科研产出
超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱法测定养殖水中丁香酚和异丁香酚
《分析试验室 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：建立了超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱法（UPLC-Q-TOF-MS）测定养殖水中丁香酚和异丁香酚。水体样品经过丹磺酰氯（DNCL）快速衍生化处理后，采用ThermoAccucore C18色谱柱（100 mm×2.1 mm,2.6μm）对衍生物进行分离，以乙腈和0.1%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱，Q-TOF-MS采用正离子全信息串联质谱扫描模式（MSE）进行数据采集分析。结果表明，丁香酚和异丁香酚在0.1～20μg/L质量浓度范围内具有良好的线性关系，相关系数（r）大于0.995，水体中的加标回收率分别为83.2%～102%和91.8%～104%，相对标准偏差均小于15%，检出限分别为0.02和0.05μg/L，定量限分别为0.05和0.1μg/L。该方法适用于水产养殖水中丁香酚和异丁香酚的快速测定。
关键词： 超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱 丹磺酰氯 养殖水 丁香酚 异丁香酚
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鄱阳湖流域柘林水库秋季浮游植物群落结构及其构建过程驱动机制
《湖泊科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：研究环境过滤过程和空间扩散限制过程在构建水生浮游植物群落结构中的作用是了解这些因素如何驱动物种分布和影响群落结构的关键步骤.为了揭示鄱阳湖流域柘林水库浮游植物群落结构特征与环境因子的关系,以及明确环境因子和空间扩散限制性因子在浮游植物群落构建过程中的影响机制,于2020年10月,对柘林水库33个采样点的浮游植物和水质理化进行调查分析.共鉴定浮游植物7门122种,其中,以绿藻门种类最多,为34属62种,占总物种数的50.81%,硅藻门次之,为11属27种.柘林水库浮游植物优势种类主要是蓝藻门中的伪鱼腥藻属(Pseudoanabaena)、浮鞘丝藻属(Planktolyngbya)、小尖头藻属(Raphidiopsis)以及硅藻门中的针杆藻属(Synedra).柘林水库浮游植物细胞丰度的变化范围为0.93×106 ~ 172.12×106 cells/L,平均值为95.42× 106 cells/L,生物量的变化范围为0.95 ~ 22.35 mg/L,平均值为9.35 mg/L.上游修河水域浮游植物生物多样性指数显著高于库心和库湾水域,库心与库湾水域之间浮游植物生物多样性指数差异性不明显.柘林水库上游修河水域浮游植物群落结构与库心和库湾水域存在明显分离,群落结构的差异性主要受水体透明度、电导率、氨氮和硝态氮的影响.变差分解结果显示,空间扩散限制性作用在驱动柘林水库浮游植物群落构建过程中占据主导地位.
关键词： 鄱阳湖流域;柘林水库;浮游植物;群落结构;环境因子;空间扩散
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白洋淀生态修复工程的渔业资源调控效果
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对白洋淀渔业资源衰退、生物多样性下降、水体富营养化的生态问题,设计并实施了"白洋淀水域生态修复工程",营造了水生动物栖息生境、恢复了水生植物多样性、开展了底栖生物增殖改底.为研究该工程对渔业资源群落结构的调控效果,该研究选取修复区(鲥鯸淀)为研究对象,相邻的水域(大白洋淀)作为对照水域,进行了渔业资源调查和食物网结构及营养级分析.结果表明,修复区渔获种类数、渔获丰度和渔获生物量相较于对照区分别增加了35.29%、58.60%和200.00%,修复区鱼类体征值(平均全长、体长和体质量)均高于对照区.碳、氮稳定同位素分析结果显示,修复区的主要渔业生物δ13C、δ15N均值显著高于对照区,且修复区的δ13C跨度(6.30‰)明显大于对照区(4.47‰).修复区内主要渔业生物的营养级范围、总跨度和均值均高于对照区,修复区多数物种营养级集中在>3.0~3.5,而对照区多数集中在>2.5~3.0.因此,该研究表明,综合性、系统性水域生态修复工程的实施能有效提升生物多样性、稳定生态系统结构、优化食物网结构和提高营养级水平,加速白洋淀的生态功能和渔业资源的恢复.
