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2019年  第41卷  第8期

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2019年41卷8期目录
2019, 41(8): .
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2019年41卷8期封面
2019, 41(8): .
摘要:
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2019, 41(8): .
摘要:
综述
洋中脊热液羽状流的分布特征及其在多金属硫化物找矿中的指示作用
陈升, 陶春辉, 周建平, 张国堙, 秦华伟, 王渊, 陈栋
2019, 41(8): 1-12. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.001
摘要:
热液羽状流是海底热液活动的重要标志,海底多金属硫化物是热液活动的产物。现阶段洋中脊多金属硫化物勘探工作的第一步是开展热液羽状流的近底探测;综合各类异常信息,实现从发现热液活动喷口到发现矿床的突破。本文以热液羽状流为研究对象,从羽状流的近底探测、扩散机制和分布特征3个方面,概述了最新的研究进展和有待完善的方面,阐述了羽状流在洋中脊多金属硫化物找矿中的指示作用,最后总结性地指出时空连续性、参数多元化将是热液探测的发展趋势,有助于提升对热液羽状流分布特征的认识,将为热液区分布模式的研究提供更加精细的探测资料。
海洋地质
琼东南盆地华光凹陷天然气水合物稳定带厚度的影响因素
刘杰, 杨睿, 邬黛黛, 金光荣, 张辉
2019, 41(8): 13-25. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.002
摘要:
为了探讨琼东南盆地华光凹陷海底天然气水合物稳定带的分布规律,定量研究了静水压力、底水温度、地温梯度和气源组分对水合物稳定带的影响程度。在此基础上,分析了华光凹陷现今甲烷水合物稳定带的厚度分布。最后,综合各因素的历史演化过程,初步探讨了华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带的演化。结果表明:(1)气源组分和海底温度的变化对研究区内水合物稳定带的影响较大;水合物稳定带厚度与海底温度呈良好的线性负相关性。(2)水深超过600 m的海域具备形成天然气水合物的温压条件;超过600 m水深的海域水合物稳定带厚度大部分超过 100 m,其中西北部稳定带的最大厚度超过300 m,是有利的水合物勘探区。(3)华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带厚度经历了快速增厚–窄幅变化–快速减薄和恢复的过程。麻坑群与水合物稳定变化敏感区在空间上具有较好的叠合关系。结合前人的研究成果,推测其形成与天然气水合物的分解释放有关。
海洋生物
应用Catch-MSY模型评估印度洋蓝枪鱼资源
耿喆, 朱江峰, 王扬, 戴小杰
2019, 41(8): 26-35. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.003
摘要:
Catch-MSY模型可仅依靠渔获量数据进行渔业资源评估,在数据缺乏状况下能暂时替代标准资源评估模型。本研究以印度洋蓝枪鱼(Makaira nigricans)为例,根据有、无信息的内禀增长率r和环境容纳量K的先验分布,设立15组情景进行模型灵敏度分析、资源评估和预测。结果表明,参数rK呈强烈的负相关,而最大可持续产量(Maximum Sustainable Yield,MSY)与参数r呈正相关;数据时间序列长度对评估结果影响有限,而模型对起止年渔获量较为敏感。资源状况评估表明,印度洋蓝枪鱼资源生物量状况良好,即B2015/BMSY大于1;而开发状况除其中两种情景外,均为过度捕捞,即F2015/FMSY大于1。资源预测表明,为使未来10年内B/BMSY>1的概率超过50%,需将渔获量缩减至当前渔获量的90%(13.86 kt);考虑到该模型在数据缺乏状况下会更加保守,若将当前渔获量的100%~110%(15.40~16.94 kt)设为管理目标,则未来5年内B/BMSY >1的概率超过50%。
