- 周雯;魏盼盼;李彩;王桂芬;郑文迪;邓霖;赵红五一;余凌晖;曹文熙;
海洋中光后向散射系数的变化包含了浮游植物生物量的信息,可应用于卫星遥感和光学剖面观测平台获取海洋中大时空尺度-高分辨率剖面的浮游植物生物量变化特征。本文选取了琼东上升流影响下生物—光学变异性较为显著的海域基于2013年航次实测数据,建立了颗粒物后向散射系数(b_(bp))与叶绿素a浓度(Chl a)间的区域性关系模型。模型假定颗粒物后向散射系数由不随叶绿素浓度变化的固定背景值,以及较大粒级(>2μm)和pico级(微微型,<2μm)两类浮游植物的后向散射贡献累加所得。采集的数据集进行了模型检验,结果表明,模型能很好地模拟琼东海域水体的b_(bp)与Chl a间的变化趋势,性能优于常用的幂函数关系模型,尤其在低叶绿素浓度范围,很好地解决幂函数显著低估的现象;琼东海域的b_(bp)和Chl a关系存在显著的水层变化,底层后向散射固定背景值显著高于上层水体背景值,表明底层受上升流的影响,水体中不随Chl a共变的颗粒物浓度增大,其后向散射相应增强;叶绿素最大层的后向散射固定背景值显著低于上层其他水体的固定背景值,后向散射固定背景值的贡献百分比约为21%～35%;随着叶绿素浓度增大,较大粒级的浮游植物对颗粒物后向散射系数的贡献也显著增大,可达到50%以上,pico级浮游植物贡献稳定在40%附近。本研究的结果将为琼东海域浮游植物生物量的光学遥感、生物地球化学过程研究提供更为精确的区域性模型和基础支撑数据。
2022年03期 v.41 29-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 714K] - 许占堂;施震;谢栢成;廖健祖;杨跃忠;周雯;李彩;杨顶田;
海洋浮游植物光合作用固碳在全球碳循环中扮演着极为重要的角色,获取不同光衰减对应的海水深度,对于采集水样用于海洋初级生产力的研究具有重要意义。本研究于国际上首次开发了无缆便携式海洋透光率仪,特殊的光学结构设计和光谱滤光技术使得光谱响应在波段400～700nm范围内超过了同类海洋传感器,特定光衰减下对应的深度误差小于0.5m。将本设备应用于南海中尺度涡旋初级生产力的研究中,在采样率和自动化方面验证了仪器的便携性;通过对涡旋中初级生产力的空间分布规律进行分析,检验了仪器数据结果的可靠性。海洋透光率仪在价格、准确性、可靠度和操作的便携性上具有不可比拟的优势,将在未来海洋生态环境的研究中发挥重要作用。
2022年03期 v.41 38-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1104K] - 孟苗苗;郑向阳;邢前国;刘海龙;
卫星影像是监测海面漂浮绿藻的重要数据源,但是混合像元的存在使得绿藻提取存在一定的误差。想要实现近海区域底栖绿藻的精细监测,需要解决绿藻亚像素覆盖度的问题。本文以厘米级分辨率无人机数据的绿藻提取结果为基准,通过分析Landsat卫星影像绿藻光谱,建立绿藻亚像素覆盖度与多种植被指数和多个特征波段反射率的反演模型。结果表明,蓝、绿、红波段反射率与绿藻亚像素覆盖度呈现较好的线性关系,随着绿藻亚像素覆盖度递增,蓝、绿、红波段反射率的值均递减。将蓝、绿、红波段的三种绿藻亚像素覆盖模型进行验证,发现绿波段反射率所建立的反演模型具有更高的准确性,决定系数、均方根误差、平均相对误差分别为0.92%、0.07%、10.85%。本文所建立的模型可以估算大型绿藻亚像素覆盖度,实现Landsat卫星影像对大型绿藻的精细监测。
2022年03期 v.41 46-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 2064K] - 杨绍琼;成丹;陈光耀;罗辰奕;牛文栋;马伟;法帅;
水下滑翔机是一种浮力驱动的无人水下自治观探测平台,具有持续性、鲁棒性、自主性等特点,是构建海洋观测技术体系重要的水下航行器之一。文章从水下滑翔机发展历程、运行方式和专用传感器展开,基于国内外海洋学文献综述研究,重点对水下滑翔机在典型海洋现象观测应用方面进行总结。水下滑翔机的运行稳定性、长时续,观测高分辨率、低成本的特点,满足了对海洋中尺度涡、内波、湍流、环流/边界流和锋面的长时间、精细化立体观测要求;鲁棒性、自主性的特点使其能够适应台风过境、地震、原油泄漏前后等紧急恶劣海洋状况的监测;运行平稳、低噪声的特点使其成为声学监测与探测的良好平台。对比分析国内外的水下滑翔机(组网)应用状况可以发现,国内水下滑翔机在传感器、数据处理和组网技术方面都需要进一步完善。最后总结并展望了国内外水下滑翔机面向海洋现象观测的应用。
2022年03期 v.41 54-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 3100K]
- 李刚;万明月;史晓寒;秦耿;麦广铭;黄良民;谭烨辉;邹定辉;
