山东荣成天鹅湖是一个典型的潟湖-沙坝系统。自20世纪80年代以来, 因受人类活动的影响, 天鹅湖环境系统发生了改变, 沙坝侵蚀后退严重。研究水下岸坡的冲淤对于认识潟湖-沙坝系统演变, 以及保护天鹅湖环境具有重要意义。本文以天鹅湖东侧沙坝水下岸坡为研究区域, 基于1960年至2014年的海图资料, 采用地理信息技术, 获得了天鹅湖东侧近岸海域多年水深数据, 进而分析了1960年以来天鹅湖东侧沙坝地区的等深线变化、冲淤变化以及固定剖面的地形变化。结果表明: 1960—1980年等深线整体向海推移, 而1980—2014年等深线向海推移趋势变缓, 1960—2014年潮汐通道口门处0m等深线向岸退缩了126.70m。天鹅湖水下岸坡在1960—1980年整体处于淤积的状态, 年淤积率为3.60cm∙a^-1; 1980—2014年侵蚀面积显著增大, 且呈现冲淤相间分布的特点, 年淤积率为0.79cm·a^-1。天鹅湖沙坝水下岸坡呈现上陡下缓的形态, 且潮汐通道口门北侧比南侧更易受到侵蚀。人类活动改变了天鹅湖的环境状态, 导致了天鹅湖水下岸坡的局部侵蚀后退。

海岸线动态变化是全球变化和人类活动共同的反映。本文基于粤港澳大湾区、东京湾和旧金山湾1980—2020年7期Landsat系列遥感影像及Google Earth高分辨率影像, 利用阈值分割, 结合水体指数法、Sobel算子法, 提取各期海岸线。从长度、空间形态、结构和利用程度等多角度分析其岸线变化, 并结合地理探测器对其影响因素进行定性和定量分析。结果显示: 1) 1980—2020年间, 各湾区岸线趋于平直, 其中东京湾海岸线的年均长度变化强度最大, 为0.37%; 2) 40a间各湾区岸线的纵深变化比较稳定, 结构趋于复杂, 形态趋于分散, 其中粤港澳大湾区海岸线的分维差异最小, 形态最分散; 3) 40a间, 各湾区的自然岸线减少, 港口码头岸线和其他人工岸线长度剧烈增长, 其中粤港澳大湾区的生物岸线波动增长, 岸线利用程度指数增幅最大。本文研究结果表明, 气温、波高、潮汐和陆域面积、港口吞吐量是湾区海岸线变化的主要影响因素, 且任意两个影响因素的交互作用大于单一因素的作用。

人工岛作为一种新兴的海岸工程, 它的建设所引起的岸滩冲淤和防护问题日益受到人们的关注。本文以海南万宁市日月湾人工岛为例, 通过4期实测海滩剖面数据和多时相遥感影像, 分析了冬季波浪与人工岛联合作用对日月湾海滩冲淤变化的影响, 并结合海区波况, 探究了海滩冲淤变化机理。研究表明, 日月湾海区冬半年的平均有效波高与波浪周期明显强于夏半年, 且波浪强度整体上呈现逐年上升的趋势, 但在人工岛建设前后变化幅度较小; 人工岛建设对海滩地貌变化有强烈影响, 海滩呈现出岛后淤积而两侧侵蚀的显著特征, 岛影区海滩不断淤积, 岸线向海淤进达200m, 甚至可能与人工岛相连形成连岛沙坝, 人工岛后两侧海滩侵蚀, 岸线向陆一侧蚀退最大距离达50m; 海滩在冬季波浪和人工岛共同影响下, 岸滩自北向南依次表现为稳定、侵蚀、淤积、相对稳定、略有侵蚀或淤积、侵蚀、淤积的冲淤变化特征。

为开展南海西沙海域海水重金属质量浓度水平测定及来源分析, 2021年12月采集了西沙海域6个站位的0 ~ 200m深度分层海水样品共24个。6个站位的温度、盐度、浊度、溶解氧、有色可溶性有机质和叶绿素的垂直剖面数据由盐温深测量系统现场测定。海水样品中的重金属质量浓度采用电感耦合等离子体-质谱仪进行测定, 各站位Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Fe、Mn的质量浓度平均值范围分别为0.22 ~ 20.79µg·L^-1、未检出~ 0.25µg·L^-1、1.90 ~ 15.90µg·L^-1、0.13 ~ 0.17µg·L^-1、0.54 ~ 1.31µg·L^-1、0.29 ~ 0.33µg·L^-1、2.93 ~ 3.17µg·L^-1、0.39 ~ 1.23µg·L^-1、0.35 ~ 1.14µg·L^-1; Hg在各站位均未检出。仅有D2 ~ D4站位的5m层海水中Cu或Zn浓度超过国家海水水质一类标准(GB 3097-1997), 重金属的水平和垂向空间分布特征受陆源输送、环境因子和人类活动等影响。主成分分析结果表明西沙海域海水中重金属主要存在3类来源: 船舶排放、陆源农业径流、陆源碎屑和工业生产排放。文章中的海水重金属质量浓度基本在南海海域前人报道值范围内, 但表层海水中Cu、Pb、Zn、Cd质量浓度与1998年南海海域背景值比较有数量级的升高, 可能反映了近年来区域日益增强的人类活动的影响。

岬湾砂、砾质海岸是海岛、海岸带重要的旅游资源, 具有较高的社会经济和生态价值, 长期以来备受关注。本文以浙江朱家尖岛东岸的5个代表性岬湾海滩为例, 基于2019年台风季节早期、中期及晚期测量获得的海滩地形和沉积物数据, 结合海滩近岸的水动力数据, 分析了砂质海滩和砾石海滩这两种不同类型岬湾海滩的沉积地貌动态变化。结果表明, 朱家尖岛东岸5个海滩在台风季节出现了不同的体积变化, 大沙里、东沙、千沙、乌石塘和小乌石塘海滩的单宽体积变化分别为11.93m³·m^-1、-54.41m³·m^-1、-19.75m³·m^-1、2.19m³·m^-1和-1.96m³·m^-1。砾石滩较砂质海滩更为稳定, 无人类活动干扰的砂质海滩在台风季节侵蚀更少、变化更小。台风季节大沙里、东沙、千沙、乌石塘和小乌石塘海滩表层沉积物的平均粒径分别为2.47Փ、2.24Փ、2.64Փ、-5.96Փ和-6.03Փ, 粒径粗化和离岸输运是5个海滩表层沉积物在台风季节的主要表现, 砂质海滩的沉积物粒度特征变化比砾石海滩要大。沉积物粒径、台风强度及台风期间的主要波向与海滩走向之间的关系、海岸工程这3种因素都可能对海滩在台风季节的沉积地貌动态变化产生影响。本文研究结果可为台风季节的海滩管理提供参考。

