利用基于FVCOM(Finite Volume Coastal Ocean Model)模式同化沿岸验潮站数据的高分辨率潮汐数值模型结果, 分析研究了包含中国近海、日本海和鄂霍次克海在内的西北太平洋海域全日、半日分潮的潮能通量与耗散。西北太平洋的潮波能量分3支, 分别传入鄂霍次克海、东海和南海。传入东海的半日潮波能量是传入南海的3倍左右; 传入南海的全日潮波能量是传入东海的5倍多。传入中国东部海域的M₂分潮能中, 有64.3%耗散在东海, 32.4%耗散在黄海, 仅有3.2%耗散在渤海; 而K₁分潮能中分别有48.2%、31.4%及7.1%耗散在东海、黄海及渤海。进入南海的潮能中, 仅有32.7%的M₂分潮能和38.3%的K₁分潮能耗散在南海的北部海域, 另有23.9%的M₂分潮能进入并耗散在台湾海峡, 其余则进入南海南部。传入日本海的太平洋潮能很少。鄂霍次克海消耗的全日潮能是半日潮能的2倍。

2010年在吕宋海峡西侧约3300m深处的观测潜标得到了上层海洋9个多月的高频率的流场和温盐数据, 用调和分析和功率谱分析等方法对观测结果进行分析, 发现测点春季的O₁潮较强, 而冬季K₁潮较强, 夏季内潮较弱, 但整体都为不规则日潮。台风“南玛都”经过后测点200~270m次表层出现明显近惯性振荡, 其沿顺时针旋转, 能量下传。测量期间共有105个孤立内波经过测点, 测点处冬季的孤立内波数量并不少于春夏季。两个相邻孤立内波间的时间间隔约为24.6~24.7小时, 并不存在a型波和b型波的区别。

基于2005年1月~2009年12月中国Argo实时数据中心发布的Argo网格化产品, 对台湾以东海域的表层和深层海温进行了分析, 证实了日本南部海域存在北太平洋副热带模态水, 提出暖水团概念, 分析了其成因和垂直结构, 并利用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)数据和WOA09(World Ocean Atlas 2005)数据对暖水团进行验证。揭示出台湾以东海域各层次温度大面分布大体呈3个模态特征, 并依此将台湾以东海域分为热带、副热带和温带三个海区; 对各海域截取断面图, 对其温跃层进行分析, 归纳出永久性温跃层和季节性温跃层在垂直方向上的分布和季节性变化, 并对其成因进行了讨论。

利用近20年的卫星遥感海面绝对动力高度(Absolute Dynamic Topography, ADT)数据、表层流数据及Argos表面漂流浮标数据等研究了热带东印度洋表层环流的季节变化特征。分析结果显示, 热带东印度洋表层环流的变化与季风演替基本同步, 赤道以北海域环流季节变化特征甚为显著。与此大尺度环流年循环同步, 孟加拉湾湾口环流也相应变化: 湾口东部在5~9月为南向流, 一直延伸至苏门答腊岛外海, 其他月份, 从湾口东部至整个苏门答腊岛外海(4°S以北)为北向流; 湾口西部经向流的变化大体与东部相反。Argos漂流浮标轨迹进一步揭示了湾内外各季节水交换路径: 西南季风期, 源自阿拉伯海及印度半岛南部海域的漂流浮标主要通过西南季风漂流由湾口西侧进入湾内, 湾内的漂流浮标通过湾口东侧沿着苏门答腊岛进入赤道印度洋; 东北季风期, 漂流浮标进出湾口的途径大体与西南季风期相反。本研究还表明, 季风海流及赤道急流的纬向流速季节变化最大, 而经向流速的季节方差最大的则为东印度沿岸流及拉克沙群岛高压(拉克沙群岛低压)。

利用NCEP/NCAR的1951~2010年逐月再分析资料和NOAA气候诊断中心的1951~2010年的海表温度扩展重建资料, 在诊断分析的基础上结合数值模拟试验探讨了前期秋季开始持续的热带海温异常事件对菲律宾低层大气环流的影响。结果表明: 1)相比于西南印度洋海温异常事件和北印度洋海温异常事件, 前期秋季印度洋上与9月至次年6月的菲律宾异常反气旋(PSAC)关系最为密切的是印度洋偶极子事件(IOD); 2)在前期秋季单纯El Niño事件发生时, 11月至次年5月在菲律宾海地区均表现出明显的异常反气旋性环流特征。在没有El Niño事件影响时, 单纯正位相IOD事件下从11月到次年4月菲律宾海地区依然表现出异常反气旋性环流特征, 但再分析资料表明其强度要较El Niño情形下的偏弱; 3)当正位相两事件伴随发生时, 两事件对El Niño具有协同作用, 在该作用下菲律宾海地区的反气旋异常环流相对于单纯某种海温异常事件表现得更加强大, 且持续时间更长, 甚至到8月仍表现出显著的反气旋环流特征。

