热带海洋学报杂志

热带海洋学报杂志2020年第5期

• 基于SLAF测序分析3个塔形马蹄螺群体的遗传结构和多样性*

  黄景, 欧泽奎, 刘文广, 何毛贤

  塔形马蹄螺(Tectus pyramis), 海洋软体动物, 广泛分布于中国深圳大鹏湾、海南岛、西沙和南沙群岛的珊瑚礁生态系统中。文章采用特异性位点扩增片段简化基因组测序技术(SLAF-seq)对来自深圳(SZ)、三亚(SY)和西沙(XS)的塔形马蹄螺群体的遗传多样性和结构进行分析。通过测序共获得115.74Mb读长数据, 平均测序深度为337.87倍, 测序质量值(Q30)平均为94.07%。研究获得118679个多态性SLAF标签, 获得846502个高度一致的群体单核苷酸多态性位点(SNPs), 其中有155个显著差异SNPs。3个群体的平均观察杂合度(Ho)和期望杂合度(He)值分别为0.1441~0.1611和0.2537~0.2695。平均多态性信息含量(PIC)为0.2048~0.2176。通过系统发育树分析、主成分分析和聚类分析, 将45个个体大致分为3个类群, 每个群体的所有个体都可以聚类成一个类群。SZ和SY群体的遗传结构相似, 遗传距离最低(0.2510), 遗传分化系数Fst值最低(0.0818)。但XS与其他两个群体间的遗传分化明显, 尤其是XS和SZ群体(Fst=0.1868)。3个群体的遗传分化可能与海流和地理位置有关。

• Khai岛和Pathiu岛珊瑚礁沉积物细菌多样性及细菌粗提物延缓秀丽隐杆线虫衰老活性研究*

  韩敏敏, 李蜜, 刘昕明, 刘永宏, 龙超, 钟振国, 易湘茜, 高程海

  在Khai岛和Pathiu岛珊瑚礁生长海域采集2份珊瑚礁沉积物样品, 将样品预处理后采用6种分离培养基进行分离培养, 获得活性海洋细菌菌株, 通过PCR扩增和16s rRNA基因序列测定, 分析物种多样性, 并构建系统发育树。以模式生物秀丽隐杆线虫为模型考察菌株发酵提取物延缓衰老的作用。实验结果表明, 从4种样品中分离鉴定出22株细菌, 分别属于11目13科14属。16S rRNA基因序列相似性低于98.65%的细菌有2株, 疑似为潜在新种。GXIMD014 (Vibrio galatheae)和GXIMD112 (Kocuria kristinae)的500μg·mL-1细菌粗提物具有延缓线虫衰老的活性, 能不同程度的延长线虫寿命, 提高线虫产卵量、运动能力、热激损伤能力、抗氧化损伤能力、体内酶活性以及改善虫体表皮形态。Khai岛和Pathiu岛珊瑚礁沉积物细菌具有较高的物种多样性, 蕴藏着丰富的微生物资源, 且部分细菌菌株具有延缓衰老的生物活性。

• 珠江口典型海岛周边水域浮游植物分布特征及其影响因素*

  苏芯莹, 钟瑜, 李尧, 谭美婷, 黄亚东, 刘珊, 徐向荣, 宋星宇

  旅游业为海岛带来可观经济效益的同时, 人类活动也导致水体生态环境恶化, 如水体富营养化加剧、赤潮频发等。文章通过对珠江口东南部典型海岛——庙湾岛和外伶仃岛周边水域丰水期和枯水期现场环境数据与浮游植物分布特征的对比研究, 分析珠江径流等自然因素以及人类活动对河口天然海岛周边水体生态的潜在影响。枯水期外伶仃岛和庙湾岛周边水域海水分别镜检鉴定出76种和74种浮游植物, 两个海岛浮游植物平均细胞密度分别为2.62×104个·L-1和2.08×104个·L-1; 丰水期则分别鉴定出38种和47种浮游植物, 平均细胞密度分别为52.91×104个·L-1和170.57× 104个·L-1。在外伶仃岛和庙湾岛, 丰水期中肋骨条藻(Skeletonema coatatum)均为绝对优势种, 而枯水期两个岛的最主要优势种分别为窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)和新月筒柱藻(Cylindrotheca closterium), 物种多样性指数均明显高于丰水期。两个海岛微型浮游植物相对于其他两个粒级常占据优势地位, 但在丰水期, 小型浮游植物贡献明显上升, 其中外伶仃岛相对于枯水期由16.32%升至26.75%, 庙湾岛则由12.12%升高至24.78%。两个海岛在丰水期和枯水期均仅检出聚球藻(Synechococcus, Syn)和真核微微型藻类(eukaryotic, Euk)两大微微型浮游植物类群, 两者细胞密度分别为~107个·L-1及~108个·L-1量级。与环境因子的对比分析表明, 两个海岛浮游植物的区域分布与季节变化受多种因素影响, 其季节性差异主要受径流影响强度、影响范围以及相应的盐度、营养盐等环境因素的季节变化所调控。丰水期岛屿屏蔽效应对浮游植物丰度的区域分布特征有显著影响, 无论小型浮游植物还是微微型浮游植物均发现存在迎流面出现丰度高值分布的现象, 但对群落结构的分布影响不明显; 在枯水期, 水体环境很可能主要受人类活动与水体垂直混合扰动的综合影响, 总体上浮游植物分布的区域差异较小。