广西钦州湾是中国南方重要河口型海湾, 近期在高强度人类活动影响下, 钦州湾水动力过程发生变化, 对港口航运和岸线稳定性产生影响。文章基于1985年和2020年两期岸线和水下地形数据, 采用水动力-沉积动力耦合的数值模型系统模拟了近35年工程建设和海岸围垦对钦州湾水动力和未来水下地形演变的影响。结果表明, 围填海工程略微增加了龙门水道和外湾地区的潮汐场流速, 有利于优化流路的空间分布格局; 同时, 围垦改变了潮汐不对称性分布, 变化较大区域发生在茅尾海北部、龙门水道、外湾中部和三墩公路周边, 对滩潮格局发育和局部冲淤态势产生影响; 钦州湾中部龙门水道侵蚀略微增加, 但变化范围更为集中, 外湾地区变化幅度略微减少, 变化趋势向东西两侧水道集中。总体而言, 围垦工程导致钦州湾水下地形变化趋于稳定。钦州湾围垦工程对动力地貌稳定性产生重要影响, 对维持港口航运和海岸带经济可持续性发展具有积极意义。

福建海坛海峡是闽江和浙闽沿岸流南下物质向兴化湾及福建中南部沿海输运的重要通道。本文运用GIS手段对海坛海峡近50a来的地形资料进行了分析研究, 研究结果表明: 1964—1975年, 闽江流域性洪水导致海坛海峡表现为较强的淤积; 1975—1990年受闽江上游水土保持和大量水库建设的影响, 海峡经历了较强的冲刷过程, 此后冲刷速率逐渐降低, 以轻微冲刷为主; 2007年以后由于大规模人工采砂影响, 海坛海峡北部出现大范围侵蚀。2007年以前, 闽江来沙量是海坛海峡地貌演变的主要控制因素, 其流域洪水、采砂和水库修建等都对海峡内的地貌演变产生直接影响; 而2007年以后, 海峡内大范围的人为采砂活动和围填海工程逐渐成为影响其地貌演变的主要因素。

海参具有重要的海洋生态、食用和药用价值, 目前我国野生海参资源严重枯竭, 开展人工繁育是恢复海参种群资源的重要途径, 了解海参产卵行为的调控激素对于开发人工注射催产药剂具有十分重要的意义。文章对海参中发现的可调控海参产卵行为的激素进行了综述, 并对未来的研究进行展望, 以期为深入揭示海参产卵行为的关键机制以及开发海参的人工注射催产药剂提供参考。

虫黄藻、细菌和造礁石珊瑚有着密切的共生关系, 但虫黄藻藻际细菌群落尚未得到广泛研究。本研究对5个属的6株虫黄藻进行了离体培养, 其中2株为悬浮型虫黄藻(E型), 4株为贴壁型虫黄藻(A—D型)。通过采集藻株培养物3种粒径的样本开展细菌群落分析, 分别为0.2~3μm(自由生活)、>3μm(附着于藻体或颗粒物)与Settling(沉底贴壁藻体上)。结果发现, 2种生活方式的藻株藻际细菌群落具有显著差别, 贴壁型藻株细菌群落的物种丰富度显著高于悬浮型藻株。发现7个属的细菌广泛存在于所有的藻株中, 它们代表了A—E型虫黄藻藻际细菌的核心类群。对3种粒径样本的核心细菌群落比较发现, 自由生和颗粒附着生的核心细菌群落十分相似, 但均与沉底贴壁样本差异明显。

波浪和潮汐作用下的海滩剖面动态变化过程是海岸演变及沿海防护工程设计与旅游资源规划的核心内容。本文以广西钦州湾沙井半岛人工海滩为研究区, 基于GPS-RTK采集的2018年1月—2019年12月的逐月剖面高程实测数据, 通过分析剖面冲淤和单宽体积变化, 利用EOF(Empirical Orthogonal Function)函数揭示剖面的高程变化模式, 进而探讨海滩剖面的动态演变过程。研究的主要结果表明: 1) 在观测期间, 人工海滩剖面的冲淤情况整体展现出冬春季淤积、夏秋季侵蚀的变化特征; 2) 人工海滩剖面因泥沙横向输移而导致不同横向分带的单宽体积变化趋势呈差异性, 不同横向分带具有侵蚀与淤积交替出现的情况; 3) 人工海滩剖面的变化模式可划分为由强降雨及台风导致剖面高程明显降低的主要模式、波潮影响下的剖面高程经历强降雨及台风后逐渐淤积和恢复的次要模式、波浪破碎形成卷流引起滩面冲淤变化的其他模式。

极端高能事件影响下的海滩动力地貌过程直接关乎岸滩稳定及海堤安全。本文基于2020年16号台风“浪卡”前后北海银滩顺直岸段的剖面高程及表层沉积物等资料, 探究了中等潮差的顺直响应台风作用的地貌变化机制。结果表明: 1) 台风后海滩地貌表现为冲流带的大型沙坝消失, 后滨沙丘-滩槽体系被削平, 滩面坡度趋于平缓。2) 银滩沉积物均以中砂、细砂和极细砂为主, 三者占比超过95%; 台风后, 高潮位带沉积物变细, 低潮位带沉积物变粗, 沙坝附近则出现粗细交错式变化; 银滩中高潮位带滩面响应台风过程的特征与强潮型海滩相似, 呈现消散型海滩的特征, 而低潮位带滩面则因大型沙坝的作用而呈现弱潮型海滩特征。3) 台风期间波浪是影响海滩的主要动力因素, 海滩地形影响了近岸水动力的表现形式, 从而改变了沉积物的粒径分布。

长棘海星(Acanthaster planci)的暴发是导致我国南海乃至印度—太平洋海域珊瑚礁退化的主要原因之一。浮游幼体的密度是决定成体种群是否暴发的重要指标, 但是由于幼体肉眼不可见且不易分辨, 常规调查和显微镜观察均无法有效检测到自然海域的长棘海星幼体, 因此迫切需要开发一种高灵敏性且特异性的长棘海星幼体检测技术。本研究针对长棘海星幼体线粒体细胞色素氧化酶亚基I(mtCOI, mitochondrial cytochrome oxidase subunit I)基因序列, 建立了基于聚合酶链式反应(PCR, polymerase chain reaction)的长棘海星幼体特异性检测技术, 并对西沙七连屿珊瑚礁海域的长棘海星幼体进行了检测。结果表明, 设计筛选的4对特异性引物均可以扩增长棘海星ApmtCOI基因片段, 且与蓝指海星(Linckia laevigata)、面包海星(Culcita novaeguineae)、粒皮海星(Choriaster granulatus)和吕宋棘海星(Echinaster luzonicus)没有交叉反应。在退火温度为58.5℃时, 引物2aooniF/2aooniR的特异性最佳, 具有较高的灵敏度, 可检测到皮克级的长棘海星基因组DNA。利用该技术检测了西沙七连屿海域长棘海星幼体分布情况, 发现10月底西沙七连屿珊瑚礁海域能检测到长棘海星幼体, 且幼体分布并不均匀。因此, 该检测技术可作为今后长棘海星幼体种群监测的有效方法。

