关键词： 湿沉降   海洋生物毒素   淡水生物毒素   环境影响   人体健康风险  

摘要： 淡水和海洋生物毒素(Freshwater and marine biotoxins,FMBs)能够通过食物链富集,对人体健康造成损害。已知相关研究主要集中于自然水体和大气中FMBs的检测,对湿沉降中FMBs研究相对缺乏。目前,有关湿沉降中的FMBs种类和浓度水平,及其影响因素仍不清楚。此外,之前大多数研究旨在探讨直接摄入受污染水资源或食物对人体健康造成的健康风险,而忽视了皮肤直接接触FMBs对人体健康的危害。为揭示中国湿沉降中FMBs的地域和时间分布特征,揭示影响不同FMB的环境因素,并评估湿沉降中FMBs的潜在健康风险,本研究选取了中国七大地理区域中的18个典型城市,采集其湿沉降样品。城市类型包含沿海城市、河流沿岸城市及内陆城市。针对不同的样品,本研究利用酶联免疫吸附法分析了12种常见的FMBs(四种淡水毒素和八种海洋生物毒素)浓度水平:微囊藻毒素LR(MC-LR)、微囊藻毒素RR(MC-RR)、微囊藻毒素YR(MC-YR),鱼腥藻毒素(ANTX-a)、河豚毒素(TTX)、石房蛤毒素(STX)、ω-芋螺毒素(ω-Conotoxin)、西加鱼毒素(CTX),扇贝毒素(PTX-2)、大田软海绵酸(OA),短裸甲藻毒素(BTX),软骨藻酸(DA)。同时,本研究还进一步揭示了影响湿沉降中FMBs种类和浓度变化的主要因素,评估了这些毒素经皮肤暴露潜在的健康风险。研究结果表明,在目标城市的湿沉降中均检测到了 12种FMBs的存在,且浓度范围为0.023-160.492 μg/L。从地区空间来看,中国华中地区湿沉降中的淡水毒素水平显著低于其他地区,而东北和华北地区的FMBs总水平最高。地理因素、季节变化和气象条件都是影响湿沉降FMBs浓度水平的重要因素。青岛FMBs沉降通量范围为0.05-15908.29 μg·m-2。FMBs沉降通量与降雨量呈正相关。通过对比FMBs的月份变化和季节变化,本研究发现大多数FMBs在6-8月呈现出最高水平,这可能是由于夏季海水温度适宜各类产毒生物生长繁殖。另外,本研究还发现降雨初期雨水毒素水平较高,降雨过程中雨水中毒素浓度先降低再升高,呈现动态变化,这可能与湿沉降中的FMBs的来源有关。本研究还发现酸性雨水有利于湿沉降去除大气中的海洋毒素,而碱性雨水有利于湿沉降去除大气中的淡水毒素,且湿沉降中离子Na+、NH4+、Ca2+、Cl-、SO42-、NO3-与FMBs存在较强的相关性。基于皮肤暴露模型,本研究发现微囊藻毒素LR的皮肤摄入量和皮肤暴露风险系数最高,而且男性FMBs皮肤摄入量高于女性,皮肤暴露风险系数低于女性。相较于目前现有研究,本研究较早的分析了中国湿沉降中FMBs种类浓度水平,揭示了湿沉降中FMBs在中国的空间和时间差异特征,揭示了 pH值、阴阳离子、重金属等不同因素对湿沉降中FMBs浓度水平的影响,评估了不同FMBs经皮肤暴露可能引起的健康风险。本研究为更全面地揭示湿沉降的污染物水平提供了理论参考,为评估FMBs引起的人体健康风险提供了新思路。