• 大亚湾夏季浮游植物群落结构及对淡澳河输入的响应特征*

  张立明, 谭烨辉, 李佳俊, 黄小平, 刘甲星

  浮游植物是水生生态系统的基础生产者, 其群落结构直接影响到生态系统的健康和安全。河流输入是人类活动影响大亚湾水体环境最重要的途径之一, 淡水输入改变了水体温度、盐度、浊度和营养盐等环境因子, 对浮游植物群落结构产生影响。文章调查研究了2015年河流输入最强的夏季丰水期大亚湾的水体环境因子和浮游植物群落结构, 分析了在较强河流输入影响下浮游植物群落结构的动态变化及其对环境因子的响应。结果发现, 夏季大亚湾淡澳河的输入使湾顶淡澳河口区域形成层化的低盐、高温、低透明度、高营养盐的水体, 湾中部表层水体则受一定强度河流羽流影响, 而湾口和湾中部底层水体主要受外海水影响。淡澳河淡水输入是夏季大亚湾外源性氮、磷营养盐的主要来源, 而硅酸盐除河流输入外, 外海水也输入较多的营养盐使得底层水体硅酸盐浓度较高。夏季大亚湾水体营养比例失衡较严重, 溶解无机磷是限制浮游植物生长的重要因子。硅藻是大亚湾夏季浮游植物的优势类群, 调查发现3种优势种[极小海链藻(Thalassiosira minima)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和圆海链藻(Thalassiosira rotula)]均为硅藻。通过聚类分析, 可将大亚湾夏季浮游植物群落主要分为3种类型, 分别为: 浮游植物丰度较大的极小海链藻藻华暴发的群落, 位于淡澳河口, 受河流输入影响明显; 中肋骨条藻占据优势的群落, 分布在受一定强度的河流及其羽流影响的湾顶和湾中部区域; 浮游植物丰度较低的群落, 无明显优势种, 主要分布在湾口海水影响区域。淡澳河口的水体环境有利于小型链状硅藻极小海链藻的快速繁殖并暴发了藻华, 藻华发生时的海水环境条件为: 温度30~31°C, 盐度17‰~31‰, 水体透明度0.45~1.2m。硅藻对不同营养盐利用的差异以及随后的生物碎屑和颗粒沉降过程导致藻华发生区域Si∶N值略降低, N∶P值显著升高。河流输入影响下, 单一物种大量生长使得浮游植物群落种类组成丰度分布极不均匀, 从而导致淡澳河口浮游植物群落的种类多样性和均匀度指数降低, 种类多样性和均匀度指数均从淡澳河口向湾口逐渐增大。

• 温度对网纹纹藤壶幼虫发育和附着的生物学效应

  严瑾, 林明晴, 曹文浩, 林岳光, 邹立

  文章探讨了网纹纹藤壶(Amphibalanus reticulatus)幼虫处于12°C、18°C、24°C、30°C和36°C环境中的发育和附着状况。结果表明, 网纹纹藤壶无节幼虫经历96h的发育后, 幼虫的存活率分别为99.0%±1.2% (12°C)、95.0%±4.8% (18°C)、92.0%±2.8% (24°C)、80.0%±10.6% (30°C)和0 (36°C); 在12~30°C的范围内, 温度升高能显著促进幼虫的发育。网纹纹藤壶金星幼虫在96h的培养过程中, 其存活率在所有温度条件下始终维持在100%; 在18°C至36°C的温度范围内金星幼虫均可附着, 其中30°C条件下附着率最高, 可达84.5%±12.1%, 而在12°C则始终无金星幼虫附着。综合幼虫的存活率、发育进程和附着状况来看, 网纹纹藤壶幼虫发育及附着的适宜温度为18~30°C。

• 海南典型热带海草床4种代表性鱼类的生长特征及其对海草资源量变化的响应

  陈启明, 刘松林, 张弛, 崔黎军, 江志坚, 吴云超, 黄小平

  文章以海南岛新村湾、黎安港和潭门港海草床为研究区域, 选取褐篮子鱼(Siganus fuscessens)、点斑篮子鱼(Siganus guttatus)、四带牙鯻(Pelates quadrilineatus)和细鳞鯻(Terapon jarbua) 4种代表性鱼类为研究对象, 分析其体长与体质量的关系, 并探讨4种鱼类对海草资源量变化的响应。结果表明, 除栖息于潭门港海草床的4种鱼为负异速生长, 其他区域海草床的鱼类均为正异速或等速生长; 4种鱼的体质量生长速率(即异速生长因子b)和肥满度呈现黎安港>新村湾>潭门港的趋势, 并与3个海草床的海草覆盖率、密度和生物量的变化趋势一致; 推测海草资源量下降可能增加鱼类的被捕食压力和减少食物来源, 从而导致生活于海草床的代表性鱼类生长速率下降。