基于不同时期浙江省红树林造林数据及林分生长监测, 分析浙江省红树林时空变化和区域造林生长差异。结果表明: (1)截止到2020年浙江省红树林面积总计386.77hm², 其中温州市257.01hm², 台州市129.76hm²,主要造林树种为秋茄(Kandelia obovata) (368.48hm²)和苦槛蓝(Myoporum bontioides) (18.29hm²); (2)不同时期红树林面积占现有总面积的比例分别为0.11%(2000年前)、3.72%(2000—2010年)、36.17%(2011—2015年)和59.99%(2016—2020年); (3)2000年以前和2000—2010年的秋茄平均株高分别为205.5cm和246.13cm, 林分盖度分别高达67.69%和77.90%; 2011—2015年和2016—2020年秋茄株高分别为106.63cm和50.17cm; 盖度分别为68.66%和24.56%; (4)不同区域红树林种植区滩涂沉积物中碱解氮、速效钾、有机质和含盐量存在显著性差异(P<0.05); (5)龙港市新美洲村的4年生秋茄株高显著高于树排沙岛(P<0.05), 龙湾区树排沙岛的4年生秋茄基径则显著高于乐清西门岛(P<0.05)。近年来, 浙江省红树林种植面积显著增加, 但红树林种群结构单一, 矮化为灌木群落, 并且生长发育受土壤盐度影响较大。

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160 µmol·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Chl a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升高而先升高后降低。弱光下直立枝的净光合放氧速率(P_n)和呼吸速率(R_d)分别为匍匐枝的2倍和70%, 但是二者的最大光化学效率(F_V/F_M)差异不显著。光强升高提高直立枝和匍匐枝的P_n和R_d, 但对二者F_V/F_M的影响不显著。同时, 弱光下直立枝的超氧化物歧化酶(SOD)活性比匍匐枝低20%, 二者过氧化氢酶(CAT)活性差异不显著; 光强升高提高直立枝和匍匐枝的SOD活性, 降低CAT活性。研究还发现, 直立枝和匍匐枝的P_n随温度升高而降低, 但前者的降低程度即光合速率随升温的变化率随光强升高而降低, 后者的则随光强升高而升高, 可见温度升高在弱光下对长茎葡萄蕨藻直立枝的负面影响更大, 在强光下则对匍匐枝的负面影响更大。

调查了广东红树林区水质的时空变化, 分别采集了红树林区表层水体水样旱季30个样点(2017年10月至2018年1月)和湿季20个样点(2018年7月至8月)进行分析。利用单一营养状态指数(TSI Chl a)评价红树林水质特征和营养状态, 评价标准: 0<TSI≤30为贫营养, 30<TSI≤50为中营养, TSI>50为富营养, >70为高营养。红树林区环境参数的时空变化为: 盐度(2.15‰~27.14‰)、pH (6.18~8.65)、电导率(10.87~90.52µs·cm^-1)、浊度(0.0975~21.61FTU)、硝酸盐(0~127.2mg·L^-1)、亚硝酸盐(0~12.0mg·L^-1)、磷酸盐(0~34.5mg·L^-1)、硅酸盐(1.22~2.88mg·L^-1)和叶绿素a (0.19~38.08mg·m^-3)。聚类分析表明, 丰水期横跨雷州半岛右侧至广东沿海东部的水质相对较好, 而左侧则处于中营养化状态。同时, 在枯水期, 红树林区水质较差, 从雷州半岛周围的高中营养化状态, 到广东沿海东部的富营养化状态。主成分分析表明, 营养盐、盐度、pH、电导率(electrical conductivity, EC)和浊度对红树林区水质状况贡献显著, 进而影响红树林生态系统中藻类群落的变化。

绿色海堤是传统结构工程与海岸生态系统共同组合而成的新型海堤, 用以应对未来海面上升、风暴加剧给低地海岸防护带来的挑战。需解决的问题主要有海岸生态系统消浪过程及生态系统在海堤体系中的配置方式。理论分析、现场观测、物模数模所获结果表明, 海岸生态系统确有显著的消浪功能: 1) 陆架泥区消浪, 其机制以再悬浮和浮泥运动为主, 底部摩擦为次; 2) 潮滩下部的粉砂细砂滩底部摩擦和推移质运动共同造成波能耗散, 而上部的泥滩则以再悬浮和悬沙输运为主; 3) 在盐沼、红树林、海草床等由植被构成的生态系统, 植物通过形态阻力、茎秆运动来阻滞水流、耗散波能, 其效能高于沉积物床面对波能的耗散; 4) 生物礁主要有珊瑚礁和牡蛎礁, 其消能作用主要通过床面摩擦和波浪破碎, 效能较高, 尤其是在风暴期间。生态系统如何成为海堤的有机组成部分, 尤其是侵蚀型海岸的生态位修复和绿色海堤整体设计, 还需进一步研究相关的科学问题: 与硬质工程结合的盐沼-牡蛎礁的适应性生物学; 未来环境变化条件下生态系统的稳定性; 绿色海堤生态系统空间配置及其与风暴事件的时间尺度匹配; 基于均衡剖面理论的海堤形态优化。

中尺度涡蕴含海洋超过90%的动能, 显著影响海洋物质能量循环。对中尺度涡的预报是目前物理海洋学研究的热点和难点。文章基于卫星高度计观测的近30年海表面高度异常数据(sea level anomaly, SLA), 采用基于博弈思想的生成对抗网络方法(generative adversarial networks, GAN), 构建了中尺度涡预报模型, 进行了28天预报, 并采用独立样本分析了预报涡旋的空间分布、时间分布、能量强度等特征参数, 探讨影响预报结果准确性和时效性的主要因素。结果表明, 半径为100~200km的涡旋在15天左右的预报时长仍能保持较好的准确性及时效性, 误差在20%以内。该区域的平均涡动能约为0.875m²·s^-2, 其预报的均方根误差(root mean square error, RMSE)普遍介于0.02~0.04m²·s^-2。且涡旋预报结果受异常天气影响较小, 在正常天气条件和台风娜基莉条件下具有相似的预报能力。这些结果对进一步理解并应用生成对抗网络这一新方法预报海洋中尺度涡提供了参考。

