海南临高红牌-马袅沿岸海域造礁石珊瑚群落结构及其环境影响因子

为查明海南临高红牌—马袅沿岸海域造礁石珊瑚群落结构及其环境因子,于2023年3月18—23日对该区域开展造礁石珊瑚群落、底质类型、悬浮物沉降速率和水环境因子调查。结果显示:(1)本区域造礁石珊瑚共鉴定13科24属42种和7未定种,其覆盖率均值为(18.05±10.53)%,集中分布在水深1.0~2.5m;(2)造礁石珊瑚优势种以团块状或皮壳状生长型为主,死造礁石珊瑚覆盖率(>2年)与活造礁石珊瑚覆盖率、Shannon多样性指数呈显著负相关,而Shannon多样性指数与Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数呈显著正相关,这表明伴随造礁石珊瑚的死亡,其覆盖率和物种多样性显著降低;(3)死造礁石珊瑚覆盖率与砂质底覆盖率呈显著正相关,而与pH呈显著负相关;Pielou均匀度指数与溶解氧和悬浮物沉积物速率呈显著负相关性;水体浊度与光合有效辐射漫衰减系数Kd-PAR(diffuse attenuation coefficient of the photosynthetically active radiation)呈显著正相关,且其均值(3.81±1.10)NTU(nephelometric turbidity unit)已超过影响造礁石珊瑚生长的胁迫阈值(3NTU)。这些结果表明,海底砂质覆盖率、悬浮物沉降速率、浊度、pH、溶解氧和Kd-PAR等是影响该海域造礁石珊瑚群落结构的重要环境因子。综上,临高红牌—马袅沿岸海域是造礁石珊瑚分布热点之一,具有较高物种多样性和覆盖率。然而,该区域造礁石珊瑚垂直分布范围较窄,且正面临多重环境因子胁迫,需要采取有效措施进行及时保护。

红树林固氮微生物及其生态功能研究进展

微生物固氮是红树林生态系统中氮素循环的一个关键环节,其产生的新氮源对红树林生态系统的氮素营养供给和初级生产力的提高有着重要意义。本文聚焦红树林固氮微生物的研究历史和现状,综述了红树林固氮微生物的群落结构、固氮速率及其测定方法,探讨了固氮微生物在红树林生态修复中的应用及其对红树林生境的指示作用,阐述了固氮微生物在耦合红树林碳、氮、硫元素循环的重要角色,并展望了红树林固氮微生物的研究前景和新视角。

热带海草泰来草沉积物真菌的群落结构、功能与分子生态网络研究

真菌是海草床生态系统的重要组成部分,它们在维持海草健康和生态系统碳氮等营养元素循环方面发挥着重要作用。为了阐明海草床生态系统真菌的群落结构及功能,文章以热带海草泰来草(Thalassia hemprichii)沉积物为主要研究对象,通过Illumina Miseq高通量测序技术分析海南岛和西沙群岛两个研究区域泰来草沉积物真菌的群落结构与物种多样性,并利用FUNGuild数据库对真菌营养类型进行预测和功能注释。研究结果表明,子囊菌门(Ascomycota)(相对丰度24.30%~76.20%)和担子菌门(Basidiomycota)(相对丰度4.98%~52.24%)为两个研究区域的共同优势种群,但是子囊菌门真菌的相对丰度在两个研究区域间存在显著性差异(p<0.05),两个区域内共有的海草沉积物真菌分类操作单元(operational taxonomic units,OTUs)数量占比为5.15%,其相对丰度为31.19%。两个研究区域泰来草沉积物真菌群落的α多样性指数中的香农指数(Shannon)和系统发育多样性(phylogenetic diversity)以及β多样性之间都存在显著性差异(p<0.05)。FUNGuild功能预测分析表明,大部分真菌的营养类型尚未确定(72.11%~91.92%),其中能够确定的主要营养类型为共生营养型(symbiotroph)、腐生营养型(saprotroph)和病理营养型(pathotroph),3种营养型可以进一步分为41个生态功能群。基于随机矩阵理论(random matrix theory,RMT)构建的两个研究区域海草泰来草沉积物真菌分子生态网络结果显示,海南岛泰来草沉积物真菌网络结构更加复杂,其平均聚类系数更高、平均连通度更高、密度更高,该真菌群落可能对外界环境变化更为敏感,而西沙群岛海草沉积物真菌群落的模块化程度更高,其中粪壳菌纲(Sordariomycetes)为分子生态网络中的关键类群。

