留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

当期目录

2020年 第42卷  第12期

显示方式:
论文
胶州湾海水痕量金属−溶解有机质分配特征及其影响因素探讨
泮枫敏, 袁华茂, 宋金明, 李学刚, 李宁, 段丽琴, 邢建伟
2020, 42(12): 1-13. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.001
摘要:
采集胶州湾表层和底层海水样品,分析了Cu、Cr、Cd、Pb、Ni、Co等痕量金属在海水中的空间分布特征及其在不同分子量溶解有机质中的分配特征,并探讨了痕量金属−溶解有机质分配机理及浮游生物活动与盐度等环境因素对该分配过程的影响。结果表明,胶州湾海水中痕量金属呈近岸浓度较高的分布特征,在湾东北部出现高值区,Cd和Pb还分别在湾口与湾中部出现高值区。胶州湾海水中痕量金属平均有70.1%分配于低分子量(<1 kDa)组分中,其中Cu和Cd低分子量组分所占平均比例分别达79.0%与77.6%,Cr、Ni和Co稍低,分别为71.5%、67.3%及66.9%,Pb则仅为58.2%。海水中的溶解有机碳也以低分子量组分为主,所占比例平均达73.1%,且光谱特征显示低分子量溶解有机质中类腐殖质含量更高,含有丰富的羧基和羟基,金属配合能力较高,导致痕量金属多分配于低分子量溶解有机质中。高分子量溶解有机质(>1 kDa)所占比例与叶绿素a浓度呈显著正相关,表明浮游植物初级生产通过释放高分子量溶解有机质影响海水痕量金属−溶解有机质的分配过程。胶州湾湾顶盐度较低海域痕量金属高分子量组分略高,可能是生物活动及陆源输入(产生更多高分子量溶解有机质)与盐度(低盐有利于高分子量有机质的稳定性)共同作用的结果。
基于产卵场和索饵场适宜性的西北太平洋柔鱼丰度预测
魏广恩, 陈新军
2020, 42(12): 14-25. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.002
摘要:
柔鱼(Ommastrephes bartramii)是北太平洋重要的经济头足类。短生命周期的特征使其资源丰度主要取决于补充量,早期生活史阶段的海洋环境将直接影响补充量大小。利用2004−2015年我国鱿钓船队在西北太平洋的生产统计数据,以及产卵场和索饵场海表水温,将产卵场和索饵场等分成不同数量的海区,运用相关性分析和随机森林模型,筛选出产卵期各月产卵场最适海表水温范围占总面积的比值(Ps)和索饵期各月索饵场最适海表水温范围占总面积的比值(Pf)与单位捕捞努力量渔获量(CPUE)显著相关的海区,将Ps值或Pf值作为神经网络模型的输入变量,分别构建基于产卵场、索饵场的资源丰度预报模型,分析模型的优劣与预报准确度。结果表明:产卵场划分方案为5°×5°,索饵场为2.5° (经)×4° (纬)较为合适。随机森林筛选出的海区与相关性分析筛选出的适宜海区范围大致吻合,且随机森林能够识别与CPUE相关的潜在海域。模型的预报结果表明,其预报准确度均达到90%以上,随机森林筛选出的海区的最适海表水温范围占该海区的比值作为神经网络模型输入因子构建的模型优于相关性分析,预报准确度更高。基于产卵场海域构建的模型相对于索饵场,模型精确度更高、更稳定。
时间序列分析模型在黄海南部小黄鱼资源量预测中的应用
宋大德, 汪金涛, 陈新军, 仲霞铭, 熊瑛, 汤建华, 吴磊
2020, 42(12): 26-33. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.003
摘要:
本文选取2003−2014年黄海南部帆式张网小黄鱼渔获量的监测数据,运用时间序列分析模型ARIMA (1,2,0)进行拟合及预测,并用2015−2016年小黄鱼年单位捕捞努力量渔获量值进行验证。结果显示,2003−2014年的小黄鱼年单位捕捞努力量渔获量模拟值与真实值接近,相关系数为0.881 (p<0.05),相关性显著;2015年和2016年预测值分别为47.66 kg/网和49.16 kg/网,与实际值(51.10 kg/网和40.05 kg/网)相对误差分别为6.73%和22.75%,总体相对误差为14.74%。表明ARIMA (1,2,0)模型对黄海南部小黄鱼渔获量时间序列的变化趋势进行拟合和预测是可行的,在短期预测方面更具优势。不同时间序列数据ARIMA模型的pdq值不尽一致,在数据分析时不能简单地套用固定模型,应根据相关理论指导和分析,确定适宜的pdq值。
基于栖息地指数的西北太平洋日本鲭渔情预报模型构建
范秀梅, 唐峰华, 崔雪森, 杨胜龙, 朱文斌, 黄良敏