基于GAM的西北太平洋日本鲭资源丰度预测模型建立
武胜男, 陈新军, 刘祝楠
2019, 41(8): 36-42. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.004
摘要:
日本鲭(Scomber japonicus)是西北太平洋重要的鱼类资源之一,科学预测日本鲭的资源丰度有利于其资源的合理开发和利用。本研究依据日本渔业机构提供的1987–2012年日本鲭太平洋群体的资源量数据,结合产卵场和渔场的海洋环境数据以及气候因子,使用广义加性模型对影响日本鲭太平洋群体的海洋环境和气候因子进行分析,筛选出有显著影响的因子并建立该群体的资源量预测模型。结果表明,与该群体资源量有显著关系的影响因子有:北极涛动指数、太平洋年代际振荡指数、渔场海表面高度、渔场海表面盐度和渔场海表面温度。基于赤池信息准则筛选出的4个资源量预测模型分析表明,包含北极涛动指数、渔场海表面高度和渔场海表面温度的模型有较好的预测效果,该模型的验证结果也通过了t检验(P<0.05),可用于日本鲭太平洋群体资源量的预测。
浙江南部近海鱼类分类多样性研究
戴小杰, 杨志金, 田思泉, 高春霞, 戴黎斌
2019, 41(8): 43-51. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.005
摘要:
根据2015年11月至2016年8月浙江南部近海鱼类调查资料,采用纳尔逊分类系统整理鱼类物种组成,通过计算分类阶元包含指数(TINCLi)、分类多样性指数(平均分类差异指数△+和分类差异变异指数∧+)分析浙南近海鱼类的分类多样性。调查结果共记录鱼类182种,分属18目78科130属。TINCLi分析结果显示,浙南近海鱼类种类组成中,其目、科、属所包含的(科、属、种)、(属、种)和(种)的平均数目分别为(4.33、7.22、10.11)、(1.67、2.33)和(1.40)。浙江南部近海鱼类△+值和∧+值分别为62.9和77.0。浙江南部近海鱼类△+值小于高纬度的黄、渤海(66.4)和山东近海(66.1),大于低纬度的南沙群岛(56.6)、西沙群岛(60.2)和东沙群岛(55.2),呈现随着纬度降低鱼类△+值随之降低的规律。通过分析浙江南部近海鱼类的分类多样性,可以为浙江南部近海鱼类资源的可持续开发利用及保护提供重要的参考依据。
鞍带石斑鱼(♀)×蓝身大斑石斑鱼(♂)杂交F1代变态发育和生长特征分析
成美玲, 田永胜, 吴玉萍, 李振通, 张晶晶, 王林娜, 马文辉, 庞尊方, 刘成磊, 孙芳芳, 翟介明
2019, 41(8): 52-62. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.12.007
摘要:
为了深入研究鞍带石斑鱼(Epinephelus lanceolatus) (♀)×蓝身大斑石斑鱼(E. tukula) (♂)杂交F1代的变态发育及生长特征,本研究对杂交组和纯种鞍带石斑鱼胚胎发育时间、受精率、畸形率、孵化率和仔稚幼鱼生长性状(全长、体长、体高、肛前距),以及杂交组卵黄囊和油球吸收过程,第二背鳍棘和腹鳍棘生长和收缩,口径和眼裂的变化等进行了详细的观察描述和统计分析。结果显示,在水温28℃条件下,杂交组和鞍带石斑鱼受精卵分别经21 h 24 min和21 h 32 min完成胚胎发育;杂交F1代受精率、畸形率和孵化率分别是89.09%±0.08%、35.16%±5.05%和62.59%±10.70%,与纯种鞍带石斑鱼无显著性差异。