海南新村湾泰来草内生细菌与内生固氮菌的多样性与群落结构研究

内生菌对宿主植物的生长、发育、健康状态具有重要影响。通过构建克隆文库解析泰来草不同营养器官中内生细菌、内生固氮菌的群落组成和结构。从表面消毒的不同泰来草组织中提取DNA,基于16S rRNA和固氮基因nifH分别构建克隆文库,分析泰来草不同营养器官内生细菌和内生固氮菌的群落结构特征。新村湾泰来草共获得内生细菌分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs)162个,根、地下匍匐茎、叶分别含有72、45、52个OTUs,其中α-变形杆菌和γ-变形杆菌是优势类群,其相对丰度分别约为48.34%—62.72%和8.41%—33.21%。内生固氮菌OTUs 90个,根、地下匍匐茎、叶的OTUs数分别为59、19、27个,α-变形杆菌是优势类群,在根、地下匍匐茎和叶中所占的比例分别约为47.73%、48.99%和67.65%。泰来草不同组织部位内生细菌和内生固氮菌具有丰富的多样性,但是各个组织部位的优势菌存在差异,其中,根的内生细菌群落丰富度最高,叶的多样性最高;内生固氮菌群落的丰度和多样性最高的是根。另外,层级聚类分析和非度量多维尺度分析结果显示,泰来草根、地下匍匐茎和叶片三者的内生细菌、内生固氮菌群落结构均具有显著差异(R=1,P≤0.01)。本初步研究成果可为挖掘海草功能微生物提供新的视野,进一步将其应用于海草床的生态修复中。

长心卡帕藻应对海洋酸化和升温的环境适应性研究

长心卡帕藻(Kappaphycus alvarezii)是主要生长于热带海域的大型经济红藻,在营养物生物提取方面具有重要的经济和生态价值,作为提取κ-卡拉胶的重要原料,广泛应用于食品和医学等多种行业。由于人类活动导致大气中CO_(2)浓度持续升高,引发海洋表层海水逐渐酸化和升温,对大型海藻产生耦合效应。因此,本文设置了两种CO_(2)浓度梯度(450×10^(-6)和1200×10^(-6))和三种温度梯度(26℃、29℃和32℃),从光合作用、细胞代谢产物、碳氮积累和酶活性方面探讨长心卡帕藻响应海洋酸化和海水升温的环境适应性变化。结果表明,CO_(2)浓度与温度变化对长心卡帕藻的Fv/Fm影响显著(P<0.05),在两种CO_(2)浓度条件下,Fv/Fm均随温度升高而增加;酸化条件与非酸化条件下可溶性糖浓度变化趋势相反,海水升温对游离氨基酸浓度影响极显著(P<0.01),在两种CO_(2)水平下,升温均会降低藻体游离氨基酸浓度。综合分析可知,升高温度对长心卡帕藻的光合作用有一定程度的积极影响,藻体对于酸化和高温的同时发生具有适应性。在当前CO_(2)浓度下,长心卡帕藻在26℃~29℃温度范围内表现出了更高的可溶性内含物积累(C、N)。高CO_(2)浓度造成的海洋酸化对长心卡帕藻产生了一定程度的负面影响,但在海水酸化的条件下,长心卡帕藻在29℃~32℃表现出更好的碳氮积累。

珊瑚礁生态系统固碳过程及储碳机制研究进展

珊瑚礁生态系统在全球碳循环和气候变化中发挥着重要作用。珊瑚礁生态系统是潜在的蓝色碳汇,我国珊瑚礁总面积约占全球的11%,每年的固碳量大约在3.5×10^(6)~4.5×10^(6)t之间。珊瑚礁生态系统的总储碳量非常巨大,同时珊瑚礁生态系统作为碳库在碳交易中具有非常大的潜在应用价值。文章综述了珊瑚礁生态系统中的固碳过程及储碳机制,包括碳酸盐泵、生物泵和微型生物碳泵,阐述了三种碳泵的研究进展。同时,针对目前研究存在的不足和问题,提出未来研究方向,以期为南海岛礁珊瑚礁生态系统的保护和管理提供科学依据。

海水酸化和升温对两种造礁石珊瑚生长和钙化的影响

以海南岛三亚鹿回头两种常见的造礁石珊瑚(鹿角杯形珊瑚Pocillopora damicornis和丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis)为研究对象,通过室内培养实验探究海水酸化和升温两种联合因子对造礁石珊瑚生长和钙化的影响。结果显示:两种珊瑚受海水酸化的影响显著,丛生盔形珊瑚在pH 8.1下的生长速率显著高于pH 7.7和7.4环境,鹿角杯形珊瑚在pH 7.4下的钙化速率显著低于pH 7.7和8.1环境。且鹿角杯形珊瑚的生长速率与钙化速率显示各温度和pH因子之间均出现拮抗现象,能有效缓解珊瑚白化;相同的拮抗现象也出现在丛生盔形珊瑚的钙化速率上,但在其生长速率则表现出协同作用,加速珊瑚白化。鹿角杯形珊瑚与丛生盔形珊瑚的生长速率和钙化速率对海水升温和酸化的响应存在种间特异性。

三亚凤凰岛造礁石珊瑚迁移效果研究

造礁石珊瑚既是构成珊瑚礁生态系统中的关键功能生物,也是国家二级保护野生动物,其数量的快速衰退已引起了广泛关注,因此近年来我国对造礁石珊瑚以及珊瑚礁生态系统的保护正在逐步加强。海岸工程易对周边的珊瑚礁造成严重影响,实施保护性迁移是降低工程对造礁石珊瑚影响的重要手段。为研究海南热带海域造礁石珊瑚迁移方法以及迁移保护的效果,我们对三亚凤凰岛二期项目拆除工程影响海域内的造礁石珊瑚实施了保护性迁移及监测。迁移造礁石珊瑚个体共计16634株,包括鹿角珊瑚属、牡丹珊瑚属、滨珊瑚属等18属造礁石珊瑚种类。迁移个体分别迁移至鹿回头海域6210株与西岛海域10424株。迁移珊瑚采用了三种移植方法,分别为铆钉移植、小型移植礁体移植与直接摆放。在迁移至鹿回头和西岛两地8个月后,迁移珊瑚平均存活率均在80%以上,两地迁移珊瑚的总存活率为86.24%。调查的结果显示,铆钉移植的方法存活率最高,小型移植礁体和直接摆放的两种移植方法存活率稍低。迁移至西岛的珊瑚8个月平均生长了3.03cm,的增长率为23.31%,而鹿回头迁入的珊瑚平均生长了6.15cm,增长率为58.74%,高于迁移至西岛的珊瑚。迁移采用的三种移植方法的8个月的存活率均高于75%,并且珊瑚的生长速率较好,说明珊瑚适应迁入区环境。由以上结果来看,此次保护性迁移珊瑚数量多,涉及的珊瑚种类广,在迁移后经受过两次台风的影响,迁移结果具有一定的代表性。本研究中,珊瑚迁移的效果达到了保护受拆除工程影响的造礁石珊瑚的目的,可为未来的珊瑚迁移性保护提供重要经验。