利用三维变分同化技术, 通过将ATOVS(Advanced TIROS-N Operational Vertical Sounder) (包括AMSUA和AMSUB微波辐射探测器及高分辨率红外辐射探测器HIRS)亮度温度资料直接同化进中尺度数值预报模式WRF中, 以提高模式对台风路径的模拟精度。针对两个台风个例鲇鱼(2010)和纳沙(2011)进行了同化试验, 结果表明：1)同化卫星亮温资料能够改善台风初始场结构(大气流场、温度场和水汽场), 进而提高对台风路径的模拟精度; 2)不同资料的同化效果不一样, 同化AMSUA资料对台风的路径模拟有较明显的改善效果, 而同化HIRS3资料和AMSUB资料则无明显改善效果; 3)卫星资料同化对于改变环境引导气流有较大作用, 可以通过影响副高的强弱和位置改变环境气流场, 从而影响台风的路径。

对南海北部224个表层沉积物样品的粒度组成和碳酸盐含量进行了测试和分析, 探讨了沉积物的运移方式及其沉积环境。结果表明, 南海北部表层沉积物可划分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂质砂、砂质粉砂、砂-粉砂-黏土、黏土质粉砂、粉砂质黏土、黏土等类型, 其中深海-半深海沉积物又可分为：硅质黏土、钙质黏土、含钙质和硅质黏土、有孔虫砂、钙质黏土质粉砂、钙质砂-粉砂-黏土、硅质黏土质粉砂。粉砂质黏土、黏土质粉砂、砂、砂质粉砂、黏土是分布最广泛的沉积物类, 约占该区面积的80％以上。同时对粒度相关参数和碳酸盐含量进行了因子统计分析并作沉积环境分区, 结果表明上述参数可分为3类因子, 将研究区分为4类区域。因子1作用于Ⅰ、Ⅱ两个区域。Ⅰ区为黏土级沉积区, 主要分布在研究区东南部水深较大的海域; Ⅱ区为中、细砂质沉积区, 主要分布在粤西外大陆架和华南大陆沿海。因子2作用于Ⅲ区, 为粗、中粉砂质沉积区, 主要分布在琼东南、珠江口外海大陆坡以及台西南外大陆架。因子3作用于Ⅳ区, 为粗砂质沉积区, 主要分布在台西南内大陆架海域。

选取纵穿南海北部陆缘的长排列多道地震剖面, 利用挠曲回剥和重力异常模拟相结合的过程导向法(process-oriented gravity modelling, POGM), 计算了研究区内不同构造单元同张裂及裂后阶段的岩石圈有效弹性厚度(effective elastic thickness, T_e), 并对其分布特征进行了详细分析。计算结果显示: 张裂过程中岩石圈强度很弱; 而裂后阶段岩石圈强度在不同构造单元并不相同, 其中番禺低隆起和下陆坡区强度较高, T_e约为15km, 而在北部坳陷带为7km左右, 白云凹陷地区强度最低, 仅为5km左右。获得的岩石圈强度结果,加深了对南海北部大陆边缘盆地特征和岩石圈构造演化过程的认识, 具有重要的意义。

以从海南三亚近海海水中采集的样品为研究对象, 利用平板筛选法筛到一株产酯酶的中度嗜盐菌菌株LYG1-1。通过形态学、生理生化及16S rRNA 序列分析, 发现该菌株为革兰氏阴性菌, 其最适生长温度为30℃, 最适生长pH 为7.5, 最适NaCl浓度为10%。16S rRNA基因序列分析显示, 菌株LYG1-1与Halomonas salina 亲缘性最近, 16S rRNA基因序列相似性为99.72%。在含10% NaCl的0.05mol·L^-1 Tris-HCl(pH 8.0)缓冲液中, 45℃条件下作用, 酶活性最高, 40℃处理24h仍保持83%的活性。金属离子浓度为5mmol·L^-1时, Ca²⁺、Mg²⁺对菌株LYG1-1酶活具有明显的激活作用, Hg²⁺表现出强烈的抑制作用。

采用氯仿-甲醇混合液提取法及气相色谱-质谱联用法, 首次对造礁石珊瑚(风信子鹿角珊瑚Acropora hyacinthus)繁殖前后脂质与脂肪酸的变化进行了研究。研究结果表明：1)繁殖过程对风信子鹿角珊瑚脂质含量、组织含量有较大影响。繁殖过后风信子鹿角珊瑚脂质含量减少约43.4%, 组织含量减少约19.6%, 而共生藻密度在繁殖过程中并无显著性变化; 2)风信子鹿角珊瑚在繁殖前脂质含量大量累积, 以顺利完成繁殖过程; 3)首次表明二十碳五烯酸(C20:5n-3, eicosapntemacnioc acid, EPA)、二十二碳六烯酸(C22:6n-3, docosahexaenoic acid, DHA)是造礁石珊瑚繁殖过程中重要的脂肪酸, 其含量在繁殖过程中具有显著变化。EPA含量繁殖前从15.7μg·gdw^-1增加到22.16μg·gdw^-1, 增加41.1%, 而繁殖后降为15.06μg·gdw^-1, 减少32.0%; DHA含量繁殖前从18.17μg·gdw^-1增加到24.81μg·gdw^-1, 增加36.5%, 而繁殖后降为16.31μg·gdw^-1, 减少34.3%。此外, 多聚不饱和脂肪酸(poly-unsaturated fatty acids, PUFAs)含量在繁殖后也显著性减少; 4)造礁石珊瑚繁殖时可能会适当增加摄食, 以满足繁殖过程对脂肪酸和能量的需求。

