冠鲽科(Samaridae)隶属于鲽形目(Pleuronectiformes), 包含冠鲽属(Samaris)、沙鲽属(Samariscus)和斜鲽属(Plagiopsetta)。目前研究表明, 冠鲽(Samaris cristatus)和满月沙鲽(Samariscus latus)的线粒体基因组结构都有重排, 并且两者的基因数量也有差别。为检测斜鲽属鱼类中是否也有不同的特征结构, 我们选用褐斜鲽(Plagiopsetta glossa)作为代表种进行斜鲽属鱼类线粒体基因组特征分析, 同时与冠鲽属及沙鲽属鱼类的线粒体基因组特征进行对比。分析显示, 褐斜鲽的线粒体基因组全长为18723bp, 包括39个基因: 13个蛋白基因、24个tRNA基因、2个rRNA基因、2个控制区、1个轻链复制起点和比典型基因组多的13个间隔子。和经典鱼类的线粒体基因组相比, 褐斜鲽和满月沙鲽都多了tRNA-Cys和tRNA-Tyr两个tRNA, 冠鲽只多了tRNA-Cys, 且3个种类都多了一个控制区, 但褐斜鲽与满月沙鲽的基因排列顺序相同。褐斜鲽线粒体基因的重排导致不同位置的6个tRNA形成了六连体基因簇“tRNA-Cys₁-Tyr₁- Ser1-Lys-Arg-Ser2”, “ND5-ND6-Glu-Cytb-Thr”则位于六连体之后, 但这11个基因相对的排序没有发生变化。采用双复制随机丢失模型(double replications and random loss, DRRL)对褐斜鲽基因的重排现象进行分析, 认为该鱼类基因数量、排列顺序以及比典型基因组多13个间隔子等特征为该模型提供了新的依据。

为了澄清中国沿海尖刺拟菱形藻Pseudo-nitzschia pungens Hasle的种下分类学现状, 从我国沿海分离并建立了32个尖刺拟菱形藻的单克隆培养株系, 结合光学显微镜下的群体特征和透射电镜下的超微形态学特征, 以及基于核糖体转录间隔区(ITS)的分子系统学数据, 鉴定得到尖刺拟菱形藻的两个变种: 尖刺拟菱形藻原变种P. pungens var. pungens和尖刺拟菱形藻阿维罗变种P. pungens var. averiensis。文章对其形态学特征进行了详细描述, 并利用高效液相色谱-质谱联用法(LC-MS/MS)对培养株系的多莫酸(DA)进行了检测, 但未检测到DA。

鱼类消化系统的组织结构特点与食性密切相关。为了探究岛礁性鱼类黑魢的消化生理特点, 文章以黑鱾(Girella leonina)为研究对象, 采用苏木精-伊红(H.E)染色法研究其消化系统的组织结构特点, 探讨其组织结构特点与食性、环境适应性之间的相关性。结果显示: 1) 食道向腔内形成纵向6个粗大皱褶, 该皱褶具明显横纹肌, 扩张性较强, 黏膜上皮间分布着黏液细胞, 呈锥形; 2) 黑鱾为“V”形胃, 可分为贲门部、胃体部和幽门部3个部分, 胃腺横切面为圆形, 管腔由数个腺细胞围成, 胃肌层平滑肌层极厚, 为内环肌层外纵肌层结构, 其中胃体部固有层处胃腺最为发达, 胃黏膜形成许多皱襞, 幽门胃具多级分枝皱褶; 3) 幽门处分布有150多条分枝状盲囊, 盲囊腔内充满黏膜褶, 黏膜上皮由单层柱状上皮细胞组成, 不具有杯状细胞; 4) 肝脏分为左右两叶, 组织结构呈现出一般硬骨鱼类的共性, 肝细胞体积较大, 呈多边形, 大小约为30μm; 5) 肠道具有4个肠曲, 比肠长值约为1.52±0.06, 介于植食性和肉食性鱼类之间, 整个肠道均有大量杯状细胞分布, 肠道内具发达的小肠绒毛凸起, 绒毛基部上皮向固有层内陷形成肠腺, 腺体开口于相邻绒毛基部之间, 前中肠作为主要消化吸收场所, 其绒毛数量和高度要大于后肠。文章研究了黑鱾消化系统组织学特征与其消化、吸收的关系, 认为黑鱾消化系统具备典型杂食性鱼类消化系统的特征。

河口是海陆相互作用的重要地带, 往往呈现出独特的生物地球化学过程, 是研究碳循环过程的重要场所。在春季(2015年5月)、夏季(2015年8月)和冬季(2016年1月)分别对珠江口海域异养附生细菌和游离细菌时空分布及其各自高核酸(HNA)、低核酸(LNA)类群的相对贡献进行了调查研究, 并对其调控因子进行了相应探讨。结果表明, 珠江口异养细菌分布具有明显的时空差异。空间分布上, 珠江口异养细菌丰度自河口上游至下游呈递减趋势, 主要与上游污水输入以及珠江径流与高盐外海水在河口内的混合有关; 在雨季, 河口中下游盐度锋面区出现异养细菌丰度和叶绿素a质量浓度的高值区, 锋面区使营养物质停留时间增加, 促进浮游生物生长。垂直方向上, 表层异养细菌丰度略高于底层。时间尺度上, 异养细菌总丰度在春季最高(表层均值为2.94±1.23×10⁹个 •L^-1, 底层为2.81±1.50×10⁹个 •L^-1), 夏季次之(表层均值为2.32±0.43×10⁹个 •L^-1, 底层为1.90±0.50×10⁹个 •L^-1), 冬季最低(表层均值为1.06±0.33×10⁹个 •L^-1, 底层为9.76± 3.44×10⁸个 •L^-1)。珠江口海域异养细菌以附生细菌为主, 占异养细菌总丰度的16.56%~96.19%, 整体分布较稳定, 冬季最高(平均78.65%)、夏季(70.32%)与春季相近(68.17%)。附生细菌以代谢活跃的HNA类群为主, 游离细菌则主要以LNA类群为主, 代谢活性整体相对较低。

