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2021年  第43卷  第4期

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2021-04期封面
2021, 43(4): .
摘要:
2021 年 4 期目录
2021, (4): 1-3.
摘要:
海洋生物
海草床微生物研究进展
蔡泽富, 陈石泉, 吴钟解, 沈捷, 谢珍玉, 骆丽珍, 庞巧珠, 章翔, 王道儒
2021, 43(4): 1-13. doi: 10.12284/hyxb2021032
摘要:
海草是一类生长于海洋环境中的单子叶植物。细菌、真菌、微藻、古生菌和病毒等微生物栖息在海草器官及其周围环境中,对海草生长、营养和健康以及海草床物质循环起着重要作用。本文通过分析与总结国内外参考文献,简要介绍了海草床微生物的一些新的研究进展,并讨论了将来可能进行的研究方向。海草微生物组与沉积物和海水中的微生物群落存在较大差异,其分布在离散且高度异质性的生态位,且该模式在广泛的地理尺度上保持不变,不是受海草种类和沉积物类型控制,而是主要取决于环境驱动与海草代谢。大部分海草核心微生物群落都参与硫循环。今后可采用模拟实验、生态模型、基因组、宏基因组、转录组与代谢组等技术方法研究海草床微生物的多样性、组成、功能、定植与病害等。此外,揭示海草床中微生物、海草和环境之间的相互关系,对保护受威胁的海草床具有重要意义。
基于GAM模型研究水温垂直结构对热带中西太平洋黄鳍金枪鱼渔获率的影响
杨胜龙, 范秀梅, 吴祖立, 伍玉梅, 戴阳
2021, 43(4): 46-54. doi: 10.12284/hyxb2021040
摘要:
黄鳍金枪鱼索饵水层影响延绳钓捕捞效率,而黄鳍金枪鱼索饵水层分布受水温垂直结构的影响,因此本文采用GAM模型分析次表层环境变量对延绳钓黄鳍金枪鱼渔获率的影响,评估黄鳍金枪鱼垂直水层分布对中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unite Effort, CPUE)的作用。模型结果表明,环境因子对热带中西太平洋延绳钓黄鳍金枪鱼渔获率空间分布影响明显。黄鳍金枪鱼延绳钓CPUE在2012年之后快速增多,高渔获率月份出现在北半球夏季,空间上在10°S,140°E附近区域。温跃层上界温度和深度、温跃层下界深度、18℃等温线深度、△8℃等温线深度及其和温跃层下界深度的深度差对延绳钓渔获率影响较大,是影响热带中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓渔获率的关键环境因子。随着温跃层上界温度和深度值变大,延绳钓CPUE逐渐递增,对延绳钓CPUE影响密切的温度和深度分别为27~28℃和70~90 m。温跃层下界深度对延绳钓CPUE影响在250~280 m时最大;之后随着下界深度的变大,CPUE快速下降。18℃等温线深度对延绳钓CPUE影响呈现先震荡后递增的趋势,影响密切的区域在230 m深度上下。△8℃等温线深度与温跃层下界深度的差值对热带中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓CPUE影响呈现先快速递减后缓慢增加的趋势,在深度差为70 m上下时影响最密切。研究结果揭示,在黄鳍金枪鱼活动水层受限或栖息水层和延绳钓作业深度相吻合时,延绳钓渔获率最高。依据黄鳍金枪鱼垂直活动水层调整延绳钓投钩,可以提高渔获率。因此,采用延绳钓CPUE进行渔场和资源评估时要考虑金枪鱼适宜垂直活动空间。
长江口中华鲟保护区海洋环境监测浮标站点的优化设计
潘邵媛, 王学昉, 田思泉, 童剑锋, 高春霞, 赵静, 韩东燕
2021, 43(4): 55-64. doi: 10.12284/hyxb2021034
摘要:
