珠江口异养细菌时空分布特征及其调控机制

河口是海陆相互作用的重要地带, 往往呈现出独特的生物地球化学过程, 是研究碳循环过程的重要场所。在春季(2015年5月)、夏季(2015年8月)和冬季(2016年1月)分别对珠江口海域异养附生细菌和游离细菌时空分布及其各自高核酸(HNA)、低核酸(LNA)类群的相对贡献进行了调查研究, 并对其调控因子进行了相应探讨。结果表明, 珠江口异养细菌分布具有明显的时空差异。空间分布上, 珠江口异养细菌丰度自河口上游至下游呈递减趋势, 主要与上游污水输入以及珠江径流与高盐外海水在河口内的混合有关; 在雨季, 河口中下游盐度锋面区出现异养细菌丰度和叶绿素a质量浓度的高值区, 锋面区使营养物质停留时间增加, 促进浮游生物生长。垂直方向上, 表层异养细菌丰度略高于底层。时间尺度上, 异养细菌总丰度在春季最高(表层均值为2.94±1.23×10⁹个 •L^-1, 底层为2.81±1.50×10⁹个 •L^-1), 夏季次之(表层均值为2.32±0.43×10⁹个 •L^-1, 底层为1.90±0.50×10⁹个 •L^-1), 冬季最低(表层均值为1.06±0.33×10⁹个 •L^-1, 底层为9.76± 3.44×10⁸个 •L^-1)。珠江口海域异养细菌以附生细菌为主, 占异养细菌总丰度的16.56%~96.19%, 整体分布较稳定, 冬季最高(平均78.65%)、夏季(70.32%)与春季相近(68.17%)。附生细菌以代谢活跃的HNA类群为主, 游离细菌则主要以LNA类群为主, 代谢活性整体相对较低。     

南海北部及珠江口细菌生产力研究

2004年2~3月和2004年8~9月两个航次中对珠江口及南海北部海域的异养浮游细菌生物量、生产力及其调控机制进行了观测研究.结果表明,营养物质的供应对调查区域真光层水体内的细菌生物量和生产力起着主要控制作用,从而导致冬季航次珠江口-陆架-外海调查断面表层细菌生物量和生产力呈现沿盐度梯度向外海逐渐降低的特征.就南海北部调查区域而言,冬季真光层异养细菌生物量(C)平均为(712±290)mg/m2,夏季平均为(937±397)mg/m2;真光层细菌生产力(C)冬季平均为(65.1±42.8)mg/(m2·d),夏季平均(52.5±28.6)mg/(m2·d).本调查中,南海北部海区IBP和IPP比值范围是4%~96%,平均为26%,IBP和IPP比值与初级生产力呈负相关,其分布特征与新生产力f比的分布趋势相反,显示了异养细菌在真光层物质循环过程中所发挥的作用在南海近岸富营养海域和外海寡营养海域之间的差异.     

三亚海域浮游病毒与细菌丰度的时空变化规律以及相关环境因子*

在三亚海域设置3个站位, 分别于各站位连续采集12个月表层水样。利用流式细胞仪进行浮游病毒及浮游细菌丰度的测定, 并对两者及其与环境因子之间的相关性进行研究, 同时对不同站位之间进行差异性分析。结果表明, 调查海域浮游病毒丰度(平均7.63×10⁶viruses·mL^-1)高于浮游细菌丰度(平均1.52×10⁶cells·mL^-1)。浮游病毒及浮游细菌丰度在三亚河口最高, 且有明显的季节变化, 冬春季高于夏秋季, 并且其与鹿回头半岛西侧、小东海之间均有极显著差异(P<0.01), 不同类群病毒代表的宿主类群也有所不同。调查海域总体水平浮游病毒丰度与浮游细菌丰度显著正相关(r=0.800, P<0.01); 叶绿素(Chl a)和氮盐(NO- 2、NO- 2+NO- 3、NH+ 4)是影响两者的关键因子。     