基于2016年春、秋两个季节的现场实验数据, 研究光裸方格星虫(Sipunculus nudus Linnaeus)滩涂增养殖对滩涂底质的影响。实验对方格星虫单养区(S组)、方格星虫-贝类混养区(P组)和无星虫对照区(C组)进行了有机质、粒径组成、氧化还原电位(ORP)等指标测定, 结果表明: 1) 秋季S组20~30cm层次有机质含量和细沙比例均显著高于春季, 而C组仅表层物质有所增加, 表明方格星虫具有较强的表层物质迁移能力, 且其迁移深度为20~30cm。2) 秋季C组各层氧化还原电位值(ORP)均无明显降低趋势, 而S组仅10~20cm层次有一定程度降低, 表明方格星虫增养殖并不会明显降低滩涂底质状况。3) P组各层有机质以及细沙含量增加, 表明皱肋文蛤的过滤沉积作用可以提高滩涂颗粒物质的积累, 且方格星虫混养会加速颗粒物质的向下迁移; P组皱肋文蛤的栖息层次(0~3cm、3~10cm) ORP明显低于S组(p<0.05), 表明高密度的皱肋文蛤代谢活动会加剧0~10cm的底质恶化。4) 方格星虫与皱肋文蛤具有生态互补作用, 在同一区域进行增养殖可以提高滩涂物质利用率及碳汇功能; 方格星虫扰动引入富氧水可以缓解皱肋文蛤栖息层次的底质。

文章分析了2013年南海南部4个季节航次的叶绿素a (Chl a)调查数据, 结果显示: 150m以浅水柱Chl a质量浓度均值分别为早春0.14mg•m^-3、初夏0.12mg•m^-3、初秋0.18mg•m^-3、初冬0.16mg•m^-3。早春和初夏偏低的原因与早春风速小, 初夏水温高, 不利于水体的垂直混合, 限制了深层海水中丰富的营养盐向上层水体补充有关。4个季节中海水次表层Chl a质量浓度最大值层(SCML)均出现在50m和75m, 这两个水层的Chl a质量浓度差异小, 季节变化不大, 平均值变化范围分别为0.24~0.26mg•m^-3和0.22~0.26mg•m^-3。受混合层深度和温跃层上界深度的共同影响, 50m水层Chl a质量浓度主要受制于深层富营养盐海水的向上补充, 75m水层Chl a质量浓度受水温的影响明显。

文章选择鹿回头近岸海域常见的板叶角蜂巢珊瑚(Favites complanata)和十字牡丹珊瑚(Pavona decussata)为研究对象, 采用室内连续培养的方法, 探究两种不同造礁石珊瑚对酸化和溶解有机碳(DOC)加富的响应。结果表明: 酸化(pH 7.6)并不会影响两种珊瑚的钙化速率和生长速率; 但DOC加富(524.03±78.42μmol•L^-1)使两种珊瑚的钙化速率分别降低67%和47%、生长速率降低59%和40%。当二者共同作用时, 两种珊瑚的钙化速率降低30%和11%、生长速率降低46%和59%, 大多没有DOC单独作用时强烈, 表现出一定的拮抗作用。两种珊瑚共生虫黄藻叶绿素荧光指数(F_v/F_m)均升高后降低, 板叶角蜂巢珊瑚F_v/F_m最先降低。实验表明, 这两种珊瑚虽然对海洋酸化的敏感度不高, 但是对有机物加富有不同的响应, 板叶角蜂巢珊瑚更为敏感, 可能导致这两种珊瑚在未来环境变化中有不同命运。

冷水珊瑚也称为深水珊瑚, 在生物多样性、生态资源和科研价值等方面具有重要意义。文章对采自南海北部冷泉区的冷水珊瑚骨骼碎屑进行测定, 鉴定出冷水珊瑚2个种(Crispatotrochus sp.1和Crispatotrochus sp.2), 以及4个属[Balanophyllia (Balanophyllia)、Balanophyllia (Eupsammia)、Lochmaeotrochus和Enallopsammia]。测定的冷水珊瑚的δ¹³C为-7.36‰~-1.15‰, δ¹⁸O为-1.38‰~3.67‰, 与全球冷水珊瑚碳氧同位素组成相似, 但明显不同于南海暖水珊瑚、冷泉碳酸盐岩及低温热液成因碳酸盐岩的碳氧同位素组成。

