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doi: 10.12284/hyxb20260000
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卤虫是海水鱼类及甲壳类苗种培育中重要的活饵料,90%以上来源于野生卤虫资源。为探究近30年环境变化与独特养殖管理模式对中国运城盐湖卤虫形态学及遗传特征的影响,本研究对1993年(YC-1993)、2019年(YC-2019)和2023年(YC-2023)采自运城盐湖的卤虫卵进行孵化并饲养至成体,进行卤虫卵和成虫的形态学测量;同时采用特定位点扩增片段测序(SLAF-seq)技术进行群体遗传学分析。结果表明,YC-2023群体的体长、腹长、卵囊宽、复眼间距、复眼直径、第二触角长、抱握器外周长等形态学指标上均极显著大于YC-1993群体,而YC-2023群体卵径显著小于YC-1993群体。遗传分析显示,YC-2023群体的遗传多样性最低;三个群体的多态信息含量(PIC)介于0.252−0.305之间,属于中度多态(0.25<PIC<0.5)。YC-2019和YC-2023群体间的遗传分化系数Fst值为0.087,属于中度遗传分化(0.05<Fst<0.15)。而YC-1993与另外两个种群间的Fst值为0.151,属于高度遗传分化(0.15<Fst<0.25)。系统发育树、主成分分析、亲缘关系热图及Admixture分析进一步揭示,虽然三个群体间存在一定遗传分化,但均起源于单一共同祖先。运城卤虫的形态性状与遗传变异,可能源于运城盐湖近年来经历的环境变化以及独特养殖和管理模式所导致的遗传选择与遗传漂变。本研究为运城盐湖卤虫种质资源的保护与利用提供了理论支撑。
卤虫是海水鱼类及甲壳类苗种培育中重要的活饵料,90%以上来源于野生卤虫资源。为探究近30年环境变化与独特养殖管理模式对中国运城盐湖卤虫形态学及遗传特征的影响,本研究对1993年(YC-1993)、2019年(YC-2019)和2023年(YC-2023)采自运城盐湖的卤虫卵进行孵化并饲养至成体,进行卤虫卵和成虫的形态学测量;同时采用特定位点扩增片段测序(SLAF-seq)技术进行群体遗传学分析。结果表明,YC-2023群体的体长、腹长、卵囊宽、复眼间距、复眼直径、第二触角长、抱握器外周长等形态学指标上均极显著大于YC-1993群体,而YC-2023群体卵径显著小于YC-1993群体。遗传分析显示,YC-2023群体的遗传多样性最低;三个群体的多态信息含量(PIC)介于0.252−0.305之间,属于中度多态(0.25<PIC<0.5)。YC-2019和YC-2023群体间的遗传分化系数Fst值为0.087,属于中度遗传分化(0.05<Fst<0.15)。而YC-1993与另外两个种群间的Fst值为0.151,属于高度遗传分化(0.15<Fst<0.25)。系统发育树、主成分分析、亲缘关系热图及Admixture分析进一步揭示,虽然三个群体间存在一定遗传分化,但均起源于单一共同祖先。运城卤虫的形态性状与遗传变异,可能源于运城盐湖近年来经历的环境变化以及独特养殖和管理模式所导致的遗传选择与遗传漂变。本研究为运城盐湖卤虫种质资源的保护与利用提供了理论支撑。
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本研究针对2023年夏季珠江口未出现底层水缺氧的“异常”现象,综合分析了水文条件、生物地球化学过程及物理驱动机制的影响。基于现场观测数据及与历史数据的对比,发现2023年夏季主要呈现以下特征:珠江径流量较夏季历史均值降低51%,导致陆源营养盐输入通量降低45%,进而生源有机碳的产生量骤降,减少了微生物降解的耗氧底物;同时,航次前15天持续的下降流风不利于形成缺氧;水体垂直混合较强,层化系数(0.074 ± 0.20)低于发生缺氧的三个年份(0.14 ± 0.17,0.38 ± 0.50,0.18 ± 0.20),有利于溶解氧从上层海水得到补充;珠江径流量降低导致河口水体停留时间缩短(1.8天,短于夏季平均径流量下的3.1天),限制了有机物降解耗氧过程对水体溶解氧浓度的影响。以上多因素协同作用导致珠江口2023年夏季未发生底层水缺氧现象。本研究揭示了极端水文气象条件对河口缺氧形成的重要调控作用。
本研究针对2023年夏季珠江口未出现底层水缺氧的“异常”现象,综合分析了水文条件、生物地球化学过程及物理驱动机制的影响。基于现场观测数据及与历史数据的对比,发现2023年夏季主要呈现以下特征:珠江径流量较夏季历史均值降低51%,导致陆源营养盐输入通量降低45%,进而生源有机碳的产生量骤降,减少了微生物降解的耗氧底物;同时,航次前15天持续的下降流风不利于形成缺氧;水体垂直混合较强,层化系数(0.074 ± 0.20)低于发生缺氧的三个年份(0.14 ± 0.17,0.38 ± 0.50,0.18 ± 0.20),有利于溶解氧从上层海水得到补充;珠江径流量降低导致河口水体停留时间缩短(1.8天,短于夏季平均径流量下的3.1天),限制了有机物降解耗氧过程对水体溶解氧浓度的影响。以上多因素协同作用导致珠江口2023年夏季未发生底层水缺氧现象。本研究揭示了极端水文气象条件对河口缺氧形成的重要调控作用。
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doi: 10.12284/hyxb20260012
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北极地区是全球气候变化的敏感区,其突出的增暖放大效应(AA)与气溶胶辐射强迫密切相关。气溶胶光学厚度(AOD)作为表征大气气溶胶消光特性的关键指标,对解析气溶胶在环境和气候系统中的作用具有关键意义。卫星遥感技术已成为获取全球或区域尺度AOD数据的重要手段,但受观测原理限制及北极复杂地表环境影响,现有卫星产品存在明显数据缺失。贝叶斯最大熵法(BME)是AOD数据融合的常用方法,但传统BME采用最小二乘法构建协方差时,难以有效处理高维参数空间的复杂性与非平稳性。本文基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)与多角度成像光谱辐射计(MISR)的AOD产品,通过引入具备全局搜索能力的粒子群优化算法(PSO)改进协方差建模过程,构建PSO-BME融合算法以提升数据融合的稳定性与精度。研究结果表明:PSO-BME能够有效融合MODIS和MISR的AOD数据并实现缺失数据填补。融合AOD在双源覆盖区RMSE降至0.055,EE达78%,MAE为0.04,相关系数0.7,且在无观测区仍保持可接受精度;年均空间覆盖率从MODIS的15.45%和MISR的1.45%提升至32.7%。时空分布分析显示,融合产品空间连续性明显改善,能更真实反映AOD整体变化特征;时空演变规律揭示北极气溶胶分布受本地气象条件与中低纬污染跨境传输的双重影响。
北极地区是全球气候变化的敏感区,其突出的增暖放大效应(AA)与气溶胶辐射强迫密切相关。气溶胶光学厚度(AOD)作为表征大气气溶胶消光特性的关键指标,对解析气溶胶在环境和气候系统中的作用具有关键意义。卫星遥感技术已成为获取全球或区域尺度AOD数据的重要手段,但受观测原理限制及北极复杂地表环境影响,现有卫星产品存在明显数据缺失。贝叶斯最大熵法(BME)是AOD数据融合的常用方法,但传统BME采用最小二乘法构建协方差时,难以有效处理高维参数空间的复杂性与非平稳性。本文基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)与多角度成像光谱辐射计(MISR)的AOD产品,通过引入具备全局搜索能力的粒子群优化算法(PSO)改进协方差建模过程,构建PSO-BME融合算法以提升数据融合的稳定性与精度。研究结果表明:PSO-BME能够有效融合MODIS和MISR的AOD数据并实现缺失数据填补。融合AOD在双源覆盖区RMSE降至0.055,EE达78%,MAE为0.04,相关系数0.7,且在无观测区仍保持可接受精度;年均空间覆盖率从MODIS的15.45%和MISR的1.45%提升至32.7%。时空分布分析显示,融合产品空间连续性明显改善,能更真实反映AOD整体变化特征;时空演变规律揭示北极气溶胶分布受本地气象条件与中低纬污染跨境传输的双重影响。
