2011年 第33卷 第5期
2011, 33(5): 1-8.
摘要:
河口及近岸海域底边界层的生物地球化学过程在很大程度上影响着陆源物质的迁移转化及向海洋的输送通量,是陆海相互作用研究、海洋碳的"源、汇"研究以及氮、磷循环研究的关键。本文对河口及近岸海域底边界层生物地球化学过程研究进展进行了综述,重点介绍了底边界层中移动泥的特点和功能及微生物在其生物地球化学过程中的作用,并对今后的研究进行了展望。
河口及近岸海域底边界层的生物地球化学过程在很大程度上影响着陆源物质的迁移转化及向海洋的输送通量,是陆海相互作用研究、海洋碳的"源、汇"研究以及氮、磷循环研究的关键。本文对河口及近岸海域底边界层生物地球化学过程研究进展进行了综述,重点介绍了底边界层中移动泥的特点和功能及微生物在其生物地球化学过程中的作用,并对今后的研究进行了展望。
2011, 33(5): 9-22.
摘要:
利用一个全球海洋环流模式在3组风应力资料的强迫下模拟分析了副热带太平洋向热带太平洋密跃层水量输送的年际变化特征及其和风应力的关系,并设计数值试验,研究了密跃层水量输送的变化机制。结果表明,副热带太平洋向赤道太平洋的密跃层水量输送具有显著的年际变化。在年际时间尺度上,南北太平洋西边界密跃层水量输送都起着补偿内部路径输送的作用,两者具有反相变化关系,其中南太平洋西边界和内部路径水量输送的变率要强于北太平洋,同时南太平洋两条路径水量输送的反向相关关系以及补偿效应也比北太平洋显著,但北太平洋净的密跃层水量输送的变率要强于南太平洋。南北太平洋西边界和内部路径密跃层水量输送之间的反相变化主要归因于赤道外风应力旋度的变化及与之相联系的斜压Rossby波的传播。敏感性试验的结果表明,南北太平洋净的密跃层水量输送变化主要归因于赤道及其两侧纬向风的变化,赤道外风应力旋度变化引起的斜压Rossby波的传播对南北太平洋年际尺度的密跃层水量净输送贡献较小。
利用一个全球海洋环流模式在3组风应力资料的强迫下模拟分析了副热带太平洋向热带太平洋密跃层水量输送的年际变化特征及其和风应力的关系,并设计数值试验,研究了密跃层水量输送的变化机制。结果表明,副热带太平洋向赤道太平洋的密跃层水量输送具有显著的年际变化。在年际时间尺度上,南北太平洋西边界密跃层水量输送都起着补偿内部路径输送的作用,两者具有反相变化关系,其中南太平洋西边界和内部路径水量输送的变率要强于北太平洋,同时南太平洋两条路径水量输送的反向相关关系以及补偿效应也比北太平洋显著,但北太平洋净的密跃层水量输送的变率要强于南太平洋。南北太平洋西边界和内部路径密跃层水量输送之间的反相变化主要归因于赤道外风应力旋度的变化及与之相联系的斜压Rossby波的传播。敏感性试验的结果表明,南北太平洋净的密跃层水量输送变化主要归因于赤道及其两侧纬向风的变化,赤道外风应力旋度变化引起的斜压Rossby波的传播对南北太平洋年际尺度的密跃层水量净输送贡献较小。
2011, 33(5): 23-31.
摘要:
利用NCAR的CCSM3模式进行控制试验和1870-1999年的130 a模拟试验(敏感性试验),与相应的再分析资料进行对比,分析了太平洋海区的海温变化趋势和北太平洋年代际变率的时空结构,并且讨论了CO2对于北太平洋年代际变率的影响。结果表明:CCSM3模式能够模拟出北太平洋年代际变率的主要特征,其空间分布类似于典型的PDO海温异常分布型。特别是考虑了CO2增长变化以后,模式的结果更加接近再分析资料,其时间变化反映了20世纪北太平洋海温异常所经历的3次位相的转变。CO2增长变化,可以使这种太平洋年代际变化的周期增长,并且太平洋这种年代际位相转变也与CO2的变化增长有关。模式在考虑了CO2增长变化以后,双核的位置会偏东偏深,东西方向的温差将减少,也就是说CO2的增长变化,对PDO的位置和强度都有影响。
利用NCAR的CCSM3模式进行控制试验和1870-1999年的130 a模拟试验(敏感性试验),与相应的再分析资料进行对比,分析了太平洋海区的海温变化趋势和北太平洋年代际变率的时空结构,并且讨论了CO2对于北太平洋年代际变率的影响。结果表明:CCSM3模式能够模拟出北太平洋年代际变率的主要特征,其空间分布类似于典型的PDO海温异常分布型。特别是考虑了CO2增长变化以后,模式的结果更加接近再分析资料,其时间变化反映了20世纪北太平洋海温异常所经历的3次位相的转变。CO2增长变化,可以使这种太平洋年代际变化的周期增长,并且太平洋这种年代际位相转变也与CO2的变化增长有关。模式在考虑了CO2增长变化以后,双核的位置会偏东偏深,东西方向的温差将减少,也就是说CO2的增长变化,对PDO的位置和强度都有影响。
2011, 33(5): 32-38.
