海洋生物固氮研究进展

海洋生物固氮因可以支持初级生产所需的氮而在全球碳氮循环中具有重要作用。从二十世纪九十年代分子生物学和15N2同位素示踪法应用于固氮研究领域以来,逐渐发现了单细胞固氮蓝藻和异养固氮细菌的重要性,是近年来海洋固氮研究领域的最大进展之一,表明以前基于束毛藻为主要固氮生物估算的固氮量可能低估了生物固氮在全球海洋生物地球化学循环中的地位。另一方面,传统的海洋生物固氮研究仅局限于热带亚热带的寡营养盐区域,对高营养盐区域如上升流、河口等高营养盐区域较少关注,因此有必要对这些区域的生物固氮进行重新评估和再认识。综述了国际固氮研究的最近进展,主要包括固氮生物多样性及分布特征、生物固氮的限制性因素、研究方法以及存在的问题。同时综述了南海生物固氮方面的最新进展和问题。

海洋浮游细菌生长效率研究进展

异养浮游细菌对溶解性有机碳（Dissolved Organic Carbon，DOC）的降解消耗是海洋食物网中物质循环和能量流通的主要途径，如在寡营养生态系统中浮游细菌对物质循环和能量流动的贡献是最大的。

海洋细菌生产力调控机制研究进展

综述了海洋细菌生产力的生态学意义,细菌生产力在海洋生态系统能量流动中具有重要作用;介绍了国内外的研究进展,我国细菌生产力的研究主要集中在东海、黄海海域,而面积最大的南海研究尚少。分析了海洋细菌生产力的调控机制,温度﹑DOM、无机营养盐﹑微型浮游动物摄食等都对其产生影响,海水中的DOM主要由可溶性糖类和可溶性氨基酸组成,不同种类的细菌对DOM的吸收并不一致,海水温度直接影响细菌的新陈代谢能力,对细菌生产力大小产生很大影响,浮游动物的摄食对细菌生物量产生抑制作用,但浮游动物在摄食中通过DOM的释放和对无机盐的再生,在海洋生态系统的物质循环也起到了重要作用,一定程度上提高细菌的生产活性。在不同海域不同的因子起到不同的调控作用。

北部湾白龙半岛邻近海域污损生物生态研究

2006年3月至2007年2月在北部湾白龙半岛邻近海域进行周年污损生物挂板试验,并调查该海域码头和养殖网箱的污损生物状况。调查结果表明:该海域污损生物群落呈现明显的亚热带港湾污损生物生态特点。调查记录污损生物共82种,其中优势种为网纹藤壶Balanus reticulatus、有孔右旋虫Dexiosprira foraminosus、左旋虫Spirorbis papillatus、多室草苔虫Bugula neritina、大室膜孔苔虫Membranipora grandicella、美丽琥珀苔虫Electra tenella、缘齿牡蛎Dendostrea crenulifera、冠瘤海鞘Styela canopus和翡翠贻贝Perna viridis。生物全年附着,2006年5—10月为附着高峰期。北部湾白龙邻近海域的月板、季板和年板平均附着生物量分别为200.54、2 550.37和15 121.67g.m-2,均比大亚湾和湛江港的低,而比清澜港和北部湾涠州岛的高。码头附着生物呈明显的垂直分带现象:高潮带为滨螺区,中潮带为牡蛎—笠藤壶分布带,低潮带主要为藻类。在调查的基础上,还针对海洋工程、海水养殖和河口生态环境保护给出不同的防污建议。

未培养微生物研究策略概述

基于未培养微生物数量巨大、种类繁多、基因资源丰富等特点。扼要介绍了未培养微生物的纯培养分离策略和分子生物学研究方法。随着新型培养策略如原位仿生境培养、限制性培养、单细胞微操作等的出现,使未培养微生物的纯培养成为可能。同时由于宏基因组学和高通量DNA测序等现代分子生物学方法技术的逐渐成熟,使来源于未培养微生物的新基因和新活性物质的分离筛选出现了新的机遇与挑战。

两种浮游生物网对南海北部浮游动物捕获效率的比较

浮游动物大小不一,采用不同网目孔径的浮游生物网采样得到的浮游动物种类组成和丰度有差别。为了了解使用不同网具采样对南海北部浮游动物分析的影响,于2007年8月在南海北部采用网目孔径为505μm(大网)和160μm(中网)两种网具进行了浮游动物采样。虽然两种网具对个体较大的浮游动物(水母类、磷虾类、毛颚类等)的捕获率差别不显著,但是大型网捕获的个体较大的浮游动物种类数较中型网捕获的多;对于个体较小的浮游动物,尤其是小型桡足类,大型网的捕获效率远远低于中型网,差异显著;其中对于13种主要小型桡足类[锥形宽水蚤(Temora turbinata)、瘦拟哲水蚤(Paracalanus gracilis)、丽隆水蚤(Oncaea venusta)等]种群,其中网捕获的丰度之和为大网之和的11倍之多。由此可见,两种网具是可以互补的。聚类分析结果表明,尽管两种网具捕获的浮游动物种类组成不同,但浮游动物的群落结构相似,即无论大型网或是中型网采集的浮游动物,都能被分为近岸和远岸两个类群。

大亚湾秋季小型底栖生物初步研究

2009年10月对大亚湾海域的小型底栖动物丰度和生物量进行了研究。结果表明,小型底栖动物的平均丰度为(593±265)ind.(10cm)2,呈湾内向湾外递增趋势;平均生物量和生产量分别为(568.39±294.49)μg.(10cm)2(干重)和(5115.53±2811.14)μg.(10cm)2(干重)。在分选的17个主要类群中,海洋线虫在丰度上占绝对优势达92.24%,其次是多毛类和桡足类,分别为2.05%和1.98%。在生物量上,海洋线虫(38.47%)和多毛类(29.97%)为绝对优势类群,其次是寡毛类(13.82%)和介形类(9.15%)。在垂直分布上,占总量约53.02%的小型底栖动物和51.44%的海洋线虫分布于0—2cm表层。统计分析表明,本海域的小型底栖动物生物量与含水率、中值粒径和黏土+粉砂含量呈显著负相关(P<0.05),多毛类的生物量与小型底栖动物表现的显著相关性相同,桡足类的生物量与中值粒径值呈显著负相关(P<0.05),与沉积物的黏土+粉砂含量呈极显著负相关(P<0.01),而线虫生物量与环境因子无显著相关关系。由海洋线虫与桡足类的数量比(用N/C表示)与本海域环境状况的分析表明,该数值可以在一定尺度上为海洋环境检测提供参考。

广东碣石湾污损生物生态研究

2008年5月至2009年4月,对广东碣石湾海域进行周年污损生物挂板试验,本次调查共记录该海域污损生物86种,多属于亚热带沿岸的广布种,其中优势种为网纹纹藤壶(Amphibalanus reticulatus)、翡翠股贻贝(Perna viridis)、太平洋侧花海葵(Anthopleura pacifica)、水云(Ectocarpus sp.)等。该海域全年均有污损生物附着,月板平均生物量为1198.93 g/㎡,5—9月生物附着量较高,最高为7月;季板平均生物量为2265.44 g/㎡,生物群落的种类组成和生物量变化明显,夏、秋季主要种类为无柄蔓足类,冬、春季主要为藻类和水螅,以夏季板生物量最高;翡翠股贻贝(Perna viridis)为下半年板(5—10月)和年板附着生物的绝对优势种,生物量所占比例分别达95.11%和92.43%。Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均以春季最高,冬季次之,秋季最低;而Margalef丰富度指数则以春季最高,夏季最低。多元统计分析表明,碣石湾海域污损生物群落可划分为3个组群,即第Ⅰ组群包括冬季和春季,第Ⅱ组群包括秋季,第Ⅲ组群包括夏季、上半年、下半年和全年,揭示出污损生物附着季节、演替时间长短等是影响群落种类组成的重要因素。并根据试验结果,给出该海域污损生物的防除建议。