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doi: 10.12284/hyxb2026000
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沉速是细颗粒粘性泥沙动力特性的关键参数,对于认识细颗粒泥沙运动规律以及预测港口航道冲淤演变具有重要意义。细颗粒粘性泥沙因其粒径小,比表面积大、颗粒间容易发生絮凝,其沉速受到多重因素的影响,其中盐度和泥沙浓度对其影响较为显著。采用嘉兴港航道现场采集的原状泥沙,利用沉降桶进行了0~15‰盐度范围和1~20 kg/m3泥沙浓度范围内不同盐度和泥沙浓度条件下共42组细颗粒泥沙静水沉速试验。试验结果表明,当盐度小于7~9‰时,随着盐度的增加,泥沙沉速逐渐变大;当盐度大于7~9‰后,随着盐度继续增加,沉速逐渐减小而后趋于稳定;而当泥沙浓度小于8~10 kg/m3时,随着泥沙浓度增加,沉速逐渐增大,当泥沙浓度大于8~10 kg/m3时,沉速逐渐减小。另外,相比单一因素的影响,盐度和泥沙浓度存在共同作用,其共同作用对沉速的影响更大,对比分析了不同条件下盐度和泥沙浓度对沉速的影响。拟合建立了不同盐度和泥沙浓度影响下细颗粒泥沙的静水沉速公式,并和前人的研究结果进行了验证对比,研究结果可为嘉兴港航道泥沙运动规律研究提供相应的参考。
沉速是细颗粒粘性泥沙动力特性的关键参数,对于认识细颗粒泥沙运动规律以及预测港口航道冲淤演变具有重要意义。细颗粒粘性泥沙因其粒径小,比表面积大、颗粒间容易发生絮凝,其沉速受到多重因素的影响,其中盐度和泥沙浓度对其影响较为显著。采用嘉兴港航道现场采集的原状泥沙,利用沉降桶进行了0~15‰盐度范围和1~20 kg/m3泥沙浓度范围内不同盐度和泥沙浓度条件下共42组细颗粒泥沙静水沉速试验。试验结果表明,当盐度小于7~9‰时,随着盐度的增加,泥沙沉速逐渐变大;当盐度大于7~9‰后,随着盐度继续增加,沉速逐渐减小而后趋于稳定;而当泥沙浓度小于8~10 kg/m3时,随着泥沙浓度增加,沉速逐渐增大,当泥沙浓度大于8~10 kg/m3时,沉速逐渐减小。另外,相比单一因素的影响,盐度和泥沙浓度存在共同作用,其共同作用对沉速的影响更大,对比分析了不同条件下盐度和泥沙浓度对沉速的影响。拟合建立了不同盐度和泥沙浓度影响下细颗粒泥沙的静水沉速公式,并和前人的研究结果进行了验证对比,研究结果可为嘉兴港航道泥沙运动规律研究提供相应的参考。
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山东省庙岛群岛海域的海藻资源十分丰富,在近海海洋碳汇具有重要潜力,但目前关于庙岛群岛海藻场的基础数据和相关研究尚非常缺乏,限制了对海藻场碳汇的核算和评价。为弥补庙岛群岛海藻场基础数据的空白,本研究选择山东省庙岛群岛10个居民岛,采用水肺潜水方式对潮下带海藻场的分布进行了调查和样方取样,并对藻场中大型海藻的种类、生物量、优势种、群落多样性等海藻资源信息进行了鉴定和统计,进而结合环境背景、对10个岛的海藻场群落结构特征进行了聚类分析分析。本研究共采集到大型海藻34种,隶属21科、25属。其中红藻18种,涉及11科、15属;绿藻4种,涉及2科、2属;褐藻12种,涉及8科、8属。大型海藻优势种有海带、裙带菜、海黍子、石花菜、日本角叉菜、石莼、叉开网翼藻、海蒿子、酸藻等。统计分析结果显示,砣矶岛、小钦岛的生物量密度较高;北长山岛海藻场物种丰富度最高,庙岛、南隍城岛次之;南隍城岛海藻场多样性指数最高,北长山岛和砣矶岛次之;南隍城岛海藻场均匀度指数也均高于其他区域。聚类分析(Cluster)结果显示,南五岛(南长山岛、北长山岛、庙岛、大黑山岛、小黑山岛)与北五岛(砣矶岛、大钦岛、小钦岛、南隍城岛、北隍城岛)在群落结构上具有显著差异,且北五岛平均生物量高于南五岛,这表明地理格局是驱动群落组成差异的关键因素。本研究在一定程度上弥补了山东省海藻资场相关基础数据的空白,可为山东省海藻场的碳汇评价和发展近海蓝碳增汇提供重要的数据和理论支持。
山东省庙岛群岛海域的海藻资源十分丰富,在近海海洋碳汇具有重要潜力,但目前关于庙岛群岛海藻场的基础数据和相关研究尚非常缺乏,限制了对海藻场碳汇的核算和评价。为弥补庙岛群岛海藻场基础数据的空白,本研究选择山东省庙岛群岛10个居民岛,采用水肺潜水方式对潮下带海藻场的分布进行了调查和样方取样,并对藻场中大型海藻的种类、生物量、优势种、群落多样性等海藻资源信息进行了鉴定和统计,进而结合环境背景、对10个岛的海藻场群落结构特征进行了聚类分析分析。本研究共采集到大型海藻34种,隶属21科、25属。其中红藻18种,涉及11科、15属;绿藻4种,涉及2科、2属;褐藻12种,涉及8科、8属。大型海藻优势种有海带、裙带菜、海黍子、石花菜、日本角叉菜、石莼、叉开网翼藻、海蒿子、酸藻等。统计分析结果显示,砣矶岛、小钦岛的生物量密度较高;北长山岛海藻场物种丰富度最高,庙岛、南隍城岛次之;南隍城岛海藻场多样性指数最高,北长山岛和砣矶岛次之;南隍城岛海藻场均匀度指数也均高于其他区域。聚类分析(Cluster)结果显示,南五岛(南长山岛、北长山岛、庙岛、大黑山岛、小黑山岛)与北五岛(砣矶岛、大钦岛、小钦岛、南隍城岛、北隍城岛)在群落结构上具有显著差异,且北五岛平均生物量高于南五岛,这表明地理格局是驱动群落组成差异的关键因素。本研究在一定程度上弥补了山东省海藻资场相关基础数据的空白,可为山东省海藻场的碳汇评价和发展近海蓝碳增汇提供重要的数据和理论支持。
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本文基于2023—2025年冬季投放在渤海辽东湾的共3个小型波浪浮标的观测数据及海浪数值模式对渤海冬季结冰期的海浪特征进行了分析。观测数据的统计结果表明,位于渤海中部的2个浮标测得平均有效波高约为1 m,平均有效波周期约为4到5 s。锚定于辽东湾的浮标观测显示海冰对海浪影响显著,当海冰存在时,平均有效波高和有效波周期为0.2 m和9 s,比无冰情况下分别减小和增大了54%和98%,而且海冰的存在还可能导致谱峰波向略偏离主导风向。从数值模拟的角度来看,相较于不考虑海冰的方案,通过在SWAN模式中植入考虑冰厚的冰−浪参数化方案,可降低波高模拟误差33%。另外,本文还对比了两种经典风输入项方案Komen与ST6对渤海冬季海浪的模拟效果,两种方案的结果总体上均与浮标观测的有效波高吻合较好,误差水平相当。本文的研究基于观测数据,进一步丰富了人们对渤海冬季结冰期海浪特征的认知。
本文基于2023—2025年冬季投放在渤海辽东湾的共3个小型波浪浮标的观测数据及海浪数值模式对渤海冬季结冰期的海浪特征进行了分析。观测数据的统计结果表明,位于渤海中部的2个浮标测得平均有效波高约为1 m,平均有效波周期约为4到5 s。锚定于辽东湾的浮标观测显示海冰对海浪影响显著,当海冰存在时,平均有效波高和有效波周期为0.2 m和9 s,比无冰情况下分别减小和增大了54%和98%,而且海冰的存在还可能导致谱峰波向略偏离主导风向。从数值模拟的角度来看,相较于不考虑海冰的方案,通过在SWAN模式中植入考虑冰厚的冰−浪参数化方案,可降低波高模拟误差33%。另外,本文还对比了两种经典风输入项方案Komen与ST6对渤海冬季海浪的模拟效果,两种方案的结果总体上均与浮标观测的有效波高吻合较好,误差水平相当。本文的研究基于观测数据,进一步丰富了人们对渤海冬季结冰期海浪特征的认知。
