南黄海和东海陆架区束毛藻(Trichodesmium)的分布特征

本文根据国家海洋局1977年12月至1978年11月在28°-34°N,120°30'-127°E海域69个站逐月用小型浮游生物网(孔径64μm)自底至表垂直拖曳的805份样品,研究束毛藻(Trichodesmium)周年的分布特征,并探讨其与若干环境因子(温、盐度和黑潮等流系等)的关系。     

东海束毛藻Trichodesmium分布特征

根据2006年8月和2007年1月两个航次的调查,在15条断面91个调查站点共获取浮游植物样品182个,基于形态分类的方法对浮游植物样品进行了鉴定分析,发现东海蓝藻赤潮藻类束毛藻由薛氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii)、汉氏束毛藻(T.erythraeum)和红海束毛藻(T.hildebrandii)组成,其中薛氏束毛藻占优势,其次是汉氏束毛藻和红海束毛藻。夏冬季节,束毛藻分布趋势一致,呈现近海和黑潮流经海域高、其它海域低的特点,温度和营养物质是束毛藻分布的主要控制因子。     

热带北太平洋深海小型底栖生物大尺度空间分布

通过对2001年热带北太平洋深海小型底栖生物大尺度空间的数量分布的初步调查,共发现了15个类群的小型底栖生物,其平均丰度为34.1个/10 cm2,东太平洋区的东小区小型底栖生物类群数明显高于其它区域,小型底栖生物量比例随着沉积物厚度的增加而降低,生物量比例为68%~87%的小型底栖生物集中在沉积物0~2 cm层(表层)内。食物是深海小型底栖生物分布的限制因子,沉积物类型和底层流对小型底栖生物空间分布也有一定的影响。     

台湾岛以东海域束毛藻种群的组成与分布

分别对1996年5月和1997年7月台湾岛以东黑潮及邻近海域51个采样站位的87份网采浮游植物进行了分析,总结了束毛藻种群的物种构成和丰度分布特征,并初步探讨了水动力条件、温盐、营养盐及其他元素对束毛藻生长及分布的影响.结果表明,调查区的束毛藻种群由铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii)、汉氏束毛藻(Trichodesmium hildebrandtii)和红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum)组成,前者分布最为普遍,检出率100%,丰度最大.1996年5月束毛藻平均藻丝体密度为44.55伊102 filaments/m3,铁氏束毛藻占91%,在吕宋海峡密集,总体呈现西南高,东北低的分布态势.1997年7月束毛藻平均藻丝体密度为152.72伊102 filaments/m3,铁氏束毛藻占99%,除吕宋海峡外,台湾东北部海域为次高值区,总体呈现西南高,中部和东部低的分布态势.较之邻近海区结果,台湾岛以东黑潮及邻近海域的束毛藻平均藻丝体密度高于太平洋赤道热带海域、南黄海和东海陆架区、东海产卵场,低于台湾海峡西侧20 m 以浅和东海低氧区.在台湾岛以东海域,束毛藻的丰度分布由其特定的地理位置和黑潮流向所决定,高温高盐的黑潮水系利于束毛藻的增殖,束毛藻的丰度分布与 Fe、P 等化学因子的关系有待进一步寻找证据.     

热带太平洋西部及赤道暖水区的初级生产力

描述了对热带太平洋西部(1991年11月WOCE调查)及赤道暖水区(1992年11月至1993年2月的TOGA-COARE调查)的叶绿素a分布和初级生产力(C),及其与理化环境的关系.西部海域叶绿素a平均总量达19.79mg/m2,暖水区为2.168mg/m2;暖水区的潜在初级生产量高于西部海域,量值分别为228mg/(m2·d)和171mg/(m2·d),次表层最大值成为调查海域水体叶绿素a分布的一个明显特点.叶绿素a总量平面分布趋向表明:高生物量主要位于巴士海峡邻近、菲律宾以及伊里安岛的近岸站位,此外,在2°～4°N之间的观测区.低生物量主要位于外洋海域.生物量的分布与不同海域的物理过程变化有关,而海水涌升可能是导致温度、盐度和营养盐分布产生变化,并因而导致高生物量的一个重要的物理过程.     

