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2021年  第43卷  第2期

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2021-02期封面
2021, 43(2): .
摘要:
2021 年 2 期目录
2021, (2): 1-3.
摘要:
海洋化学
表层海水硅同位素的分布特征及其影响因素
倪建宇, 付锋, 王渊, 姚旭莹
2021, 43(2): 1-8. doi: 10.12284/hyxb2021020
摘要:
本文分析了采集自太平洋、印度洋和大西洋的表层海水溶解硅酸盐的δ30Si值,结果表明,太平洋表层海水的δ30Si值为0.45‰~2.91‰,平均值为(1.52±0.59)‰;印度洋表层海水的δ30Si值为0.98‰~2.30‰,平均值为(1.52±0.36)‰;大西洋表层海水的δ30Si值为0.90‰~2.23‰,其平均值为(1.55±0.35)‰。硅同位素在各大洋表层,主要表现出与大洋表层环流和经向翻转流的相关性,其分布特征受表层水体中的生物活动以及表层洋流运动导致的不同水团之间的混合的影响,且混合作用可能对开放大洋表层水体的δ30Si分布具有显著的影响。
降解聚乙烯塑料芽孢杆菌LC-2的分离鉴定及降解特性研究
江婷婷, 丁慧平, 冯丽娟, 张大海, 李苓, 刘彦东, 李先国
2021, 43(2): 9-15. doi: 10.12284/hyxb2021036
摘要:
塑料在环境中不断地积累,逐渐破碎成为尺寸小于5 mm的微塑料,对环境和人类健康构成严重威胁。本研究从青岛李村河口采集的塑料薄膜上分离出一株能够降解聚乙烯(PE)的细菌,命名为LC-2,通过分子生物学结合形态学和生理生化特征分析将其鉴定为芽孢杆菌(Bacillus aquimaris)。在以PE为唯一碳源的液体培养基中,接种该细菌培养28 d后,通过扫描电镜、接触角测定、热重分析以及傅里叶变换红外光谱等手段分析表明,PE的失重率在9%左右,表面形貌发生变化,疏水性变小且表面发生氧化,产生−C=O官能团,这些证据足以证明LC-2可以降解PE。
桑沟湾不同形态锰的分布、季节变化及影响因素
刘家琦, 任景玲, 陈晶, 房瑞雪, 蒋增杰
2021, 43(2): 16-27. doi: 10.12284/hyxb2021018
摘要:
利用催化动力学分光光度法和两步提取法对2011年4月(春)、8月(夏)、10月(秋)和2012年1月(冬)桑沟湾海域溶解态无机锰(DIMn)和表层沉积物中的锰的含量进行测定。结果表明,桑沟湾4个季节(春季至冬季,后同)DIMn浓度呈现出近岸高、远岸低的分布特点,其平均浓度分别为(60.5±43.1) nmol/L、(42.0±30.5) nmol/L、(23.4±11.2) nmol/L和(18.2±13.5) nmol/L,呈现出明显的季节变化,即春季最高,夏季、秋季次之,冬季最低;与相邻的俚岛湾和爱莲湾相比,桑沟湾春季、夏季DIMn的浓度较高,秋季、冬季则没有显著性差异。桑沟湾表层沉积物中总Mn在4个季节的含量分别为(861±308) mg/kg、(915±322) mg/kg、(589±108) mg/kg、(653±185) mg/kg,表层沉积物中醋酸提取态Mn在4个季节的含量分别为(500±272) mg/kg、(502±232) mg/kg、(322±81) mg/kg、(345±91) mg/kg,两者均表现出近岸高、远岸低的分布特点。醋酸提取态Mn的含量在春季、夏季要显著高于秋季、冬季。悬浮颗粒物的吸附和浮游生物的利用是影响桑沟湾DIMn浓度与分布的重要因素。桑沟湾DIMn的源主要包括河流及地下水输送、大气输送、沉积物−水界面释放;汇主要包括养殖生物的清除、向黄海的输送等。简单箱式模型收支计算结果显示,桑沟湾DIMn的源略大于汇,表明除了养殖生物的清除和向黄海的输送,桑沟湾DIMn还存在其他汇。本研究的结果为桑沟湾DIMn的生物地球化学循环的深入认识提供了基础数据。