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高质量的水下光学影像是海底场景数字孪生、底栖生境保护、海底矿产资源探测和海底未知现象理解等任务的重要依托。然而,受复杂水体环境、光照条件等因素的影响,水下光学影像存在颜色失真、细节模糊、对比度低等退化问题。现有水下图像增强方法多聚焦于增强算法本身的优化,缺乏对不同退化类型图像的溯源、分类与分级等系统性分析机制。为此,针对水下光学图像成像环境的复杂性和异质性,本文提出一种顾及退化类型的图像质量增强策略。首先,构建了水下图像退化类型感知网络用于识别水下雾化模糊图像,准确率达到97%,对光照退化类型亦具有较高的区分能力。其次,针对识别出的水下雾化图像,基于真实水下图像色偏值的分布统计,设计自适应颜色校正方法,有效恢复不同程度的颜色衰减。最后,引入分块索引策略来获取更加精确的背景光估计值,并结合水下暗通道先验进一步解决水下图像的雾化模糊问题。在UIEB、RUIE等多个真实水下图像数据集上的实验结果表明,与具有代表性的水下图像增强方法相比,PSNR、SSIM指标分别提升22.17%、4.5%。
高质量的水下光学影像是海底场景数字孪生、底栖生境保护、海底矿产资源探测和海底未知现象理解等任务的重要依托。然而,受复杂水体环境、光照条件等因素的影响,水下光学影像存在颜色失真、细节模糊、对比度低等退化问题。现有水下图像增强方法多聚焦于增强算法本身的优化,缺乏对不同退化类型图像的溯源、分类与分级等系统性分析机制。为此,针对水下光学图像成像环境的复杂性和异质性,本文提出一种顾及退化类型的图像质量增强策略。首先,构建了水下图像退化类型感知网络用于识别水下雾化模糊图像,准确率达到97%,对光照退化类型亦具有较高的区分能力。其次,针对识别出的水下雾化图像,基于真实水下图像色偏值的分布统计,设计自适应颜色校正方法,有效恢复不同程度的颜色衰减。最后,引入分块索引策略来获取更加精确的背景光估计值,并结合水下暗通道先验进一步解决水下图像的雾化模糊问题。在UIEB、RUIE等多个真实水下图像数据集上的实验结果表明,与具有代表性的水下图像增强方法相比,PSNR、SSIM指标分别提升22.17%、4.5%。
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以我国现存面积最大的曹妃甸海草床作为研究对象,采用遥感解译、现场调查和模型解析相结合的方法,开展了曹妃甸海草床密度量化分区及其空间异质性形成机制研究。通过高分辨率卫星遥感影像解译并结合现场实地验证,获得了曹妃甸海草床“北密南疏”分布格局下三类核心分区的量化数据(密集区:面积7.31 km2,占比18.34%;中等密集区:面积10.36 km2,占比26.00%;稀疏区:面积22.18 km2,占比55.66%),整体分布呈现出斑块化嵌合分布的特征。基于现场调查获取的光照、铵盐、底质密度等10项环境资料,运用多层感知器–人工神经网络(MLP-ANN)模型解析发现,底质内摩擦角(贡献率18%)、水体温度(贡献率15%)、底质磷酸盐(贡献率15%)是影响海草床密度分区的核心因子,且累计影响占比达48%。研究表明,曹妃甸海草床的密度分区是由自然动力因素与人为活动共同作用形成的:南部区域由于潮汐海流较强,导致底质遭受冲刷,同时叠加油田勘探、航道疏浚等工程活动以及陆源污染的影响,形成了“底质扰动–营养失衡”的退化链;北部区域远离这些扰动源,并且经过生态修复,底质条件得到优化,从而为中高密度海草床区域的形成提供了支撑。本研究填补了曹妃甸海草床密度分区量化研究及其机制研究方面的不足,为渤海湾海草床的科学评估及有效修复提供了科学依据和技术范式。
以我国现存面积最大的曹妃甸海草床作为研究对象,采用遥感解译、现场调查和模型解析相结合的方法,开展了曹妃甸海草床密度量化分区及其空间异质性形成机制研究。通过高分辨率卫星遥感影像解译并结合现场实地验证,获得了曹妃甸海草床“北密南疏”分布格局下三类核心分区的量化数据(密集区:面积7.31 km2,占比18.34%;中等密集区:面积10.36 km2,占比26.00%;稀疏区:面积22.18 km2,占比55.66%),整体分布呈现出斑块化嵌合分布的特征。基于现场调查获取的光照、铵盐、底质密度等10项环境资料,运用多层感知器–人工神经网络(MLP-ANN)模型解析发现,底质内摩擦角(贡献率18%)、水体温度(贡献率15%)、底质磷酸盐(贡献率15%)是影响海草床密度分区的核心因子,且累计影响占比达48%。研究表明,曹妃甸海草床的密度分区是由自然动力因素与人为活动共同作用形成的:南部区域由于潮汐海流较强,导致底质遭受冲刷,同时叠加油田勘探、航道疏浚等工程活动以及陆源污染的影响,形成了“底质扰动–营养失衡”的退化链;北部区域远离这些扰动源,并且经过生态修复,底质条件得到优化,从而为中高密度海草床区域的形成提供了支撑。本研究填补了曹妃甸海草床密度分区量化研究及其机制研究方面的不足,为渤海湾海草床的科学评估及有效修复提供了科学依据和技术范式。
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为探究规则波作用下刚性、柔性以及刚柔组合型植被消波特性差异,利用实验室水槽开展了一系列物理模型试验,定量分析了刚性、柔性及刚柔组合型植被对波浪的衰减作用,确定不同类型植被拖曳力系数CD与雷诺数Re、邱卡数KC和厄塞尔数Ur的关系。研究表明,三种植被配置均能引起波高沿程递减;随着入射波周期或植被淹没度的增加,各植被类型的消波效果均减弱;在波高影响方面,刚性植被的消波效果随波高增大持续显著增强,柔性植被则呈现先增强后减弱的非线性趋势,而刚柔组合型植被兼具两者优势,其消波效果亦随波高增大而增强。此外,三种植被的CD可采用统一的理论公式表达,其主要差异在于反映植被摆动对波高衰减的影响因子γ不同。CD与Re、KC以及Ur之间均存在显著统计关系,并可用统一经验公式描述。本研究结果可为海岸生态防护工程中植被的优化配置提供理论依据与设计参考。
为探究规则波作用下刚性、柔性以及刚柔组合型植被消波特性差异,利用实验室水槽开展了一系列物理模型试验,定量分析了刚性、柔性及刚柔组合型植被对波浪的衰减作用,确定不同类型植被拖曳力系数CD与雷诺数Re、邱卡数KC和厄塞尔数Ur的关系。研究表明,三种植被配置均能引起波高沿程递减;随着入射波周期或植被淹没度的增加,各植被类型的消波效果均减弱;在波高影响方面,刚性植被的消波效果随波高增大持续显著增强,柔性植被则呈现先增强后减弱的非线性趋势,而刚柔组合型植被兼具两者优势,其消波效果亦随波高增大而增强。此外,三种植被的CD可采用统一的理论公式表达,其主要差异在于反映植被摆动对波高衰减的影响因子γ不同。CD与Re、KC以及Ur之间均存在显著统计关系,并可用统一经验公式描述。本研究结果可为海岸生态防护工程中植被的优化配置提供理论依据与设计参考。
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次重力波(周期25~250 s)是近岸水动力过程的关键组成部分,对海岸地貌演变和工程安全具有重要影响。本文从质量、动量与能量守恒方程出发,系统综述了次重力波产生机制与演化规律的最新研究进展。在产生机制方面,阐述了波群约束、移动破波点驱动、段波融合和海上阵风作用四种机制,讨论了约束长波理论从经典平衡解到非平衡解的发展,以及近期提出的格林函数统一解。在传播演化方面,介绍了次重力波在变浅岸滩上的相位变化与能量转移、非线性浅化、近岸耗散及岸线反射规律,探讨了离岸凸起地形和珊瑚礁陡变地形对次重力波的放大效应。文章还指出次重力波在演化过程中存在随机性。最后,对未来研究方向进行了展望,为次重力波的进一步研究和应用提供参考。