摘要:
普里兹湾海冰以一年冰为主,海冰覆盖存在较大的季节性变化。海冰的分布及其季节性变化主要受当地大气环流及海流的影响。基于一个海洋-海冰耦和模式,模拟研究了该海区海冰的季节性变化特征。海洋模式基于MIT环流模式(MITgcm),海冰动力学模式参考Hibler类型的VP模型,热力学过程取自Winton三层模型。模式区域覆盖整个普里兹湾(75°~55°S ,50°~100°E),水平分辨率为(1/6)°×(1/12)°,垂向为50层。大气强迫场选用每6 h一次的NCEP再分析资料。模拟的海冰范围季节性变化与遥感资料拟合较好。每年的3~8月份,普里兹湾海冰快速生长,9~10月份达到最大值,随后海冰开始融化,2月份达到最小值。从9月份开始,受大陆沿岸局地风场的影响,在模拟区域范围内,形成了3个典型的沿岸冰间湖。和观测资料对比,模式较好地捕捉到了3个典型冰间湖的时间及空间分布。沿岸地形及海流对海冰厚度的分布具有重要影响,在西向沿岸流及西冰架地形的影响,在地形的上游形成海冰堆积,厚度最大超过3 m。同时,在下游方向,沿66°S形成一个厚冰带。
普里兹湾海冰以一年冰为主,海冰覆盖存在较大的季节性变化。海冰的分布及其季节性变化主要受当地大气环流及海流的影响。基于一个海洋-海冰耦和模式,模拟研究了该海区海冰的季节性变化特征。海洋模式基于MIT环流模式(MITgcm),海冰动力学模式参考Hibler类型的VP模型,热力学过程取自Winton三层模型。模式区域覆盖整个普里兹湾(75°~55°S ,50°~100°E),水平分辨率为(1/6)°×(1/12)°,垂向为50层。大气强迫场选用每6 h一次的NCEP再分析资料。模拟的海冰范围季节性变化与遥感资料拟合较好。每年的3~8月份,普里兹湾海冰快速生长,9~10月份达到最大值,随后海冰开始融化,2月份达到最小值。从9月份开始,受大陆沿岸局地风场的影响,在模拟区域范围内,形成了3个典型的沿岸冰间湖。和观测资料对比,模式较好地捕捉到了3个典型冰间湖的时间及空间分布。沿岸地形及海流对海冰厚度的分布具有重要影响,在西向沿岸流及西冰架地形的影响,在地形的上游形成海冰堆积,厚度最大超过3 m。同时,在下游方向,沿66°S形成一个厚冰带。
2011, 33(5): 39-46.
摘要:
利用1967-2009年的逐月海表温度(Sea Surface Temperature, SST)资料和降水资料,以及经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)和相关分析方法,探讨了亚印太交汇区(Joining Area of Asia and Indian-Pacific Ocean,AIPO)SST的时空分布及其对中国降水的影响。结果表明:海表温度EOF分析第1主分量(即EOF1)的空间分布在整个AIPO区为均一分布,时间系数呈现出明显的年代际变化特征。在年代际尺度上,当AIPO区的SST升高后,北太平洋地区SST开始降低,在11个月后达到最低。 另外,AIPO区的SST升高会使南海季风区和东亚季风区的降水增加,使青藏高原西部降水减少。第2主分量(即EOF2)的空间分布在西太平洋基本与东印度洋(包括南海地区)为反相变化,时间系数呈现出明显的2 a和4~5 a为主的年际振荡周期。当Niño 3.4区SST出现正异常后4个月左右,东印度洋地区有SST正异常,而西太平洋地区有SST负异常。西太平洋地区的SST升高及东印度洋地区的SST降低将导致西北太平洋地区降水增加,东北和华北地区降水减少。而且,AIPO区SST第二模态影响华北和东北的降水要比西北太平洋地区至少超前3个月。
利用1967-2009年的逐月海表温度(Sea Surface Temperature, SST)资料和降水资料,以及经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)和相关分析方法,探讨了亚印太交汇区(Joining Area of Asia and Indian-Pacific Ocean,AIPO)SST的时空分布及其对中国降水的影响。结果表明:海表温度EOF分析第1主分量(即EOF1)的空间分布在整个AIPO区为均一分布,时间系数呈现出明显的年代际变化特征。在年代际尺度上,当AIPO区的SST升高后,北太平洋地区SST开始降低,在11个月后达到最低。 另外,AIPO区的SST升高会使南海季风区和东亚季风区的降水增加,使青藏高原西部降水减少。第2主分量(即EOF2)的空间分布在西太平洋基本与东印度洋(包括南海地区)为反相变化,时间系数呈现出明显的2 a和4~5 a为主的年际振荡周期。当Niño 3.4区SST出现正异常后4个月左右,东印度洋地区有SST正异常,而西太平洋地区有SST负异常。西太平洋地区的SST升高及东印度洋地区的SST降低将导致西北太平洋地区降水增加,东北和华北地区降水减少。而且,AIPO区SST第二模态影响华北和东北的降水要比西北太平洋地区至少超前3个月。
2011, 33(5): 47-53.