珊瑚与虫黄藻的共生是珊瑚礁生态系统最基本的生态特征, 虫黄藻光合作用效率直接决定着珊瑚的健康状况。本研究对海南三亚鹿回头珊瑚礁礁坪上5种典型珊瑚(澄黄滨珊瑚Porites lutea、丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis、标准蜂巢珊瑚Favia speciosa、多弯角蜂巢珊瑚Goniastrea favulus和伞房鹿角珊瑚Acropora corymbosa)共生藻的实际光量子产量Φ_PSⅡ进行了连续5日的现场监测, 并同时监测了该海域的7种环境参数(温度、盐度、溶解氧、pH、海水中二氧化碳分压pCO₂、辐射和潮位), 旨在探索鹿回头海域珊瑚共生虫黄藻光合作用的日变化规律及其调控因素。结果表明, 珊瑚共生虫黄藻光合作用效率和各环境参数都存在明显的日变化, 但共生藻光合作用效率主要受光合有效辐射强度(photosynthetic active radiation, PAR)所调控, 其次是温度和潮位变化。澄黄滨珊瑚的共生藻光合作用最易受到环境因素的影响。

于2010~2011年间分4个季节, 对大亚湾海域尿素浓度及浮游生物的脲酶活性开展调查研究, 结合相关理化环境及生物因子, 分析大亚湾海域尿素的可利用性及其对浮游植物群落演替的影响。结果表明, 海区尿素浓度变化范围为0.81~8.54μmol N·L^-1, 夏季尿素含量最高, 达4.32 ± 1.65μmol N·L^-1; 冬季含量最低, 为1.57 ± 0.49μmol N·L^-1。夏、秋季节有很多站位尿素水平甚至超过溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen, DIN)含量1~3倍, 表明尿素是大亚湾海域浮游植物生长不可忽略的重要氮源。较高水平的尿素主要分布在养殖区和靠近陆地的近岸海域。浮游生物脲酶活性在秋季最高, 平均达61.0 ± 33.6nmol N·L^-1·h^-1, 冬、春季脲酶活性常低于检出限。在秋季, 浮游生物脲酶活性与甲藻密度密切相关。脲酶已被证明是大洋中浮游植物水解尿素的最主要途径, 因此尿素可能在一定程度上影响大亚湾甲藻等浮游植物的生长。

通过离体组织培养, 观察了灰叶马尾藻Sargassum cinereum 卵细胞分裂过程, 并探讨盐度对其卵释放和幼孢子体发育的影响。结果表明, 在实验盐度范围(15‰~42‰)内, 灰叶马尾藻均能正常排卵, 其中盐度22‰~34‰时, 卵可集中快速放散, 而偏高或偏低盐度导致卵子释放延迟, 同时高盐(30‰~42‰)比低盐(15‰~26‰)处理的灰叶马尾藻释放更多卵子。卵从卵窝孔刚排出时为1核卵, 在随后4h内经核分裂形成8核卵, 其中只有1个子核可与精子核结合成为受精卵, 其他子核消失。受精卵的第一、二次分裂为横分裂, 而第三、四次为纵分裂, 4次分裂历时4～5h, 之后分裂速度加快, 细胞数目迅速增多, 1d内形成幼孢子体。第2d以假根生长为主, 此后叶状部逐渐生长。盐度显著影响灰叶马尾藻幼孢子体早期发育, 当盐度22‰~38‰时假根生长正常, 偏高或偏低盐度均不利于假根生成和伸长, 其中高盐度对假根生长的抑制程度更强；叶状部生长的适宜盐度为26‰~38‰。综上所述, 灰叶马尾藻卵释放及幼孢子体早期发育的适宜盐度为26‰~34‰, 其中最适盐度为34‰。

利用2001、2002、2006和2009年夏季6个航次的温盐深(conductivity-temperature-depth, CTD)调查资料, 揭示粤东至闽南沿岸海域上升流空间结构和强度的年际差异; 并利用卫星遥感风场资料、海床基的海流和底层水温资料、广东南澳海洋站表层水温资料探讨海面风场、热带气旋对上升流的影响, 上升流强度的时空特征, 上升流的短期变化、生消过程及上升流的水体来源。结果表明, 粤东至闽南沿岸海域上升流的范围和强度存在年际差异。上升流涌升至表层只出现在2009年7~8月航次。闽粤交界区沿岸海域, 2006年7~8月航次, 上升流范围较窄, 且偏东北; 2009年7~8月航次, 范围较宽; 2001年7~8月航次, 范围偏西南。粤东沿岸海域, 2006年7~8月航次上升流涌升高度较低, 其他航次较高。研究海域2002年7~8月航次上升流强度较强, 其他航次较弱。热带气旋使得上升流区海水垂向混合强烈, 中下层冷水与表层暖水混合后迅速升温, 上升流被破坏。粤东沿岸海域上升流强度强于闽南沿岸, 出现时间也早于闽南沿岸。7月初至7月中旬, 上升流开始形成, 但不稳定; 7月中旬至8月上旬, 上升流处于强盛阶段; 8月中旬至9月上旬, 上升流减弱; 9月上旬至9月中旬, 上升流迅速消亡。粤东至闽南沿岸海域上升流的水体来源于粤东沿岸外海深层冷水。