次重力波(周期25~250 s)是近岸水动力过程的关键组成部分,对海岸地貌演变和工程安全具有重要影响。本文从质量、动量与能量守恒方程出发,系统综述了次重力波产生机制与演化规律的最新研究进展。在产生机制方面,阐述了波群约束、移动破波点驱动、段波融合和海上阵风作用四种机制,讨论了约束长波理论从经典平衡解到非平衡解的发展,以及近期提出的格林函数统一解。在传播演化方面,介绍了次重力波在变浅岸滩上的相位变化与能量转移、非线性浅化、近岸耗散及岸线反射规律,探讨了离岸凸起地形和珊瑚礁陡变地形对次重力波的放大效应。文章还指出次重力波在演化过程中存在随机性。最后,对未来研究方向进行了展望,为次重力波的进一步研究和应用提供参考。
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产毒藻类对生态环境安全和人类健康具有重大威胁,右侧环胺藻(Azadinium dexteroporum)是氮杂螺环酸毒素的主要产毒种之一,但我国对该物种的研究十分稀缺,其在中国近海的分布仍然不明。本研究通过环境DNA方法获取右侧环胺藻在中国近海的分布记录,以2050年代和2100年代为未来预测节点,采用最大熵模型模拟了该物种在当前及未来三种气候情景(SSP126、SSP245和SSP585情景)下的潜在适生区变化。结果显示,硝酸盐浓度、硅酸盐浓度、海表温度为右侧环胺藻分布的主要限制因子。现状情景下,该物种适生区面积为63.71×104 km2,集中分布于南海北部。随着气候变化右侧环胺藻潜在适生区可能呈现缩减的趋势,2100年代潜在适生区面积将减少至5.58×104 km2~32.21×104 km2。右侧环胺藻的适生区空间格局整体呈现“南缩北扩”趋势,南海的大面积适生区将消失,但在黄渤海区域将出现新的适生区。其适生区质心迁移距离最远可达1439 km,从南海北部迁移至长江口以北。研究结果为有害甲藻的生态风险监控、预测和管理提供了重要科学依据。
产毒藻类对生态环境安全和人类健康具有重大威胁,右侧环胺藻(Azadinium dexteroporum)是氮杂螺环酸毒素的主要产毒种之一,但我国对该物种的研究十分稀缺,其在中国近海的分布仍然不明。本研究通过环境DNA方法获取右侧环胺藻在中国近海的分布记录,以2050年代和2100年代为未来预测节点,采用最大熵模型模拟了该物种在当前及未来三种气候情景(SSP126、SSP245和SSP585情景)下的潜在适生区变化。结果显示,硝酸盐浓度、硅酸盐浓度、海表温度为右侧环胺藻分布的主要限制因子。现状情景下,该物种适生区面积为63.71×104 km2,集中分布于南海北部。随着气候变化右侧环胺藻潜在适生区可能呈现缩减的趋势,2100年代潜在适生区面积将减少至5.58×104 km2~32.21×104 km2。右侧环胺藻的适生区空间格局整体呈现“南缩北扩”趋势,南海的大面积适生区将消失,但在黄渤海区域将出现新的适生区。其适生区质心迁移距离最远可达
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doi: 10.12284/hyxb2025006
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研究滨海沙滩微塑料的赋存与动态特征对于海岸带综合管理、评估生态风险具有重要意义。以往研究表明物理过程是影响滨海沙滩微塑料赋存特征的关键因素,但针对台风这种极端气象过程对微塑料污染分布的影响还探讨较少。本研究在台风“海葵”发生前后对厦门市滨海沙滩开展野外固定样地实验,分析台风前后沙滩沉积物中微塑料丰度、组成以及多样性的变化。结果表明,台风“海葵”前厦门市沙滩的微塑料丰度为(251.5 ± 27.9)n/kg,台风后该数值显著降低至(127.0 ± 18.8)n/kg。台风前后沙滩中微塑料的组成特征发生鲜明变化,不同形状、尺寸的微塑料丰度对台风的响应不同。其中,尺寸小于500 μm的微塑料占比显著下降,纤维状颗粒占比上升。台风后沙滩沉积物理化性质明显变化,其中中值粒径和容重均显著下降。此外,台风导致微塑料多样性变化:Shannon-Wiener多样性指数在多数站点下降,Pielou’s均匀度指数在台风后普遍上升。台风对沙滩微塑料分布的影响是极端天气中多种动态物理过程的复杂耦合作用,同时也与海岸位置、底质条件等要素密切相关。实现台风过程对微塑料污染动态的模拟和预报仍需结合野外受控实验等手段对相关机理开展系统综合研究。
研究滨海沙滩微塑料的赋存与动态特征对于海岸带综合管理、评估生态风险具有重要意义。以往研究表明物理过程是影响滨海沙滩微塑料赋存特征的关键因素,但针对台风这种极端气象过程对微塑料污染分布的影响还探讨较少。本研究在台风“海葵”发生前后对厦门市滨海沙滩开展野外固定样地实验,分析台风前后沙滩沉积物中微塑料丰度、组成以及多样性的变化。结果表明,台风“海葵”前厦门市沙滩的微塑料丰度为(251.5 ± 27.9)n/kg,台风后该数值显著降低至(127.0 ± 18.8)n/kg。台风前后沙滩中微塑料的组成特征发生鲜明变化,不同形状、尺寸的微塑料丰度对台风的响应不同。其中,尺寸小于500 μm的微塑料占比显著下降,纤维状颗粒占比上升。台风后沙滩沉积物理化性质明显变化,其中中值粒径和容重均显著下降。此外,台风导致微塑料多样性变化:Shannon-Wiener多样性指数在多数站点下降,Pielou’s均匀度指数在台风后普遍上升。台风对沙滩微塑料分布的影响是极端天气中多种动态物理过程的复杂耦合作用,同时也与海岸位置、底质条件等要素密切相关。实现台风过程对微塑料污染动态的模拟和预报仍需结合野外受控实验等手段对相关机理开展系统综合研究。
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利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式,分析了2019年9号台风Lekima影响黄海北部期间发生的一次海雾过程,结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾,台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送,为海雾的形成和发展提供充足的水汽,同时其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层,在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构,也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变,从而导致的湍流混合增强和大气边界层稳定度下降是引发海雾消散的重要原因。
利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式,分析了2019年9号台风Lekima影响黄海北部期间发生的一次海雾过程,结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾,台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送,为海雾的形成和发展提供充足的水汽,同时其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层,在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构,也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变,从而导致的湍流混合增强和大气边界层稳定度下降是引发海雾消散的重要原因。
