西北太平洋澳洲鲐渔业生物学研究进展

【目的】为系统掌握澳洲鲐(Scomber australasicus)的基础生物学以及资源利用现状,并为后期研究提供理论基础。【方法】对西北太平洋澳洲鲐的种群结构、洄游、年龄与生长、繁殖摄食等生物学研究进展做了初步的总结和归纳。【结果】根据外部形态和遗传分析等研究结果,澳洲鲐可分为3个地理群系,即太平洋群系、东海群系和南海群系。不同海域澳洲鲐都有明显的洄游路径,受海流影响显著,但南海群系洄游模式尚不清楚。澳洲鲐为连续产卵类型,不同群体的初次性成熟有差异,其繁殖策略需要加强研究,特别是与环境因子的关系;耳石微结构估算认为,西北太平洋海域澳洲鲐最大年龄为6龄,各群系间的生长有差异;水温对产卵场影响较大,渔场分布受到黑潮等海流影响明显。资源量的评估及其管理策略分析仍没有有效开展,仅仅局限在一个国家和地区。【结论】为合理开发和利用澳洲鲐资源,需加强各国和地区之间的合作,系统地开展西北太平洋海域澳洲鲐资源的调查和生物学研究,选择适合澳洲鲐生活史特征的资源评估模型,为该种类的可持续利用和科学管理提供理论支持。     

北部湾北部环流的季节特征

【目的】研究北部湾环流的季节变化特征。【方法】利用2017–2018年防城港近岸海域4个航次的海流实测资料,结合卫星遥感海表温度数据和HYCOM海流再分析数据,分析北部湾环流的季节变化。【结果与结论】1)观测期间余流方向与风向基本一致,表现出风海流特征;2)夏季北部湾北部存在高温水团,余流受风生流和密度流的共同作用,密度流流速约为10cm/s;3)4个季节北部湾均为逆时针环流形态,主要受潮致余流、风生流和密度流的影响;4)冬季北部湾海域总体呈逆时针环流,但在防城港以东至北海的外海海域出现顺时针环流。     

北部湾二长棘犁齿鲷时空分布及其与环境因子的关系

【目的】研究北部湾二长棘犁齿鲷资源密度时空分布与海洋环境因子的关系,为二长棘犁齿鲷资源利用和保护提供理论基础。【方法】基于2013年11月至2014年8月4个航次的北部湾渔业资源调查航次数据,利用广义可加模型(GeneralizedAdditiveModel,GAM)研究二长棘犁齿鲷与遥感海表水温(SST)、叶绿素a浓度(Chl-a)、海表面异常(SLA)和水深等海洋环境因子,以及经纬度等空间因子的关系,利用渔场重心分析资源分布及迁移特征。【结果与结论】北部湾二长棘犁齿鲷资源密度春夏季高于秋冬季,以春季最高。GAM模型对资源密度偏差的总解释率为51.6%,影响资源密度最重要的因子为SST,贡献率为25.9%,其次为纬度、SLA和Chl-a,贡献率分别为11.3%、9.4%和5.0%。二长棘犁齿鲷资源密度分布重心为季节性移动,秋季到冬春季从北部湾西南海域向北部湾东北部海域迁移,夏季向西南方向折返。     

1993-2017年南海中尺度涡特征分析

【目的】研究1993-2017年南海中尺度涡的空间分布、季节变化、移动速度等特征。【方法】根据AVISO提供的地转流数据,应用Nencioli等人提出的涡旋识别算法。【结果】南海中尺度涡主要分布在南海东北部和越南东部海域,冬(夏)季有利于(反)气旋涡产生,中尺度涡以2.0～9.0cm/s的速度向西传播。【结论】南海气旋涡与反气旋逐年生成个数与ENSO事件相关,在1993-2007年期间,强(温和)厄尔尼诺年气旋涡生成数大于反气旋,弱(温和)拉尼娜年反气旋生成数大于气旋涡。2008-2017年,强厄尔尼诺年气旋涡生成数大于反气旋,温和拉尼娜年反气旋生成数小于气旋涡。在涡旋的生命周期内,涡旋半径与移动速度变化趋势相反。复杂海底地形会阻碍涡旋的传播。     