长江口是众多洄游性鱼类重要的栖息场所,其复杂的环境条件影响着该水域水生生物的生长和繁殖过程。海洋环境监测浮标能够对诸多环境要素进行长期、连续、实时和大范围的监测,是现代海洋环境自动观测系统中的重要组成部分。为在长江口中华鲟自然保护区及其邻近水域组建合理有效的浮标监测网络,本研究基于海上实测调查数据,使用普通克里金法模拟了多种环境要素的空间分布,在此基础上比较了分层随机采样设计中不同分层方案和站点数量变化对监测效果的影响,结果显示:(1)盐度要素在层数为3的分层随机采样方法中采样精度更高,水温、溶解氧和化学需氧量要素在层数为2的采样设计中采样效果更好;(2)站点数越多,相对误差越集中并趋向于0,并当站点数多于30时,采样估测准确性逐渐趋于稳定;(3)各季节中,秋季盐度要素中层数为2的采样准确性更高;与其他3季以及总体相对误差结果相比,冬季化学需氧量要素的采样效果比其他3个季节要差。在今后长江口中华鲟自然保护区水域组建环境监测浮标网络时,建议采用3层的分层随机采样作为盐度监测的分层标准,且站点数量要大于50个;使用2层的分层随机采样作为其他多种水文环境要素监测的分层标准,且站点数量要大于30个。
基于Maxent模型的海地瓜(Acaudina molpadioides)区域适宜生境分布预测研究
何彦龙, 刘守海, 袁一鸣, 蒋科技, 王腾, 秦玉涛, 任远豪
2021, 43(4): 65-74. doi: 10.12284/hyxb2021042
摘要:
生境适宜性预测对物种保护、外来生物及有害生物防治具有重要指导意义。本研究应用Maxent模型对宁德晴川湾海域海地瓜适宜性生境进行预测,模型的预测结果达到优秀水平,并结合ArcGIS软件对海地瓜适宜生境划分为5级。研究结果表明,极高和较高海地瓜适宜生境占总研究区域的1.3%,面积为25.6 km2。水体环境、沉积环境和生态群落均对海地瓜分布产生影响,水体环境中水深、盐度、无机氮和活性磷酸盐是影响海地瓜生境适宜性的主要水环境因子,对海地瓜适宜生境预测累计贡献率达39%,尤其水深是制约海地瓜分布最为主要的因子,预测贡献率为27%;沉积物粒度、硫化物和总有机碳是沉积环境主要影响因子,预测累计贡献率达40.4%,其中沉积物黏土颗粒体积占比是第二重要影响因子,预测贡献率约为18%。浮游动物密度和生物量以及底栖动物种类数量均对海地瓜分布产生一定影响,三者预测累计贡献率为16.8%,其中浮游动物密度的贡献相比其他生物要素最为重要,贡献率约为8%。总体上,海地瓜最为理想的分布区是近岸水深小于5 m、盐度相对较低、沉积物有机碳含量较高、底质为黏土−粉砂土为主的浅水淤泥质生境。
海假交替单胞菌(Pseudoalteromonas marina)鞭毛蛋白对生物被膜形成及厚壳贻贝附着的影响
蔡雨珊, 张秀坤, 竹攸汀, 杨金龙, 梁箫
2021, 43(4): 75-83. doi: 10.12284/hyxb2021028
摘要:
大多数海洋无脊椎动物在发育过程中都经历浮游、底栖附着阶段,厚壳贻贝(Mytilus coruscus)作为海洋经济物种与大型污损生物,其附着机制受到广泛关注。为探究海洋细菌与厚壳贻贝附着的互作关系,选取了对厚壳贻贝稚贝附着具有较高诱导活性的海洋细菌—海假交替单胞菌(Pseudoalteromonas marina),采用酸解超速离心法提取P. marina的鞭毛蛋白。将提取的鞭毛蛋白与琼脂糖溶液混合,形成凝胶直接刺激稚贝;再用提取的鞭毛蛋白处理P. marina 生物被膜进行稚贝附着实验。通过共聚焦激光扫描分析形成的生物被膜上生物量、细菌密度和胞外产物含量的变化。结果表明:P. marina 鞭毛蛋白与琼脂糖形成的混合凝胶可显著促进厚壳贻贝稚贝的附着;鞭毛蛋白处理的生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着的诱导活性显著提高;生物被膜上的生物量、细菌密度、膜厚、胞外β-多糖、脂质和蛋白浓度都有所增加。研究表明,鞭毛蛋白可以直接调控厚壳贻贝稚贝的附着,也可通过改变P. marina 生物被膜的生物学特性,间接影响厚壳贻贝稚贝的附着,为探究细菌鞭毛蛋白与厚壳贻贝附着互作机制提供理论依据。
海州湾鹰爪虾栖息地适宜性研究
陈艺璇, 张云雷, 黄锘妍, 郭笳, 陈皖, 任一平, 薛莹
2021, 43(4): 84-95. doi: 10.12284/hyxb2021044
摘要:
根据2011年及2013−2017年春季和秋季在海州湾进行的底拖网调查数据,结合同步测定的底层水温、底层盐度、水深和资源量等数据,开展鹰爪虾(Trachypenaeus curvirostris)栖息地适宜性的研究,先利用广义加性模型对环境因子进行筛选,再应用提升回归树模型确定各环境因子的权重,然后分别采用算术平均法和几何平均法建立栖息地适宜性指数模型,并通过交叉验证选择最优模型。结果表明:春季鹰爪虾的栖息地适宜性指数模型采用算术平均法构建,选择水深和底层盐度作为变量,具有最小的拟合;秋季鹰爪虾的栖息地适宜性指数模型采用几何平均法构建,选择底层水温和底层盐度作为变量,具有最小的拟合。对春季栖息地适宜性指数模型总偏差贡献率最大的是水深(76.23%),其次是底层盐度(23.77%);对秋季栖息地适宜性指数模型总偏差贡献率最大的是底层水温(82.56%),其次是底层盐度(17.44%)。海州湾春季鹰爪虾的最适栖息水深为24 m以内,底层盐度为29.7~31.8;秋季的最适栖息底层水温为18~24℃,底层盐度为29.2~31.5。本研究表明,环境因子的优化有助于改进栖息地适宜性指数模型,并提升其预测能力。
基于船载无人机的绿潮漂移速度估算与分析
姜晓鹏, 高志强, 吴晓青, 王跃启, 宁吉才
2021, 43(4): 96-105. doi: 10.12284/hyxb2021054
摘要:
无人机遥感具有应用灵活、不受云层干扰以及时空分辨率高的显著优势。为探索无人机在海洋灾害监测中的应用,本文以科考船为起降平台,首次基于无人机获取的双时相绿潮正射影像,开展了黄海绿潮漂移速度的估算研究。同时对比了卫星影像提取的速度结果,并探讨了风与潮流对海上绿潮漂移的驱动。研究发现:(1)可见光波段的漂浮藻类指数能高精度地提取无人机可见光影像中的绿潮(kappa 系数=0.95);(2)无人机遥感估算3个站位的绿潮漂移速率为0.26~0.44 m/s,漂移方向在1天之内变化明显;(3)绿潮短时间内的漂移受到风与潮流的共同影响,漂移方向与M2分潮的潮流方向基本一致,位于风向右侧1°~62°。基于船载的无人机航测,能高精度地估算绿潮漂移速度,为精细化的绿潮灾害预警与防控提供技术支撑。
福建北部海域海地瓜(Acaudina molpadioides)的性腺发育研究
郑碧琪, 鲁超, 刘炜, 郭玉臣, 黄文, 程宏, 林婧
2021, 43(4): 133-140. doi: 10.12284/hyxb2021050
摘要:
海地瓜(Acaudina molpadioides)是一种低值海参,本研究运用组织学和形态学方法对福建北部海域海地瓜的性腺发育特征及其周年变化进行了研究,并进一步探究了性别比、生殖周期、精卵排放类型、繁殖季节等繁殖生物学相关内容。结果表明,雌、雄海地瓜的性腺发育均可划分为休止期 (I)、发育早期 (II)、增长期 (III)、成熟期 (IV)、部分排放期 (V) 和排空期 (VI),雌、雄性腺发育程度基本同步。海地瓜性腺发育有明显的周年变化规律:大多数海地瓜在5月性成熟后开始陆续排放配子,配子排放过程中伴随着生殖管的自体破坏然后重生,即性腺开始新一轮发育,新的生殖细胞在11月开始生成并逐步发育直至翌年5月成熟。海地瓜性别比接近1∶1,生殖周期为1年,繁殖期为5−8月(夏季),属于多次排精卵类型。
海洋化学
厦门潮间带沉积物磷、铁和硫的时空分布及磷释放风险研究
潘峰, 郭占荣, 蔡宇, 刘花台, 王新红
2021, 43(4): 14-26. doi: 10.12284/hyxb2021030
摘要:
为了解潮间带沉积物中铁和硫的氧化还原过程以及上覆水缺氧等对磷再活化和释放的影响,选择厦门翔安海岸带,应用原位、高分辨采样技术,对沉积物、孔隙水以及上覆水进行为期1 a的连续采样和监测。结果表明:上覆海水缺氧和磷含量超标较为严重,二者在多数月份分别低于2 mg/L和高于0.06 mg/L;在垂向剖面上,孔隙水中溶解活性磷含量同溶解铁含量变化规律一致,而薄膜扩散梯度技术有效态磷和有效态硫含量在局部硫高值区分布一致,表明磷的钝化和再活化主要受控于铁,局部受控于硫的氧化还原过程;在季度变化上,孔隙水中溶解活性磷同上覆水中溶解活性磷含量比较一致,归因于缺氧的沉积环境有利于溶解活性磷的跨界面交换,而多种环境因素的叠加,影响着溶解活性磷和膜扩散梯度技术有效态磷的时空变化;表层孔隙水中磷含量梯度不显著,即磷的释放风险不大,但环境因素的变化极易触发内源磷的释放。
长江口及邻近海域有色溶解有机物的分布及河口混合行为的季节变化研究