北太平洋鱿鱼渔场叶绿素a分布特点及其与渔场的关系

根据2001年～8月对位于39°～43°N,152°E～171°W的北太平洋鱿鱼渔场进行的水温、盐度、叶绿素a、浮游植物和鱿鱼捕捞等的调查结果,主要分析北太平洋鱿鱼渔场表层叶绿素a分布特点及其与环境因子、中心渔场的关系.分析结果表明,调查区表层叶绿素a含量变化为0.03～0.32 mg/m3,平均为0.13 mg/m3,其中中部渔场表层叶绿素a含量值最大,东部渔场次之,西部渔场最低;调查海域表层叶绿素a含量分布与表层温度、盐度存在较好的对应关系,叶绿素a含量高值区对应高温区,冷涡区含量最低,暖涡区含量最高;叶绿素a含量随盐度的增加而增加;在西部、中部、东部渔场,表层叶绿素a含量与浮游植物数量呈正相关关系;表层叶绿素a的分布与鱿鱼中心渔场存在较好的对应关系,中心渔场主要位于0.1 mg/m3叶绿素a等值线舌状部分或叶绿素a水平梯度较大处,渔场中心的叶绿素a值大于0.1 mg/m3.叶绿素a分布与环境要素及渔场的相关性分析表明叶绿素a可作为鱿鱼渔场分析中的一个重要参考指标.     

北部湾海域叶绿素a质量浓度时空分布研究

叶绿素a质量浓度是水体富营养化的重要指标,及时和有效地对水体叶绿素a质量浓度进行监测和评价,对环境保护十分必要。本文基于2011年至2016年的卫星遥感数据,分析了北部湾海表叶绿素a质量浓度的时空分布特征。研究结果表明:北部湾叶绿素a质量浓度有明显的月变化和季节性变化,北部湾叶绿素a月平均质量浓度在8月和1月分别达到峰值,北部湾冬季与夏季的叶绿素a季平均质量浓度高于春季和秋季,夏季北部湾海域表层的叶绿素a质量浓度开始迅速升高,秋季北部湾中南部叶绿素a质量浓度呈下降的趋势。在空间分布上,北部湾近岸海域叶绿素a质量浓度平均水平较高,叶绿素a质量浓度高值区集中在湾北部雷州半岛西部沿岸的浅水区海域,而低值区在湾中部以及湾南部的深水区海域。     

1998年8月台湾海峡温度和叶绿素a含量的垂直分布特征

根据1998年8月台湾海峡温度、盐度、叶绿素a的观测结果，讨论了调查期间叶绿素a的垂直分布特征，结果表明，夏季台湾海峡西部海域存在明显的上升流，较高的叶绿素a含量均位于低温高盐的涌升水中，叶绿素a最大值出现存在上升流区边缘、温跃层附近，台湾海峡东部海域由高温、低盐、低营养盐水占据，叶绿素a含量明显较海峡西部海域低。     

东海春季真光层分级叶绿素α分布特点的初步研究

于 1994年春季调查中 ,对东海海区真光层中的叶绿素 a含量进行了分级 ( 2 0～ 2 0 0μm,2～ 2 0 μm,<2 μm)测定。结果表明 ,在组成上 ,整个调查海域中 ,微微型和毫微型浮游植物是初级生产者中的主要组成者 ,分别占总叶绿素 a含量的 4 7%和 33% ,网采浮游植物平均占 2 0 %。在分布上 ,岸边及内陆架区 ( 50 m等深线以内 )毫微型浮游植物是初级生产的主要承担者 ,内外陆架交界区网采浮游植物占主要部分 ,外陆架区和大洋区微微型浮游植物占绝对优势。     

东北太平洋中国合同区的叶绿素a和初级生产力

根据东北太平洋中国合同区东区和西区从1994年至2003年6个航次(DY85-4,DY95-7,DY95-8,DY95-10,DY105-11和DY105-12.14)初级生产力调查资料编写.结果表明:次表层高值分布为叶绿素a分布的一般特征,从表层至水深50 m,数值为0.1 mg/m3左右,在水深50~100 m上下,数值约在0.2~0.4 mg/m3之间,在水深大于100 m,特别是150 m以深数值逐渐减小为零;东区初级生产力(C)测值在76.8~191.9 mg/(m2·d),平均为116.1 mg/(m2·d);西区的在73.1~222.5 mg/(m2·d),平均为127.1 mg/(m2·d);在水深0~125 m,0.2~2μm颗粒的微微型浮游植物的叶绿素a比例占叶绿素a总量的70%以上,而在水深125 m以深,占50%以下;反之,2~20μm和大于20μm两种粒级所占比例的和在0~125 m深度范围占30%以下,在水深125m以深时为50%以上.调查显示东、西两区属于初级生产力比较低的海域.     