海洋暖池的发展、变化及其效应与沉积环境有密切关系。文章对北部湾暖池主要水域进行表层沉积物取样, 测试鉴定其粒度、化学元素、微体古生物化石, 并对数据进行分析比较。结果表明: 研究区物源来自陆区上陆壳风化, 在水动力作用下粒度组成分异明显, 平均粒径为1.1Φ~6.9Φ (Φ=-log₂d, d为直径, 单位: mm)。常量元素以SiO₂占优, 其平均质量分数最高达到66.61%, 其次为Al₂O₃; 微量元素的质量分数平均为9.05~297.00μg•g^-1, 稀土元素的平均质量分数为0.34~69.43μg•g^-1, 化学蚀变指数(CIA)平均为47.33, 轻重稀土元素分馏比为7.46~10.07。古生物多样性指数(H°)为0~2.52。在海湾尺度下化学要素分布的空间异质性显著。在研究区西部, 大部分化学元素质量分数高, 沉积物颗粒最细, 稀土元素分馏显著, CIA较高, 物质来源多样, 古生产力较高; 而东部则几乎表现相反, 以砂质沉积物为主, 除了CaO、MnO、Sr较高之外, 大部分元素质量分数低且稀土元素分馏弱, CIA低下, 古生产力偏低, 显示出物源有限和海洋自生碳酸盐沉积的可能性。浮游类有孔虫以表层暖水种占优, 硅藻为热带和亚热带种, 属种内在结构显示出暖水、高盐等特征。该暖池兼具一定的独立性和开放性, 对生物活动、生物多样性乃至碳酸盐沉积等具有维护作用。

借助于国际大洋发现计划平台, 于2017年2月—6月间在南海实施第三次科学钻探(IODP 367-368航次)。海底地震仪(OBS)深地震探测和国际大洋发现计划(IODP)钻探成果相结合, 可以对南海北部洋陆转换带(COT)边界及地质属性的确定提供更好、更全面的深部地质过程解释。文章基于IODP 367-368钻探提出的三种可能设想(下地壳出露、最老洋壳出露、上地幔出露), 分别建立了三种初始速度模型。利用Rayinvr及Tomo2d软件, 对每一种初始模型分别开展了不同OBS间距的射线追踪和走时模拟测试对比, 以及模型的分辨率测试。测试结果表明: OBS间隔为7km比间隔为10km具有更好的射线路径与密度覆盖; 对于上地幔出露模型, 需要足够长的探测测线(>100km), 才能有效得到30km深处信息; 分辨率测试说明, OBS间距需要设置小于或等于7km时, 才能有效分辨20km速度异常体(即模糊带)。

南海东沙海域的陆坡台地区, 浅表断裂及生物礁发育众多, 浅层新生界多为碳酸盐岩层, 中深层的中生界内部构造复杂, 断裂较多, 常规单船窄方位地震剖面显示中深层反射品质较差。利用双船可以设计灵活的观测系统, 形成双方位角地震探测方式, 对于地下同一反射点的照明, 可以获得比窄方位角探测更好的效果, 也可以改善高速屏蔽层下方、高陡倾角斜层等区域的成像质量。文章通过重点技术的攻关研发, 进行了单源激发、双缆接收的双方位角采集试验, 成功实现该方法在南海海域中深层地震勘探中的应用。

文章采用三维海洋模式MITgcm, 对印度尼西亚海(简称印尼海)内潮的生成和传播过程进行了研究。研究结果表明: 1)苏拉威西海和西北太平洋地区的内潮呈现明显的全日潮信号; 望加锡海峡、翁拜海峡、东北印度洋、帝汶海等站位的内潮呈现明显的半日潮信号; 2)印尼海区内潮的标准化振幅在苏拉威西海、望加锡海峡、翁拜海峡、马鲁古海、班达海、东北印度洋和西北太平洋地区均在温跃层附近达到最大, 约为20~40m; 在帝汶海地区在水深200m附近达到最大, 约为25~30m; 3)桑岭、斯兰海、翁拜海峡和帝汶海是主要的内潮生成区域, 内潮能通量达40kW·m^-1; 4)苏禄海的内潮能量主要来自于局地正压潮的转化, 苏拉威西海和班达海的内潮能量则主要来自外部的传入。

利用2002—2015年的中等分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)第4波段反射率产品对黄、东海边界的悬浮物输运情况进行了分析, 同时利用黄、东海2003年现场实测的悬浮物含量数据和这期间准实时的MODIS影像数据, 建立了基于MODIS第4波段遥感反射率的悬浮物含量遥感反演模型。基于该模型, 反演黄、东海表层悬浮物浓度, 并计算悬浮物扩散面积。利用反演得到的表层悬浮物浓度和悬浮物浓度垂向预测模型, 获取垂直方向上的悬浮物浓度, 同时结合水深、扩散面积数据, 计算特定时刻水体中的悬浮物含量。利用插值方法获得整个输运过程中各时刻水体中的悬浮物的含量, 计算各个时刻悬浮物含量的总和作为悬浮物的输送量。对2002年10月至2003年4月黄海向东海的悬浮输送量进行估算, 估算结果为153Mt。

桡足类种类多、数量大、分布广, 在食物链中处于中间环节, 对海洋生态系统的结构稳定起着重要作用。桡足类幼体获取的营养直接影响其发育, 进而影响桡足类成体补充乃至种群的稳定。本研究于2015年夏季分别在大亚湾核电站邻近海域S1 (进水口水域)和S2 (排水口水域)站进行了调查采样, 应用分子生物学方法检测了桡足幼体现场摄食食物组成。结果显示: 1)两个站的桡足幼体内共检测到16种不同食物, 包括浮游植物(硅藻)11种, 后生动物2种、真菌、Ichthyosporea 和卵菌类各1种共5大类, 其中硅藻(47.30%, 克隆数百分比, 下同)和被囊动物类后生动物(41.89%)是其主要的食物类群; 2)在S1和S2站桡足幼体内分别检测到9种和10种食物, 但主要食物类型有差异, S1站较多后生动物(61.54%), 而S2站较多硅藻(68.57%); 3) S2站的桡足幼体杂食偏植食程度更高, 其杂食性系数(0.31)低于S1站(0.72)。结果表明, 桡足幼体能根据食物环境有选择地摄食植物饵料和动物饵料, 调节食物营养结构; 温排水影响水域桡足幼体更偏向植食性, 尤其是硅藻, 暗示全球变暖可能导致桡足幼体食性偏移。