摘要:
台风过程期间,风暴潮和海浪是相伴相生的,相互作用的。波致辐射应力对于近岸风暴增、减水起着十分重要的作用,传统的海浪模式计算辐射应力耗时较多,不能满足业务化预报的要求。根据已有波浪辐射应力的理论表达式,经过严密的数学推导,适当的简化处理,提出了一个较为简单的波浪辐射应力表达式,并将其应用到业务化风暴潮数值预报模式中去,通过对两个影响粤西沿海的台风风暴潮过程模拟发现:考虑了波浪辐射应力作用后的风暴潮数值模式不仅物理过程更加完善,而且模式对风暴潮的模拟效果更好。
台风过程期间,风暴潮和海浪是相伴相生的,相互作用的。波致辐射应力对于近岸风暴增、减水起着十分重要的作用,传统的海浪模式计算辐射应力耗时较多,不能满足业务化预报的要求。根据已有波浪辐射应力的理论表达式,经过严密的数学推导,适当的简化处理,提出了一个较为简单的波浪辐射应力表达式,并将其应用到业务化风暴潮数值预报模式中去,通过对两个影响粤西沿海的台风风暴潮过程模拟发现:考虑了波浪辐射应力作用后的风暴潮数值模式不仅物理过程更加完善,而且模式对风暴潮的模拟效果更好。
2011, 33(5): 54-60.
摘要:
在Munk模型和GDEM模型的基础上,提出了一种新的声速剖面结构参数化模型,即分层声速剖面模型(LSSPM)。模型用含9个参数的四层分段函数分别描述混合层、主跃层、深海声道层和深海等温层的声速结构,形式简明、直观。数值实验结果表明,LSSPM模型对声速剖面的拟合可达到较高的精度,且对于中国周边的深海和浅海区域有较好的适用性。
在Munk模型和GDEM模型的基础上,提出了一种新的声速剖面结构参数化模型,即分层声速剖面模型(LSSPM)。模型用含9个参数的四层分段函数分别描述混合层、主跃层、深海声道层和深海等温层的声速结构,形式简明、直观。数值实验结果表明,LSSPM模型对声速剖面的拟合可达到较高的精度,且对于中国周边的深海和浅海区域有较好的适用性。
2011, 33(5): 61-72.
摘要:
重点研究了南黄海西部36°N断面水文、生源要素的四季变化特征,阐明了该断面诸参数四季变化的主控因素,并以此反映和指示了与其相关海域的生态环境特征。结果表明:黄海冷水团及黄海暖流具有季节性演替变化规律;秋季跃层以下水体是一部分夏季冷水团残留水和黄海暖流水的混合水;断面西侧在四季均存在小范围的低盐冷水现象(即青岛冷水团),其位置的季节变动跟黄海冷水团和黄海暖流边界的变化密切相关。水体层化、生物化学作用以及垂向混合过程是影响各生源要素断面分布及其季节变化的主要因素;在秋、冬季,均发现断面西侧低盐冷水附近海域有一营养盐高值区;断面深水区乃至黄海冷水团海域在四季均存在营养盐跃层,其与水文跃层、水体稳定度及生物化学作用密切相关。同时,还提出黄海冷水团海域对营养盐具有"夏储(贮)冬输"作用的观点。
重点研究了南黄海西部36°N断面水文、生源要素的四季变化特征,阐明了该断面诸参数四季变化的主控因素,并以此反映和指示了与其相关海域的生态环境特征。结果表明:黄海冷水团及黄海暖流具有季节性演替变化规律;秋季跃层以下水体是一部分夏季冷水团残留水和黄海暖流水的混合水;断面西侧在四季均存在小范围的低盐冷水现象(即青岛冷水团),其位置的季节变动跟黄海冷水团和黄海暖流边界的变化密切相关。水体层化、生物化学作用以及垂向混合过程是影响各生源要素断面分布及其季节变化的主要因素;在秋、冬季,均发现断面西侧低盐冷水附近海域有一营养盐高值区;断面深水区乃至黄海冷水团海域在四季均存在营养盐跃层,其与水文跃层、水体稳定度及生物化学作用密切相关。同时,还提出黄海冷水团海域对营养盐具有"夏储(贮)冬输"作用的观点。
2011, 33(5): 73-82.