夏季南海北部浮游植物对上升流与羽状流的响应

文章建立了基于真实场驱动的三维物理—生态耦合模型, 利用模型定量分析了夏季南海北部上升流和羽状流过程对浮游植物生物量空间分布的影响程度及作用机制。首先, 利用2006—2008年卫星遥感数据及2006与2008年夏季观测数据对模型进行了验证, 结果表明, 模型能较好地再现夏季南海北部上升流和羽状流过程, 较好地反映出浮游植物的空间分布特征。模拟分析结果显示, 夏季南海北部浮游植物主要分布在50m等深线以内。琼州海峡东部海域和汕头海域浮游植物垂向分布较为均匀, 上升流的贡献均达到90%以上, 表层水平平流输送是浮游植物主要的汇, 生物过程是浮游植物的源。珠江口和汕尾海域浮游植物存在表层和次表层两个高值区, 羽状流贡献35%~40%, 主要促进表层浮游植物生长, 而上升流贡献60%~65%, 主要促进中底层浮游植物的生长。粤西海域上升流对浮游植物的贡献占92%, 主要促进中底层浮游植物生长, 而表层浮游植物浓度极低。整体上, 夏季南海北部上升流和羽状流主要是通过输送营养盐的方式影响浮游植物的生长。上升流对营养盐的输送作用是向岸方向的爬升输送和平行于等深线的沿岸流输送共同作用的结果。跃层的存在改变了营养盐的垂向输送过程, 是导致上升流和羽状流过程对不同水层浮游植物贡献差异的关键因素之一。整体而言, 夏季南海北部浮游植物空间分布差异是以上升流、羽状流主导, 环流—营养盐—生物过程共同作用的结果。     

伶仃洋夏季叶绿素a时间变化特征及分析

文章使用2019年7月5日—20日在珠江河口伶仃洋定点连续观测的海表面叶绿素a质量浓度、海表面气温、气压、风速、风向、海表温度、盐度、流速、流向、遥感降雨量数据和中等分辨率成像光谱仪可见光波段影像, 利用小波分析和集成经验模态分解方法分析了观测期间内伶仃洋海表面叶绿素a的时间变化特征及其影响因子。分析结果表明, 观测期间海水表层叶绿素a质量浓度的变化范围为0.44~1.75µg·L^-1, 平均值为0.80µg·L^-1, 其变化周期主要为6h、12h和24h。其与相对应周期的潮流存在明显的相位关系, 并且在降雨后两者的相位关系发生了转换。7月5日—12日, 叶绿素a与潮流基本呈反相位关系, 涨急时叶绿素a质量浓度低, 落急时叶绿素a质量浓度较高, 浓度相差约为0.3µg·L^-1。珠江流域在7月8日—13日发生了一次强降雨过程, 降雨前后海水表层叶绿素a质量浓度在6h、12h和24h周期波段的振幅由0.02~0.09µg·L^-1增加到0.15µg·L^-1左右。同时, 降雨对珠江河口的叶绿素a质量浓度造成了一个持续80h的增加过程, 浓度增加了0.3µg·L^-1。发生降雨后, 7月13日—20日期间潮流滞后于叶绿素a约6h, 水位最高时叶绿素a质量浓度最低, 水位最低时叶绿素a质量浓度最高。由以上结果可以看出, 降雨不仅引起了河口区叶绿素a质量浓度的增加, 还造成了叶绿素a和潮流间相位关系的转换。     