核酸指标可表征桡足类营养及生长状态, 然而多物种和多指标比较研究的相对缺乏却限制了现场海区调查中对核酸标志物的广泛应用。本研究测定了系列饵料浓度(0.2~2.0μg C·mL^-1)喂食的安氏伪镖水蚤Pseudodiaptomus annandalei的桡足幼体Ⅱ期个体的摄食率、生长率及成体产卵率, 并就生化组成, 包括RNA含量、DNA含量、蛋白含量(以下简写为PRO)、RNA:DNA、RNA:PRO、DNA:PRO及元素组成(N含量、P含量、C:N 和C:P比值)进行定量分析和计算。摄食率、生长率、产卵率及桡足幼体的RNA相关的核酸指标随饵料浓度的变化趋势均符合双曲线模型, 而雌性成体中仅RNA:DNA比值符合此模型。对RNA相关指标与各生理参数的相关性分析显示, 桡足幼体的RNA相关指标均与摄食率及生长率呈显著线性相关性, 显著程度的顺序为RNA:DNA>RNA:PRO>RNA含量; 雌性成体中RNA:DNA及RNA:PRO比值与产卵率显著相关, 前者的相关性远较后者显著。此结果表明, 在常用的现场浮游桡足类调查的标志比值(RNA:DNA比值或RNA含量)之外, RNA:PRO比值亦可作为指示桡足类生长状态的标志比值, 但是当指示体生长时, 桡足类必须处于同一生长阶段。RNA相关指标与饵料浓度之间稳固的双曲线相关性提示我们, RNA相关指标可帮助评估桡足类的饵料环境。

在三亚海域设置3个站位, 分别于各站位连续采集12个月表层水样。利用流式细胞仪进行浮游病毒及浮游细菌丰度的测定, 并对两者及其与环境因子之间的相关性进行研究, 同时对不同站位之间进行差异性分析。结果表明, 调查海域浮游病毒丰度(平均7.63×10⁶viruses·mL^-1)高于浮游细菌丰度(平均1.52×10⁶cells·mL^-1)。浮游病毒及浮游细菌丰度在三亚河口最高, 且有明显的季节变化, 冬春季高于夏秋季, 并且其与鹿回头半岛西侧、小东海之间均有极显著差异(P<0.01), 不同类群病毒代表的宿主类群也有所不同。调查海域总体水平浮游病毒丰度与浮游细菌丰度显著正相关(r=0.800, P<0.01); 叶绿素(Chl a)和氮盐(NO- 2、NO- 2+NO- 3、NH+ 4)是影响两者的关键因子。

基于脆弱性域图 (vulnerability scoping diagram, VSD)评价模型, 从暴露程度、敏感性、适应能力3个方面构建了红树林生态系统脆弱性评价指标体系。采用改进的综合指数法和模糊综合评价法, 重新定义脆弱性分级标准, 定量评价了铁山港湾红树林生态系统在1989年、2003年和2014年3个年份的脆弱性水平。结果显示, 铁山港湾红树林生态系统在3个年份的脆弱性水平值分别为0.145、0.255、0.334, 呈现增加趋势。首先, 铁山港湾红树林生态系统面临的暴露程度不断增大, 主要胁迫因子为滩涂围垦面积、废水排放量; 其次, 生态系统的敏感性增强, 主要敏感因子是海洋生物质量综合指数、底栖生物和潮间带生物多样性指数; 第三, 生态系统的适应能力略有增加, 总体上较弱。

主要采用傅里叶红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)、气相色谱(gas chromatography, GC)和凝胶渗透色谱(gel permeation chromatography, GPC)方法对5种海藻粗多糖的单糖组成、官能团、分子量进行了初步分析。结果显示5种海藻粗多糖均含有木糖和岩藻糖, 其中南方团扇藻多糖含有较为丰富的山梨糖, 属于大分子量均一性多糖, 而孔石莼多糖分子量分布较宽, 均一性较差。红外光谱分析结果表明, 5种粗多糖均为酸性多糖, 棒叶蕨藻、琼枝麒麟菜和匍枝马尾藻多糖具有明显的硫酸基团吸收峰, 琼枝麒麟菜多糖存在呋喃糖和吡喃糖, 并且吡喃糖苷键可能存在β和α两种类型。明胶氯化钡实验结果指出南方团扇藻多糖的硫酸基团含量为38.43%(±2.38%), 明显高于其他几种海藻多糖, 而棒叶蕨藻多糖的硫酸基团含量最低, 仅为8.92%(±1.04%)。

南海北部为我国重要的含油气区之一, 但目前南海北部盆地的演化史及其与周边构造事件的关系仍不明确。基于钻孔和地震资料, 通过数学模拟, 反演了琼东南盆地和珠江口盆地的构造应力演化特征和初始地壳厚度。结果表明, 南海北部盆地具有较薄的初始地壳厚度和岩石圈厚度。珠江口盆地存在两期应力松弛期, 而琼东南盆地在深水区和浅水区分别存在一期应力松弛期。南海北部第一期应力松弛在空间上具有连续性, 主要分布在深水区, 在时间上东早西晚; 第二期应力松弛空间上存在东西分异性。分析认为, 南海北部深水区应力松弛期由东至西的演化应为西北次海盆由东至西的剪刀式张裂所致。珠江口盆地第二期构造应力松弛与局部岩浆侵入有关, 琼东南盆地浅水区的构造应力松弛期与红河走滑断裂平静期相对应。