热带气旋活动以及由此产生的风暴潮和强降雨对南海及周边沿海地区社会经济构成巨大威胁。对器测记录之前全新世热带气旋的研究有助于准确预测全球变暖背景下热带气旋活动的变化趋势。本文利用南沙群岛安乐礁潟湖沉积物重建了小冰期以来准年分辨率的热带气旋活动, 共识别28个风暴事件层。研究表明, 小冰期以来, 南沙群岛安乐礁热带气旋活动在年代际到百年尺度上频繁变化, 发育两个主要的风暴活跃期。在小冰期早期(AD 1471—1620)经历了最为强烈的风暴活跃期, 另一个风暴活跃期位于现代暖期的AD 1930—1960, 风暴活动虽有所加强, 但明显低于小冰期早期。与同期永暑礁重建结果的对比表明, 热带气旋活动存在明显的时空差异性, 更多来自相近区域的高分辨率风暴记录可有效降低古风暴活动重建的不确定性, 提高重建记录的准确度。

本研究以88种受胁鱼类为研究对象, 基于公开数据和最大熵模型(maximum entropy models, MaxEnt)预测其空间分布规律, 进而对东海及其邻近海域开展系统的保护空缺分析, 并提出了相应的规划建议。研究结果表明, 东海及邻近海域受胁鱼类的热点区面积为1.58×10¹¹m², 主要分布于长江口以南的近海和台湾海峡海域, 其中前10%热点区域面积为5.68×10¹⁰m², 主要分布在台湾岛近岸、澎湖列岛邻近海域、福建和广东沿岸海域。对其分布规律的进一步探究发现, 目前东海受胁鱼类的分布可分为6个区域, 而已有保护区主要集中在I区和Ⅳ区中, Ⅱ区和Ⅲ区则尚未设置任何相关的保护区, 并且大部分受胁鱼类的栖息地均未受到有效保护。本研究结果将为东海及其邻近海域生物多样性保护策略的升级与优化提供科学支撑。

夜光藻是全球广泛分布的藻华种之一, 其摄食作用对浮游生物的群落结构有着重要影响。利用环境DNA技术和Spearman相关性分析, 文章研究了2021年1月中旬大亚湾夜光藻高丰度站位浮游生物的群落结构与生物相关性。结果显示, 夜光藻高丰度站位的海水温盐条件为温度 14.4~18.3℃、盐度 32.52‰~33.14‰。夜光藻丰度较高的站位中, 卡顿藻科、海链藻科等浮游植物类群的相对丰度均值为2.41%和2.23%, 明显高于其他站位的0.75%和0.62%; 同时拟哲水蚤科与长腹剑水蚤科等类群的相对丰度均值为8.22%和4.46%, 明显低于其他站位的64.13%和11.12%。结合Spearman相关性分析表明, 夜光藻丰度增加可能导致其对拟哲水蚤科等类群摄食压力增加, 拟哲水蚤科类群丰度减少降低了卡顿藻科、海链藻科、原甲藻科、隐芽藻科等浮游植物类群的摄食压力, 使其生物丰度增加; 同时夜光藻摄食压力增加使得裸甲藻科、圆筛藻科等浮游植物丰度下降。因此, 夜光藻丰度增加影响了水域中真核浮游生物群落结构。综上结果表明, 环境DNA技术有助于认识夜光藻在浮游生物群落中的生态地位, 可用于浮游生物各类群之间的关系分析。

文章利用2012年冬季南海西北部的航次探空资料, 研究了寒潮过程和海洋锋面对大气波导特征演变的共同影响。文中观测发现, 航次期间的大气波导以悬空波导为主, 平均波底高度约738.64m, 平均厚度约185.17m, 平均强度10.21M单位。观测前期, 天气形势稳定, 东北季风较弱, 在锋面暖水区一侧的悬空波导较为深厚, 且高度较低。其主要成因是大气边界层顶部925hPa至850hPa高度左右存在深厚的逆温层, 且具有显著的日变化特征。航次中期的寒潮过程导致东北季风大幅增强, 使得大气边界层顶部的逆温层被破坏, 从而导致悬空波导显著变薄变弱。而锋面冷水区一侧, 低水温抑制湍流发展导致大气修正折射率(M)的负梯度扰动较弱, 较难形成稳定且有一定强度的波导层, 且无显著日变化。但当东南暖湿气流覆盖锋面冷水区上空时, 容易形成较稳定的表面波导。

本研究于2016年11月在福建东山湾海域采集了表层沉积物, 对沉积物中甲藻孢囊的分布规律进行了研究, 重点揭示了有毒有害甲藻孢囊的分布; 同时测定了沉积物中生源要素含量, 以揭示孢囊分布与生源要素的关系。共鉴定甲藻孢囊22种, 包括自养型14种和异养型8种, 优势种为原多甲藻孢囊。孢囊的种类多样性指数(H')偏低, 为1.70~2.38之间; 均匀度指数(J)为0.64~0.84。孢囊密度介于70.6~136.4个·g^-1, 平均为107.2个·g^-1, 在漳江口和八尺门海域较低。东山湾表层沉积物中较高的异养型甲藻孢囊百分含量(平均75.5%)在一定程度上说明了水体中较高的初级生产力及富营养化水平。值得注意的是, 本研究分析鉴定出7种有毒有害甲藻的孢囊, 包括麻痹性贝类毒素(paralytic shellfish toxin, PSP)原因种奥氏亚历山大藻(Alexandrium ostenfeldii)和链状/塔玛亚历山大藻(Alexandrium catenella/tamarense)孢囊复合体、虾夷扇贝毒素(yessotoxin, YTX)原因种具刺膝沟藻(Gonyaulax spinifera)、环胺藻毒素(azaspiracid, AZP)潜在原因种环胺藻(Azadinium sp)、产生鱼毒素的哈曼褐多沟藻(Polykrikos hartmannii)以及赤潮藻类Barrufeta bravensis和锥状斯氏藻(Scrippsiella acuminate)。整体来说, 这些有毒有害藻类的孢囊密度较低, 但具刺膝沟藻在某些站位的高密度出现需引起关注。