海南岛近岸海域COD时空变化及其富营养化贡献

【目的】研究海南岛近岸海域表层海水化学需氧量(COD)的时空分布特征,评价COD污染水平,研究区域COD浓度与多种环境因子之间的关系。【方法】根据2016年枯水季、丰水季和平水季海南岛近岸海域表层海水现场调查资料,进行单因子指数法和综合指数法分析。【结果】海南省近岸海域表层海水COD的平均质量浓度为(0.75±0.43) mg/L,浓度范围为0.14～2.74 mg/L;COD浓度高值区主要分布在龙尾河口临近小海海域,枯水季研究海域表层海水COD污染水平高于丰水季节;COD对富营养化的贡献范围为38.2%～69.7%,平均贡献率为(51.0±5.1)%,贡献率随着富营养化指数的增加而减小;3个季节COD与盐度均存在显著负相关(P<0.01)。【结论】COD时空分布主要受陆源输入和水动力过程的影响。COD是影响海南岛近岸海域富营养化的重要因子但非决定性因子。随着富营养化程度增加,来自营养盐对富营养化贡献更为显著。     

基于耳石形态特征的南海鸢乌贼群体判别分析

【目的】通过耳石形态参数对南海鸢乌贼(Sthenoeuthisoualaniensis)不同群体进行判别。【方法】采用2012年4月-2013年1月采自南海南沙群岛、东沙群岛和中沙西沙群岛周边海域灯光罩网渔获的268尾鸢乌贼耳石样本(雌性166尾、雄性102尾),通过耳石总长(TSL)、最大宽度(MW)、侧区长(LDL)、背侧区长(DLL)、吻侧区长(RLL)、吻区长(RL)、吻区宽(RW)、翼区长(WL)和翼区宽(WW)9个形态参数进行主成分分析,采用不同校正方法判别分析3个不同海域和3个不同体型群体的耳石差异性。【结果】统计并分析鸢乌贼耳石形态参数可知,南海鸢乌贼耳石具有翼区宽大、侧区次之、背区稍小、吻区长窄的形态特征。主成分分析表明,鸢乌贼的耳石长度参数TSL、LDL、DLL、WL和宽度参数MW可代替9项形态参数来描述耳石的形态特征;函数拟合结果,5项表征与鸢乌贼胴长有较强的线性函数关系。判别分析表明,比值校正法对3个地理群体判别中具有较好稳定性,总体成功率为60.4%;中沙西沙群体和微型群体的耳石形态在判别中有较好的区分度。【结论】不同群体的南海鸢乌贼耳石形态特征具有较大差异性,中、西沙群体和微型群体与其他群体存在较高的区分度。     

南海北部近海柱状沉积物多环芳烃组成及来源分析

【目的】研究南海北部近海区域柱状沉积物多环芳烃组成及分布特征,讨论全新世早期火历史及气候变化。【方法】利用AMS ¹⁴C定年技术结合有机地球化学分析手段对全新世早期南海北部近海沉积物柱状样品中多环芳烃(PAHs)分布特征进行研究。【结果】南海北部近海沉积物中16种PAHs总浓度范围为8.58~17.48 ng/g,在约10000 a B.P.的全新世早期呈现先增大后减小波动变化,与TOC变化基本同步。【结论】沉积物中多环芳烃主要来源于南海北部近海陆源区域自然火灾产生的焦炭残渣。PAHs的沉积浓度变化间接指示了全新世早期东亚季风的强度变化。     

中国鲉形目棘鲬属一新纪录种——丝鳍棘鲬

【目的】记述中国南海海域棘鲬属的一新纪录种,以厘定中国南海海域棘鲬属的分类。【方法】2019年4月于中国南海北部海域海南岛东南渔场采集棘鲬属样品,采用形态学鉴定方法研究其形态特征,描述其生态习性,编制中国棘鲬属分种检索表。【结果与结论】样品中有6尾为中国新纪录种——丝鳍棘鲬Hoplichthys filamentosus Matsubara&Ochiai,1950。主要特征:体延长,平扁,向后渐狭小,背缘低平,腹缘平直;背鳍VI,14~15;臀鳍17;胸鳍13+ⅲ;腹鳍Ⅰ-5;尾鳍17;侧线骨板27;鳃耙2+11~12;体具几条不明显深色横带;胸鳍具黑色斑点;第1背鳍分布黄色斑点,具黑色小点和黑边;第2背鳍中部分布黄色圆斑,每1鳍条根部具黄色圆斑;腹鳍白色,无斑纹;臀鳍无明显斑纹;尾鳍后缘具黑边,中部较随机分布黄色圆斑,下叶颜色较深。该种雌雄异形:1)雄性下颌骨腹外侧具棘,雌性则隐没皮下;2)雄性第2背鳍鳍条均显著延长呈丝状,雌性则无显著延长。     