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基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果,本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明,在印尼潜艇失事海域和时间,源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域,振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果,本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明,在印尼潜艇失事海域和时间,源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域,振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
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摘要(3140)
摘要:
海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量,我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果,但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样,将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼(Scomber japonicus)捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系,探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明,净初级生产力与标准化CPUE(Catch Per Unit Effort)不存在显著的线性关系(P>0.05),但呈显著非线性关系(P<0.05),且这种非线性关系表现为倒抛物线,即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高,但当净初级生产力进一步增加,鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制,但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量,我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果,但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样,将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼(Scomber japonicus)捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系,探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明,净初级生产力与标准化CPUE(Catch Per Unit Effort)不存在显著的线性关系(P>0.05),但呈显著非线性关系(P<0.05),且这种非线性关系表现为倒抛物线,即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高,但当净初级生产力进一步增加,鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制,但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
2026, 48(1): 1-29.
doi: 10.12284/hyxb2026008
摘要:
我国海域蕴藏着丰富的海参资源,目前已记录海参物种7目16科61属共计138种,其中39种具有重要食用与经济价值。这些物种广泛分布于热带、亚热带至温带海域,在维持底栖生态环境、调控沉积物结构以及支撑海洋牧场建设等方面发挥关键作用。当前,我国关于海参的研究主要集中于养殖技术与活性成分功效等应用层面,而基础性的分类与系统学研究仍相对薄弱。自19世纪建立海参分类体系以来,其分类方法经历了从传统形态分类向分子系统学分类的深刻变革。传统分类主要依赖外部形态与骨片特征,其中海参骨片类型多达25种。然而,由于骨片类型复杂、形态多态性显著,且受种间形态相似性高和种内变异显著等因素的影响,仅基于形态特征难以精准识别近缘类群及不同生活史阶段的海参个体。近年来,随着COI、16S rRNA等分子条形码技术的广泛应用以及线粒体基因组和全基因组等系统发育技术的快速发展,显著提升了物种鉴定与谱系重建的准确性。尽管近年来我国海参分类研究取得了一定进展,但仍存在深海与南海区域标本匮乏、样品覆盖尚不完全、分子数据体系不完善及鉴定标准不统一等问题。未来研究仍需加强重点海域系统采样与长期监测,构建传统形态特征、骨片结构与多分子数据的综合分类体系。同时,推进环境DNA(eDNA)无损采样技术与水下相机数字化智能鉴定平台建设,建立标准化遗传资源库与形态特征数据库,并构建DNA条形码平台,为物种的快速鉴定和资源的可持续利用提供技术支撑。本研究系统梳理了我国海参物种多样性格局与分类研究进展,明确了当前海参分类研究的关键挑战与发展方向,为海参资源保护、生态修复及可持续利用提供了科学基础与理论支撑。
我国海域蕴藏着丰富的海参资源,目前已记录海参物种7目16科61属共计138种,其中39种具有重要食用与经济价值。这些物种广泛分布于热带、亚热带至温带海域,在维持底栖生态环境、调控沉积物结构以及支撑海洋牧场建设等方面发挥关键作用。当前,我国关于海参的研究主要集中于养殖技术与活性成分功效等应用层面,而基础性的分类与系统学研究仍相对薄弱。自19世纪建立海参分类体系以来,其分类方法经历了从传统形态分类向分子系统学分类的深刻变革。传统分类主要依赖外部形态与骨片特征,其中海参骨片类型多达25种。然而,由于骨片类型复杂、形态多态性显著,且受种间形态相似性高和种内变异显著等因素的影响,仅基于形态特征难以精准识别近缘类群及不同生活史阶段的海参个体。近年来,随着COI、16S rRNA等分子条形码技术的广泛应用以及线粒体基因组和全基因组等系统发育技术的快速发展,显著提升了物种鉴定与谱系重建的准确性。尽管近年来我国海参分类研究取得了一定进展,但仍存在深海与南海区域标本匮乏、样品覆盖尚不完全、分子数据体系不完善及鉴定标准不统一等问题。未来研究仍需加强重点海域系统采样与长期监测,构建传统形态特征、骨片结构与多分子数据的综合分类体系。同时,推进环境DNA(eDNA)无损采样技术与水下相机数字化智能鉴定平台建设,建立标准化遗传资源库与形态特征数据库,并构建DNA条形码平台,为物种的快速鉴定和资源的可持续利用提供技术支撑。本研究系统梳理了我国海参物种多样性格局与分类研究进展,明确了当前海参分类研究的关键挑战与发展方向,为海参资源保护、生态修复及可持续利用提供了科学基础与理论支撑。
2026, 48(1): 42-55.