从一块腐烂的鲸鱼骨头分离鉴定了一株真菌Penicillium sp. S2014503。利用大米固体发酵培养技术从该菌产物中获得10个化合物, 通过核磁共振波谱数据比对分析结合质谱数据分析, 手性化合物测定旋光值或者进行X-射线单晶衍射分析后将这10个化合物分别鉴定为emodin (1)、citreorosein (2)、tetrahydro altersolanol B (3)、conioxanthone A (4)、chrysogine (5)、pyramidamycin B (6)、germicidin O (7)、2-(6-hydroxy-5,7-dimethylbenzefuranone-4-yl) acetaldehyde (8)、astrophenone (9)和chenopodolans A (10)。经生物活性测试发现, 化合物1和2对藤黄微球菌具有弱的抑制活性, 化合物1、2和4对卤虫幼虫具有显著的致死毒性。此外, 化合物1是中药大黄和虎杖的主要致泻成分。文章首次报道了来源于海洋动物样品鲸鱼骨的真菌Penicillium sp.能够生产大黄素类等活性天然产物。

人为活动引起的二氧化碳(CO₂)等温室气体排放是驱动全球变暖的主要因素。全球变暖对粮食、水资源、能源、经济安全等领域均产生了严重威胁。减缓全球变暖势在必行, 不仅需要大规模减少CO₂等温室气体排放, 还需要大量部署CO₂移除(carbon dioxide removal, CDR)技术(又称负排放技术), 主动从空气中移除CO₂并长期封存, 尽快使全球CO₂净排放减少为零, 达到“碳中和”。海洋占地球表面积的70%, 是最大的活跃碳库, 具有巨大的CO₂吸收潜力。基于海洋的CDR是实现碳中和的必要途径, 海洋CDR理论、方法、技术研究已成为热点和前沿领域。目前, 海洋CDR的研究认知仍相对较弱, 具有广阔的发展空间。缓解全球变暖的迫切需求促使海洋碳汇基础理论和海洋CDR研究快速发展, 原创性进展不断出现。本文主要综述铁铝假说的理论基础, 探讨基于“海洋铝施肥”的CDR发展潜力。铁铝假说认为, 铝可增强上层海洋浮游植物固碳, 降低生源碳分解速率, 提高海洋生物泵效率, 增加碳向深海输出、封存, 调控海洋碳汇的形成, 影响大气中CO₂的浓度。与铁一样, 铝可能也是影响地球历史时期和现代气候变化的关键因子。通过提高铁的利用效率和向深海碳输出效率, 铝可以弥补人工海洋铁施肥的不足, 赋予海洋铝施肥成为新型的基于自然碳汇的CDR方法和技术的潜力。作为一种CDR方法, 海洋铝施肥尽管具有潜在高效的特点, 但还处于较为初级的概念阶段。本文提出, 应当从上层海洋浮游植物固碳、生源碳向深海输出、碳的长期封存三个方面, 进一步研究铝增强海洋碳汇的作用机制, 完善铁铝假说和海洋铝施肥的理论基础; 并在不同时空尺度上检验海洋铝施肥的CDR效能及其潜在环境影响, 为基于海洋铝施肥的CDR技术开发和应用提供科学基础。

本文利用1993—2020年AVISO(archiving validation and interpretation of satellite oceanographic)涡旋轨迹数据, 对比分析了太平洋边缘海域——南海与开阔海域——黑潮延伸体区中尺度涡的空间分布特征以及生命周期演化规律的异同。结果表明, 南海涡旋特性呈显著的季节性差异, 冬夏两季气旋涡(CEs, cyclonic eddies)和反气旋涡(AEs, anticyclonic eddies)极性概率分布呈现相反的“条带状”, 冬季CE强于AE, 夏季相反; 黑潮延伸体区则冬夏季均为CE强于AE, 极性概率分布无明显的季节变化。在生命周期演化上, 南海和黑潮延伸体区涡旋动能(EKE, eddy kinetic energy)演化曲线均呈现增长—稳定—衰减的特征, 且具有不对称性。南海涡旋的增长期短于衰减期, 黑潮延伸体区则为衰减期更短。南海夏季EKE曲线变化速率快于冬季, 黑潮延伸体区冬季的衰减期变化速率是夏季的1.5倍。平均传播速度演化曲线显示南海气旋涡具有先向西北随后转而向西南传播的特征, 纬向平均传播速度为3.3cm·s^-1; 黑潮延伸体区气旋涡呈现西南向传播, 反气旋涡呈现西北向传播的特征, 纬向平均速度为1.3cm·s^-1, 慢于南海涡旋。两个区域的涡旋传播速度和EKE在涡旋生命周期中的演化均存在显著的负相关。

为阐明粤港澳大湾区近海水文动力和人为活动引起的环境变化对浮游动物群落结构的影响, 于2019年7月(夏季)和2020年12月(冬季)在粤港澳大湾区近海珠江口、大亚湾、黄茅海三个断面进行浮游动物采样, 比较分析中小型浮游动物的群落特征, 并探讨引起其季节和区域差异的影响因素。调查海域共鉴定中小型浮游动物211种(包括浮游幼虫), 其中桡足类占总种数的42.18%, 浮游动物的多样性、丰度呈现明显的季节和区域差异。浮游动物种数和平均丰度均为夏季高于冬季, 远岸海域物种多样性高于近岸。浮游动物丰度高值区在两个季节均位于珠江口咸淡水交汇区域; 夏季河口水域的平均丰度高于大亚湾水域的, 冬季丰度分布无明显差异。聚类分析结果显示, 调查海域夏季整体分为河口、海湾、远岸3个类群, 珠江口水域受径流影响较大, 与大亚湾之间群落结构差异明显; 而冬季河口与海湾近岸水域群落结构差异不明显。强额孔雀哲水蚤(Parvocalanus crassirostris)、短角长腹剑水蚤(Oithona brevicornis)在夏季和冬季均为优势种, 厦门矮隆哲水蚤(Bestiolina amoyensis)、中华异水蚤(Acartiella sinensis)、简长腹剑水蚤(Oithona simplex)等为夏季优势种, 小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)等为冬季优势种。Pearson相关性分析与冗余分析表明大湾区近海浮游动物丰度与温度、盐度、叶绿素a浓度及营养物质的关系存在种间、季节和区域差异, 表明湾区复杂的水体环境条件对中小型浮游动物群落结构存在潜在影响。

全球海岸生态系统正遭受气候变化及人类活动带来的威胁, 本文基于沙坝-潟湖系统海岸典型剖面形态, 通过设计实施动床波浪水槽试验, 定量研究了侵蚀浪条件下沉水植被对该系统海岸冲淤的影响。结果表明: 沉水植被明显削弱了沙坝前坡波浪破碎区前缘的波高增大幅度, 并使坝后波高衰减; 植被作用使波浪反射和透射系数减小、耗散系数增大; 侵蚀浪作用下, 沙坝坝顶冲刷较明显, 潟湖内呈淤积趋势, 海岸前丘受波浪冲刷呈陡坎形态。植被影响下沙坝和前丘区域最大侵蚀厚度均减小; 植被可减少沙坝净侵蚀量、潟湖内淤积量及离岸输沙量, 对海岸前丘有较好的保护作用。