湛江港水体夏季后向散射特性

【目的】研究湛江港水体夏季后向散射特性。【方法】利用2017年夏季湛江港海域的航次数据,采用实验与对比分析的方法,研究湛江港海域水体的后向散射系数的光谱特性、空间分布,分析后向散射系数与悬浮泥沙浓度的关系。【结果】湛江港海域水体的后向散射系数的光谱模型符合乘幂的形式,波长指数(n)为1.61。后向散射系数的空间分布呈现近岸高值,外海低值的特点。后向散射系数与悬浮泥沙浓度存在良好的线性回归关系,决定系数(R2)为0.707 2。【结论】水体的后向散射系数可用于水体悬浮泥沙浓度的遥感反演。     

珠江口海域营养盐和叶绿素a的时空分布特征

【目的】研究珠江口海域营养物和叶绿素a的时空分布特征。【方法】根据2015年5月(春季)、8月(夏季)和10月(秋季)3个季节的现场调查资料,通过对3个季节浮游植物Chl-a以及包括氮磷比在内的营养结构进行综合分析,深入探讨珠江口海域浮游植物Chl-a的时空变化调控机制。【结果】珠江口海域各季节营养盐呈高氮低磷分布,3个季节N︰P均值49.6。叶绿素a季节差异明显,夏季叶绿素a含量是春季的2倍、秋季的9倍。【结论】春季浮游植物生长受温度影响较大,夏、秋两季由于外海水的入侵导致磷限制比较显著;DIN能满足各季节浮游植物生长的需要,珠江口海域浮游植物生长对于磷营养盐的响应要优于氮营养盐。     

秋季雷州半岛近海营养盐和叶绿素a浓度空间分布及其相互关系

【目的】研究秋季雷州半岛海域东西部水体营养盐和叶绿素a(Chl-a)空间变化特征及其相互关系。【方法】根据2017年10月(秋季)的现场调查资料,分别采用镉铜柱还原-重氮偶氮法、重氮偶氮法和硅钼蓝法测定硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐,以及萃取荧光法测定Chl-a浓度,深入探讨雷州半岛Chl-a浓度空间变化的调控机制。【结果】2017年秋季,研究区域近岸Chl-a及营养盐浓度大致呈现近岸高离岸低的分布特点;雷州半岛东部海域与西部海域相比,Chl-a浓度、DIN、Si O32-,nDIN/nP比较高,而nSi/nDIN和PO43-在西部略高于东部;营养盐对浮游植物生长的可能限制因子分析结果,在雷州半岛东西部环境因子对Chl-a浓度的影响程度不同,其中盐度和亚硝酸盐是影响Chl-a浓度的主要因子。在浮游植物生长的限制因素方面,雷州半岛东部海域表现为明显的磷限制,西部海域表现为明显的氮限制。【结论】秋季调查海域营养盐和Chl-a结构变化主要受海域水文情况(河流径流,潮汐类型)和人类活动的影响。调查海域东部受到河流径流和不规则半日潮的影响,营养盐、Chl-a浓度以及营养盐比值(PO43-和nSi/nDIN除外)都比较高。西部海域由于河流径流量小、人类活动较少以及受到规则的全日潮的影响,营养盐、Chl-a浓度以及营养盐比值含量较低且分布较均匀。     

PDO不同位相期间MJO对南海热带气旋生成的影响

【目的】探讨PDO不同位相期间MJO对南海热带气旋生成的影响。【方法】基于热带气旋最佳路径数据集、向外长波辐射和大气再分析资料,采用高斯滤波、经验正交函数分解和合成分析等方法。【结果与结论】南海热带气旋在PDO正(负)位相期间生成较多(少);PDO正位相期间,MJO对南海热带气旋的调制作用更强,热带气旋日生成率在MJO活跃位相和非活跃位相之比达5.60,远高于PDO负位相期间的2.59。在PDO正位相期间,MJO信号在南海北部更强,使得影响热带气旋生成的各动力因子在MJO活跃和非活跃位相的差异更大,从而导致在PDO正位相期间MJO对南海热带气旋生成的调制作用更强。     

