南海北部最小含氧带水下滑翔机观测结果初步分析*

最小含氧带(Oxygen Minimum Zone, OMZ)是指海洋中层水体处存在的稳定的溶解氧(Dissolved Oxygen, DO)极小值层, OMZ的分布与变化对南海生态系统和生地化循环具有重要意义。本文利用2019年7—9月“海翼”号水下滑翔机(Sea-wing Glider)在南海北部陆坡区的组网观测数据, 对南海北部陆坡区OMZ的空间分布特征进行了分析。结果显示, 在垂向上, 研究区域内DO极小值层出现在深度约700~900m处, 其浓度约为80~100μmol·L^-1, 且700~900m深度范围内DO浓度变化不大, 形成了厚度约为200m的OMZ。在水平方向上, OMZ自陆坡西南部起向东北方向延伸, 厚度由西南至东北逐渐变薄, 整体呈楔形分布, 并在靠近吕宋海峡处逐渐消失。此外, 本研究还选取了两台水下滑翔机7—8月连续两周内的观测数据, 经计算显示, OMZ区域内的DO浓度在跨陆坡方向上的平均变化速率为0.023μmol·L^-1·d^-1(增加), 在沿陆坡方向上为-0.034μmol·L^-1·d^-1(减少)。沿吕宋海峡入侵南海的高氧水能够解释OMZ东北部DO浓度局部升高的现象, OMZ的分布特征和形成原因与海水的平流运动、水团分布和水体层化等物理过程, 以及生物呼吸、有机物分解和还原性物质的氧化等多种影响因素有关。     

广西涠洲岛柳珊瑚共附生真菌多样性及其抑菌活性

文章使用4种分离培养基, 从10个广西涠洲岛柳珊瑚样本中分离可培养真菌, 通过菌落形态观察和内转录间隔区序列系统发育分析, 得到涠洲岛柳珊瑚共附生真菌多样性信息, 并采用96孔板法测定了真菌发酵液乙酸乙酯提取物的抑菌活性和抗生物被膜形成活性。试验结果表明, 从涠洲岛柳珊瑚样本中分离得到191株共附生真菌, 鉴定为26个种。这些真菌均属于子囊菌门, 分布于6个属: 曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、链格孢属(Alternaria)、枝孢菌属(Cladosporium)、黑孢霉属(Nigrospora)和Parengyodontium属。曲霉属(Aspergillus)为优势种属, 占总菌株种类的69.23%; 次优属为枝孢菌属(Cladosporium)。抑菌活性筛选发现有11种真菌至少对一种指示菌有抑制活性, 占菌种总数的42.31%; 有7种真菌对表皮葡萄球菌生物被膜形成具有抑制活性, 半数有效浓度(EC₅₀)范围为40.3~155μg·mL^-1, 菌株Penicillium cinnamopurpureum GXIMD00518、Aspergillus carneus GXIMD00519具有抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物被膜形成活性, EC₅₀分别为105.4μg·mL^-1和117.4μg·mL^-1。     

福建平潭近海赤潮预警模型研究*

本文分析了福建省平潭近海海域2013—2019年水文、水质及气象数据的主成分结果, 筛选出5个气象因子和4个水质因子作为输入指标, 以藻密度为输出指标, 分别演算了KNN (K-nearest neighbor)、RF (random forest)、GBRT (gradient-boosted regression Trees)以及Bagging (bootstrap aggregating)4种赤潮预警回归模型。对2013—2019年的802 组海洋监测数据归一化处理后, 随机选取80%的数据作为模型的训练样本, 剩余的20%作为模型验证数据。其中, 以风速、气温、海平面气压、叶绿素a浓度组合为输入指标时, KNN回归模型演算结果的精度较高(R²=0.624, RMSE=0.821μg·L^-1, MAE=0.836μg·L^-1)。在没有叶绿素a浓度监测指标的海域, 构建了以叶绿素a浓度为输出指标, 气温、日照、风速、AOI(apparent oxygen increase)组合为输入指标的BP神经网络赤潮模型, 该模型也具有较好的预警精度(R²=0.651, RMSE=0.062μg·L^-1, MAE=0.033μg·L^-1)。本研究结果可为平潭海域的赤潮预警研究提供参考。     

