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2019年  第41卷  第12期

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2019年41卷12期目录
2019, 41(12): .
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2019年41卷12期封面
2019, 41(12): .
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《海洋学报》第41卷(2019年)文章索引
2019, 41(12): .
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2019, 41(12): .
摘要:
海洋化学
长江河口及邻近海域表层沉积物中铁溶解和磷释放活性的动力学表征
肖丽, 王迪, 马伟伟, 李文君, 李铁, 朱茂旭
2019, 41(12): 1-13. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.001
摘要:
运用溶解动力学实验及活性连续体模型表征了长江河口至东海邻近海域表层沉积物中铁(Fe)和磷(P)的活性。通过动力学数据拟合得到了活性组分的理论含量m0和表观速率常数k。结果表明,Fe(Ⅱ)普遍存在于表层沉积物中,这应是高活性有机络合态Fe(Ⅲ)絮凝/沉淀到沉积物中后快速还原的结果。沉积物中黏土及总有机碳(TOC)含量对Fe(Ⅱ)的m0及其k值起重要控制作用。从长江河口至邻近海域沉积物中Fe(Ⅱ)均以FeCO3形态为主,FeCO3的溶解及与之相结合磷(主要为交换态P和自生P)的释放导致Fe(Ⅱ)和P具有相似的溶解动力学特征。与吸附于Fe(Ⅱ)矿物相的P相比,与Fe(Ⅱ)矿物相共沉淀的P的m0较高,但k较低。与TOC含量较低的粗粒沉积物中的Fe(Ⅲ)相比,TOC含量较高的细粒沉积物中Fe(Ⅲ)的m0值较小,但k值较大。以上特征是Fe不同的氧化还原过程导致的。Fe(Ⅲ)氧化物的含量(m0)和活性(k)总体上控制着与之相结合P的含量(m0)及溶解活性(k)。虽然传统活性Fe形态分析未能揭示出长江河口沉积物中活性Fe的富集作用,但溶解动力学表征结果表明,Fe的絮凝/沉淀导致河口沉积物中活性Fe的明显富集,且该过程主要发生在盐度明显增加的低盐度河口区。
夏季南黄海颗粒氮同位素分布特征及影响因素研究
晏茂军, 董书航, 钟晓松, 宁晓燕, 辛宇
2019, 41(12): 14-25. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.002
摘要:
黄海是人类活动影响显著的半封闭陆架边缘海,在夏季存在特征鲜明的冷水团结构。为研究南黄海颗粒态氮的循环转化过程,本文通过分析2016年夏季南黄海水体颗粒物和表层沉积物的碳、氮含量及同位素,探讨南黄海近岸海域和冷水团海域颗粒物和表层沉积物氮含量、同位素的分布差异和影响因素。近岸海域颗粒氮(Particulate Nitrogen,PN)呈现出含量较高、氮同位素值(δ15NPN)垂向差异较小、沉积物总氮(Total Nitrogen,TN)含量较低且氮同位素值(δ15NTN)偏负的分布特征;冷水团海域PN呈现出含量低、δ15NPN垂向差异显著、沉积物TN含量高且δ15NTN偏正的分布特征。通过海底边界剪切应力模拟、环境因子分析并结合颗粒物与沉积物δ15N示踪分析,发现南黄海海域颗粒态氮及同位素分布主要受到水体/底边界动力过程影响,陆源输入和矿化过程亦共同参与调控。
乳山湾外邻近海域氮和磷的分布与收支过程研究
臧家业, 赵晨英, 刘军, 张爱军, 尹训强, 刘季花, 王昊, 王以斌, 冉祥滨
