西北太平洋超强台风Tembin(2012)引起的海表面降温与强混合研究

鉴于台风等极端海洋环境下现场观测资料的匮乏,本文综合了多源卫星遥感和Argo浮标剖面观测资料分析了西北太平洋和南海上层海洋对超强台风Tembin（2012）的响应。Tembin引起了较强的海表面温度降低,降温主要集中在台风路径附近,最大降温为10.3℃,出现在朝鲜半岛南部的近岸海区;微波+红外遥感融合观测海表面温度数据可以弥补单一微波遥感观测在近岸海区缺测的不足,但观测海表面降温比单一微波遥感观测偏小;基于Argo观测的垂向高分辨率温盐剖面和混合参数化方法,发现台风后上层海洋混合明显增强,其混合率增强可达10倍以上。     

连续两次台风过境对东海北部水环境及初级生产力的影响

台风是影响东海最严重的自然灾害之一。本文在现场观测基础上,结合遥感与模型数据,研究了连续两个台风过境对东海北部水环境及初级生产力的影响。研究结果表明:连续两个台风过境情况下,虽然前面台风有助于后续台风对海洋上层进行垂直混合作用,但它对后续台风过后海洋表层温度(SST)的降低以及初级生产力的增加却起到了削弱作用;除了加强垂向混合过程,台风也可以改变海洋上层的平流输运过程,受此影响,部分海区上层温度、盐度以及叶绿素在台风后重新分布;台风对海区次表层叶绿素浓度的改变程度明显高于表层,某些站位次表层叶绿素最大值(SCM)在台风刚过后被破坏,一段时间后SCM又重新出现,而且层内叶绿素浓度远高于台风前水平。     

台风引起南海海表面降温的位置变化特征

台风过后通常会在上层海洋引起冷迹,即路径附近的海表而温度(sea surface temperature,SST)降低.本文利用多种卫星数据分析了12年(1998-2009)内经过中国南海的92个台风所引起的海表降温位置的分布特征.通过分析逐日微波遥感SST数据发现,64个台风(69.6%)引起了明显降温(降温≥2℃).其中,43个台风(46.7%)引起的最大降温位于台风路径右侧;13个台风(14.1%)引起的降温出现在路径附近;同时还有8个台风(8.7%)引起的最大降温明显位于路径左侧.台风引起的最大降温出现的位置主要集中在路径左右两侧100km范围内.统计分析表明台风之前存在于上层海洋环境的冷涡,特别是强冷涡,在台风引起的海表面降温和位置分布中可能起着重要的作用.     

台风“苏力”(2013)期间海洋上层温、盐及海平面异常变化特征

台风"苏力"是2013年最强的台风之一。本文利用再分析资料、卫星遥感资料及ARGO浮标数据等分析了台风过境所引起的海表面温度(SST)、海表面高度异常(SLA)以及海洋次表层温、盐的变化规律,给出了上层海洋对台风响应的基本特征。台风所经过的海域都存在着明显的降温,在冷涡区域引起了6~7℃的海表温度的冷却,降温区域集中在路径的右侧。台风造成SLA降低,最大为20cm左右。海表温度的变化滞后于海面高度的变化。ARGO浮标数据显示,台风引起了海面的显著降温,最大降温幅度为5℃,位于冷涡内,且位于路径的右侧。路径左侧的SST的降低相对较小,为1.5~2.5℃。台风的扰动导致次表层水涌升到表层,改变了表层的盐度和密度,引起混合层加深。     

南海SST对台风过程响应分析

根据ECMWF和CFSV2的数据,本文选择了3个影响我国南海的典型台风过程,分析了海表温度SST在台风期间的变化。结果表明,台风期间SST下降,台风路径右侧的降温幅度明显高于左侧。在过境2d左右,SST下降幅度最为明显,其中201509号台风威马逊降温中心右侧最大异常值可达-2.5762℃,左侧为-1.441℃,降温中心呈明显的右偏性。在此基础上,对SST异常与有效波高,热通量以及风速的相关性进行研究。统计表明,台风期间的SST异常与有效波高和风速的相关性较高,相关系数高达0.6-0.7;与热通量相关性最低,相关系数为0.2-0.4,且台风的最大风速越大,相关系数就越高。通过计算台风期间风向海表波浪输入动能发现,风应力越大,风向波浪输入的动能以及动能下传的深度也越大。海洋内部的混合就越剧烈,故而由混合引起的海表降温幅度较大。可见SST异常与风速以及波浪要素确实有很高的相关性。     