摘要:
根据2005年夏季航次观测的沉积物中总有机碳(TOC)、无机碳(CaCO3) 、总氮(TN)、悬浮体颗粒有机碳(POC)、沉积物粒度数据得出,台湾海峡西部表层沉积物TOC质量分数的范围为0.01~1.79,平均值为0.37±0.24,略高于20多年前台湾海峡南部海区,而低于台湾海峡中、北部海区;TOC的质量分数湾内比湾外高,近岸比远岸高,且由北向南呈斑状分布的特征。CaCO3质量分数变化于0.11~23.00之间,其质量分数呈明显斑状分布,高值区主要分布在湾外的海域。表层沉积物C/N比值范围为6.70~27.54,平均值为10.12,表明有机质来源的混合性。TOC与TN间的本底关系极为密切。表层沉积物中TOC与粒径大小呈显著的幂数关系,粒径的差异对TOC的含量影响明显,而粒级不是CaCO3含量分布的制约因子。台湾海峡南部上升流区及附近海域沉积物TOC与上层初级生产力分布并不耦合。台湾海峡西部每年埋藏于沉积物中的碳的通量为105 tC。河流陆源输入、北向的沿岸流、南澳-东山外上升流以及平潭岛附近上升流对沉积物中碳的埋藏有重要影响。
根据2005年夏季航次观测的沉积物中总有机碳(TOC)、无机碳(CaCO3) 、总氮(TN)、悬浮体颗粒有机碳(POC)、沉积物粒度数据得出,台湾海峡西部表层沉积物TOC质量分数的范围为0.01~1.79,平均值为0.37±0.24,略高于20多年前台湾海峡南部海区,而低于台湾海峡中、北部海区;TOC的质量分数湾内比湾外高,近岸比远岸高,且由北向南呈斑状分布的特征。CaCO3质量分数变化于0.11~23.00之间,其质量分数呈明显斑状分布,高值区主要分布在湾外的海域。表层沉积物C/N比值范围为6.70~27.54,平均值为10.12,表明有机质来源的混合性。TOC与TN间的本底关系极为密切。表层沉积物中TOC与粒径大小呈显著的幂数关系,粒径的差异对TOC的含量影响明显,而粒级不是CaCO3含量分布的制约因子。台湾海峡南部上升流区及附近海域沉积物TOC与上层初级生产力分布并不耦合。台湾海峡西部每年埋藏于沉积物中的碳的通量为105 tC。河流陆源输入、北向的沿岸流、南澳-东山外上升流以及平潭岛附近上升流对沉积物中碳的埋藏有重要影响。
2011, 33(5): 83-90.
摘要:
分析了浙江南部近海(东海陆架泥质区)沉积物柱状样中游离态和碱不稳定结合态脂类生物标志物的组成。沉积物中的脂肪酸呈现以C16脂肪酸为主峰的单峰形分布趋势,具明显偶碳优势,除表层沉积物中脂肪酸以游离态为主外,结合态为柱状样中脂肪酸的主要存在形态,脂肪酸的垂直分布主要由降解作用控制;以甾醇和脂肪醇为主体的醇酮组分主要以游离态形式存在于沉积物中,但植醇主要分布于结合态中,降解作用同样是决定醇酮组分垂直分布的主要因素,只是对于烯酮来说,东海水体的富营养化很可能也极大影响了其垂直分布,另外在1950-1969年左右的沉积物中,多种脂类物质的含量出现异常,经分析这很可能反映了1954年长江特大洪水和1969年长江中下游洪水对当时东海上层水体生态系统的影响;烷烃呈现以C29,C31和C17烷烃为主峰的双峰形分布趋势,游离态为烷烃的主要存在形式,且UCM(不可分辨成分)峰仅出现在游离态烷烃组分的气相色谱图中。
分析了浙江南部近海(东海陆架泥质区)沉积物柱状样中游离态和碱不稳定结合态脂类生物标志物的组成。沉积物中的脂肪酸呈现以C16脂肪酸为主峰的单峰形分布趋势,具明显偶碳优势,除表层沉积物中脂肪酸以游离态为主外,结合态为柱状样中脂肪酸的主要存在形态,脂肪酸的垂直分布主要由降解作用控制;以甾醇和脂肪醇为主体的醇酮组分主要以游离态形式存在于沉积物中,但植醇主要分布于结合态中,降解作用同样是决定醇酮组分垂直分布的主要因素,只是对于烯酮来说,东海水体的富营养化很可能也极大影响了其垂直分布,另外在1950-1969年左右的沉积物中,多种脂类物质的含量出现异常,经分析这很可能反映了1954年长江特大洪水和1969年长江中下游洪水对当时东海上层水体生态系统的影响;烷烃呈现以C29,C31和C17烷烃为主峰的双峰形分布趋势,游离态为烷烃的主要存在形式,且UCM(不可分辨成分)峰仅出现在游离态烷烃组分的气相色谱图中。
2011, 33(5): 91-96.