解李娜, 周斌, 刘梦, 杨琳, 杨桂朋, 张婧
2021, 43(4): 27-45. doi: 10.12284/hyxb2021014
摘要:
于2019年3月、7月和10月对长江口及邻近海域有色溶解有机物(CDOM)的分布及河口混合行为进行分析研究。通过对盐度、吸收光谱斜率S275~295、吸收系数aCDOM(355)以及叶绿素a的分析发现,在河口内低盐度区,7月淡水流量大,陆源输入量最大,aCDOM(355)值最高,3月CDOM来源主要受陆源输入和浮游植物生产活动的影响,aCDOM(355)值较10月高;在口外高盐度区,3月和7月的aCDOM(355)值相近,均低于10月,CDOM分布主要受浮游植物生产活动的影响。利用三维荧光光谱−平行因子分析方法共鉴定出4个荧光组分:类蛋白质组分C1(280/330 nm)、类腐殖质组分C2(300/350 nm)、类腐殖质组分C3(260/465 nm)和类腐殖质组分C4(320/410 nm)。在3月、7月及10月,4个荧光组分强度由长江口内到口外呈递减趋势,受陆源输入和浮游植物生产活动的影响,平均荧光强度的季节变化总体上来说,由大到小依次为7月、10月、3月。3个季节CDOM荧光组分均存在偏离理论稀释线的现象,说明CDOM的来源(陆源输入、沉积物再悬浮和现场生物活动)和去除(被颗粒物吸附、光降解和细菌降解)机制复杂多变,揭示了长江口区域CDOM在不同时空下的不保守混合行为。
浙江近岸海域悬浮颗粒物中磷的赋存形态及分布特征研究
胡序朋, 李芯芯, 徐成达, 唐静亮, 邵君波, 石晓勇
2021, 43(4): 106-121. doi: 10.12284/hyxb2021046
摘要:
磷元素是海洋基础营养盐之一,其赋存形态及分布直接影响海区的初级生产力,是海洋生物地球化学循环的重要驱动力。但大河河口与近海等重要的水生关键带水动力循环过程复杂,导致悬浮颗粒物(SPM )中磷元素的赋存形态和分布特征变化多端,亟须深入研究。根据2016年春季(4−5月)、夏季(7月)和秋季(9−10月)对浙江近岸海域的调查结果,本研究分析了浙江近岸海域SPM中总磷(TPP)、无机磷(PIP)和有机磷(POP)的含量水平、空间分布特征和影响因素。结果表明,浙江近岸海域SPM中TPP含量范围为0.13~66.13 μmol/L,均值为3.35 μmol/L;PIP含量范围为0.03~34.19 μmol/L,均值为1.97 μmol/L;POP含量范围为0.06~31.94 μmol/L,均值为1.39 μmol/L。PIP是浙江近岸海域水体中TPP的主要存在形式,占52.3%。春季浙江近岸海域表层TPP含量占总磷(TP)含量的19.3%~97.7%。春、秋季的SPM中,TPP、PIP和POP含量空间分布相似,均呈现由内湾向外海逐渐降低的变化趋势。PIP、POP与SPM呈显著的正相关性,表现出高SPM含量的海区有着较高的颗粒态磷含量,说明其受陆源输入的影响。春季盐度大于28且SPM含量小于20 mg/L的外侧远海海域,POP与Chl a的相关系数和斜率均明显高于PIP与Chl a的相关系数和斜率,说明该区域浮游植物是POP的主要贡献来源。
西北太平洋山间盆地沉积物有机碳质量累积速率及影响因素
李继东, 孙栋, 王春生, 杨娟
2021, 43(4): 122-132. doi: 10.12284/hyxb2021048
摘要:
海洋碳汇作用是大洋生态系统的重要生态系统服务功能,不仅影响着海洋生态系统的能量流动,也是元素循环的重要驱动力。本文以中国大洋48航次采集自西北太平洋典型海山区海盆的沉积物样品和资料为基础,对西北太平洋山间盆地沉积物有机碳质量累积速率(Forgc)特征及影响因素展开初步研究。结果表明,西北太平洋山间盆地有机碳质量累积速率变化范围为1.41~1.73 g/(m2·ka),均值为1.60 g/(m2·ka),以中部偏西海区的有机碳质量累积速率最高;全区平均净初级生产力转移效率约为0.003 1%。西北太平洋山间盆地有机碳质量累积速率和净初级生产力转移效率均低于东太平洋海区和赤道太平洋海区。本区有机碳质量累积速率受水层和沉积层的生物地球化学循环驱动因素,如海洋净初级生产力、沉积物质量累积速率、有机碳含量、氧化还原电位等的综合影响,同时也受距海山距离、水深等地形因子的影响。