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CNN-LSTM在日本鲭捕捞渔船行为提取中的应用
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：目前，国内外部分自动化程度较高的捕捞渔船逐渐开始采用人类观察员与电子观察员相结合的捕捞监控方式。为简化电子监控系统数据处理流程、提高电子监控系统自动化程度、增强相关渔业公司及政府部门的管理效率，该研究提出将卷积神经网络（Convolutional Neural Network, CNN）与长短期记忆模块（Long Short Term Memory, LSTM）应用在传统电子监控系统数据中，用于灯光渔业日本鲭捕捞渔船行为提取。根据日本鲭捕捞渔船工作特点，划分出放网、收网、进鱼、转载等9种捕捞作业行为。设计4组平行试验，分别对比3层卷积神经网络、带有LSTM模块的3层卷积神经网络、8层卷积神经网络、带有LSTM模块的8层卷积神经网络在日本鲭捕捞渔船行为提取中的表现。试验结果显示，在测试集中该4种神经网络训练得到的模型综合评价指标F1分数分别达到了0.794、0.799,0.966及0.972，在配备NVIDIA Tesla V100 32GB高性能GPU的超算环境下5 000组数据平均每次检测耗时分别为34.66、34.50、37.41、37.61 ms。在一定范围内，网络深度的增加会显著提升模型的效果，但检测耗时也会有明显增加；LSTM模块的加入对网络模型效果有一定程度的提升，且不会显著影响检测耗时。因此，CNN-LSTM模块在电子监控系统高实时性、高精度场景下均有较大的应用前景，能够提高电子监控系统自动化程度，提高相关部门的管理效率。
关键词： 电子监控系统 卷积神经网络 长短期记忆 日本鲭 捕捞行为
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人工坝体对长江上游鱼类栖息地流域水动力学特性的影响
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：长江上游鱼类栖息地的水动力学研究对于栖息地生态治理与恢复、评估水生物的生境条件有重要科学意义。该研究以长江上游四川省泸州市江段人工修复鱼类栖息地为研究对象,根据现场施工图、水下地形测绘图和航拍图,等比例建立了三维流场模型。基于CFD数值模拟结合现场试验勘测,研究了6种不同流速下的栖息地水动力学特性,分析了多个人工坝体对该江段水流环境的影响机制、湍流/涡结构的演化与发展规律,利用了水流均匀性指数、傅汝德数、局部断面流速等水力指标对修复后的栖息地水环境进行评估,并与现场地形和流速测绘、鱼群调查等试验数据对比分析。研究表明:在该江段试验区形成多个大漩涡区,涡流形态基本不随来流速度的变化而改变,逆时针漩涡区的上升流现象明显,且流速稍高于顺时针漩涡区;试验区的水流速度偏低,流动均匀性差,流态紊乱复杂,而对照区的流速相对较快,流动均匀性好,水流方向变化不明显;随来流速度增加,傅汝德数不完全呈线性增加趋势,不同水深截面上的水流均匀性指数的变化趋势相近;现场鱼群调查相同测绘距离内,对照区域为0.714尾/1000呯,试验区域为3.157尾/1000呯,说明流动不均匀的低速涡流区有利于聚集鱼群,经修复后的栖息地能够为水生物提供良好的栖息、繁衍、庇护等生存条件;当来流速度为220m/s时,试验区域两条测试路径的平均流速分别为0.53和0.7920m/s,在同一鱼群探测试验测绘路径上,数值模拟结果与现场试验数据相差约10%,验证了数值计算方法的可靠性。研究结果对于大水面渔业生态工程的水动力学研究有重要的参考意义。
关键词： 水动力学 流场 长江上游保护区 鱼类栖息地 人工坝体 鱼礁
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浙江省近海渔运船转载信息提取
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：渔运船是从事渔获物运输的专用船舶,能够提高捕捞渔船作业效率,增加捕捞渔船的作业强度。为掌握渔运船在海上的转载情况,从而间接了解捕捞渔船作业强度,该研究提出一种基于北斗船位数据的以设定航速阈值、距离阈值和时间阈值来提取渔运船转载信息的方法。如果渔运船和捕捞渔船距离小于50 m,且期间有持续3条以上的船舶监控系统（Vessel Monitoring Systems,VMS）记录,则认为可能发生了1次转载,并记录下相遇的时长、船名、空间位置。以浙江省为例,利用该方法从2018年浙江省的北斗船位数据中提取渔运船的海上转载信息,并进行统计分析。结果表明,有转载记录的渔运船808条,参与转载的捕捞渔船3 548条,共转载28 916次。渔运船停船转载占比21.0%,以1～1.4 m/s低速航行的作业状态转载占比53.7%,转载时长小于12.5 min的占比81.3%,同时得到渔运船转载的热点分布,转载累积时长最长的空间网格为122.5°E～123°E,31.5°N～32°N,转载累积时长187 h,其次为122°E～122.5°E,28°N～28.5°N,转载累积时长150h。通过分析渔运船海上转载位置和转载累积时长的空间分布情况可掌握捕捞渔船作业的时空变化特点,为渔业限额捕捞精细化管理提供依据。
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芳樟醇抑制嗜冷杆菌引起的秘鲁鱿鱼甲醛升高
《中国食品学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：选用天然芳樟醇作为保鲜剂,抑制由近海生嗜冷杆菌L4引起的秘鲁鱿鱼甲醛升高及品质劣变.结果表明,添加芳樟醇的样品,甲醛、二甲胺和三甲胺含量均显著低于同期接种L4的样品(P<0.05),降低倍数在1.3~12.2倍之间.添加芳樟醇后以上3项指标与空白组无显著差异(P>0.05).而氧化三甲胺含量高于L4组同期指标的1.1~15.9倍.品质指标显示同样的结果,芳樟醇处理组和空白组的感官品质劣变、菌落总数、硫代巴比妥酸值和pH值显著低于L4组(P<0.05).近海生嗜冷杆菌L4能够促进鱿鱼中甲醛的产生及其品质的劣变,而芳樟醇能够抑制L4引起的鱿鱼中甲醛的增加,提高鱿鱼贮藏品质和食用安全性.