2019, 41(12): 26-38. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.003
摘要:
基于2009年6–9月,2014年5月,2014年7–8月在乳山湾外邻近海域的综合调查资料,分析了该开放海域水体与沉积物中氮、磷营养盐的组成和分布,并在潮汐潮流数值模式计算水通量的基础上分析了近岸开放区域无机氮(DIN)和无机磷(DIP)的循环与收支的主要过程,量化了潮汐潮流、初级生产的消耗与转化、底界面过程与内部循环等过程对氮和磷营养盐循环与收支的影响。结果表明,夏季乳山湾外邻近海域水体DIN和DIP的浓度与分布受陆源输入和潮汐潮流的共同影响,高值均出现在湾口区域;沉积物-水界面存在DIN和DIP从沉积物向上覆水释放的现象,使得底层水体的氮、磷营养盐浓度高于表层水体。氮的收支表明,研究海域水体内部循环过程是初级生产所需DIN的主要来源,占初级生产总消耗量的86%,其次是水交换作用(11%),底界面扩散对初级生产的贡献相对较小(3%);水体DIN的移出主要是通过埋藏、向外海的输送和水体反硝化作用,其比例分别为80%、16%和4%。磷的收支显示,研究海域水体内部循环过程贡献了初级生产所需DIP的91%,其次是水交换作用(9%),底界面扩散对初级生产的贡献小于1%;水体DIP支出主要是通过沉积埋藏和向外海的输送,其比例分别为67%和33%。研究结果表明内部循环过程是近海水体氮和磷获得补充的主要途径,不过外部来源的氮、磷营养盐结构与系统内部具有显著的差异,且系统内磷的埋藏效率要高于氮,其必将对乳山湾外邻近海域营养盐结构和初级生产产生长远的影响。
渤海沉积物重金属环境质量评价及其影响因素
朱爱美, 张辉, 崔菁菁, 胡宁静, 刘季花
2019, 41(12): 134-144. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.013
摘要:
基于渤海404个站位的沉积物重金属元素含量与分布特征,通过潜在生态风险、地累积指数等指标定量评价了沉积物中重金属的环境质量,利用富集因子和主成分分析法,对影响渤海表层沉积物中重金属元素分布特征的影响因素进行了分析。研究结果显示,渤海湾重金属元素平均含量最高,渤海海峡最低;渤海Cd具有强潜在生态风险,Hg具有中等−强潜在生态风险,总潜在生态风险程度为中等;Cr和Ni的少量站位超过毒性阈值上限,其余重金属污染物含量均低于毒性阈值下限,表明渤海发生沉积物重金属的毒性污染的概率很低。沉积物中粒度效应控制的重金属元素含量对渤海表层沉积物中的重金属元素的分布具有主要影响,人类活动所造成的污染主要是Cd,主要分布于辽东湾的锦州湾和复州湾,其次通过河流进入海洋的Hg对黄河三角洲及莱州湾有重要影响,亟需引起注意。
夏季黄海不同水团溶解有机物分布特征
王艺超, 刘小艳, 宋贵生, XieHuixiang
2019, 41(12): 145-155. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.014
摘要:
依据2017年8—9月对黄海海域溶解有机物(DOM)的调查,探讨了夏季黄海海水中溶解有机碳(DOC)和有色溶解有机物(CDOM)的空间分布特征。在表层海水中,受陆源影响较大的近岸海域CDOM含量相对较高,北黄海冷水团区域由于水产养殖的饵料引起DOC浓度升高,且该部分DOC以无色为主。DOC浓度随深度逐渐降低,而CDOM逐渐升高,该特征在冷水团区域更为显著,因此DOC和CDOM在冷水团区域的表底差异远大于浅水区的非冷水团区域。陆源输入和初级生产是引起表层DOC升高的主要原因,而光漂白则引起CDOM降低,同时光漂白还导致表层水体中CDOM分子量和芳香性低于底层。底层溶解氧饱和度在冷水团为80%~93%,均表现为弱不饱和状态。层化不仅阻碍了O2向底层水体输送,还抑制了DOC和CDOM的垂向混合,这是引起冷水团区域表底层DOC和CDOM差异较大的主要原因。
