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浙江海洋大学2024年度科研亮点成果集萃
2025-04-24 10:32 XXX  科学技术处


在全球气候变化与可持续发展的时代命题下,浙江海洋大学始终聚焦国家"双碳"战略与海洋强国需求以科技创新为驱动,深耕海洋特色学科领域。的一年,学校科研团队在碳汇生态机制、微生物固碳湍流预测、海水淡化等领域取得系列突破性进展,相关成果发表于《Reviews in Aquaculture》《Journal of Agricultural and Food Chemistry》《Journal of Fluid Mechanics》等国际顶级期刊,彰显了学校在海洋科学与工程领域的学术创新力与国际影响力,凸显了"向海图强"的使命担当为全球海洋可持续发展贡献智慧与方案


破解贝类养殖碳汇争议,构建生态整合新框架

海科学院严小军教授团队在渔业领域顶级综述类期刊《Reviews in Aquaculture》(中科院一区top)发表题为《The Legend Continues: The Critical Evidence Showing the Bivalve Farming Is a Carbon Sink With a Novel Budget Framework》的快报评述针对贝类养殖碳汇功能的国际争议,系统阐述了贝类养殖活动及其形成的生态体系对碳汇的调控机制。

蓝色碳汇作为海洋生态系统固碳的重要途径,在全球气候变化与碳中和发展目标中备受关注。相较于公认的传统蓝色碳汇主体,贝类养殖活动在海洋碳汇领域的角色一直存在较大学术争议。严小军教授团队多年来对舟山嵊泗贻贝养殖区海域的生态体系特征,以及该体系对系统内碳流动的复杂调控机制开展研究,从生态视角上开创性地提出了--菌(3M共同体增汇方案,提出了一个全新的碳汇预算框架。该框架充分考虑了贝类养殖对局部生态系统的重建以及由此产生的新生态效应,为双壳贝类养殖活动的碳汇功能提供了系统性辩护,为贝类养殖纳入蓝色碳汇政策提供了理论支持。该框架的提出也推动了碳预算模型从单一化学过程向生态整合范式的转变,拓展了蓝色碳汇的实践边界。


水产品冷链保鲜技术双突破,登顶国际食品期刊封面

食药学院张宾教授团队在食品领域权威国际期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry》(中科院一区Top)连续发表两篇封面论文Investigation of thealternations in themusclequality of swimming crab (Ovalipes punctatus) during cold-chain transportation using physicochemical and TMT-based quantitativep roteomic analysis》和《Novel halogenated curcumin-mediated photodynamic inactivation for thepreservation of small yellow croaker(Larimichthys polyactis)研究成果不仅展示了我校在水产食品研究领域的良好创新能力,也为水产品加工产业技术发展提供重要的理论基础。

链运输品质调控以细点圆蟹为研究对象,运用分子生物学结合TMT定量蛋白质组学技术,探究了0~36h链运输过程中,蟹机体生理反应及其肌肉品质特性变化过程,揭示了冷链、氨氮及低氧胁迫等对细点圆蟹食用品质及肌肉蛋白质功能的影响机制,解析了细点圆趾蟹冷链运输过程中的机体代谢变化过程,为实时监控和评估其肌肉品质特性提供参考依据,也为活蟹冷链物流调控技术优化提供理论基础

光动力杀菌技术革新创制了一种新型的卤代姜黄素光敏剂(Br-Cur),将其应用于冰鲜小黄鱼的贮藏保鲜中,结果显示出良好的保鲜效果及应用潜力。这种基于光动力的杀菌灭活技术,不仅显著保持了冰鲜小黄鱼的贮藏品质,还有效规避了传统化学防腐带来的潜在风险,为冰鲜水产品保鲜技术发展提供了一种更安全更环保的解决方案。


湍流预测新视角:临界耦合尺度理论登顶流体力学顶刊

船运学院李健副教授团队联合谢菲尔德大学流体力学领域公认的顶级期刊Journal of Fluid Mechanics英国剑桥大学George K. Batchelor创办)发表论文《The conditional Lyapunov exponents and synchronisation of rotating turbulent flows》,详细阐述了在湍流数据同化方向的最新研究成果。

旋转湍流广泛存在于自然界和工程领域中,如自然界的台风、气旋,工程领域中涡轮机、风力机等内部流场。在湍流的实践中,小尺度观测数据往往是不可直接测量获取的,初始条件中小尺度的不确定性在湍流发展过程中迅速放大,从而导致所有尺度流动结构预测失准。因此,提升湍流预测和重构的准确性是学术界和工业界的目标之一。文章发现Lyapunov向量能谱在临界耦合尺度(湍流重构所需的最少耦合尺度)附近存在峰值特征,这意味着若观测数据能包含自身对扰动最敏感的尺度,所有尺度的湍流结构均可预测成功,为湍流预测与重构的研究开创了一种新的视角。