搅拌是海水混合的重要组成, 其强度可由基于拉格朗日观点的有限时间李亚普诺夫指数(Finite Time Lyapunov Exponents, FTLE)定量计算。文章利用卫星高度计资料统计分析了2002~2011年间南海地转流场的FTLE时空变化特征。结果显示, FTLE在越南东南海域强度最大, 对应水平搅拌作用最强; 而在南海西北、东南区域其值偏低。近10年的南海水平搅拌呈缓慢增强趋势, 且存在明显的季节变化, 夏季较强而冬季偏弱。FTLE的空间分布与基于欧拉观点的涡动能和应变速率相似, 强搅拌的区域, 其涡动能和应变速率亦较高。与Okubo-Weiss参数的比较则显示, 构成流场拉格朗日拟序结构(Lagrangian Coherent Structures, LCS)的FTLE脊线与流场中涡旋联系紧密, FTLE低值集中在旋转主导的涡旋内部, 而高值多在涡旋周围应变主导区域。

利用搭载在Aqua和Terra卫星上的MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)、AMSR-E(advanced microwave scanning radiometer for the earth observing system)传感器测量反演的昼夜海表温度(SST), 计算海表面日增温(sea surface diurnal warming), 分析南海海表面日增温的短期和年变动特征。受观测平台过境时间、传感器测量SST方式、反演算法等影响, MODIS/Aqua计算的日增温幅度略大于AMSR-E/Aqua和MODIS/Terra, 但在表征南海海表面日增温的时空分布特征以及变化趋势上三者并未见显著性差异。南海海表面日增温在时间分布上以冬季为最小, 春季为最大; 在空间分布上则是南部海域大于中部和北部海域, 东部海域大于西部海域。春夏之交的吕宋海峡西北部尤其容易发生日增温事件。海表面日增温与太阳辐射、风速、云量等影响有关, 其中风速与海表面日增温显著负相关。

为进一步揭示热带太平洋海气系统要素场之间的非线性相关特征, 基于Hadley提供的海温场资料和美国国家环境预报中心(NCEP)和美国国家大气研究中心(NCAR)提供的海面风场和海面气压场资料, 采用经验正交(EOF)分解和非线性典型相关分析法(NLCCA), 分析了海温、海面风场和海面气压场三要素场之间的非线性相关性。结果表明, 西太平洋暖池的异常暖状态和热带太平洋的西风异常与ENSO的非线性之间存在着密切关联。进一步引入奇异值分解方法(SVD), 将其与NLCCA方法相结合, 分析了热带太平洋海温场与海面风场、海面气压场耦合变化的关键影响区及其异性相关的分布特征。分析表明, 热带太平洋西风异常和西太副高与ENSO循环之间存在较好的相关性。具体表现在: 海温在中东太平洋地区出现异常增暖时, 有助于加强东南亚地区的对流发展, 促使东南亚地区季风的提前爆发; 而东北太平洋副热带高压强度变化对北太平洋中部Nam ias海区海温距平的东西向振荡具有重要作用。研究为ENSO循环的非线性特性提供了有力的证明, 也为ENSO的预测研究奠定了相关基础。

研究了不同摄食水平(从饥饿至饱食)和温度(21℃、27℃和33℃)对军曹鱼幼鱼(平均初始体重约10g)生长和氮收支的影响, 并建立了生长-摄食/温度关系和不同摄食水平和温度条件下的氮收支方程。结果表明, 在实验的温度范围内, 军曹鱼幼鱼特定生长率均随摄食水平的增加呈显著增长趋势, 生长-摄食关系在33℃时表现为线性相关, 在27℃和21℃时表现为减速增长趋势, 采用对数函数定量描述; 在实验的摄食范围内(饥饿组除外), 军曹鱼特定生长率随温度增加呈增长或先升后降的变化趋势, 两者间的关系均采用二次函数定量描述。在实验的温度范围内, 随摄食水平增加, 军曹鱼幼鱼食物转化效率在水温33℃和21℃时呈增长趋势, 在水温27℃时呈先升后降的变化趋势; 在实验的摄食范围内(饥饿组除外), 军曹鱼幼鱼食物转化效率随温度增加呈增长或先升后降的变化趋势, 饱食时虽然食物转化效率最大值出现在33℃时, 但方差分析显示33℃和27℃之间无显著性差异, 其他摄食水平组在27℃时有最大值。在实验的摄食水平和温度范围内, 军曹鱼幼鱼的排泄氮随摄食水平和温度的增加均呈显著增长趋势。

根据2012年9~12月所罗门群岛海域采集的353尾黄鳍金枪鱼Thunnus albacares样本, 分析渔获物个体组成、性别比例、性成熟率和性腺指数等繁殖生物学参数。结果表明, 捕获个体中包含大小两个群体; 雌性群体个体规格明显小于雄性(p<0.001)。春夏季9~12月雌、雄总体性别比为0.67︰1, 显著偏离1︰1 (p<0.01); 但性别比例与调查月份和个体大小密切相关, 从9月到12月逐渐接近, 至12月达到1︰1(p>0.05)。性别比例随叉长增长逐步降低, 叉长大于110cm个体中以雄性为主(p<0.05), 雌性比例与叉长呈现线性负相关关系, 相关系数为-0.90, (p<0.01)。雌、雄个体性成熟率和性腺指数在春末夏初间逐步增长, 至11~12月达到最高; Ⅴ~Ⅵ期产卵个体比例增加, 这表明所罗门群岛海域黄鳍金枪鱼春夏季存在产卵群体, 从10月开始出现产卵个体, 调查期间12月产卵个体比例达到相对最高, 并且性腺指数与叉长呈现正相关关系; 更一步的分析表明, 雌、雄个体初次性成熟叉长分别为97.4cm和103.7cm。对该海域黄鳍金枪鱼繁殖生物学的研究有助于了解该种群资源状况, 对渔业资源评估具有重要意义。