基于珠江口大万山海洋站(21°56′N, 113°43′E)观测的1974—2020年逐日平均海表温度(sea surface temperature, SST)资料, 参照世界气象组织关于海洋热浪(marine heatwave, MHW)定义、强度分类标准及全球与北半球年平均表面温度资料, 采用相关及对比方法, 分析珠江口海洋热浪的变化趋势, 结果表明: (1)近47年来珠江口每年都出现MHW事件, 平均每年出现6.5次, 最多年13次(2020年), 且每年出现次数呈上升趋势, 平均每次持续时间为11.7d, 最长62d; (2)近47年来每年珠江口的MHW日数呈显著增加趋势, 上升率为1.81d·a^-1; (3)此时期各级MHW强度的出现日数占总出现日数的比例分别为中度18.92%, 强烈53.24%, 严重24.06%, 极端3.77%; (4)珠江口MHW日数上升及出现极端MHW的主要原因可能与全球气候变暖、南海高压增强和季风减弱有关。预估未来珠江口的MHW日数还会呈现上升趋势。

海-气界面的物质和能量交换是导致全球气候和生态环境变化的重要原因。作为我国和西北太平洋最大的陆架边缘海, 南海的大气沉降在其外源输入中占有重要地位。随着南海周边国家经济社会的持续快速发展, 人为源污染物通过大气沉降向海洋的输送日益增强, 势必会对南海生态环境产生不可忽视的影响。基于近30年来南海生源要素、微痕量元素以及新污染物微塑料大气沉降的研究报道, 本文系统总结归纳了南海大气干湿沉降物浓度、干湿沉降通量及其影响因素, 并对其生态环境效应进行了分析。结果表明: (1)南海大气颗粒物浓度相较我国东部近海要低, 且基本没有酸雨的沉降, 但受东南亚生物质燃烧和我国化石燃料燃烧排放影响, 南海大气碳质气溶胶浓度和沉降量处于较高水平; (2)南海大气干湿沉降营养盐中均以氮占绝对主导地位, 且各形态氮的比例在不同海域存在较大差异, 沉降物的营养盐结构严重失衡; (3)气溶胶中人为源金属元素的溶解度较高, 多数成分以湿沉降为主, 大气微塑料多以纤维形态存在, 气象条件(降水量、风速等)、源排放强度是控制大气成分浓度和沉降通量的主要因素; (4)大气氮沉降约占南海表层氮输入总量的20%, 大气氮的输入会加重海域的低氧和酸化, 且营养物质沉降对浮游植物的爆发性增殖有重要作用, 大气沉降会对南海这一寡营养生态系统产生多重复杂影响, 这与海域水文条件、初始营养状况、浮游植物类群以及大气成分和沉降特征等密切相关。今后应注重在研究的深度和广度上持续发力, 聚焦各类大气成分尤其是有机态氮磷和新污染物干湿沉降的精准化常态化监测, 从多学科交叉角度深入探明生源要素和微痕量元素大气沉降与南海生态系统之间的影响与反馈机制。大气沉降是南海生物地球化学循环的重要一环, 对南海生态环境的影响是一把“双刃剑”。随着未来南海陆源物质大气沉降作用的持续增强, 这一影响必将更趋复杂和深远。

文章以我国东南沿海重要的经济鱼类黄鳍棘鲷(Acanthopagrus latus)为研究对象, 通过对50尾野生黄鳍棘鲷基因组重测序开发单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)标记, 并利用MassARRAY^®质谱分析系统对部分SNP标记进行验证。研究结果如下: 1) 50尾野生黄鳍棘鲷重测序共产生约233.48Gb原始数据(raw data), 过滤接头和低质量数据后, 共获得233.43Gb数据, 每个样品平均数据量为4.67Gb, 平均鸟嘌呤胞嘧啶(guanine cytosine, GC)含量为42.85%, Q20在96.56%以上, Q30在91.1%以上, 过滤后数据与参考基因组的比对率为98.06% ~ 99.47%; 2) 通过基因分析工具(genome analysis toolkit, GATK)分析, 从50个个体中共挖掘出13843766个SNP, 经过滤后获得6501个高质量SNP; 3) 从高质量的SNP标记中, 随机挑选30个SNP使用MassARRAY技术进行分型, 其检出率(可以分型的位点)为98%, MassARRAY分型结果与基因组重测序分型结果一致率为64.83%, 这说明两种技术在SNP分型方面存在差异。综上所述, 本研究初步建立了黄鳍棘鲷SNP标记挖掘、过滤与验证的方法, 开发的SNP位点可用于后续黄鳍棘鲷增殖放流效果评估及基因组选择育种研究。

2019年在南海北部开展了4个季节的现场调查, 获取了调查海域海水温度、盐度和营养盐等环境要素的实测数据。珠江口西侧近岸海域营养盐表现出明显的季节性和区域特征, 除秋季为潜在的氮限制外, 冬、春、夏季均表现为磷限制, 且春季最为显著, 主要受冲淡水输入和陆架水入侵影响。受西南季风强弱和调查海域海底地形差异的影响, 春、夏季珠江口外跨陆架断面(A断面)上升流强度大于海南岛以东跨陆架断面(B断面), 且夏季营养盐浓度等值线的爬升高度和范围大于春季。黑潮水入侵稀释了陆架坡折处以外海域的营养盐浓度, 冬季75~150m深水体的营养盐浓度相比夏季降低了25%以上; El Niño期间黑潮水入侵增强, 春、秋季A断面的东沙群岛附近海域75~150m深水体的营养盐浓度比相邻站位均低20%以上。春季冷涡中心无机氮(dissolved inorganic nitrogen, DIN)、磷酸盐(PO₄^3--P)和硅酸盐(SiO₃^2--Si)相较于边缘区域分别升高了6.42μmol·L^-1、0.71μmol·L^-1和10.03μmol·L^-1, 夏季上升流和中尺度涡共同作用造成了A断面营养盐的凹型结构。综上所述, 南海北部海域营养盐浓度主要受冲淡水、上升流、黑潮入侵、中尺度涡旋等因素的独立或耦合作用, 呈现复杂多变的时空分布。

