广西北部湾茅尾海夏冬季浮游细菌群落结构及其影响因子

海洋浮游细菌在生物地球化学循环过程中具有不可替代的作用。为解析广西北部湾茅尾海夏冬季浮游细菌群落结构及其关键环境影响因子,于2017年6月(夏季)和2017年12月(冬季)在该海域设置7个站点,采集0.5m处表层海水样品,利用16S核糖体RNA(16S rRNA)基因高通量测序技术,分析茅尾海浮游细菌群落结构与多样性。结果表明:茅尾海海域浮游细菌隶属于11个门、36个纲、86个目、188个科和506个属;主要浮游细菌类群为变形菌门(Proteobacteria,52.47%)、厚壁菌门(Firmicutes,17.34%)、放线菌门(Actinobacteria,16.39%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,7.54%)和蓝细菌门(Cyanobacteria,5.38%),共占浮游细菌总丰度的99.12%。北部湾茅尾海夏季浮游细菌群落Chao 1指数和Richness指数均显著(P<0.05)高于冬季。主坐标分析(PCoA)和相似性分析(ANOSIM)结果表明,不同季节浮游细菌群落结构存在极显著差异(R=0.586,P<0.001)。在目分类水平上进行组间差异分析(Welch′s t-test),具有季节性丰度显著差异的类群共有15个(P<0.05),其中尤泽比氏菌目(Euzebyales)、红杆菌目(Rhodobacterales)、马尾藻海演化枝11(SAR11)、黄杆菌目(Flavobacteriales)、乳杆菌目(Lactobacillales)、芽孢杆菌目(Bacillales)、假单胞菌目(Pseudomonadales)在夏季样品中显著增高;海洋螺菌目(Oceanospirillales)、丙酸杆菌目(Propionibacteriales)、涅瓦菌目(Nevskiales)、弧菌目(Vibrionales)、伯克氏菌目(Burkholderiales)、分枝杆菌目(Mycobacteriales)、红螺菌目(Rhodospirillales)、亚硝化单胞菌目(Nitrosomonadales)在冬季样品中显著增高。夏季浮游细菌属的共发生网络表现出更复杂的网络拓扑结构。物种间的相互作用主要以正相关为主,且夏季(70.3%)高于冬季(68.9%)。Partial Mantel检验相关分析表明,浮游细菌群落与温度、盐度、溶解氧、总溶解氮和总溶解磷呈显著正相关(P<0.05)。其中,温度(R=0.326,P<0.001)和总溶解磷(R=0.512,P<0.001)与群落结构的相关程度较高,是显著影响浮游细菌群落结构的关键环境因子。综上,本研究成果,为进一步揭示北部湾海洋浮游细菌多样性,以及为茅尾海海域生态修复与资源利用提供科学参考依据。

资源一号02D高光谱数据红树林地上生物量反演

红树林生态系统是地球上生产力最高的生态系统之一,它也是海岸带“蓝碳”生态系统的重要组成部分。地上生物量作为红树林蓝碳的重要组成部分,如何准确快速地获取红树林地上生物量已成为红树林生态系统研究的热门问题。分析北部湾茅尾海红树林地上生物量(AGB)空间分布格局及其量级,可为该区域红树林生态环境保护及“南红北柳”生态修复提供科学依据。资源一号数据作为我国自主研发的民用国产高光谱卫星,其高光谱数据为红树林地上生物量的研究提供了新的机遇。机器学习算法因其高性能、高效率的优势被越来越多的应用于红树林相关研究,目前已经成为获取红树林参数信息的重要手段。高光谱数据在红树林地上生物量的反演精度如何?国产高光谱卫星数据和机器学习算法在红树林地上生物量的估算中能否应用?这些问题仍需进一步验证。基于国产资源一号02D高光谱数据,采用极端梯度提升(XGBoost)、随机森林回归(RFR)以及K近邻回归(KNNR)三种不同的机器学习算法对茅尾海的红树林地上生物量进行估算,在此基础上对比了不同的机器学习算法的性能。结果显示:(1)无瓣海桑红树林地上生物量的平均值最高(90.93 Mg·ha^(-1)),桐花树次之(52.63 Mg·ha^(-1)),而秋茄最小(20.27 Mg·ha^(-1))。(2)采用XGBoost、 RF以及KNN三种机器学习算法进行红树林地上生物量和红树林光谱变量建模后发现,基于对数倒数1阶变换的XGBoost模型精度最高,为最佳的机器学习模型。其模型在测试阶段R^(2)=0.751 5, RMSE=27.494 8 Mg·ha^(-2)。(3)基于资源一号02D高光谱数据,采用XGBoost算法反演茅尾海的红树林地上生物量介于4.58~208.35 Mg·ha^(-2)之间,平均值为88.98 Mg·hm^(-2),地上生物量在空间上呈现出中部低,两边高的空间分布格局。总之,该研究论证了国产高光谱卫星数据和XGBoost机器学习算法的组合在红树林生物量的估算方面具有良好的应用前景,可为茅尾海红树林的生态修复和保护提供科学依据和技术支撑。

茅尾海红树林湿地植物对重金属的累积特征

通过测定茅尾海红树林湿地3种红树植物(桐花树、秋茄和老鼠簕)的Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、Hg、As等8种重金属元素含量,分析了重金属元素在该红树林湿地植物不同组织(根、茎、叶)的分布特征、累积和迁移能力。结果表明,该红树林湿地不同植物对金属元素的吸附能力存在一定差异:桐花树Zn>Cr>As>Pb>Cu>Ni>Cd>Hg;秋茄Zn>Cr>Cu>As>Pb>Ni>Cd>Hg;老鼠簕Zn>As>Cr>Cu>Pb>Ni>Cd>Hg。不同的植物组织对不同的重金属元素的累积能力表现不同,但3种红树植物组织对Hg的累积能力均表现为叶>根>茎。红树植物对8种重金属的累积顺序为桐花>秋茄>老鼠簕,对Cd的富集系数最大。