基于形态学和DNA分子鉴定的珠江口浮游动物群落结构比较研究

于2019年12月使用4种不同型号网具采集了珠江口浮游动物, 进行形态学鉴定和DNA分子鉴定, 分析珠江口浮游动物的群落结构特征, 并比较不同调查方法对浮游动物丰度和生物量结果的影响。形态学镜检鉴定浮游动物36种(类), 其中浮游幼虫6类。浅水I型浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为115±96ind.·m^-3, 平均生物量为0.21±0.14g·m^-3; 浅水Ⅱ型浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为3536±2444ind.·m^-3, 平均生物量为0.56±0.33g·m^-3; 浅水Ⅲ型浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为4314±4172ind.·m^-3, 平均生物量为0.50±0.25g·m^-3; 25^#浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为6741±3826ind.·m^-3, 平均生物量为4.33±3.42g·m^-3。研究结果表明网具孔径大小对浮游动物研究结果具有重要影响, 三个站点水体DNA样品注释出15种浮游动物; 使用浅水Ⅱ型网采集的DNA样品注释出19种浮游动物; 镜检样品鉴定浮游动物17种。水体DNA样品能检测出更多的微型浮游动物如原生动物等; 网采样品能过滤更多的水样, 有利于采集更多的大中型浮游动物, 更能充分反映优势类群如桡足类的种类和数量。研究结果表明, 水体DNA可检出浮游幼虫和原生动物等较难镜检鉴别的种类, 采用不同型号网具采集浮游动物可以更全面地反映研究海域浮游动物的群落结构特征。多种调查方法的结合有助于全面了解研究海域的生态环境状况。     

大亚湾夏季浮游群落生产代谢特征及其影响因素*

2017年8月对大亚湾海域浮游群落初级生产、群落呼吸代谢及其平衡特征进行了研究, 并分析了其潜在环境影响因素以及对沿岸生态系统功能与健康的指示作用。研究结果表明, 大亚湾夏季海水表层呈自养状态, 而底层呈异养状态, 群落总初级生产力(gross primary productivity, GPP)、呼吸代谢速率(community respiration, CR)与净生产力(net commutnitiy production, NCP)在表层分别为1335.36±910.12、597.86±403.30和737.50±608.22mg C·m^-3·d^-1; 在底层分别为43.65±37.05、216.25±147.28和-160.27±137.01mg C·m^-3·d^-1。海湾整体呈自养状态, 水柱平均NCP为233.41±248.88mg C·m^-3·d^-1; 部分沿岸水域存在异养状态。1~200μm粒级浮游生物是GPP和CR的主要贡献者。相关性分析和主成分分析显示, NCP在表层受GPP和CR共同调控, 且与浮游植物生物量和营养盐正相关; 而在底层主要受CR影响, 且与盐度正相关。大亚湾夏季群落生产代谢平衡存在明显的水平和垂向变化, NCP的区域差异与潜在波动性对该海湾生态系统稳定性及健康状况有重要的指示作用。     

北部湾养殖牡蛎体内异养细菌数量及其耐药性研究

为了探究北部湾养殖区域香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis)体内的异养细菌和弧菌数量及其耐药概况变化, 对不同养殖场牡蛎体内的异养细菌进行分离培养, 并统计其数量, 通过药敏纸片扩散等方法研究了细菌的耐药状况。结果显示: 牡蛎在高死亡率养殖环境中体内的异养细菌[(8.6±0.4)×10⁶CFU·g^-1]和弧菌[(9.5±0.4)×10⁵CFU·g^-1]数量较高, 在中死亡率环境中体内的异养细菌[(6.9±0.2)×10⁶CFU·g^-1]和弧菌[(4.5±0.6)×10⁵CFU·g^-1]数量次之, 在低死亡率养殖环境中体内的异养细菌[(3.3±0.1)×10⁶CFU·g^-1]和弧菌[(2.5±0.6)×10⁵CFU·g^-1]数量最低。耐药细菌主要为革兰氏阴性菌, 对β-内酰胺类(青霉素)、糖肽类(万古霉素)的耐药率较高, 对四环素类(四环素、多西环素)的耐药率次之, 对氨基糖苷类(链霉素、庆大霉素、妥布霉素、新霉素)、大环内酯类(红霉素)、喹诺酮类(诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星、恩诺沙星)的耐药率较低。在高死亡率环境中牡蛎体内的多重耐药菌占79.7%, 其耐药谱型(48种)较广; 在中度死亡率环境中牡蛎体内的多重耐药菌占66.2%, 其耐药谱型为30种; 在低死亡率环境中牡蛎体内的多重耐药菌占58.4%, 其耐药谱型为17种。本文探究了牡蛎死亡率与其体内异养细菌数量和细菌耐药性的关系, 结果显示牡蛎在高死亡率环境中体内的耐药细菌数量多、耐药谱型较广, 低死亡率环境中牡蛎体内的耐药细菌数量较少, 异养细菌数量与牡蛎死亡率呈正相关关系, 两者相关系数为0.996。     

