海洋书刊简讯

西太平洋热带水域浮游生物论文集Proceedings of the plankton from the tropical waters of the western Pacific Ocean 本集汇编了我国1978—1979年,在西太平洋热带水域4个航次调查的7篇浮游生物研究论文,系统报道了硅藻类、甲藻类、管水母类、介形类、桡足类、糠虾类和被囊类共581种,对其中国内尚未进行分类研究的253种(含亚种)的形态特征作了详细的描述,并介绍于它们的地理分布和生态习性。     

聚类算法结果的可视化分析方法

聚类结果的可视化是发现数据规律的有效手段。本文给出的过程法PC(Process Clustergram)通过记录聚类过程中各数据簇的数量变化、拆分和重组的情况,可以显式的看出数据集在聚类过程中数据簇的变化过程以及数据簇之间的数量变化。结果表明,相较于目前的可视化方法,本方法可以发现聚类结果的稳定性与数据集的某个维度的关系,这极大地提高了数据分析的效率。     

基于脂肪酸组成的海洋微藻化学计量学分类研究

运用平方欧氏距离为相似性测度、方差平方和为类间距，对海洋微藻进行基于脂肪酸组成的数值分类研究。20种微藻聚类分析的结果是将其分为4类：类I由6种金藻(a10-a15)组成；类Ⅱ由2种绿藻(a1，a3)、1种金藻(a16)和所有3种甲藻(a17—a19)组成；类Ⅲ由1种绿藻(a2)、1种红藻(a20)组成；类Ⅳ由2种绿藻(a4，a5)和全部4种硅藻(a6-a9)组成。这种化学计量学数值分类方法，不同于传统分类学、化学分类学方法，可帮助量化评价各种微藻的营养价值。     

由粒子吸收光谱提取浮游植物吸收光谱的人工神经网络方法

基于现场实验数据集及人工神经网络技术,论文提出了一种从海中粒子吸收光谱提取浮游植物吸收光谱的方法。这个数据集包含了海中粒子吸收光谱和对应的浮游植物吸收光谱,并被分为三个子集:训练集、印证集和试验集。本研究所利用的人工神经网络系统为多层感知器,训练后的人工神经网络的性能由印证集和试验集来评价。实验结果表明,文中所提出的方法可成功地提取浮游植物的吸收光谱,其提取精度与传统的实验方法相当。     

富钴结壳中矿物组成对稀土元素分布的制约

为探讨富钴结壳中矿物组成对稀土元素分布的制约,对约翰斯顿岛富钴结壳中矿物组成及稀土元素特征进行了研究。依据主要矿物组成,富钴结壳可以分为3种类型,分别命名为A、B、C。由A到C,水羟锰矿含量逐渐降低,B类中磷灰石含量最高,C类中水钠锰矿和钙锰矿含量最高。A类结壳中富集REE3+、Ce,B类结壳中富集Ce和Y。A类富钴结壳中,REE3+、Y以专属吸附的方式富集在铁氧化物上,Ce3+氧化成Ce4+与其他REE分离,吸附在锰矿物上。B类结壳中,稀土元素主要以独立矿物的形式存在,另有部分Ce、LREE3+吸附于铁相中,部分Y存在于磷灰石中。C类结壳中,稀土元素主要赋存在锰矿物中,部分Y存在于磷灰石中。     

基于深度卷积神经网络的海洋牧场岩礁性生物图像分类

水下视频可直观记录和反映海洋牧场生物资源的现状和变动,目前亟待开展基于图像的海洋牧场生物识别分类方法研究,以充分发挥图像处理技术在海洋牧场生物群落监测领域的应用潜力。利用采集自我国北方烟威地区包含鱼礁、藻床和泥沙三种图像背景的水下视频,开展了图像增强、图像分类数据集的建立和3种分类模型的应用。对比了基于绿通道的色彩补偿和限制对比度的自适应直方图均衡等方法在海洋牧场水下图像增强上的效果。建立了北方海洋牧场常见岩礁生物图像分类数据集,包括花鲈(Lateolabraxjaponicus)、(Lizahaematocheilus)、许氏平鲉(Sebastes schlegelii)等鱼类11种、棘皮类3种和蟹类1种,共23 211张图像。基于飞桨深度学习框架和PaddleX全流程开发工具,选择AlexNet、MobileNetV3和ResNet50三种图像分类卷积神经网络进行迁移学习,并分别验证了其在含噪音水下图像上的鲁棒性。结果表明,三种模型在测试集的类准确率分别达到96.64%、94.75%和99.23%,其中ResNet50模型在含有高斯噪音的图像集验证具有更好的鲁棒性。综之,基于深度学习的计算机视觉技术在我国海洋牧场生物群落监测中具有较大应用潜力,可为我国海洋牧场监测和管理提供新的思路和方法。     