海洋地质
深海多金属硫化物瞬变电磁激电效应初探
李泽, 陶春辉, 朱忠民, 邓显明
2019, 41(12): 39-50. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.004
摘要:
瞬变电磁法是深海多金属硫化物勘探的有效手段。海底多金属硫化物中高品位的金属组分会引起极强的激电效应,且对瞬变电磁响应产生显著影响。本文通过实验室测量和数值模拟对深海多金属硫化物的激电效应进行了探讨和分析。首先对西南印度洋中脊热液区的岩矿石样品进行了较为系统的电性测试,典型硫化物的复电阻率在频率域有最大达160 mrad相位移动,时间域与频率域的测量结果表明,极化率参数可以很好地区分硫化矿物与围岩。利用Cole-Cole模型对实测复电阻率进行解释,得到复电阻率的特征参数,分析各参数与块状硫化物组分和结构的关系,并根据极化率参数对典型硫化物进行了分类。将典型硫化物的激电参数用于计算层状介质的瞬变电磁响应,计算结果表明,在海底多金属硫化物矿床瞬变电磁法响应的最佳观测时窗内可同时观测到激电效应的影响。虽然在采集时窗晚期瞬变响应发生畸变,但在信号接收早期,激电效应能有效增强瞬变电磁法对深海多金属硫化物的探测能力,为瞬变电磁实测数据提供解释依据。
中印度洋洋盆GC11岩心富稀土深海沉积的元素地球化学特征
张霄宇, 黄牧, 石学法, 黄大松
2019, 41(12): 51-61. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.005
摘要:
对中印度洋洋盆的沉积GC11岩心开展了主量元素、微量元素和稀土元素分析研究,根据主微量元素相关性特征、稀土元素富集程度以及澳大利亚后太古代平均页岩归一化模式特征,初步探讨了GC11岩心的沉积地球化学特征,以及影响稀土元素富集的可能因素。研究表明,GC11岩心稀土元素总量在400.64×10−6~742.74×10−6,平均值为658.41×10−6,略低于邻近海域的GC02岩心,与沃顿海盆DSDP213岩心中含沸石型深海粘土层位中的稀土元素含量相当。δCe负异常明显,(La/Yb)N为0.42,显示重稀土相对富集的特点。稀土元素与P2O5呈显著正相关性,CaO/P2O5的平均值为2.3,表明生物钙磷灰石可能是稀土元素的主要载体矿物,而铁锰水合物可能对富集稀土元素有一定的促进作用,但影响不大;GC11岩心中δCe负异常程度远低于GC02岩心,略低于DSDP213岩心,中稀土富集特征与GC02和DSDP213岩心基本一致。不同程度陆源物质的混入可能是导致以上不同岩心中稀土元素富集程度和分馏特征的主要原因。
渤海湾表层海水中浮游细菌群落随离岸距离的分布特征及其影响因素
赵维, 王敬敬, 徐松, 李晴晴, 杨榕, 张小霞, 黄志勇
2019, 41(12): 156-171. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.015
摘要:
为研究渤海湾近岸污染对远近岸海域微生态的影响,利用高通量测序技术,对渤海湾不同离岸距离的6个站位采集表层海水,进行浮游细菌群落结构分析,结合环境、空间因素探究影响其变化的主要因素。结果表明:研究区域存在环境因子的梯度变化,如氮营养盐在近岸高于远岸;细菌α-多样性在不同站位间差异不显著,但仍显示在近岸相对较高;细菌群落结构随离岸距离变化显著,γ-变形菌和拟杆菌在近岸显著富集,且与氮营养盐的含量有关;蓝细菌在远岸显著富集,且与氨氮、透明度、电导率有关;邻体矩阵主坐标单独解释部分对群落结构变异的贡献率最大(38.1%),说明可能存在尚未测量但具有空间结构的环境变量影响群落空间分布;结合功能预测的结果推测近岸区域的富营养与烃类污染等可能影响群落变化。本文从环境和空间影响两方面探讨了渤海湾不同离岸距离的海域浮游细菌群落结构变化,为研究渤海湾海洋生态及环境保护提供一定的参考。
