华东师范大学学报（自然科学版）

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1. 城市群新污染物多介质归趋、风险及模拟研究进展

顾晨铭, 杨静, 李晔, 黄晔, 邬言, 尹国宇, 金芮合, 杨毅, 刘敏

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (6): 24-38. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.06.003

摘要（410）

HTML （4）

PDF（pc）（1726KB）（5789）

城市间的高度融合, 使城市群成为全球经济发展的重要载体之一. 然而, 城市群快速的经济发展和产业结构演变所推动的新技术、新材料和新产品的应用, 以及高强度的人类活动, 导致新污染物环境排放和累积的问题日益严重. 新污染物 (contaminants of emerging concern, CECs)的复杂性、多样性及其在表层环境中的迁移、转化、累积与生态风险, 使得其成为当前表层环境过程研究中的核心科学问题. 本文系统阐述了城市群CECs多介质时空分异特征与迁移机制, 归纳总结了城市群CECs源排放与贡献的国内外研究进展, 综述了城市群CECs多介质归趋模型及生态健康风险评估方法, 探讨了当前城市群CECs污染研究中存在的不足, 并展望了今后研究中需要重点解决的科学问题.

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2. 微塑料的生物示踪和生物成像技术研究进展

马翠竹, 赵雯君, 陈昱霏, 施华宏

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (6): 14-23. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.06.002

摘要（490）

HTML （22）

PDF（pc）（885KB）（3593）

综述了微塑料生物示踪和成像技术的研究进展. 目前, 多种示踪技术已被应用于微塑料的生物分布研究中. 常用的标记方法包括荧光标记、金属标记、同位素标记等. 其中, 荧光示踪技术因其高灵敏度和易操作性而应用最为广泛. 基于微塑料本身的光谱特性, 研究者还开发了多种先进成像技术, 如高光谱成像、表面增强拉曼成像和偏振光成像等. 这些技术能够实现微塑料的高灵敏度检测和定量分析. 此外, 组织透明化技术与高分辨率成像的结合使得微塑料在生物体内的三维可视化成像成为可能. 这种方法能够更全面地揭示微塑料在生物体内的空间分布情况, 为深入研究微塑料的生物学效应提供了新的视角. 未来, 多种示踪技术和成像方法与三维处理分析软件的结合将有助于更精细地探究微塑料在生物个体及其器官内的原位分布. 这种综合分析方法有望为微塑料的环境风险评估和管理提供更全面的科学依据.

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3. 人体微纳塑料研究现状及存在的主要问题

崔铁峰, 李道季

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (6): 1-13. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.06.001

摘要（467）

HTML （23）

PDF（pc）（925KB）（2341）

微纳塑料在自然界中广泛存在, 已成为人们关注的热点问题. 然而, 由于缺乏关键的人体微纳塑料暴露数据, 对微纳塑料进入人体可能带来的健康风险了解尚浅. 目前的研究显示, 微纳塑料在人体的多个部位存在. 但是, 人体微纳塑料的实验分析方法尚未统一, 主要差异在于样品前处理和检测手段, 这增加了对微纳塑料在人体中的分布、转移、积累和排出进行系统性研究的难度. 此外, 纳米塑料(小于1 μm)的研究还面临一些难以克服的技术障碍. 微纳塑料标准品的实验研究结果虽然具有指导性, 但并不能全面反映真实环境中微纳塑料的暴露风险, 因此, 在科学上并不具有普遍意义. 本文旨在为人体微纳塑料的实验分析方法和风险评估的标准化提供指导方向.