西沙群岛星虫类研究Ⅲ——石管星虫属Lithacrosiphon

本文连续报道南海西沙群岛星虫类的第三部分即石管星虫属(Lithacrosiphon)。本属系1902年由Shipley氏订立。据文献记载属中的种均分布于热带海,通常钻孔于珊瑚石中。作者仅鉴定了马岛石管星虫(Lithac-rosiphon maldivensis Shipley)一种。本属在中国海是首次记载。     

不同材料人工鱼礁生物诱集效果的比较

参考相关资料对比水泥类、油井类、舰船类及其他类型人工鱼礁对海洋生物诱集效果,探讨不同材料人工鱼礁在诱集效果上的差异.结果表明,人工鱼礁区生物诱集效果高出天然礁区(对照区)的比率达68.75％.不同材料类型人工鱼礁的生物诱集效果存在差异:水泥类人工鱼礁生物诱集效果高于天然礁区的比率为71.43％;油井类人工鱼礁生物诱集效果高于天然礁区的比率为50.00％;舰船类人工鱼礁生物诱集效果高于天然礁区的比率为100.00％;其他类人工鱼礁生物诱集效果高于天然礁区的比率为80.00％.研究资料分析表明人工鱼礁的建设,需要更多地结合海洋物理、海洋化学、海洋生物等方面的知识,以提高人工鱼礁对海洋生物的增殖效果,促进其生态效益、经济效益和社会效益共同提高.     

湛江湾浮游动物群落结构特征及其周年变化

2010年10月至2011年9月对湛江湾浮游动物进行了周年调查,研究了其群落结构的周年变化及影响因素。结果共检出浮游动物87种和29类浮游幼虫,隶属于16大类群,群落结构主要由桡足类(30种)、浮游幼虫(29类)和原生动物(23种)所组成,分别占总种类数的25.86%、25.00%和19.83%。浮游动物种类数以4月最多,2月和3月最少,4~9月的总种类数均高于其他月份。湛江湾浮游幼虫以底栖动物幼虫为主,在4月种类最多,5月丰度最高,4~7月为湛江湾海洋动物的繁盛时期。浮游动物优势种共有22种(类),其中浮游幼虫9类,原生动物7种,桡足类3种,水母类、毛颚类、被囊类各1种,以12月、4月和5月优势种最多(8种),2月最少(2种),无全年优势种,群落结构明显趋于小型化。各相邻月份的共有种类数在18~33种,物种更替率R的范围为37.25%~73.61%,多样性指数H'、均匀度J及丰富度d的年均值较低,分别为2.64、0.54和3.32。在调查期间,湛江湾浮游动物丰度出现了3个高峰,且分别由不同的浮游动物类群组成,其中12月份的高峰主要由原生动物组成,2月份的高峰主要由桡足类组成,而5月份的高峰则主要由浮游幼虫组成,3大类群共同主导湛江湾浮游动物群落结构;浮游动物生物量仅在2月和9月出现高峰,呈现月份双峰型变化。湛江湾浮游动物的周年变化主要受水温、食物及摄食压力的影响。     

南海叶海牛科的研究(异鳃亚纲,裸鳃目)

本研究对2006—2018年间在西沙群岛、海南岛采集的裸鳃类样品进行研究,共鉴定出叶海牛科种类10种,包括4个南海新记录种(PhyllidiellacooraburramaBrunckhorst,1993;Phyllidiella lizae Brunckhorst, 1993; Phyllidiopsis striata Bergh, 1888; Phyllidiopsis krempfi Pruvot-Fol, 1957)。文中对南海新纪录种进行了重新描述。通过对比嗅角颜色、口触角形状等形态差异,本研究支持将我国叶海牛科(Phyllidiidae)进一步划分为3个属(Phyllidia、Phyllidiella、Phyllidiopsis)。     

中国北方习见水母类的DNA 条形码分析

本研究获得了中国北方近海习见水母类24个种共62条线粒体细胞色素C氧化酶亚基I(mtCOI)序列,结合GenBank中具DNA条形码关键词的mtCOI序列,共比较了水母类mtCOI片段207条,水母mtCOI种内遗传差异在0%-7.4%之间,均值为0.9%(SD=0.014),其中约93%的个体种内差异小于4%;近源种间遗传差异在5.4%(Sarsia)到44.9%(Lensia)之间,均值为25.1%(SD=0.118),97%以上的个体种间遗传差异大于10%。绝大多数(98.8%)水母种类种内遗传差异小于种间遗传差异,条形码间隙明显。本研究涉及的中国北方习见水母种内遗传差异均显著小于种间遗传差异,结果表明以mtCOI作为DNA条形码可以实现对中国北方习见水母种类鉴定。利用DNA条形码序列分析,梳理了中国近海一些常见水母的分类地位。此外,对4种保存液保存方法的比较研究表明,90%乙醇、DMSO、RNA Safer和DNA Conserver4种保存液无法同时保存形态学特征和DNA序列,但DNA Conserver的效果相对较好。     