摘要:
马里亚纳弧前的橄榄岩被认为是SSZ型蛇绿岩的现代等同物,记录了弧下地幔与俯冲流体的交代反应,其中的角闪石被认为是俯冲流体交代的产物。电子探针的数据表明角闪石主要包括透闪石和镁闪石两种,其中前者具有低的钠含量,后者则具有明显高的钠、铝含量,但Mg#较低。角闪石的组成反映了俯冲流体具有高硅、钙、铝、钠等元素的特征。形成成分不同的角闪石的原因可能是交代流体的来源深度不同,来源较浅的流体可能具有贫铝、钠而富硅、钙的特点,而与橄榄岩交代形成镁角闪石的流体的来源可能更深,具有富铝、钠的特征。
马里亚纳弧前的橄榄岩被认为是SSZ型蛇绿岩的现代等同物,记录了弧下地幔与俯冲流体的交代反应,其中的角闪石被认为是俯冲流体交代的产物。电子探针的数据表明角闪石主要包括透闪石和镁闪石两种,其中前者具有低的钠含量,后者则具有明显高的钠、铝含量,但Mg#较低。角闪石的组成反映了俯冲流体具有高硅、钙、铝、钠等元素的特征。形成成分不同的角闪石的原因可能是交代流体的来源深度不同,来源较浅的流体可能具有贫铝、钠而富硅、钙的特点,而与橄榄岩交代形成镁角闪石的流体的来源可能更深,具有富铝、钠的特征。
2011, 33(5): 97-103.
摘要:
"粒径趋势分析"的基本思想是利用沉积物粒度参数的空间变化(粒径趋势)来反推沉积物输运路径。依据"动力组分"思想,通过建立一个一维的悬浮沉积物输运模型来正演沉积物输运方向上的表层沉积物粒度分布和粒径趋势,探讨水动力能量沿程衰减和沿程增强两种不同情形下的粒径趋势特征。研究表明:粒径趋势形成的直接原因是沉积物中不同"动力组分"的混合比在净输运方向上的一定距离内单调变化。在沉积物净输运方向上,当水动力能量沿程衰减时可以先后出现两种粒径趋势类型,水动力能量沿程增强时最多可先后出现三种粒径趋势类型。水动力能量的沿程变化速度对于粒径趋势的转换有重要影响,变化速度越快,则粒径趋势类型完成转换时的距离越短。和分选系数相比,峰度值有着相同的变化趋势且对混合比的变化更为敏感。
"粒径趋势分析"的基本思想是利用沉积物粒度参数的空间变化(粒径趋势)来反推沉积物输运路径。依据"动力组分"思想,通过建立一个一维的悬浮沉积物输运模型来正演沉积物输运方向上的表层沉积物粒度分布和粒径趋势,探讨水动力能量沿程衰减和沿程增强两种不同情形下的粒径趋势特征。研究表明:粒径趋势形成的直接原因是沉积物中不同"动力组分"的混合比在净输运方向上的一定距离内单调变化。在沉积物净输运方向上,当水动力能量沿程衰减时可以先后出现两种粒径趋势类型,水动力能量沿程增强时最多可先后出现三种粒径趋势类型。水动力能量的沿程变化速度对于粒径趋势的转换有重要影响,变化速度越快,则粒径趋势类型完成转换时的距离越短。和分选系数相比,峰度值有着相同的变化趋势且对混合比的变化更为敏感。
2011, 33(5): 104-114.
摘要:
综合分析鲸类32个物种的线粒体基因组全序列,全面揭示了鲸类线粒体基因组的基本特征、蛋白质编码基因、选择压力和差异位点等。鲸类线粒体基因组均编码后生动物标准的37个基因。绝大多数鲸类线粒体基因组的基因排列顺序完全相同,而且与脊椎动物线粒体基因组的典型排列一致。4个类群(真露脊鲸属、须鲸属、原海豚属和宽吻海豚属)线粒体基因组的13个蛋白质编码基因的Ka/Ks比值介于0和0.587 7之间,均低于1,显示为纯化(负)选择。其中,cox3基因的Ka/Ks均值最低,其次为 cox1,cox2 和cob基因,说明这些基因承受较强的选择压力和功能束缚;而nad6基因的Ka/Ks均值最高,其次为atp8, nad2和atp6 基因,说明这些基因的选择压力较弱。从32种鲸类物种间和属内(真露脊鲸属、须鲸属、原海豚属和宽吻海豚属)线粒体基因组主编码基因(13个蛋白质编码基因和2个核糖体RNA基因)和D-loop区的变异位点分析显示,在鲸类群体遗传的研究中, nad5,nad4和nad2 基因是理想的分子标记,可以作为 cox1 基因辅助的分子标记,用于分析鲸类不同群体之间的遗传多样性,为其生物多样性的保护及其生物资源的合理利用提供参考。
综合分析鲸类32个物种的线粒体基因组全序列,全面揭示了鲸类线粒体基因组的基本特征、蛋白质编码基因、选择压力和差异位点等。鲸类线粒体基因组均编码后生动物标准的37个基因。绝大多数鲸类线粒体基因组的基因排列顺序完全相同,而且与脊椎动物线粒体基因组的典型排列一致。4个类群(真露脊鲸属、须鲸属、原海豚属和宽吻海豚属)线粒体基因组的13个蛋白质编码基因的Ka/Ks比值介于0和0.587 7之间,均低于1,显示为纯化(负)选择。其中,cox3基因的Ka/Ks均值最低,其次为 cox1,cox2 和cob基因,说明这些基因承受较强的选择压力和功能束缚;而nad6基因的Ka/Ks均值最高,其次为atp8, nad2和atp6 基因,说明这些基因的选择压力较弱。从32种鲸类物种间和属内(真露脊鲸属、须鲸属、原海豚属和宽吻海豚属)线粒体基因组主编码基因(13个蛋白质编码基因和2个核糖体RNA基因)和D-loop区的变异位点分析显示,在鲸类群体遗传的研究中, nad5,nad4和nad2 基因是理想的分子标记,可以作为 cox1 基因辅助的分子标记,用于分析鲸类不同群体之间的遗传多样性,为其生物多样性的保护及其生物资源的合理利用提供参考。
2011, 33(5): 115-123.