"苏拉"和"达维"双台风过程中台风浪和海温的数值模拟

本文基于FVCOM-SWAVE耦合模型,以双台风"苏拉"和"达维"的台风过程为例,研究了台风过程中海浪和海温的变化,通过与高度计和Argo资料的对比,发现耦合模型能较准确的模拟出有效波高和海表面温度。由于双台风风场相互作用,风场结构和最大风速位置发生改变,影响着有效波高的分布,台风"苏拉"产生的最大有效波高位于台风后侧。海表面温度的降低与风场、浪场分布密切相关,强风强浪处的降温现象更明显,"苏拉"产生的降温区域位于路径附近,"达维"产生的降温区域位于路径右侧。台风对海表面温度的降低与初始的混合层厚度、温跃层强度存在相关性,具体表现为初始的混合层越薄、温跃层强度越大,降温越明显。     

西北太平洋上层海洋对台风响应的个例研究

基于数字台风网、欧洲中心ERA-Interim、美国国家海洋与大气局以及中国Argo实时资料中心的资料研究了西北太平洋上层海洋对台风"奥鹿"的响应。研究结果表明,当"奥鹿"移动速度在2 m/s以下时,强风应力产生的Ekman泵是上层海洋响应的主要机制,移动速度越慢,Ekman抽吸速率(EPV)越大,海表温度(SST)降温持续时间短,冷尾迹出现在台风中心位置处。当"奥鹿"移动速度达到6 m/s以上时,持续风应力驱动的惯性泵是主导机制,SST降温持续时间长,冷尾迹出现在台风路径的右侧。惯性泵比Ekman泵持续的时间长,但Ekman泵影响深度比惯性泵大得多。在"奥鹿"经过西北太平洋时,混合层深度(MLD)变浅并伴随着"冷抽吸"作用的出现。上层海洋中"冷抽吸"现象较"热泵"现象影响深度深,持续时间长,在"奥鹿"过境后可持续20天以上。     

基于再分析数据的南海三维温盐结构特征分析

掌握南海三维温盐场特征对于研究南海海洋动力环境及其对海洋气候变化的影响具有重要意义。基于海洋再分析数据GLORYS12V1和AVHRR OISST数据,开展了南海温盐空间分布及季节变化分析,以及海表温度对台风过程的响应特征分析。分析结果表明：南海海表温度一般为25～32℃,最高温度出现在8月的黄岩岛附近海域,海表盐度一般为32～35 psu,最高盐度出现在7月的东海附近海域;温盐垂向结构表现为表层高温低盐,随着深度增加温盐季节性变化越小。南海地区温跃层深度存在明显季节变化特征,秋冬季节温跃层深度大于春夏两季。根据“威马逊”台风期间海表温度变化特征分析海表温度对台风过程的响应,台风期间南海水体垂向混合作用增强,海表温度降温明显。     

台风对上层海洋初级生产力和营养盐输运的影响

利用垂直一维物理-生物耦合模型模拟了台风"派比安"和超强台风"珍珠"对南海北部水温、营养盐和叶绿素垂直分布的影响,并估算了2次台风对初级生产力和营养盐垂直输送的贡献。结果表明,"派比安"引发50m以浅海水温度降低,表层降温2.0℃,50~130m海水温度升高,混合层加深30m,海表叶绿素浓度增加0.18mg·m~(-3),营养盐垂向输运对初级生产力的贡献为2.3×103 mg C·m~(-2),约占全年的3%。"珍珠"引发55m以浅海水温度降低,表层降温超过5.0℃,55~150m海水温度升高,混合层加深85m,海表叶绿素浓度增加0.9mg·m~(-3),带来的营养盐垂向输运量约为全年的30%,对初级生产力的贡献为12.8×103 mg C·m~(-2),约占全年的18%。可见,台风过程,特别是强台风过程对上层海洋的初级生产和生物地球化学过程具有显著影响。台风的强度和移动速度等自身特征是决定海洋环境要素对台风响应程度的核心要素,同时台风过境前的水体层化状态和营养盐水平也是不可忽视的因素。     