三种常见经济虾蟹类眼柄微结构分析

本研究分别检测了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)、中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)和中国对虾(Penaeus orientalis)三种虾蟹类的眼柄微结构特征,根据眼柄微结构,三种虾蟹类眼柄都分为4层:表层、色素层、钙化层和膜层。表层质地均匀,色素层含有色素,钙化层内有明显的生长纹(宽带和细纹),膜层透明度最高。但是三者眼柄微结构也有差异,中国对虾眼柄色素层较薄,膜层较厚,中华绒螯蟹钙化层含有色素颗粒。研究发现,中华绒螯蟹眼柄生长纹平均间距最大。钙化层的宽带是否与年龄或脱壳次数有关,细纹是否与日龄有关需要进一步实验验证,通过眼柄微结构特征的分析,可为虾蟹类的年龄鉴定及其生长研究提供新的方法。     

东海陆架表层沉积物粘土矿物组成分布特征及来源

依照Stokes定律,由256个东海陆架表层沉积物样品中提取了2μm粒级组分、制成定向片,通过X-射线衍射(XRD)分析以及Biscaye(1965)方法计算了蒙皂石、伊利石、高岭石和绿泥石四种矿物的相对含量。结果显示,东海陆架区表层沉积物粘土矿物相对含量由高到低组成为伊利石(平均65.4%)、绿泥石(平均14.4%)、蒙皂石(平均13.3%)和高岭石(平均6.9%);东海陆架表层沉积物中高岭石含量有向海减小的趋势;陆架区东北部和中南部的伊利石含量较低、蒙皂石含量较高,东南部的伊利石和蒙皂石含量分布与其相反;绿泥石在研究区东部和东北部含量较低。聚类分析显示,东海陆架2μm粒级沉积物可分为"类长江"与"类黄河"两种类型。类长江细颗粒沉积物主要分布在东海陆架中西部地区;类黄河沉积物在研究区东北部、东部和南部的部分区域分布。东北部的类黄河沉积物可能来自黄河或废黄河口,而南部和东部的细颗粒沉积物可能是晚更新世冰期干冷气候下形成的产物与现代河流入海细颗粒的混合物。     

山东近海枪乌贼类资源丰度的时空变动及其与环境因子的关系

枪乌贼类(主要是日本枪乌贼(Loligo japonica)和火枪乌贼(Loligo beka))是山东近海头足类中的重要经济种,它寿命短、生长快,其资源变动极易受到外界环境因素的影响。本研究根据2016—2017年山东近海渔业资源底拖网调查数据,利用广义加性模型(Generalized additive model,GAM)分析枪乌贼类资源丰度的时空分布特征及其与环境因子的关系。研究表明,枪乌贼类的资源丰度秋季最高、春季最低,且主要分布在山东半岛南部的海州湾产卵场附近,呈现出显著的时空变化特征。GAM分析表明,除了季节因素外,海水深度、表层温度和表层盐度对枪乌贼类的资源丰度具有明显影响;在海水表层温度16℃、表层盐度31.2～32.5和水深40 m以内的水域,枪乌贼类的资源丰度较大。本文研究结果可为研究枪乌贼类的资源变动和可持续利用提供科学依据。     

三门湾游泳动物群落结构与生物多样性研究

为了解三门湾游泳动物资源状况,于2019年11月(秋季)和2020年4月(春季)采用底拖网调查方法研究了三门湾游泳动物群落结构、资源密度、生物多样性及其时空分布格局,同时还使用了组平均聚类法分析和非线性多维标度分析以及冗余分析来研究该海湾游泳动物群落结构与环境因子的关系.本研究共鉴定出游泳动物83种,隶属于16目40科...     