The relationship between volatile halocarbons and phytoplankton pigments during a Trichodesmium bloom in the coastal eastern Arabian Sea

Eukaryotic phytoplankton such as diatoms and prymnesiophytes produce biogenic halocarbons in the ocean that serve as important sources of chlorine and bromine to the atmosphere, but the role of cyanobacteria in halocarbon production is not well established. We studied distributions of chloroform (CHCl₃), carbon tetrachloride (CCl₄), methylene bromide (CH₂Br₂) and bromoform (CHBr₃) in relation to phytoplankton composition, determined from pigment analysis complemented by microscopic examination, for one month in coastal waters of the eastern Arabian that experienced a Trichodesmium bloom that typically occurs during the Spring Intermonsoon season. High concentrations of zeaxanthin (23 μg l⁻¹), alpha beta betacarotene (6 μg l⁻¹) and chlorophyll a (67 μg l⁻¹) were found within the bloom whereas the marker pigment concentrations were low outside the bloom. CHCl₃ and CCl₄ occurred in relatively high concentrations in surface waters whereas CH₂Br₂ and CHBr₃ were restricted to the subsurface layer. Chlorinated halocarbons were positively inter-correlated and with CHBr₃. The observed spatial and temporal trends in brominated compounds appear to be related to the abundance of Trichodesmium although correlations between concentrations of brominated compounds with various marker pigments were poor and statistically non-significant. The results support the existence of multiple sources and sinks of halogenated compounds, which might obscure the relationship between halocarbons and phytoplankton composition.     

Spatial and temporal variability and size fractionation of chlorophyll a in the tropical and subtropical Pacific Ocean

The spatial and temporal variability and size fractionation of chlorophyll a(Chl a) were investigated in the tropical and subtropical Pacific Ocean during four survey cruises from 2005 to 2009.The surface Chl a(S-Chl a) concentration ranged from 0.002 to 0.497 mg/m 3 and was obviously higher in the eastern Pacific than in the western and central Pacific.The vertical distribution of Chl a displayed a single peak pattern,and the maximum Chl a layer(MCL) was observed at a shallower depth in the eastern Pacific than in the western Pacific.All three size fractions of Chl a measurements in the surface water showed a similar distribution to total Chl a and were found in higher concentrations in the eastern Pacific than in the western and central Pacific.Picoplankton dominated the phytoplankton in the surveyed tropical and subtropical Pacific Ocean.Furthermore,pico-Chl a(0.2-2 μm) accounted for a larger percentage of the total Chl a in the central Pacific than it did in the western Pacific and eastern Pacific.In the western Pacific,there seemed to be a latitudinal variability in the phytoplankton community composition where small-sized phytoplankton(<2 μm) were more dominant in the tropical than in the subtropical western Pacific.The spatial and temporal variability and size fractionation of Chl a were controlled by hydrological and chemical characteristics and climate events,such as El Nin o and La Nin a.     

The distribution of chlorophyll a in the tropical eastern Indian Ocean in austral summer