锦州湾表层海水微塑料分布特征
曲玲, 张微微, 王旭, 郭洪发, 陈元, 李明浩, 张守锋, 赵骞, 王菊英
2021, 43(2): 98-104. doi: 10.12284/hyxb2021022
摘要:
海洋微塑料是全球关注的新兴环境问题,海湾由于特殊的地理环境特征,成为微塑料分布研究的热点区域。本研究以锦州湾为研究海域,于2017年10月布设了11个点位开展表层海水微塑料样品采集,在实验室采用湿式氧化法开展样品前处理,应用傅立叶变换显微红外光谱仪分析鉴定微塑料成分。研究结果表明,锦州湾表层水体微塑料平均丰度为(0.93±0.59)个/m3,微塑料数量占全部塑料样品的96.2%。微塑料的主要成分为聚丙烯和聚乙烯,分别占55.0%和23.5%;线状和片状塑料的比例最高,分别占41.7%和26.2%;白色、蓝色和半透明微塑料分别占35.1%、26.0%和21.4%。受水动力条件和陆域河流输入等影响,锦州湾表层水体中微塑料的空间分布整体呈现北部偏高,向南部递减的趋势。
海洋生物
基于增殖放流的定栖性种类剩余产量模型及其模拟分析
王迎宾
2021, 43(2): 28-37. doi: 10.12284/hyxb2021006
摘要:
为应对渔业资源的日益衰退,增殖放流成为了目前补充资源、维持资源可持续利用的主要手段之一。增殖放流实施后,渔业资源的可持续特征是学者们普遍关心,却又无法使用传统剩余产量模型有效解决的问题。本研究基于传统的Schaefer剩余产量模型,提出了一个适用于增殖放流情况下的剩余产量模型(增殖剩余产量模型),模拟分析了不同增殖放流和捕捞策略对模型的影响。该模型的形式与Schaefer剩余产量模型相似,但加入了描述增殖群体增长特征的参数—有效增殖率,以此来表示增殖放流的群体对产量产生的影响。结果显示,合理的增殖放流可以起到增加最大可持续产量的效果,使用增殖剩余产量模型能够得到合理的最大可持续产量等关键指标的估算结果。与无增殖放流情况相比,在增殖放流影响下,海域原存资源(海域原本存在的群体)达到最大可持续产量时所需的生物量较小,而可承受的捕捞努力量则有所增加。增殖剩余产量模型所反映的原存群体和增殖群体之间会产生抑制作用。在该作用影响下,不同增殖放流和捕捞策略会对模型的评估结果产生影响。与传统模型相比,该模型将增殖放流纳入最大可持续产量的评估过程,提高了增殖放流影响下最大可持续产量评估的准确性,可用于诸如海洋牧场等边界较清晰的海域内增殖定栖性种类最大可持续产量的估算。
南海外海鸢乌贼渔场范围与海洋环境的关系
周艳波, 谢恩阁, 吴洽儿, 冯菲
2021, 43(2): 38-48. doi: 10.12284/hyxb2021008
摘要:
为研究南海外海鸢乌贼渔场范围与海洋环境因子之间的联系,本文根据2013−2018年广西壮族自治区北海市灯光罩网渔船在南海外海的鸢乌贼生产数据和海洋环境遥感数据,对鸢乌贼渔场范围的时空分布与海表面温度(SST)、海表面高度(SSH)和海表面叶绿素a (Chl a)浓度的关系进行研究。结果表明:在5°~20°N,108°~118°E海域内,SST、SSH、Chl a 浓度3个环境因子对鸢乌贼渔场范围的时空分布影响较大。其适宜的SST、SSH、Chl a浓度分别为:25~31℃、46~80 cm、0.05~0.27 mg/m3,其渔场重心由南向北转移。此外,通过对2013−2018年1−12月的单位捕捞努力量渔获量(CPUE)与海洋环境因子的关系进行K-S检验,结果显示CPUE和海洋环境因子之间没有显著性差异,即SST、SSH、Chl a 浓度3个环境指标可以有效地表征鸢乌贼资源密度和中心渔场分布状况。
低氧胁迫对军曹鱼幼鱼生长、血清生化和非特异性免疫指标的影响
王维政, 曾泽乾, 黄建盛, 郭志雄, 李洪娟, 陈刚
2021, 43(2): 49-58. doi: 10.12284/hyxb2021012
摘要:
为了研究低氧胁迫对军曹鱼幼鱼生长、血清生化和非特异性免疫指标的影响,将体重为(50.44±2.78) g的军曹鱼幼鱼在(3.15±0.21) mg/L的低氧环境下养殖4周,分别在第1天、第7天、第14天、第28天取样并进行相关指标的测定。结果表明,在低氧胁迫过程中:(1)军曹鱼幼鱼生长受到低氧的抑制,增重率和特定生长率显著低于对照水平(p<0.05)。(2)血清肝功能指标表现为不同程度的上升趋势,其中谷草转氨酶(AST)在第7天、第14天、第28天极显著高于对照组(p<0.01);谷丙转氨酶活性在第14天、第28天极显著高于对照组(p<0.01);总蛋白和白蛋白含量均在第14天和第28天与对照组有显著性差异(p<0.05)。(3)血清糖脂水平表现为波动升高的趋势,其中血糖含量在第1天、第14天和第28天与对照水平有显著性差异(p<0.05);甘油三酯含量在第14天和第28天极显著高于对照水平(p<0.01);总胆固醇含量在第1天显著下降(p<0.05)后呈不断上升的趋势。(4)血清离子含量变化情况各异,其中钠离子和氯离子含量在第14天和第28天极显著升高(p<0.01);钾离子含量不断升高并在第7天、第14天和第28天与对照组具有显著性差异(p<0.05);钙离子含量则呈不断下降的变化趋势,在第14天和第28天显著低于对照水平(p<0.05)。(5)血清超氧化物歧化酶活性持续升高,并在第7天、第14天、第28天极显著高于对照组(p<0.01);丙二醛含量持续上升,并在第14天、第28天极显著高于对照组(p<0.01);过氧化氢酶活性表现为“下降−上升−下降”变化趋势;溶菌酶活性在第1天显著升高(p<0.05)后下降。研究结果显示,低氧胁迫对军曹鱼幼鱼造成一定程度的氧化损伤,抑制其生长并使血清生化和非特异性免疫相关指标发生显著变化,表明军曹鱼机体物质代谢和免疫系统受到影响。
盐度胁迫对小黄鱼(Larimichthys polyactis)抗氧化酶、非特异性免疫酶和Na+/K+-ATP酶活力的影响
王梦洁, 储天琪, 刘峰, 詹炜, 楼宝, 徐万土
2021, 43(2): 59-66. doi: 10.12284/hyxb2021038
摘要:
为了研究不同盐度对小黄鱼生理的影响,以人工养殖的4月龄小黄鱼(体质量为(12.6 ±3.1)g)为实验对象,将在自然海水(对照组盐度为22.1)中养殖的小黄鱼转入到盐度为5(低盐组)和34.5(高盐组)的海水中进行急性盐度胁迫处理10 d,测定并分析肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、碱性磷酸酶(AKP)和酸性磷酸酶(ACP)活力以及鳃和肾脏中的Na+/K+-ATP酶活力的变化情况。结果显示,在急性盐度胁迫下,小黄鱼肝脏抗氧化酶(SOD和CAT)活力均上升,其中,低盐组的SOD和高盐组的CAT活力均显著高于对照组(p<0.05);在不同盐度条件下,AKP和ACP表现出相反的变化趋势,即AKP活力随着盐度上升不断增强,而ACP活力则逐渐降低;鳃中Na+/K+-ATP酶活力在低盐组最低,而肾脏中高盐组的活力显著高于对照组(p<0.05)。上述研究结果表明,小黄鱼幼鱼在盐度下降到5时仍可正常存活;不同盐度胁迫可导致小黄鱼肝脏中的非特异性免疫酶以及鳃和肾脏中的Na+/K+-ATP酶活性发生显著变化,表明小黄鱼在适应盐度变化过程中肝脏、鳃和肾脏均发挥着一定的调节作用。研究结果对小黄鱼在高盐或者咸淡水区域养殖提供了一定参考作用。
基于贝叶斯状态空间产量模型的大西洋黄鳍金枪鱼资源评估
田志盼, 田思泉, 戴黎斌, 麻秋云
2021, 43(2): 67-77. doi: 10.12284/hyxb2021002
摘要:
黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)是全球远洋渔业的重要目标鱼种,要实现有效的管理,对其进行科学的资源评估是必不可少的。本文以大西洋黄鳍金枪鱼为研究对象,根据国际大西洋金枪鱼养护委员会的渔获量和单位捕捞努力量渔获量数据,使用贝叶斯状态空间模型进行资源评估,并探讨不同剩余产量函数和单位捕捞努力量渔获量数据对评估的影响。结果表明,使用美国、委内瑞拉、日本和中国台北4个船队的单位捕捞努力量渔获量数据及Fox剩余产量函数时模型拟合效果最佳。关键参数环境容纳量和内禀增长率的估计中值和95%置信区间分别为178 (140,229)×104 t和0.210(0.159,0.274);当前资源量为72.5×104 t,最大可持续产量为13.7×104 t时,种群既没有遭受资源型过度捕捞,也没有捕捞型过度捕捞发生。敏感性分析表明,当渔获量数据存在误报率(70%、80%、90%、110%、120%和130%)时,生物量的评估结果偏高,而捕捞死亡率的结果偏低,但种群均处于健康状态;预测分析显示,当总允许可捕量设为11×104 t时,资源在2024年前仍基本保持健康状态。本研究与国际大西洋金枪鱼养护委员会现有的评估结果基本一致,且模型较稳健,可以为管理决策提供建议。根据模型结果,建议总允许可捕量为11×104 t或更低,以使资源达到可持续开发水平。
长江口甲藻孢囊与水体富营养化和厄尔尼诺指数关系研究
戴鑫烽, 曾宇兰, 李冬融, 王鹏斌, 郭若玉, 王瑞芳, 陆斗定
2021, 43(2): 78-87. doi: 10.12284/hyxb2021004
摘要:
甲藻孢囊是一种可用于追溯环境变化历史的生物微化石,如指示水体富营养化和气候变化,但是如何指示水体富营养化存在争议,并且如何区分甲藻孢囊中的水体富营养化信号和气候变化信号也是一个科学难题。为了研究这两个科学问题,我们利用长江口海域受到水体富营养化和厄尔尼诺事件双重影响的特点,在该海域不同位置采集了4根沉积柱,分析了其中的甲藻孢囊。结果显示,长江口海域水体富营养化会引起总甲藻孢囊以及产麻痹性贝毒甲藻孢囊丰度上升,并且导致异养型和自养型甲藻孢囊的比率下降,这说明引起长江口海域富营养化主要原因还是以氮、磷、钾为主导的农业和生活污水。受长江冲淡水流影响,这种富营养化信号在近处相对较弱;中间处信号明显;远处信号几乎未见。同时入海口近处高沉积速率沉积柱样的分析结果显示,甲藻孢囊丰度存在季节性的变化规律,其中以冬季甲藻孢囊丰度最低,推测低温起了主导作用。而厄尔尼诺气候事件可以通过影响陆地径流从而改变陆源营养盐的输入来改变甲藻孢囊丰度,反映在沉积柱中的信息即为甲藻孢囊丰度峰谷值的出现。该信号也随距离入海口的远近不同而不同:近处受水流突然增大或减弱导致甲藻孢囊丰度谷值和峰值出现;中间处水流与甲藻孢囊丰度峰谷值重叠且信号较强;远处丰度峰值信号明显但主导因素多样化。这些结果对该海域环境演变历史重建,赤潮发生历史和厄尔尼诺现象研究都具有十分重要的科学意义。
广西茅尾海红树林土壤放线菌多样性及功能酶活性研究
李菲, 李喆, 胡文进, 黄庶识, 刘泾泾, 黄媛林, 王巧贞, 潘信利
2021, 43(2): 88-97. doi: 10.12284/hyxb2021010
摘要:
研究广西茅尾海红树林自然保护区内红树林土壤中可培养放线菌的多样性,挖掘具有高产多种功能酶活性的放线菌类群。应用可培养技术和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析研究红树林土壤中可培养放线菌的多样性;并以10种酶活底物为指示物,结合点植法和透明圈法对可培养的放线菌进行功能酶活性筛选。结果显示,从红树林土壤中共分离到444株放线菌,隶属于6目13科24属63种,其中3株放线菌为潜在新种。从63株不同种的放线菌中筛选出56株放线菌在至少1种功能酶活性检测中显示阳性,总阳性率为88.89%;其中具有2种以上功能酶活性的放线菌31株,链霉菌属、微杆菌属和短小杆菌属的产酶菌株最为丰富。综上所述,广西茅尾海红树林自然保护区内红树林土壤中可培养放线菌的种类丰富多样,潜藏着放线菌新资源,且功能酶活性显著,具有较大的挖掘潜力。
基于COⅠ基因片段的中国南部沿海近亲拟相手蟹的群体遗传多样性研究
杨明柳, 徐岩, 高霆炜, 潘红平, 吴斌, 阎冰
2021, 43(2): 105-115. doi: 10.12284/hyxb2021026
摘要:
为了研究我国南部沿海近亲拟相手蟹(Parasesarma affine)的群体遗传结构,本研究对12个地理群体共222个个体的线粒体DNA的细胞色素氧化酶亚基Ⅰ (COⅠ)基因片段进行了分析。结果表明,612 bp的COⅠ基因片段检测到34个变异位点,共定义了40个单倍型,其中Hap2为12个群体的共享单倍型,占个体总数的69.81%。总群体的单倍型多样性水平Hd为0.508 9,核苷酸多样性水平Pi为0.001 126,表现出中等水平的Hd和低水平的Pi。单倍型邻接发育树和单倍型中介网络图没有形成明显的地理系谱结构。近亲拟相手蟹群体内的遗传距离为0.000 36~0.001 73,群体间的遗传距离为0.000 48~0.001 72。群体间的遗传分化系数(Fst)和分子方差分析(AMOVA)结果表明,近亲拟相手蟹群体遗传分化水平低,其变异主要来自群体内。中性检验和核苷酸不配对分布结果提示,近亲拟相手蟹近期经历了群体扩张事件,扩张时间大约发生于5.1万年前的更新世晚期。研究表明,较长的幼虫浮游期以及海洋环境中缺少影响群体扩散的屏障可能是近亲拟相手蟹各地理群体间能进行广泛的基因交流,从而表现出较低的遗传分化水平的重要原因,更新世的剧烈气候变迁亦可能对其群体的遗传结构和分布格局产生影响。研究结果为近亲拟相手蟹自然资源的保护及合理开发利用提供了一定理论依据。
转录组测序解析刺参波里氏囊腔与体腔中体腔细胞对吐脏胁迫的响应差异
史伟卜, 王轶南, 王浩文, 任媛, 王庆奎, 李强
2021, 43(2): 116-125. doi: 10.12284/hyxb2021016
摘要:
刺参的体腔细胞大量存在于体腔液与水管系统内,广泛参与机体的营养输送、代谢以及免疫等多种功能。刺参吐脏时,体腔中体腔细胞近乎排尽,而后迅速恢复。波里氏囊是刺参吐脏后仅存的内脏器官,囊腔内体腔细胞在吐脏后也快速增加,表现出积极的响应。为研究探讨刺参吐脏后再生早期体腔细胞快速增加的作用与意义,本文分别对刺参吐脏后6 h与吐脏前波里氏囊腔和体腔中体腔细胞进行转录组测序,比较了波里氏囊腔与体腔中体腔细胞在吐脏胁迫下的基因表达变化。结果显示,波里氏囊腔内体腔细胞在吐脏前后有267个基因显著差异表达,差异基因大量富集至GO功能注释的酶催化活性亚类以及甘氨酸、丝氨酸与苏氨酸代谢等KEGG通路。体腔中体腔细胞在吐脏前后有922个基因显著差异表达,差异基因显著富集到GO功能注释的细胞黏附、生物黏附等亚类以及细胞外基质受体互作、转化生长因子-β与FoxO等KEGG通路。研究结果对于进一步研究刺参体腔细胞的功能及揭示刺参吐脏后的再生机制提供了重要基础。
藻类捕光天线系统:结构与功能的统一
甄张赫, 李文军, 林瀚智, 秦松
2021, 43(2): 126-138. doi: 10.12284/hyxb2021024
摘要:
藻类是光合自养的水生孢子植物,为了适应水下弱光的特殊生境,藻类捕光天线历经亿万年的进化,形成了特殊的结构与功能。从发现藻类捕光天线的存在到至今的70多年间,其结构解析技术的发展共经历了4个阶段:首先是利用生化及普通光谱技术研究结构组成(1950−1980年);其次是利用X-ray晶体学技术研究局部精细结构(1980年至今);再次是利用电镜技术研究完整的粗略结构(1980−2010年);最后是近10年来利用冷冻电镜技术研究完整的精细结构(2010年至今)。目前以蓝藻、红藻、绿藻和硅藻为主的藻类捕光天线复合体完整的精细结构均已被解析,仅2019年就有10余种精细结构被发现。藻类捕光天线系统结构生物学的研究,不仅搭建了对结构与功能统一认识的桥梁,而且为深入揭示藻类光合作用高效能量传递机制奠定了坚实的结构基础。将藻类捕光天线系统结构和功能统一起来,进一步研究对光环境的适应性成为未来的重点,并将为藻类捕光天线蛋白在光电器件领域的应用提供充分的科学依据。
新闻与观点
海洋一号D卫星捕捉到南极火山喷发
刘建强, 叶小敏, 曾韬, 马小峰, 刘金普
2021, 43(2): 139-140. doi: 10.12284/hyxb2021064
摘要: