Antagonism between coral pathogen Vibrio coralliilyticus and other bacteria in the gastric cavity of scleractinian coral Galaxea fascicularis

Scleractinian corals host numerous microbial symbionts with different types of interactions. The gastric cavity of scleractinian coral, as a semiclosed subenvironment with distinct chemical characteristics(e.g., dissolved O2, pH, alkalinity, and nutrients), harbors a distinct microbial community and a diverse array of bacteria that can be pathogenic or beneficial. Galaxea fascicularis is one of the dominant massive scleractinian coral species on inshore fringing reefs in the northern South China Sea.Although the abundance of coral-associated bacteria has been investigated in G. fascicularis, less is known about the microorganisms in the gastric cavity. In this study, we specially isolated cultivable bacterial strains from the gastric cavity of G.fascicularis collected from Hainan Island using a noninvasive sampling approach. Among the 101 representative bacterial strains, one Vibrio coralliilyticus strain, SCSIO 43001, was found to be a temperature-dependent opportunistic pathogen of G.fascicularis. The antagonistic activity between the 100 strains and V. coralliilyticus SCSIO 43001 was tested using a modified Burkholder diffusion assay. Our results showed that V. coralliilyticus SCSIO 43001 inhibits the growth of Erythrobacter flavus and Sphingomonas yabuuchiae. Additionally, we found that three Pseudoalteromonas strains showed moderate to high antibacterial activity against V. coralliilyticus SCSIO 43001 and several other coral-associated Gram-negative bacterial strains.These results suggest that competition between the coral pathogen and other bacteria also occurs in the gastric cavity of coral, and Pseudoalteromonas strains in the gastric cavity of G. fascicularis may provide a protective role in the defense against coinhabiting coral pathogens at elevated temperature.     

海南岛近海砗磲(Tridacninae)资源时空变化——以蜈支洲岛为例

为了解海南近岸砗磲资源动态变化,于蜈支洲岛周边海域选取5个代表性站位,自2017-2020年采用断面调查的方法,开展了砗磲资源评估、种群数量变化以及其环境相关性分析等,结果显示：（1）各站位砗磲密度为0-30.00×10^-2 ind./m²,且主要分布于3 m水深,在该水深区域,站位3和站位11砗磲密度最高,站位4次之,站位9和站位13最低,统计学分析表明砗磲密度与站位呈显著相关性（P<0.05）。（2）2017年,蜈支洲岛海域四种规格砗磲（壳长<5 cm、5-10 cm、10-15 cm和≥ 15 cm）均有分布,2018-2020年,未发现壳长≥ 15 cm的大规格个体。（3）尽管温度及各水质因子均与砗磲密度相关性不显著（P>0.05）,水体硝酸盐NO₃^-浓度与砗磲密度相关系数最高（0.29）。（4）砗磲主要分布于活珊瑚底质（66.67%）,其次为礁石（24.24%）,砂石底质最低（9.09%）。（5）砗磲外套膜RGB颜色参数值与周边底质颜色存在相关性,空间上,站位3的砗磲外套膜RGB颜色参数值与周边底质颜色相关性高于站位11;时间上,2020年砗磲外套膜颜色与周边底质B值相关系数R高于2017年（0.899 vs.0.712）。研究首次开展了海南岛近岸海域砗磲资源时空动态变化及影响因素研究,其结果可为砗磲资源保护提供数据支持。     

珊瑚砂地质条件下钢板桩结构可靠性分析

在热带地区开展水运工程设计施工项目,经常会遇到珊瑚砂地质,其力学特性较为特别,强度低、易碎、黏性低,力学指标变异性较大,国内现有设计规范对珊瑚砂地质条件特殊性考虑不足,设计人员在相关设计参数选取时经常忽略采用可靠度理论进行结构安全复核。以马尔代夫机场扩建项目为案例,运用可靠度理论分析了珊瑚砂力学指标的高变异性对钢板桩结构稳定可靠度的影响。根据分析,在珊瑚砂地质条件下,按照《码头结构设计规范》（JTS167-2018）进行稳定性计算,得出的结果偏于危险,应引起结构设计人员的重视。在进行结构设计时,应同时按照《港口工程结构可靠性设计统一标准》（GB50158-2010）复核板桩结构可靠度。同时,珊瑚砂较小的黏性,在进行结构可靠度计算时可以忽略。     