南海北部夏季浮游细菌生长效率初步研究

2010年9月对南海北部海域细菌生长效率、细菌呼吸率、细菌生产力及相关生态、环境因子进行了调查研究。结果表明,细菌生产力(C)和细菌呼吸率(C)表层平均值分别为0.08±0.02mg·m 3·h 1和0.92±0.18mg·m 3·h 1,细菌生长效率在6.20%—9.84%范围波动。细菌生产力、细菌生长效率的空间分布呈现由近岸向外海逐渐递减趋势,而细菌呼吸率的分布特征相对不显著。细菌呼吸率和细菌需碳量明显高于初级生产力,表明南海北部海域整体呈异养性特征,初级生产过程不足以满足细菌生长代谢对碳的需求。尽管细菌生产力与细菌呼吸率相关性显著,但与两者相关的环境因子不完全一致,说明它们可能存在不同的调控机制。综合分析细菌生产力、细菌呼吸率和相关生态环境因子,结果表明,南海北部异养细菌二次生产和呼吸代谢2种不同的生态功能在微食物环以及整个生态系统的物质循环和能量流动中均发挥重要作用。

广东沿海污损生物分析及研究展望

广东沿海环境复杂多样,造成危害的污损生物以网纹藤壶(Balanus reticulatus)、翡翠贻贝(Perna viridis)、钟巨藤壶(Megabalanus tintinnabulum tintinnabulum)、华美盘管虫(Hydrioides elegans)、多室草苔虫(Bugula neritina)和僧帽牡蛎(Saccostrea cucullata)等热带、亚热带的沿岸广布种类为主,且全年均有生物附着。今后研究应着重探讨相关海区污损生物群落的形成和发展规律,研发高效环保的新型防除方法和技术,了解和弄清城市化过程对海洋生态环境的影响,为海洋经济的健康持续发展奠定基础。

海洋来源小单孢菌MicromonosporarosariaSCSION160中大环内酯类化合物的分离鉴定

放线菌SCSIO N160是从南海海底沉积物中分离到的一株小单孢菌。从Micromonospora rosaria SCSIO N160的发酵液中,我们分离纯化了四个大环内酯类抗生素,通过质谱与核磁共振1H、13C NMR谱的解析,确定为rosamicin(1)、6108B(2)、M-4365 A1(3)和M4365-G1(4)。

溶解态铝对海洋浮游植物群落结构及聚球藻生长的影响

通过现场一次性和半连续培养实验研究了溶解态铝(Al^(3+))对海洋浮游植物的影响。结果表明,Al通过抑制束毛藻(Trichodesmium sp.)的生长使micro级浮游植物的总丰度下降,导致硅藻和甲藻的比重增加,进而改变micro级浮游植物的群落结构。而对pico级浮游植物的生长则具有先抑制后促进的作用,在培养后期通过促进聚球藻(Synechococcus sp.)的生长使总丰度增加。并且,在溶解态Al的长期作用下聚球藻的生长仍受到了明显的促进作用,尤其20μmol·L^(-1)的Al显著促进了pico级浮游植物的总丰度及聚球藻的生长(P<0.05)。溶解态Al对聚球藻生长的促进作用是通过促进其藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和叶绿素a 4种光色素的合成,使光合系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光能转化效率增大,进而使聚球藻的比生长速率及总丰度升高。同时,Al在促进聚球藻分裂生长的同时也促进了单位细胞内有机碳的积累。

浮游生物异速生长关系研究进展

生物个体的生物学特征(新陈代谢速率等)与个体大小(体积和生物量等)的依赖性关系称为异速生长关系,这种关系经过尺度转换之后,还影响着种群、群落和生态系统等。海洋环境较为复杂,浮游生物的代谢速率不仅受到个体大小影响,同时光照、温度和营养物质也是重要的影响因素,因此3/4规律只有在理想环境状况下才能实现。对于大多数浮游生物来讲,其尺度因子并非单一的,存在着多元尺度指数。由于单一和多元尺度指数都忽略了环境温度的影响,生态学代谢理论在考虑个体大小的基础上,加上温度这个参数后能够解释不同层次的生态学过程。在综述了异速生长关系发展历史的基础上,着重探讨了该关系在浮游生物中的研究进展。