关键词： 海洋生物   齿鲸   图形符号设计  

摘要： 动物图形作为一种重要的设计元素与表现题材,在视觉传达设计中有着重要的应用意义。而图形在促进记忆和交流,吸引眼球方面具有明显的优势。因此,图形符号设计正在被越来越多的人所接受。近年来,设计师越来越重视动物图形的使用价值,并将其应用于标识设计、产品包装、海报设计、IP形象设计等视觉领域;但目前齿鲸图形符号设计多以辅助元素存在,而疏于系统的设计流程,对其研究的理论和文献较少。论文研究方向从保护濒危动物、海洋生态环境和生物多样性的主题出发,选取齿鲸中具有鲜明特征的“虎鲸”“抹香鲸”“白鱀豚”“中华白海豚”为设计实践研究对象,开展齿鲸的图形符号设计实践,以海报、衍生产品为载体,探究和挖掘濒危动物元素与视觉传达设计结合的可能性。通过文献研究、案例分析、归纳分析法、实践设计等方法,分析齿鲸动物的形态特征和图形符号的特点与优势,总结共性,将其图形符号设计研究,传播齿鲸动物和海洋生态环境保护的思想价值和理念,引起公众的思考。通过设计研究与实践,使公众在享受视觉美感的同时,保护齿鲸和海洋生态环境的思想深入人心,关注并参与到保护动物和自然的公益活动中。因此,具有一定的现实意义和研究价值。

关键词： 抗海洋生物淤积   接触力学模型   介电高弹体薄膜   褶皱失稳   生物淤积分离力  

摘要： 海水中含有大量的海洋生物,它们能够附着、生长在海洋装备表面,形成海洋生物淤积。这不仅对海洋装备、海洋工业、生态环境等造成了严重的危害,而且造成了巨大的经济损失。作为传统的抗海洋生物淤积方法,涂装有毒的防污涂料因为对非目标生物和海洋环境造成了严重的危害和污染而在全球范围内被禁止使用。随之发展而来的绿色、环保的抗海洋生物淤积方法,如:涂装无毒、低毒的防污涂料或采用物理手段清除海洋生物淤积等,虽然减少了海洋生物淤积的危害,但仍然受限于抗污的成本、时效性、经济性等问题。因此,发展一种经济性好、可重复的抗海洋生物淤积新方法尤为重要。受到自然现象的启发,现有研究从实验角度证明了利用介电高弹体(Dielectric Elastomer,DE)褶皱失稳能够有效清除海洋生物淤积,并且具有绿色、环保、经济性好、可重复等优点,但缺少了定量表征抗海洋生物淤积效果的相关理论。基于此,本文首先从单轴拉伸试验入手,测试了一系列不同类型的DE材料的力学性能及材料参数,并开展了初步的褶皱失稳实验。此外,建立了 DE褶皱失稳的力电耦合有限元模型,预测了 DE薄膜的褶皱失稳形貌。进一步,建立了生物淤积与DE薄膜的简化的接触力学模型,量化了DE褶皱失稳抗海洋生物淤积的效果。最后,探究了不同关键参数对抗海洋生物淤积效果的影响规律。主要研究工作如下:(1)通过单轴拉伸试验,测得了一系列DE材料的力学性能和材料参数,并开展了初步的褶皱失稳实验。首先,利用单轴拉伸试验测量19种VHB系列DE材料的力学特性曲线,并基于DE力学本构方程,求解材料的剪切模量和拉伸极限,为未来探究不同DE材料对抗海洋生物淤积效果的影响奠定了基础。进一步,制备一种圆形DE驱动器,进行初步的褶皱失稳实验,为将来开展抗海洋生物淤积实验研究做出了积极的实践和探索。(2)建立了 DE褶皱失稳的力电耦合有限元模型,预测了褶皱失稳形貌响应。通过商用有限元软件ABAQUS中的用户子程序UANISOHYPERNV建立DE褶皱失稳的力电耦合有限元模型,利用后屈曲分析预测DE薄膜的褶皱失稳形貌,并求解褶皱形貌参数。此外,定义了一个无量纲关键参数η(η=A/λ),并采用线性函数η((?))表征褶皱失稳形貌与电压的关系。(3)建立了生物淤积与DE薄膜的简化的接触力学模型,量化了褶皱失稳形貌与抗海洋生物淤积效果的关系。首先,将生物淤积与DE薄膜的接触问题简化为二维问题,并采用生物淤积分离力衡量抗海洋生物淤积效果。此外,将生物淤积与DE薄膜的接触方式分为单点接触、两点接触和多点接触。进一步,建立接触力学模型,求解三种接触方式下的无量纲分离力表达式。由于表达式均为关于η((?))的函数,因此只需通过改变输入DE薄膜的驱动电压即可实现对生物淤积分离力的实时调控。(4)研究了不同关键参数对抗海洋生物淤积效果的影响规律。结合前面建立的有限元模型和接触力学模型,探究不同关键参数:预拉伸倍数、驱动电压、DE材料、DE材料杨氏模量对生物淤积分离力的影响规律。研究发现,预拉伸对清除海洋生物淤积起到关键作用,且对于DE材料VHB4905,预拉伸倍数取1.5是一种优选。此外,通过调节驱动电压能够调控DE薄膜的褶皱失稳形貌,从而实现对生物淤积分离力的实时调控。进一步,在所研究的DE材料中,VHB9473在单点接触条件下是一种优选,而VHB4910则更适用于两点接触和多点接触条件下。最后,对于单点接触和两点接触,材料的杨氏模量越小,抗海洋生物淤积效果越好;而多点接触条件下的抗海洋生物淤积效果基本不受材料弹性模量的影响。