东海区经济乌贼类资源结构和空间分布的分析

根据东海区2000年和2001年底拖网调查所获取的乌贼渔获物组成、各种类出现频率、分布站点和质量资料,分析了东海区经济乌贼类资源结构和优势种的空间分布。结果表明,东海区经济乌贼类优势种较20世纪90年代以前发生了很大变化,金乌贼(Sepia esculenta)、神户乌贼(Sepia kobiensis)已替代曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)成为资源最丰富的种类,为东海区重要的捕捞对象,目前乌贼渔获组成结构相对稳定;经济乌贼类集群已由春季变为秋冬季,密集分布区由近海浅水区变为外海深水区,但金乌贼和神户乌贼的地理分布存在差异。     

冲绳海槽中段海底灾害地质类型及海底稳定性评价

通过分析研究区各类综合调查数据,识别地质灾害类型,编制海底灾害地质图;建立由地震烈度区划指标、海底灾害地质类指标、海底地貌类指标、海底沉积物类型指标组成的评价因素集,建立与评价因素集匹配的评语集。运用模糊信息化及贴近度分析等综合性方法获得评价因子对风险影响程度的隶属度值,以层次分析法确定评价因子间权重值。运用模糊数学原理构建模糊综合评价模型,以6′×6′为网格大小,对冲绳海槽中段及附近海域海底900个评价单元进行模糊综合运算及评价,并绘制了海底稳定性区划图。以期今后为该区资源的开发、防灾减灾等提供基础资料。     

试验水槽中多种人工鱼礁模型组合对紫红笛鲷幼鱼的诱集效果

摸清多种人工鱼礁模型组合对紫红笛鲷幼鱼的诱集效果,可为人工鱼礁礁体组合设计和礁区布局设计等方面提供科学依据.本研究参照深圳杨梅坑人工鱼礁区的实际建礁情况,制作并模拟4组三种模型礁体组合、4组四种模型礁体组合,在方形试验水槽中以鱼类行为学的方法研究了这8组模型礁体组合对紫红笛鲷的诱集效果.4组三礁组合礁体模型试验结果表明,FHJ三礁组合对紫红笛鲷的集鱼效果非常明显,BFH、BCG、CHJ三礁组合对紫红笛鲷的集鱼效果较为明显.其诱集效果排序为:FHJ组合礁(53.84%)>BFH组合礁(44.85%)>BCG组合礁(38.11%)>CHJ组合礁(36.01%).4组四礁组合礁体的试验结果表明,4组四礁组合礁体模型对紫红笛鲷均具有较强的诱集效果,其诱集效果排序为:BGHJ组合礁(52.27%)>CFHJ组合礁(51.26%)>BCGJ组合礁(50.01%)>BCGH组合礁(45.05%).总体上,四礁组合的诱集效果优于三礁组合,人工鱼礁建设的礁群配置以多礁组合为佳.     

夏季长江口及邻近海域水母类生态特征研究

利用2003年6月和2006年6月在长江口及邻近海域进行的两次大面调查所采集的浮游动物网采样品,对长江口及邻近海域水母类的种类组成、优势种、数量分布及生态类群等进行了探讨。结果表明:研究水域共记录水母类77种,其中水螅水母60种,管水母12种,钵水母1种,栉水母4种。优势种有:五角水母(Muggiaea atlantica),双生水母(Diphyes chamissonis),拟细浅室水母(Lensia subti-loides),四叶小舌水母(Liriope tetraphylla),两手筐水母(Solmundella bitentachlata),嵊山秀氏水母(Sugiura chengshanense)和瓜水母(Bere cucumis)等。其中水螅水母类的优势种存在较大的年际变化,2003年为嵊山秀氏水母,2006年为四叶小舌水母和两手筐水母。研究水域内水母类平面分布不均匀,2003年平均丰度为13.3个/m3,除在长江口外存在一个由河口低盐种贝氏拟线水母(Nemopsis bachei)大量聚集形成的高值区外,在舟山群岛南部还存在一个密集中心;2006年水母类丰度略有上升,平均丰度为16.0个/m3,与2003年相比,其密集中心向东北部偏移。2006年6月研究海域温、盐较2003年同期均大幅升高是造成两航次优势种类更替及水母类分布变化的主要原因。     

黄骅港海域渔业资源结构特征研究

根据2014年5月(春)、10月(秋)2个航次在渤海湾黄骅港海域开展的渔业资源底拖网调查数据,利用相对优势度指数、聚类分析、非度量多维标度分析(NMDS)和ABC曲线等方法,对该海域渔业资源的种类组成、优势种和平均资源密度等群落结构特征进行了分析。结果显示,两次调查共捕获渔业资源48种,主要由26种鱼类、18种甲壳类和4种头足类组成。春季优势种主要为口虾蛄等甲壳类,秋季虾虎鱼类的优势度较高。春季该海域渔业资源的平均资源密度为13.16 kg/h,秋季平均资源密度为14.87 kg/h,渔业资源空间分布不均匀。与春季相比,秋季渔业资源的生物多样性较高,秋季群落结构受干扰程度也较高。本研究揭示了黄骅港海域渔业资源的结构特征,可为渔业资源的修复和养护提供理论依据,为港口工程的建设提供科学支撑。