2020, 42(12): 34-43. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.004
摘要:
根据2014−2017年5−11月西北太平洋公海灯光围网日本鲭(Scomber japonicus)生产数据,结合同期的环境遥感数据,分别基于捕捞量和作业次数,构建日本鲭栖息地适宜性指数(Habitat Suitability Index,HSI)模型。选取海表水温、海面高度异常和叶绿素a浓度,采用一元指数回归拟合,建立各个环境变量的适应性指数模型,并利用线性规划方法确定各环境因子的权重,从而提高日本鲭HSI模型对渔场的预报精度。利用2018年5−11月的实际捕捞数据对模型进行预报准确率验证,在基于渔获量和作业次数构建的HSI模型中,HSI大于0.7的海域,渔获量平均占比分别为77.29%、76.79%,这表明基于不同权重环境因子的HSI模型能够较好地预测西北太平洋公海日本鲭中心渔场。
基于光合有效辐射的西北太平洋柔鱼资源丰度和空间分布变动研究
钱梦婷, 贡静雯, 范江涛, 余为, 陈新军, 钱卫国
2020, 42(12): 44-53. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.005
摘要:
光合有效辐射(PAR)对于海洋初级生产力具有显著的调控作用,会间接影响到头足类的资源丰度和渔场分布。本文根据2006−2015年上海海洋大学鱿钓科学技术组提供的柔鱼鱿钓数据和光合有效辐射卫星遥感数据,研究了光合有效辐射与西北太平洋柔鱼种群的关系,并评估了异常环境条件下光合有效辐射对柔鱼的影响。结果发现,柔鱼单位捕捞努力量渔获量(CPUE)、渔场纬度重心、PAR,及其空间分布均具有显著的月间变化。7−11月各月适宜PAR范围分别为36~39 E/(m2·d)、33~36 E/(m2·d)、24~27 E/(m2·d)、18 E/(m2·d)和12 E/(m2·d),最适宜PAR值分别为36 E/(m2·d)、33 E/(m2·d)、27 E/(m2·d)、18 E/(m2·d)和12 E/(m2·d)。此外,CPUE与PAR有显著正相关关系(p<0.05),且CPUE与各月适宜PAR范围占渔场比例也呈显著正相关(p<0.05);同时渔场纬度重心随各月最适PAR平均纬度变化而变化。在异常环境条件下,拉尼娜年份CPUE值比厄尔尼诺年份高,该年份PAR值异常增高可能是导致柔鱼资源丰度增加的因素之一。研究表明,光合有效辐射对于西北太平洋柔鱼资源丰度和空间分布具有显著影响。
北部湾大风江与南流江河口红树林空间分布格局研究
王日明, 戴志军, 黄鹄, 梁喜幸, 黎树式, 胡宝清, 周晓妍, 吴天亮
2020, 42(12): 54-61. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.006
摘要:
生长在潮间带的红树植物在河口植物群落构成、海岸防风消浪中具有重要价值。本文基于本地种桐花树胚胎浸泡下沉实验与北部湾南流江和大风江河口段水体盐度、沿线潮间带植物群落结构与地貌分析,探讨红树林在河口空间分布及影响因素。结果主要表明:南流江河口和大风江河口红树林自海向陆基本展现“红树林纯林(桐花树、秋茄、无瓣海桑种类混生)→红树植物与半红树植物(黄槿、苦朗等)混生→红树植物、半红树植物与非红树植物混生→红树植物镶嵌→稀疏红树林小苗”的分布格局,但大风江河口向陆界限主要以红树、红树幼苗及半红树混生为主。此外,红树被浸淹时长是控制河口红树空间分布结构的主要因素。潮水上溯时长影响红树向陆生长的极限位置,宜林滩地是红树发育生长的必要条件。
海水酸化和碱化对斑点海链藻光合生理特性的影响
范佳乐, 李富田, 徐军田
2020, 42(12): 62-71. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.007
摘要:
大气CO2浓度升高引起的海洋酸化可能对浮游植物造成不同程度的影响。而近海浮游植物不仅面临着海水酸化问题,还会受到海水溶解性CO2降低及pH升高(海水碱化)的影响。本实验以斑点海链藻(Thalassiosira punctigera)为研究对象,测定7个不同pCO2水平(25 μatm、50 μatm、100 μatm、200 μatm、400 μatm、800 μatm、1 600 μatm)下的生长、光合作用和呼吸作用速率、细胞粒径、叶绿素a和生物硅含量以及叶绿素荧光等参数。结果表明,与400 μatm相比,在海水酸化(pCO2 > 400 μatm)和海水碱化(pCO2 < 400 μatm) 条件下,斑点海链藻的生长速率和叶绿素a含量都显著降低,但是碱化条件下降低的程度更大。此外,碱化处理的藻细胞光合作用速率、最大量子产量(Fv/Fm)和最大相对电子传递速率(rETRmax)都显著低于400 μatm培养下的细胞,而呼吸作用速率显著升高,但是生物硅含量和细胞大小无明显变化。研究表明海水碱化和海水酸化均会抑制其生理活动,而且海水碱化对其影响更显著。这表明正常pCO2生长下的藻细胞具有最适的生理状态。本研究可为探究海水碳酸盐系统变化对海洋初级生产力的影响提供一定的数据支持。
