基于LSH方法的珊瑚礁鱼类竞争压力查询和资源分配方法

基于海洋大数据查询技术的珊瑚礁鱼类保护策略是海洋科学研究的重要课题, 其中鱼群竞争状况对鱼类保护具有重要意义。研究鱼群竞争状况就必须模型化鱼群与珊瑚礁的依赖关系。作为一个简单有效的大数据模型, 图模型是表达这个关系的实用模型。文章提出表达珊瑚礁鱼类种群和珊瑚礁资源依赖关系的竞争图建模方法, 并提出基于局部敏感哈希(Local Sensitive Hashing, LSH)的鱼类种群竞争压力竞争图查询方法, 得到鱼类种群的实时竞争压力状况; 然后根据LSH查询结果, 分析出需要优先保护的鱼类种群; 最后对这些需要优先保护的鱼类种群设计了基于构建人工礁的资源分配方法, 使得区域内珊瑚礁鱼类总体竞争状况改善。     

微量元素锰对底栖甲藻热带库里亚藻(Coolia tropicalis)生长及叶绿素荧光特性的影响

以热带库里亚藻(Coolia tropicalis)为研究对象, 在不同锰浓度(0、1、5、10、50μmol·L ^-1)的人工海水培养15d, 利用叶绿素荧光动力学技术研究了其生长和光合作用对不同锰环境的响应。结果表明: 1)比生长速率(μ)和最大相对电子传递速率(rETR_max)与锰浓度均呈指数关系且对锰胁迫具有相同程度的响应; 2)锰浓度至少大于1μmol·L ^-1才能维持热带库里亚藻正常的光合作用活性, 当锰浓度低于该浓度时, 光合作用活性(F_v/F_m)在6d后开始下降, 而单位反应中心吸收光能(ABS/RC)和热能耗散(DI₀/RC)升高; 两个反应中心之间的电子传递(φ_E0)及生长并未受影响, 表明此阶段锰缺乏只影响活性光反应中心数量并提高热耗散途径; 当锰缺乏延长至15d时, 胁迫作用显现(F₀上升)并且电子传递(φ_E0)和生长受到抑制, 这阶段锰缺乏使光反应中心关闭且电子传递受阻; 3)锰缺乏的修复损伤比(r/k)并未降低, 表明锰缺乏并未影响热带库里亚藻的光保护能力。     

基于SLAF测序分析3个塔形马蹄螺群体的遗传结构和多样性*

塔形马蹄螺(Tectus pyramis), 海洋软体动物, 广泛分布于中国深圳大鹏湾、海南岛、西沙和南沙群岛的珊瑚礁生态系统中。文章采用特异性位点扩增片段简化基因组测序技术(SLAF-seq)对来自深圳(SZ)、三亚(SY)和西沙(XS)的塔形马蹄螺群体的遗传多样性和结构进行分析。通过测序共获得115.74Mb读长数据, 平均测序深度为337.87倍, 测序质量值(Q₃₀)平均为94.07%。研究获得118679个多态性SLAF标签, 获得846502个高度一致的群体单核苷酸多态性位点(SNPs), 其中有155个显著差异SNPs。3个群体的平均观察杂合度(H_o)和期望杂合度(H_e)值分别为0.1441~0.1611和0.2537~0.2695。平均多态性信息含量(PIC)为0.2048~0.2176。通过系统发育树分析、主成分分析和聚类分析, 将45个个体大致分为3个类群, 每个群体的所有个体都可以聚类成一个类群。SZ和SY群体的遗传结构相似, 遗传距离最低(0.2510), 遗传分化系数F_st值最低(0.0818)。但XS与其他两个群体间的遗传分化明显, 尤其是XS和SZ群体(F_st=0.1868)。3个群体的遗传分化可能与海流和地理位置有关。     

