基于1992—2015年国际共享的ECCO v4 (Estimating the Circulation and Climate of the Ocean Version 4)同化产品, 利用热含量控制方程定量地诊断赤道太平洋(118°E—75°W, 5°S—5°N, 0~300m)和Niño 3.4区(170°W—120°W, 5°S—5°N, 0~80m)这两块区域热含量变化机制。对于去掉季节平均后的年际变化, 在赤道太平洋地区, 时间趋势项主要由经向输送和海表热通量项共同驱动。通过5°N断面的输送决定了时间趋势项的幅值和正负符号。在Niño 3.4区, 时间趋势项主要由海表热通量项和热量输送项共同驱动, 其中垂向输送对总输送贡献最大。赤道太平洋地区经向热量输送异常领先于Niño 3.4区垂向热量输送异常, 这解释了在年际尺度上赤道太平洋热含量异常领先Niño 3.4指数变化的原因。尽管EP(Eastern Pattern)型El Niño和CP(Central Pattern)型El Niño有许多不同之处, 合成分析表明, 两类El Niño的共同点为: 在赤道太平洋地区, 两类El Niño事件的热量输送异常在发展期和衰退期由经向输送主导; 在Niño 3.4区, EP型El Niño和CP型El Niño的热量输送在发展期和衰退期由垂向输送主导。

热盐驱动下的扩散对流现象是海洋中高纬度海域普遍存在的一种现象, 对其进行数值模拟可更细致地研究海洋小尺度动力过程。文章分析了扩散对流的形成机制, 建立了二维方腔模型, 通过有限体积法求解控制方程, 对其分层现象进行了数值模拟。研究给出了流场的温度及盐度随时间演化的关系, 展现了流场中速度的涡旋结构, 分析了温盐台阶结构的生成、合并的演化过程, 并对其物质和能量的输运进行了初步的理论解释。另外, 对不同热流密度情况下的扩散对流现象进行了对比研究, 发现随着热流密度的增加, 台阶结构的演变速率变快, 而且上边界冷却对其演化速率具有促进作用, 但热流密度的改变并没有对台阶结构的演变趋势产生明显的影响。

风作用于水面产生风浪, 其中由于波流紊动产生的动量和能量的交换机制是一个很复杂的过程。风应力一般用来描述这种能量交换, 可以分为3个部分: 水面的剪切力、波生应力以及紊动应力。采用一种有效的非线性波流分离方法——NSFM(Nonlinear Stream Function Method)对波流运动的动量和能量输移进行定性描述。构造能够有效表达非线性波浪的解析流函数, 摄动求解使其满足拉普拉斯方程、动力边界条件和运动边界条件, 结合实验室风浪数据, 分离出波生速度场。通过交叉谱分析, 得到波生雷诺应力在不同风速下对风应力的贡献。结果表明: NSFM对不同工况条件下的风浪的处理具有较高的精度, 模型适应性良好; 且风速越大, 波生应力沿着水深衰减得越快, 且自由面波生应力在动量输移中的比重会逐渐减弱。

在不规则半日潮为主的河口, 半日和全日周期的分潮簇在很大程度上影响了潮位的振幅。但当潮波向三角洲河网内部传播时, 由于不同周期分潮簇的振幅沿程变化速率存在差异, 特别是半月周期分潮簇振幅作用得到增强, 使得不同周期分潮簇对河网内潮位分布的影响具有明显的区域性特征。通过珠江三角洲河网一维水动力模型得到研究区域内高频且长周期的潮位资料, 基于小波分解重构出主要周期分潮簇的振幅, 采用谱聚类图像分割算法, 通过像素分割计算确定综合相似度, 从图像学等角度论证了不同周期分潮簇与复杂河网潮位分布的空间关联性。研究发现, 半日和全日周期的分潮簇影响了复杂河网口门潮位振幅的量值, 但半月周期的分潮簇却影响了复杂河网整体潮位分布的形态特征。

ATS(algal turf scrubber)系统是一种利用潮间带藻类高效去除富营养化水体中氮(N)、磷(P)元素的水质净化系统, 藻类是支持整个系统最重要的组成部分, 其群落结构与水质净化效果密切相关。该研究基于Illumina MiSeq平台的高通量测序技术对海水水族缸的ATS系统中藻板样品和自然礁石上的藻类进行多样性分析。18S rDNA研究结果表明, ATS系统中经筛选得到藻类优化序列21390条, 其中对丝藻属Antithamnion占主要地位, 占序列总数的22.79%, 其次19.07%序列归入斜纹藻属Psammodictyon; 宋井、展南亭、后宅3个地区的藻类经筛选分别得到88435、87129、106458条优化序列, 主要为分枝色指藻属Chroodactylon、宽果藻属Mastocarpus和日本马泽藻属Mazzaella。ATS系统和自然环境样品共有的优势藻为骨条藻属Skeletonema和仙菜属Ceramium。本实验在研究ATS系统与自然礁石上的藻类群落相似性的同时, 深入探究了其群落结构的差异性, 为进一步优化ATS系统的功能提供了理论依据。

海草床有重要的生态服务功能, 与红树林、珊瑚礁并称为海洋三大典型生态系统。但由于人类活动的干扰及气候变化的影响, 其分布面积在全球范围内急剧下降, 海草床保护和恢复已成为海洋生态学的研究热点。研究首次尝试在野外用种子法对热带海草优势种海菖蒲进行生态恢复, 并探究影响种子萌发及幼苗生长的因素。结果表明, 埋藏深度及种子保护对海菖蒲种子的萌发率影响显著。埋藏深度为6cm时, 海菖蒲种子的萌发率仅为1.25%, 大部分种子腐烂失活。埋藏深度为2cm时, 网袋埋藏种子的萌发率高达96.10%, 但直接埋藏种子的萌发率远远低于用网袋保护的种子, 这可能是由于生物扰动或动物捕食增加了种子的流失。春季大型藻类和附着藻类的爆发是导致海菖蒲幼苗生长受阻、成活率降低的主要因素之一。

