留学回国人员工作总结报告

留学回国人员工作总结报告

（安徽农业大学郭匿春）

本人郭匿春，于2015年获国家留学基金委资助，于2015年12月23日至2016年12月14日到爱荷华州立大开展为期1年的学习，现将访学工作总结如下：

一国外主要工作，学习情况

1 个人所在学校，单位简介

爱荷华州立大学（Iowa State University），简称ISU，全名爱荷华州立科技大学（Iowa State University of Science and Technology），创办于1862年，是爱荷华州艾姆斯（Ames）的一所享誉全美的祖父级大学，是久负盛名的北美顶尖大学学术联盟美国大学协会（AAU）的62所成员校之一。这所位于美国中北部小城的大学向来比较低调，但其在生物、机械和物理等学科领域都有着世界级的声誉。爱荷华州立大学下设8个学院，提供超过200种不同的专业项目，现有约33,000名学生在这里就读，其中国际生占比约为10%。校园占地1,984英亩，风景秀丽，治安良好，是全美25所最优美的校园之一。根据《美国新闻与世界报道》（US News）发布的大学综合排名，爱荷华州立大学位列全球第155名，生物工程与农业工程排名全美第2，航空航天工程、土木工程、材料工程等诸多工科专业均位列全美前30，建筑学和景观学分别排名全美第11和第9。本人所在的爱荷华州立大学生态、进化和有机生物学系（EEOB）湖沼学实验室在世界淡水贝类生物多样性研究上有较高的声誉。近年来，该实验室在水体富营养化和蓝藻水华控制方面的研究发展较快，野外监测站建设和室内模拟实验更是突出，拥有1375公顷的野外试验站一座。此外，该实验室与美国地理勘测中心（USGS）合作构建的水科学研究实验室，在湖泊富营养化治理和蓝藻水华控制上处于世界领先水平。

2 个人在国外主要开展哪些工作（科研以及国外听课等情况）

科研工作：

1): 通过在爱荷华州立大学生态、进化和有机生物学系（EEOB）的学习，了解了生态化学计量学研究在淡水水体水质管理和藻类控制中的实践应用。确定了不同的水生生物与淡水藻类的营养盐竞争模式，分析藻类消费者的摄食效率受藻类体内的C：N：P 比值变化的影响，找出了环境营养物质比率决定生物生长速率的分

子遗传机制。并得出相关的结论：在蓝藻优势（> 80%）的淡水水体中, 无论P浓度如何变化，淡水浮游植物群落结构的变化均与水体中的P含量有关。而在蓝藻比例低，其它种类藻类较多的环境下，蓝藻丰度随水体中的 N浓度及N：P比值上升而下降。其他条件下，N浓度及N：P比值对蓝藻丰度的解释度较低。

2): 综述了浮游甲壳动物对蓝藻的摄食作用在淡水水体水质管理和水生生态系统重建中的作用。阅读了大量的meta-analysis (荟萃分析)方法的文献，掌握了基本的meta-analysis (荟萃分析)分析方法。熟练使用了Engauge_Digitizer和Review Manager等电脑软件进行了数据提取、整理分析和图表绘制等工作。熟练掌握了使用加权分析所有分类的随机效应模型，通过线性回归来检验浮游甲壳动物的尺寸大小与蓝藻食物摄食率之间的关系。一般线性模型（GLM）可以用来测试浮游甲壳动物的尺寸大小与蓝藻形态或毒性之间相互作用的关系（即均匀斜坡试验）。协方差分析（ANCOVA）可以用来测试浮游甲壳动物体型连续变量变化对蓝藻的毒性和形态的影响（即统计归属后，蓝藻在食物中的比例与浮游甲壳动物的尺寸大小之间的联系）。

4): 将生态化学计量学的研究成果应用野外研究分析中，利用计量学分析方法计量分析了人工食物网（AAFW）系统中大型浮游甲壳动物Daphnia sp的营养盐移除效率，60天实验中移除的总氮（TN）为3.09 g (占总氮含量的2.56 %) ，移除的总磷（TP）为 1.78 g (占总磷含量的28.26%) 。生态化学生态化学计量学分析认为，人工食物网（AAFW）系统中大型浮游甲壳动物Daphnia sp在移除富营养化水体中的氮磷营养盐能力上，除磷能力显著强于除氮能力。浮游甲壳动物群落中Daphnia sp种群比率的上升和平均体长的上升，会增强对水体中磷元素的吸收能力，并由此提升水体中的TN:TP比值。由此，影响水体的蓝藻生物量。