2010年9月在南海北部5个深海站位和1个浅海站位进行了小型底栖动物和环境因子采样, 对小型底栖动物的丰度和生物量进行了定量研究。本次调查中, 共鉴定出10个小型底栖动物类群, 分别是线虫、桡足类、多毛类、介形类、甲壳类幼体、异足类、寡毛类、涡虫、无板类和等足类。从丰度来看, 线虫是绝对的优势类群, 占总丰度百分比为94.72%; 桡足类次之, 占2.70%; 多毛类再次, 占1.62%; 其他类群之和仅占0.96%。从生物量来看, 线虫的生物量最大, 占总生物量的53.83%; 其次是多毛类, 占32.17%; 居生物量第三位的是桡足类, 占7.14%; 其他类群之和占6.85%。小型底栖动物的丰度和干重生物量分别为566.12±635.61个·(10cm²)^-1和398.43±431.98µg·?10cm ²? ^-1? 线虫的丰度和干重生物量分别为536.21±593.48个· (10cm ²? ^-1和214.48±237.39µg·?10cm ²? ^-1。研究站位线虫、桡足类、多毛类和小型底栖动物丰度, 小型底栖动物生物量与环境因子的相关分析表明, 影响线虫丰度、小型底栖动物丰度、小型底栖生物生物量的主要环境因子包括底层水pH值、沉积物粉砂黏土含量和有机质含量。单因素方差分析(One-way ANVOA)结果表明, 线虫丰度、桡足类丰度、小型底栖动物丰度和生物量在不同站位均有显著差异。与渤海、北黄海、南黄海、长江口、芽庄湾(越南)、大亚湾、北部湾、南海近海等海域相比, 本研究海域的小型底栖动物丰度和生物量偏低。

报道了2009年夏季北部湾A、B两个断面浮游纤毛虫的丰度和生物量。纤毛虫的平均丰度为521±369个·L^-1, 平均生物量(以碳为单位)为0.63±0.54μg·L^-1。表层纤毛虫丰度和生物量的水平分布格局基本一致, 高值主要位于湾的北部近岸、西南部近岸及湾中部A5站。两个断面纤毛虫丰度和生物量的垂直分布特点不同, 纤毛虫在A断面水体中的垂直分布较均匀, 在B断面主要分布在15m层以浅。共鉴定出砂壳纤毛虫13属20种, 其中较为优势的种类为原始筒壳虫Tintinnidium primitivum、薄壳真铃虫Eutintinnus tenuis、三亚条纹虫Rhabdonella sanyahensis、未定种砂壳纤毛虫和斯氏拟铃虫Tintinnopsis schotti, 且表现出不同的水平分布和垂直分布规律。

利用光学显微镜、分子生物学方法, 对分离自广西北部湾海域的三角棘原甲藻Prorocentrum triestinum BBW-02藻株的形态特征进行了描述, 并探讨了其分子系统进化关系。三角棘原甲藻BBW-02细胞呈长卵形或披针形, 细胞长20~26μm, 宽10~14μm, 顶刺形如矛尖, 刺丝胞孔数量较少, 排列不规则, 主要分布于壳板边缘, 距离细胞底端1/3处壳板两侧各有2个近于对称排列的刺丝胞孔。18S rDNA序列同源检索和系统进化分析表明, 三角棘原甲藻BBW-02与其他地理株系的三角棘原甲藻聚为一支, 亲缘关系密切, 遗传差异仅为0.000~0.001。与其他种类相比, 三角棘原甲藻BBW-02与同属中的P. gracile亲缘关系最近。

微拟球藻Nannochloropsis被认为是具有作为生物柴油原料开发潜力的微藻。为了能够实现工业化生产, 有效地利用基因工程或遗传操作手段改造微藻, 提高产量, 建立稳定有效的遗传转移方法十分必要。本研究以微拟球藻本源β-tublin基因启动子和三角褐指藻Phaeodactylum tricornutm fcpA终止子驱动和终止来源于细菌的sh ble抗性选择基因, 构建了一个转化载体pHB4857。将pHB4857以电转移的方法转化海洋富油微拟球藻Nannochloropsis gaditana CCAP849/5。结果显示, 转化子可以在3μg·mL^-1 zeocin的抗性培养基中生长, PCR检测sh ble基因为100%插入率, 转化效率为1.25×10^-6。DNA印迹杂交结果表明, 外源基因是以随机整合的方式一个或多个拷贝插入到宿主核基因组中的, 大多数转化子中的外源基因的整合是完整的。转化子在抗性培养基中每10天传一代, 连续传代7个月以上, 未检测到抗性基因丢失现象, 外源抗性基因可以在宿主细胞中稳定存在。