doi: 10.12284/hyxb2026006
摘要:
本研究从鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)中鉴定并克隆了2个成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)基因,命名为PdFGF1和PdFGF17。序列分析结果表明,PdFGF1与PdFGF17分别编码195个和149个氨基酸,均含有信号肽和典型的FGF结构域,并具有β-折叠、η-环等拓扑结构。高等动物FGF家族分为FGF1、FGF4、FGF7、FGF8、FGF9、FGF11、FGF19等7个亚家族。多序列比对和系统进化树分析结果表明,PdFGF1属于FGF1亚家族,与人(Homo sapiens)FGF1的序列一致性为30.15%;PdFGF17属于FGF8亚家族,与人FGF1的序列一致性为29.36%。为进一步揭示PdFGF1和PdFGF17的生物学功能,本研究分析了高温诱导鹿角杯形珊瑚水螅体脱离的转录组数据,发现在水螅体高温脱离过程中FGF家族基因(PdFGF1、PdFGF2、PdFGF9、PdFGF17、PdFGF18、PdFGFR1、PdFGFR2、PdFGFR3及PdFGFR4)的表达水平显著上升,且FGF信号途径能够激活下游Ras/MAPK级联反应,驱动细胞骨架重构与细胞黏附调节;Cytoscape基因共表达网络分析还揭示FGF与珊瑚共肉(coenosarc)胞外基质(extracellular matrix, ECM)降解相关基因(ADAMTSs、COL21A1、CTSZ、P4HA等)存在显著共表达关系。综上,本研究发现高温激活了鹿角杯形珊瑚的FGF信号途径,促进了共肉组织ECM的降解,进而介导共肉裂解和水螅体脱离。
本研究从鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)中鉴定并克隆了2个成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)基因,命名为PdFGF1和PdFGF17。序列分析结果表明,PdFGF1与PdFGF17分别编码195个和149个氨基酸,均含有信号肽和典型的FGF结构域,并具有β-折叠、η-环等拓扑结构。高等动物FGF家族分为FGF1、FGF4、FGF7、FGF8、FGF9、FGF11、FGF19等7个亚家族。多序列比对和系统进化树分析结果表明,PdFGF1属于FGF1亚家族,与人(Homo sapiens)FGF1的序列一致性为30.15%;PdFGF17属于FGF8亚家族,与人FGF1的序列一致性为29.36%。为进一步揭示PdFGF1和PdFGF17的生物学功能,本研究分析了高温诱导鹿角杯形珊瑚水螅体脱离的转录组数据,发现在水螅体高温脱离过程中FGF家族基因(PdFGF1、PdFGF2、PdFGF9、PdFGF17、PdFGF18、PdFGFR1、PdFGFR2、PdFGFR3及PdFGFR4)的表达水平显著上升,且FGF信号途径能够激活下游Ras/MAPK级联反应,驱动细胞骨架重构与细胞黏附调节;Cytoscape基因共表达网络分析还揭示FGF与珊瑚共肉(coenosarc)胞外基质(extracellular matrix, ECM)降解相关基因(ADAMTSs、COL21A1、CTSZ、P4HA等)存在显著共表达关系。综上,本研究发现高温激活了鹿角杯形珊瑚的FGF信号途径,促进了共肉组织ECM的降解,进而介导共肉裂解和水螅体脱离。
2026, 48(1): 56-63.
doi: 10.12284/hyxb2026010
摘要:
为研究海蜇(Rhopilema esculentum)生物学特性及其环境影响因素,本研究根据2022−2024年6−7月在杭州湾嵊泗海域开展的海蜇资源监测数据,分析了不同年际间海蜇生物学特性,同时采用广义可加模型(GAM)对海蜇伞径、体重与环境影响因素的关系进行了探究。结果表明:伏季休渔期间海蜇专项捕捞许可开捕前海蜇伞径与体重年际间存在显著性差异,海蜇体重增长率在不同生长阶段呈现不同的增长趋势。GAM结果显示,海表温度对海蜇伞径和体重生长均具有极显著影响,随着海表温度从21.18℃增长至26.81℃,海蜇伞径和体重均逐渐增大。海表盐度对海蜇伞径生长具有显著影响,在盐度9.3~25.2区间内,海蜇伞径大小呈现增长趋势,以盐度17.7~22.7为最适盐度。在海表温度与海表盐度交互影响中,海蜇伞径的高值区与体重的高值区均处于海表温度24~26.3℃,海表盐度15~22区间中。伏季休渔期间海蜇专项捕捞许可开捕后海蜇伞径与体重年际间存在显著性差异。综合分析表明:年际间海蜇伞径与体重的生长受海表温度和海表盐度交互影响,开捕时间的制定可根据海表温度的高低来确定。
为研究海蜇(Rhopilema esculentum)生物学特性及其环境影响因素,本研究根据2022−2024年6−7月在杭州湾嵊泗海域开展的海蜇资源监测数据,分析了不同年际间海蜇生物学特性,同时采用广义可加模型(GAM)对海蜇伞径、体重与环境影响因素的关系进行了探究。结果表明:伏季休渔期间海蜇专项捕捞许可开捕前海蜇伞径与体重年际间存在显著性差异,海蜇体重增长率在不同生长阶段呈现不同的增长趋势。GAM结果显示,海表温度对海蜇伞径和体重生长均具有极显著影响,随着海表温度从21.18℃增长至26.81℃,海蜇伞径和体重均逐渐增大。海表盐度对海蜇伞径生长具有显著影响,在盐度9.3~25.2区间内,海蜇伞径大小呈现增长趋势,以盐度17.7~22.7为最适盐度。在海表温度与海表盐度交互影响中,海蜇伞径的高值区与体重的高值区均处于海表温度24~26.3℃,海表盐度15~22区间中。伏季休渔期间海蜇专项捕捞许可开捕后海蜇伞径与体重年际间存在显著性差异。综合分析表明:年际间海蜇伞径与体重的生长受海表温度和海表盐度交互影响,开捕时间的制定可根据海表温度的高低来确定。
2026, 48(1): 64-82.