南海北部陆丰凹陷内LF14井记录了早中新世至早上新世的海相沉积地层。古水深重建结果显示研究井位在早中新世突然发生海侵, 水深迅速上升至最大值275m, 随后经数次波动, 整体处于中—外陆架环境, 共记录了5个完整的海侵—海退层序。回剥分析方法重建的LF14井沉降史揭示了研究井位在中中新世(17.5—10Ma)处于快速沉降期, 快速沉降导致的凹陷内沉积物的可容纳空间发育速率高和陆源物质供给充足是造成该阶段沉积速率高的两个重要因素; 晚中新世—早上新世(10—4.53Ma)处于弱沉降期, 推测东沙运动导致凹陷内的沉积物可容纳空间发育速率变小和陆源物质供给减少, 造成该时期内研究井位沉积速率低。最后, 依据定量重建的古水深变化在研究层段识别出一系列短暂存在的构造上升事件。

海洋地质调查是我国建设海洋强国的战略需求, 调查产生的数据具有重要的应用价值。随着计算机技术、数据库技术和网络技术的快速发展, 海洋地质调查数据的数字化管理、应用和共享已成为衡量我国海洋科技水平的重要标志。鉴于传统WebGIS应用交互性差, 扩展再利用性能弱的缺点, 文章以南海海洋地质调查数据库为基础, 采用基于Flex技术的应用开发接口(Flex API) 和ArcGIS Flex Viewer应用系统框架进行开发, 并定制自定义的微件(Widget)在应用框架的基础上进行功能扩充, 开发部署在网络环境下的“南海海洋地质调查数据共享服务平台”, 用户能快速、便捷地获取调查数据。文章实现了南海海洋地质调查基本信息的集中管理、展示与服务, 该平台能够较好地满足地勘科技人员与管理人员对海洋地质工作信息服务的需求。

为调查长乐—南澳断裂带和滨海断裂带的展布、形态和深部构造背景, 福建省地震局使用大容量气枪震源和海底地震仪将深地震探测拓展到台湾海峡西南部, 配合陆上的水库气枪震源、吨级爆破点和流动地震仪实现了海陆双向激发接收。文章详细介绍了2013—2015年间在台湾海峡西南部采集的6条二维广角地震剖面的观测系统、采集参数和数据预处理方法。对资料的整理分析表明: 震源激发参数和仪器接收点位选择合理, 大部分共接收点道集记录能清晰地识别出Pg、PmP、Pn、Sg、SmS等震相; 通过气枪固定点多次激发进行叠加的方法, 获得了信噪比相当于吨级爆破的共炮点道集记录。陆上台站数据品质较佳, 而海底地震仪数据信噪比较低, 可能是由于海底吸收衰减较为严重。数据处理中针对台湾海峡西南部沉积层速度较低且基底面起伏剧烈的问题, 将共接收点域拾取的走时分选到炮域, 避免了表层改正残差造成深部构造假象的问题。

受到海底、自由表面等强反射界面的影响, 在海底电缆采集的地震资料中鬼波干扰往往非常发育, 在频谱中表现为明显的陷频现象, 严重影响地震剖面的质量, 给后期的处理解释带来困难。为克服这一困难, 根据海底电缆双检(陆检和水检)对下行波场的不同响应, 在深入研究伪多道匹配滤波技术的基础上提出了伪多道双检合成方法。与传统的求取反射系数的双检合成方法不同, 该方法完全数据驱动。在合成数据和渤海地震资料的实际应用中, 鬼波成分得到了明显的压制, 同时拓宽频带, 补偿陷频, 证明了该方法的有效性。

利用海南东方近岸海域2014年至2015年间一整年的海浪观测资料, 分析了海浪的时间变化特征。观测时间段内, 有效波高最大值为4.03m, 平均值0.79m; 平均周期最大值为6.32s, 平均值为3.58s。该海域冬季波高较大, 秋季最小, 常浪向为SSW方向, 强浪向为WSW向。基于该长期观测数据, 文章亦研究了平均周期、有效波高之间的关系, 同时还确立了该海域波高与平均持续时间之间的关系。最后讨论了观测时间段内波浪能流密度的变化特征, 发现一年中能流密度大于2kW·m^-1的频率为26%, 且从全年的计算结果来看, 观测位置处12月的波浪能较适宜开发, 但总体波浪能资源不够丰富。文章对于认识海南东方近岸海域波浪特征以及工程设计都具有重要的意义。