甜菜碱脂在14种海洋微藻中的分布研究
李艳荣, 牟桐, 黄莉莉, 徐继林, 周成旭, 严小军
2020, 42(12): 72-81. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.008
摘要:
采用超高效液相色谱−四极杆−飞行时间质谱联用分析系统(UPLC -Q- TOF MS),对4个微藻门中的14种微藻的甜菜碱脂的分子组成及其相应脂肪酸的组成及分布进行分析。结果表明:在14种微藻中共鉴定出133种甜菜碱脂,包括53种DGCC、41种DGTS和39种DGTA。其中甲藻和定鞭藻中主要的甜菜碱脂种类为DGCC,绿藻中主要的甜菜碱脂种类为DGTS;而在硅藻中的甜菜碱脂主要包括两种:中心硅藻纲中为DGCC,羽纹硅藻纲中为DGTA。此外,不同微藻中甜菜碱脂脂肪酸组成差异仅限制在门或纲的水平上,在较低的分类水平上差异不明显。硅藻门、甲藻门和定鞭藻门中均含有DGCC,其脂肪酸链的组成均含有C14−C18的脂肪酸以及C20和C22的多不饱和脂肪酸,但是甲藻的C14−C18脂肪酸链为饱和的,而C19奇数碳原子的脂肪酸链仅在硅藻中发现。认为海洋微藻甜菜碱脂的研究可以为海洋微藻化学分类学以及缺磷极性脂类的生理、生态作用和功能特性研究提供重要参考依据。
辽河口沉积物反硝化过程研究
明红霞, 陈泉睿, 史银银, 苏洁, 于颖, 樊景凤
2020, 42(12): 82-92. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.009
摘要:
近年来,辽河口沿岸人类活动频繁,工农业活动发达,大量的氮、磷等营养物质输入至感潮河段继而排放入海,导致辽河口水体富营养化程度加剧。沉积物区域是反硝化作用的重要发生地和微生物富集地。微生物能够将沉积物中的硝酸盐及亚硝酸盐还原为N2O和N2释放到大气中,进而减轻河口生态系统氮负荷。本文中的实验采用定量PCR技术测定辽河口表层沉积物反硝化过程功能基因narG、nirK、norB、nosZ的基因丰度,结果表明,主导硝酸盐还原的narG功能基因丰度最高。使用高通量测序技术对nirK型功能基因进行测序,结果显示,在辽河口反硝化细菌中DevosiaPhaeobacterAlcaligenesPseudomonas菌属丰度较高。反硝化功能基因的丰度主要受到沉积物粒径的影响,norB基因丰度与多个环境因子显著相关。nirK型反硝化细菌的群落结构和多样性主要受盐度、pH、溶解氧以及NO2的影响。研究分析了反硝化功能基因丰度和细菌群落结构及其主要影响因子,其结果为辽河口水体富营养化中氮元素归趋的认知提供理论依据。
研究报道
北部湾入海河流营养盐的分布特征及入海通量研究
劳齐斌, 刘国强, 申友利, 粟启仲, 高劲松, 陈法锦
2020, 42(12): 93-100. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.010
摘要:
于2018年2月(枯水期)和8月(丰水期)对南流江、大风江、钦江、茅岭江和防城江等北部湾主要的入海河流开展调查,分析这些河流各形态营养盐的浓度特征及入海通量。结果表明,不同时期营养盐浓度差异较为明显,主要表现为枯水期防城江、茅岭江和钦江的营养盐浓度较丰水期高,而丰水期大风江和南流江的营养盐浓度高于枯水期,表明丰水期大风江和南流江污染较为严重。丰水期,\begin{document}${\rm {NO}}_3^- $\end{document}是溶解态无机氮的主要成分,但枯水期防城江和大风江\begin{document}${\rm {NH}}_4^+ $\end{document}比例升高。根据径流量资料和河流营养盐浓度,估算出2018年北部湾入海河流的氮和磷的入海通量分别为1014607 t和47929 t,其中溶解态无机氮占总氮的77%,\begin{document}${\rm {PO}}_4^{3-} $\end{document}占总磷的40%。丰水期,南流江营养盐入海通量总体较高,其次是大风江,防城江、茅岭江和钦江的营养盐入海通量相对较小。枯水期,受区域污染影响,不同河流营养盐的入海通量变化较大。与历史对比,北部湾河流的营养盐入海通量显著升高,表明河流营养盐输入的升高可能是北部湾近海水体富营养化加重的重要因素。北部湾河流不同时期氮和磷输入量的差异,可能会对北部湾近岸及邻近海域生态系统产生较大影响。