doi: 10.12284/hyxb2026016
摘要:
为了解浙江岩礁潮间带大型底栖动物的种间资源利用情况及生态关系,在2024年3月至2025年4月于浙江设置了10个岩礁潮间带开展采样调查。采用相对重要指数(IRI)、生态位宽度(Bi)、生态位重叠值(Oik)、方差比率(VR)、卡方检验、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Spearman秩相关系数以及冗余分析(RDA)对主要优势动物的生态位、种间联结性和环境因子相关性进行了研究。结果表明:(1)浙江岩礁潮间带的物种资源丰富,主要优势种(IRI > 100)共17种;(2)疣荔枝螺(Thais clavigera)和小结节滨螺(Nodilittorina exigua)的生态位宽度较大,为广生态位种;东方小藤壶(Chthamalus challengeri)和葡萄牙牡蛎(Crassostrea angulata)等生物的分布局限性较大,为窄生态位种;(3)疣荔枝螺、短滨螺(Littorina brevicula)、黄口荔枝螺(Thais luteostoma)和史氏背尖贝(Notoacmea schrenckii)等与其他主要优势种的生态位重叠显著;(4)盐度和叶绿素a是影响岩礁潮间带生物丰度的主要环境因子。同时,盐度与叶绿素a之间存在显著负相关关系;(5)浙江岩礁潮间带大型底栖动物的群落结构松散,物种组成不稳定,可能处于演替恢复阶段。
为了解浙江岩礁潮间带大型底栖动物的种间资源利用情况及生态关系,在2024年3月至2025年4月于浙江设置了10个岩礁潮间带开展采样调查。采用相对重要指数(IRI)、生态位宽度(Bi)、生态位重叠值(Oik)、方差比率(VR)、卡方检验、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Spearman秩相关系数以及冗余分析(RDA)对主要优势动物的生态位、种间联结性和环境因子相关性进行了研究。结果表明:(1)浙江岩礁潮间带的物种资源丰富,主要优势种(IRI > 100)共17种;(2)疣荔枝螺(Thais clavigera)和小结节滨螺(Nodilittorina exigua)的生态位宽度较大,为广生态位种;东方小藤壶(Chthamalus challengeri)和葡萄牙牡蛎(Crassostrea angulata)等生物的分布局限性较大,为窄生态位种;(3)疣荔枝螺、短滨螺(Littorina brevicula)、黄口荔枝螺(Thais luteostoma)和史氏背尖贝(Notoacmea schrenckii)等与其他主要优势种的生态位重叠显著;(4)盐度和叶绿素a是影响岩礁潮间带生物丰度的主要环境因子。同时,盐度与叶绿素a之间存在显著负相关关系;(5)浙江岩礁潮间带大型底栖动物的群落结构松散,物种组成不稳定,可能处于演替恢复阶段。
2026, 48(1): 83-96.
doi: 10.12284/hyxb2026018
摘要:
钳蛤科Isognomonidae动物广泛分布于热带和亚热带海域的潮间带,具有重要的生态和经济价值。但由于物种形态受生境影响显著,基于传统形态学的钳蛤物种分类存在较大争议。本研究通过对广东沿岸潮间带采集的钳蛤样本进行线粒体COI基因序列测定,结合GenBank数据库中的同源序列,构建系统发育树,运用DNA分子条形码技术分析该地区钳蛤科的物种组成。结果显示,基于不同模型构建的COI基因系统发育树均支持钳蛤科单系发育,125条COI序列能形成68个单倍型,并被分为16个获得支持的物种水平分类单元,但这些分类单元间的进化关系还存在争议。各分类单元组内Kimura 2-parameter(K2P)遗传距离为0.000~0.009,组间遗传距离为0.029~0.595。钳蛤COI基因片段的A+T和C+G含量平均分别为55.0%和45.0%,不同物种间存在差异。广东沿岸采集的标本共鉴定出5种钳蛤,包括1个已记录种方形钳蛤Isognomon nucleus和4个隐存种。DNA分子条形码技术能有效支持并修订钳蛤系统分类,揭示新物种,对海洋物种多样性保护具有重要意义。
钳蛤科Isognomonidae动物广泛分布于热带和亚热带海域的潮间带,具有重要的生态和经济价值。但由于物种形态受生境影响显著,基于传统形态学的钳蛤物种分类存在较大争议。本研究通过对广东沿岸潮间带采集的钳蛤样本进行线粒体COI基因序列测定,结合GenBank数据库中的同源序列,构建系统发育树,运用DNA分子条形码技术分析该地区钳蛤科的物种组成。结果显示,基于不同模型构建的COI基因系统发育树均支持钳蛤科单系发育,125条COI序列能形成68个单倍型,并被分为16个获得支持的物种水平分类单元,但这些分类单元间的进化关系还存在争议。各分类单元组内Kimura 2-parameter(K2P)遗传距离为0.000~0.009,组间遗传距离为0.029~0.595。钳蛤COI基因片段的A+T和C+G含量平均分别为55.0%和45.0%,不同物种间存在差异。广东沿岸采集的标本共鉴定出5种钳蛤,包括1个已记录种方形钳蛤Isognomon nucleus和4个隐存种。DNA分子条形码技术能有效支持并修订钳蛤系统分类,揭示新物种,对海洋物种多样性保护具有重要意义。
2026, 48(1): 97-108.
doi: 10.12284/hyxb2026002
摘要:
竹节虫科(Maldanidae)物种广泛分布于各种海洋环境,从浅海到深海皆有分布。但由于采集过程中非常容易断裂,很难获得较为完整的样本,因此形态学研究难以充分进行。关于竹节虫的分类地位,不同的研究者存在着不同的观点和争议。为进一步确定竹节虫科的系统发育关系,本研究采用二代基因组测序数据对Praxillella sp.的线粒体基因组进行了组装与分析。结果显示Praxillella sp.基因组全长15 539 bp,碱基组成为A(33.7%)、T(32.6%)、G(13.6%)和C(20%),具有明显的AT偏向性。与大多数后生动物类似,Praxillella sp.线粒体基因含有13个蛋白编码基因(PCGs),22个tRNA,2个rRNA和一段控制区(CR)。密码子偏好性可能主要受到自然选择的影响。基于13个PCGs构建的最大似然树和贝叶斯树的扑拓结构基本一致,除了真节虫亚科(Euclymeninae)内的P. praetermissa的位置存在不确定性外,但总体上支持了竹节虫亚科(Maldaninae)的单系性;与之相比,真节虫亚科(Euclymeninae)并未形成单系群,而是一个与征节虫亚科(Nicomachinae)并系的类群,在竹节虫科的14个物种中,共鉴定出4种基因排序方式,其中3种仅为tRNA顺序的变化,通过复制−随机丢失即可完成。本研究结果为厘清Praxillella sp.在竹节虫科中的分类与系统发育地位提供了新的观点。
竹节虫科(Maldanidae)物种广泛分布于各种海洋环境,从浅海到深海皆有分布。但由于采集过程中非常容易断裂,很难获得较为完整的样本,因此形态学研究难以充分进行。关于竹节虫的分类地位,不同的研究者存在着不同的观点和争议。为进一步确定竹节虫科的系统发育关系,本研究采用二代基因组测序数据对Praxillella sp.的线粒体基因组进行了组装与分析。结果显示Praxillella sp.基因组全长15 539 bp,碱基组成为A(33.7%)、T(32.6%)、G(13.6%)和C(20%),具有明显的AT偏向性。与大多数后生动物类似,Praxillella sp.线粒体基因含有13个蛋白编码基因(PCGs),22个tRNA,2个rRNA和一段控制区(CR)。密码子偏好性可能主要受到自然选择的影响。基于13个PCGs构建的最大似然树和贝叶斯树的扑拓结构基本一致,除了真节虫亚科(Euclymeninae)内的P. praetermissa的位置存在不确定性外,但总体上支持了竹节虫亚科(Maldaninae)的单系性;与之相比,真节虫亚科(Euclymeninae)并未形成单系群,而是一个与征节虫亚科(Nicomachinae)并系的类群,在竹节虫科的14个物种中,共鉴定出4种基因排序方式,其中3种仅为tRNA顺序的变化,通过复制−随机丢失即可完成。本研究结果为厘清Praxillella sp.在竹节虫科中的分类与系统发育地位提供了新的观点。
2026, 48(1): 109-123.