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4. 基于生物信息学构建肝癌免疫预后基因模型及初步验证

谢琳玎, 张远, 蔡亦红

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (4): 100-110. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.04.010

摘要（480）

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PDF（pc）（4520KB）（2000）

利用癌症基因组图谱 (the Cancer Genome Atlas, TCGA) 和国际肿瘤基因组协作组 (International Cancer Genome Consortium, ICGC) 数据库收集肝细胞癌 (hepatocellular carcinoma, HCC) 患者的RNA测序信息. 首先, 通过非负矩阵分解 (non-negative matrix factorization, NMF) 聚类方法和加权基因共表达网络分析 (weighted gene co-expression network analysis, WGCNA) 筛选出参与HCC免疫反应机制的关键基因. 利用套索 (the least absolute shrinkage and selection operator, LASSO) 回归分析构建预后基因模型, 并用基因集富集分析 (gene set enrichment analysis, GSEA) 方法分析生物学功能. 随后, 对不同风险组患者使用单样本基因集富集分析 (single sample genes set enrichment analysis, ssGSEA) 评估两组间免疫浸润和相关功能差异. 使用 “RMS” R软件包结合独立危险因素构建列线图以预测患者的总体生存时间. 最后, 利用人类蛋白质图谱数据库(Human Protein Atlas, HPA)与实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR, RT-qPCR) 进行临床初步验证. 总之, 本文在风险评分的基础上整合患者临床特征, 构建了一个可验证、可重复的列线图, 为临床肿瘤患者的精准治疗提供可靠的参考.

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5. 长江口有机磷酸酯环境多介质传输分配行为

李保, 金芮合, 张雨欣, 阮蔓菁, 邬言, 杨静, 刘敏

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (6): 99-113. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.06.009

摘要（410）

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PDF（pc）（7484KB）（1766）

揭示了有机磷酸酯 (organophosphate esters, OPEs) 在长江口表层水、底部水和沉积物中的多介质赋存特征、空间分布与垂向传输规律以及典型水环境相间分配行为, 并探讨了关键影响因素及环境意义. OPEs已广泛分布于长江口环境中, 水样中峰值主要分布在人类活动强度高的区域, 同时, 河口水文特征也提升了入海口样本中的OPEs含量. 基于风险商推断出的中、高生态风险主要由磷酸三 (2-乙基己基) 酯和双酚A双二苯基磷酸酯导致. 每年经长江口径流和泥沙向东海汇入的OPEs总量分别约为150 t和290 kg, 已与诸多主流污染物的通量相当甚至更高.结果展现了OPEs在我国城市河口环境中的高残留量以及对于生态系统的潜在风险.

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6. 国内大语言模型在学科知识图谱自动标注上的应用——以道德与法治和数学学科为例

寇思佳, 闫凤云, 马晶

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (5): 81-92. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.05.008

摘要（875）

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PDF（pc）（1324KB）（1618）

随着人工智能技术的迅猛发展, 大语言模型 (large language models, LLMs) 在自然语言处理和各种知识应用中展现了强大的能力. 研究了国内大语言模型在中小学学科知识图谱自动标注中的应用, 重点以义务教育阶段道德与法治学科和高中数学学科为例进行分析和探讨. 在教育领域, 知识图谱的构建对于整理和系统化学科知识具有重要意义, 然而传统的知识图谱构建方法在数据标注方面存在效率低、耗费大量人工成本等问题. 研究旨在通过大语言模型来解决这些问题, 从而提升知识图谱构建的自动化和智能化水平. 基于国内大语言模型的现状, 探讨了其在学科知识图谱自动标注中的应用, 以道德与法治和数学学科为例, 阐述了相关方法和实验结果. 首先, 探讨了研究背景和意义. 接着, 综述了国内大语言模型的发展现状和学科知识图谱的自动标注技术. 在方法与模型部分, 尝试探索一种基于国内大语言模型的自动标注方法, 力图完善其在学科知识图谱上的应用. 还探讨了学科知识图谱人工标注方法模型, 以此作为对比, 评估自动标注方法的实际效果. 在实验与分析部分, 通过在道德与法治和数学学科的自动标注实验和对其结果的分析, 发现两个学科的知识图谱自动标注均取得了较高的准确率和效率, 与人工标注结果进行了深入比较分析, 得出了一系列有价值的结论, 验证了所提出方法的有效性和准确性. 最后, 对未来的研究方向进行了展望. 总体而言, 研究为学科知识图谱的自动标注提供了一种新的思路和方法, 有望推动相关领域的进一步发展.