2011年11月28日至2012年1月12日期间, 通过对南海18°N至5°N海域25个站点78个溶解态铝样品的采集分析及所获得的浮游植物数据, 首次研究报道了南海中南部海域溶解态铝的空间分布特征, 探讨其与浮游植物群落结构之间的关系。结果表明, 表层海水中溶解态铝平均含量138.3±39.1nmol·L^-1, 呈现陆架高、海盆和岛礁区低的水平分布特点; 表层浮游植物共57属132种, 分别属于硅藻门38属72种, 甲藻门18属58种, 蓝藻门1属2种, 细胞总丰度在(0.75~21.09)×10³cell·dm^-3之间, 表层溶解态铝的分布与甲藻总丰度(n=22, r=0.55, p<0.01)具有显著的正相关性。就垂直分布而言, 溶解态铝在0~100m水深内变化剧烈, 在100~300m深度范围内, 溶解态铝变化不明显, 200m处稍有增加; 溶解态铝的垂直分布与营养盐相关性不显著, 与叶绿素a浓度(n=16, r=0.58, p<0.05)、浮游植物总丰度(n=16, r=0.59, p<0.05)和甲藻总丰度(n=15, r=0.69, p<0.01)显著正相关, 推测冬季溶解态铝对南海甲藻生长具有一定促进作用。

砗磲是软体动物门瓣鳃纲砗磲科生物的统称, 广泛分布于热带珊瑚礁海域。20世纪八九十年代, 澳大利亚、美国以及菲律宾等太平洋岛屿国家集中开展了砗磲增养殖及与之相关的生理、生态和经济学等基础研究。砗磲通过与其共生的虫黄藻获得营养, 这一特性使得砗磲生长速度极快。砗磲的单位面积保有量可达400t·hm^-2, 使得它们在热带珊瑚礁海域中具有重要的生态学和养殖意义。不仅如此, 砗磲在其生长过程中所体现出来的珊瑚礁修复价值以及碳汇渔业价值对于海洋开发和保护都有着极其重要的意义。同时, 我国南海拥有环境优越的广阔热带海域, 可开展砗磲养殖的面积达3000km²以上。结合以上认识, 作者认为砗磲养殖具有形成热带海洋贝类养殖重大产业的潜力, 可以为我国南海珊瑚礁保护和生态文明建设工程提供支撑。

有孔虫Mg/Ca温度计是古海洋学研究中恢复古温度的重要手段之一。然而, 越来越多的研究表明, Mg/Ca温度计的准确性受多种因素的影响, 特别是盐度的控制十分重要。文章实测并搜集整理了印-太暖池地区全新世(大约11kaB.P.以来) 1000余个浮游有孔虫Mg/Ca比值数据, 分别利用包含和不包含盐度信息的两个常用转换方程求取了古海水温度, 并将二者进行了对比, 旨在探讨盐度因素对Mg/Ca温度计的影响。结果显示, 在表层水温大约28℃以下, 两个方程获得的结果几乎一致, 平均差异为0.07℃; 在表层水温28℃以上, 二者平均相差大约1℃。此外, 表层海水盐度越低, 包含盐度信息的转换方程获得的古海水氧同位素的值越大。上述结果揭示盐度对该地区有孔虫Mg/Ca比值的影响效应不明显。

为了满足深海极端环境科学研究的需求, 设计了深海极端环境模拟装置。对系统结构以及工作原理进行分析, 介绍了培养釜、温度控制子系统和压力控制子系统。重点针对当前模拟装置压力控制精度不高的问题, 设计了高精度压力传感器, 并提出一种迭代自学习PID压力控制算法, 实现系统压力自动检测和连续控制, 同时带有观察窗的培养釜结构可以实现微生物状况实时观测。实验结果表明, 该系统能够实现深海极端环境参量高精度模拟, 可以为深海极端环境科学研究提供很好的平台。

通过对惠州大亚湾春夏季大气沉降的采样分析, 探讨了大亚湾大气干湿沉降中氮磷营养盐的特征。结果表明, 观测期间总氮和总磷的月均沉降通量分别为257.45和1.79kg·km^-2·月^-1, 均以湿沉降为主。氮的干湿沉降都表现出了明显的春夏季变化差异, 干沉降通量夏季比春季大, 而湿沉降的结果与此相反; 磷的干湿沉降在两季的观测结果均趋于稳定, 无明显变化。在降雨冲刷、季风气候引起的大气传输和局部污染的共同作用下, 大亚湾大气中的营养盐主要以NO₃^--N的形式存在。大亚湾大气中的氮盐是该地区大气污染的主要控制目标。

利用中国科学院“实验1”号调查船2010~2012年东印度洋3个航次的走航断面观测数据, 分析了春季孟加拉湾南部和赤道东印度洋上层海洋的水文结构特征, 同时结合卫星遥感资料和世界海洋图集2009(world ocean atlas 2009, WOA09)气候态温、盐资料, 探讨了孟加拉湾南部海水经向地转输运的变化以及温跃层的波动。结果表明, 在3~5月份, 即印度洋冬季风向夏季风转换期间, 赤道西风的爆发成为这一海域最关键的驱动力, 将阿拉伯海的高盐水向东输运, 使赤道纬向压强梯度力转为西向, 减弱了赤道潜流并引起向北的经向地转输运。在孟加拉湾湾口, 赤道的波动强迫导致了经向输运由南向转为北向, 来自阿拉伯海的高盐水与孟加拉湾的低盐水在此汇集, 形成了明显的盐度梯度; 波动强迫还使得孟加拉湾湾口呈现出一个向西移动并减弱的气旋涡流场。在波动和表层盐度差异的影响下, 湾口温跃层维持着向西下倾斜的状态, 即使是在印度洋东岸海水堆积时, 也没有显示出如赤道断面温跃层那般的大幅度加深。