环境因子对南海土台风“蝴蝶”与“银河”强度的影响*

选取了两例迅速增强的南海土台风“蝴蝶”(1321)与“银河”(1603), 分析了其增强时南海及周边海域的高低空环流形势、垂直风切变情况和海洋热状况, 并利用WRF (Weather Research and Forecasting Model, WRF)模式探究两者强度不同的环境原因。“银河”虽具有较有利的海洋下垫面条件, 但并未发展为台风, 是因为不利的高低空环流形势和垂直风切变条件。“蝴蝶”迅速增强为强台风是因为其发生时北方冷空气南下, 西南暖湿气流爆发等有利条件。WRF模式对海表面温度(SST)影响土台风强度的敏感性实验表明, 土台风强度对于SST的响应表现为非线性正相关, SST升高, 土台风增强的速率将减缓。7—9月的南海SST均高于28℃, 已满足土台风增强条件。因此, 在对于土台风的预报中, 需特别注意SST以外的其他环境因子。     

斑节对虾TSG101基因的克隆及表达分析

为探究肿瘤易感基因101(简称TSG101)对斑节对虾(Penaeusmonodon)的免疫应答作用,了解在细菌刺激下斑节对虾的机体发生的变化机制,本研究以哈维弧菌(Vibrioharveyi)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)为实验组,以磷酸缓冲液(PBS)为对照组,通过荧光定量分析展开对斑节对虾对菌刺激的免疫应答作用。结果显示,斑节对虾的TSG101在各组织中均有表达,在肝胰腺中的表达量最高。在金黄色葡萄球菌刺激下,斑节对虾的TSG101在肝胰腺中的表达量与对照组相比呈极显著上调(P0.01),第12小时的TSG101 mRNA的表达量达到最大(为对照组的21.60倍);在鳃中的表达量与对照组相比呈极显著上调(P0.01),第6小时斑节对虾TSG101的表达量达到最大值(为对照组的3.64倍)。在注射哈维弧菌第9小时,肝胰腺中的PmTSG101 mRNA表达量极显著上调(P0.01)且达到最大(为对照组的2.50倍)。实验结果初步表明,斑节TSG101参与斑节对虾的先天免疫反应,在金黄色葡萄球菌和哈维弧菌的刺激的情况下,该基因RNA水平的表达情况发生明显变化。     

基于脂质组学的海洋颗石藻病毒甾醇去饱和酶及脂肪酸去饱和酶基因功能分析

赫氏颗石藻(Emiliania huxleyi)宿主-病毒(E.huxleyi virus,EhV)的互作过程是影响海洋碳、硫生物地球化学循环及气候变化的重要环节。在共进化过程中,Eh V通过基因水平转移从宿主基因组中“劫获”了一组鞘脂从头合成相关酶基因,重构宿主脂代谢网络以支持病毒的特殊需求。目前,对病毒这组相关酶基因的生物学功能尚不十分清楚。以颗石藻病毒Eh V-99B1基因组中的甾醇去饱和酶(EhV-SD)和脂肪酸去饱和酶(Eh V-FAD)基因为研究对象,构建酿酒酵母重组表达载体p YES2/CT-SD和p YES2/CT-FAD,转化相应的基因缺陷型酵母菌株YMR015C和YGL055W获得重组酵母细胞株,进一步采用UPLC-Q-Exactive-MS非靶向脂质组学技术,比较分析重组酵母和缺陷型酵母细胞脂质的组成和含量变化。结果显示,Eh V-SD与Eh V-FAD基因在酿酒酵母中成功表达并具有生物学活性。Eh V-SD过表达显著改变了重组酵母细胞脂质代谢,含多不饱和酰基链的磷脂酰胆碱(PC,20︰4/20︰5/20︰6)和甘油三酯(TAG,12︰3)种类的丰度显著升高;而部...     