摘要:
比较分析了条石鲷和斑石鲷线粒体基因组COI、Cyt b基因以及D-loop片段总长度为1 948 bp的核苷酸序列,探讨了条石鲷和斑石鲷的遗传分化程度。两种间共检测到314个多态位点,蛋白质编码基因上的核苷酸替代主要是发生在密码子第3位点上的同义替换。核苷酸组成分析结果表明:三个目的片段的鸟嘌呤(G)含量普遍较低,在两个蛋白质编码基因密码子第3位点上表现得尤为明显。基于线粒体COI,Cyt b 基因和D-loop片段序列分析结果显示条石鲷和斑石鲷间平均遗传距离分别为0.097,0.080和0.172,属于属内种间差异水平。两种石鲷科鱼类在线粒体基因组不同片段上存在明显的遗传差异,核苷酸替代速率由大到小依次为D-loop>COI>Cyt b。与以往的研究不同,条石鲷和斑石鲷线粒体COI基因片段上的核苷酸替代速率明显的高于Cyt b基因片段,呈现出较快的进化速率。基于Cyt b和ND5两个基因片段序列的分析结果表明:条石鲷和斑石鲷的分歧时间约为385万~530万a,分化事件发生于上新世早期(Early Pliocene)。
比较分析了条石鲷和斑石鲷线粒体基因组COI、Cyt b基因以及D-loop片段总长度为1 948 bp的核苷酸序列,探讨了条石鲷和斑石鲷的遗传分化程度。两种间共检测到314个多态位点,蛋白质编码基因上的核苷酸替代主要是发生在密码子第3位点上的同义替换。核苷酸组成分析结果表明:三个目的片段的鸟嘌呤(G)含量普遍较低,在两个蛋白质编码基因密码子第3位点上表现得尤为明显。基于线粒体COI,Cyt b 基因和D-loop片段序列分析结果显示条石鲷和斑石鲷间平均遗传距离分别为0.097,0.080和0.172,属于属内种间差异水平。两种石鲷科鱼类在线粒体基因组不同片段上存在明显的遗传差异,核苷酸替代速率由大到小依次为D-loop>COI>Cyt b。与以往的研究不同,条石鲷和斑石鲷线粒体COI基因片段上的核苷酸替代速率明显的高于Cyt b基因片段,呈现出较快的进化速率。基于Cyt b和ND5两个基因片段序列的分析结果表明:条石鲷和斑石鲷的分歧时间约为385万~530万a,分化事件发生于上新世早期(Early Pliocene)。
2011, 33(5): 124-132.
