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西沙群岛珊瑚礁2015-2023海岸地貌演化与其区域海洋环境特征的关联性研究

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热带海洋学报 2024年

作者：赵中伟赵璇陈天然李伟中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 三亚海洋生态环境工程研究院中国科学院大学

西沙群岛地处海南岛到南海诸岛的中心位置,是构造和生物交互作用形成的典型地质地貌体,但西沙群岛又地处南海典型气候脆弱区,是我国遭受台风、风暴潮等极端海洋灾害影响最严重的区域之一。未来推进西沙群岛的岛礁资源高质量发展,势必会... 详细信息

西沙群岛地处海南岛到南海诸岛的中心位置,是构造和生物交互作用形成的典型地质地貌体,但西沙群岛又地处南海典型气候脆弱区,是我国遭受台风、风暴潮等极端海洋灾害影响最严重的区域之一。未来推进西沙群岛的岛礁资源高质量发展,势必会扩大西沙珊瑚礁海岸的使用规模,加上全球气候日益恶化多重威胁所加重的海洋环境灾害风险,使得西沙群岛珊瑚礁海岸的海洋防灾减灾挑战更加严峻。因此,揭示珊瑚礁海岸对于海洋环境的地貌响应,就成为了厘清珊瑚礁在未来海洋环境影响下生存前景和经略海洋可持续性迫切需要解决的关键问题。所以,本文选取西沙群岛的18个珊瑚礁作为研究对象,利用海洋卫星遥感数据获取了它们在2015和2023年的海岸地貌影像,通过海洋地质和海岸地貌理论分析了珊瑚礁海岸地貌的演化特征,利用物理海洋分析方法刻画了它们所处海域的海洋环境特征,尝试利用海洋环境特征解释其海岸地貌演化空间差异性的原因,关联性分析结果表明这些珊瑚礁海岸地貌演化与其区域海洋环境特征之间强关联性较弱(R2仅在0.06～0.21)。因此本文建议未来科学评判西沙珊瑚礁在全球海洋环境变化下的生存前景,需要在融合考虑海洋环境要素的基础上,加强对珊瑚礁所处地貌演化阶段、原始地形地貌、沉积动力过程、生物种群类型影响作用的考量。

关键词：西沙群岛珊瑚礁岸线演化海洋遥感全球变化

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活性铁对海洋沉积物中有机碳的保存作用

应用海洋学学报 2024年第2期43卷 384-394页

作者：李亢黄华梅国家海洋局南海规划与环境研究院广东广州510300 中国科学院南海海洋研究所广东广州510301

沉积物碳汇是海洋碳汇的重要组成部分,揭示沉积物的储碳机制对研究气候变化与全球碳循环的相互作用具有重要意义。矿物对有机碳的保护作用是有机碳最重要的稳定机制,其中活性铁(Fe_(R))在沉积物有机碳的累积作用中发挥着捕获有机碳并形... 详细信息

沉积物碳汇是海洋碳汇的重要组成部分,揭示沉积物的储碳机制对研究气候变化与全球碳循环的相互作用具有重要意义。矿物对有机碳的保护作用是有机碳最重要的稳定机制,其中活性铁(Fe_(R))在沉积物有机碳的累积作用中发挥着捕获有机碳并形成“铁锈碳汇”的重要作用。本文系统梳理了近年来关于海洋沉积物中Fe_(R)的固碳的研究成果,总结了海洋沉积物中Fe_(R)的提取方式、类型、固碳量、固碳机制、结合有机质来源及分子类型,阐述了Fe_(R)固碳的重要意义,旨在加深对矿物与有机碳相互作用的理解。海洋沉积物中Fe_(R)常通过柠檬酸盐-碳酸氢盐-连二亚硫酸盐(CBD)还原提取,主要以针铁矿、水铁矿及赤铁矿等氧化物形式存在。Fe_(R)可以结合沉积物中约80%的有机碳,结合机制包括以配体交换为主的吸附机制和共沉淀/螯合机制。Fe_(R)与有机碳的结合机制可依据铁结合有机碳(Fe_(R)-OC)与Fe_(R)的摩尔比值(Fe_(R)-OC∶Fe_(R))简单判定,当Fe_(R)-OC∶Fe_(R)低于1.00时以吸附方式结合,大于1.00时以共沉淀方式结合,且共沉淀相比吸附机制具有更高的有机碳结合量及稳定性。大部分海洋沉积物中Fe_(R)优先与海源类有机质结合,但在氧化还原频繁的河口及三角洲地区倾向与陆源类有机质结合。分子模拟实验、木质素氧化降解及近边X射线吸收精细结构光谱表明Fe_(R)与芳香碳及羧基碳等有机质具有更高的亲和性。Fe_(R)对有机质的稳定保存及减缓气候变化引起的负反馈具有重要意义,建议未来更多关注沉积物中有机质与铁矿物结合的具体过程及不同沉积环境Fe_(R)固碳的差异机制,更加关注不同结合机制的定量化及重要性对比研究。

关键词：海洋地质学海洋沉积物活性铁有机碳固碳量结合机制

南海细足磷虾属Hansarsia的分类学研究

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热带海洋学报 2024年

作者：周志乾连喜平谭烨辉中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室南海海洋生物标本馆中国科学院大学

细足磷虾属Hansarsia(原Nematoscelis)的物种在海洋浮游生态系统中扮演着关键角色,但常存在混淆和错误鉴定。本研究采用形态学分析方法,对中国科学院南海海洋生物标本馆在南海和东印度洋海域采集到的细足磷虾属标本进行了深入研究,旨在... 详细信息

