水母生物毒素提取纯化及其生物活性研究进展

从生物毒素的提取制备、分离纯化和生物活性等方面,对国内外水母生物毒素的研究进展进行了综述,并对今后的研究重点进行了总结与展望。

秦皇岛海域春季海月水母碟状幼体空间分布 及其与海洋环境因子的关系

基于2020年春季秦皇岛海域水母幼体和海洋环境调查数据,分析该海域春季海月水母(Aurelia sp.)幼体丰度的空间分布特征,并探讨了海月水母幼体空间分布与海洋环境因子之间的关系。水母幼体样品利用标准的浅水Ⅱ型浮游生物网(网口内径31.6 cm,网衣孔径160μm)采用全水柱拖网方式进行采集。调查结果显示,4月秦皇岛海域水体温度范围在9.8—12.2℃之间,近岸水体温度高,离岸水体逐渐降低。盐度范围在31.49—32.03之间,受河流冲淡水的影响,汤河口和新开河口水体盐度较低。溶解氧质量浓度范围在7.70—9.56 mg·L^(−1)之间,在新开河口较低,高值区分布在石河口、莲花岛和金山嘴外侧海域。水体pH范围在8.01—8.32之间,在汤河口和新开河口水域较低。4月海月水母主要以碟状体形式存在,伞径范围在1—10 mm之间。海月水母碟状幼体丰度分布中心位于金梦海湾内莲花岛水域。该水域海月水母碟状幼体丰度最高(94 ind·m^(−3)),伞径较小,在1—1.5 mm之间。金梦海湾以外水域,海月水母碟状幼体伞径逐渐增大,丰度较少。4月莲花岛水域温暖、富氧和低盐的水体环境为海月水母碟状幼体的大量聚集提供了有利条件。统计分析结果显示,海月水母碟状幼体丰度与海水盐度呈极显著负相关性(P<0.01),与温度和溶解氧含量呈显著正相关性(P<0.05);海月水母碟状幼体伞径与海水温度呈极显著负相关性(P<0.01)。综上,该海域海月水母为本地生长型,研究结果为深入研究该海域海月水母的时空变化规律及关键驱动因子提供了基础数据。

秦皇岛海域水母灾害发生规律及研究进展

秦皇岛是环渤海地区重要的海滨城市,近年来水母灾害频发,给沿岸浴场、滨海电厂的安全运行带来威胁,严重制约了当地海洋渔业和旅游业的发展。为提高秦皇岛海域水母灾害应对能力,本文从水母灾害的发生现状、季节和年际变化规律、多发区域、致灾原因等方面,对秦皇岛海域水母灾害发生规律进行了综述,并对今后的研究方向进行了展望。

黄海冷水团低温中心季节与年际变化特征研究综述

黄海冷水团是中国陆架浅海上一个极为突出且重要的海洋现象,在深海渔业养殖等方面发挥着重要作用。黄海冷水团以低温为主要特征,其低温中心的位置变化和温盐性质对深入认知该区域的海洋环境变化具有重要意义。基于历史观测数据和研究结果,本文系统回顾了黄海冷水团的季节变化特征,重点分析了黄海冷水团低温中心的年际变化特征。北黄海冷水团多年的主要特征为低温中心位置的变化幅度较小,整体稍向北偏移;南黄海两个低温中心位置的变动范围较大些,西侧整体向西偏移,东侧整体向南偏移;北黄海和南黄海西侧冷水团低温中心的水温呈上升趋势,东侧低温中心的水温呈下降趋势;北黄海冷水团盐度呈略微下降趋势,南黄海冷水团盐度呈显著的下降趋势。最后,通过梳理现有研究中存在的争议与不足,指出进一步深入研究低温中心变化特征的必要性,以此延展出对黄海冷水团研究的展望。文章将为系统研究黄海冷水团的变化规律,深入了解和预测冷水团海域海洋环境的变化提供参考。

短周期规则波浪在透水鱼礁型潜堤群上的传播特性

为探究系列以周期性分布的单排透水鱼礁型潜堤群对波浪传播变形以及波生湍流场的响应特性,通过水槽试验和数值模拟,对短周期规则波作用下不同间距布设的鱼礁型潜堤群波浪传播特性展开了研究。试验测定了短周期入射波况下无间距鱼礁型潜堤群的波面高度及其变化过程,波浪在发生浅水变形后波能耗散波高显著减小,但由于堤顶淹没水深较大波浪仍保持准对称性的正弦波形态向前传播。基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamic,SPH)方法建立了验证后的二维无反射数值波浪水槽,模拟了间距比为0.5~3.0的鱼礁型潜堤群的波浪传播过程。数值结果表明:鱼礁型潜堤群的间距对波浪反射影响非常大,各工况下鱼礁型潜堤群的反射系数均大于0.75;透射系数总体上随着间距比的增大而减小。特别地,当间距比为2.5时,堤顶波高骤升,反射系数达到最大,透射系数几乎最小,这是由于波浪与鱼礁型潜堤群发生了同频共振的布拉格反射效应,此时迎浪堤上方的上涌流范围和流速也达到最大。