湛江湾和平水母属2新种(软水母亚纲,锥螅水母目,和平水母科)
张才学, 黄加祺, 孙省利, 赵子科, 刘耀谦
2019, 41(12): 172-176. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.016
摘要:
采自广东湛江湾海域软水母亚纲(Leptomedusae Claus,1877)、锥螅水母目(Conica Broch,1916)、和平水母科(Eirenidae Haeckel, 1879)、和平水母属(Eirene Eschscholtz,1829) 2新种,即大腺和平水母新种(E. macrogonia Huang, Sun et Liu,sp. nov.)和湛江和平水母新种(E. zhanjiangensis Huang, Zhang et Zao, sp. nov.)。其鉴别特征如下:(1)大腺和平水母,新种;伞扁于半球形,胶质中等厚;胃柄基部塔状,胃柄较长,伸出伞腔口外;垂管长度短于口唇,4个发达口唇边缘呈齿状皱褶;生殖腺发达波状弯曲,着生于辐管下伞部,从胃柄基部延伸到伞缘外;19~24条缘触手,5~8个缘疣,触手基部呈球状,无排泄乳突;每2条触手间或触手和缘疣间有1个平衡囊,每个平衡囊有1~2个平衡石;4条辐管,1条环管。(2)湛江和平水母,新种;伞半球形,胶质厚;胃柄基部呈塔形,末端变窄;垂管较长,约等于口唇长度,口唇边缘有齿状皱褶;生殖腺带状,从胃柄基部延伸至近伞缘;缘触手多,70~125条,触手基球有排泄乳突;平衡囊数目约为触手数的1/2;4条辐管,1条环管。
海洋生物
海州湾4种鱼类生长特征的空间异质性
王琨, 张崇良, 王晶, 任一平
2019, 41(12): 62-70. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.006
摘要:
传统的渔业资源评估均假设鱼类的生长参数是匀质的,然而近年来越来越多的研究表明海洋鱼类生长存在空间异质性。为探究海州湾鱼类生长参数的空间异质性现象,本研究分析了2013–2018年海州湾及其邻近海域方氏云鳚(Pholis fangi)、尖海龙(Syngnatus acus)、小黄鱼(Larimichthys polyactis)和赤鼻棱鳀(Thryssa kammalensis)的空间分布,使用电子体长频率分析方法结合Bootstrap重抽样方法估算了这4种鱼类的生长参数及其在深、浅水区域中的差异。结果显示,这4种鱼类生长参数均表现出一定的空间异质性,其中尖海龙和小黄鱼生长参数的空间异质性表现较为明显。这种差异可能是由于空间上的理化条件、群落结构以及物种本身洄游分布的差异而产生的。
基于水温因子的太平洋褶柔鱼冬生群剩余产量模型研究
谢恩阁, 陈新军, 汪金涛, 雷林, 吴洽儿
2019, 41(12): 71-77. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.017
摘要:
水温是影响太平洋褶柔鱼冬生群生长、繁殖、补充的重要因素之一。根据2004–2015年太平洋褶柔鱼冬生群渔业数据和其栖息地环境数据,包括1月产卵场(28°~35°N,125°~130°E)和9月索饵场(31°~38°N,128°~132°E)海表面温度(Sea Surface Temperature,SST),建立了基于SST因子的太平洋褶柔鱼冬生群体的剩余产量模型,分析SST对太平洋褶柔鱼冬生群资源量的影响,对该模型的各项指标进行验证,发现该模型的预测精度较高。结果表明:太平洋褶柔鱼冬生群当年的资源量及渔获量主要受索饵场SST影响,而产卵场SST对其当年渔获量影响不显著。由此建议在今后对产卵场SST因子是否对次年的渔获量及资源量产生影响进行研究,同时渔业管理部门也应根据每年海洋环境状况确定其最大可持续产量,并实时调整管理方案。