为了解鲽形目Pleuronectiformes鲆科Bothidae长臂缨鲆Crossorhombus kobensis (Jordan & Starks, 1906) 核糖体RNA基因的序列多态性特征, 本研究共获得该鱼类包括18S、5.8S、ITS1和ITS2全长及28S部分序列的128条克隆序列。经序列比对、聚类分析以及重组检测, 结果显示5.8S (158bp) 无长度变异, 而其他4个基因片段则表现出较高的长度多态性, 并可分为不同序列类型: 18S (1856~1893 bp) 有4种序列类型A、B、C和R; 28S (967~974bp) 和ITS1 (407~ 505bp) 均有3种类型A、B和R; ITS2 (423~447 bp)存在2种类型A和B。此外5个基因片段在碱基组成中均表现出GC偏倚, 并且ITS2 (71.14%)>ITS1 (65.37%)>28S (62.22%)>5.8S (57.67%)>18S (54.95%)。对具有不同序列类型的18S、28S和ITS进行真、假基因推断时, 通常的判别特征不足以提供有力依据, 因此增加了与4种鲆科近缘鱼类长冠羊舌鲆Arnoglossus macrolophus、青缨鲆Crossorhombus azureus、大鳞短额鲆Engyprosopon grandisquama以及冠毛鲆Lophonectes gallus相应基因片段的比对。各基因片段的插入/缺失以及特异性碱基差异位点比对结果显示: 18S和28S的短序列类型A与4种鲆科鱼类序列一致, 而其他序列类型则不同; ITS1序列类型A与4种鲆科鱼类在类型B的缺失位点均无缺失, 因此推测18S、28S和ITS1的A类型为真基因, 而其他类型为假基因。ITS2的A和B类型在差异位点上与4个鲆科鱼类不存在一致性, 没有足够的依据对两个类型做出真、假基因的推断。长臂缨鲆核糖体RNA基因中, 5.8S序列最为保守遵循协同进化的方式, 而其他4个基因片段为非协同进化的方式。

作为先天性免疫反应中重要的模式识别受体之一, TLR(toll-like receptor)基因家族介导的先天性免疫是脊椎动物抵御病原微生物的重要防线。研究分析了线纹海马Hippocampus erectus tlr21基因的序列特征, 并基于抗原注射实验探讨了海马tlr21的免疫功能。线纹海马tlr21基因的开放阅读框长度为2946bp, 编码981个氨基酸, 预测其编码蛋白相对分子量为246.98kDa, 理论等电点为4.78。tlr21编码蛋白主要包含1个信号肽和3个功能结构域: 胞外区具有14个富含亮氨酸重复序列的结构域(LRR), 跨膜区具有富含半胱氨酸的结构域, 胞内区则具有TIR结构域。同源性比较和系统进化分析表明, 线纹海马tlr21基因与虎尾海马Hippocampus comes tlr21基因的同源性最高, 其次与斜带石斑鱼Epinephelus coioides、牙鲆Paralichthys olivaceus、大菱鲆Scophthalmus maximus和红鳍东方鲀Takifugu rubripes的tlr21基因聚为一枝。tlr21基因在线纹海马的脑、鳃、肝、肠、肾、性腺、肌肉和育儿袋各组织均有分布, 肾脏中表达量最高。抗原注射实验结果发现, 线纹海马Tlr21对不同类型CpG寡脱氧核苷酸(CpG-ODNs)的识别能力存在差异, 其中, CpG-2007和CpG-HC4040对海马肾脏tlr21的mRNA表达量具有显著的促进作用(P<0.05)。研究表明, 线纹海马Tlr21能够通过识别含CpG序列的DNA发挥免疫识别作用, 研究结果将有助于系统认识海马免疫系统中TLR家族基因的功能特征, 为建立海马病害防治策略提供理论依据。

南海中西部渔场是我国南海渔业开发的重点渔场之一。为了解该海域主要渔业生物的营养关系, 应用碳、氮稳定同位素技术测定了该海域主要渔业生物样品的δ¹³C和δ¹⁵N值, 由此构建该海域主要渔业生物的连续营养谱。结果显示, 南海中西部渔场主要渔业生物同位素比值变化幅度较大, 其中鱼类的δ¹³C和δ¹⁵N值范围分别为-20.00‰~-16.51‰和7.94‰~11.81‰; 头足类的δ¹³C和δ¹⁵N值范围分别为-18.84‰~-17.60‰和10.10‰~12.85‰。以浮游动物为基线生物计算各物种相应的营养级, 鱼类处于2.41~3.53, 头足类处于3.03~3.84, 头足类的平均营养级要高于鱼类。通过对不同体长( 胴长)的鸢乌贼Symplectoteuthis oualaniensis、菱鳍乌贼Thysanoteuthis rhombus、红鳍圆鲹Decapterus russelli、细鳞圆鲹Decapterus lajang和黄鳍金枪鱼Thunnus albacares的营养级进行比较分析, 结果发现, 随着体长(胴长)增大其营养级有相应增大的趋势。研究初步建立了南海中西部渔场主要渔业生物营养级的连续营养谱, 旨在为了解该海域食物网结构提供基础资料。