4种常见头足类动物的血细胞分类及比较

以长蛸(Octopus variabilis)、短蛸(Octopus ocellatus)、真蛸(Octopus vulgaris)和曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)的血细胞为研究对象,通过光镜和电镜观察对血液中的血细胞形态结构进行比较。根据观察结果,将头足类血细胞分成3种类型:透明细胞,小颗粒细胞和颗粒细胞,但在真蛸血细胞中有一定数量的血细胞其细胞核呈马蹄形,因此将此类细胞独立划为马蹄形核细胞。通过比较发现,曼氏无针乌贼的血细胞与其它3个种存在明显的差异,其胞质内的颗粒数量与性质均与其它3个种有较明显的区别差异。从总体来看,头足类血细胞内含颗粒数量较少,其颗粒的数量与免疫力的强弱无直接关联。通过对比,推断真蛸血细胞中的马蹄形核细胞为透明细胞到小颗粒细胞的中间类型,从而得出此4个类型细胞有从透明细胞→马蹄形核细胞→小颗粒细胞→颗粒细胞的发育进程。     

经济海藻繁育、养殖及综合利用的回顾与展望

经济海藻繁育、养殖及综合利用是海洋农牧业及工业的重要组成部分。20世纪经过几代人的努力,我国在海带、紫菜、裙带菜及龙须菜的繁育、养殖关键技术等方面成功取得突破,为这些海藻的产业化提供坚实的保障,为我国成为世界海藻大国奠定了基础。海藻养殖产业为人们提供了食品、藻胶及其它丰富的产品,这包括保健品、功能食品、化妆品及药物等。海藻养殖产业也对人类经济、社会的发展起到重要作用,通过吸收环境中的二氧化碳、氮和磷,为海洋生态环境的改善发挥了重要作用。本文对我国海藻繁育、养殖及综合开发的历程进行简要回顾,对当前我国、中国科学院海洋研究海藻研究与应用进行了总结,对海藻研究发展的未来进行了展望;适应海藻产业从量向质的方向转变,同时兼顾生态环境效益,为我国海藻研发及应用提供参考。     

Morphological observation and rbcL gene sequences studies of two new species, Grateloupia dalianensis H.W.Wang et D.Zhao, sp. nov. and G. yinggehaiensis H.W.Wang et R.X.Luan, sp. nov. (Halymeniaceae, Rhodophyta) from China

A few species in the genus Grateloupia (Halymeniaceae,Rhodophyta) have been investigated in detail with respect to morphological observations and molecular analyses.In this study,the authors document the vegetative and reproductive structures of two new species of Grateloupia,G.dalianensis H.W.Wang et D.Zhao,sp.nov.and G.yinggehaiensis H.W.Wang et R.X.Luan,sp.nov.They both have the morphological character that carpogonial ampullae and auxiliary cell ampullae are the simple Grateloupia-type.The two species can be distinguished from other species of the genus by their distinctive morphological features respectively.Based on ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (rbcL) gene sequences,the phylogenetic tree obtained in the study indicated that they are both embedded within the Grateloupia clade.G.dalianensis clusters a subclade with G.asiatica,and G.yinggehaiensis forms a single monophyletic subclade with G.hawaiiana.     

麻痹性贝毒在毛蚶体内的转化过程研究

麻痹性贝毒能够在贝类体内累积,威胁海产品消费者健康。在以往调查中,多次在毛蚶(Scapharca subcrenata)体内发现高含量的麻痹性贝毒,但对于毛蚶体内麻痹性贝毒的转化过程及其食品安全风险还缺乏认识。通过室内模拟实验,选择太平洋亚历山大藻(Alexandrium pacificum)和链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)作为产毒藻种,研究了两种有毒藻种所产麻痹性贝毒在毛蚶体内的转化过程。结果表明,毛蚶体内主要出现了三种麻痹性贝毒转化过程,一是R1位羟基的还原反应,二是N-磺酰氨甲酰基类毒素R4位磺酸基团的水解反应,三是含羟基苯甲酸(hydroxybenzoate)基团的链状裸甲藻毒素在R4位的水解反应。毛蚶体内麻痹性贝毒的生物转化过程复杂,对毛蚶毒性的影响具有一定的不确定性,未来仍需要进一步深化毛蚶体内毒素累积、代谢、转化过程的研究,同时加强对毛蚶体内毒素含量的全面监测,防范毛蚶可能导致的麻痹性贝毒中毒风险。     