doi: 10.12284/hyxb2026020
摘要:
微异类梭蟹(Eodemus subtilis)是一类栖息于潮间带至浅海区的十足目梭子蟹科物种,在中国主要分布于东南沿海。本研究利用高通量测序技术,结合生物信息学分析,对其线粒体基因组进行了全面解析。线粒体基因组大小为15 878 bp,包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及一个非编码控制区,其中24个基因均编码在重链(H链)上。线粒体全基因组具有A + T偏向性(69.81%),呈现负的AT偏斜(−0.021)和GC偏斜(−0.233)。在微异类梭蟹的相对同义密码子使用频率(RSCU)中,Ser2的UCU和Leu2的UUA密码子使用频率高,且高使用频率的密码子通常是以A/T结尾的。微异类梭蟹的基因排列具有一定的保守性,基因排列顺序与短尾下目祖先保持一致,没有基因重排发生。对它所在的梭子蟹科进行13个蛋白质编码的选择压力分析可以得出除COIII和ND1之外的其他11个基因的非同义替换率/同义替换率(Ka/Ks)。在系统发育树和时间分歧树中,微异类梭蟹与拥剑单梭蟹(Monomia gladiator)聚成一支,二者分化时间大约在44.34 Ma,这对研究短尾下目中梭子蟹科内的进化具有重要意义。
微异类梭蟹(Eodemus subtilis)是一类栖息于潮间带至浅海区的十足目梭子蟹科物种,在中国主要分布于东南沿海。本研究利用高通量测序技术,结合生物信息学分析,对其线粒体基因组进行了全面解析。线粒体基因组大小为15 878 bp,包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因以及一个非编码控制区,其中24个基因均编码在重链(H链)上。线粒体全基因组具有A + T偏向性(69.81%),呈现负的AT偏斜(−0.021)和GC偏斜(−0.233)。在微异类梭蟹的相对同义密码子使用频率(RSCU)中,Ser2的UCU和Leu2的UUA密码子使用频率高,且高使用频率的密码子通常是以A/T结尾的。微异类梭蟹的基因排列具有一定的保守性,基因排列顺序与短尾下目祖先保持一致,没有基因重排发生。对它所在的梭子蟹科进行13个蛋白质编码的选择压力分析可以得出除COIII和ND1之外的其他11个基因的非同义替换率/同义替换率(Ka/Ks)。在系统发育树和时间分歧树中,微异类梭蟹与拥剑单梭蟹(Monomia gladiator)聚成一支,二者分化时间大约在44.34 Ma,这对研究短尾下目中梭子蟹科内的进化具有重要意义。
2026, 48(1): 124-136.
doi: 10.12284/hyxb2026022
摘要:
红树林生态系统在维持海岸生态稳定性方面具有重要作用,但在气候变化与人类干扰双重影响下正面临严重退化,人工造林成为主要恢复手段。本研究以广西沿海红树林常见本土造林树种为研究对象,基于植物功能性状和CSR策略理论,探讨不同树种的生态策略差异、功能性状与CSR策略的关系及驱动因素。结果显示:(1)不同树种表现出显著的CSR策略差异,桐花树与秋茄以S策略为主,木榄偏向C策略,而白骨壤在C、S和R策略间的分布较为均衡;(2)CSR策略与功能性状指标间存在显著相关性。其中,C策略与叶绿素含量和树高增量呈显著的正相关、与叶磷含量呈显著负相关,S策略与树高增量呈显著负相关,R策略与叶绿素含量和树高增量呈显著正相关、与叶氮含量和叶磷含量呈显著负相关;(3)淹水时间和淹水深度是驱动红树林人工幼林CSR策略变异的关键环境因子。本研究验证了CSR理论在潮间带人工红树林中的应用,揭示了植物适应性策略与生态位之间的机制联系,为优化树种配置与提升红树林生态修复效率提供了理论依据与实践指导。
红树林生态系统在维持海岸生态稳定性方面具有重要作用,但在气候变化与人类干扰双重影响下正面临严重退化,人工造林成为主要恢复手段。本研究以广西沿海红树林常见本土造林树种为研究对象,基于植物功能性状和CSR策略理论,探讨不同树种的生态策略差异、功能性状与CSR策略的关系及驱动因素。结果显示:(1)不同树种表现出显著的CSR策略差异,桐花树与秋茄以S策略为主,木榄偏向C策略,而白骨壤在C、S和R策略间的分布较为均衡;(2)CSR策略与功能性状指标间存在显著相关性。其中,C策略与叶绿素含量和树高增量呈显著的正相关、与叶磷含量呈显著负相关,S策略与树高增量呈显著负相关,R策略与叶绿素含量和树高增量呈显著正相关、与叶氮含量和叶磷含量呈显著负相关;(3)淹水时间和淹水深度是驱动红树林人工幼林CSR策略变异的关键环境因子。本研究验证了CSR理论在潮间带人工红树林中的应用,揭示了植物适应性策略与生态位之间的机制联系,为优化树种配置与提升红树林生态修复效率提供了理论依据与实践指导。
2026, 48(1): 30-41.
doi: 10.12284/hyxb2026004
摘要:
海洋总初级生产力是衡量海洋表层浮游植物光合作用强度及生物碳汇效率的关键指标。然而,生物产氧的光合作用及耗氧的呼吸作用同时进行且难以区分,导致海洋原位总生产力的测量极度困难。溶解氧的三氧同位素异常值(17Δ)不受呼吸作用影响,为评估海洋总生产力提供新指标。自然界中17O的丰度极低且易受到N2的质量干扰,本研究突破三氧同位素(δ18O、17Δ)测量的技术瓶颈,利用气相色谱成功分离了溶解气体中的O2、Ar与N2,并确保O2的100%收集。本方法对空气标准17Δ值的长期观测精度达±2.6 per meg,优于国际同类实验室。本研究测定2021年1月南大洋普里兹湾混合层内溶解氧同位素的平均17Δ值为66 per meg,计算得该海域平均总初级生产力(以O2计)为181 mmol/(m2·d),符合夏季高纬度南大洋总初级生产力较低的特征。本研究建立的氧气三氧同位素高精度分析方法在海洋总生产力研究方面具有极大的应用前景,同时也为大气及冰芯包裹气体等地球科学前沿研究提供技术支撑。
海洋总初级生产力是衡量海洋表层浮游植物光合作用强度及生物碳汇效率的关键指标。然而,生物产氧的光合作用及耗氧的呼吸作用同时进行且难以区分,导致海洋原位总生产力的测量极度困难。溶解氧的三氧同位素异常值(17Δ)不受呼吸作用影响,为评估海洋总生产力提供新指标。自然界中17O的丰度极低且易受到N2的质量干扰,本研究突破三氧同位素(δ18O、17Δ)测量的技术瓶颈,利用气相色谱成功分离了溶解气体中的O2、Ar与N2,并确保O2的100%收集。本方法对空气标准17Δ值的长期观测精度达±2.6 per meg,优于国际同类实验室。本研究测定2021年1月南大洋普里兹湾混合层内溶解氧同位素的平均17Δ值为66 per meg,计算得该海域平均总初级生产力(以O2计)为181 mmol/(m2·d),符合夏季高纬度南大洋总初级生产力较低的特征。本研究建立的氧气三氧同位素高精度分析方法在海洋总生产力研究方面具有极大的应用前景,同时也为大气及冰芯包裹气体等地球科学前沿研究提供技术支撑。
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