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7. 基于图增强和注意力机制的时间序列不确定性预测

门超杰, 赵静, 张楠

华东师范大学学报（自然科学版） 2025, 2025 (1): 82-96. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2025.01.007

摘要（539）

HTML （12）

PDF（pc）（1026KB）（1183）

为提升对未来事件的预判能力并有效应对不确定性, 提出了一种基于图增强和注意力机制的网络架构, 用于多元时间序列的不确定性预测. 通过引入隐含式图结构并结合图神经网络技术, 捕捉各序列间相互依赖关系, 从而建模时间序列之间的相互影响; 运用注意力机制捕捉同一序列内的时序变化模式, 以建模时间序列的动态演变规律; 采用蒙特卡洛随机失活 (Monte Carlo dropout) 方法近似模型参数, 并将预测序列建模为随机分布, 以实现精确的时间序列不确定性预测. 实验证明, 该方法在保持较高预测精度的同时, 还能进行可靠的不确定性估计, 可以为决策任务提供置信度信息.

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8. 知识图谱赋能的面向对象程序设计C++教学改革与实践

裴壮, 田秀霞, 李冰雪

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (5): 104-113. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.05.010

摘要（592）

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PDF（pc）（3157KB）（1107）

在国家新工科建设背景下, 早期的C++教学已不能满足“两性一度” (高阶性、创新性和挑战度) 的要求, 另外存在知识点碎片化、理论与实践难以结合、单视角偏差等问题, 针对以上问题, 通过将QT (Qt Toolkit)和C++这两门课程合二为一, 提出了有效融合QT和C++的创新教学模式, 并在智慧树平台部署了相应的课程知识图谱辅助教学. 一方面, 扩展了教学的广度, 有效关联课程知识点, 实现多模态教学资源的整合和共享, 促进学生多视角学习知识, 体现课程的创新性和避免单视角偏差; 另一方面, 提高了教学的深度, 构造融合QT和面向对象程序设计C++的知识图谱, 通过这两门课程知识点的有机融合, 搭建从理论到实践的桥梁, 提高课程高阶性和挑战度. 本研究另辟蹊径, 为C++的教学改革开辟了新途径, 也为其他高校的编程课程教学改革提供了有价值的参考和借鉴.

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9. 台风对淤泥质潮滩冲淤影响研究——基于无人机测量与现场水动力观测

张新淼, 薛力铭, 史本伟, 张文祥, 李天佑, 彭彪彪, 李秀珍, 汪亚平

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (4): 150-160. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.04.014

摘要（650）

HTML （12）

PDF（pc）（2685KB）（963）

台风等极端天气会使淤泥质潮滩发生数十厘米的冲淤变化. 在全球变暖导致台风强度及频率增大的背景下, 厘清台风影响下潮滩冲淤变化及其机制, 对潮滩保护与生态系统完整性维持具有重要意义. 本文借助基于运动恢复结构算法的无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)摄影测量方法, 于2021年7月“烟花”台风前后对崇明东滩典型样地进行滩面高程测量, 并在盐沼-光滩过渡带现场采集水动力泥沙数据. 结果表明: 无人机摄影测量精度为4.1 cm; 台风影响下光滩区域侵蚀、盐沼区域淤积, 变幅达 ±32 cm. 其原因是: 台风影响下, 光滩区域在天文大潮时波高及水深增大, 达到波浪破碎条件后表层沉积物被侵蚀并被强潮流搬运; 涨潮流携带悬浮泥沙进入盐沼后, 因盐沼缓流消浪作用导致水体挟沙能力下降, 泥沙在盐沼区域沉积. 因此, 盐沼-光滩过渡带呈现光滩区域侵蚀、盐沼区域沉积的冲淤分带性. 本文将无人机摄影测量与同步水动力泥沙现场观测结合, 为深刻认识台风事件对潮滩冲淤的影响提供了新视角.

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10. 基于序列感知与多元行为数据的MOOCs知识概念推荐

任俊霖, 王欢, 黄骁迪, 李艳婷, 琚生根

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (5): 45-56. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.05.005

摘要（395）

HTML （16）

PDF（pc）（801KB）（901）

大规模在线开放课程 (massive open online courses, MOOCs) 中, 知识概念推荐旨在分析和提取平台上的学习记录, 进而为用户推荐个性化的知识概念, 避免主观盲目地挑选学习内容导致的低效性. 然而, 现有的知识概念推荐方法缺乏对用户行为数据的多维度利用, 例如序列信息和复杂类型交互. 鉴于此, 提出了一种基于序列感知与多元行为数据的MOOCs知识概念推荐方法, 提取知识概念的序列信息, 并与图卷积网络输出的特征通过注意力机制进行聚合, 参与用户下一个感兴趣知识概念的预测. 此外, 利用多元对比学习, 将用户兴趣偏好与不同的交互关系融合, 准确学习到复杂交互中的个性化特征. 在MOOCCube数据集上的实验结果表明, 所提出的方法在多项指标上优于现有的基线模型, 验证了其在知识概念推荐中的有效性和实用性.

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11. 周丛生物调控技术对水-土界面生态修复及保护作用的研究进展

江文亮, 胡百成, 李丹, 吴永红, 叶红梅

华东师范大学学报（自然科学版） 2025, 2025 (2): 1-11. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2025.02.001

摘要（363）

HTML （15）

PDF（pc）（1239KB）（788）

综述了周丛生物特点以及周丛生物调控技术在水土生态修复及温室气体调控中的研究进展, 阐述了利用周丛生物对污染物的富集特性、去除特点及其介导碳循环功能构建的周丛生物捕获、调控技术的应用情景, 探讨了环境胁迫下应用该技术在富集去除环境新污染物、资源回收方面的作用及功能, 明晰了其对生态群落恢复、生态系统调控的潜在优势. 展望了在周丛生物功能强化的基础上, 融合新型技术, 构建基于水-土界面空间优化的系统性集成化周丛生物调控技术, 可为周丛生物调控技术在水-土界面生态修复中的运用前景提供借鉴意义, 并为绿色低碳的二次资源回收提供技术支持.

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12. 上海大金山岛苔藓植物物种多样性

师瑞萍, 郑鹏, 吴琪, 王怡然, 丁晓璐, 高雪笛, 王幼芳, 王健

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (4): 71-81. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.04.008

摘要（488）

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PDF（pc）（734KB）（777）

为了及时更新大金山岛苔藓植物名录, 为其就地保护研究提供科学依据, 在对上海大金山岛5次野外调查的基础上, 报道了大金山岛苔藓植物20科38属67种, 与该岛历史数据相比, 新增23种苔藓植物, 包括上海新记录13种, 首次发现叶附生苔类植物 (拟疣鳞苔Cololejeunea raduliloba Steph.) 在大金山岛的分布. 结合气候变化及苔藓植物生理生态特性对大金山岛苔藓植物物种组成变化进行了讨论, 提出了及时更新一个地区的名录对多样性就地保护的重要性.

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13. 中国河口沉积物抗生素及抗性基因地理格局和驱动机制

尹国宇, 郑栋升, 李晔, 黄晔, 刘敏

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (6): 86-98. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.06.008

摘要（317）

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PDF（pc）（2721KB）（747）

河口是抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的重要汇集区域, 但对于河口环境中ARGs的地理格局和主要驱动因素了解不足. 为此, 本研究通过高通量定量聚合酶链反应(high-throughput quantitative polymerase chain reaction, HT-qPCR)技术研究了中国16个典型河口在干湿季节的ARGs赋存特征, 并结合统计分析揭示了多种因素对ARGs的影响. 结果表明, 干季ARGs丰度高于湿季, 且ARGs丰度随纬度升高呈增加趋势. 人类活动、可移动基因元件、肠道微生物、抗生素浓度、理化性质和气候变量对ARGs的赋存有显著影响. 其中, 气候变量和人类活动对ARGs影响最显著. 影响ARGs的最重要气候变量是温度, 温度升高使得ARGs丰度降低. 研究证实, 人类活动和气候因素共同驱动了河口ARGs的丰度变化, 可为未来气候变化和社会经济发展背景下ARGs的控制政策提供依据.