广西钦州茅尾海游泳动物种群结构调查与分析

根据2011年广西钦州茅尾海丰水期和枯水期2次渔业资源调查的资料,分析了该海域游泳动物的种类组成及其资源密度的分布。结果表明,该水域共有游泳动物113种,分隶于19目54科86属,其中鱼类76种,占总种数的67.26%,分隶于13目39科65属。甲壳类29种,占总种数的25.66%,隶属于2目10科15属。头足类7种,占总种数的6.20%,隶属于3目4科5属。肢口类1种,占总种数的0.88%,分隶于1目1科1属。游泳动物大多属于印度-太平洋区系,鱼类全都是硬骨鱼类,以暧水性种类为主(88.16%),暧温性种类少(11.84%),没有出现冷水性种类。甲壳类和头足类以暧水性种类为绝对优势,广温性种类相对较少,没有出现冷水性种类。游泳动物资源密度呈现明显的季节变动,质量密度枯水期(25 977.37 kg·km-3)明显高于丰水期(15 249.49 kg·km-3),而个体密度丰水期(3 825 446尾·km-3)明显高于枯水期(1 889 575尾·km-3)。

广西茅尾海2种养殖牡蛎重金属含量评价

[目的]监测广西茅尾海2种养殖牡蛎重金属含量,评价其食用安全程度和养殖环境质量。[方法]以微波消解法消解样品,联合使用等离子体质谱仪和等离子体发射光谱仪测定广西茅尾海的有明巨牡蛎(Crassostrea ariakensis)和香港巨牡蛎(C.hongkongensis)的Cu、Zn、Cd、Cr、Hg、As、Se和Pb共8种重金属的含量。使用5类评价标准并结合采用单项质量指数法和综合质量指数法进行评价。[结果]茅尾海2种牡蛎重金属污染严重,食用价值受到严重威胁。[结论]当前无公害海水养殖用水水质评估和海洋生物质量评估标准有待修订。

广西北部湾茅尾海浮游真菌群落结构及其影响因子

浮游真菌在海洋食物网和生物地球化学循环中发挥着关键作用。【目的】为解析广西北部湾茅尾海不同季节浮游真菌群落结构及其关键环境影响因子,于2017年7月(夏季)、9月(秋季)、12月(冬季)和2018年3月(春季)期间在该海域设置7个站点,采集表层海水样品。【方法】利用内部转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)基因高通量测序技术,分析茅尾海浮游真菌群落结构与多样性。【结果】茅尾海海域浮游真菌隶属6个门、26个纲、71个目、167个科、282个属和374个种。主要浮游真菌类群为子囊菌门(Ascomycota,82.14%)和担子菌门(Basidiomycota,10.74%),共占浮游真菌总丰度的92.88%。茅尾海浮游真菌群落Shannon指数和Simpson指数在春季最高,Chao1指数和丰富度(richness)指数在冬季最高。主坐标分析(principal coordinates analysis,PCoA)和相似性分析(analysis of similarities,ANOSIM)结果显示,不同季节浮游真菌群落的β多样性具有极显著差异(R=0.5912,P<0.001)。通过随机森林模型分析(random forest modeling analysis,RF),发现黄曲霉(Aspergillus flavus)、二色胶孔菌(Gloeoporus dichrous)、杂色曲霉(Aspergillus subversicolor)和微扁沃利雅炭皮菌(Whalleya microplaca)、翹鱗香菇(Lentinus squarrosulus)等20种海洋浮游真菌对环境变化敏感,可用于评估茅尾海富营养化状况。Spearman相关性分析表明,浮游真菌α多样性与海水pH、盐度和溶解氧(dissolved oxygen,DO)呈显著正相关关系(P<0.05),与温度、叶绿素-a(chlorophyll a,Chl-a)以及总有机碳(total organic carbon,TOC)呈显著负相关关系(P<0.05)。方差分解分析(variance partitioning analysis,VPA)发现营养因子是浮游真菌群落结构的主要驱动因子。【结论】本研究可为揭示北部湾海洋浮游真菌多样性提供理论参考,并为茅尾海生态环境监测与资源利用提供科学依据。

广西茅尾海红树林潮沟仔稚鱼种类组成及其多样性研究

于2012年7月至2013年6月对广西钦州茅尾海红树林潮沟的仔稚鱼物种多样性进行了调查,共采集仔稚鱼11 691尾,经鉴定共24种,隶属于8目15科18属。仔稚鱼生态类型以近海暖水性为主。物种个体数以爪哇拟虾虎鱼（Pseudogobius javanicus）最多,占总个体数的53.29%,其次为美肩鳃鳚（Omobranchus elegans）,占总个体数的28.49%。另外,仔稚鱼物种组成的时间变化明显,仔稚鱼的物种数和个体数均表现在秋季最低,春季最高。Margalef丰富度指数（Dma）、Shannon多样性指数（H′）和Pielou均匀度指数（J′）的月份变化结果显示Dma、H′和J′指数均在2012年8月~10月较低,H′指数、Dma指数在2013年5月最高,而J′指数月变化相对较恒定。同时,研究结果表明茅尾海红树林水域是爪哇拟虾虎鱼和美肩鳃鳚等仔稚鱼的重要保育场所,并对当地渔业资源具有一定的补充作用。