2008年夏末南海北部叶绿素a的空间分布特征及其影响因素

2008年8月至9月对南海北部71个站位进行了叶绿素a的空间分布调查。调查结果显示叶绿素a在不同水层的水平分布差异很大。表层和25m层的叶绿素a浓度分布极度不均匀,基本沿西北向东南方向逐渐减小。粤东近海表层叶绿素a浓度高值超过2μg·L-1,而南海北部表层和25m处的叶绿素a平均分别仅为0.15和0.11μg·L-1。在东沙西南和琼东近岸的25m和50m处均出现了叶绿素高值。100—200m层的叶绿素a的水平分布规律与上层不同,受黑潮影响的吕宋海峡附近的站位的叶绿素值明显高于其他海区。叶绿素a的垂直分布模式随站位深度存在较大的差异:在水深为50—200m的站位中,多数测站的叶绿素最大值出现在50m处,而且峰值比较突出;而在水深>200m的站位中,叶绿素最大值一般出现在50m至75m之间,峰值比较平缓。珠江冲淡水向东北偏转和粤东上升流涌升水应该是造成粤东近岸叶绿素a值异常升高的主要原因。从温盐垂直分布来看,次表层叶绿素最大值深度与水体的混合层深度密切相关。在南海北部寡营养盐水体中,上层水体叶绿素a和营养盐的关系比较复杂,营养盐与叶绿素a浓度在不同水层表现出不同的相关性。生物吸收作用和海水的物理运动对叶绿素与营养盐的关系可能都会产生较大的影响。

南海西北部陆架区沿岸流和上升流对中华哲水蚤分布的影响

中华哲水蚤(Calanus sinicus)是广泛分布于西北太平洋大陆架水域的浮游桡足类,在海洋生态系统的物质循环和能量流动中具有重要作用。根据2006年7月至2007年10月4个季节使用网目孔径为0.505mm的浮游生物网采集的样品,分析了南海西北部陆架区中华哲水蚤的水平、季节和昼夜垂直分布以及与季风、海流和温度的关系。中华哲水蚤丰度季节变化显著,整个调查海域春季的平均达(22.30±77.78)个/m3,夏季的降低,平均为(13.74±45.10)个/m3,秋季消失,冬季调查期间仍未出现。中华哲水蚤的区域分布差异十分显著,将调查海域划分为粤西近海、琼东近海、粤西-琼东外海三个亚区,在粤西近海亚区春、夏季中华哲水蚤的平均丰度分别为(115.63±145.93),(68.12±84.00)个/m3,远高于另外两个亚区。夏季琼东沿岸上升流区的中华哲水蚤没有昼夜垂直移动行为,呈底层分布,以躲避表层高温的伤害。南海西北部陆架区是中华哲水蚤的季节分布区,冬春季东北季风期间由广东沿岸流从东海沿岸携带而来,出现的时间从北往南逐渐推迟;夏季西南季风期间雷州半岛东部近海的冷涡和琼东沿岸上升流区成为中华哲水蚤度夏的避难所;秋季季风转换时期上升流减弱或消失,中华哲水蚤因耐受不了高温(>27℃)死亡而消失。因此,中华哲水蚤对东北季风时期的沿岸流和西南季风时期的上升流均具有良好的指示作用。

珊瑚礁生态修复研究进展

珊瑚礁生态系统有着很高的生物多样性和重要的生态功能。20世纪80年代以后全球范围内珊瑚礁的大面积退化引起了人们广泛的关注。简述了世界珊瑚礁资源现状,破坏原因,生态修复方法以及我国的珊瑚礁资源现状和修复策略等。国际上通用的生态修复策略主要是根据珊瑚的两种繁殖方式进行的,此外再配合人为的适度干扰,增加珊瑚的成活率。方法主要有:珊瑚移植、Gardening、人工渔礁、底质稳固、幼体附着等以及对相关利益者的宣传,海岸带的保护等。我国珊瑚礁退化严重,但是由于缺乏相关的科技资料报道和技术支持,缺乏系统的研究,使得珊瑚礁的生态修复成绩甚微,今后应在该领域开展更多的工作。