根据2011年8月19日至9月12日南海北部开放航次的温、盐资料, 采用模糊聚类分析方法, 结合8、9月份的卫星高度计资料, 研究了2011年夏季南海北部海区水团的特征和分布状况。在垂直方向上将南海北部水团划分为5类: 近岸混合水团、南海表层水团、南海次表层水团、南海中层水团和南海深层水团, 并对南海各个水团的分布, 温、盐特性进行了细致的分析。结果显示, 2011年夏季有黑潮水入侵南海, 入侵范围止于119°E。结合卫星高度计资料反演的地转流场发现, 流场内部有多个中尺度涡, 主要包括东沙群岛东侧和吕宋海峡东侧的反气旋涡, 以及东沙群岛南端的气旋涡, 说明2011年夏季南海北部环流具有显著的多涡结构, 并且该多涡结构对水团的垂向分布及黑潮入侵范围产生了一定影响。

文中利用广海湾内长达49个月的实测海浪资料, 对湾内海浪基本要素以及大浪过程与热带气旋活动的关系进行统计分析, 并选取一个典型台风过程的波浪进行研究。结果表明: 广海湾内波浪多以0~2级波高为主, 出现频率达67%, 3级波高次之, 出现频率为32%, 偶有4级波高出现; 平均波高年变化幅度不大, 但季节变化特征明显, 最大波高的年变化和季节变化幅度均较大; 大浪多出现在夏、秋季, 与热带气旋活动密切相关; 2008年9月强台风“黑格比”活动期间, 测点观测到最大浪高达3.55m, 形成5级以上大浪, 台风浪波型经历了涌浪(有成熟的, 也有未成熟的)-风浪-涌浪(未成熟的)的过程, 符合一般台风浪波型的演变规律。

文中利用水龄浓度概念, 结合计算水交换时间的水质模型公式, 在EFDC(环境流体动力学模型)水动力基础上, 分别计算了1965年和2006年清澜潮汐汊道的海湾水交换时间。研究结果表明, 2006 年的平均水交换时间为107d, 1965 年的平均水交换时间为114d, 发生变化的主要原因是清澜港航道被浚深至7~8m, 潮汐动力显著增强, 纳潮量增加了4.3%所致。

文章提出了一种基于改进的Hough变换先进合成孔径雷达(ASAR)图像船只尾迹自动识别算法。算法首先检测出船只并将船只部分用图像灰度均值代替, 然后设定阈值修正Hough变换域中的峰值检测, 再通过改进的Hough变换自动实现了船只尾迹的检测和识别, 最后利用约束条件来确定尾迹的起点和终点。实验结果表明, 文中算法能够自动检测到船只尾迹, 并且能识别出尾迹的类型, 反演出尾迹的起始点, 对海洋监测和管理具有重要的意义。

文中利用1990~2008年气象要素资料、热带气旋路径资料和福建沿海9个验潮站资料, 从热带气旋登陆、路径以及福建沿海地理特征等方面, 分析研究福建沿海热带气旋风暴潮特征。结果表明: 每年平均约有5.58个热带气旋登陆或影响福建, 风暴潮发生率为81.1%, 福建沿海风暴潮主要出现在5~10月, 风暴潮过程最多的是8~9月, 平均每年有4.53次风暴潮过程。正面登陆福建的热带气旋和登陆浙南的影响热带气旋, 最容易引发福建省沿海热带气旋风暴潮过程, 且风暴增水最强, 最大增水可达200cm以上, 其次是登陆广东的影响热带气旋。由于闽江口的喇叭口地形作用, 位于闽江入海处的闽江口岸段在全省4个岸段中风暴增水最强。

四分量海底地震仪(OBS)是一种新的接收仪器, 其获得的地震数据信息量大, 整体信噪比较高, 频率成分丰富, 具有较高的使用价值。OBS用于研究深部地壳结构已取得较好进展, 但较少应用到油气勘探和盆地研究中。在南海西北部采用大容量气枪阵列(0.083m³)作为震源、利用OBS记录气枪震源的反射和折射信息, 在油气勘探中是一种新的尝试。为正确使用OBS地震资料, 必须采用不同于常规地震资料处理的方法, 文中开拓性地使用了镜像叠前时间偏移处理方法。镜像叠前时间偏移处理方法是利用海面多次波进行成像的技术, 包括OBS资料矢量保真处理、P分量(压力分量)和Z分量(垂直分量)的叠前处理和镜像叠前时间偏移处理等; 其中矢量保真处理主要进行检波点位置二次重定位和检波点方向重定位及倾角校正, P、Z分量的叠前处理包括零相位化处理与地震道修改, P、Z矢量合并(P and Z summation)、剩余静校正、镜像叠加和多次波衰减等。采用镜像叠前时间偏移处理方法获得的剖面获得了较好的成像效果。