To study the effect of hydrographic factors on the spatial distributions of chlorophyll a (Chl a), an investigation was carried out in the tropical eastern Indian Ocean (80 -100 E along 7 S, and 7 -18 S along 80 E) in December 2010. The fluorescent method was used to obtain total Chl a and size-fractioned Chl a at the 26 stations. The results show that surface Chl a concentration averaged at (0.168 ± 0.095) mg/m 3 s.d. (range: 0.034-0.475 mg/m 3 ), concentrations appeared to be higher in the west for longitudinal variations, and higher in the north for latitudinal variations. Furthermore, the surface Chl a concentration was lower (0.034-0.066 mg/m 3 ) in the region to the south of 16 S. There was a strong subsurface Chl a maximum layer at all stations and the depth of the Chl a maximum increased towards to the east and south along with the respective nitracline. The spatial variation of Chl a was significant: correlation and regression analysis suggests that it was primarily affected by PO 3 4 , N(NO 3 -N+NO 2 -N) and temperature. Size-fractionated Chl a concentration clearly showed that the study area was a typical oligotrophic open ocean, in which picophytoplankton dominated, accounting for approximately 67.8% of total Chl a, followed by nanophytoplankton (24.5%) and microphytoplankton (7.6%). The two larger fractions were sensitive to the limitation of P, while picophytoplankton was primarily affected by temperature.     

热带北太平洋西部固氮速率及固氮微生物组成

In the present study, we report N_2 fixation rate(~(15)N isotope tracer assay) and the diazotroph community structure(using the molecular method) in the western tropical North Pacific Ocean(WTNP)(13°–20°N, 120°–160°E). Our independent evidence on the basis of both in situ N_2 fixation activity and diazotroph community structure showed the dominance of unicellular N_2 fixation over majority of the WTNP surface waters during the sampling periods.Moreover, a shift in the diazotrophic composition from unicellular cyanobacteria group B-dominated to Trichodesmium spp.-dominated toward the western boundary current(Kuroshio) was also observed in 2013. We hypothesize that nutrient availability may have played a major role in regulating the biogeography of N_2 fixation.In surface waters, volumetric N_2 fixation rate(calculated by nitrogen) ranged between 0.6 and 2.6 nmol/(L·d) and averaged(1.2±0.5) nmol/(L·d), with 10 μm size fraction contributed predominantly(88%±6%) to the total rate between 135°E and 160°E. Depth-integrated N_2 fixation rate over the upper 200 m ranged between 150 μmol/(m~2·d)and 480 μmol/(m~2·d)(average(225±105) μmol/(m~2·d). N_2 fixation can account for 6.2%±3.7% of the depthintegrated primary production, suggesting that N_2 fixation is a significant N source sustaining new and export production in the WTNP. The role of N_2 fixation in biogeochemical cycling in this climate change-vulnerable region calls for further investigations.     

海洋酸化没有显著影响成体鹿角杯形珊瑚的钙化作用和光合能力

工业革命以来,人类活动释放的大量CO2进入大气层,不仅产生严重的温室效应,也使得全球海洋出现酸化的现象。造礁珊瑚被认为是受海水酸化影响最大的类群。本研究以鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)为研究对象,通过气体交换法模拟未来的酸化环境(2100年)研究鹿角杯形珊瑚的钙化率和光合能力(Fv/Fm)对酸化的响应。实验设置两个pH组(分别为7.8和8.1),自然光下进行4周的实验,水温控制在(27.5±1)℃。由于珊瑚等生物的代谢过程(主要是呼吸作用),实验系统的pH昼夜变化显著,酸化处理组和对照组的pH分别介于7.69~7.91和7.99~8.29。鹿角杯形珊瑚的生长率介于1.15%~2.09%/周,酸化对鹿角杯形珊瑚的钙化率和光合效率没有显著的影响,鹿角杯形珊瑚对酸化的敏感度低。对比历史研究数据,本研究的结果进一步表明酸化对造礁珊瑚的影响存在种的特异性。推测鹿角杯形珊瑚对酸化的抗性可能与该珊瑚在有光的条件下能够利用HCO-3以及能够上调钙化位点的pH有关。这种特异性的pH缓冲能力使得珊瑚能维持钙化位点钙质基质高的文石饱和度(Ωarag),因此能以小的额外能耗提高造礁珊瑚的钙化率。     