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。     

黄鳍金枪鱼酶解物免疫活性及其氨基酸分析

本文旨在研究黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)碎肉中4种不同蛋白酶酶解物的3k Da超滤组分对RAW264.7细胞的免疫活性。以RAW264.7细胞为实验模型, 采用噻唑蓝比色法检测细胞增殖活性, 中性红吞噬实验检测细胞吞噬能力, Griess试剂检测细胞培养上清液中NO含量, 并分析酶解物氨基酸组成和分子量分布。实验结果表明, 胰蛋白酶酶解物在12.5~200μg·mL^-1范围内无明显细胞毒性, 能增强RAW264.7细胞吞噬能力, 浓度为400μg·mL^-1时达到最大值132.50%(P<0.01), 浓度在50~200μg·mL^-1范围内能促进巨噬细胞NO释放(P<0.01), 且NO释放量与酶解液浓度存在一定的量效关系; 胰蛋白酶酶解物中必需氨基酸(essential amino acid, EAA)含量最高, 为51.09%, 其碱性氨基酸组氨酸、赖氨酸和精氨酸的含量分别为11.59%、11.00%和6.90%, 均高于其他蛋白酶酶解物, 并且分子量小于1k Da的小肽含量高达97.48%。研究结果表明, 4种蛋白酶酶解物中, 黄鳍金枪鱼碎肉胰蛋白酶酶解物的3k Da组分具有较明显的免疫活性, 这为其作为免疫活性肽的开发利用提供了理论依据。     

红河断裂带不同构造区段的现今滑动速率与应变积累状况

利用中国地壳运动监测网络1999年—2015年GPS观测数据, 基于块体模型与弹性半空间下的螺旋位错模型, 反演红河断裂带不同区段的滑动速率与闭锁深度, 利用插值均匀网格法计算红河断裂带不同区段及周边地区应变积累状况。结果表明: 红河断裂带北段右旋走滑速率为4.76±0.78mm•a^-1, 闭锁深度约为10.9km; 中段右旋走滑速率为3.24±0.56mm•a^-1, 闭锁深度约为11.5km; 南段右旋走滑速率为2.83±0.34mm•a^-1, 闭锁深度约为12.6km。红河断裂带北段与中段拉张应变特征明显, 南段挤压应变特征明显, 北段拉张应变值为(20~40)×10^-9•a^-1, 南段挤压应变值为(30~50)×10^-9•a^-1, 中段最大剪应变积累较弱, 量值为(0~30)×10^-9•a^-1, 北段、南段最大剪应变积累较强, 量值为(40~80)×10^-9•a^-1。北段和南段元阳地区出现最大剪应变高值区, 地震危险性较大。     

北部湾暖池水域表层沉积特征及其环境指示*

海洋暖池的发展、变化及其效应与沉积环境有密切关系。文章对北部湾暖池主要水域进行表层沉积物取样, 测试鉴定其粒度、化学元素、微体古生物化石, 并对数据进行分析比较。结果表明: 研究区物源来自陆区上陆壳风化, 在水动力作用下粒度组成分异明显, 平均粒径为1.1Φ~6.9Φ (Φ=-log₂d, d为直径, 单位: mm)。常量元素以SiO₂占优, 其平均质量分数最高达到66.61%, 其次为Al₂O₃; 微量元素的质量分数平均为9.05~297.00μg•g^-1, 稀土元素的平均质量分数为0.34~69.43μg•g^-1, 化学蚀变指数(CIA)平均为47.33, 轻重稀土元素分馏比为7.46~10.07。古生物多样性指数(H°)为0~2.52。在海湾尺度下化学要素分布的空间异质性显著。在研究区西部, 大部分化学元素质量分数高, 沉积物颗粒最细, 稀土元素分馏显著, CIA较高, 物质来源多样, 古生产力较高; 而东部则几乎表现相反, 以砂质沉积物为主, 除了CaO、MnO、Sr较高之外, 大部分元素质量分数低且稀土元素分馏弱, CIA低下, 古生产力偏低, 显示出物源有限和海洋自生碳酸盐沉积的可能性。浮游类有孔虫以表层暖水种占优, 硅藻为热带和亚热带种, 属种内在结构显示出暖水、高盐等特征。该暖池兼具一定的独立性和开放性, 对生物活动、生物多样性乃至碳酸盐沉积等具有维护作用。     

两种造礁石珊瑚对海水酸化和溶解有机碳加富的响应*

文章选择鹿回头近岸海域常见的板叶角蜂巢珊瑚(Favites complanata)和十字牡丹珊瑚(Pavona decussata)为研究对象, 采用室内连续培养的方法, 探究两种不同造礁石珊瑚对酸化和溶解有机碳(DOC)加富的响应。结果表明: 酸化(pH 7.6)并不会影响两种珊瑚的钙化速率和生长速率; 但DOC加富(524.03±78.42μmol•L^-1)使两种珊瑚的钙化速率分别降低67%和47%、生长速率降低59%和40%。当二者共同作用时, 两种珊瑚的钙化速率降低30%和11%、生长速率降低46%和59%, 大多没有DOC单独作用时强烈, 表现出一定的拮抗作用。两种珊瑚共生虫黄藻叶绿素荧光指数(F_v/F_m)均升高后降低, 板叶角蜂巢珊瑚F_v/F_m最先降低。实验表明, 这两种珊瑚虽然对海洋酸化的敏感度不高, 但是对有机物加富有不同的响应, 板叶角蜂巢珊瑚更为敏感, 可能导致这两种珊瑚在未来环境变化中有不同命运。     

微小辐环藻, 我国硅藻藻华的新记录种

2016年5月4日—10日, 海南省海口市红城湖发生了一起硅藻藻华。为明确该起藻华的肇事生物, 于藻华期间采集了水体样品, 经过光镜和电镜下的形态学观察, 确认藻华原因种为微小辐环藻Actinocyclus exiguus Fryxell & Semina, 该种是我国硅藻的新记录种, 其藻华在我国也是首次报道。微小辐环藻隶属于中心纲硅藻, 细胞单独生活或形成胶质状群体, 细胞个体较小, 壳面直径为6.4~11.1μm, 有2个或3个壳缘唇形突, 壳缘处具有眼斑结构。水体中丰富的氨氮(平均值为2880μg•L^-1)和较高的水温(31℃)条件可能是藻华事件的环境诱因。藻华事件导致红城湖40余吨花鰶死亡。经过鱼体检测, 初步排除因为藻毒素、鱼鳃机械性损伤或水体缺氧而致死的可能, 水体盐度剧烈变化等物理应激反应导致鱼类死亡的可能性较大。     

海洋弧菌HN897 β-琼脂糖酶基因vas1-1339异源表达及活性分析

海洋弧菌HN897株是一株高产琼脂糖酶的Vibrio astriarenae菌, 前期功能缺失实验证明其β-琼脂糖酶基因vas1-1339的缺失可显著降低弧菌HN897株的琼脂水解活性。文章在大肠杆菌中异源表达Vas1-1339基因编码蛋白, 分析该基因的表达及蛋白功能活性。首先, 构建含vas1-1339基因开放阅读框全长的表达载体pET28a-1339, 利用原核表达技术在大肠杆菌中成功地异源表达了Vas1-1339琼脂糖酶; 然后, 利用卢戈氏碘液染色分析发现异源表达Vas1-1339琼脂糖酶的大肠杆菌能够高效水解琼脂, 且异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)最优诱导浓度为10μmol·L^-1; 免疫印迹分析发现胞内基因表达产物羧基端可能存在切割现象, 推测Vas1-1339琼脂糖酶存在复杂的成熟过程。对纯化的琼脂糖酶活性分析发现海洋弧菌HN897株β-琼脂糖酶Vas1-1339能够独立发挥琼脂糖降解功能。     

不同光强下长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera)直立枝和匍匐枝的光生理特征及其对升温的响应

海洋绿藻长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera,又名海葡萄)因具有较高经济和生态价值而备受关注,光照和温度变化均会改变长茎葡萄蕨藻生理代谢,最终影响其经济价值和生态功能。文章比较研究不同生长光强下(40、80、120和160μmol·photons·m^–2·s^–1)长茎葡萄蕨藻不同部位,即直立枝和匍匐枝的生理和生化特征,以及其对升温(+3℃、+6℃和+9℃)的响应。结果显示,光强由40升至120μmol·photons·m^–2·s^–1时对长茎葡萄蕨藻相对生长率(RGR)的影响不显著,但是光强升至160μmol·photons·m^–2·s^–1时可使RGR降低49%。弱光下(40μmol·photons·m^–2·s^–1)直立枝的叶绿素(Chl a)和类胡萝卜素(Car)含量为匍匐枝的1.52和1.49倍;直立枝的Chla和Car含量随生长光强升高而降低,匍匐枝随光强升高而升高,二者蛋白含量则均随光强...     

南海南部次表层叶绿素a质量浓度最大值及其影响因子*

文章分析了2013年南海南部4个季节航次的叶绿素a (Chl a)调查数据, 结果显示: 150m以浅水柱Chl a质量浓度均值分别为早春0.14mg•m^-3、初夏0.12mg•m^-3、初秋0.18mg•m^-3、初冬0.16mg•m^-3。早春和初夏偏低的原因与早春风速小, 初夏水温高, 不利于水体的垂直混合, 限制了深层海水中丰富的营养盐向上层水体补充有关。4个季节中海水次表层Chl a质量浓度最大值层(SCML)均出现在50m和75m, 这两个水层的Chl a质量浓度差异小, 季节变化不大, 平均值变化范围分别为0.24~0.26mg•m^-3和0.22~0.26mg•m^-3。受混合层深度和温跃层上界深度的共同影响, 50m水层Chl a质量浓度主要受制于深层富营养盐海水的向上补充, 75m水层Chl a质量浓度受水温的影响明显。     

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。