单颗粒碎屑矿物可减小源区岩石类型、蚀变过程和程度及搬运与沉积过程对物源信息释读的干扰, 已逐渐成为海洋沉积物物源分析的有力工具, 并取得一定的应用成果。目前, 锆石、石榴石、长石、辉石、角闪石、独居石及磁铁矿等均已被成功用于海洋沉积物物源研究, 并主要利用单矿物主量元素、年代学等方法精确识别物源区地质特征和位置, 但单矿物微量元素、同位素及微区结构及多矿物对比研究的应用尚有不足; 因此, 目前对物源信息的释读难免片面, 物源识别方法和技术也仍未成熟。随着方法的发展和完善, 将可开展诸多深入研究, 如通过锆石、独居石、云母和磷灰石等不同矿物的年代学研究, 示踪研究物源区的时空变化; 通过建立多矿物定量研究模型, 进而定量研究源区蚀变速率和源汇过程中的物质输运通量和过程等。文章总结单颗粒碎屑矿物在物源识别中的应用现状, 并展望其应用前景, 以期引起同行对此研究方法的关注, 进一步促进该方法在海洋沉积物物源分析中的应用和发展。

海滩风暴响应的观测和研究有助于加深对海滩过程的认识。2017年10月16日台风“卡努”在广东徐闻县沿海登陆, 对雷州半岛南部海滩造成了显著影响。文章通过海滩剖面观测和沉积物采样, 探讨了该区域海滩对台风“卡努”的响应特征, 得出以下主要结论。1) 台风浪作用下, 海滩表层沉积物变粗, 分选性变差。海滩状态朝着更加消散的状态转化, 以缓冲和适应高强度波浪的能量。2) 受到岬角和湾口朝向、大小等因素影响, 各海滩及同一海滩的不同岸段剖面变化表现出差异性。台风作用后海滩可能形成水下沙坝, 或者在海滩上部形成滩肩等特征地形。因此, 研究海滩风暴响应时, 要注意到区域地质地貌的影响。3) 水下礁坪、巨型砂质岬角等因素影响了台风过程灯楼角海滩的变化。对这种海滩–珊瑚礁坪系统的风暴效应, 还需要进行进一步探讨和更详细的观测和研究。

文章基于近岸海洋数值模式ADCIRC (a parallel advanced circulation model for oceanic, coastal and estuarine waters)和近海波浪数值模式SWAN (simulating waves nearshore), 建立雷州市高分辨率的风暴潮-海浪耦合漫滩数值模型, 并反演了对雷州市影响较为严重的1415号台风“海鸥”的风暴潮过程。经过对比分析得出, 波浪对雷州市沿海海域的风暴潮产生重要影响。然后以8007号台风路径为基础, 构造了7个不同等级共35组台风风暴潮案例, 计算分析出不同等级台风强度下雷州市风暴潮淹没范围及水深。900hPa等级下, 雷州市淹没面积达到463.2km²。文章还构造了60组可能最大风暴潮事件集, 计算得到雷州市可能最大台风风暴潮淹没范围及水深分布。在可能最大台风影响下, 大量海水将漫过海堤, 造成极其严重的淹没灾害, 雷州市总的淹没面积可达602.0km², 其中465.8km²的淹没面积达到了危险性等级 Ⅰ 级, 淹没水深大于3m。雷州市东岸的淹没灾害大于西岸。

通过在波浪水槽中进行一系列物理模型实验, 研究珊瑚礁礁坪宽度变化对珊瑚礁海岸附近波浪传播变形及礁坪上波浪增水的影响。物理实验采用理想化的珊瑚礁模型, 测试了3种礁坪宽度下的一系列不规则波工况。实验结果分析表明: 波浪沿礁传播过程中, 短波持续衰减; 低频长波波高沿礁逐渐增大, 直到海岸线附近达到最大; 随着礁坪宽度的增加, 海岸线附近的短波波高呈下降趋势, 低频长波波高的变化规律不显著; 礁坪上的波浪增水受礁坪宽度变化的影响不明显; 通过对海岸线附近的波浪进行频谱分析发现, 礁坪上低频长波的运动存在着一阶共振模式, 且共振放大效应强度受礁坪水深、入射波峰周期和礁坪宽度共同影响。

文章基于中尺度天气预报模式(WRF)及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR), 采用了两部雷达径向风资料, 进行单一时间分析以初始化台风“灿都”(Chanthu), 比较研究了同化雷达径向速度(V_r)对台风“灿都”分析和预报的影响。结果表明: 同化雷达径向风的作用主要体现在台风强度和环流结构的调整, 且在同化达到一定时长后, 对改进同化后的预报分析有积极效应。同化试验改进台风的初始风场以及台风环流中心的热力和动力结构、强度和位置, 进而提高18h预报的台风结构、路径、强度。

文章利用强化海洋数据(enhance ocean data, 简称EN4.4.1.f) 1980—2016年的再分析逐月资料, 根据海表盐度异常(SSSA)指标, 找出与厄尔尼诺关系最为重要和密切的盐度变化区域, 并区分两类厄尔尼诺。利用海表面温度作为两类厄尔尼诺的时间相关系数指标, 通过研究其水平分布发现: 在热带太平洋存在着多个能指示两类厄尔尼诺的盐度变化区域, 在东部(EP)型厄尔尼诺时期, 最显著的SSSA关键区主要出现在日界线附近的西太平洋暖池区域东边缘, 并以赤道和日界线为轴线呈中心对称分布; 而在中部(CP)型时期, 关键区在日界线以西的赤道太平洋, 且在日界线以东的SSSA分布则呈现沿赤道的经向非对称性, 这种非对称性在东南太平洋出现了与EP型厄尔尼诺时期相比更为显著不同的正SSSA关键区。文章以此找到关键区域中能够较好代表并区分两类厄尔尼诺的区域, 对挑选出的多个关键区进行有机组合, 定义了一组以SSSA为指标进行有效区分两类厄尔尼诺的方法, 并以此指数对近年来发生的两类厄尔尼诺进行合理再现。

