类和禾本科种类。秋季影响蒙古野驴采食生境选择的环境因子是海拔、植物盖度、草本盖度、针茅盖度、植物密度、草本密度、针茅密度、植物种类、草本种类和禾本科种类。 利用卡山保护区不同季节野外种群调查数据，以3S技术为手段，评价了蒙古野驴和鹅喉羚季节性栖息地适宜性。首先把各季节蒙古野驴和鹅喉羚分布点图层，分别和固定水源点图层、道路图层、固定冬牧点图层和矿点图层进行叠加和距离查询，用Vanderploeg & Scavia’s选择指数(Ei*)分析了蒙古野驴和鹅喉羚季节性栖息地选择及其主要影响因素，建立了固定水源点、植被、道路、固定冬牧点和矿点对蒙古野驴和鹅喉羚栖息地影响强度的评价标准。通过缓冲区分析，分别研究了固定水源点、道路、固定冬牧点、矿点对蒙古野驴和鹅喉羚季节性栖息地的影响。通过缓冲区分析，综合研究了与人类活动有关的道路、固定冬牧点和矿点因子对蒙古野驴和鹅喉羚季节性栖息地的影响。最后将固定水源点、植被、道路、固定冬牧点和矿点等5个因子结合起来通过地图综合查询研究分析了这些因子对蒙古野驴和鹅喉羚季节性栖息地的综合影响，在固定水源点较适宜以上范围给出了该保护区蒙古野驴和鹅喉羚季节性不同适宜等级的生境面积。 我们建议采取以下积极措施来保护卡山保护区荒漠生态系统多样性以有效保护该区域内栖息的蒙古野驴和鹅喉羚：提高保护区周边社区政府的认识，提高公众参与自然资源和生物多样性保护的意识；加强水源地建设，积极采取飞播等措施,恢复植被，提高栖息生境质量；逐步限制进入卡拉麦里山越冬渡春的家畜数量；严格进入卡山保护区采矿制度，取缔非法矿业；加强草原围栏生态通道建设；与蒙古国合作建立跨国界的国际自然保护区；建立卡山自然保护区自然资源有偿使用机制；开展长期蒙古野驴和鹅喉羚种群监测。

工业无线网络化控制系统结构及调度问题研究

无线通信技术在工业网络化控制系统中的应用已成为当今工业领域中的研究热点。然而无线通信技术在恶劣的工业环境中通信质量严重下降，使得现有无线通信技术在工业网络化控制系统中的应用受阻。为此在不断提高和改进无线信号传输性能的同时，更要在控制系统级层面上充分考虑无线通信技术的特点，进行相关系统结构和实时调度机制等方面的改进，以达到使系统产生的通信任务在应用层上得到可靠、实时调度的目的。同时也要从无线网络技术层面上入手，解决上层下达的通信任务在数据链路层中的实时调度问题。要设计适合工业无线网络化控制系统应用特点的MAC协议来有效调度网络所有节点的信息收发，减少高层下达的通信任务在网络中的平均时延，提高吞吐量，进而保证工业无线网络化控制系统的实时性。 因此，本文从工业无线网络化控制系统中的通信任务在数据链路层和应用层上的调度角度出发，以解决、改善工业无线网络化控制系统的实时性和可靠性等性能指标为目的。对工业无线网络化控制系统的结构、应用层调度策略和优化以及数据链路层中的MAC协议进行了系统的研究。主要工作和贡献有以下几点： （1）对工业网络化控制系统的基本问题和引入无线通信技术后产生的问题进行了探讨。在定性分析了工业环境对无线通信的影响及要求的同时，又推导出了无线通信的链路预算模型，并利用Matlab对该预算模型进行了建模，计算出了在工业级噪声指数和工业要求的误码率下，IEEE802.11b和IEEE802.15.4两大主流无线通信技术的链路预算情况及具体的量化数据。 （2）提出了工业无线网络化控制系统的双频二级拓扑结构和多路径传输机制。利用了无线信道特点和路径冗余优势，在系统级上改进了目前无线通信技术在工业网络化控制系统中的应用模式，部分缓解了无线通信技术在工业恶劣环境中的实时性和可靠性问题。为工业无线网络化控制系统结构的设计做了有益的尝试。同时，首次将DS-UWB技术应用于工业网络化控制系统中，设计出了基于该结构的UWB和FF及PROFIBUS的集成方案，为该结构的快速应用提供了有效的途径。 （3）提出了极大容忍无线通信时延的调度算法(GTD)。有效解决了工业无线网络化控制系统中周期性通信任务的实时性问题,部分弥补了因无线网络时延而导致周期性通信任务超时的缺陷。并针对GTD调度算法产生的通信窗口碎片问题进行了优化处理，又提出了面向非周期信息吞吐量最大化的优化调度算法，该算法提高了非周期性通信任务的吞吐量。同时，给出了基于这两种调度算法的非线性规划模型的调度时间表求解方法。 （4）提出了根据通信任务调度时间表进行分配无竞争期的混合CAP和CFP的MAC协议（HAF-MAC）。解决了工业无线网络化控制系统上层下达的周期性通信任务和非周期性通信任务在数据链路层中的实时调度问题，并有效解决了本文提出的应用层调度算法生成的预留时间可能存在浪费的问题。同时，在理论分析了HAF-MAC协议时隙利用率的基础上，提出了基于时隙的HAF-MAC（TSHAF-MAC）协议。TSHAF-MAC协议比HAF-MAC协议提高了时隙利用率，使吞吐量和平均延时得到了进一步改善，进而提高了非周期性通信任务的实时性。最后，对这两个协议进行了仿真建模与验证，进而较系统地解决了工业无线网络化控制系统中的通信任务的实时调度问题。 （5）分别将论文中的第三章和第四章的部分研究成果,在本人博士研究阶段研发的无线智能照明控制系统这一物理实验平台上进行了一定的验证。