根据卵黄囊、第二背鳍棘、腹鳍棘、鳞片、体色等形态变化,将其胚后变态发育分为前期仔鱼(孵化后0~6 d)、后期仔鱼(孵化后7~34 d)、稚鱼期(孵化后35~46 d)和幼鱼期(孵化后47~86 d),前期仔鱼生长较缓慢,后期仔鱼到幼鱼期生长逐渐加快,86 d时杂交组和对照组体长分别达(60.80±0.50) mm和(51.80±0.47) mm,杂交组生长速度极显著高于对照组(P<0.01)。在胚胎发育时期卵黄囊消耗量为29.45%,油球消耗量为20.75%,卵黄囊在孵化后1 d消耗最快,达58.70%。油球在孵化后3 d消耗最快,达32.08%,孵化后第5 d仔鱼卵黄囊和油球基本吸收完毕。第二背鳍棘、腹鳍棘在孵化后29 d达到最长,分别是(8.15±0.02) mm和(5.80±0.10) mm,至47 d完全退化,变态发育完成。第一天仔鱼眼径为(0.16±0.01) mm,至86 d眼径增大22倍,第四天口裂长为(0.09±0.02) mm,至86 d增大99倍。结果表明,鞍带石斑鱼(♀)×蓝身大斑石斑鱼(♂)杂交F1代胚胎和仔稚幼鱼发育正常,而且杂交F1代与母本相比具有较显著的生长优势,本研究为两种石斑鱼杂交苗种培育、发育研究和品种改良提供了丰富的数据。
基于线粒体COI和16S rRNA基因的中国沿海相手蟹系统发育研究
徐岩, 潘红平, 阎冰, 高霆炜, 吴斌, 杨明柳
2019, 41(8): 63-71. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.006
摘要:
相手蟹科的诸多种类因其形态极其相似成为方蟹总科分类中疑问较多的一个类群。通过对中国沿海相手蟹线粒体COI和16S rRNA基因序列进行分子系统发育分析,结果表明14种相手蟹COI和16S rRNA基因序列之间差异分别为5.7%~14.5%和1.5%~12.1%,均达到了种间差异水平。构建的系统发育树显示,14种相手蟹分别为独立有效物种,但分属于拟相手蟹属和近相手蟹属的4种拟相手蟹和3种近相手蟹,没有分别形成2个独立的支系,而是混合聚成一大支系。而属于螳臂相手蟹属的无齿螳臂相手蟹则首先与属于中相手蟹属的中华中相手蟹聚成一支,再与红螯螳臂相手蟹聚为一大支,表现出与形态分类的不一致。错综复杂的分子系统关系预示着相手蟹类为多系起源,也表明它们之间的种间关系乃至于属间关系尚有诸多问题有待进一步厘定。
基于RDA与GAMs模型的东海近岸海域浮游动物与温盐关系
杨杰青, 史赟荣, 全为民, 王云龙
2019, 41(8): 72-84. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.007
摘要:
为进一步探讨东海近岸海域浮游动物季节演替与温盐的变化关系,根据2013年5月(春季)、8月(夏季)和12月(冬季)东海近岸海域3个航次的浮游动物调查资料,利用冗余分析模型分析了优势种与温盐的变化关系,广义加性模型分析了生物多样性参数与温盐之间的关系。结果表明:(1)优势种季节演替较为明显,由春季2种演替成夏季10种,再更替为冬季5种,春季和冬季优势种的种类和生态类群相对单一,夏季较为丰富。(2)优势种时空分布是综合多层环境因子的结果,如春季中华哲水蚤(Calanus sinicus)与表层盐度和底层盐度正相关,夏季与表层温度和底层温度负相关,冬季与表层盐度正相关;春季五角水母(Muggiaea atlantica)与底层温度、底层盐度呈现较好的正相关;夏季盐度是决定暖水性和高温高盐性优势种分布的关键因子,且呈现较强的正相关;冬季真刺唇角水蚤(Labidocera euchaeta)、强壮滨箭虫(Aidanosagitta crassa)与表层温度关系密切,并呈现较强的负相关。(3)春季和冬季香农–威纳指数多样性指数与纬度呈负相关。(4)温度和盐度对生物多样性参数影响显著,但季节上又呈现出差异。
渤、黄海生态环境模拟的参数敏感度空间差异分析
罗辰奕, 聂红涛, 张海彦