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14. 基于铷原子系综的等温剩磁检测系统研究

陈悦, 王梓畅, 包谷之, 吴媛, 陈丽清

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (4): 40-46. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.04.004

摘要（302）

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PDF（pc）（1036KB）（701）

等温剩磁(isothermal remanent magnetization, IRM)是物质磁性测量分析的重要研究内容之一. 然而, 常用的等温剩磁测量系统因测量灵敏度低、体积庞大且维护成本高等问题无法满足实际使用要求. 因此, 设计并研制测量精度高且便于使用的小型化等温剩磁检测系统成为必然, 其中, 基于铷原子系综的磁场测量技术具有灵敏度高、易小型化等优点. 利用该磁场检测技术, 设计并搭建了等温剩磁检测系统, 着重介绍了磁化装置、剩磁检测装置等核心部件的设计方案, 并成功地对采自华东师范大学闵行校区樱桃河附近表层土壤进行了检测, 实现了该土壤等温剩磁曲线的测量. 研究表明, 该系统操作容易且便于维护, 在环境磁学、地质勘探和生物磁场测量领域有很重要的应用前景.

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15. 8周高原训练对赛艇运动员红细胞生成、铁代谢和有氧运动能力的影响

王玉新, 余知睿, 李涛, 梁世雷, 高欢

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (4): 111-122. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.04.011

摘要（398）

HTML （7）

PDF（pc）（1232KB）（699）

以28名男子赛艇运动员作为研究对象, 分为高原组和平原组, 旨在探讨持续8周的高原训练对男子赛艇运动员红细胞生成、铁代谢和有氧运动能力的影响. 8周训练期间两组运动员均执行相同的训练计划, 训练负荷基本保持一致. 分别测量8周训练前后的最大摄氧量(VO_2peak)和循环血红细胞计数(RBC)、网织红细胞(RET)%、血红蛋白(Hgb)浓度等红细胞参数, 以及红铁酮(ERFE)、铁蛋白(FER)、可溶性转铁蛋白受体(sTfR)水平. 研究结果发现: ① 与训练前相比, 8周训练后高原组的VO_2peak、RVO_2peak(相对体重最大摄氧量)显著升高, 平原组均无显著变化, 两组间VO_2peak、RVO_2peak的变化均存在显著差异 (+9.41% vs +3.03%, p<0.05; +12.83% vs +0.80%, p<0.01). ② 8周训练后, 高原组的RBC、Hgb、HCT (红细胞压积)均显著升高, 平原组略微下降. 两组间Hgb、HCT的变化存在显著差异 (+4.95% vs –3.21%, p<0.01; +6.48% vs –1.57%, p<0.01), RBC存在显著差异的趋势 (+3.19% vs –3.61%, p=0.061); 高原组和平原组的RET%、RET-He (网织红细胞血红蛋白含量)均未发生显著改变; 但高原组的LFR (低荧光强度网织红细胞)、RPI (网织红细胞生成指数)显著升高, MFR (中荧光强度网织红细胞)、IRF (幼稚网织红细胞比率)均显著下降; 两组间RPI的变化存在显著差异 (+30.60% vs –4.52%, p<0.05). ③ 8周训练后, 高原组的FER显著下降, sTfR、sTfR/lg(FER)显著升高, ERFE无显著变化; 平原组的ERFE显著升高, FER、sTfR、sTfR/lg(FER)均未发生显著改变; 两组间FER、ERFE、sTfR、sTfR/lg(FER)的变化存在显著差异 (+17.99% vs +121.31%, p<0.05; –36.16% vs –2.96%, p<0.05; +82.77% vs –8.87%, p<0.05; +108.40% vs –6.96%, p<0.05). ④ 8周训练后, VO_2peak的变化幅度仅与循环血sTfR、sTfR/lg(FER) 的变化幅度呈显著正相关. 由此得出结论: 持续8周的高原训练有助于提高赛艇运动员有氧运动能力和循环血的氧转运能力. 8周高原训练后期, 红细胞生物合成依然较为活跃. sTfR在有氧能力的改善中可能发挥着重要作用.