2009年冬、夏季南海北部超微型浮游生物的分布特征及其环境相关分析

2009年2月(冬季)和8月(夏季)在南海北部海域(nSCS)采用流式细胞术对聚球藻、原绿球藻、超微型光合真核生物3类超微型光合浮游生物和异养浮游细菌的丰度和碳生物量的时空分布特征进行了研究,并分析了其与环境因子之间的关系。结果表明,夏季聚球藻和原绿球藻的平均丰度高于冬季,超微型光合真核生物和异养浮游细菌的丰度反之,为冬季高于夏季。聚球藻、超微型光合真核生物和异养浮游细菌在富营养的近岸陆架海域丰度较高,而原绿球藻高丰度则出现在陆坡开阔海域。在垂直分布上,聚球藻主要分布在跃层以上,跃层以下丰度迅速降低;原绿球藻高丰度主要出现在真光层底部;超微型光合真核生物在水层中的高值同样出现在真光层底部,且与Pico级份叶绿素a浓度分布一致;异养浮游细菌在水体中的分布与聚球藻类似。这些分布格局的差异,取决于环境条件的变化和4类超微型浮游生物生态生理适应性的差异。在超微型光合浮游生物群落中,各类群碳生物量的贡献因季节和海域类型的不同而发生变化:聚球藻在夏季近岸陆架区占超微型光合浮游生物总碳生物量的41%,原绿球藻在陆坡开阔海成为主要贡献者(50%),超微型光合真核生物碳生物量以冬季为高(在近岸陆架区占比68%)。冬、夏季异养浮游细菌碳生物量均高于超微型光合浮游生物碳生物量。     

东海、黄海浮游病毒及异养细菌的分布研究

采用流式细胞仪对2009年春季东海、黄海浮游病毒和异养细菌的丰度进行了大尺度(119.5°—129°E, 25°—39°N)研究, 并分析了浮游病毒丰度、异养细菌丰度以及其与环境因子之间的相关性。结果表明, 研究海域浮游病毒、异养细菌的丰度范围分别为3.38×105—2.26×107个/mL(平均6.24×106个/mL)、5.83×103—1.23×106个/mL(平均1.22×105个/mL)。在水平分布上, 浮游病毒与异养细菌的变化趋势基本一致, 且均在山东半岛周边养殖海域、浙江东南沿海养殖区及舟山渔场北部形成明显的高值区; 黄海浮游病毒与异养细菌的丰度平均值均高于东海。在垂直分布上, 东海浮游病毒与异养细菌丰度值随水深呈明显下降趋势, 表层丰度值与30m以下各层差异显著(P<0.05); 在黄海, 二者丰度随水深降低趋势不明显。Pearson相关性分析显示: 调查海域浮游病毒丰度与异养细菌丰度显著正相关(r =0.288, P<0.01), 浮游病毒丰度与温度显著负相关(r = -0.243, P<0.05), 异养细菌丰度与盐度显著负相关(r = -0.245, P<0.05)。     

1974—2020年珠江口外海海洋热浪变化趋势分析

基于珠江口大万山海洋站(21°56′N, 113°43′E)观测的1974—2020年逐日平均海表温度(sea surface temperature, SST)资料, 参照世界气象组织关于海洋热浪(marine heatwave, MHW)定义、强度分类标准及全球与北半球年平均表面温度资料, 采用相关及对比方法, 分析珠江口海洋热浪的变化趋势, 结果表明: (1)近47年来珠江口每年都出现MHW事件, 平均每年出现6.5次, 最多年13次(2020年), 且每年出现次数呈上升趋势, 平均每次持续时间为11.7d, 最长62d; (2)近47年来每年珠江口的MHW日数呈显著增加趋势, 上升率为1.81d·a^-1; (3)此时期各级MHW强度的出现日数占总出现日数的比例分别为中度18.92%, 强烈53.24%, 严重24.06%, 极端3.77%; (4)珠江口MHW日数上升及出现极端MHW的主要原因可能与全球气候变暖、南海高压增强和季风减弱有关。预估未来珠江口的MHW日数还会呈现上升趋势。     