西北太平洋副热带环流区秋季水体叶绿素a分布及粒级结构

2002年10～11月在15°00′～27°40′N,121°30′～131°00′E的吕宋岛、台湾岛和琉球群岛以东的西北太平洋副热带环流区设测站121个,观测了该区表层和水柱中的叶绿素a质量浓度分布和光合浮游生物粒级结构。结果表明,观测海区秋季叶绿素a的质量浓度较低,变化幅度较小,变幅范围为0.039～0.271μg/dm3。台湾岛至琉球群岛以东的北部测区平均叶绿素a质量浓度高于吕宋岛以东的南部测区。叶绿素a含量的垂直分布在真光层内随深度的增加而增大,在真光层以下却随深度增加而降低。表层水的光合浮游植物细胞丰度较低,并以小粒径的硅藻占优势,细胞丰度约为103个/dm3。粒度分级结果表明,Pico级份的光合浮游生物占绝对优势(86%),Nano级份次之(11%),大细胞的Net级份所占比例最小(3%),呈现出微微型光合浮游生物在寡营养海区居重要地位的状况。     

光强和二氧化碳浓度变化对浒苔幼苗生长及生理的影响

大气CO2浓度升高引起的海洋酸化如何在光变环境下影响大型海藻固碳量的问题,关系到未来海洋初级生产力的变化趋势。为研究大型海藻对CO2浓度升高和光强变化的响应,本文选取浒苔(Ulva prolifera)幼苗为实验材料,探讨其在不同光强下[80、260μmol/(m2·s)]和两种CO2浓度(正常CO2浓度:400μL/L和高CO2浓度:1 000μL/L)下的生理变化。研究发现,在正常CO2浓度、高光条件下,浒苔幼苗的生长最快,超氧化物特化酶(SOD)活性最高,而过氧化氢酶(CAT)活性在低光、高CO2处理下有最大值。光合色素含量和光系统Ⅱ的光化学效率在不同处理间没有显著性差异,但叶绿素a与类胡萝卜素的比值在低光正常CO2处理下有最大值。同时,高光高CO2处理下,浒苔幼苗的可溶性蛋白含量最低。     

印度洋、西北太平洋龟螺属和小龟螺属种类的分类及DNA条形码鉴定

近来的研究表明,一些所谓的环球或环极地分布的广布种实际上包含着一些局限性分布的隐存种,物种多样性可能被低估。本文采用形态学和DNA条形码技术相结合的方式,对印度洋和西北太平洋海域的龟螺属(Cavolinia)和小龟螺属(Diacavolinia)的种类进行了分类学研究和物种鉴定。结果表明,线粒体16S rRNA基因数据不支持小龟螺属形态种的划分,分布于西北太平洋的D. grayi、D. vanutrechti、D. pacifica、D. elegans、D. angulosa等多个形态种可能属同一个种,即长吻小龟螺(D. longirostris)。COI基因数据也不支持钩龟螺(C. uncinata)亚种和变形的划分。许多形态特征不能作为种或种下分类单元的区分依据。钩龟螺、球龟螺(C. globulosa)和长吻小龟螺在COI系统树中均形成2个地理支系,其内部可能存在隐存种。西北太平洋海域长吻小龟螺的核基因组中存在线粒体假基因,对DNA条形码分析产生严重干扰。     

基于随机森林的印度洋长鳍金枪鱼渔场预报

为了提高远洋渔场预报水平和满足渔业生产的需要,提出了一种基于随机森林建立印度洋长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)渔场预报模型的方法。选取2002-2009年各个月份印度洋5°×5°格点渔业环境和时空数据(包括海表温度、叶绿素a浓度、表温距平、叶绿素a浓度距平、海表温度梯度强度和海面高度异常等数据)作为预测变量,利用长鳍金枪鱼的CPUE(Catch per unit effort,单位:尾/千钩数)的三分位点将渔区划分为高CPUE、中等CPUE和低CPUE三种类型,作为响应变量,对数据进行训练。结果表明,当随机森林中决策树达到100以上时,袋外数据OOB(out-of-bag)的分类误差率趋于平稳。将训练得到的随机森林用于2010年印度洋长鳍金枪鱼分月渔场的预测,其概率等值面图与实际生产的渔场分布进行叠加比较,显示高CPUE渔场概率分布与实际渔场的位置及范围变化情况符合。通过ROC(Relative Operating Characteristic)分析,高CPUE、中等CPUE和低CPUE的AUC(Area Under ROC Curve)分别达到0.847、0.743和0.803,表明预测精度较高。最后对中等CPUE渔区预测精度相对较低的原因进行了分析。