缢蛏(Sinonovacula constricta)微卫星标记的分离及近缘物种通用性

采用磁珠富集和PCR筛选相结合的方法,得到12对缢蛏(Sinonovacula constricta)的多态性微卫星引物。每个位点的观测等位基因数为2—15个,有效等位基因数为1.0339—8.8063个;观测杂合度(Ho)为0.0333—1.0000,平均观测杂合度为0.7525;期望杂合度(He)为0.0333—0.9020,平均期望杂合度为0.6866;多态信息含量(PIC)为0.0320—0.8680。所有位点中,有8个位点属于高度多态位点(PIC0.5),SC1-5和SC4-6属于低度多态位点(PIC0.25);经Bonferroni校正后,无显著偏离哈迪-温伯格平衡的位点;连锁不平衡检验结果表明,位点间不存在连锁不平衡现象。此外,分析了这些引物在近缘种长竹蛏(Solen strictus)、大竹蛏(Solen grandis)和小刀蛏(Cultellus attenuatus)的通用性情况,结果显示:长竹蛏中,位点SC1-4、SC2-8、SC3-1、SC3-14表现出了高度多态(PIC0.5);在大竹蛏中,位点SC3-4、SC3-7、SC4-6表现出了高度多态性(PIC0.5),SC2-9为低态位点(PIC0.25);在小刀蛏中,位点SC1-7、SC2-9、SC3-4、SC3-14表现出了高度多态性(PIC0.5),SC4-6为低态位点(PIC0.25)。     

日本对虾(Penaeus japonicus)病原需钠弧菌(Vibrio natriegens)表型与分子特征及LAMP检测方法的建立

采用常规表观生物学特性及16S rRNA、gyrB及rpoA基因同源性检索与系统发育学分析等方法,对分离自江苏连云港某育苗场的大批死亡日本对虾蚤状幼体的优势生长菌进行了综合鉴定。结果表明,其形态和生理生化特征与弧菌属的需钠弧菌相近;16S rRNA、gyrB及rpoA基因同源性检索也均与需钠弧菌相似性最高,分别为98%、89%和95%,且三种基因的NJ系统发育树也均与需钠弧菌聚为一个分支;分离菌的致病性试验表明其半数致死量LD50为1.8×106CFU/ml。综合分离菌的致病性、形态与生理生化特征及基因同源性与系统发育分析结果,认为引起日本对虾蚤状幼体大批死亡的病原为需钠弧菌。基于gyrB基因序列设计1套LAMP特异性引物,建立了需钠弧菌的快速特异性检测方法,可用于由需钠弧菌引起的水产动物疾病的诊断及分子流行病学的调查研究。     

三种贝类的核型分析

采用体内注射PHA和秋水仙素的方法,利用成体的鳃组织,对毛蚶(Scapharca subcrenata)、长竹蛏(Solen strictus)和菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarus)的核型进行了研究.结果表明毛蚶的2倍体数目为2n=38,核型为18m+16sm+2st+2t,NF=72.长竹蛏的2倍体数目为2n=38,核型为30m+6sm+2t,NF=74.菲律宾蛤仔的2倍体数目为2n=38,核型为28m+10sm,NF=76.     

四种贝类和鱼类外寄生车轮虫的国内新纪录

车轮虫是一类主要寄生于贝类和鱼类体表的缘毛类纤毛虫原生动物。本文对分别寄生于海洋贝类－－虾夷扇贝Mizuhopecten yessoensis,半咸水鱼类－－鲻鱼Mugil cephalus和双色鳗鲡Anguilla bicolor bicolor,以及淡水鱼类－－光唇鱼Acrossocheilus fasciatus鳃表和体表的虾夷扇贝车轮虫Trichodina pectenis,亚卓车轮虫T.jadranica,急尖车轮虫T.acuta和喙状车轮虫T.rostrata,进行了详细的分类学研究。本文第一次报道了虾夷扇贝车轮虫的活体和蛋白银染色后特征,该虫体也是国内新记录种。其它三个车轮虫物种感染的鱼类,均属新纪录宿主。同时,也报道了这四种车轮虫对宿主的感染率和感染强度。