本文利用现场观测资料和卫星遥感数据, 并结合ROMS(regional ocean modeling system)数值模拟对南海北部粤东陆架的锋面特征及其影响因素进行探讨。观测结果显示, 夏季南海北部陆架存在活跃的上升流温度锋面, 其水平尺度约为50km, 强度达到0.06℃∙km^-1, 大于同时期卫星遥感观测结果, 垂向影响深度超过20m, 且具有一阶理查森数(Richardson number, Ri)的典型动力学特征。进一步的ROMS 模式诊断分析结果显示, 锋面处水平梯度增强, 且动力学上表现出一阶Ri数, 为锋面不稳定的发生提供了有利条件。高分辨率模拟结果显示, 在夏季西南风的驱动下, 沿锋面地转流方向的风应力引起的跨陆架Ekman输运将锋面处冷水向暖水运移, 导致水平浮力梯度和锋面强度增强并形成负Ertel位涡(Ertel potential vorticity, EPV)。因此, 夏季风场强迫引起的Ekman浮力通量(Ekman buoyancy flux, EBF)可能是南海北部锋面不稳定现象的主要贡献者, 对局地动力环境有重要影响。

文章基于长乐海滩前滨剖面的实测波浪数据, 通过统计分析以及谱分析的方法, 探讨了潮汐过程中长乐海滩波浪参数及耗能过程的变化规律。结果表明, 观测期间内波浪以混合浪为主, 各测点谱型较宽, 存在多峰振荡现象。向岸传播过程中, 波能耗散的形式为窄频域向宽频域转变, 能量分布趋于分散, 高频波能减小, 低频波能反而有所上升, 波浪破碎后生成长重力波。破波带内的能量衰减与波浪传播距离具有良好的相关性, 破碎波能在破波带内大约衰减了98.3%。潮汐水位对波浪具有明显的调制作用。入射波能随潮汐水位的增加而有所增加, 且水位越高, 入射波能分布越分散。破波带内的有效波高和潮汐水位具有显著的正相关关系。潮汐过程中固定测点的波谱变化与波浪沿剖面的波谱变化具有明显的相似性。

本文基于观测数据和模式产品, 探讨了南海西边界流(South China Sea western boundary current, SCSwbc)区域海洋涡旋的统计特征、涡致热输运并重点探讨了两类冬季环流形态及其风场分布对它们的影响。结果表明研究区域的涡旋气候态上存在旋转速度很强, 半径较大, 振幅略高于平均值的涡旋统计特征, 其中气旋式涡旋(cyclonic eddy, CE)的占比约为56.8%。并且涡旋的生成和消亡主要发生在冬/春季, 而涡旋的振幅、半径和旋转速度在夏/秋季发展到顶峰。年际时间尺度上, 年平均经向风应力与反气旋式涡旋(anticyclonic eddy, AE)的振幅、半径、旋转速度和消亡均有较好的相关性, 但与CE特征的相关性并不好。“O” 型冬季环流模态下, 风场和南海西边界流显著减弱, 冬季环流在越南沿岸发生向东分支。涡旋在“O”模态下吸收平均流能量迅速发展, 在越南沿岸东部地区产生了强的涡致热输运(eddy-induced heat transport, EHT)。同时, 涡旋内部旋转速度减小且反气旋式涡旋个数减少; “U” 型冬季环流模态下, 情况则相反。

南海自新生代以来发育了大量的碳酸盐岩台地和生物礁, 并普遍发生白云岩化作用, 具有广阔的油气勘探前景。文章通过开展岩相学观察、矿物学分析、常微量元素和碳氧同位素分析, 同时结合Fe组分及Fe同位素地球化学分析, 对南沙群岛南科1井白云岩的发育特征和成岩环境进行了系统研究。结果表明: 南科1井上中新统—下更新统白云岩主要形成于近地表环境中, 溶蚀孔隙发育, 残余结构明显。白云岩层中发育有多个与暴露成因有关的界面, 未发现石膏层的存在。同时, 白云岩普遍具有低Fe、Mn和Sr的特征以及与现代海水相似的REE分布模式, δ¹³C和δ¹⁸O多为正值, 但不存在相关性。整体来看, 白云岩可能形成于轻微蒸发海水的渗透回流作用, 还受到了与古气候变冷有关的海平面下降的控制。此外, 南科1井岩芯中多个层位发育铁白云石, 并且集中分布在暴露面附近。Fe组分和Fe同位素组成结果显示, 白云岩中Fe主要来源于海水中碳酸盐的沉淀, 成岩过程中基本不存在额外的陆源或热液来源的Fe混入。铁白云石主要形成于低温和浅埋藏环境中, 大气淡水对生物骨架、生物碎屑以及自生碳酸盐矿物的淋滤-溶解作用为其提供了重要的物质来源。作为生物礁体暴露地表期间的产物, 铁白云石的发育层位可能指示着低海平面时期。

海洋初级生产过程是海洋碳循环的重要组成部分, 影响生物地球化学循环和全球气候变化。浮游植物作为海洋初级生产的主要贡献者, 按粒径大小可分为小型(micro粒级, >20μm)、微型(nano粒级, 2~20μm)和微微型(pico粒级, <2μm)。不同粒级浮游植物初级生产力(size-fractionated primary production, PP_size)对总初级生产力贡献不同, 在海洋物质能量流动及碳循环中扮演着不同角色。本文基于2019年南海西部夏季航次12个站位的生物光学剖面数据, 研究了南海西部分粒级浮游植物叶绿素a浓度和初级生产力的空间分布及它们对总叶绿素a浓度和总初级生产力的贡献百分比。利用各粒级670nm波段的浮游植物吸收系数[size-fractionated phytoplankton absorption coefficient at 670nm, a_ph-size(670)]与光合有效辐射(photosynthetically active radiation, PAR)的乘积[a_ph-size(670)×PAR]建立了南海分粒级初级生产力算法, 对于小型、微型和微微型浮游植物数据集, log[a_ph-size(670)×PAR]与log(PP_size)之间的决定系数R²分别为0.64、0.76和0.67。交叉验证的结果表明, 该算法具有良好的泛化性能。其性能显著优于仅利用浮游植物吸收系数估算分粒级初级生产力的算法, 表明PAR是影响分粒级初级生产力变化的重要因素之一。采用基于叶绿素a浓度的算法估算各粒级初级生产力时, 针对小型和微微型浮游植物数据集, 该算法的性能与本文构建的算法近似; 但针对微型浮游植物数据集时, 基于叶绿素a浓度的算法性能显著较低, 这可能归因于微型浮游植物吸收系数与叶绿素a浓度间的弱相关性。