悬浮物对三亚珊瑚礁区浮游动物群落结构及其摄食的影响

随着人类活动对珊瑚礁的影响日益加剧,输入到近岸珊瑚礁区的悬浮物日益增多,不仅影响珊瑚的生理,也会对珊瑚礁生态系统基础生物生产过程产生影响。为了解悬浮物对珊瑚礁区浮游动物组成及摄食的影响,于2015年4月在三亚典型岸礁区设置了昼夜连续观测站点(W4为悬浮物浓度高的站位,W5为对照站位),分析了悬浮物波动对浮游动物群落结构的影响,并用分子生物学方法结合室内实验,研究了悬浮物对优势桡足类现场食物组成和摄食选择的影响。结果显示:两个站位叶绿素a浓度偏低,昼夜波动较大;W4站的悬浮物和叶绿素a浓度均高于W5站,但W5站悬浮物中有机颗粒物组分比例(73.69%)高于W4站(46.09%);W5站浮游动物种类多样性和丰度均高于W4站。进一步摄食分析表明,两个站位桡足类均以后生动物来源的有机碎屑为主要食物,在W4站桡足类食物组成中浮游植物的比例也相对较高,而在W5站桡足类还摄食较多的微型浮游动物。在摄食实验中,高浓度的悬浮颗粒物显著提高了红纺锤水蚤(Acartia erythraea)的滤水率和摄食率,但其食物组成却由以浮游植物为主转而以陆生植物碎屑为主,说明浓缩海水中较高的悬浮颗粒物含量限制了桡足类的摄食选择,使其摄食大部分有机碎屑作为补偿营养来源。研究结果表明,高悬浮物浓度会影响浮游动物的摄食选择,但悬浮物中高比例的有机碎屑可为浮游动物提供重要的补充食物来源,支持其维持较高的生物量。

珊瑚礁生态学研究现状和展望

珊瑚礁生态系统是海洋生态系统的重要组成部分,在维持海洋生态平衡和生物多样性上扮演着重要角色。本文通过文献检索手段,归纳了当前国际和国内珊瑚礁生态学领域的发展现状。国际上关注的主要方面包括全球变化与珊瑚礁生态系统、珊瑚共生关系的建立与维持、珊瑚礁生物系统发育与进化、珊瑚礁生物多样性及其物种分布格局、珊瑚礁生态系统保护与管理等;国内关注的主要方面包括全球变化与珊瑚礁生态系统、全球变化背景下的珊瑚–虫黄藻共生体、珊瑚共生关系多样性、人类活动与南海珊瑚礁生态系统、珊瑚礁生物多样性及其群落格局等。珊瑚礁生态学研究的未来发展趋势将更加注重全球变化背景下的珊瑚与珊瑚礁生态系统、珊瑚共生机制、边缘珊瑚礁以及珊瑚礁保护与修复。未来我国珊瑚礁生态学研究需提升全球视野,加强国内与国际合作,深入机制挖掘,完善系统研究,增强珊瑚礁保护与修复研究。

CO_(2)升高对风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)钙化速率和 基因表达的影响

本文以风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)为研究对象,以三亚珊瑚礁海域自然海水培养的珊瑚样本为对照组,模拟本世纪末海水酸化状况,并开展珊瑚模拟培养试验。以此探究海水酸化对A.hyacinthus钙化和基因表达的影响。在酸化胁迫下,A.hyacinthus净钙化速率显著下降,基因表达受到显著影响,其中有机物运输、阴离子运输、化学应激等通路上调,动物器官发育、脂质转运、细胞生物合成、细胞表面受体信号等通路下调。与钙化相关的基因中,碳酸酐酶和溶质运载蛋白下调,但是Ca^(2+)-ATP酶和钙离子运输相关的基因上调。结果表明,高CO_(2)影响了A.hyacinthus的钙化和多个生物过程的基因表达,海水酸化可能通过抑制珊瑚碳酸酐酶等基因表达,减少HCO–3运输,最终降低钙化速率。

珊瑚礁生态系统研究的发展、挑战与希望

珊瑚礁生态系统是以造礁石珊瑚等造礁类生物为框架生物,兼具极高生物多样性和初级生产力的海洋生态系统。珊瑚礁分布面积占全球海域面积不足0.25%,却养育了全球超过1/4的海洋生物,被誉为“海洋中的热带雨林”。我国珊瑚礁面积约3.8万km2,主要分布于南海,是全球珊瑚礁的重要组成部分。珊瑚礁生态系统在保护海岸线、提供渔业和旅游资源产出、维持生物多样性等方面为我国社会发展提供了重要的经济价值和生态服务功能。同时,几乎所有的南海岛礁都为珊瑚礁,因此南海珊瑚礁生态系统更是我国保卫蓝色国土的天然生态防线,具有无法替代的国家战略意义。