光热材料革新海水淡化技术,赋能水资源可持续利用

海科学院徐兴涛教授团队在化学领域顶级期刊《Chinese Chemical Letters(中科院一区top发表题为《An overview of photothermal materials for solar-driven interfacial evaporation》的研究成果系统综述光热材料在界面蒸发中的应用,提出耐盐材料设计策略及多功能拓展路径,涵盖水处理、油污分离等场景,为高效海水淡化技术发展指明方向。

淡水资源短缺是一项全球性的难题。为解决这一问题,各项海水淡化技术被广泛研究,譬如反渗透、蒸馏法、多级闪蒸、电渗析法等,但是这些方法对能源的消耗十分巨大。近年来研究者提出太阳能驱动界面蒸发技术,即将光生热量局域在材料表面,集中加热少量的水以高效地促进海水蒸发。该技术利用太阳能这一充足的可再生清洁能源,对缓解水资源紧张和能源的可持续发展都具有重大意义。现如今,太阳能驱动界面蒸发技术不断发展,开发出了不少优异的光热材料,但是对材料的多功能性以及耐久性缺乏系统的概述。在该研究成果中,研究团队首先阐明了各类光热材料的作用原理,以及耐盐材料的结构设计思路。此外还讨论了光热材料在环境领域的其他应用,如水的消毒杀菌、重金属去除、油水分离等;以及提升光热材料耐磨、抗污损性能的策略,如使用防腐涂层或自修复表面。最后,研究团队对今后光热材料的设计思路和发展方向提出了探讨,研究成果有助于对未来高性能、多功能光热材料的生产提供可行的解决方案。


微生物燃料电池固碳机制突破,助力碳中和目标

海科学院王健鑫教授团队于《Bioresource Technology》(中科院一区Top发表题为Bioelectricity facilitates carbon dioxide fixation byAlcaligenes faecalisZS-1 in a biocathodic microbial fuel cell MFC的研究论文揭示粪产碱杆菌ZS1在生物阴极MFC中的电驱动固碳机制,证实生物电可提升CO2固定率并激活脂质代谢通路,为污水治理与碳资源化提供新范式。

为开发新型固碳型微生物燃料电池(MFC),该研究对产电化能自养菌-粪产碱杆菌Alcaligenes faecalisZS-1在生物阴极MFC中的CO2固定机制进行了研究。结果发现,闭路MFC固碳率显著高于断路组MFC,这说明生物电促进了MFC系统中的微生物细胞对CO2的固定。在向内胞外电子转移(EET)过程中,核黄素是负责电子转移的关键蛋白。基因组测序结果揭示了ZS1菌株在CO2固定中的多种代谢途径,实时荧光定量PCR结果显示在电营养条件下,ppc基因(编码磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)的表达水平显著上调,表明rTCAC4固碳途径可能在MFC系统中占主导地位。非靶向代谢组分析表明,生物电促进了各种脂质代谢物的上调,这也验证了其促进CO2固定的结论。这些发现为开发固碳型MFC,实现其在污水治理过程中对CO2的资源化利用,提供了理论基础。


国际合作解密海底百万凹陷之谜,登顶Nature子刊

海科学院兼职教授Igor Bekin联合德国团队Nature旗下期刊Communications Earth & Environment发表论文《Millions of seafloor pits, not pockmarks, induced byvertebrates in the North Sea颠覆传统认知,揭示海底神秘凹陷非甲烷成因,而是复杂流体动力学作用结果,为海洋地质与碳循环研究开辟新方向。

长期以来,科学家们认为这些看起来像陨石坑的凹陷是由底部沉积物释放的甲烷形成的,然而事实证明,这些神秘的特征不是由地质过程造成的,而是由脊椎动物海豚的生物活动造成的。研究人员发现北海的一个区域内存在活跃的锋面,并且锋面附近有各种海洋生物,其中也包括大量海豚。Belkin教授是锋面领域的专家,此前曾研究过北海的海洋锋面。他预测了一个强锋面的位置,并且这一预测在德国科考船的科考巡航中得到了充分证实,这些科考船配备了最先进的仪器,能够以厘米级的精度测量海洋深度,并定位海底仅几厘米深的小碗或火山口。Belkin教授指出,在该锋面下方发现数百万计的凹陷。德国生物学家证实,这一锋面是海豚的首选栖息地,海豚以栖息在海底的沙鳗小鱼为食,隐藏在距海底几厘米的沙质底部。海豚潜入海底,用声音信号定位沙鳗,并用吻部戳动沙质底部。受惊的沙鳗从水底逃出,被海豚抓住。海豚留下的坑是此后由底层水体侵蚀沙质底部而形成较大凹陷的核心成因

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