实验室工作及国外听课等情况

了解了美国湖沼学研究工作者对水体富营养化治理和藻类水华控制的研究方法、实验室条件和科研管理办法。掌握了淡水水体中浮游生物采样及鉴定分析的全部技术, 参与爱荷华州湖泊水质监测项目，参与爱荷华州湖泊会议（埃姆斯）。掌握了湖泊水质监测的全套程序和基本操作。2016年9月我旁听了爱荷华州立大学合作导师John Downing教授的《湖沼学》课程，这门课给我最大的感受是美国的教育

方式思维非常多元，每个学生受到的教育和做的学术报告都不一样。例如教授方法上，教师可以按照学生不同的性格，研究方向进行分类辅导。而在对湖泊分类模式上，有用以鱼类方法的，也有用浮游生物进行划分的。在统计方法上，有用软件PCA、CCA的，也有用协方差分析（ANCOVA）的。学生们选定的研究对象也不同，有选自水体营养元素的结构模型，也有来自水生植物等，教师在上课时会让上次作业完成得较好的同学把作业答案在黑板上再写一篇，然后对其中的关键点进行点评。通常一门课程对学生的成绩评定包括作业、实验、测验、期中和期末考试、学术报告(Presentation)，期末考试所占比例较小(一般只占总分的40%到50%)。学生对待每次作业十分认真，全力以赴来获得学分，因此经常可以看到学生为作业而熬夜的情景，绝少出现互相抄袭作业的现象。课后我与John Downing教授交流，Downing教授只是给学生布置用湖沼学分类及统计的基本原理和方法，具体的对象和模型均由学生自己去找。选修这门课程的学生有硕士生也有博士生，基本上都是围绕自己研究生阶段的研究方向进行选题。我想，这种能够发挥学生主观能动性的、开放的课程考核方法，对我们的研究生课程考核方式改革是一个很好的启发。。

3 个人在科研以及教学方面有哪些提升以及成果

研修成果一：

基于Web of science 数据库中的40个野外实验和32个室内试验的208组实验数据进行了两组荟萃分析，一组荟萃分析比较了大型浮游动物和小型浮游动物在实验室中对蓝藻的摄食率。这一分析表明，体型较大的浮游甲壳动物（水蚤）是浮游植物的高效摄食者。更为重要的是，牧食率不同的浮游甲壳动物对蓝藻的影响不同。另一组荟萃分析比较野外含大型枝角类的浮游动物群落与不含大型的浮游动物群落的摄食率差异。对比分析发现，中营养水体中的浮游甲壳动物群落较富营养化水体中的浮游甲壳动物群落对水体中的浮游物具有较强的牧食作用。同时，中营养水体中浮游甲壳动物的生物量和最大体型均为最高。我们建议进一步的研究应更多的关注浮游甲壳动物的体型大小、生物量和大型水蚤在群落中的比重对水体中下行作用“top-down control”的影响。

研修成果二：

生态化学计量学方法在人工食物网研究中的应用：人工水生食物网（AAFW）系统中的浮游动物和浮游植物群落结构分析，共发现浮游甲壳动物21属32种，浮游甲壳动物丰度在11-1572 ind/L, 生物量在13.41-7588.00 ug/L之间波动。同时，人工食物网（AAFW）系统中浮游植物主要以蓝藻和绿藻为主，优势种类为蓝藻门的铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa和绿藻门的斜生栅藻Scenedesmus obliquus。浮游甲壳动物生物量主要受浮游植物生物量影响，而与水体中氮磷营养盐没有显著的相关关系，浮游甲壳动物平均体长和氮磷比(TN/TP)存在显著的相关关系。野外实验中，蚤状溞在AAFW系统中的丰度和生物量可达40 ind/L和2418.49 ug/L。以此在室内实验中模拟蚤状溞Daphnia pulex对斜生栅藻Scenedesmus obliquus的摄食作用，蚤状溞的滤水速度和去除率随着栅藻生物量增加显著降低。24 h内，蚤状溞的最大滤水速度为0.15 mL/(溞?h)，最大藻类去除率为39.23％；随着栅藻生物量增加，去除率和滤水速度下降为9.75％和0.04 mL/(溞?h)。浮游甲壳动物摄食效率受多种因素影响，浮游甲壳动物摄食效率与藻类生物量没有显著地相关性。