生活于珊瑚礁区的大型海藻可以与珊瑚一起为礁栖生物提供食物和栖息地,它们在维护珊瑚礁生态系统生物多样性中起着极为重要的作用。本论文比较研究了生活于我国南海中沙大环礁区4种优势海藻的生化组分、光合特征及其对海水升温的生理响应，其中厚膜藻(Grateloupia ellipitica)和粉枝藻(Liagora samaensis)为红藻,钙扇藻(Udotea flabellum)和仙掌藻(Halimeda discoidea)为绿藻。结果显示,与绿藻相比,红藻藻体叶绿素(Chl a)和类胡萝卜素含量更低且含有藻胆素,红藻的光补偿点(E_C)和呼吸速率(R_d)均显著低于绿藻。海水升温提高了4种海藻的光能利用效率(α)、E_C、R_d和日净光合固碳量;同时,升温还降低红藻的饱和光强(E_K)、提高绿藻的最大光合放氧速率(P_(max))。结果还显示,海水升温在光强较低时提高红藻的光合放氧速率,光强较高时则降低其放氧速率;升温也提高绿藻的光合放氧速率,但光强变化对升温效应的影响不显著。基于4种海藻的光生理特征以及升温效应的种间差异性可见,短时间升温(～4℃)有利于中沙大环礁区海藻的光合作用;与绿藻相比,该升温效应更有利于红藻。
2022年03期 v.41 101-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 662K] - 李亚男;陆霖青;张鹏;秦真东;林蠡;晏磊;
罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)是我国重要的经济虾类之一。近年来,细菌性感染造成罗氏沼虾养殖业病害频发,经济损失巨大。因此了解其免疫机制对于指导疾病防控至关重要。线粒体锰超氧化物歧化酶(mitochondrial manganese superoxide dismutase,mMnSOD)被认为是抵御氧化应激的第一道防线,在先天性免疫中具有至关重要的作用。目前,甲壳动物中mMnSOD的免疫功能尚不清楚。为此,本研究克隆了罗氏沼虾mMnSOD基因(mMnSOD of M.rosenbergii,MrmMnSOD),制备了多克隆抗体,分析了嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染下,MrmMnSOD在不同组织中的表达模式。结果显示,肝胰腺和肠组织中MrmMnSOD的基因表达水平分别在感染后3h和6h达到最大;组织免疫荧光分析显示,肝胰腺和肠组织中MrmMnSOD均在感染后12h达到最大荧光强度。以上结果表明,mMnSOD参与了罗氏沼虾对嗜水气单胞菌的免疫应激反应。进一步的蛋白抑菌实验表明,MrmMnSOD可显著抑制大肠杆菌(Escherichia coli)、嗜水气单胞菌、副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)的生长,推测该蛋白可能属于免疫相关分子,可通过抑菌反应发挥免疫功能。当前的研究结果进一步丰富了甲壳动物先天性免疫基础理论,也可为今后罗氏沼虾的病害防控和药物研发提供新的靶点参考。
2022年03期 v.41 111-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 892K] - 林世团;王晓雪;陈冉;
蓝细菌(cyanobacteria)是一类能进行放氧光合作用的原核生物。蓝细菌生长速度较快,几乎存在于所有的陆地和水生环境中。毒素-抗毒素(toxin-antitoxin,TA)系统在原核生物中分布十分广泛,在细菌的生命活动中扮演了重要的角色如维持水平基因转移元件的稳定性以及应对环境胁迫压力等。已有的基因组分析表明,蓝细菌基因组中含有大量潜在的毒素-抗毒素系统,但是目前对蓝细菌毒素-抗毒素系统的实验鉴定仍较少。本文分别以淡水和海水代表菌株集胞藻PCC6803(Synechocystis sp.PCC6803)和聚球藻WH7803(Synechococcus sp.WH7803)为研究对象,对二者基因组上的毒素-抗毒素系统进行预测,并选取预测结果中的7对潜在的毒素-抗毒素系统进行实验验证。结果表明,集胞藻PCC6803的两对毒素-抗毒素系统BAD01932-1933和BAA18559-New ORF7中的毒素具有明显的细胞毒性。本文的研究结果有助于后续对蓝细菌毒素-抗毒素系统及其生态和生物学功能的研究。
2022年03期 v.41 119-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 933K] - 马文刚;夏景全;魏一凡;尹洪洋;覃乐政;刘相波;胡雪晴;许强;李秀保;王爱民;