基于高分辨率遥感的珊瑚礁地貌单元体系构建和分类方法—以8波段Worldview-2影像为例

珊瑚礁生态系统是全球初级生产力最高的生态系统之一, 在维持海洋生物多样性、防浪固滩、资源供给等方面发挥着巨大作用。珊瑚礁遥感地貌分类体系是珊瑚礁保护、管理及可持续发展的必要基础, 但目前还未有结合珊瑚覆盖度进行分类的体系。本文基于WorldView-2高分辨率遥感影像, 以中国南海西沙群岛七连屿北部赵述岛和西沙洲所在礁盘作为研究区, 结合珊瑚覆盖度、区域地貌成分和水动力条件等指标, 建立了既适用于遥感监测又与珊瑚生存状况相关联的珊瑚礁地貌单元分类体系。同时, 利用面向对象的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和随机森林(Random Forest, RF)分类方法进行珊瑚礁地貌单元的信息提取, 并对分类结果进行精度评价。结果表明, SVM和RF两种分类方法均能较好地提取出珊瑚礁地貌单元, 分类精度分别为87.59%和79.81%。针对分类过程中出现的错分、漏分问题, 结合珊瑚礁成因和分布规律对分类结果进行修正, 修正后分类提取的精度达到91.3%, Kappa系数为0.9041, 表明本文构建的珊瑚礁地貌单元分类体系在一定程度上能满足当前珊瑚岛礁信息提取的需要。     

大糙率礁面影响下珊瑚礁海岸附近规则波演化及爬高试验研究

本文通过波浪水槽试验研究了大糙率礁面影响下波浪沿礁的演化和爬高规律,测试了一系列规则波工况并对比了光滑礁面和粗糙礁面的情况。结果分析表明：二次谐波是礁坪上透射波的重要组成成分,粗糙礁面使主频波和二次谐波减小,对更高阶波的影响不显著;相对礁坪水深是描述礁坪上波浪透射的关键参数,礁面从光滑变为粗糙时海岸附近透射系数显著减小,能量衰减系数平均增大了8%,但礁前反射系数与礁面糙率之间无明显关系;礁后岸滩爬高随着透射波高的增大而增长,最后拟合了本文试验条件下珊瑚礁大糙率礁面预测规则波爬高的关系式。     

Spatio-temporal variability of benthic macroalgae in a coral reef system highly influenced by fluvial discharge: Veracruz,Gulf of Mexico

The Veracruz Reef System, in the southern Gulf of Mexico, is a suitable area for the study of the temporal and spatial variability of macroalgae abundance, at reef settings influenced by the fluvial discharge of the Jamapa River, and by human activities in the city and port of Veracruz. With this purpose, the bottom cover of each morpho-functional group of benthic macroalgae (frondoses, turf, and crustose corallines), and hermatypic corals, was determined at ten selected coral reefs, on a seasonal basis (rainy and dry seasons), for the 2009–2015 period. The average cover of benthic macroalgae was high (53.1%), with turf as the dominant morpho-functional group (31.9%), as in several reef ecosystems in the tropical Atlantic, followed by crustose corallines (15.2%), and frondoses (6.1%). Although turf macroalgae is dominant, due to their high temporal and spatial variability, the Veracruz Reef System could not be considered to be in a stable state, but just in an intermediate unstable equilibrium state, which is highly influenced by a high sediment load. As expected, nearshore reefs presented higher macroalgae covers, and unexpectedly, the outer-shelf reefs presented the highest cover of frondoses. Despite fluvial discharge influence, no differences in cover were found between the rainy and dry seasons. There was a negative and significantly correlation between the cover of frondoses and turf, which suggests that the driver/s of the abundance of these macroalgae, act in opposite ways for each group. Three clusters of reefs, defined by community structure and conservation degree, were determined: nearshore or degraded, offshore or moderately conserved, and conserved; and the entire Veracruz Reef System is considered to be in a moderately state of conservation.     