珠江口典型海岛周边水域浮游植物分布特征及其影响因素*

旅游业为海岛带来可观经济效益的同时, 人类活动也导致水体生态环境恶化, 如水体富营养化加剧、赤潮频发等。文章通过对珠江口东南部典型海岛——庙湾岛和外伶仃岛周边水域丰水期和枯水期现场环境数据与浮游植物分布特征的对比研究, 分析珠江径流等自然因素以及人类活动对河口天然海岛周边水体生态的潜在影响。枯水期外伶仃岛和庙湾岛周边水域海水分别镜检鉴定出76种和74种浮游植物, 两个海岛浮游植物平均细胞密度分别为2.62×10⁴个·L^-1和2.08×10⁴个·L^-1; 丰水期则分别鉴定出38种和47种浮游植物, 平均细胞密度分别为52.91×10⁴个·L^-1和170.57× 10⁴个·L^-1。在外伶仃岛和庙湾岛, 丰水期中肋骨条藻(Skeletonema coatatum)均为绝对优势种, 而枯水期两个岛的最主要优势种分别为窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)和新月筒柱藻(Cylindrotheca closterium), 物种多样性指数均明显高于丰水期。两个海岛微型浮游植物相对于其他两个粒级常占据优势地位, 但在丰水期, 小型浮游植物贡献明显上升, 其中外伶仃岛相对于枯水期由16.32%升至26.75%, 庙湾岛则由12.12%升高至24.78%。两个海岛在丰水期和枯水期均仅检出聚球藻(Synechococcus, Syn)和真核微微型藻类(eukaryotic, Euk)两大微微型浮游植物类群, 两者细胞密度分别为~10⁷个·L^-1及~10⁸个·L^-1量级。与环境因子的对比分析表明, 两个海岛浮游植物的区域分布与季节变化受多种因素影响, 其季节性差异主要受径流影响强度、影响范围以及相应的盐度、营养盐等环境因素的季节变化所调控。丰水期岛屿屏蔽效应对浮游植物丰度的区域分布特征有显著影响, 无论小型浮游植物还是微微型浮游植物均发现存在迎流面出现丰度高值分布的现象, 但对群落结构的分布影响不明显; 在枯水期, 水体环境很可能主要受人类活动与水体垂直混合扰动的综合影响, 总体上浮游植物分布的区域差异较小。     

海南典型热带海草床4种代表性鱼类的生长特征及其对海草资源量变化的响应

文章以海南岛新村湾、黎安港和潭门港海草床为研究区域, 选取褐篮子鱼(Siganus fuscessens)、点斑篮子鱼(Siganus guttatus)、四带牙鯻(Pelates quadrilineatus)和细鳞鯻(Terapon jarbua) 4种代表性鱼类为研究对象, 分析其体长与体质量的关系, 并探讨4种鱼类对海草资源量变化的响应。结果表明, 除栖息于潭门港海草床的4种鱼为负异速生长, 其他区域海草床的鱼类均为正异速或等速生长; 4种鱼的体质量生长速率(即异速生长因子b)和肥满度呈现黎安港>新村湾>潭门港的趋势, 并与3个海草床的海草覆盖率、密度和生物量的变化趋势一致; 推测海草资源量下降可能增加鱼类的被捕食压力和减少食物来源, 从而导致生活于海草床的代表性鱼类生长速率下降。     

基于Stokes-Helmert边值理论的大地水准面计算模型改化及分析检验

针对源自Stokes-Helmert边值理论的大地水准面计算模型适用性问题,首先详细解析了Stokes-Helmert方法的基本原理和计算模型,研究探讨了该方法与其他现有方法的关联性和差异性,分析比较了Stokes-Helmert计算模型和相同类型模型的技术特点,提出了Stokes-Helmert计算模型的实用改化方法,同时设计了4种分步改化模型的实验验证方案,使用超高阶位模型EGM2008作为数值模拟标准场,对分步改化模型的计算效果进行了数值精度检核,并开展了数据观测噪声影响评估检验,得出了一些有参考和实际应用价值的研究结论。在一定条件下,使用改化Stokes-Helmert方法计算(似)大地水准面可获得优于2cm的内符合度。     

北海狮水下声信号类型分析

以水族馆内圈养的北海狮为研究对象,利用长达29 h的连续被动声学观测数据,对北海狮水下声信号类型进行了研究。共检测出22 689个水下声信号,对时长、最小频率、最大频率和峰值频率这4个声学参数采用聚类分析方法将信号分为10种类型:单脉冲(SP)、哨声(WS)、咕咕声(GG)、咚咚声(DS)、狗吠声(BK)、吼叫声(WY)、嗡嗡声(BZ)、撞击声(BG)、单频声(SF)以及咩咩声(BT)。该分类方式涵盖了北海狮92.6%的水下发声。北海狮水下声信号时长的均值为5~1 244 ms,峰值频率一般小于10 kHz。10种类型信号的占比各有不同,BK,BT和BG信号的比例较高;SP,WS和BZ信号的比例次之;DS,WY,SF和GG信号的比例较低。对北海狮水下声信号类型的分析能帮助了解北海狮的声行为特征,对野外北海狮的声学观测具有重要的指导价值。     