渤海海水pH时空分布特征与趋势分析
王秋璐, 许艳, 曾容, 张健, 黄海燕
2020, 42(12): 101-109. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.011
摘要:
基于2011−2017年海水pH和环境参数数据,应用格网统计和时空矩阵方法,研究各环境单元内pH和环境因子同比变化及相关性,并对影响不同季节、区域和水体层次的相关因子作差异性分析,结果显示:(1) 2011−2017年间,渤海区域pH的空间分布整体相对稳定,各环境单元表层pH平均值为7.95~8.38,底层pH平均值为7.89~8.35,平均值绝对变化为1~1.5个标准差;(2)各环境单元pH时间序列趋于同步变化,由于空间分布不同,局部单元间存在差异,研究认为冬季表层pH低值和盐度高值空间分布特征一致;(3)渤海区域pH与叶绿素a浓度呈现显著正相关,表层pH季节性特征明显,且与叶绿素a时空分布特征一致,生物因素对近岸表层水体pH的调节起重要作用;(4) 8月间渤海底层出现pH局部低值的区域,分析发现这与水体层化形成低氧区域相一致,同时发现底层pH与溶解氧呈显著正相关;(5)利用格网化数据处理技术和时空矩阵分析方法,进一步显化了pH和环境因子特征信息,对气候变化下长时间尺度的分析研究提供了很好的技术支撑。
夏季琼州海峡表层海水二氧化碳分压时空变化
马玉, 廖世智, 李锐祥, 蔡钰灿, 曹永港, 许春玲, 史华明, 王迪, 许欣
2020, 42(12): 110-118. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.012
摘要:
采用船载海−气CO2连续观测系统于2011年和2014年夏季在琼州海峡开展了现场观测,分析研究了表层海水二氧化碳分压(pCO2)时空变化及其影响因子。2011年和2014年夏季pCO2分别为(516±29) μatm和(533±15) μatm,海−气CO2交换通量分别为(8.4±1.7) mmol/(m2·d)和(4.5±0.4) mmol/(m2·d),均是大气CO2的强源,高于相邻及相似海域,主要受控于东口海域上升流和海峡中部狭管效应。2011年夏季东口上升流增大pCO2的同时也促进了浮游植物繁殖,光合作用吸收水体CO2,降低了pCO2,而且受其影响,西口口门附近叶绿素a和溶解氧含量陡增,pCO2突降。2014年夏季东口海域上升流较弱,且观测海域垂直混合作用显著,pCO2和溶解氧分布特征与2001年夏季明显不同。海峡中部狭管效应造成水体输运速率大、混合作用强,浮游植物“来不及”生长,pCO2较高。
光照和硝酸盐浓度对东海原甲藻和三角褐指藻释放挥发性卤代烃的影响
倪洁, 刘珊珊, 陈妍, 杨桂朋, 何真
2020, 42(12): 119-128. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.12.013
摘要:
海洋中产生的挥发性卤代烃(Volatile Halocarbons,VHCs)是氯、溴和碘进入大气的重要载体。海洋藻类能够产生损耗大气中臭氧的VHCs,尤其是海洋微藻已被证明是大气中一些VHCs的主要贡献者。环境因素对海洋微藻产生VHCs的影响研究较少,本文主要研究了光照和硝酸盐浓度对微藻释放VHCs的影响。将海洋微藻东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)置于密封的玻璃容器中,并在不同光照条件(20 μmol/(m2·s)、70 μmol/(m2·s)和140 μmol/(m2·s))及不同硝酸盐浓度(1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L和50 mg/L)下进行无菌单种培养,分析碘甲烷(CH3I)、二溴甲烷(CH2Br2)、一氯二溴甲烷(CHBr2Cl)和三氯乙烯(C2HCl3)4种VHCs的生产。采用吹扫−捕集气相色谱技术对其中的VHCs进行提取和分析。结果表明,光照强度和硝酸盐浓度会影响两种微藻对VHCs的释放,但是对不同VHCs的影响效果不同,其中CH3I的释放受光照强度和硝酸盐浓度变化的影响比较显著。一定范围内,光照强度越大,两种微藻对CH3I的释放量越大。适当的硝酸盐浓度(> 5 mg/L)在一定程度上促进了两种微藻对CH3I的释放。