台湾岛西南部是暖涡产生的源地之一, 以往的研究集中于讨论暖涡本身的运动特征和规律, 如暖涡的半径、产生位置、寿命、移动路径等, 暖涡生成机制也引发了深入的研究和探讨, 但关于该地区暖涡导致的物质输运, 仅有少量的观测且结果较为离散。文章通过AVISO(Archiving Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic Data)卫星高度计的地转流场、海表高度异常数据以及区域海洋环流模式(ROMS)结果, 得到一个暖涡从2003年秋季至2004年春季的生消过程, 并在涡旋内10m、50m、100m层各放入10000个示踪粒子, 追踪它们的运动轨迹, 从而讨论暖涡的跨海盆粒子输运特征。该暖涡的寿命为121d, 平均半径50.4km, 移动路程1437.5km, 平均移动速度 13.5cm·s^-1。研究表明, 该暖涡具有较好的物质保守性, 可以将大部分的粒子裹挟在涡旋内部并携带着沿1000~2000m等深线向西南方向运动, 在该暖涡的消亡阶段, 由于地形的阻隔以及与流的相互作用, 涡的不稳定性和形变增加, 大量的粒子被甩出涡旋, 最后仅有18.6%~35.6%粒子随暖涡运动至海南岛南部。尽管这个比例并不大, 但涡致输运的积累作用不容小觑。示踪粒子的数目与位涡具有较好的相关性, 相关系数为0.63, 暖涡内的物质被位涡线裹挟着前行。示踪粒子在暖涡内呈螺旋状下沉, 大部分粒子在释放后的5d内基本在起始的深度上下浮沉, 仅有3.9%的粒子沉降至15m以下。在10m、50m和100m层释放的粒子平均深度最大值分别为48.7m、88.7m和130.6m。

广泛存在于上层海洋的次中尺度过程能有效地从平衡态的中尺度地转剪切中汲取动能, 并通过非地转斜压不稳定正向串级能量至小尺度的耗散过程, 从而对海洋物质能量输运、中尺度过程变异以及混合层再层化等产生重要影响。文章利用高分辨率(500m)的区域海洋数值模式ROMS(Regional Ocean Modeling System)模拟结果, 并结合理论分析, 对南海北部冬季典型反气旋涡的次中尺度动力过程进行了初步探讨。研究结果表明, 典型中尺度涡边缘存在显著的锋面, 锋面海域强烈的水平浮力梯度能有效地减小Ertel位涡, 有利于诱发次中尺度对称不稳定(symmetric instability); 锋生作用是引起该中尺度涡边缘发生对称不稳定的主要动力机制之一。同时, 次中尺度过程及其不稳定引起的垂向次级环流显著增强了混合层垂向物质能量交换, 最大垂向速度可达95m·d^-1, 影响深度最深至80m。

选取了两例迅速增强的南海土台风“蝴蝶”(1321)与“银河”(1603), 分析了其增强时南海及周边海域的高低空环流形势、垂直风切变情况和海洋热状况, 并利用WRF (Weather Research and Forecasting Model, WRF)模式探究两者强度不同的环境原因。“银河”虽具有较有利的海洋下垫面条件, 但并未发展为台风, 是因为不利的高低空环流形势和垂直风切变条件。“蝴蝶”迅速增强为强台风是因为其发生时北方冷空气南下, 西南暖湿气流爆发等有利条件。WRF模式对海表面温度(SST)影响土台风强度的敏感性实验表明, 土台风强度对于SST的响应表现为非线性正相关, SST升高, 土台风增强的速率将减缓。7—9月的南海SST均高于28℃, 已满足土台风增强条件。因此, 在对于土台风的预报中, 需特别注意SST以外的其他环境因子。

基于遥感手段准确估算浮游植物吸收系数a_ph(l), 可为长时间、大尺度范围识别浮游植物功能种群提供有力的数据和方法支撑。利用2003至2012年获取自南海、琼东、广东近岸和珠江口各典型海区的实测a_ph(l)数据, 对比分析表层光谱特征, 初步判断浮游植物种群结构差异; 基于MODIS-Aqua二级遥感反射率产品, 分别采用经验算法PL和半分析算法QAA对a_ph(l)遥感产品进行精度评估。结果表明, 以南海、琼东为代表的清洁海域和以广东沿岸、珠江口为代表的浑浊海域表层a_ph(l)光谱差异明显; a_ph(l)在清洁海域量值较小但在颗粒物吸收中居于主导, 而在浑浊海域并不占优; 浮游植物单位吸收系数a_ph^*(l)存在明显的空间差异, 色素打包效应以及色素组成是造成差异的可能原因。经验算法PL较之于半分析算法QAA反演得到的a_ph(l)(l=412, 443, 490)遥感产品精度更高, 平均相对误差APD小于22%; 采用区域优化算法NOCI获得的Chl-a产品作为输入参数, 算法PL所得的a_ph(l)遥感产品APD不超过14%。结果表明, 基于水色遥感产品进行a_ph(l)遥感产品精度评估和探讨不同海区浮游植物功能种群具有较强应用前景。

多巴胺受体(dopamine receptor)作为生物体中重要的神经递质受体, 在生物体的生长、发育、代谢等多个生理过程中都发挥着重要的功能。本研究从缢蛏Sinonovacula constricta转录组文库中筛选获得多巴胺受体基因的部分片段, 结合RACE(rapid-amplification of cDNA ends)技术和降落 PCR(polymerase chain reaction)技术, 克隆得到缢蛏两个多巴胺受体的选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation, APA)的变异体, 命名为ScDopR2a和 ScDopR2b, 长度分别为1824bp和2758bp。两个变异体均包含相同的5′非翻译区(untranslated regions, UTR)(24bp)和开放阅读框(open reading frame, ORF)(1440bp), 共编码479个氨基酸残基。但是两个变异体的3′UTR 长度不同, 分别为360bp和1294bp, 其中ScDopR2b在polyA尾前插入936bp。在同源的ORF区设计引物, 采用实时定量PCR分析多巴胺受体基因在不同组织中的表达特征, 结果表明多巴胺受体基因在水管、鳃、斧足的表达量显著高于其他组织。在该基因序列3′UTR插入片段区域设计特异引物检测ScDopR2b的组织表达情况, 结果表明在水管、鳃、斧足的表达量仍高于其他组织, 表达趋势与ORF区大致相同。进一步设计缢蛏组织损伤实验, 对进水管前端进行损伤处理, 在处理后的第4h、8h、12h、24h、48h、60h和72h取样, 荧光定量检测结果显示, 同源区表达量在12h和48h呈上调, 在8h、24h和72h下调, 且ScDopR2b表达趋势与同源区表达模式大致相同。研究结果表明, 缢蛏多巴胺受体参与了损伤修复过程, 其表达特征可能与多巴胺作为补偿性神经递质的作用有关。