南沙群岛海域珊瑚礁区三种寄居蟹的摄食差异比较

寄居蟹是海洋底栖动物,珊瑚礁区的复杂结构使其成为寄居蟹多样性最高的区域之一。在底栖藻类覆盖率上升的环境变化下,寄居蟹等小型底栖生物可以快速适应食物资源变动,与植食性鱼类发挥相似的功能,在维护珊瑚礁生态系统健康中的作用不容忽视,但目前对不同寄居蟹现场食物组成差异和生态功能定位知之甚少。本研究于2019年春季在南沙群岛海域珊瑚礁区采集三种优势寄居蟹:兔足真寄居蟹(Dardanus lagopodes)、莫氏硬壳寄居蟹(Calcinus morgani)和沟纹纤毛寄居蟹(Ciliopagurus strigatus),运用高通量测序技术分析其现场食物组成。研究结果显示,三种寄居蟹的食物种类有9个门类,包括红藻门(Rhodophyta)、甲藻门(Pyrrophyta)、褐藻门(Phaeophyta)、绿藻门(Chlorophyta)、节肢动物门(Arthropoda)、苔藓动物门(Bryozoa)等。三种寄居蟹均以藻类为主要食物,包含大量的红藻和甲藻(37.75%和21.14%),此外还有少量的绿藻(3.13%)。不同寄居蟹种类的食物组成有特异性:莫式硬壳寄居蟹主要以草皮海藻和碎屑为食,是植食性寄居蟹;沟纹纤毛寄居蟹以礁石表生藻席(epilithic algal matrix,EAM)中的介形类为主要食物来源,伴随一些枝状珊瑚藻和丝状褐藻;而兔足真寄居蟹选择摄食壳状珊瑚藻(crustose coralline algae,CCA)、大型藻类及附生其上的苔藓虫。结合生态位重叠度分析发现,三种寄居蟹的重叠度很低(0.059)。在以CCA为优势底栖藻类的退化珊瑚礁区,兔足真寄居蟹与另外两种寄居蟹的摄食区域可能并不重叠,主要在清除CCA和入侵性苔藓虫,维护珊瑚礁健康发展中发挥重要作用。而沟纹纤毛寄居蟹和莫氏硬壳寄居蟹作为次级消费者,将能量更高效地向上层传递。本研究结果拓展了以往对寄居蟹生态地位的认识。

南沙群岛珊瑚礁区黑斑鹦嘴鱼(Scarus globiceps)食性分析

鹦嘴鱼科(Scaridae)鱼类参与珊瑚礁生态系统诸多关键生态过程,在维持珊瑚礁生态系统稳定与平衡中发挥着重要作用。由于以往研究手段的限制,对鹦嘴鱼的食物来源及生态功能价值认识不足,在其功能定位方面存在较多争议。本研究选择珊瑚分布的典型区域—南沙群岛中的东门礁和南薰礁为研究海域,对该海域鹦嘴鱼优势种类黑斑鹦嘴鱼(Scarus globiceps)摄食的藻类多样性进行全面分析。通过18S rDNA和16S rDNA多基因条形码技术,分别对黑斑鹦嘴鱼肠含物的真核藻类和原核藻类DNA进行高通量测序分析。18S rDNA的测序结果发现,黑斑鹦嘴鱼类的肠含物中真核藻类以甲藻(Dinoflagellata)、红藻(Rhodophyta)、绿藻(Chlorophyta)、褐藻(Ochrophyta)为主,共计77个OTU(operational taxonomic units)。甲藻相对序列丰度和多样性较高,序列比例占真核藻类序列总数的51.42%,其中网甲藻科(Suessiaceae)OTU_5在东门礁和南薰礁的样品中均超过20%。16S rDNA测序鉴定发现肠含物含有原核藻类(蓝藻)的序列,共计21个OTU,其中以念珠藻目(Nostocales)的相对序列丰度最高,达到39.33%。本研究表明,黑斑鹦嘴鱼在摄食过程中会摄入一定量大型藻类,但微藻(甲藻)序列占据优势地位,蓝藻在肠含物中也有较高的检出率,说明需要重新考虑微藻(甲藻和蓝藻)在鹦嘴鱼食源中的重要贡献以及对珊瑚礁生态系统结构与功能的影响。