关键词： 海洋生物   图像增强   改进Faster R-CNN   MSAFPN   RoIAlign  

摘要： 海洋生物具有丰富的营养价值,人类对其需求在不断增加,由于人生理特征的限制,使用水下机器人代替人类进行捕捞。水下机器人主要先使用目标检测算法来确定周围海洋生物的种类以及它的位置,然后对其进行捕捞。如果算法的性能表现不佳,就会间接导致捕捞效率低。由于水下环境的特殊性,海洋生物的图像质量较差,并且大多数表现为小目标,现有一些经典的目标检测网络对常见的较大目标检测的效果较好,对小目标检测效果较差,因此不能直接用来检测海洋生物。针对以上问题,以检测海参、海胆、扇贝和海星为例,论文采用图像增强并提出基于改进Faster R-CNN的海洋生物目标检测算法。论文主要的研究工作如下:(1)将水下机器人比赛数据集作为初始数据集,通过垂直翻转与Labelimg软件标注对其进行扩展,按照训练集、验证集和测试集三类划分。针对海洋生物图像质量差的问题,使用暗通道先验(Dark Channel Prior,DCP)、带色彩恢复的多尺度视网膜(Multi Scale Retinex with Color Restoration,MSRCR)以及两者结合的DC-MSRCR算法增强图像,使用标签增强解决部分图像显现出新目标的问题。(2)介绍卷积神经网络、SSD、YOLO-v3以及Faster R-CNN相关理论,并基于Faster R-CNN对图像增强算法与标签增强方法能否提升目标检测的精度进行实验。实验结果表明,图像增强前后的检测精度提升4.7%,标签增强后在此基础上提升2.1%,证明图像增强与标签增强能提升目标检测的精度。其中MSRCR增强算法的检测精度优于DCP、DC-MSRCR增强算法,因此后续采用MSRCR增强后的图像进行实验。(3)针对海洋生物大多数为小目标,部分为较大目标的特点,提出基于改进Faster R-CNN的海洋生物目标检测算法。由于Res Net50中浅层特征图的特征语义信息较低,不能用于检测小目标,需要增强其特征语义信息,另外数据集中还存在部分较大目标,因此算法采用了多尺度注意力特征金字塔网络(Multi Scale Attention Feature Pyramid Network,MSAFPN)。MSAFPN对Res Net50的前三个特征图进行上采样与下采样操作来提取更多特征,并使用通道注意力和空间注意力获得目标更精细的特征与位置信息。Ro IPool对坐标位置的计算结果采取两次量化取整,量化取整引起的计算误差导致不能映射到原图对应像素点,影响小目标的检测。因此算法将Ro IPool替换为Ro IAlign,Ro IAlign不进行量化取整操作,保留浮点数,从而避免计算误差的出现。通过多个对比实验,表明本文算法的检测精度相比于原始Faster R-CNN提升了16.9%,证明了该算法的有效性。