文章旨在对中国南海软珊瑚来源真菌Eupenicillium sp. DX-SER3 (KC871024)进行次级代谢产物的研究。利用硅胶层析柱、正反相中压层析柱以及半制备高效液相等方法对该菌株的大米发酵产物进行分离纯化, 利用核磁共振、质谱等波谱学方法并参考文献数据对分离的单体化合物进行结构鉴定。从中分离得到5个已知化合物: 烟曲霉酸、β-腺苷、2'-脱氧胸腺嘧啶核苷、N-acyltryptamine和对羟基苯甲醛。其中, 烟曲霉酸在该菌株中产量很高, 预示着该菌株具有开发成该类化合物的工程菌株的潜力。文章还探讨了烟曲霉酸抗植物病原真菌的潜力, 发现效果并不明显。

文章结合模拟升温和营养盐加富, 于2016年8月和2017年1月研究了夏季和冬季大亚湾海域浮游生物群落代谢特征, 以期深入了解浮游生物对升温和富营养化作用的响应机制。结果表明: 升温和营养盐输入均会影响浮游生物总初级生产力(GPP)和群落呼吸率(CR), 且GPP对环境的响应更敏感。夏季GPP除在培养前期(24h)极高温条件下受到显著抑制外, 营养盐输入的影响比温度的影响作用更显著; 而冬季GPP和CR受升温效应的影响显著(p<0.05)。总体看来, 升温效应和营养盐输入均能影响浮游生物群落碳代谢平衡, 导致海洋生态系统的稳定性降低, 进而影响海洋生物多样性以及渔业资源产出的数量和质量。

为探究卵胎生鱼类褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)的仔、稚鱼消化系统组织学特点, 采用常规组织切片技术, 并用HE染色和组织化学染色, 比较分析了产出后0~50d的褐菖鲉仔、稚鱼消化系统发育的组织学变化。结果显示: 褐菖鲉初产仔鱼已分化出口咽腔, 并具有初始的食道、胃、肠、肝脏和胰脏; 2日仔鱼肛门与外界相通, 食道扩大, 开始摄食, 进入混合性营养期; 3~4日仔鱼幽门盲囊出现, 食道内壁出现黏膜皱褶5~6个, 胃黏膜皱褶5个, 肝细胞团区域扩大; 5~6日仔鱼卵黄囊和油球耗尽, 进入外源性营养期, 食道黏膜上皮出现杯状细胞, 肠道弯曲, 可区分前中肠和后肠两部分; 10~14日仔鱼食道环肌层明显, 黏膜皱褶增加到7~12个, 胃壁四层结构基本形成, 肠道黏膜皱褶加深, 纹状缘清晰可见, 肝细胞分裂迅速, 数量显著增加, 体积增大, 出现肝血窦和胰岛; 28~30日稚鱼出现胃腺和胃小凹, 已具功能性胃, 标志着稚鱼期的开始, 此时胰岛细胞数量和酶原颗粒增多, 消化能力显著提高; 47~50日稚鱼已基本具有成鱼胃的特征, 肠道纹状缘发达, 肝细胞呈多边形, 细胞内含大量脂肪颗粒, 消化系统从结构和功能上已趋于完善。由此可见, 褐菖鲉仔鱼和稚鱼消化系统的发育具有卵胎生鱼类发育较早的特点, 与其消化功能的完善密切相关。

文章根据2016年5月、8月、11月和2017年2月的调查数据, 研究自然和人为因素对广西防城河口湾潮间带大型底栖动物群落结构的影响。结果表明: 4个季度共采集到潮间带大型底栖动物10门252种, 以软体动物门、节肢动物门和环节动物门为主。调查区域的优势种包括珠带拟蟹守螺Cerithidea cingulata、菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum、长腕和尚蟹Mictyris longicarpus、纵带滩栖螺Batillaria zonalis、青蛤Cyclina sinensis、南海鸭嘴蛤Laternula nanhaiensis、文蛤Meretrix meretrix和红树蚬Gelolna coaxans等8种, 年均密度和生物量分别为203个?m^-2和276.58g?m^-2, 其中软体动物占69.58%和83.73%。盐度和底质类型因素是影响群落密度、生物量和群落指数的主要环境因子, 季节和潮带因素影响较小。其中盐度对密度和生物量的影响大于底质类型, 但底质类型对种类多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和物种丰度等群落指数的影响大于盐度。聚类分析和多维尺度分析可以将群落划分为3个类型, 基本对应于盐度和底质类型影响。从多样性水平判断防城河口湾潮间带总体上处于中度扰动之中, 盐度、底质类型和人为干扰等因素综合影响了该湾潮间带动物群落的空间分布格局。

九孔鲍(Haliotis diversicolor supertexta)是中国南方具有较高经济价值的养殖贝类。肌肉生长抑制素(Myostatin, MSTN)是转化生长因子β超家族(TGF-β)中参与动物肌肉生长的重要调控因子, 因此MSTN基因是动物遗传改良的重要候选基因。为探究九孔鲍MSTN基因的多态性及其生长相关性, 实验采用PCR产物直接测序方法对九孔鲍MSTN基因进行单核苷酸多态性(SNP)筛选, 对MSTN基因SNP与体质量、壳长、壳宽进行关联性分析, 运用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)技术检测九孔鲍MSTN基因不同基因型的表达水平。结果显示: 在九孔鲍MSTN基因中共筛选出9个SNP位点。SNP位点与生长性状关联分析发现, 九孔鲍MSTN基因编码区SNP位点g909C>T发生C/T同义突变与九孔鲍体质量、壳长、壳宽显著相关。TT基因型九孔鲍的体质量显著高于CC基因型和TC基因型个体; TT基因型的壳长、壳宽显著高于CC基因型(p<0.05)。通过qRT-PCR检测显示, 在九孔鲍MSTN基因SNP位点g909C>T的3种基因型中, TC和CC基因型的基因表达量显著高于TT基因型(p<0.05)。研究结果表明MSTN基因SNP位点g909C>T可作为九孔鲍标记辅助选择育种重要候选标记。