基于数值模拟计算的海底热液系统Ag元素迁移途径探讨

估算了PACMANUS热液区海底块状硫化物及烟囱体的总量约为102,819 m^(3),345,471.84 t,其中蕴含Ag约110.55 t,证实淋滤作用不是热液系统中Ag迁移的唯一路径,其他潜在的输入途径可能是Ag与高温岩浆气体中的Cl,S等形成高压氯化物和高温稳定的硫化物等络合物,在蒸汽相中运移。

2010~2019年北黄海海域长序列海量温盐数据分析与处理方法

保障长期连续的数据完整性和质量可靠性是进行浮标数据应用的首要问题。本文基于中国科学院近海观测研究网络黄海站位于北黄海长海县附近海域的五套浮标于2010~2019年连续10 a采集到的海洋表层温盐数据,进行数据分析与处理方法的研究。为了辨识原始温盐数据中的异常值,综合运用极值法、拉依达准则和箱型图法给出适合温盐的异常数据分析与处理方法,并基于2σ原则和箱型图法修正了温盐界限。为了解决温盐数据的缺失问题,提出SoftImpute与IterativeImpute相结合的插补方法,有效降低了温盐数据的标准差。研究结果表明,采用本文的方法可有效消除异常和插补缺失,修正数据中的异常点,得到连续、平滑、具有显著年际变化特征与趋势的温盐数据分析曲线,也可增加对该海域海洋温盐特征、变化规律和发展趋势等的深入理解,为海上现场观测数据处理提供借鉴,并为后续应用研究提供更高质量的数据。

相对反射深度的秦皇岛海域叶绿素浓度反演

海水中的叶绿素浓度是描述海洋初级生产力、获知浮游植物丰度及变化规律、评估环境质量、预报生态灾害的主要参数。国内外卫星遥感叶绿素产品的通用反演模型是利用不同波段上遥感反射光谱的强度比值来构建的OCx(x=2~6)算法,应用在一类水体中,全球尺度上的平均相对误差在35%左右。但对于固有光学特性复杂且具有较大区域差异性的二类水体,OCx算法误差较大甚至失效。现有研究成果表明,光谱的相对高度有利于特征波段信息提取及水色信号信噪比的提高。但基于相对高度构建反演模型,目前尚存在波段单一、应用面窄等问题。在我国近岸水体中,相对高度模型的构建方法及应用效果尚需进一步研究和验证。在对秦皇岛近岸海域的叶绿素浓度和表观光学参量进行原位测量的基础上,对高光谱数据进行了规范化处理,选取了特征波段并利用特征波段的相对反射深度构建了反演模型。模型反演值与实测值的相关系数为0.88358,平均相对误差为28.33%;将模型与OCx等算法进行比较,平均相对误差均降低了27%~50%;模型验证估算值的平均相对误差为31.17%。在此基础上,对我国海洋卫星HY-1C水色水温扫描仪的多光谱数据及实测叶绿素浓度进行了相关分析,并基于443及520 nm处的相对反射深度建立了反演模型,模型估算值的平均相对误差比同期L2B产品降低了53.44%。结果表明,基于相对反射深度构建反演模型,可充分利用叶绿素特征波段信息、降低数据敏感性、提高水色要素的信噪比,进而大幅提高模型的反演精度及稳健性。对于水色要素的高光谱及多光谱反演模型构建、水体光学参量测量、卫星产品普及应用、初级生产力估算、生态环境监测、水动力过程研究等领域具有重要的科学意义及较强的应用价值。

洋中脊富钛铁氧化物辉长岩成因的一个新思路:以西南印度洋脊ODP 735B岩心为例

西南印度洋脊的ODP 735B岩心中拥有大量富含钛铁氧化物的含氧化物辉长岩,此现象在岩性单元Ⅳ中表现尤为显著。同时,岩性单元Ⅳ中主要硅酸盐矿物亦具有独特的成分变化趋势。以前研究将造成岩性单元Ⅳ中氧化物辉长岩成因和主要造岩矿物成分变化趋势归因于具浮力的、高度分异的富钛铁熔体的作用,这些熔体应形成于735B钻孔之下或其附近,沿剪切带运移至剖面中,并与原岩矿物发生反应。通过对岩性单元Ⅳ氧化物辉长岩进行岩相学特征分析和结构可控的电子探针矿物成分测试,发现当某些因外来物质加入改造而成分进化的硅酸盐矿物形成之时,液相体系中钛铁氧化物并未处于饱和状态。此外,在单斜辉石结晶过程中,单斜辉石内部成分具有从普通辉石—易变辉石—普通辉石的变化,而且,在与某些后期生成的矿物(如钛铁氧化物或斜方辉石等)接触处,单斜辉石则表现出明显进化组成特征。根据岩相学特征和矿物电子探针数据,并结合对前人提出的富钛铁熔体的物理性质的讨论,本文认为在岩性单元Ⅳ形成过程中,更有可能是源自地幔的外来含水流体/含水流体与熔浆的混合体,而非仅仅是极度分异的玄武质残余熔体,参与了岩性单元Ⅳ中氧化物辉长岩的形成。从理论上讲,这些外来含水流体可能与玄武质熔体并非来自同一源区,这意味着其运移方式可能不仅有垂向运移,而且有可能为远距离侧向运移。岩性单元Ⅳ中的氧化物辉长岩可能具有相当独特的同位素特征,这可能会成为判别岩性单元Ⅳ乃至是整个735B岩心中氧化物辉长岩成因的重要线索。