大亚湾核电站温排水对其邻近海域的生态效应日益突出。文章结合现场调查和室内模拟实验, 研究了夏季和冬季大亚湾海域沿温排水温度梯度的浮游植物粒径结构特征, 探讨了营养物质的输入可能对其产生的影响, 以期深入了解浮游植物对升温以及富营养化作用的响应机制。结果表明, 适温条件对浮游植物的生长起促进作用, 在极高温(36.0℃)环境下则产生抑制作用, 在排水口邻近高温区夏季和冬季浮游植物叶绿素a含量均呈较低分布。交互模拟实验发现不同季节浮游植物对于温度和营养盐的敏感性存在差异, 夏季营养盐对浮游植物生长的促进作用比温度明显, 冬季温度的作用则更为显著。现场观测和模拟实验均显示, 水温升高和营养盐加富均可造成小粒级浮游植物 (<20μm)所占比例的增加; 因此, 升温和营养盐输入均可能导致浮游植物粒级结构呈小型化趋势, 并对食物网能量流动与物质循环、生态系统的结构稳定性以及海洋渔业的产量造成潜在影响。

为探究不同地理条件下斑节对虾天然群体的遗传多样性和遗传分化水平, 选用14对简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)特异引物对广东湛江、海南三亚、海南琼海的斑节对虾天然群体共计90尾个体进行微卫星标记分析, 每对引物检测出的等位基因数为2~4不等, 平均2.7。3个群体(湛江、三亚、琼海)平均有效等位基因分别为1.9081、1.9715和2.0185, 平均多态信息含量分别为0.3864、0.3926和0.4078, 总的平均期望杂合度(0.4605 )明显高于观测杂合度(0.4046), 表明3个群体遗传多样性水平为中等, 且存在杂合度缺失的现象。种群分化指数和遗传距离分析表明, 在不同群体间已产生了遗传分化, 但是分化较小; 三亚群体和琼海群体之间的亲缘关系最近, 而与湛江群体的亲缘关系最远。分子方差分析表明, 群体间的遗传变异指数为8%, 群体内个体间的遗传变异指数为92%, 基因分化主要发生在群体内, 而不是群体之间。

蜑螺科 Neritidae 蜑螺属 Nerita 的一些种类形态近似, 形态鉴定上存在种类混淆、同物异名或错误鉴定等现象。作者在整理中国科学院南海海洋生物标本馆和中国科学院海洋生物标本馆历年来采集的蜑螺科标本时, 对4种隶属于蜑螺属的易混淆种进行了比较研究。通过对标本的反复对比, 分别找出了它们之间外部形态、地理分布以及生活习性方面的差异, 澄清了混淆, 确立了其分类地位: 1) 矮狮蜑螺Nerita chamaeleon Linnaeus, 1758和圆蜑螺Nerita histrio Linnaeus, 1758两者贝壳形态相近, 在我国海区分布重叠, 存在混淆以及错误鉴定的现象, 根据螺旋部以及壳面雕刻可将它们区分开, 即前者壳面螺肋光滑, 后者螺肋粗糙, 而前者螺旋部较后者高; 2) 锦蜑螺 Nerita polita Linnaeus, 1758和杂色蜑螺 Nerita litterata Gmelin, 1791两个种常被混淆在一起, 都鉴定为锦蜑螺, 前者在我国见于台湾、海南岛和西沙群岛, 后者在我国见于台湾、福建、广东、广西和西沙群岛, 其中杂色蜑螺此前在我国仅见于台湾, 本文的报道进一步完善了该种的地理分布信息。

南海北部陆坡深水区的浅层天然气藏是一种伴随天然气水合物的新型油气藏, 具有埋藏浅、规模大的特点, 其埋藏深度一般小于300m。浅层天然气藏由深部裂解气沿断裂上升被天然气水合物封盖而形成, 识别似海底反射(BSR)是寻找浅层天然气藏有效方法。浅层天然气藏的气源主要有热解气、生物气和混合气, 陆坡张性断裂是气体运移的主要通道, 水合物下部的砂层是浅层天然气藏的主要储集层, 水合物层则是封盖层。从南海发现的天然气水合物分布特征看, 浅层天然气藏在陆坡深水区广泛分布且气藏厚度大, 潜在资源量非常可观, 是一种新型的开采成本相对低廉的油气藏。

海底热液喷口周围的水体具有显著的浊度和化学组分异常, 是寻找热液喷口的重要标志。文章提出了一种海底热液喷口的探测技术方法, 设计了低功耗化学传感器。该化学传感器可搭载在相关平台, 实时探测水体的Eh、H₂S、pH及CO₃^2-等电位值, 结合浊度异常, 可以推断热液喷口的位置。在西南印度洋中脊海试结果表明, 该化学传感器可有效探测由热液活动产生的水体异常, 是一种探测海底热液喷口的有效技术。