文章首先论述了中南—礼乐断裂带的研究现状, 然后基于重力、磁力、地震剖面和地形等地球物理资料, 综合分析了中南—礼乐断裂带在南海海盆中的空间展布和内部构造形变特征。研究表明: 该断裂带在海盆中由北至南具有明显的分段性。北段(西北次海盆与东部次海盆北部之间)断裂带宽15km, 由(18°00'N, 115°30'E)向(17°30'N, 116°00'E)呈NNW向分布。南段(西南次海盆与东部次海盆之间)断裂带宽约60~80km, 由中沙海台东侧向礼乐地块西侧呈NNW向展布。中南—礼乐断裂带的主控断裂沿中南海岭呈NNW向分布。断裂带在南北两段的过渡区总体呈NNE向展布。断裂带两侧海盆的沉积厚度和洋壳厚度存在差异, 推断该断裂带对其东西两侧海盆的地质构造具有控制作用。根据地壳结构变化, 推测该断裂带至少是一条地壳级断裂。

文章基于叠前深度偏移地震成像分析, 结合前人重磁反演等地球物理资料成果, 对中沙海槽盆地东北部结构构造进行探索研究。研究表明: 中沙海槽盆地东北部发育新生代地层, 厚度在1500~2500m之间, 地层层速度为1500~ 3500m·s^-1, 不存在中生界沉积层, 盆地基底为海山或前寒武系基岩及岩浆岩隆起。中沙海槽盆地新生代陆源海相烃源岩丰富, 盆地新生界地层厚度大, 盆地凹陷、断裂发育, 具有一定的油气勘探潜力。

利用25年(1993—2017)的卫星高度计资料, 采用复经验正交函数(complex empirical orthogonal function, CEOF)方法, 分析南海北部海区海面高度季节内变异的时空分布及传播特征。标准差分析表明, 南海北部海面高度的季节内变异(intra-seasonal variability of sea level anomalies, SLA-ISV)在沿陆坡外侧区较强, 且SLA-ISV表现出明显的季节性变化, 冬半年强于夏半年。CEOF前两个主要模态能较好地揭示研究海区SLA-ISV的时空分布及其传播特征, 并表明SLA-ISV的强度受到季节性变化和年际变化的调制。全年CEOF的第一模态揭示SLA-ISV从台湾岛西南至西沙群岛以东区域的冬半年西南向传播特征; 而全年CEOF的第二模态则表现了SLA-ISV分别在台湾岛西南和东沙群岛西南的西南向传播特征。南海北部中尺度涡季节变化统计分析表明, CEOF的分解结果与南海北部的涡旋活动一致。

本文采用多源卫星遥感数据通过统计分析的方法研究了17年间(2000—2016年)南海夏季(6—9月)台风对该海域降水、淡水通量的贡献及其可能导致的环流异常。主要结论如下: 1) 台风是南海中北部降水的重要影响因子, 可导致日平均降水量增加12mm, 约占南海夏季日平均降水(25mm·d ^-1)的一半, 且西北太平洋台风和南海“土台风”产生的降水分布存在显著的区域和强度差异; 2) 夏季, 南海由淡水通量引起的盐致环流表现为以海南岛东南部海域为中心的弱气旋式, 其流量量级约为-0.15Sv, 约占同期风生环流流量(约为-1.5Sv)的10%; 3) 夏季, 台风带来的降水使得南海中北部的气旋式盐致环流增强, 且西北太平洋台风降水导致的淡水通量变化引起的盐致环流强度要强于南海“土台风”。

本文利用1949—2014年的华南热带风暴数据和1960—2014年珠江入海流量等, 统计分析风暴作用期间珠江口的风强迫和珠江入海水沙强迫特征, 结果表明, 热带风暴对珠江口的风强迫和水沙强迫因台风距珠江口的距离、强度等因素的影响有显著差异。依据水沙及风强迫的强度, 将热带风暴对珠江口的影响简单分成四类: 中风中水沙驱动型、中风高水沙驱动型、强风中水沙驱动型及强风高水沙驱动型。利用MODIS (moderate-resolution imaging spectroradiometer)一级数据和已建立的珠江口表层悬沙指数反演模型, 挑选2002—2010年风暴影响期间无云天气的MODIS影像, 反演珠江口悬沙分布, 分析表层悬沙对四种不同来水来沙及风强迫型风暴的响应特征。结果显示, 中风中水沙型风暴驱动下, 珠江口整体含沙量偏低, 其悬沙扩散及时间变化受控于潮流的强弱; 中风高水沙型风暴驱动下, 八大口门特别是磨刀门浅滩、伶仃洋西滩的含沙量高于其他海域, 其高含沙水体向南偏西方向扩散输运; 强风中水沙风暴驱动下, 河口表层悬沙分布及扩散受主导风向的影响, 在强东北风驱动下, 伶仃洋西侧浅滩含沙量因台风浪的掀沙作用高于湾内大部分海域, 高含沙水体向西南侧扩散; 强风高水沙风暴驱动下珠江河口湾含沙量偏高, 水体一片浑浊, 河口悬沙随偏南风驱动下的沿岸流向东侧输运、扩散。