Seasonal variation in the three-dimensional structures of coastal thermal front off western Guangdong

The seasonal structure and dynamic mechanism of oceanic surface thermal fronts(STFs) along the western Guangdong coast over the northern South China Sea shelf were analyzed using in situ observational data, remote sensing data, and numerical simulations. Both in situ and satellite observations show that the coastal thermal front exhibits substantial seasonal variability, being strongest in winter when it has the greatest extent and strongest sea surface temperature gradient. The winter coastal thermal front begins to appear in November and disappears after the following April. Although runoff water is more plentiful in summer, the front is weak in the western part of Guangdong. The frontal intensity has a significant positive correlation with the coastal wind speed,while the change of temperature gradient after September lags somewhat relative to the alongshore wind. The numerical simulation results accurately reflect the seasonal variation and annual cycle characteristics of the frontal structure in the simulated area. Based on vertical cross-section data, the different frontal lifecycles of the two sides of the Zhujiang(Pearl) River Estuary are analyzed.     

广东沿岸不同海洋功能区秋季浮游植物群落结构比较研究

2003年10月对广东沿岸浮游植物群落结构及相关环境因子进行了调查。设调查站位39个,根据营养盐数据分析表明,珠江对于陆源营养物质输入南海起着重要作用,其营养盐浓度明显高于广东沿岸其它海区。海域浮游植物隶属于62属118种(含变种和变型),其中硅藻门38属83种、甲藻门16属25种、蓝藻门3属4种、绿藻门2属2种、金藻门2属2种及针胞藻纲1属2种,硅藻在种类和生物量上均占主导地位。叶绿素a含量变化较大,测值范围为0.157～18.761mg/m3,最大值出现在珠江口水域GD089站。浮游植物的粒级结构存在明显的地域特点,珠江口及其毗邻海域以微型浮游植物为主,其他海域基本以小型浮游植物为主。     

珠江口海域春季富营养化现状与影响分析

随着珠江三角洲经济圈的迅速发展,珠江口海域环境污染日趋严重,于2014年春季对珠江口邻近海域进行环境现状调查,并通过因子分析法和聚类分析法就珠江口调查海域管辖城市和邻近区域的环境现状对珠江口海域环境污染的贡献率进行排序和分类.结果表明:珠江口调查海域营养盐污染较为严重,无机氮含量范围为0.213~1.963 mg/dm~3,平均值为0.888 mg/dm~3;活性磷酸盐含量范围为0.009~0.063 mg/dm~3,平均值为0.033 mg/dm~3.无机氮和活性磷酸盐在珠江口上游和中游均超过海水水质第四类标准,珠江口下游无机氮含量符合海水水质第四类标准,活性磷酸盐含量符合海水水质第二类标准.无机氮以硝氮为主,氨氮次之,亚硝氮含量最低.珠江口调查海域DIN/P变化范围为8.5~168.0,平均值为31.8;富营养化指数E变化范围为0.3~45.1,平均值为8.2,富营养化较为严重.来自广州、东莞、佛山、中山的四大口门排入的污染物对珠江口海域环境影响最大,其次是深圳西部海域沿岸和前海湾、深圳湾排入的污染物,最后是珠海、澳门和香港带入的污染物.从珠江口邻近海域环境现状对珠江口海域环境影响进行较为深入地分析和探讨,为珠江口海域环境的治理和修复提供一些意见和建议.     