澳洲管体星虫(Siphonosoma australe)是海南当地极具特色的星虫资源, 经济价值高。近年来该资源急剧衰竭, 开展星虫资源恢复与保护十分重要。文章对海南澳洲管体星虫卵细胞的显微与超微结构进行研究。结果显示: 1) 卵细胞发育经历4个阶段: 生长前期, 体腔液中大量光滑的凹饼状红细胞出现表面凹凸不平的褶皱(直径小于30μm), 暗示这些红细胞是卵原细胞; 生长后期, 30~40μm的卵细胞表面褶皱消失, 变成光滑的圆厚饼状, 并出现厚度1μm的卵黄膜, 卵黄颗粒开始积累; 成熟前期, 卵细胞球状, 直径60~120μm, 卵黄膜增厚至5~11μm, 卵黄颗粒增多, 细胞核增大, 部分染色质形成高电子密度的团块散布于核内; 成熟后期, 直径120μm, 卵黄膜厚11~12μm, 卵黄颗粒充满整个卵细胞, 膜孔外露于膜表层。2) 成熟期澳洲管体星虫卵黄膜仅分为两层: 有一定厚度的均质内层和多层重叠膜结构组成的外层, 同时外层上覆盖有粒状突。膜孔结构简单, 主要是膜凹陷折叠形成。3) 卵黄颗粒分为Ⅰ型和Ⅱ型, 其发生途径主要由线粒体、内质网、高尔基体和溶酶体等细胞器演变而成, 亦可由卵母细胞吞饮而成。最为常见的是高尔基体包裹形成的Ⅱ型卵黄颗粒。4) 海南文昌海域澳洲管体星虫的繁殖季节为4—8月, 其中5—7月是繁殖高峰期。3月初卵母细胞开始出现, 4—8月成熟卵细胞在体腔中保持一定密度, 9月份卵细胞密度降至极低, 10月份后消失。澳洲管体星虫作为一种新的具有热带特色的水产种质资源, 其卵细胞发育及生殖周期研究将极大推动其繁育及保护的相关技术探索。

海南岛岸礁的造礁珊瑚代表性种类澄黄滨珊瑚(Porites lutea)是环境适应性较强的块状产卵型珊瑚。探究其遗传结构和连通性将有助于揭示其海南岛岸礁集合种群的遗传多样性格局和幼虫迁移路径, 进而阐明海南珊瑚礁的恢复潜力。文章通过11个P. lutea微卫星标记来分析10个海南岛岸礁地理群体(八所、海尾、大铲礁、邻昌礁、雷公岛、木栏头、铜鼓岭、龙湾、大洲岛和鹿回头)和1个西沙群岛(西沙七连屿)群体的遗传结构。结果显示, 整体上各群体的遗传多样性中等偏低, 平均等位基因丰度 (allelic richness, R_s)为(2.8±1.3)(八所群体) ~ (3.7±1.7)(邻昌礁群体), 平均观测杂合度和期望杂合度分别为0.31 (铜鼓岭群体) ~ 0.54 (大铲礁群体)和0.50 (雷公岛群体) ~ 0.64 (海尾群体)。除海南岛东部龙湾群体、大洲岛群体和西部的八所群体、大铲礁群体之外, 其他7/11的地理群体均呈杂合子缺失。海南岛岸礁澄黄滨珊瑚P. lutea地理群体间的遗传分化显示, 集合种群分为北东南遗传连通带和西岸两支, 支间遗传分化显著, 前者包括北岸的雷公岛群体和木栏头群体、东岸的大洲岛群体, 以及南岸的鹿回头和八所群体。由于珊瑚幼虫随海流迁移而形成的有效的基因流, 消弭了它们之间的遗传分化, 而西岸群体因北部湾沿岸海流交换不畅, 与外部的基因交流受阻。西岸的海尾群体与西南部的八所群体间尽管相距不足50km, 但遗传分化明显, 这可能是由于昌化江径流形成的盐度波动和悬浮沉积物的隔离作用。同样, 铜鼓岭群体因处于铜鼓岭岬角内波影区, 其南部八门湾径流或限制了它与东岸群体的基因交流, 因而呈现近交、低杂合度和非随机交配特性。此外, 由于对离岸礁坡环境的趋同适应, 东岸龙湾群体与西岸的离岸岛礁邻昌礁群体、大铲礁群体和海尾群体之间的遗传相似性更高。以P. lutea集合种群为代表的海南岛珊瑚岸礁有着相对充沛的基因交流, 且因受海流、径流及复杂岸礁环境影响而形成了多层次的遗传分化和基因流格局, 这构成其应对外界胁迫的主要自然恢复力。西沙群体与海南岛岸礁群体之间的遗传分化较大, 呈现显著的地理隔离。西沙七连屿可能由于自身珊瑚礁健康状况的衰退而丧失了对海南岛珊瑚幼虫的补充能力。

本论文对中国南海来源真菌Penicillium sp. SCSIO 40438的次级代谢产物进行了研究。通过硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱以及高效液相色谱等多种分离方法对该菌株的发酵产物进行了分离纯化, 并利用核磁共振和高分辨质谱等波谱学方法对分离得到的化合物进行了结构鉴定。从中共分离鉴定到9个化合物: 1-(2-Methylbut-3-en-2-yl)-1H-indole-3-carbaldehyde (1)、1-methyl-2(1H)-quinazolinone (2)、fructigenine A (3)、fructigenine B (4)、2-[(s)-hydroxy(phenyl)methyl]-3-methylquinazolin-4(3H)-one (5)、3-methylviridicatin (6)、3-O-methylviridicatol (7)、viridicatol (8)和(+)-cyclopenol (9)。其中, 化合物1和2为新天然产物。抑菌活性实验表明, 化合物8具有中等强度的抑制金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌活性, 最低抑菌浓度为8.0µg·mL^-1。

基于弱非线性理论及再分析同化数据, 计算了苏禄—苏拉威西海冬季及夏季内孤立波动力参数, 包括内孤立波线性速度、一阶和二阶非线性参数及线性色散参数, 并研究了这些参数的时空变化特征。我们发现, 虽然苏拉威西海域受到更加显著的西北太平洋水入侵, 但苏禄海内孤立波动力参数的时空变化特征却比苏拉威西海更为显著。夏季苏禄海内孤立波线性速度总体上比冬季约大0.1m·s^-1; 与此相反, 夏季苏拉威西海内孤立波线性速度却比冬季约小0.05m·s^-1。无论是一阶或二阶非线性动力参数, 其在苏拉威西海的时空变化均比较微弱, 但在苏禄海则较为显著。苏禄海夏季一阶非线性动力参数比冬季高出约3×10^-3s^-1, 但是夏季二阶非线性动力参数却比1月份低约3×10^-5m^-1·s^-1。此外, 相比冬季, 夏季苏禄海和苏拉威西海的色散动力参数均有所减弱, 但其在苏禄海减弱的幅度更大。综上, 苏禄—苏拉威西海环流引起的水体层化最大浮力频率所在深度的时空变化是造成上述内孤立波动力参数时空变化的根本原因。