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16. 基于知识图谱的学习系统设计对在线学习效果的影响研究

曲克晨, 李锦昌, 黄德铭, 宋佳

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (5): 70-80. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.05.007

摘要（703）

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PDF（pc）（2268KB）（689）

从建构主义和能力本位理论出发, 提出了一种基于知识图谱的在线学习系统设计方法, 即打破传统的知识结构, 以提升能力为目标, 构建知识、技能等多维度的能力框架; 搭建了以知识图谱为底层逻辑, 链接数字学习资源的学习系统; 开展了教学实践和实证研究. 首先, 使用调查问卷对学习系统进行了验证; 其次, 以“阅读英文学术论文”能力为学习任务, 随机分配实验组和对照组; 最后, 评估两组对于知识、技能的理解、记忆水平以及综合运用能力. 研究结果显示, 学习系统的有效性和易用性实验组总成绩、知识得分、技能得分和能力得分均高于对照组成绩, 其中总成绩和能力得分具有显著性差异, 表明该系统对于在线学习效果有一定的促进作用.

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17. 河口盐沼水体溶解态有机质的动态变化特征及降解转化机理——以上海崇明东滩盐沼湿地为例

李润, 陈洁南, 陈灏, 曹芳

华东师范大学学报（自然科学版） 2025, 2025 (2): 55-67. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2025.02.006

摘要（248）

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作为海岸带生态系统的重要组成, 河口盐沼拥有巨大的碳储量, 是全球蓝碳碳汇的主要贡献者. 盐沼水体中溶解态有机质 (Dissolved Organic Matter, DOM) 的含量和光谱特性在潮汐交换和季节更替等不同因素的作用下呈现高动态变化. 聚焦受长江影响下的上海崇明东滩盐沼湿地, 通过在不同季节开展一个完整潮汐周期内的高频采样, 以盐沼水体中的DOM为研究对象, 刻画了盐沼水体的DOM含量 (以DOM中的碳元素含量表示, 即溶解态有机碳 (Dissolved Organic Carbon, DOC) 浓度) 和光谱特性 (以DOM中有色溶解有机物 (Chromophoric DOM, CDOM) 的光吸收特性表示) 在潮汐周期和季节尺度中的动态变化. 结果表明, 在潮汐周期尺度上, 相较于涨潮时的水体, 落潮时的盐沼水体具有较高的DOC浓度、较强的紫外吸收 (${a_{{\rm{CDOM}}}} $(350)和${a_{{\rm{CDOM}}}^*} $(350))、较高的芳香度 (Specific Ultraviolet Absorbance, SUVA₂₅₄) 以及较低的光谱斜率 (S_275-295). 在季节尺度上, 相较于冬季和春季, 夏季和秋季落潮时的盐沼水体具有较高的DOC浓度、较强的紫外吸收、较高的芳香度以及较低的光谱斜率. 夏季盐沼水体的培养实验结果表明, 在5 d的培养周期内, 光化学降解是移除盐沼水体中CDOM的主要因素, 而微生物作用则显著影响了水体中DOM的整体含量. 研究结果有助于增进对河口盐沼通过侧向输送过程输出溶解态有机质的动态变化及其降解转化机理的理解.

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18. 典型场地土壤剖面中抗生素及其抗性基因的分布特征

关铭茵, 刘欣然, 刘敏, 杨静, 谢泽莹, 张庆玲, 李倩

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (6): 74-85. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.06.007