秦皇岛海域海月水母碟状体分布与环境因子关系的多粒度分析

针对秦皇岛海域水母灾害频发问题,采用数据挖掘技术定量分析水母分布与环境因子之间的潜在关系,对水母灾害监测预警具有重要意义。本研究以2020年4月秦皇岛海域海月水母碟状体和海洋环境因子(温度、盐度、溶解氧和pH)数据作为研究对象,采用ID 3决策树作为分析模型,对海洋表层、底层环境因子分别进行多种粒度的数据离散化处理下,通过构建决策树挖掘海月水母碟状体密度分布特征与环境因子之间的定量关系;并采用K-折交叉验证、查准率、召回率与F1分数指标,以及相关性进行实验验证与分析。结果表明:对于海月水母碟状体的密度分布,预测效果最佳的是基于平均值和标准差离散化的海洋表层环境因子构建的决策树;相关性由高到低依次为:盐度、溶解氧、pH和温度。当SSS∈[31.49,31.79)、SSDO∈[9.18 mg/L,9.50 mg/L)、SSpH∈[8.12,8.21)和SST∈[11.29℃,11.71℃)时,海月水母碟状体密度预测结果为高。本文研究成果可加深对该海域海月水母生存环境的了解,为进一步研究该海域大型水母灾害的监测预警提供技术支撑。

渤海浮游植物群落结构的季节变化及其环境影响因子研究

浮游植物在海洋生态系统中发挥着重要作用,浮游植物群落变化可以反映海洋环境的变化。渤海海域受人类活动影响剧烈,水体富营养化及赤潮问题日趋严重。本研究以渤海中部(37°70′-39°70′N,119°00′-121°51′E)为研究海域,于2016年12月和2017年2月、5月、9月采集浮游植物样品,对浮游植物物种组成、丰度、优势种及群落多样性等进行了研究。此次调查共确定浮游植物3门68属131种,具体为硅藻46属90种,甲藻19属37种,金藻3属4种。该海区的浮游植物群落结构和优势物种显示了一定的季节演替特征,冬季、春季和夏季硅藻占优,秋季硅藻和甲藻联合占优。与历史同期资料对比发现,具槽帕拉藻(Paralia sulcata)和圆筛藻属(Coscinodiscus)仍为该海域主要优势种,但某些硅藻类群如细线条月形藻(Amphora lineolata)、新月柱鞘藻(Cylindrotheca closterium)和圆海链藻(Thalassiosira rotula)优势度有所提高。营养盐的浓度和结构是渤海浮游植物群落结构差异的重要影响因子。本研究有助于了解渤海的生物多样性,可为渤海海域的生态环境保护和评价提供一定的参考。

2017至2019年秦皇岛市沿海浴场海蜇蛰伤事件报告

目的分析2017至2019年秦皇岛市沿海各浴场海蜇蜇伤的分布情况及构成特点,为海蜇蜇伤的防控、预警提供科学依据。方法统计与分析2017至2019年暑期(7月至8月)秦皇岛市沿海各浴场海蜇蜇伤者的年龄、性别、蜇伤时间、受伤部位、首发症状、蜇伤时在海中游玩时间等资料。结果秦皇岛市沿海各浴场2017、2018、2019年海蜇蛰伤人数逐年递减,3年分别为1890、492、171例;其中浅水湾沿线和东山浴场蜇伤人数较多〔2017年分别占60.90%、35.08%,2018年分别占24.39%、64.23%,2019年分别占16.96%、16.42%〕。每年海蜇蛰伤者的性别、年龄分布无明显变化〔2017年男性占57.99%,中位年龄13(8,31)岁;2018年男性占63.21%,中位年龄25(8,29)岁;2019年男性占59.65%,中位年龄12(7,31)岁〕。蜇伤部位主要为下肢(下肢受伤的比例:2018年为46.54%,2019年为45.61%),其次为上肢(上臂、肘、前臂)、躯干等;首发症状以疼痛居多(2018年为89.43%,2019年为38.29%),其次为皮疹(2018年为64.43%,2019年为59.43%)、麻木、水泡等。蜇伤事件主要发生在13:00~17:59(2018年、2019年该时间段蜇伤事件占比分别为68.09%、52.63%)。结论秦皇岛市沿海浴场海蜇蛰伤主要分布在浅水湾沿线和东山浴场,应重点加强该海域的管理,同时加大科普宣传和医疗救护,以预防高峰时段及相关浴场的海蜇蜇伤事件。