三沙永乐龙洞洞内侧壁礁体矿物和元素组成及其晚更新世以来的形成演化

三沙永乐龙洞深度在300m左右,是目前全球已知最深的海洋蓝洞,但是对其性质和成因了解极其有限。本研究使用X射线粉晶衍射仪、X射线荧光光谱仪、AMS14C测年等分析测试方法对采自不同深度的洞壁礁体的矿物物相、元素含量和形成年代进行了测定,探讨了洞壁性质和龙洞的演化。研究结果表明:三沙永乐龙洞洞内侧壁矿物均属于碳酸盐矿物,包括文石、高镁方解石和低镁方解石,平均含量分别为49.0%、46.6%、14.3%,它们主要来自钙质生物碎屑;洞内侧壁的主要元素是Ca、Mg、Sr,平均含量分别为36.8%、0.98%、0.48%。三沙永乐龙洞是一个复合体,17m以上岩石年龄晚于7.5cal kaBP,是全新世海平面上升时期形成的现代珊瑚礁体,没有经历过海平面下降引起的成岩作用; 17—35m岩石形成时代早于25cal ka BP,是经历了大气淡水成岩作用的晚更新世喀斯特溶洞,且在高海平面时期于17—23m以浅的空间内广泛发育洞内珊瑚礁。     

基于WorldView-2和GF-2遥感影像的赵述岛礁坪底质变化研究

以西沙群岛海域赵述岛礁坪为研究区域,应用2010年的WorldView-2和2015年的GF-2两期高分辨率卫星遥感影像数据,结合现场水下珊瑚礁照片和视频资料,建立了赵述岛礁坪底质类型遥感分类体系,分别构建了针对WorldView-2遥感影像和GF-2遥感影像的珊瑚礁底质分类决策树模型,并通过对两期遥感影像的底质类型提取结果的变化分析,完成了赵述岛礁坪退化区域的提取。结果表明:(1)WorldView-2影像的分类决策树具有91%的总体分类精度和0.89的Kappa系数,GF-2影像的分类决策树具有更高的分类精度;(2)6年期间研究区大约1/4的珊瑚礁分布区发生了退化;(3)最突出的自然变化是礁前区大面积的珊瑚丛生区转变成藻脊,结合相关资料认为东北季风、热带气旋和温度上升的综合影响是驱动因素;(4)赵述岛西侧的藻脊、珊瑚沉积区大面积转化为珊瑚砂和深水区域,原因是航道和码头的开发活动。研究分析了6年间赵述岛礁坪底质的退化状况,并分析原因,为珊瑚礁底质分类提供方法,并为西沙群岛的珊瑚礁监测和保护提供了有效资料和手段。     

珊瑚礁生态系统修复研究进展

健康的珊瑚礁生态系统具有造礁、护礁、固礁、防浪护岸、防止国土流失的功能。同时, 珊瑚礁生态系统生物多样性极高, 被称为海洋中的“热带雨林”。我国南海拥有200多个珊瑚岛、礁与沙洲, 是世界海洋珊瑚礁最丰富的区域之一。近年来, 由于全球气候变化和围填海等人类活动的影响, 珊瑚礁生态系统受到了不同程度的影响或破坏, 危及海洋生态与岛礁安全, 珊瑚礁生态系统的修复至关重要。本文对珊瑚礁生态系统的现状、修复方法及存在的问题进行了总结, 并在此基础上创新性地提出了基于系统的珊瑚礁多维生态系统修复模式并付诸实践, 以期提供更有效的珊瑚礁生态系统修复新方法。     

永兴岛及七连屿造礁石珊瑚近10年变化分析

根据2007-2016年珊瑚礁监测数据,永兴岛及七连屿共调查到造礁石珊瑚11科113种,常见种有鹿角杯形珊瑚Pocillopora damicornis、疣状杯形珊瑚Pocillopora Verrucosa、粗野鹿角珊瑚Acropora humilis、澄黄滨珊瑚Porites lutea、丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis、梳状菊花珊瑚Goniastrea pectinata及锯齿刺星珊瑚Cyphastrea serailia等。研究区域内造礁石珊瑚种类近10年（2007-2016年）来下降明显,其中永兴岛从39种下降到18种,下降率为53.85%;北岛从23种下降到17种,下降率为26.09%;赵述岛从46种下降到12种,下降率为73.91%;西沙洲从51种下降到15种,下降率为70.59%。群体形态群落中皮壳状种类数最为稳定,分枝类下降了59.26%;叶片状下降了75.00%;圆盘状下降了87.50%;团块状下降了57.14%。通过对研究区域造礁石珊瑚种类组成及群落形态等方面的变化分析可见,人为活动、长棘海星、珊瑚病害、台风及全球升温等因素逐渐影响到西沙海域的珊瑚礁生态系统。