海面温度对南海台风强度的影响

【目的】分析海面温度(sea surface temperature,SST)对南海台风强度的影响。【方法】以南海为研究区域,以中国气象局热带气旋资料中心热带气旋最佳路径数据集为基础,利用Savitzky-Golay卷积平滑算法和多项式插值算法将台风数据进行插值,对强化值和SST值在南海区域的网格单元进行平均,建立模型并对其做回归分析,分析台风强度强化程度与SST模型之间的关系,以及检验模型残差的分布。通过数据提供的台风轨迹的增强率,来检验SST对台风强度变化的影响。【结果】建立台风强化值与SST之间的回归模式,平均而言,平均SST每增加1℃,台风强度强化度增加12.5%。该模型具有统计学意义,即台风高强度强化值与高海温值相关。【结论】本研究建立的统计模型对南海台风强度的预报有较好的指示效果。     

防城港湾潮余流及潮汐不对称特征

【目的】研究防城港湾潮汐和潮流不对称特征,以期对防城港湾的开发、治理和利用提供科学参考。【方法】利用同步实测的水文资料和同期的水深地形数据,建立防城港湾及其邻近海域的水动力数学模型,对潮汐潮流过程进行数值模拟研究,分析防城港湾Eular、Stokes与Lagrange余流的时空特征,以及防城港湾的潮汐和潮流不对称的基本特征及其产生原因。【结果与结论】1)由于潮汐变形,Stokes与Eular余流在大潮期间量值相当、方向相反。防城港湾Eular余流不能指示水体(物质)输运的方向。2)大潮期间Eular与Lagrange余流流速大,小潮期间则比较弱。3)水体输运主要表现为正压流特征,即深槽处水体向海输运,浅滩处水体向上游湾顶方向输运。4)东湾、西湾的潮汐和潮流总体上均表现为落潮主导型。对潮汐不对称的第一贡献来自K1/O1/M2分潮组合,第二贡献主要为K1/M2/MK3分潮组合,表明浅水分潮有一定作用。5)K1/O1/M2分潮组合与总体的潮汐不对称具有较好的相关性,其它分潮组合的贡献一般情况下并不能改变潮汐不对称的总体型式。潮流不对称亦呈现落潮主导型。潮汐不对称和潮流不对称二者一致。     

近水面水平圆柱在波浪作用下的水动力系数

【目的】研究大幅非线性波浪作用下近水面水平圆柱上波浪力和水动力系数的特征。【方法】基于黏性流理论和有限体积方法开发数值波浪水槽模型,分析入射波波幅和波频率对波浪力特征的影响,提出可以考虑圆柱完全暴露于空气情况的改进Morison方程,通过大量的数据拟合得到水动力系数,并讨论改进的Morison方程对波浪力预测的适用性。【结果】圆柱上波浪力随波幅和频率增大逐渐增大,而由于浮力占重要比例,正垂向力受波频率的影响并不显著;所得近水面水平圆柱惯性力系数和速度力系数最大值比淹没圆柱在线性波浪作用下的水动力系数大。【结论】所提出改进的Morison方程对波浪力的预测有较好的适用性。     

博贺湾表层沉积物重金属来源及风险评价

【目的】探究博贺湾海域表层沉积物重金属的污染特征和来源。【方法】基于2016年和2014年博贺湾海域表层沉积物Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As重金属调查结果,应用单因子污染指数法和Hakanson潜在生态风险指数法评估其生态风险,同时结合同步调查得到的总有机碳(TOC)参数,应用相关性分析和主成分分析方法,分析调查海域重金属的污染特征及来源。【结果】博贺湾海域表层沉积物重金属Zn、Cd、Pb、As、Hg含量均满足国家第一类海洋沉积物质量标准,95%站位的Cu、Cr满足国家第一类海洋沉积物质量标准,重金属污染程度由高到低依次为CrPbHgCuAsZnCd,重金属元素潜在生态危害影响程度依次为HgCdAsPbCuCrZn,TOC与重金属Hg含量成显著正相关,而与Cu、Zn、Cr无相关性。【结论】该海域Hg主要来源于有机质的降解,Cu、Zn、Cr具有相近来源,主要为人类工业生产与生活污染;Cd、Pb、As来源为人类工业生产与生活污染以及有机质的降解。调查海域综合潜在生态风险整体处于较低水平,重金属Hg为主要生态风险贡献因子。     