关键词： 秘鲁鱿鱼;嗜冷杆菌;芳樟醇;甲醛;保鲜
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近180°水中悬浮颗粒物体积散射函数测量
《红外与激光工程 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对目前国内外现有的体积散射函数测量系统在后向小角度散射测量上的局限性,提出了基于离轴反射式光路的近180°水体体积散射函数测量方法并研发了实验室测量系统。系统采用离轴抛物面反射镜,将后向小角度散射光和入射激光分离,减小了系统后向小角度散射的测量盲区,而且能够获取全方位角的后向小角度散射光信号。选取聚苯乙烯标准粒子用于测量系统定标检验,结果表明,定标后的测量系统能够完成在173°～179.4°范围内水中悬浮颗粒物体积散射函数的测量,角度分辨率为0.01°。经对比分析,体积散射函数测量值与米散射理论值具有很好的一致性,验证了系统测量近180°水体体积散射函数的准确性和可行性。
关键词： 后向小角度散射测量 体积散射函数 悬浮颗粒物 米散射
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池塘养殖全自动精准投饲系统设计与应用
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：目前池塘养殖过程中需要人工搬运饲料,劳动强度大、人工成本高。现有投饲设备缺少称量和自动控制功能,存在投饲量控制不精准、自动化程度低、难以集成管控等问题。为此,该研究设计了一种全自动精准投饲系统,主要由机械设备、自动控制系统、信息管理系统等组成。基于"控制在本地、管理在云端"原则确定了系统结构。采用大料仓投饲机和散装饲料实现饲料出厂、运输、装料和投料全程机械化作业。开发了基于可编程逻辑控制器和称重传感器的自动控制系统,实现设备全自动运行和投饲量精准控制。控制系统与信息管理系统对接,实现投饲管控与企业生产经营管理的一体化。通过对视频监控设备的集成实现投饲过程的可视化监控。该系统在某大型养殖企业投入生产应用,建立了800 hm2的全自动投饲养殖示范基地,基本实现投饲过程的无人化作业。与传统小型投饲机、人工搬运和加装饲料的投饲方式相比,该系统可以减少劳动力成本70%、节约饲料用量3%,有效降低成本,取得了良好经济效益,具有实际工程应用价值。
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斑节对虾循环水养殖系统构建与运行试验
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索斑节对虾循环水养殖可行性及应用发展价值,该研究自主设计蛋白分离组合装置、内循环流化床等关键工艺环节水净化装备,构建了技术先进、结构紧凑的斑节对虾循环水养殖系统。针对其不同阶段生长特性及水环境需求,提出一种水质调控方法,科学投喂。运行试验120d,溶解氧浓度5.30～7.14mg/L,p H值7.23～8.44,氨氮浓度0.43～1.38 mg/L（稳定运行后）,亚硝酸盐氮浓度0.15～0.56 mg/L（稳定运行后）;斑节对虾在循环水养殖模式水生态环境下正常生长,先后经历快速生长期、稳定生长期及缓慢生长期,终末养殖密度3.02 kg/m2,取得高效养殖结果;终末饲料系数1.67,单茬每平方米利润34.78元,每平方米年利润69.56元（按1年2茬计）,获得良好经济效益。该实践可为斑节对虾循环水养殖模式应用提供技术支持。
关键词： 水产养殖 水质 斑节对虾 循环水养殖 系统构建 运行试验
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