基于遥感的珠江口海岸线变迁分析

利用1990年、2000年和2010年三个时相的遥感影像,进行2000年前后两个十年的海岸线变迁情况对比分析。结果表明:2000年前的十年间,珠江口海岸线向海推进,导致面积共增加了16486.63ha,主要受人为因素影响,围海养殖是本时段海岸线变迁的主要因素;2000年后的十年间,珠江口海岸线继续向海推进,但推进速度降低,导致面积增加了9280.15ha,填海造地是这一时段海岸线变迁的主要因素。又根据珠江口的区域特征,以珠江入海八大口门为界,将整个研究区划分为九个岸段进行了详细分析。     

2015年春季南海北部陆架海域网采浮游植物群落结构及其与环境因子关系

根据2015年春季南海北部陆架海域的调查数据,分析了网采浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系。结果显示:共鉴定出浮游植物4门378种(含变种与变型),其中硅藻门209种,甲藻门157种,蓝藻门9种,着色鞭毛藻门3种。该海区的主要优势种有翼鼻状藻Proboscia alata、翼鼻状藻纤细变型Proboscia alata f. gracillima、佛氏海毛藻Thalassiothrix frauenfeldii、尖刺拟菱形藻Pseudo-nitzschia pungens、短角弯角藻Eucompia zoodiacus和洛氏角毛藻Chaetoceros lorenzianus等,各断面优势种差异较大,仅佛氏海毛藻在4个断面成为优势种。浮游植物丰度范围为(0.63~1 430.04)×10⁴个/m³,平均为76.20×10⁴个/m³,丰度较高的站点主要集中在湛江断面D近岸站位和汕头断面H。春季南海北部浮游植物Shannon-Wiener多样性指数为1.06~5.56,均值为3.99。冗余分析显示,影响南海北部陆架海域浮游植物群落结构的主要环境因子为水温、盐度和活性磷酸盐。南海北部陆架海域浮游植物基本呈现近岸高离岸低的分布特点,水温和盐度是影响其分布的主要环境因子。     

基于多源遥感数据的大襟岛海域叶绿素a反演及富营养化评价

本研究基于实测的Chl-a质量浓度和海表面光谱数据,构建了适用于CASI(Compact Airborne Spectrographic Imager)航空高光谱和MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)卫星遥感影像的Chl-a反演模型,并在研究海域开展了Chl-a质量浓度的反演。研究结果表明,基于CASI影像的波段比值模型可以较好地反演出研究海域的Chl-a质量浓度,研究海域内Chl-a含量为0.1~4.4 μg/L,平均相对误差为14.58%;基于MODIS卫星影像反演获得的珠江口Chl-a质量浓度为0~8 μg/L,平均相对误差为17%。总体而言,大襟岛海域整体Chl-a质量浓度的分布比较均匀,而且含量较低;基于Chl-a质量浓度计算获得卡尔森营养状态指数表明,研究海域处于贫营养化和中营养化水平,复杂水动力环境和高浊度可能是抑制研究海域浮游植物生长的主要因素。     

北部湾北部海域水体异养细菌的时空分布特征研究

为探讨环境因素对异养细菌丰度的影响，2016年9月至2017年8月通过月度航次调查对北部湾北部海域异养细菌丰度的时空分布特征进行了系统研究。结果表明，调查海区异养细菌丰度介于（2.75~56.86）×105 cell/mL，平均值为（11.01±6.31）×105 cell/mL。各季节细菌丰度从高至低依次为:夏季、春季、冬季、秋季。异养细菌丰度由近岸海域向西南深水区方向逐渐降低，在近岸浅水区垂直分布均匀，在水深大于20 m的海区出现季节性分层现象:表层细菌丰度较高，底层细菌丰度较低。主成分分析显示温度对异养细菌时空分布有重要影响，秋、冬季异养细菌丰度与温度呈显著负相关，在春、夏季呈显著正相关。细菌丰度与盐度呈显著负相关，说明海水盐度变化是细菌时空分布重要影响因素。异养细菌丰度与叶绿素a和溶解氧含量呈显著正相关，表明浮游植物初级生产过程影响了异养细菌的时空分布。在秋、冬和春3季异养细菌丰度与营养盐水平呈显著负相关，二者关系受浮游植物生物量间接影响。异养细菌时空分布差异取决于环境条件的变化，温度、盐度、叶绿素a和溶解氧含量是影响异养细菌丰度分布的主要因素。