• 基于浮标观测的东海赤潮高发区秋、冬季漫射衰减系数的反演

  张雨, 王桂芬, 许占堂, 杨跃忠, 周雯, 郑文迪, 曾凯, 邓霖

  浮标测量的光学数据时间序列长、分辨率高, 能可靠地测量快速变化的漫射衰减系数(Kd)。东海赤潮高发区水体中的浮游植物生物量及悬浮泥沙含量存在较大的变化, 光学性质复杂。文章利用2013年9月至2014年1月的海洋光学浮标数据, 获得了该海域水体的表观光学特性, 基于Kd(490)与遥感反射比[Rrs(λ)]的相关关系建立了Kd(490)的经验算法, 并与已有7种反演算法进行了比较。结果表明, 该海域的Kd(λ)及Rrs(λ)具有显著的Ⅱ类水体光谱特征, 其中, Kd(490)的范围为0.01~4.31m-1, 水体的浑浊程度变化大。Kd(490)与Rrs比值的相关性较好, 据此建立了以Rrs(650)/Rrs(510)、Rrs(555)/Rrs(510)作为自变量的Kd(490)双比值经验算法。将新建算法反演获得的Kd(490)与实测Kd(490)相比, 均方根误差、平均相对误差百分比和线性回归的决定系数分别为0.27m-1、27.08%和0.77, 优于其他7种算法。算法精度的提高源于新建算法选择的Rrs能充分反映水体信息, 并适应水体组分的变化, 可为东海赤潮高发区Kd(490)的反演提供较好的选择, 并为海洋光学浮标在水体环境监测中的应用提供示例。

• 东海南部内陆架泥质区S05-2孔沉积物4870a BP以来的沉积学记录及其对物源与季风演化指示*

  张杰, 李琦

  以东海内陆架S05-2孔沉积物为研究对象, 进行了加速质谱仪(AMS)14C年龄测定、粒度测试、粘土矿物及地球化学元素含量分析。研究表明: 东海内陆架泥质区南部水动力环境强, 沉积物主要以粉砂为主; 4870a BP以来研究区的物源以台湾岛河流物质为主, 长江和黄河物质在不同阶段存在间歇物质作用。通过元素比值、敏感粒级、粘土矿物含量比等季风气候指标, 指示了研究区的季风气候自4870a BP以来存在稳定、增强、减弱、再次增强的4个季风气候强度变化期。

• 北印度洋障碍层厚度气候态和季节变化特征及其成因初步分析

  刘颖, 严幼芳, 凌征

  基于2004—2018年Argo (Array for Real-Time Geostrophic Oceanography)浮标观测的温度、盐度数据, 利用经验正交函数(EOF)分析和小波分析等方法对北印度洋(40°—105°E, 5°S—25°N)障碍层时空分布特征进行分析。结果显示: 北印度洋的东部常年存在障碍层, 而西部障碍层出现的概率相对较低; 较厚的障碍层出现在阿拉伯海东南部(67°—75°E, 3°—12°N)、孟加拉湾(82°—93°E, 11°—20°N)和赤道东印度洋(81°—102°E, 4°S—3°N)。阿拉伯海东南部和孟加拉湾障碍层厚度以年变化为主, 且呈同位相变化, 均为冬季最大, 夏季最小。赤道东印度洋区域则主要呈现半年周期变化, 在夏季和冬季各出现一次峰值。进一步分析表明, 孟加拉湾和赤道东印度洋障碍层厚度主要受等温层深度变化影响, 混合层深度变化对障碍层厚度变化的影响相对较小; 阿拉伯海障碍层厚度同时受等温层深度变化和混合层深度变化影响, 其中等温层深度变化对其影响更大。

• 南海与周边海域表层塑料颗粒交换的拉格朗日示踪研究

  孟钊, 李宁, 管玉平, 冯洋

  塑料污染已成为国际海洋界关注的海洋环境问题之一。文章探讨海洋环流对南海及其周边海域表层塑料颗粒交换的影响。在南海周边多个海域, 分别在4个季节投放塑料颗粒。一年后, 用拉格朗日颗粒示踪方法考察投放颗粒的运动轨迹和最终停留位置。结果表明, 在秋、冬季, 大部分塑料颗粒会进入南海和爪哇海, 极少部分颗粒北输送到太平洋; 在春、夏季, 仅有部分颗粒进入南海和爪哇海, 而多数颗粒流到太平洋。南海洋流具有季节特征, 塑料颗粒轨迹特征与之较为符合。

• 基于混合加密的浮标数据安全管理系统研究

  张新文, 刘愉强, 刘同木, 林冠英, 黄桦

  针对海洋资料浮标观测数据在公益应用如预报减灾、科学研究等过程中存在易被黑客攻击破坏、非法访问、重要数据泄露等数据安全性问题, 文章提出并实现了基于混合加密的浮标数据安全管理系统。系统采用混合加密方案对浮标观测数据进行加密存储,并设计密钥安全管理策略提高加密算法的安全性。在业务数据分发过程中通过密文传输和终端解密来保证数据分发的机密性。安全性分析结果表明, 系统在满足业务应用的同时, 能够确保原始数据在存储、应用分发过程中的数据安全。