南海环礁发育过程中形成了开放程度不同的环礁类型, 依据环礁不同地貌部位的几何因子作为反映环礁开放程度的指标可以定量划分环礁开放程度类型。如果将澙湖潮汐通道作为环礁地貌结构要素用来反映环礁开放程度, 则潮汐通道可以成为新的度量因子。利用高分辨率遥感影像结合GIS技术, 以澙湖潮汐通道的几何参数为主构建反映环礁开放程度的模型, 结果表明, 以口门宽度与礁体中轴线长度之比为指标建立的经验式, 可用来划分环礁开放程度类型, 封闭型环礁的开放度为0, 准封闭型环礁的开放度为0~0.06, 半开放型环礁的开放度为0.06~0.25, 开放型岛礁的开放度为0.25~1。因此, 采用这一量化表达式反映南海环礁的开放程度类型, 可为珊瑚环礁的开放程度发育规律研究提供科学工具。

文中探讨了线粒体COⅠ(线粒体细胞色素氧化酶Ⅰ)和16S rRNA基因片段的遗传特性及其在鳎科鱼类种类鉴定和系统演化中的适用性。通过测序和下载GenBank中的相关数据, 分别获得了鳎科14属24种鱼类的65个个体的COⅠ基因片段以及14属23种鱼类的62个个体的16S rRNA基因片段。从碱基组成来看, 除北海牛舌鳎(Buglossidium luteum)的16S rRNA序列中A+T含量为49.8%以外, 其余种类的A+T含量均高于50%。COⅠ片段的碱基变异比例(约占45.5%)略高于16S rRNA片段(约占44.3%)。序列变异程度分析表明, COⅠ基因在种内和属内种间的平均K2P遗传距离分别为0.33%和19.91%, 而16S rRNA的相应值分别为0.26%和7.19%。前者种内和种间的遗传差异约为60倍(个别最小相差19倍), 符合Hebert的相差10倍的物种鉴定标准; 后者种内和种间的差异也有28倍(个别最小差值为5倍)。因此, COⅠ和16S rRNA序列均适用于鳎科鱼类的种类鉴定。另外, 2种基因片段的遗传距离在不同分类阶元的分布上存在重叠, 由于COⅠ序列的遗传距离重叠区域存在于较高的阶元之间(种间、属、科), 而16S rRNA序列的重叠区域存在于较低的阶元之间(种内、种间、属)。因此, 在应用这2个片段做系统演化研究时, 应根据研究的不同系统水平需要选择适当的分子标记。

文章以1997~2008年为时间尺度, 研究珠海市滨海湿地的动态变化。在对研究区域进行实地调查的基础上, 以1997、2000、2004、2008年4期Thematic Mapper(专题测图仪)影像为信息源, 结合其他调查统计资料, 以地理信息系统作为支撑, 建立了适合珠海市的滨海湿地分类系统, 提取了滨海湿地的相关信息。在此基础上选取珠海市的一些社会经济指标, 借助统计分析软件SPSS, 利用典型相关分析方法, 揭示了各类湿地面积变化与社会、经济各要素之间的相关关系, 对引起滨海湿地变化的驱动力进行了研究。

2010年3月在厦门湾采集表层沉积物, 应用改进的化学试剂连续分级浸取法(SEDEX)法对其中的弱吸附态磷(Ads-P)、铁结合态磷(Fe-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑态磷(De-P)和有机态磷(OP)的含量进行了分析测定, 结合沉积物的环境参数, 讨论了各种形态磷的地球化学行为。Ads-P、Fe-P、Ca-P、De-P、OP和总磷(TP)平均含量分别为9.80μg?g^-1、148.69μg?g^-1、14.07μg?g^-1、136.89μg?g^-1、91.97μg?g^-1和401.41μg?g^-1。研究表明, 沉积物中的TP受陆源输入影响较小; Ads-P和Ca-P含量主要源于海区内部生物地球化学过程; De-P、OP和Fe-P主要受陆源输入影响; Ca-P、De-P和OP与重金属(Cu、Pb、Cd和As)具有化学耦合作用, 在沉积过程中, 可能具有相似地球化学行为。

采用多元统计方法分析了雷州半岛滨海湿地表层沉积物中重金属的含量、相关性、空间分布特征和来源, 并对其生态风险进行了评价。研究区表层沉积物中的Cu、Zn、Pb、Cr、As、Cd和Hg的含量平均值分别为10.29±7.80、47.06±28.47、24.74±10.78、41.70±26.25、7.98±4.73、0.042±0.029和0.020±0.027μg·g^-1。Cu、Zn和Cr以及Pb、Cd和Hg为2个强正相关群, 第一个群中的重金属元素以自然来源为主, 第二个群则兼有人为输入和自然2个来源。重金属含量的高值区主要分布在流沙港、湛江港西部、海安港和雷州湾西部海域。对照美国海洋与大气管理局(NOAA)的生物效应标准, 研究区绝大部分海域内的表层沉积物中除As含量在约50%的站位的值在“效应范围低”(effect range low)和“效应范围中等”(effect range median)阈值之间, 对底栖生物会偶尔发生负面效应外, 其他重金属基本不发生负面效应。重金属总体为低污染程度和低潜在生态风险。应重视人类活动较强的区域如湛江港西部、流沙港、海安港等海区的重金属污染, 以避免持续累积至能对生物造成危害的水平。