研修成果三:

已发表《Removal of Agricultural Non-Point Source Pollutants by Artificial Aquatic Food Web System:A Study Case of the Control of Cynobacterial Bloom in Jiyu River》（Open Journal of Ecology, 2016, 6, 699-713）及《无锡亲水河生态修复过程中的浮游甲壳动物群落结构研究》（水生态学杂志, 2016, 36(1):73-80 ）中英文论文各一篇。投稿《Vegetated agricultural drainage ditches influences community turnover in phytoplankton and zooplankton communities in central China》（Water Science & Technology）及《长江中游地区不同浅水湖泊沉积物有机污染来源研究》（长江流域资源与环境）各一篇。

二个人国外访学心得体会

1、广泛且生动的志愿者（Volunteer）活动

爱荷华州立大学在本科生培养方面最大的特点是设置有大量志愿者活动。在美国，诚信是非常重要的社会公德，不能说谎，不作伪证，是美国孩子从小就知道的行为准则。因此，不诚信的行为会降低一个人的信用等级，必然会在求职、消费贷款等方面受到很大影响，而广泛的志愿者活动有助于提高个人的信用等级。数据

显示，半数美国人平均每年花在做义工上的时间约有100小时，这相当于美国1.5亿人，每三到四天就会去做1小时的义务社会服务。许多美国人认为“服务的责任始于个人而不是政府”。这帮助学生确立了为社会为他人服务的意识，即使有点强制性，至少起到“主观为自己，客观为他人”的效果。久而久之潜移默化，形成一种个人习惯，一种社团责任，一种道德准则，一种社会风尚。

2、丰富的图书资源

爱荷华州立大学的图书馆资源很丰富，它除了有全校性的图书馆外，有几个学院还有自己的图书馆。图书馆除了大量的藏书外，还提供了大量的自习教室，有公共自习室，也有小型的讨论室，而且图书馆内任何地方都可以无线上网。图书馆还提供打印、复印和扫描服务。如果在本校借不到所需的资料，可以在图书馆网页上提交申请，图书馆工作人员会帮助你从美国其他大学的图书馆找来电子文档，而且这些服务对学生都是免费的，非常有助于学生的学习和研究工作。

3、广泛的学术交流

在美国高校，Seminar(研讨会)是很常见的一种学术交流，几乎每周都有，不论是教授还是学生，都可以自由参加。在美国视频学术交流也很多，所在的生态、进化和有机生物学系每周都会邀请一名校内或校外的教授来进行学术讲座，主讲一般45分钟，之后是开放式提问和讨论，大概20至30分钟。与会者可以就自己感兴趣的话题同专家交流，从中可以了解这些知名教授的学术动向。另外，湖沼学实验室每周组织一次“group meeting”，了解研究生们的学习情况，并就各自感兴趣的问题进行探讨。导师也积极支持研究生参加美国境内主办的本学科重要学术会议及国际性研讨会，让研究生可以及时了解国内外该学科最新研究动态，结识本学科国内外知名专家。另外，研究生给导师担任研究助手(RA)可以从导师的研究经费中获得经济资助，校方还将免除其学费，有利于研究生更加专注于自己的学术研究。三下一步工作打算。

通过这次学习进修，提高自己的专业知识素质的同时，真实了解了美国高校实验室对水体富营养化治理和藻类水华控制的研究方法、实验室条件、科研管理办法。尤其是在限制性营养盐的控制应用方面，可以将碳氮磷的生态化学计量、水体磷阈值、浮游动物磷限制等与浮游植物群落结构变化、蓝藻生长速率等有机结合，从而

发掘出藻类水华控制的生物技术。通过加快藻类水华的营养盐诱导机制研究，找出浮游植物的限制性营养盐，加强外源性营养盐输入管理，实现藻类水华控制和水体富营养化治理。在美国一年的学习和研究生活，使我开阔了眼界，了解到先进国家的高等教育发展情况。我想，教育是立国之本，我们应该积极借鉴发达国家先进的高等教育经验，同时立足国情，积极投身当前的高等教育综合改革，尽到我们每位教师应尽的职责，不断提高自己的教学和科研工作水平，努力为学校建设成世界一流研究型大学贡献自己的绵薄之力。