2019, 41(8): 85-96. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.008
摘要:
随着海洋生态系统模型的发展,生态变量增多,众多生物过程参数量值的确定成为制约生态环境模拟的瓶颈问题,生态系统结构区域性要求模型中的生态参数具有区域差异。为探究不同海区的关键参数及参数敏感度的空间差异,本研究在渤、黄海建立了ROMS-CoSiNE物理–生物耦合的高分辨率生态系统模型,并对13种生态参数的敏感度空间分布进行分析。结果表明:南黄海中部与渤海及近岸海域的敏感度差异较大。渤海敏感度最大的参数为决定光合速率的浮游植物P-I曲线初始斜率,其次为浮游动物捕食半饱和常数和浮游动物最大捕食率。而南黄海中部敏感度最大的参数为浮游动物最大捕食率,其次为浮游植物死亡率和浮游植物P-I曲线初始斜率。结合敏感度分布及浮游植物生物量收支得出,渤海水体透明度较南黄海偏低、浮游植物生长光限制较强,是引起浮游植物P-I曲线初始斜率敏感度在渤海高于黄海的主要原因。浮游动物最大捕食率及浮游植物死亡率的敏感度空间差异,受渤、黄海浮游植物生物量差异的影响,与生态系统中的高度非线性特征有关。
生态因子在黄海绿潮生消过程中的作用
白雨, 赵亮, 刘境舟
2019, 41(8): 97-105. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.009
摘要:
2008–2017年南黄海海域连续10 a发生绿潮,影响周边沿海城市养殖、旅游和航运安全等。研究绿潮生消过程及其影响因素对于理解黄海绿潮分布特征,开展绿潮灾害的预防与治理有重要意义。本文主要采用MODIS L1B数据,通过归一化植被指数提取绿潮信息。根据逐年绿潮覆盖面积的变化特征,将绿潮生消过程分为3个阶段:触发阶段、快速发展阶段、消衰阶段,分析了海表温度、降水和光照在绿潮生消过程中的作用。结果表明:在触发阶段,温度达到15°C后,有效降水可以刺激绿潮的触发,在降水后的半个月内可以通过MODIS影像发现绿潮。在快速发展阶段,绿潮所在位置海表面温度为16~21°C,适宜绿潮的快速生长;太阳短波辐射集中在250~280 W/m2范围内;降水量是影响绿潮生长规模的一个重要因素,降水量少时绿潮覆盖面积峰值明显较小,而出现绿潮覆盖面积最大值的2016年降水量也极高。在消衰阶段,海表温度上升至22~26°C,绿潮在卫星影像中消失时,平均海表温度超过26°C,最高温度可达27.48°C,较高的海表面温度是导致绿潮消亡的主要原因之一;太阳短波辐射集中在240~260 W/m2,略低于快速发展阶段光照范围;降水量在该阶段相对充足不再影响绿潮的生长。
陆源排污对邻近海域底栖海藻群落的影响
邵魁双, 巩宁, 曲翊, 李珂
2019, 41(8): 106-114. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.010
摘要:
伴随着经济的发展,我国沿海海域富营养化日趋严重。为了明确富营养化对底栖海藻群落的影响及作用机制,本文选择了与大连凌水河口(污水河)毗邻的海藻床作为野外观测点,研究底栖海藻群落对营养盐自然衰减梯度的响应规律;在实验室内,选择了在排污口附近优势分布、营r-生态策略的绿藻缘管浒苔和仅在寡营养区域分布、营k-生态策略的红藻柔质仙菜作为实验材料,开展了营养吸收动力学和生长动力学研究。通过二者在营养盐吸收、利用和繁殖策略方面的比较研究,剖析了底栖海藻群落对不同营养环境的响应机制。结果显示:随着海水中营养盐浓度的降低,底栖海藻群落呈现种类数增加、优势种覆盖度降低的趋势。根据底栖海藻在群落水平对氮源营养的响应,认为现行海水水质标准中无机氮一类水质标准的限值应该由目前的14.29 μmol/L降低为6.69 μmol/L。在富营养环境中,营养盐浓度的上升促进了r-策略海藻幼体的竞争力和种群繁殖力,使其占据了大量的生态位,形成优势种群,导致底栖海藻多样性较低;在寡营养环境中,由于得不到充足的营养盐供应,r-策略海藻幼体的竞争力和种群繁殖力都受到制约,占据的空间生态位有限,为其他种类的生存提供了条件,而那些对营养盐需求较低但利用效率高的k-策略海藻则表现出更强的竞争力,在竞争中取得优势,能快速突破早期环境筛的限制,形成成体,因此,在寡营养海域,底栖海藻的多样性比较丰富。