利用中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer, MODIS)一级产品并结合航次数据, 反演2003—2015年间珠江河口表层悬浮泥沙浓度(suspended sediment concentration, SSC), 分析其分位数长期变化趋势并探讨其影响因素。结果表明, 珠江河口SSC呈总体下降趋势, 平均下降速率约为1.03mg·L ^-1·yr ^-1。口门外以及河口东北部区域平均SSC下降更快, 最高可达约4.0mg·L ^-1·yr ^-1。总体上, 珠江河口SSC高值下降速率大于低值, 且存在空间差异性。低值下降趋势显著地区主要分布在淇澳岛北部的口门外区域, 其SSC大小值之间的差异逐年增加; 而高值下降速率快的地区主要分布在虎门口、龙穴岛东南岸以及东航道附近水域, SSC每年大小值差异呈减小趋势。珠江河口SSC分位数趋势受径流输沙量、河口地形变化以及风的影响。由水库修建所致的上游输沙量减少导致淇澳岛北部口门外区域SSC的低值部分显著下降。虎门口、龙穴岛东南岸以及东航道附近水域的加深使得这些区域SSC高值部分下降显著, 而西滩区域的变浅使得冬季潮汐混合减弱, 导致SSC高值部分下降趋势显著。此外, 由风速下降引起的表层风混合减弱也是导致西滩南部SSC高值下降趋势显著的原因之一。

基于高精度海洋动力模型FVCOM (finite-volume community ocean model), 模拟分析了1999—2010年珠江口羽状流的季节和年际变化规律, 并结合经验正交函数(empirical orthogonal function, EOF)分析探讨了影响珠江口羽状流扩展变化的主要动力因子。采用模拟时段内的现场观测数据对多年模拟结果进行验证, 结果表明模型具有较高的精度, 能够较好地模拟珠江口羽状流的扩展变化规律。模拟结果显示, 珠江口羽状流存在显著的季节变化。夏季, 受大径流和西南风的影响, 羽状流的扩展呈现双向特征, 即粤西沿岸扩展和粤东离岸扩展同时存在, 扩展范围最大; 冬季, 径流衰减为最小值, 风场转变为强烈的东北风, 羽状流被紧紧挤压在西岸, 形成狭窄的条带状, 扩展范围最小; 春、秋两季属于过渡季节, 羽状流扩展情况类似, 均表现为沿岸向粤西扩展。年际变化层面, 夏季羽状流的年际变化最为显著, 呈现粤东扩展占优型、近似对称型和粤西扩展占优型三种形态; 春季羽状流的年际变化次之, 羽状流的差异主要体现在珠江口和粤西海域; 秋、冬两季羽状流的年际变化较小, 尤以冬季最小。EOF分析的第一模态可以解释整体变化的91.2%, 反映了径流量对珠江口羽状流的影响; 第二模态可以解释整体变化的4.1%, 反映了盛行风对珠江口羽状流的影响。

随着全球气候变暖加剧, 台风强度和强台风数量不断增加, 加剧了磨刀门水道咸潮灾害的变化形势。本文采用SCHISM(semi-implicit cross-scale hydroscience integrated system model)模型建立磨刀门水道三维水流盐度数值模型, 分析台风路径对磨刀门水道盐水入侵的影响。选取以“纳沙”为代表的西径型台风和以“天兔”为代表的东径型台风, 发现二者对盐度输运和层化过程的动力响应具有差异性。东径型台风导致外海减水, 平流通量向海增大; 而西径型台风引起外海增水, 逆转了原本向口外输出盐度的平流通量, 会引起严重的盐水入侵。台风不仅引起外海的增减水效应, 还带来强劲的局地风作用, 对水道流速和盐度分布产生重要影响。在西径型台风下, 顺河口向上游的风会减弱盐淡水分层, 并加强平流项的向海输出; 而在东径型台风下, 一定强度顺河口向下游的风加强盐淡水分层, 但当风速过强时, 则会削弱盐淡水分层。

海鸥沙是珠江三角洲一个极富特色的沉积砂体。本文基于钻孔资料并结合长周期“动力-沉积-形态”模型, 从沉积学和地貌动力学角度对全新世以来海鸥沙的形成演变过程进行了探讨。海欧沙在全新世的沉积层序自下而上分别为河流相、河口湾浅海相和三角洲相。全新世海侵盛期以来, 虎门涨潮射流和东北—西南向涨落潮流是影响海鸥沙形成演变的主要动力。6000—2500a BP, 受东北—西南向涨落潮流的影响, 海鸥沙中北部地区一直处于冲刷无沉积状态, 由虎门涨潮射流带来的泥沙主要在海鸥沙南部沉积, 沉积速率约为0.67mm·a ^-1; 2500—1700a BP, 随着番禺平原的发育, 东北—西南向涨落潮流逐渐消弱, 海鸥沙进入一个快速沉积期, 平均沉积速率约为15mm·a ^-1, 沉积由两端向中间发展; 1700—600a BP, 随着沙湾水道的形成, 海鸥沙中部迅速发展, 至600a BP左右, 海鸥沙基本形成并出露水面。