标准号: DB32/T 4423-2022

关键词： BBNJ   海洋生物多样性养护   国际法碎片化   海洋法公约  

摘要： 目前涉及海洋生物多样性养护的国际法规制呈现明显的碎片化特征,主要表现在相关国际法律文件缺乏统一性与联系性、养护主体多元且分别独立运作、各种养护对象相互割裂三个方面。相关国际法规制碎片化的现实成因包括海洋生物多样性养护问题的复杂性和交叉性、《海洋法公约》的时代局限性以及现有机制间的合作与协调效果不佳。国际法规制的碎片化导致了框架性公约的适用范围争议、部分规则与原则的解释与适用存在较大主观性,不利于海洋环境整体目标的实现和争端解决,还会影响BBNJ国际造法新进程。为了应对国际法规制的碎片化困境,应建立有效的国际法律协调机制,促进国际合作,明确《海洋法公约》和《生物多样性公约》的适用范围,并在《海洋法公约》框架下完善ABNJ生物多样性养护机制。

关键词： 海洋生物资源   自然保护地   自然保护区   碧海蓝天   辽东半岛   和谐共生   鸟类   中国东北地区  

摘要： 大连,位于中国东北地区辽东半岛最南端,面海临山,有长长的海岸线,有绵延的山地和丘陵,气候温和,四季分明,植被茂盛,海洋生物资源丰富,有各类自然保护地36个,其中自然保护区11个。生态环境优美的大连吸引着南迁北飞的数百种鸟类在此栖息、繁衍。它们与人类和谐共生,是飞翔在碧海蓝天间的美丽精灵。在大连都能观察到哪些珍贵鸟类?让我们一起来看看吧!

关键词： 海洋生物   医药业   海洋经济  

摘要： 2016年,中国为应对国内和国外的发展与需求,启动“蓝色药库”发展计划。随着海洋生态文明建设和海洋强国战略的实施,我国海洋经济发展势头良好,产业结构进一步优化,海洋生物医药业迎来新的发展契机。文章选取2001-2020年海洋生物医药业产业增加值和海洋生产总值,构建了直接贡献率、间接贡献率和边际贡献率模型,测算了海洋生物医药业对海洋经济发展的贡献度,结果表明,选定研究期内,海洋生物医药业占海洋生产总值的比重呈上升趋势,间接贡献率多保持在0-0.1%,边际贡献率为5.02%。研究发现,海洋生物医药业目前发展规模小,基础较为薄弱,整个产业链较为分散,同时在面对突发事件时,难以采取精准的措施应对。基于上述情况,提出培养并引进高新技术人才;整合海洋生物医药业全产业链;拓宽投融资渠道;增加科技投入等建议。

关键词： 创作谈   亲切感   海鸥   海洋生物  

摘要： 我喜欢海,提到海,总是油然生出一种亲切感。海是开阔、包容、神秘的代名词。每次带孩子去海边,观海听潮,挖沙拾贝,看着海鸥在海天之间飞翔,我就感觉轻松、自在,仿佛自己的心也跟着海鸥飞了起来。在浩瀚无边的大海面前,人显得是如此渺小。我总是忍不住想,那些海水来自哪里,又将流向何方?大海深处藏着多少不为人知的秘密?记得十多年前去厦门鼓浪屿海洋馆,年仅两岁半的小松子第一次看到里面的海洋生物,激动得手舞足蹈。我陪着他逛了一天,拍了很多照片。

关键词： 沿海省市   渔业安全生产   渔港管理   信息管理技术   海洋生物资源   信息化系统   海洋渔业   基础设施  

摘要： 渔港既是保障渔业安全生产最重要的基础设施,也是开发利用海洋生物资源的重要基地和枢纽。加强渔港信息化建设是我国海洋渔业发展调整中的一个重要方面,能够为“依港管船管人管安全”工作开展提供强有力支撑。本文详细介绍了“智慧渔港”信息系统的组成部分与实现方法,阐述了系统如何采用多模式融合通信技术、渔船识别技术、船员信息管理技术等,实现对港、船、人的全面管控及综合指挥调度,供我国沿海省市渔港建设及管理机构参考借鉴。