烟台芝罘湾底质沉积物粒度特征和沉积动力环境研究

根据芝罘湾海域110个底质沉积物样品粒度分析结果,对沉积物类型和粒度参数分布进行了总结。在此基础上,利用粒径趋势分析模型(GSTA)和沉积动力判别图解,探讨了底质沉积物的运移趋势及沉积水动力规律。研究表明,芝罘湾海域底质沉积物类型共有8种,其中砂质泥、砂质粉砂、泥和粉砂分布最广泛;平均粒径值具有从岸向海逐渐增大的趋势,分选性、偏度和峰度分别为差、正偏—极正偏、平坦—中等的特征;粒度运移趋势分析反映出套子湾泥沙向西、西南运移,芝罘湾及以东海域泥沙呈顺时针方向运移;沉积动力判别图解揭示出芝罘湾海域沉积水动力具有整体较弱的特征。     

南沙海域鸢乌贼繁殖生物学特性

【目的】研究南沙海域鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)四个季节繁殖力、性腺成熟度、性成熟比例及卵径的变化规律。【方法】根据2018年灯光罩网作业渔船在我国南海南沙海域捕获的907尾鸢乌贼样本,通过测量胴长、体质量、性腺成熟度、性腺质量、卵粒数,研究鸢乌贼的繁殖生物学特性及变化规律。【结果】鸢乌贼胴长为45～165 mm,体质量为2.52～193.02 g;冬季雌雄比最高(1.23),夏季雌雄比最低(0.51);鸢乌贼个体性成熟比例较高季节分别为春季(53.3%)和冬季(48.4%);雌性个体性成熟度指数值最高为春季(1.27),最低为冬季(0.75),雄性个体性成熟度指数全年变化不明显;鸢乌贼潜在繁殖力为1 802～64 627粒,相对繁殖力为66.6～990.0粒·g-1,胴长与潜在繁殖力呈正相关线性关系;卵细胞长径为0.12～1.73 mm,平均(0.68±0.23)mm,短径为0.08～1.30mm,平均(0.47±0.20)mm。【结论】2018年鸢乌贼繁殖高峰期出现在春季和冬季,卵径大小与个体生长发育关系不明显,繁殖策略存在季节性差异。     

海洋聚球藻多样性及时空分布特征研究进展

【目的】建立对海洋聚球藻多样性及生物地理分布的系统认识,为海洋聚球藻的生态演替及功能研究提供理论参考。【方法】综述了海洋聚球藻的生态多样性、遗传多样性、空间分布特征及季节演替特征。【结果】海洋聚球藻各亚型呈现出一定的时空变化规律,其主要影响因素有营养盐、海流及光强等。【结论】在环境要素对聚球藻的影响及机理、各类群间相互作用及海洋动力过程对聚球藻的影响及机理等方面还需进一步加强研究。     

一种快速鉴定弓背青鳉遗传性别的方法

【目的】研究快速鉴定弓背青鳉遗传性别的方法。【方法】以中国南海沿岸弓背青鳉群体为对象提取基因组DNA,根据基因组数据设计性别特异引物Ocsex-F/Ocsex-R,通过PCR方法对弓背青鳉遗传性别进行鉴定。【结果】引物Ocsex-F/Ocsex-R在雄性DNA中扩增获得959 bp和656 bp的两个DNA条带,在雌鱼中仅可扩增出959 bp的单一条带,PCR产物经电泳可清晰分辨;对汕头、湛江、钦州、文昌等南海沿岸的地理群体扩增结果一致。【结论】Ocsex-F/Ocsex-R引物可对弓背青鳉进行遗传性别鉴定,在南海沿岸不同群体中具有稳定性和通用性,可广泛用于弓背青鳉遗传性别鉴定。