为了检验光纤水听器阵列在海洋地震勘探中应用的性能, 在南海, 使用1024基元的光纤水听器阵列与进口的360道压电水听器海洋地震勘探仪, 采用相同的作业方式在同一位置进行海洋地震勘探调查, 对两个设备采集的海洋地震勘探资料进行对比。试验结果表明, 光纤水听器阵列采集的数据主频范围达到10~120Hz, 宽于压电水听器海洋地震勘探仪的主频范围10~80Hz; 地震剖面分辨率优于压电水听器海洋地震勘探仪。光纤水听器阵列在经过适应性改进后完全能够满足海洋地震勘探的性能要求。

随着海洋塑料垃圾的不断增多, 海洋微塑料作为一种新型的海洋污染物逐渐受到重视。目前关于微塑料来源分布及分析方法的认识较为普遍, 大部分研究注重于海洋生物误食微塑料、微塑料吸附及释放有毒物质的环境及生态效应, 而微塑料作为微生物、附生动植物的载体作用仍有待研究。文章综述了微塑料作为生物载体的三个作用: 1) 聚集作用。微塑料表面易覆盖生物膜形成微型生物群落, 为基因水平移动提供场所, 可能引发致病基因、抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, 简称ARGs)的转化、转导。2) 扩散作用。来源于污水的微塑料上可能附着生长着有害藻种、致病菌耐药菌或其他生物, 随水流移动到适宜区域, 可能引发赤潮或导致致病菌及耐药菌的传播扩散, 形成生物入侵。3) 首次提出微塑料的“捕食增强作用”概念, 即有机物、营养盐、生物群落聚集在微塑料颗粒上可提高捕食者的捕食效率, 从而促进海洋动物摄食微塑料, 进而加剧微塑料颗粒对海洋生物的毒理病理作用。文章着重阐述了“微塑料+生物”的生态效应。

南海自动剖面浮标轨迹模拟系统包括高分辨率模式流场、拉格朗日追踪模型和垂向浮标运动参数化方案等三个核心部分。该系统可在南海范围内模拟两类自动剖面浮标: 传统自动剖面浮标(停滞深度为1000m, 最大下潜深度为2000m)和新型深海自动剖面浮标(停滞深度为距海底500m)。通过对南海现有的6个传统浮标的模拟, 该系统可以预测其100d内的漂流轨迹。通过与真实浮标轨迹数据的对比, 验证了该模拟系统的准确性。此外, 根据该系统, 我们初步探讨了深海自动剖面浮标阵列(时空分辨率为2°×2°×30d)在南海内区布放方案的可行性。该模拟系统的建立和完善将有助于对现有传统剖面浮标布放策略进行优化, 并对未来深海剖面浮标在南海的推广应用提供初步的理论依据。

基于Gumbel-Hougaard copula、Kendall和生存Kendall函数对比分析波高和周期联合分布的4种重现水平。以位于北卡罗来纳州Duck的美国陆军工程师团FRF (Field Research Facility)实验场观测的波高与周期样本为例, 计算二者联合分布的“或”重现期、“且”重现期、Kendall重现期和生存Kendall重现期及其联合设计值。主要结论如下: 对比设定重现期, 相对于“或”联合重现期, Kendall重现期可更准确地反映波高周期联合分布的风险率; 相对于“且”联合重现期, 生存Kendall重现期可更准确地反映波高周期同时超值情况下的风险率。按目前有关规范设计要求的单变量波高设计值基本达到设计标准, 按两变量“或”重现期和波高周期两变量同频率设计值推算的设计值偏高, 以最大可能概率推算的两变量的Kendall重现期和生存Kendall重现期设计值可为海岸海洋工程安全与风险管理提供新的选择。

2016年5月4日—10日, 海南省海口市红城湖发生了一起硅藻藻华。为明确该起藻华的肇事生物, 于藻华期间采集了水体样品, 经过光镜和电镜下的形态学观察, 确认藻华原因种为微小辐环藻Actinocyclus exiguus Fryxell & Semina, 该种是我国硅藻的新记录种, 其藻华在我国也是首次报道。微小辐环藻隶属于中心纲硅藻, 细胞单独生活或形成胶质状群体, 细胞个体较小, 壳面直径为6.4~11.1μm, 有2个或3个壳缘唇形突, 壳缘处具有眼斑结构。水体中丰富的氨氮(平均值为2880μg•L^-1)和较高的水温(31℃)条件可能是藻华事件的环境诱因。藻华事件导致红城湖40余吨花鰶死亡。经过鱼体检测, 初步排除因为藻毒素、鱼鳃机械性损伤或水体缺氧而致死的可能, 水体盐度剧烈变化等物理应激反应导致鱼类死亡的可能性较大。

利用形态学和解剖学方法, 对采自海南省东南和西南沿海的大型海洋红藻江蓠属(Gracilaria)进行了分类学研究。经鉴定, 共发现4个物种, 即凤尾菜G. eucheumoides、芋根江蓠G. blodgettii、缢江蓠G. salicornia和刺边江蓠G. spinulosa。文章对此4种江蓠的内、外部形态特征进行了较详细描述与介绍。结合生物冷冻切片技术, 获得了各个物种的比较清晰的解剖学特征图片。其中, 缢江蓠藻体表面瘤状突出物, 与其他文献报道的同体蓠生藻Gracilariophila deformans Weber-van Bosse相一致。