基于CiteSpace的广东省典型蓝碳生态系统碳汇研究进展的可视化分析

发挥红树林、海草床等典型蓝碳生态系统的碳汇功能是缓解全球气候变化自然的解决方案之一。广东省蓝碳资源丰富,厘清典型蓝碳生态系统碳汇研究进展对生态系统的保护修复与政策制定具有重要的科学意义。文章以中国知网(Chinese National Knowledge Infrastructure,CNKI)总库的文献为主要数据来源,应用CiteSpace文献计量学方法对近20年发表的94篇关于广东省蓝碳生态系统碳汇相关的中英文文献从研究现状、发展趋势等方面进行分析,探讨该领域的研究热点及未来研究方向。基于对文章作者、研究机构、关键词等可视化分析的结果,显示广东省蓝碳生态系统碳汇的研究大致可以分为3个阶段:起步阶段(2003—2011年)、缓慢发展阶段(2012—2016年)和快速发展阶段(2017—2023年)。关键词共现图谱和聚类图谱分析结果表明,已有研究主要集中在碳储量、红树林、海洋碳汇、海草床、生物量等方面,未来的研究热点将仍然以碳达峰碳中和为目标导向,建议未来要加强广东省红树林、海草床等典型蓝碳生态系统碳汇的监测和核算方法研究及典型蓝碳生态系统增汇技术的研发,构建典型蓝碳生态系统的负碳技术体系,实现蓝碳生态系统的保护修复与固碳增汇协同增效,推动实现碳达峰碳中和目标。

木珊瑚科Cladopsammia gracilis和Rhizopsammia wettsteini线粒体全基因组比较与系统进化分析

木珊瑚科(Dendrophylliidae)下的枝沙珊瑚属(Cladopsammia)和Rhizopsammia属的物种分类目前仍存在模糊的界定,本研究结合形态特征与微观结构和线粒体全基因组测序对Cladopsammia gracilis与Rhizopsammia wettsteini进行形态和分子进化水平的分析比较。结果显示:形态学特征上,R.wettsteini通过生殖根出芽,珊瑚肋上具有小尖状突起,隔片薄而脆;而C.gracilis则无生殖根,珊瑚肋上突起为细瘤状,隔片颗粒感强且较厚。两个物种的线粒体基因组组成十分相似,同样包含13个蛋白编码基因、2个rRNA基因和2个tRNA基因,与大部分六放珊瑚相同;在基因重叠情况和密码子偏好性上则有别于大部分六放珊瑚。基于CO1基因的系统进化分析显示,C.gracilis和R.wettsteini关系较近,却与枝沙珊瑚属(Cladopsammia)其他物种关系较远,因此C.gracilis是否归入枝沙珊瑚属(Cladopsammia)值得探讨,同时提示我们需要重新审视枝沙珊瑚属(Cladopsammia)的分类地位。

聚焦退化珊瑚礁关键造礁石珊瑚类群的补充与恢复——以三亚 西岛为例

在全球变化和人类活动不断加剧的背景下,海南三亚西岛的珊瑚礁正处于退化状态。造礁石珊瑚群落以团块状为主,分枝状珊瑚严重退化,对环境敏感的鹿角珊瑚属占比降低,且数量、种类明显减少。基于此,本研究聚焦关键物种—鹿角珊瑚属(Acropora sp.)的补充和恢复,利用无性培殖的珊瑚开展珊瑚礁生态修复试验。期望通过补充鹿角珊瑚属种类和数量,改善西岛造礁石珊瑚群落,促进受损珊瑚礁生态系统的功能恢复,维护西岛及周边海域生态稳定,本研究首先通过苗圃培育技术,利用珊瑚树形苗圃和浮床式苗圃共培育鹿角珊瑚种苗2500株,经6个月的培育后,获得6221株大小为(13.1±1.7)cm的珊瑚用于底播移植;随后采用铆钉法将上述珊瑚移植至西岛近岸原生礁石。结果表明:移植8个月后,移植珊瑚的存活率高达98%,珊瑚平均大小为(19±0.17)cm,平均生长速率为(0.73±0.17)cm·month^(−1)修复区活造礁石珊瑚覆盖率提高至43.83%,其中鹿角珊瑚属的覆盖率为10.55%;移植20个月后,移植珊瑚的存活率为93%,珊瑚平均大小为(26.2±5.7)cm,平均生长速率为(0.60±0.28)cm·month^(−1)修复区活造礁石珊瑚覆盖率提高至61.49%,其中鹿角珊瑚属的覆盖率为15.93%。总体来说,本研究选择的珊瑚种类合适,采用的珊瑚苗圃培育技术和铆钉法珊瑚底播移植技术可靠,西岛退化珊瑚礁区鹿角珊瑚恢复效果显著。本研究可为我国典型近岸退化珊瑚礁生态系统的保护和修复提供参考,并为未来我国珊瑚礁修复技术发展提供理论和技术支持。