珊瑚藻是珊瑚礁生态系统中重要的功能性群体。2010年通过水肺潜水分析了三亚珊瑚礁区的珊瑚藻种类组成和丰度, 以及群落空间特征与环境因子的关系。共鉴定出3科10属25种珊瑚藻, 其中珊瑚藻科占优势地位。三亚珊瑚礁区的珊瑚藻优势种分别为叉节藻Amphiroa ephedraea、拟中叶藻Mesophyllum simulans、串胞新角石藻Neogoniolithon fosliei、中叶藻M. mesomorphum、圆锥呼叶藻Pneophyllum conicum、孔石藻Porolithon onkodes和布氏水石藻Hydrolithon boergesenii。基于多元统计的分析结果, 将调查采样站位分为近岸型和离岸型2个主要集群, 其中近岸型的珊瑚藻种类以浊度、沉积速率(0~63μm)和悬浮物耐受种类为主, 离岸型则以光依赖-沉积物敏感种类为主。以珊瑚藻种类组成和丰度为基础的群落相似性分析结果表明, 其空间变异处于显著性水平。生物与非生物变量的相关分析结果表明, 最佳两变量组合(浊度和盐度)显著影响三亚珊瑚礁区2种类型调查站位中的珊瑚藻集合。在同一个研究站位, 因受干扰程度不同, 深水处的珊瑚藻的覆盖率比浅水处高。分析结果表明, 在三亚独特的珊瑚礁区中, 自然或人为的物理干扰因素都对调节珊瑚藻群落结构非常重要。

撤稿声明： http://www.jto.ac.cn/CN/10.11978/2018084R

长腹剑水蚤属是海洋中小型浮游动物中最为丰富的类群之一, 在生物地理学与海洋生态学研究中均具有重要地位。本研究基于28S rDNA分析了南海长腹剑水蚤属中较为常见的刺长腹剑水蚤Oithona setigera的单倍型多样性和种群遗传结构。结果显示, 792bp长度的核苷酸片段中, 碱基G+C的平均含量为58.2%, 高于A+T含量(41.8%)。种群平均遗传距离Φ_ST为0.011。在22个种群共计186个个体中, 发现了28个单倍型, 其中单倍型H10在21个种群中均被发现, 最远距离超过1000km, 说明刺长腹剑水蚤可以实现远距离的扩散且受到南海海流影响。Mantel检验结果显示, 刺长腹剑水蚤种群遗传距离和地理距离无线性相关性(R=-0.04615, P=0.678); RDA变差分解结果显示, 空间变量全模型对种群遗传结构的解释率为53.3%, 结合种群平均遗传距离Φ_ST为0.011, 我们判断目前观测到的刺长腹剑水蚤的种群遗传结构可能由历史上种群扩展带来的拓殖隔离造成。

本实验采用群体感应抑制(quorum sensing inhibitory, QSI)活性导向法, 对分离自山东威海近海底泥的真菌WH7-2开展代谢产物研究。综合菌落形态和转录间隔区 (Internal Transcribed Spacer, ITS)全序列分析, 菌株WH7-2鉴定为腐皮镰刀菌Fusarium solani。综合运用多种色谱方法, 从该真菌大米发酵产物的活性部位中分离得到11个化合物。分别鉴定为 (2E, 5E)-3, 5, 7-三甲基-2, 5-辛二烯酸 (1)、不饱和脂肪酸酯混合物 (2—4)、镰红菌素-3-甲醚 (5)、脱水镰红菌素 (6)、(22E)-5α, 8α-过氧化麦角甾-6, 22-二烯-3β-醇(7)、(22E)-5α, 8α-过氧化麦角甾-6, 9 (11), 22-三烯-3β-醇(8)、3β-羟基-胆甾-5-烯-7-酮 (9)、6β-羟基-胆甾-4-烯-3-酮 (10)和(22E)-胆甾-5, 22-二烯-3β-醇 (11)。其中不饱和脂肪酸酯混合物(2—4)具有QSI活性, 其他化合物无QSI活性。除5和6外, 其他化合物均为首次从腐皮镰刀菌F. solani中发现。

南海是西北太平洋最大的边缘海, 是联系北太平洋和北印度洋的关键通道。黑潮北上经过吕宋海峡时会将来自西太平洋的信号传入南海, 进而影响南海的水动力环境。研究了南海次表层盐度的空间分布特征、低频变化规律及其与太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation, PDO)的关系, 并进一步探究了次表层盐度近年来的变化。结果显示: 1)南海次表层高盐水的位势密度主要介于24~26σ_θ, 受次表层气旋式环流所驱动, 盐度气候态空间分布北高南低, 以吕宋海峡处为起点, 呈逆时针自北向南逐渐降低。2)次表层盐度低频变化显著, 与PDO呈显著的正相关关系。当PDO处于正位相时, 吕宋海峡处西向平流输送加强, 次表层盐度升高; 当PDO处于负位相时, 吕宋海峡处西向平流输送减弱, 次表层盐度降低, 盐度的变化受到水平环流场的直接影响。3)近年来, 南海次表层盐度呈现先降低后升高再降低的趋势, 滞后PDO约10个月, 2006— 2014年初, 盐度呈下降趋势; 2014—2017年初, 盐度呈上升趋势, 且上升速率远大于先前下降的速率; 2017年后盐度再次逐渐降低。

全球变暖背景下, 2015/2016年超强厄尔尼诺(El Ni?o)事件倍受关注, 此次事件是中部型和东部型El Ni?o的混合。研究发现, 西风爆发和北太平洋经向模态对触发此次事件均有所贡献。通过对比2015/2016年、1997/1998年与中部型事件可知, 2015/2016年事件在暖背景中产生, 其发展形态与中部型事件较为相似, 后期海表面温度异常迅速衰退主要与赤道东太平洋海域持续的东风异常以及纬向平流较弱有关。较之1997/1998年事件, 2015/2016年事件的海洋动力调整较弱, 表现为较弱的温跃层反馈和海洋波动, 纬向平流反馈的贡献大于温跃层反馈, 大气强迫影响显著, 中部海域相关要素异常值较大。在2015/2016年事件期间, 赤道海域以及近赤道海域海洋上层热含量的变化基本呈负相关, 且变化较为同步; 衰退阶段热含量的流失主要集中在5°S—5°N海域, 向两极的热输送明显。

