MIS 6期以来西菲律宾海表层营养物质水平演化及其控制因素:浮游有孔虫Globigerinoides ruber的Cd/Ca证据

通过西菲律宾海MD06-3052孔浮游有孔虫Globigerinoides ruber的n(Cd)/n(Ca)[n(Cd)和n(Ca)分别指示Cd元素和Ca元素的物质的量]变化研究及其与陆源物质输入、海水结构以及海洋初级生产力等重建结果对比,从营养物质来源和利用两方面,探究了MIS6期以来该区域表层营养物质水平演化及其控制因素,从而为热带西太平洋生物泵作用和营养物质循环提供新思路和新证据。MIS6期以及MIS 2—3期研究区吕宋岛来源的陆源物质输入增多,导致了研究区MIS 6晚期、MIS 3早期和MIS2期浮游有孔虫G. ruber n(Cd)/n(Ca)的升高。而在MIS 3晚期,尽管陆源物质输入量大、次表层营养物质上涌,但初级生产力对于营养物质的利用量大于前两者营养物质输入量之和,最终形成研究区浮游有孔虫G. ruber n(Cd)/n(Ca)在MIS 3晚期呈现逐渐降低的趋势。海平面的迅速升高导致营养物质来源短期不足引起MIS 6/5冰消期浮游有孔虫G. ruber n(Cd)/n(Ca)呈现低值。而MIS 5e期研究区陆源物质输入的增多,又促使浮游有孔虫G. ruber n(Cd)/n(Ca)出现高值。此外, MIS 4—5d期,陆源物质输入较低、次表层营养物质仍受到阻碍,但研究区初级生产力在MIS4—5d期则逐渐升高,致使研究区浮游有孔虫G.rubern(Cd)/n(Ca)呈现下降趋势。研究结果反映不同时期浮游有孔虫G.rubern(Cd)/n(Ca)的受控因素不同,需要对其从营养物质来源和利用两方面因素加以考虑,才能获得更为准确的研究结果。总之,本文对西菲律宾海浮游有孔虫n(Cd)/n(Ca)指标的探究,不仅为该指标在热带西太平洋区域的古海洋学研究打下了基础,还为该指标在其他海域更为准确的探究提供了新的思路。     

再探温跃层有孔虫B/Ca与温度和[CO32-]的依赖性及其在24 ka以来热带西太平洋次表层碳酸盐系统重建中的应用

The B/Ca ratio of planktonic foraminifer shells has been used as a proxy for reconstructing past ocean carbonate chemistry. However, recent studies have revealed significant uncertainties associated with this proxy, such as whether seawater temperature or [ CO_3~(2-)] is the dominant control on the partition coefficient(K_D) of planktonic foraminiferal B/Ca. To address these uncertainties and thus improve our understanding of the planktonic foraminiferal B/Ca proxy, we analysed B/Ca ratios in the tests of Neogloboquadrina dutertrei(300–355 μm) and Pulleniatina obliquiloculata(355–400 μm) in surface sediment samples from the tropical western Pacific and South China Sea. The relationship between these B/Ca ratios and bottom water calcite saturation states(Δ[ CO_3~(2-)]) is weak, thus suggesting only a small dissolution effect on the B/Ca of the two species. The correlation coefficients(R~2) between the B/Ca ratios of N. dutertrei and P. obliquiloculata and environmental parameters(e.g., temperature, salinity, phosphate, DIC and ALK) in the tropical western Pacific and South China Sea are not high enough to justify using B/Ca ratios as a palaeoenvironmental proxy in the study areas. The significant correlation between K_D values of N. dutertrei and P. obliquiloculata and carbonate system parameters(e.g.,[ CO_3~(2-)], DIC, ALK, pH and [ HCO_3~-]) in the study area reflect chemical links between the K_D denominator and these variables. Based on our surface sediment calibration, an empirical relationship between the K_D of N.dutertrei and temperature is proposed in the tropical western Pacific. We also generated a record of B/Ca ratios in N. dutertrei(300–355 μm) from Core MD06-3052 in the tropical western Pacific over the past 24 ka to evaluate the application of the revised B/Ca proxy method. Based on the reconstructed empirical relationship for B/Ca and subsurface seawater ALK, we estimated subsurface seawater carbonate system parameters in the tropical western Pacific since 24 ka. In general, the estimated subsurface seawater pH and [ CO_3~(2-)] show an increase with time, and the record of subsurface seawater pCO_2 shows a decrease with time, in the tropical western Pacific over the past 24 ka. The consistent trends in subsurface seawater pCO_2 and opal flux during deglaciation may imply that the reported increase in subsurface water pCO_2 in the study area was promoted by enhanced upwelling in the Southern Ocean.     