底质类型对热带海草海菖蒲种子萌发和幼苗生长的影响

近几十年来,受到人类活动和气候变化的影响,全球海草床呈现退化趋势,海草床的恢复备受关注。其中,海草种子或幼苗移植由于其对供体海草床破坏和影响较小,并能保证海草的遗传多样性而备受重视。移植区的底质类型是决定海草种子或幼苗移植存活率的重要因子,然而,目前关于热带海草种子萌发和幼苗生长对不同底质类型响应的研究很有限。本研究以热带海草海菖蒲(Enhalus acoroides)种子为研究对象,利用室内模拟实验,分别设置细砂和砂砾底质的处理,探讨不同底质类型对海菖蒲种子萌发和幼苗生长的影响。研究发现,细砂组和砂砾组的萌发率和萌发历期的平均值分别96.3%、3.6 d和95.0%、3.4 d,两个处理组之间差异不显著。萌发后的细砂组海菖蒲幼苗的存活率为97.37%,而砂砾组的幼苗存活率仅为81.58%;另外,海菖蒲幼苗的叶片长度、根长度、叶片生长速率和根生长速率在细砂组均显著高于砂砾组。因此,沉积物粒径的差异对海草种子的萌发率和萌发时间没有显著性影响,但沉积物粒径增大会显著降低萌发后海菖蒲幼苗的存活率和生长速率。因此,未来开展海菖蒲种子或幼苗的野外移植,应选取沉积物粒径较小细砂质区域进行移植,可促进海菖蒲种子或幼苗移植的成活率,提高海菖蒲生态修复的成功率。

海南三亚鹿回头虫黄藻(Effrenium voratum)的形态学和系统发育学研究

本文对分离于我国海南三亚鹿回头海域的两株虫黄藻SYSC-14-11和SYSC-2-8进行了分类学研究。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和分子生物学方法描述了两株藻的形态和系统发育特征,并与世界其他地理区系的Effrenium属虫黄藻进行了差异性比较,发现本研究中的两株虫黄藻的形态和系统发育特征与Effrenium属虫黄藻模式种Effrenium voratum基本一致,推测本文中的两株Effrenium属虫黄藻均为E.voratum。本研究丰富了我国热带海域虫黄藻的物种多样性,为完善我国的虫黄藻种质资源奠定了基础。

铵态氮加富对贝克喜盐草光合作用、谷氨酰胺合成酶和氨基酸成分的影响

海草贝克喜盐草(Halophila beccarii)由于体型小,其重要性一直被忽视,且近海氮负荷增加导致其处于加速退化状态。目前贝克喜盐草对铵毒害的生理响应尚不清楚。基于室内模拟实验,设置了四种铵态氮梯度(对照;25、50和100μmol·L^(-1)),结合叶绿素荧光技术、非损伤微测技术和靶向代谢组学,探讨了铵态氮加富对贝克喜盐草光合作用、叶绿素、叶肉细胞铵离子流速、谷氨酰胺合成酶活性以及营养成分的影响。结果表明,贝克喜盐草叶片的最大相对电子传递速率呈现低铵态氮加富>中铵态氮加富>对照>高铵态氮加富的变化趋势,高铵态氮加富显著降低了最大相对电子传递速率和光能利用效率,进而减少碳库用于铵态氮的同化。同时,铵态氮加富显著增加了铵离子内流流速和谷氨酰胺合成酶活性,把过多的铵同化成氨基酸。但是,铵态氮加富却降低了氨基酸成分,这可能是由于氨基酸被用来合成有机物如关键次生代谢物,以进一步调节和适应铵毒害作用。因此,适度的铵营养盐增加可促进贝克喜盐草的光合作用和生长,而高浓度的铵营养盐则对贝克喜盐草产生毒害作用。