研究报道
太平洋海山富钴结壳中铂族元素赋存状态与富集机理
高晶晶, 刘季花, 张辉, 闫仕娟, 何连花, 王小静, 汪虹敏
2019, 41(8): 115-124. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.011
摘要:
通过选择性化学提取法,对太平洋采薇海山富钴结壳样品中铂族元素进行分级提取实验,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了铂族元素含量。赋存状态结果显示,富钴结壳中铂族元素在各个化学相态中富集比例从大到小依次为:铁氧化物相、残渣态、锰氧化物相、碳酸盐相、吸附态,未磷酸盐化新壳层和磷酸盐化老壳层中铂族元素都主要赋存于铁氧化物相中,其富集比例为59.26%~82.19%,残渣态中磷酸盐对铂族元素具有一定的富集能力,其富集比例为17.23%~35.37%。不同类型地质体中铂族元素的赋存状态结果,也证实了富钴结壳和海山结核中铂族元素富集主要受到铁氧化物相和残渣态的影响。太平洋海山富钴结壳中铂族元素的富集机理推测为铁氧/氢氧化物胶体粒子的吸附作用,使海水中\begin{document}${\rm PtCl}_4^{2-} $\end{document}离子被吸附到铁氧化物相中,从而使富钴结壳中铂族元素富集。
透明胞外聚合颗粒物碳输运新途径
孙军, 郭聪聪, 张桂成
2019, 41(8): 125-130. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.012
摘要:
目前大家普遍认为,透明胞外聚合颗粒物(Transparent Exopolymer Particles,TEP)因其独特的凝聚效应导致碳通量向海底输出。但是,近几年的研究表明TEP不仅影响了碳沉降途径,其本身能够悬浮甚至向海水表层迁移,导致其在海洋微表层(Surface Micro-layer, SML)积累,最终显著影响海洋表层碳通量。TEP和其他颗粒物聚集形成凝聚物后,其运动趋势则由凝聚物中TEP的含量占比,即最终颗粒物密度所决定。一个新的值得注意的现象是,密度低的TEP通过与其他微粒聚合形成表面活性物质(Surface-active Substances, SAS),会在海洋–大气界面形成薄膜,显著影响海–气CO2交换通量,甚至对全球气候变化造成影响。
近20年渤海叶绿素a浓度时空变化
田洪阵, 刘沁萍, JoaquimI. Goes, Helgado Rosario Gomes, 杨萌萌
2019, 41(8): 131-140. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.08.013
摘要:
浮游植物作为食物链的基础,对海洋生态系统具有重要作用。渤海作为我国最大的内海和重要渔业生物的产卵场、育幼场和索饵场,该区浮游植物研究具有重要意义。叶绿素a浓度是反映浮游植物生物量的重要指标。利用Google Earth Engine平台,对1997–2010年的宽视场海洋观测传感器(SeaWiFS)叶绿素a浓度数据和2002–2018年的水色卫星中分辨率成像光谱仪传感器(MODIS Aqua)叶绿素a浓度数据进行合并,并研究其时空变化特征。研究表明,近20年来,渤海全年叶绿素a浓度增加了14.1%,且增加显著。叶绿素a浓度在所有季节都呈现增加趋势;除11月外,其他各月都呈现稳定或增加趋势。从滦河入河口沿岸至渤海海峡的渤海中部,叶绿素a浓度增加较明显。同时也分析了海洋表面温度、风速和降水量数据。夏季渤海周边区域降水量和风速增加以及秋季海表温度的降低都有助于同季叶绿素a浓度的升高。渤海浮游植物可能受陆源营养物质输入影响较大。