船舶航行安全信息可视化关键技术研究

针对当前NAVTEX和EGC接收机无法实现船舶航行安全信息可视化的问题,提出一种基于电子海图显示与信息系统的船舶航行安全信息可视化方法,研究并解决涉及的若干关键技术。经实践应用表明,该方法可有效解决报文信息存在的效能低、标绘难、非图形化显示等弊端,同时可推动海岸电台进一步发展基于新型通信手段的海上安全信息播发业务。     

春季西沙永乐龙洞浮游植物的昼夜垂直分布特征

南海永乐龙洞位于西沙群岛永乐环礁,是迄今为止发现的最深的海洋蓝洞,水文环境及理化因素特殊,90 m以下水体为无氧环境。为研究永乐龙洞浮游植物的群落组成及其昼夜变化,于2017年3月在龙洞、潟湖及外礁坡进行浮游植物样品采集。研究结果表明:龙洞内叶绿素a浓度呈现随深度先增大后减小的趋势,日间浓度最大值层出现在40 m层(0.42μg/L),夜间则出现在20 m层(0.59μg/L)。永乐龙洞微微型浮游植物丰度介于1.1×10^3~5.1×10^4 cells/mL。聚球藻在上层水体占优势(0~20 m),40 m以下水层原绿球藻丰度对微微型浮游植物丰度贡献率最大(90%以上),微微型真核浮游植物丰度在整个水体都较低(除20 m层)。微微型浮游植物昼夜存在明显差异,夜间其丰度最大值层为20 m层,日间则上移至表层。本研究共记录微型和小型浮游植物5门41属55种(含未定种)。其中,硅藻门25属34种、甲藻门12属15种、金藻门1属1种、蓝藻3属、隐藻1属。微型和小型浮游植物丰度介于3.3×10^2~9.8×10^4 cells/L。甲藻丰度对浮游植物总丰度贡献率最大,其次是硅藻,隐藻和蓝藻丰度仅在少数水层占优势。微型和小型浮游植物昼夜变化明显,夜间丰度最大值层为20 m层,日间则出现在40 m层。微微型、微型和小型浮游植物垂直分布与叶绿素a浓度垂直分布一致性高。龙洞浮游植物的种类数和丰度高于潟湖和外礁坡。     

NaHSO3对两种微藻生长及胞外多糖和藻胆蛋白含量的影响

本文研究了0.25~3 mmol/L浓度的NaHSO3对紫球藻(Porphyridium violaceum)和0.06~0.96 mmol/L浓度的NaHSO3对蓝隐藻(Chroomonas placoidea)的叶绿素荧光参数(PSII最大光能转化效率Fv/Fm、相对电子传递速率rETR、光化学淬灭qP、非光化学淬灭NPQ)、细胞密度、干重、胞外多糖和藻胆蛋白含量的影响。研究表明,较低浓度的NaHSO3对紫球藻和蓝隐藻的生长及活性物质积累有促进作用,2种微藻进行生长和活性物质积累的最适NaHSO3浓度分别为0.5和0.12 mmol/L,此条件下,实验结束时,2种微藻的Fv/Fm、rETR、qP、细胞密度、干重、胞外多糖和藻胆蛋白含量均达到最大值,显著高于对照组。其中,紫球藻的最终细胞密度、干重、胞外多糖和藻胆蛋白含量分别比对照组增加了36.0%、19.1%、71.8%和69.0%。蓝隐藻的上述参数在NaHSO3浓度为0.12 mmol/L时则比对照组增加了60.8%、45.4%、60.0%和53.1%。另一方面,NaHSO3浓度为2~3 mmol/L时显著抑制紫球藻生长及活性物质积累,NaHSO3浓度为0.48~0.96 mmol/L则不利于蓝隐藻生长及活性物质积累。研究结果表明,适合紫球藻和蓝隐藻生长及胞外多糖和藻胆蛋白积累的最佳NaHSO3浓度分别为0.5和0.12 mmol/L,该研究为2种微藻的开发利用提供了理论依据。