瘤背石磺体内重金属铜和镉的净化研究

为降低瘤背石磺(Onchidium struma)体内超标重金属铜和镉的含量,保证其食品安全,作者通过底泥添加木鱼石土(富含锌、硒等)、饲料添加蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)粉以及维生素C对瘤背石磺体内Cd和Cu进行净化,探究不同实验组对瘤背石磺体内Cd和Cu的净化效果。结果表明,对照组单纯用玉米粉暂养对瘤背石磺重金属的排出有一定的效果,但远远低于试验组在底泥中添加木鱼石土、在饲料中添加蛋白核小球藻粉及维生素C的效果。在瘤背石磺产品生产过程中,通过在底泥中添加木鱼石土、在饲料中添加蛋白核小球藻粉及维生素C能高效地降低其体内重金属铜和镉的含量,达到可食用的目的,保证食品安全。     

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。     

The barnacle Balanus amphitrite as a biomonitor for Cd: Radiolabelled experiments

Radiolabelled experiments were carried out to measure necessary parameters in the development of a biodynamic ecotoxicological simulation model of Cd accumulation in the barnacle biomonitor Balanus amphitrite. The Cd uptake rate constant from the dissolved phase, the Cd assimilation efficiency (AE) from suspended particulate matter (SPM) and the efflux rate constant were obtained using ¹⁰⁹Cd. A Cd uptake rate constant from the dissolved phase (k_u) of 0.0072 L g⁻¹ h⁻¹ was determined for the barnacle under environmentally realistic dissolved Cd concentrations (maximum of 400 ng L⁻¹). Cd AE from SPM was determined from the barnacle feeding on SPM with low and high chl a concentrations, resulting in AEs of 39.0% and 48.7%, respectively, and an efflux rate of 0.0072 d⁻¹. The difference between the AEs resulted from differences in chl a:SPM ratios suggesting a general tendency of higher AE when SPM is enriched with chl a. These results reinforce that the accuracy of ecotoxicological models for metal accumulation in organisms depends on how representative the selected food items are of the organism’s natural diet.     

三亚湾海水中Sr/Ca、Mg/Ca 变化及对珊瑚微量元素温度计的响应

对海南岛南岸三亚湾海水2008~2009年周间隔取样,用全谱直读等离子体原子发射光谱(ICP-AES)分析方法对其Sr、Mg、Ca的含量m(Sr)、m(Mg)、m(Ca)进行了测定。结果显示,m(Sr)/m(Ca)=8.558×10-3~9.227×10-3、m(Mg)/m(Ca)=4.924~5.403,与全球各大洋和主要珊瑚礁区有明显的高异常偏差,而且在春末夏初和秋末冬初两个过渡期,三亚湾海水m(Sr)/m(Ca)波动幅度比m(Mg)/m(Ca)相对较大,且体现了一定的差异性。在此基础上,结合海水的m(Sr)/m(Ca)、m(Mg)/m(Ca)在时间和地域空间上的变化对珊瑚温度计标定的影响,对不同站点建立的珊瑚m(Sr)/m(Ca)温度计进行了重新校正,并与分配系数法对比分析,我们认为利用珊瑚的m(Sr)/m(Ca)、m(Mg)/m(Ca)重建古海水表面温度(SST)记录时必须综合考虑包括海水微量元素比值变化在内的各种影响因素对温度计标定的干扰,为进一步了解气候环境演变具有重要意义。     

东印度洋5种缘毛类纤毛虫(钟虫属和聚缩虫)水平分布初次报道

腹壁纤毛虫是一种附着在浮游动物上的原生生物,尤其是附着在桡足类和甲壳类上的。而缘毛虫是可以以自由或寄生的形式在世界各沿海地区和港湾处被发现。本研究首次对东印度洋表层至200 m深海域的缘毛类纤毛虫以及其水平分布展开了研究。根据纤毛虫的形态、纤毛结构和茎的形态等的特征,在2014年4月10日至5月13日东印度洋航次的浮游生物拖网样品中鉴定出了五种富腹纤毛虫,海洋钟形虫Vorticella oceanica、交替聚缩虫Zoothamnium alternans、阿拉聚缩虫Zoothamnium alrasheidi、远洋聚缩虫Zoothamnium pelagicum和海洋聚缩虫Zoothamnium marinum。并通过光显微镜和扫描显微镜拍摄的照片,说明了其形态、尺寸和特征。研究结果表明,海洋钟形虫和远洋聚缩虫的分布与硅藻（如,密聚角毛藻Chaetoceros coarctatus）和桡足类（如,短角长腹剑水蚤Oithona brevicornis）等寄主有关,也包括甲藻（如,三角角藻Ceraitum tripose）周围的一些个体。这些附着纤毛虫的分布在东印度洋海域东南区以海洋钟形虫、远洋聚缩虫和海洋聚缩虫为主,而在孟加拉湾北部则有大量的阿拉聚缩虫。这种分布的变化可能是与寄主的分布有关,如桡足类（短角长腹剑水蚤）和硅藻（密聚角毛藻）的分布影响。     