三亚蜈支洲岛海洋牧场拥有丰富的岛礁生物资源。为掌握海洋牧场近岛区的底表大型底栖动物群落组成和分布特征及其影响因子、评估海洋牧场底栖生态系统健康状况,本研究于2020—2021年进行了底表大型无脊椎动物群落季节变动的调查。结果表明:近岛珊瑚礁区共鉴定出棘皮动物、软体动物、节肢动物3大门类90种,其中秋季种类数最多为55种,夏季种类数最少为16种;底表大型底栖动物的年平均丰度为0.87±0.26ind.·m~(–2),年平均生物量为76.99±34.32g·m~(–2)。群落聚类分析(cluster)与多维排序尺度分析(multidimensional Scaling, MDS)表明,该区域群落结构季节性差异不显著,各站位间群落结构受沉积物性质以及人类活动的频繁程度的影响,形成北部与南部区域2个聚类组。全年的物种丰富度指数d为2.7±1.16,多样性指数H′为3.14±0.88,均匀度指数J为0.76±0.11。基于多样性指数H’及多变量海洋生物指数(Multivariate-AZTI′s marine biotic index, M-AMBI)评价指标,海洋牧场近岛区环境除夏季为轻度污染外,其他季节均为无污染状态。采用动物丰度与生物量比较曲线(abundance-biomass curves, ABC曲线)法评价底栖动物群落稳定性状况得出,除冬季以外,其他季节底表大型底栖动物群落受到一定程度干扰,尤其是夏季群落结构稳定性较低。建议应持续关注底表大型底栖动物群落变动,调整、优化涉海休闲旅游活动,以保证蜈支洲岛海洋牧场生态系统的长期健康与稳定。
2022年03期 v.41 135-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 974K] - 张婉茹;刘庆霞;黄洪辉;覃晓青;李佳俊;陈建华;
为了解大亚湾西南海域食物网的营养结构特征,本研究于2020年1月份使用底拖网采集了该海域的渔业生物,并分析了35种主要渔业生物的碳氮稳定同位素值。根据δ~(13)C和δ~(15)N值,计算出该海域食物网6种营养结构的生态指标和主要渔业生物的营养级,并绘制了连续营养谱。本次调查渔业生物主要为鱼类和虾蟹类,鱼类的δ~(13)C和δ~(15)N值范围分别为–17.63‰～–14.85‰和12.92‰～15.46‰,平均值分别为–16.47‰和13.80‰;虾蟹类的δ~(13)C和δ~(15)N值范围分别为–17.67‰～–15.51‰和11.05‰～12.62‰,平均值分别为–16.30‰和11.85‰。根据δ~(15)N值,用相加模型(trophic position by the additive model,TPA)和缩比模型(trophic position by the scaled model,TPS)分别计算了主要渔业生物的营养级,结果显示两个模型计算的结果无显著性差异(P>0.1),呈现鱼类平均营养级>虾蟹类的趋势。本研究发现大亚湾西南海域食物网初始食物来源较为单一,存在食物链营养层级较少和长度不足,食物网营养级多样性较低和营养结构冗余程度高的现象。与30多年前相比,大亚湾近年高营养级生物量减少,食物网结构由复杂趋向简单化,生态系统稳定性较差。本研究结果不仅为了解大亚湾食物网结构组成提供了基础资料,也为保护大亚湾渔业资源,维持生态系统结构的稳定性提供参考依据。
2022年03期 v.41 147-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 717K] - 董兰芳;许明珠;刘海娟;曾梦清;陈瑞芳;李世才;
人工增殖放流是恢复鲎资源最有效、最迅速的方法,而了解和掌握环境因子对中国鲎(Tachypleus tridentatus)幼鲎生长状况的影响规律,进而选择适宜放流的时间和海区,是保证人工放流得以成功的关键。本文在实验室条件下,研究了不同盐度(5‰、10‰、15‰、20‰、25‰、30‰、35‰、40‰)对中国鲎幼鲎成活率、蜕壳率、蜕壳增重率、Na~+-K~+-ATP酶活性、免疫酶活性、抗氧化酶活性等的影响,探讨了不同盐度水平下中国鲎幼鲎生长、蜕壳、渗透调节能力、机体免疫力和抗氧化能力等的变化。养殖试验持续56d,结果表明:不同盐度对中国鲎幼鲎的成活率、蜕壳率、二龄幼鲎均重及蜕壳增重率均有显著影响(P<0.05),且均随盐度升高呈先升高后降低的趋势;蜕壳率和蜕壳增重率与盐度的回归分析均表明,中国鲎幼鲎蜕壳与生长的最适盐度分别为24.10‰和24.94‰;一龄和二龄幼鲎的Na~+-K~+-ATP酶活性均随盐度的升高呈先显著升高后显著降低趋势(P<0.05);35‰和40‰盐度试验组一龄幼鲎的酸性磷酸酶(acid phosphatase ACP)活性显著高于其他试验组,而5‰盐度试验组一龄幼鲎的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)活性显著低于25‰试验组(P<0.05);盐度对二龄幼鲎的ACP、AKP和溶菌酶(lysozyme,LZM)活性均没有显著影响(P>0.05);35‰和40‰试验组一龄幼鲎的过氧化氢酶(catalase,CAT)活性显著高于盐度较低试验组(P<0.05);二龄幼鲎的谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase)活性随着盐度的升高而升高,盐度10‰试验组显著低于30‰和40‰试验组(P<0.05)。研究结果显示盐度对中国鲎幼鲎生长、蜕壳、Na~+-K~+-ATP酶活性、免疫指标和抗氧化能力均有显著影响,蜕壳最适宜的盐度在24‰～25‰左右,盐度过高或过低都将引起幼鲎生长率和成活率降低,渗透调节能力、免疫力和抗氧化力显著下降。