基于Tweedie-GAM模型研究海州湾小黄鱼资源丰度与栖息环境的关系
张云雷, 徐宾铎, 张崇良, 任一平, 薛莹
2019, 41(12): 78-89. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.008
摘要:
本研究根据2011年及2013—2016年春季和秋季在海州湾及其邻近海域进行的底拖网调查数据,结合同步采集的底层海水温度、底层海水盐度、水深、底质类型,以及脊腹褐虾(Crangon affinis)、细螯虾(Leptochela gracilis)、鳀(Engraulis japonicus)、赤鼻棱鳀(Thrissa kammalensis)等小黄鱼(Larimichthys polyactis)主要饵料生物的资源丰度数据,采用条件数κ和方差膨胀因子(VIF)度量多重共线性的程度,选取关键环境因子,再应用基于Tweedie分布的广义可加模型(GAM)研究不同季节和不同生长阶段的小黄鱼资源丰度与环境因子的关系。多重共线性的检验表明,所有初始变量之间没有显著的多重共线性,均可作为解释变量代入模型。结果表明:不同季节和生长阶段,影响小黄鱼资源分布的主要因子及其偏差解释率各不相同,各变量所对应的适宜范围也不同。例如:影响春季小黄鱼幼体资源分布的主要因子有底层海水温度、底层海水盐度、水深和脊腹褐虾的分布,其中偏差解释率最大的因子为水深(16.09%);而影响春季成体资源分布的因子为底层海水温度、底层海水盐度、水深及脊腹褐虾和鳀的分布,其中偏差解释率最大的因子为底层海水盐度(13.56%)。本研究表明,海州湾及其邻近海域不同季节和不同生长阶段小黄鱼的资源分布与其自身的生态习性、海洋环境以及饵料生物的分布密切相关。
福建省红树林湿地海洋线虫的优势属及摄食类型
杨培培, 常瑜, 郭玉清, 陈建春
2019, 41(12): 90-102. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.009
摘要:
本文于2012年4月、7月与10月以及2013年1月与4月,对福建省云霄县漳江口、龙海市九龙江口、厦门市凤林湾、泉州市洛阳江口、宁德市湾坞5片红树林湿地的海洋线虫进行采样与优势属及摄食类型研究,主要研究结果如下:采样区域优势度大于等于5%的海洋线虫优势属依次为SabatieriaPtycholaimellusParasphaerolaimusTerschellingiaDaptonemaViscosiaDichromadora,优势度依次为19.82%、7.88%、7.45%、7.26%、6.79%、6.00%和5.25%。在漳江口红树林、九龙江口红树林及洛阳江口红树林均以Sabatieria为第一优势属,优势度分别为27.87%、28.37%和23.40%;凤林红树林以Terschellingia为第一优势属,优势度为18.10%;湾坞红树林以Daptonema为第一优势属,优势度为22.86%。海洋线虫摄食类型数量的季节变化如下,漳江口红树林:1B>2A>2B>1A;九龙江口红树林:1B>2B>2A>1A;凤林红树林:1B>2A>2B>1A;洛阳江口红树林:2B>1B>2A>1A;湾坞红树林:2A>1B>2B>1A。在漳江口红树林、九龙江口红树林和凤林红树林中海洋线虫均以1B型为主导,在湾坞红树林中以2A型为主导,在洛阳江口红树林是2B型为主导,在5个区域内1A型海洋线虫的丰度均为最低。
病毒感染海洋球石藻Emiliania huxleyi的转录组分析
田雪, 蔡伟聪, 苏金净, 吴书燕, 刘静雯
2019, 41(12): 103-112. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.010
摘要:
海洋球石藻Emiliania huxleyi及其特异性裂解病毒E. huxleyi virus (EhVs)在调节海洋碳、硫循环及全球气候变化中起着重要作用,也是开展真核生物病毒–宿主相互作用研究的良好模型系统之一。为了探究病毒感染条件下E. huxleyi基因表达水平的变化,以海洋球石藻E. huxley–BOF 92及其专一性裂解病毒EhV-99B1为研究对象,利用Illumina HiSeq 2000高通量测序技术,分别对E. huxleyi病毒感染组(Exp)和非感染对照组(Con)6 h和45 h的藻细胞样品进行转录组测序分析。共得到32 909条平均长度为1 153 bp的基因。病毒感染6 h和45 h分别得到2 617和5 229个差异表达基因,其中共差异表达基因465个。随机选取10条差异表达基因,采用qRT-PCR进行实验验证,结果证实转录组分析可靠。GO功能注释和KEGG通路富集,发现大量基因与氧化应激反应、脂类代谢、碳水化合物代谢及信号转导等代谢过程相关,其中变化最显著的是谷胱甘肽代谢途径。从病毒感染球石藻转录组中筛选出部分与氧化应激反应相关的基因,其中9个基因显著上调,11个基因显著下调,表明宿主能够通过体内的氧化应激反应响应病毒胁迫。
大连温带海域潮间带底栖海藻固碳和储碳潜力模拟研究
邵魁双, 巩宁, 王立军, 曲翊, 杜念东
2019, 41(12): 113-120. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.011
摘要:
底栖海藻是海洋生态系统中重要的初级生产力,开展其固碳和储碳机制研究,有利于提高对我国海域海洋固碳和储碳潜力的认识。本文基于海区条件的模拟,开展了大连海域潮间带优势海藻的日固碳量、日呼吸量和日有机碳释放量的测定,结合海区生物量的调查,阐述了3个海藻床潮间带海藻固碳和储碳的季节变化规律。结果显示:在海藻固碳能力方面,绿藻类的固碳能力最强,褐藻类次之,红藻类最低。大连海域潮间带海藻的固碳量、储碳量和有机碳释放量在12月至5月处于较高水平,6月至11月较低,平均每个海藻床潮间带区域年固碳量和年有机碳释放量分别为1.72×105 g/a和2.1×104 g/a。潮间带海藻月固碳量是储碳量的1.7倍。
基于初级生产力的海洋生物资源承载力评估—以日照近岸海域为例
刘胜浩, 赵林林, 刘玮, 王波, 张朝晖
2019, 41(12): 121-133. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.012
摘要:
资源环境承载力研究亟待突破承载阈值界定与关键参数率定的技术瓶颈,并建立一套标准化的定量评价关键技术。本研究基于“资源量−消费量”模型,通过调查与实验分析获取特定海区的初级生产力、浮游植物有机碳含量、鱼类营养级等关键参数值,采用营养动态模型和Tait沿岸海域能流模型来估算海洋生物资源总量,然后根据年人均水产品摄入量或年人均蛋白质摄入量来计算该海区海洋生物资源承载力的阈值。根据2016年对日照辖区海域的生态环境状况调查,该海域年平均初级生产力(以C计)为428.22 mg/(m2·d),浮游植物年生产量为918.51万t,鱼类、虾蟹类和头足类的平均营养级分别为3.85、3.92和3.90,利用营养动态模型计算海域渔业资源(鱼类、虾蟹类和头足类)的年生产量为3.89万t;根据Tait沿岸海域能流模型计算日照10 m等深线以内浅海的除去壳重的贝类资源量为5.50万t。按照年人均水产品摄入量为21 kg,计算出日照辖区海域的海洋生物资源承载力总和为192.86万人;按照年人均摄入蛋白质量为30 kg,计算出日照辖区海域的海洋生物资源承载力总和为16.87万人。本文建立了一项具有广泛适用性的海洋生物资源承载力定量评价技术,对科学地开发利用海洋生物资源和建立陆海统筹的资源环境承载力的监测预警机制起到积极的促进作用。