印度洋大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼渔场水温垂直结构的季节变化

为了解印度洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)和黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)主要作业渔场温跃层上界温度、深度和垂直温差时空变化特征,采用2007～2010年Argo温度剖面浮标资料,计算了印度洋大眼金枪鱼、黄鳍金枪鱼主要作业渔场次表层温度和温跃层特征参数.研究认为,温跃层上界深度、温度和10～200 m温差存在明显的季节性变化.5～9月在15°～25°S纬向区域存在一块季节性较深的温跃层上界深度区域;在20°S以南海域,12月至次年4月份温跃层上界深度非常浅;在15°S至赤道纬向区域,尤其是在西部,常年存在一块温跃层较浅的区域.总体而言,温跃层上界深度较深的地方温度相对较低,在2～5月期间,在阿拉伯海东南和孟加拉湾西南形成一块大面积的暖水区;7～9月期间,在15°～25°S,纬向区域因温跃层上界深度较深,从表层至温跃层上界深度温度变化相对较大,温跃层上界温度显著较低.在20°S以南,温跃层上界温度常年都很低.10°S经线方向将水下10 ～200 m垂直温度分成南北两部分,10°S以南部及以北部海区的垂直温差分别大于和小于10℃.分析结果初步揭示了金枪鱼主要作业渔场温跃层上界温度、深度和垂直温差分布特征,为金枪鱼实际生产作业提供理论参考.     

太平洋金枪鱼渔场关键次表层环境变量的季节变化

为了解太平洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)和黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)主要作业渔场次表层关键环境变量时空分布特征,作者采用2007~2012年Argo剖面浮标数据,分析了太平洋大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼延绳钓主要作业渔场区温跃层特征参数、12℃和距表层海温8℃(Δ8℃)等值线信息。研究表明,温跃层上界深度和温度以及Δ8℃等深线具有明显的季节性变化。温跃层上界深度呈现出冬深、夏浅的季节性变化特征,大致呈纬向带状分布。1~3月份,北太平洋从东到西温跃层上界深度值都超过90 m,同期10°S以南的海域均低于60 m;7~9月份则相反。在太平洋150°W以西,20°S~20°N区域,温跃层上界温度全年在28℃以上。8℃等深线显示在东部太平洋,一块低值区域(150m)由东海岸向西海岸延伸;在20°N以北和20°S以南的高值区域(250m)表现出冬深、夏浅的季节性变化特征。温跃层下界深度图显示有两块高值区域(深度大于280m)从西向东,由低纬度向高纬度漂移;在东部太平洋,两个高值区域之间的纬向区域常年存在一块下界深度低值区域(140m)。与下界深度类似,温跃层下界温度也有两块低温区域(12℃)从西向东,由低纬度向高纬度漂移。在该低温区域的外侧舌状区域,下界温度超过17℃;东部太平洋在13~15℃。在15°N以北和15°S以南12℃等深线超过400 m,呈舌状;赤道东部太平洋,一块300 m深的细长舌状区域由东向西延伸。在上述区域之间,12℃等深线的深度值低于200 m。温跃层下界深度和温度,以及12℃等深线则没有明显的季节性变化。分析结果初步揭示了太平洋金枪鱼主要作业渔场温跃层上界温度、12℃和Δ8℃等值线信息分布特征,为金枪鱼实际生产作业提供理论参考。     

基于回归分析的滨海湿地草本植物生物量估算方法研究

为了研究利用滨海湿地草本植物的形态指标来估算植物生物量,根据黄河三角洲互花米草(Spartina alterniflora)的调查数据,运用Pearson相关系数和回归分析法,分析了互花米草的形态指标高度、密度、茎直径与地上生物量、地下生物量、总生物量的相关性,构建了回归模型。结果表明:地上生物量和总生物量均与植株高度、密度、茎直径在0.01水平上显著相关,地下生物量与植株密度在0.01水平上显著相关。将相关性显著的生物量和相应的形态指标进行回归分析发现,其拟合优度较好,其中,拟合优度最优的回归模型分别是地上生物量与高度的“J”型增长曲线模型(拟合优度为R²=0.904)、总生物量与密度的一元线性回归模型(拟合优度为R²=0.659)。经过应用精度验证,上述两个模型评价结果均较好,估算值与实测值绝对误差范围为0.01~0.17 kg/m²,相对误差范围为0.71%~12.02%,符合实际估算应用需求。研究结果说明互花米草的生物量可以通过与其相关性较高的形态指标进行回归估算获得。