广西涠洲岛海域珊瑚礁现状及其保护策略研究

通过对2005年涠洲岛珊瑚礁生态调查,结合对以往资料和数据的分析,对比1984年和1964年2次调查结果,掌握涠洲岛珊瑚礁的现状。同时讨论了涠洲岛珊瑚礁区面临的生存威胁,提出保护和管理涠洲岛珊瑚礁的建议,以期建立可持续的生态旅游开发与新型的生态保护生态管理体系。

福建东山岛附近海域造礁石珊瑚共生藻的分子系统分类和遗传多样性研究

本研究利用核糖体大亚基5′端序列PCR-RFLP以及转录单元内间隔区(Internal TranscribedSpacer,ITS)序列分析相结合的方法,首次对福建东山岛附近海域3种优势种类造礁石珊瑚共生藻进行了分子系统分类和遗传多样性研究.PCR-RFLP分析发现东山岛附近海域3种优势种类造礁石珊瑚共生藻都属于C系群共生藻,而ITS序列的序列分析结果表明东山岛附近海域3种优势种类造礁石珊瑚共生藻都属于C1亚系群.研究结果表明ITS序列进化速度快,适合于造礁石珊瑚共生藻属亚系群水平的鉴定.而东山岛附近海域造礁石珊瑚共生藻的多样性低,暗示东山岛附近海域造礁石珊瑚共生藻共生系统面对外界环境压力的适应能力较低.

大亚湾冬季不同粒级浮游生物的氮稳定同位素特征及其与生物量的关系

生物量在营养级上的分布作为一种生态系统的指示指标,可以指示因人类干扰和环境变化导致的生态系统的改变,揭示生态系统功能的差异性。调查了冬季大亚湾不同区域各粒级浮游生物的生物量大小及其氮稳定同位素丰度比值(δ15N)与环境因子的关系,通过构建营养级谱比较了大亚湾不同区域浮游食物网结构的差异。研究结果显示,浮游生物的δ15N值基本随着粒径的增大而增加,但100—212μm粒级的δ15N值为5.08‰,略低于1.2—100μm粒级的5.58‰。>500μm粒级的δ15N值最大,平均为8.16‰。在湾口和敞水带的S1、S9站各粒级的δ15N都要小于其他站位,而各粒级δ15N的最大值一般都出现在湾底的S8站。在各粒级颗粒物中,1.2—100μm粒级的δ15N最适合用来指示水体的环境状况,受陆源输入影响较小的海域的δ15N值小。生物量与氮稳定同位素构建的营养级谱的斜率与总溶解氮的浓度和氮磷比呈显著负相关关系。处于湾口的站位的营养级谱的谱线要更陡峭一些,表明该处捕食者/被捕食者的比率更低。

鹿回头佳丽鹿角珊瑚卵母细胞发育的组织学研究

海南省三亚市鹿回头海域珊瑚礁生态系统退化严重,为了恢复珊瑚礁资源,引进国际上最新的珊瑚礁恢复策略——捕获珊瑚幼虫安放到珊瑚礁退化区域,该策略的重点是准确掌握珊瑚的排卵时间。实验通过组织学分析珊瑚卵母细胞发育情况从而判定珊瑚的排卵时间,而野外的珊瑚幼虫捕获实验也证实我们对排卵时间的判断。通过观测卵母细胞的发育情况,我们确定佳丽鹿角珊瑚Acropora pulchra的排卵时间为4月底5月初。同时也证实佳丽鹿角珊瑚共生的虫黄藻Zooxanthellae是后天获得的。将组织学分析应用到珊瑚礁的恢复中来,使得以后大量的捕获珊瑚幼虫,加快对珊瑚礁退化区域进行恢复成为可能.