2022年03期 v.41 156-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K] - 刘悦;李丽;翟晓辉;周娟;叶鹏浩;黄盛东;
2021年1月下旬深圳大鹏湾沿岸海域发生球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)藻华。为了探究球形棕囊藻藻华发生动态特征及其影响因素,于1月20日至2月1日系统调查分析了藻华发生过程中浮游植物优势种演替、球形棕囊藻囊体数量、营养盐水平以及其他环境因素的变化。结果表明:1月20日,中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为绝对优势种,1月21日球形棕囊藻囊体开始出现,1月25日囊体数量达到最高,达69colonies·L–1;1月27日红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)藻华出现,随后球形棕囊藻藻华逐渐消退。灰关联分析显示,铵盐和硝酸盐是影响球形棕囊藻囊体丰度的最主要因素。水体扰动和球形棕囊藻在磷限制条件下的竞争优势也可能有利于球形棕囊藻藻华的发生。红色赤潮藻藻华可能是球形棕囊藻藻华消退的主要原因。球形棕囊藻藻华的发生和消亡是各种理化因素和生物因素共同作用的结果。
2022年03期 v.41 164-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 770K] - 尹天齐;王庆;杨宇峰;岑竞仪;
于2019年12月使用4种不同型号网具采集了珠江口浮游动物,进行形态学鉴定和DNA分子鉴定,分析珠江口浮游动物的群落结构特征,并比较不同调查方法对浮游动物丰度和生物量结果的影响。形态学镜检鉴定浮游动物36种(类),其中浮游幼虫6类。浅水I型浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为115±96ind.·m~(–3),平均生物量为0.21±0.14g·m~(–3);浅水Ⅱ型浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为3536±2444ind.·m~(–3),平均生物量为0.56±0.33g·m~(–3);浅水Ⅲ型浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为4314±4172ind.·m~(–3),平均生物量为0.50±0.25g·m~(–3);25~#浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为6741±3826ind.·m~(–3),平均生物量为4.33±3.42g·m~(–3)。研究结果表明网具孔径大小对浮游动物研究结果具有重要影响三个站点水体DNA样品注释出15种浮游动物;使用浅水Ⅱ型网采集的DNA样品注释出19种浮游动物;镜检样品鉴定浮游动物17种。水体DNA样品能检测出更多的微型浮游动物如原生动物等;网采样品能过滤更多的水样,有利于采集更多的大中型浮游动物,更能充分反映优势类群如桡足类的种类和数量。研究结果表明,水体DNA可检出浮游幼虫和原生动物等较难镜检鉴别的种类,采用不同型号网具采集浮游动物可以更全面地反映研究海域浮游动物的群落结构特征。多种调查方法的结合有助于全面了解研究海域的生态环境状况。
2022年03期 v.41 172-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 958K] - 叶禹秀;罗小卫;杨斌;林秀萍;刘永宏;周雪峰;
研究南海礁栖腔节藻Coelarthrum sp.共附生真菌Pestalotiopsis neglecta SCSIO41403的次级代谢产物。采用中压正相柱层析色谱法和半制备高效液相色谱法,对真菌发酵产物进行分离纯化,制备获得6个次级代谢产物单体化合物,使用核磁共振、质谱等波谱学方法,结合其理化性质以及文献数据对比,分别鉴定为:gamahorin (1)、microsporaline C(2)、7-hydroxy-5-methoxy-4,6-dimethylphthalidc (3)、demethyl nectriapyrone A (4)、4-hydroxybenzaldehyde (5)和4-hydroxyphenethyl acetate (6)。这6个化合物均为首次从该菌株发现,其中化合物1、2、5和6是首次从海洋动植物共附生真菌中发现。抗菌活性筛选显示其中化合物3对白色念珠菌有明显抑制活性。
2022年03期 v.41 186-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 530K]