摘要:
对我国沿海天津厚蟹6个群体、侧足厚蟹4个群体、伍氏仿厚蟹2个群体和日本仿厚蟹1个群体的线粒体16S rRNA基因片段进行了序列测定;结合从GenBank下载的其他厚蟹序列,分析了厚蟹分子系统发育关系。除天津厚蟹丹东群体的2个个体16S rRNA基因片段长度为526 bp外,其他天津厚蟹和侧足厚蟹均为525 bp;除日照群体和丹东群体外,其他每个群体的个体之间没有序列差异,天津厚蟹和侧足厚蟹共有5个单倍型。伍氏仿厚蟹16S rRNA基因片段长度均为525 bp,群体、个体之间均无序列差异。日本仿厚蟹16S rRNA基因片段长度均为523 bp,个体之间无序列差异。其A,T,G, C含量只有略微的差异,A+T含量(72.3%~73.7%)明显高于G+C含量。4种厚蟹所有序列比对,在526 bp序列上共有变异位点36处和4处插入/缺失,其中简约信息位点26处,转换/颠换的平均值为2.8。在5个单倍型中,侧足厚蟹泉州、宁波群体的6个个体与天津厚蟹宁波、日照群体的4个个体的序列都相同,共享1个单倍型;而且5个单倍型之间的遗传距离很小,仅为0.19%~1.15%,表明二者为同一物种的不同形态类型。采用NJ法, ML法和MP法构建的厚蟹/张口蟹复合群系统进化树的拓扑结构基本一致。结果显示,天津厚蟹和侧足厚蟹的10个群体的5个单倍型和台湾厚蟹首先聚到一起,形成侧足厚蟹复合体后,再与三齿厚蟹聚为一支;日本仿厚蟹与德氏仿厚蟹先聚在一起,然后再与伍氏仿厚蟹聚为一支;均得到99%置信度的支持,表明厚蟹属蟹类和仿厚蟹属蟹类均为单系,支持将厚蟹亚属和仿厚蟹亚属分别提升为属。分子数据及系统树的拓扑结构亦支持将假厚蟹亚属和拟厚蟹亚属分别提升为属,以及形态学上将厚蟹/张口蟹复合群分为7个属的结论。
对我国沿海天津厚蟹6个群体、侧足厚蟹4个群体、伍氏仿厚蟹2个群体和日本仿厚蟹1个群体的线粒体16S rRNA基因片段进行了序列测定;结合从GenBank下载的其他厚蟹序列,分析了厚蟹分子系统发育关系。除天津厚蟹丹东群体的2个个体16S rRNA基因片段长度为526 bp外,其他天津厚蟹和侧足厚蟹均为525 bp;除日照群体和丹东群体外,其他每个群体的个体之间没有序列差异,天津厚蟹和侧足厚蟹共有5个单倍型。伍氏仿厚蟹16S rRNA基因片段长度均为525 bp,群体、个体之间均无序列差异。日本仿厚蟹16S rRNA基因片段长度均为523 bp,个体之间无序列差异。其A,T,G, C含量只有略微的差异,A+T含量(72.3%~73.7%)明显高于G+C含量。4种厚蟹所有序列比对,在526 bp序列上共有变异位点36处和4处插入/缺失,其中简约信息位点26处,转换/颠换的平均值为2.8。在5个单倍型中,侧足厚蟹泉州、宁波群体的6个个体与天津厚蟹宁波、日照群体的4个个体的序列都相同,共享1个单倍型;而且5个单倍型之间的遗传距离很小,仅为0.19%~1.15%,表明二者为同一物种的不同形态类型。采用NJ法, ML法和MP法构建的厚蟹/张口蟹复合群系统进化树的拓扑结构基本一致。结果显示,天津厚蟹和侧足厚蟹的10个群体的5个单倍型和台湾厚蟹首先聚到一起,形成侧足厚蟹复合体后,再与三齿厚蟹聚为一支;日本仿厚蟹与德氏仿厚蟹先聚在一起,然后再与伍氏仿厚蟹聚为一支;均得到99%置信度的支持,表明厚蟹属蟹类和仿厚蟹属蟹类均为单系,支持将厚蟹亚属和仿厚蟹亚属分别提升为属。分子数据及系统树的拓扑结构亦支持将假厚蟹亚属和拟厚蟹亚属分别提升为属,以及形态学上将厚蟹/张口蟹复合群分为7个属的结论。
2011, 33(5): 133-138.
摘要:
深海热液口厌氧古菌Thermococcus siculi HJ21中的高温淀粉普鲁兰酶进行分子进化树系分析,并在大肠杆菌中通过pMal-c2x载体表达并纯化其N端催化结构域。通过融合表达,在N端催化结构域的N端融合有麦芽糖结合蛋白MalE。对该融合蛋白的α-淀粉酶和普鲁兰酶活性进行了实验分析。融合蛋白的两种酶活的最适温度均为100 ℃,淀粉酶和普鲁兰酶活性的最适pH值分别为5和6,比活力分别为6.5和11.5 U/mg。结果表明,高温淀粉普鲁兰酶的α-淀粉酶活性相对较弱,其C端578个氨基酸构成的区域非两种酶活性所必需的结构。本研究中获得的高温淀粉普鲁兰酶融合蛋白在工业酶法制糖中可以进一步和高温α-淀粉酶配合使用。
深海热液口厌氧古菌Thermococcus siculi HJ21中的高温淀粉普鲁兰酶进行分子进化树系分析,并在大肠杆菌中通过pMal-c2x载体表达并纯化其N端催化结构域。通过融合表达,在N端催化结构域的N端融合有麦芽糖结合蛋白MalE。对该融合蛋白的α-淀粉酶和普鲁兰酶活性进行了实验分析。融合蛋白的两种酶活的最适温度均为100 ℃,淀粉酶和普鲁兰酶活性的最适pH值分别为5和6,比活力分别为6.5和11.5 U/mg。结果表明,高温淀粉普鲁兰酶的α-淀粉酶活性相对较弱,其C端578个氨基酸构成的区域非两种酶活性所必需的结构。本研究中获得的高温淀粉普鲁兰酶融合蛋白在工业酶法制糖中可以进一步和高温α-淀粉酶配合使用。
2011, 33(5): 139-145.