摘要（317）

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场地土壤中存在多种环境污染物, 严重威胁城市土壤和地下水安全. 而深层土壤中的新型污染物研究较少, 例如抗生素和抗生素抗性基因 (ARGs), 需要及时监测和治理. 本研究选取河北邯郸明芳钢铁场地为研究区域, 采集了3根4 m的土壤柱. 采用超高效液相色谱-串联质谱仪检测了其中四大类 (磺胺类、氟喹诺酮类、大环内酯类、四环素类) 共17种抗生素的含量, 运用宏基因组测序技术研究了不同深度土壤中ARGs的种类、相对丰度和贡献物种. 研究结果表明, 总抗生素污染浓度范围在2593.2 ~ 4279.5 ng/g之间, 其中磺胺类抗生素 (SAs) 为166.1 ~ 1103.8 ng/g, 氟喹诺酮类抗生素 (FQs) 为993.3 ~ 1330.4 ng/g, 大环内酯类抗生素 (MLs) 为4.0 ~ 104.8 ng/g, 四环素类抗生素 (TCs) 为1269.5 ~ 2077.6 ng/g, 与其他区域土壤中抗生素浓度相比, 污染处于中度水平. 土壤剖面中, SAs在浅层土壤 (0—150 cm) 中占比高于深层土壤 (150—400 cm). MLs在深层土壤 (350—400 cm) 中有较多的累积. TCs和FQs的占比在各土壤层中均较高, 是检测到的主要抗生素类别. 四大类抗生素对应的ARGs丰度均随土壤深度增加而减少, 其中大环内酯类ARGs相对丰度最大, 检出频率为0.92 × 10⁵ ~ 1.44 × 10⁵. 物种贡献度统计结果表明, 放线菌门 (Actinobacteria) 对四大类抗生素抗性基因的丰度均具有最大的贡献. 综上, 本研究揭示了抗生素在场地土壤中的分布迁移特征, 而ARGs在深层土壤中的污染不容忽视, 可能会污染地下水, 增加抗生素耐药菌的传播.

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19. 星际分子1-氰基-1,3-丁二烯的气相合成机制研究

郑慧敏, 白西林, 龚起昂, 杨涛

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (4): 57-64. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.04.006

摘要（343）

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为深入了解星际有机腈分子的动力学生成机制, 结合同步辐射真空紫外光电离实验和量子化学计算, 研究了高温星际环境中氰甲基自由基 (·CH₂CN) 与丙炔 (C₃H₄) 的反应机制. 通过分析光电离质谱与光电离效率图, 发现反应可能主要产生1-氰基-1,3-丁二烯开链异构体. 继而, 在B3LYP/cc-pVTZ水平上计算了反应势能面, 发现氰甲基自由基可无势垒地加成到丙炔上, 主要产生gauche-E-1-氰基-1,3-丁二烯和E-1-氰基-1,3-丁二烯这两种产物, 而热力学上更稳定的产物吡啶的生成概率较小.

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20. 基于全二维气相色谱−飞行时间质谱技术对上海农田土壤中有机污染物的高通量筛查

杨静, 邬言, 李月, 刘欣然, 杨丁业, 金芮合, 丁方方, 李晔, 刘敏

华东师范大学学报（自然科学版） 2024, 2024 (6): 52-61. DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2024.06.005

摘要（236）

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为探究路边农田土壤中未知有机物赋存情况, 利用全二维气相色谱−飞行时间质谱技术对上海不同道路等级路边农田土壤(n = 8)中的有机物进行了非靶向定性筛查. 通过空白过滤和谱库匹配(相似度大于700), 在所有样品中均检出了1000多个质谱峰, 其中, 与谱库保留指数偏差在 ±2%以内的物质数有275 ~ 341种. 所有采样点共同检出的有机物有66种, 信噪比较高的前10种物质主要是多环芳烃类、邻苯二甲酸酯类、苯酚类、噻吩类和四氯乙烷类. 费雪比值(Fisher ratio, FR)法分析揭示出具有明显道路等级差异的化合物有29种(FR为22.6 ~ 60.3), 而这些化合物主要来自化工产品、生物医药和个人护理品等产品, 推断其差异主要受控于邻近区域工业活动、污水灌溉和居民生活源排放的影响. 元素组成分析表明, 在所有采样点中有机物组成主要以CHO和CH为主, 峰面积占比分别为39.9% ~ 59.1%和30.2% ~ 45.8%. 对人为源有机物进一步地分类分析, 发现烷烃、多环芳烃和邻苯二甲酸酯类是上海路边农田土壤中含量较高的3类污染物, 表明汽油柴油燃烧、轮胎磨损、润滑油挥发泄漏等交通源排放对路边农田土质的影响不容忽视. 总的来说, 全二维技术能够准确地定性筛查出农田土壤中大量未关注的有机污染物, 为今后污染管控和治理提供了科学依据.

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