混合过程是海洋中普遍存在的一种形式, 对气候变化、物质分布等起到了重要作用。地震海洋学是近十多年发展起来的一门新兴学科, 被广泛应用到物理海洋学问题的研究中, 具有高空间分辨率的突出优点。文章利用反射地震资料, 通过斜率谱方法, 分别获得了吕宋海峡以东黑潮区湍流段与内波段的耗散率及扩散率。结果显示, 在剖面深度200~800m的平均耗散率为10 ^-7.0W·kg ^-1, 平均扩散率为10 ^-3.3m ²·s ^-1, 比大洋统计均值10 ^-5.0m ²·s ^-1高约1~2个量级, 与前人在吕宋海峡的观测结果相一致。湍流段和内波段的扩散率空间分布差异较大: 湍流段扩散率高值区对应强流区域, 推测这里是中尺度涡边缘, 其次中尺度不稳定过程引起扰动增强, 进而引起湍流混合的加强; 内波段扩散率高值区出现在吕宋岛弧附近, 推测是内波遇到岛弧地形发生破碎, 进而引起强的内波混合。

珊瑚藻是海洋生态系统中一类重要的钙化红藻, 且具有海洋初级生产力和生态服务功能, 已经成为当前热点研究生物之一。目前, 世界各国有关珊瑚藻的种类、分布等正在逐渐明晰, 而我国海域珊瑚藻的分布研究尚属空白, 许多种类的多样性信息也需要更新。中国珊瑚藻本底信息的匮乏也阻碍了我国在各个层面上开展珊瑚藻研究与保护工作。为此, 文章对中国海域珊瑚藻种类和分布现状进行了汇总与分析。结果表明, 中国现有珊瑚藻种类记录162种, 合并同物异名种后共计112种, 隶属于10科26属, 约占全球珊瑚藻种类数的15%; 其中大陆有79种, 台湾岛66种, 香港10种。我国珊瑚藻的分布从渤海到南海均有分布, 呈现出明显的热带与亚热带分布特征; 其中辽宁、山东、浙江、福建、广东和香港海域记载较少(<20种), 而台湾岛、海南岛和三沙海域则较多(>30种)。研究能为明确我国珊瑚藻的种类、数量及分布特征等方面提供良好的参考资料。

利用组织能量密度测定技术和残差指标分析方法, 分析了南海鸢乌贼中型群雄性个体肌肉组织和性腺组织的能量积累及其分配变化过程。结果显示, 胴体、尾鳍、足腕、精荚复合体、精巢等组织的能量密度值分别为21.16±1.44、21.98±1.51、21.44±1.50、20.83±1.70和21.41±1.70kJ?g ^-1。胴体和精荚复合体两组织的能量密度在不同性腺成熟度之间均存在显著性差异, 而尾鳍、足腕、精巢等3种组织的能量密度则在不同性腺成熟度之间均没有统计学差异。个体总能量积累为299.31±90.81kJ; 随着个体生长, 总能量积累呈现增加的趋势。胴体、足腕和尾鳍等肌肉组织的能量占比为95.31%~98.04%, 随着性腺发育呈现降低的趋势; 精巢和精荚复合体等性腺组织的能量总投入占比为2.63%~5.33%, 随着性腺发育呈增加的趋势, 并在Ⅴ期达到最大值。同时, 残差指标分析显示, 胴体、尾鳍、足腕等肌肉组织能量积累-胴长残差与性腺组织能量积累-胴长残差呈显著的正相关关系, 表明个体性腺发育过程中肌肉组织能量没有转化用于性腺组织的生长发育, 其生殖能量投入倾向于外源性投入。初步掌握了南海鸢乌贼中型群雄性个体肌肉和性腺组织能量的积累变化过程, 为深入了解它们的繁殖策略和为可持续开发利用该种类资源提供了科学基础。

大角玻璃钩虾Hyale grandicornis是我国沿海潮间带常见的藻栖甲壳动物, 但目前关于其与栖息海藻的作用关系极少报道。2016年2—5月在大亚湾岩礁潮间带采集了石莼Ulva lactuca和半叶马尾藻变种Sargassum hemiphyllum var. chinense海藻, 结果显示大角玻璃钩虾在两种海藻丛中均有分布, 其中在石莼藻丛中分布的钩虾个体数量、平均体长和平均体重均大于在半叶马尾藻藻丛中。在半叶马尾藻藻丛中, 大角玻璃钩虾种群的性比、抱卵雌性比例和幼体比例相对较高, 而性成熟体长、抱卵雌性体长和卵粒体积则相对较小。研究表明, 大角玻璃钩虾在两种海藻中的种群分布与繁殖特征存在着差异, 可能受到栖息海藻形态结构及其生境等因素的影响。

在对中国科学院南海海洋生物标本馆馆藏芋螺科 Conidae 标本, 以及近年来在南海补充采集的标本进行整理的过程中, 通过形态分类学方法鉴定发现隶属于芋螺属 Conus 的中国海新记录种1种: 锈色芋螺 Conus ferrugineus Hwass in Bruguière, 1792, 标本采自西沙群岛。文章描述了该种的外部形态, 查明了其生活习性和地理分布特点, 并与相似种犊纹芋螺 Conus vitulinus Hwass in Bruguière, 1792 进行了比较, 通过壳口内面前沟部位的颜色可将两者区分开: 锈色芋螺呈白色, 而犊纹芋螺呈紫 (褐) 色; 同时对这两个相似种的其他区别特征进行了总结。