摘要:
通过对南海北部和中部两套时间序列沉积物捕获器中的颗粒物样品进行硅藻分析,揭示了南海北部和中部硅藻通量的季节变化规律及其区域差异和各自对东亚季风气候的响应。研究表明在南海北部和中部海域,硅藻通量可以在一定程度上指示海洋初级生产力水平,其中南海北部硅藻通量明显低于中部,这可能与北部颗粒物样品采集期间发生的El Niño事件有关;南海北部和中部硅藻通量均存在明显的季节性变化规律,其中东亚冬季风对南海北部海域硅藻的生长有着显著影响,而南海中部则受夏季西南季风的影响更为强烈;南海北部深层硅藻通量高于浅层,这表明南海北部可能存在较强的深层流作用。
通过对南海北部和中部两套时间序列沉积物捕获器中的颗粒物样品进行硅藻分析,揭示了南海北部和中部硅藻通量的季节变化规律及其区域差异和各自对东亚季风气候的响应。研究表明在南海北部和中部海域,硅藻通量可以在一定程度上指示海洋初级生产力水平,其中南海北部硅藻通量明显低于中部,这可能与北部颗粒物样品采集期间发生的El Niño事件有关;南海北部和中部硅藻通量均存在明显的季节性变化规律,其中东亚冬季风对南海北部海域硅藻的生长有着显著影响,而南海中部则受夏季西南季风的影响更为强烈;南海北部深层硅藻通量高于浅层,这表明南海北部可能存在较强的深层流作用。
2011, 33(5): 146-151.
摘要:
阳光紫外(UV)辐射影响浮游植物光合固碳,且不同波长UV辐射的生理效应不一。本文以夏季南海近岸海域浮游植物为研究对象,采用生物加权函数(Biological weighting function,BWF,亦被称为UV辐射作用光谱)的研究方法,探讨了不同波长UV辐射对浮游植物群落光合固碳的作用。结果表明,在只有可见光情况下的光合固碳速率最高,实验期间平均为10.86 μg/(μg·h),当暴露于含UV辐射的阳光下,光合固碳速率明显下降,且接受的辐射波长越短,固碳量越低;在全波段阳光辐射下培养的最低,每小时平均为6.51 μg,此时UVR的相对抑制率约为40%。同时BWF显示不同波长的紫外辐射抑制能力不一,波长越短抑制能力越强,UV-B最短波长(280 nm)的单位光能抑制率为UV-A(＞320 nm)的100万倍以上。
阳光紫外(UV)辐射影响浮游植物光合固碳,且不同波长UV辐射的生理效应不一。本文以夏季南海近岸海域浮游植物为研究对象,采用生物加权函数(Biological weighting function,BWF,亦被称为UV辐射作用光谱)的研究方法,探讨了不同波长UV辐射对浮游植物群落光合固碳的作用。结果表明,在只有可见光情况下的光合固碳速率最高,实验期间平均为10.86 μg/(μg·h),当暴露于含UV辐射的阳光下,光合固碳速率明显下降,且接受的辐射波长越短,固碳量越低;在全波段阳光辐射下培养的最低,每小时平均为6.51 μg,此时UVR的相对抑制率约为40%。同时BWF显示不同波长的紫外辐射抑制能力不一,波长越短抑制能力越强,UV-B最短波长(280 nm)的单位光能抑制率为UV-A(＞320 nm)的100万倍以上。
2011, 33(5): 152-162.
摘要:
文章对粉沙质海岸的泥沙运动特性进行了系统、全面的研究。从5个方面进行了论述:粉沙质海岸的界定、泥沙基本水力特性、泥沙运移型态、航道骤淤的统计特性和航道淤积计算。提出粉沙质海岸的界定应综合考虑泥沙平均中值粒径、黏土含量和泥沙粒径分选性三方面因素;泥沙基本水力特性是起动流速小、沉降速度大、沉积密实快,泥沙运动十分活跃;泥沙运移型态有悬移质、推移质和底部高浓度含沙水体层,因此航道淤积计算中应采用三层淤积模式;提出大风骤淤概率统计分析方法,建立了大风骤淤与有效风能之间关系,可进行大风骤淤的预报。
文章对粉沙质海岸的泥沙运动特性进行了系统、全面的研究。从5个方面进行了论述:粉沙质海岸的界定、泥沙基本水力特性、泥沙运移型态、航道骤淤的统计特性和航道淤积计算。提出粉沙质海岸的界定应综合考虑泥沙平均中值粒径、黏土含量和泥沙粒径分选性三方面因素;泥沙基本水力特性是起动流速小、沉降速度大、沉积密实快,泥沙运动十分活跃;泥沙运移型态有悬移质、推移质和底部高浓度含沙水体层,因此航道淤积计算中应采用三层淤积模式;提出大风骤淤概率统计分析方法,建立了大风骤淤与有效风能之间关系,可进行大风骤淤的预报。
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