细足磷虾属Hansarsia(原Nematoscelis)的物种在海洋浮游生态系统中扮演着关键角色,但常存在混淆和错误鉴定。本研究采用形态学分析方法,对中国科学院南海海洋生物标本馆在南海和东印度洋海域采集到的细足磷虾属标本进行了深入研究,旨在明确种间差异并解决分类上的混淆。本研究a)补充和修订了秀细足磷虾、瘦细足磷虾、小细足磷虾和长细足磷虾的特征描述；b)描绘四个种从亚成体到成体的第一和第二胸足的变化；c)指出成体瘦细足磷虾的额角二型现象以及第一胸足掌节刚毛的数量变化；d)明确了在南海和东印度洋海域的小细足磷虾和长细足磷虾的区别。研究结果不仅提高了分类学的准确性,也为磷虾资源的保护和可持续利用提供了科学依据。

关键词：磷虾细足磷虾属形态学分类第一胸足

海南岛峨蔓五彩湾内海蚀平台对海蚀崖侵蚀的影响研究

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热带海洋学报 2024年第5期43卷 106-115页

作者：赵中伟吴凌云高伟健李伟中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州511458 三亚海洋生态环境工程研究院海南三亚572000 中国科学院大学北京100049

全球海洋变化所引起的极端波浪海洋灾害趋强,势必会加剧海南岛的海蚀崖侵蚀地质灾害危险。海蚀平台能够有效衰减波浪能量,从而降低极端波浪对海蚀崖的侵蚀破坏。海南岛西北部的火山岩基岩海岸地区,存在大量海蚀平台地貌,是研究海蚀平台... 详细信息

全球海洋变化所引起的极端波浪海洋灾害趋强,势必会加剧海南岛的海蚀崖侵蚀地质灾害危险。海蚀平台能够有效衰减波浪能量,从而降低极端波浪对海蚀崖的侵蚀破坏。海南岛西北部的火山岩基岩海岸地区,存在大量海蚀平台地貌,是研究海蚀平台对海蚀崖侵蚀影响的理想地区。文章以海南岛儋州市峨蔓镇的五彩湾基岩海岸为研究对象,利用海洋遥感影像刻画了五彩湾海蚀崖近十年的平均侵蚀速率达0.26m·a^(−1),通过物理海洋分析方法预测了研究区未来100年回归周期可能遭受的最大波高达7.8m,进一步基于海岸地貌研究方法调查了五彩湾倾斜型海蚀平台的地貌特征,及其后部海蚀崖岩石的抗侵蚀强度,从而通过数值计算证明了海蚀平台可以使得未来极端波浪对五彩湾海蚀崖的侵蚀强度平均减缓80%以上。此外,文章进一步探讨了五彩湾海蚀崖底部沉积沙滩、崖底植被和海蚀崖滑塌堆积物的天然护岸作用。

关键词：海蚀平台海蚀崖侵蚀玄武岩海岸数值计算海南岛

体散射函数及衰减系数快速剖面仪的研发及应用

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热带海洋学报 2024年第2期43卷 1-11页

作者：李彩刘聪张现清陈飞肖志会杨泽明郑媛宁周雯许占堂热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 中国科学院大学北京100049 中国科学院南海海洋研究所仪器中心广东广州510301

水体体散射函数(volume scattering function, VSF,β(θ,λ))、吸收系数a(λ)及衰减系数c(λ)是海水固有光学特性的基础性参数,基于上述参数可以进一步推算得到水体所有特征性光学特性参数,进而为海洋初级生产力、全球碳循环等基础和... 详细信息

水体体散射函数(volume scattering function, VSF,β(θ,λ))、吸收系数a(λ)及衰减系数c(λ)是海水固有光学特性的基础性参数,基于上述参数可以进一步推算得到水体所有特征性光学特性参数,进而为海洋初级生产力、全球碳循环等基础和前端领域研究以及水色遥感、水环境监测及灾害预警、水下光场分布、目标追踪、光伏发电等军民融合领域的应用和发展提供重要的数据支撑。受限于体散射函数的强方向性,其测量技术难度大且发展不成熟。文章以高角度分辨率多角度体散射函数及衰减系数高频剖面测量为目标,研发了可同步获取17个角度体散射函数、水体衰减系数、剖面深度及温度信息的快速剖面测量仪(volume scattering and attenuation meter,VSAM),其测量频率最高可达20Hz,体散射函数测量角度范围为10°~170°,角度分辨率10°,剖面最大工作深度200m。利用VSAM对三亚湾和崖州湾水体光学特性分布进行剖面调查研究:整体上,崖州湾和三亚湾水体体散射函数及衰减系数均存在较大的水平、垂直及角度(体散射函数)变化特征;同一水层,自西向东衰减及体散射函数呈递减趋势;同一站位,衰减及体散射函数随剖面深度呈递增趋势;前向10°体散射函数最大,后向120°体散射函数最小,前后向体散射函数相差2个数量级甚至更高。结合同期获取的水体浊度和叶绿素浓度剖面调查结果发现,浊度是崖州湾水体体散射函数及衰减系数显著高于三亚湾的主导贡献者,且上述海域水体浊度与颗粒物散射βp(90°, 650)及衰减cp(6 50)具有很好的线性相关性。VSAM测得的衰减系数及后向体散射函数分别与Viper(Trios公司,德国)及ECO-VSF3 (Seabird公司,美国)测量结果在剖面分布上具有较好的一致性。

关键词：体散射函数衰减系数剖面测量三亚湾崖州湾

南沙群岛珊瑚礁区黑斑鹦嘴鱼(Scarus globiceps)食性分析

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热带海洋学报 2024年第3期43卷 100-108页

作者：林先智周岩岩林皓晔胡思敏黄晖张黎刘胜中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广东省应用海洋生物学重点实验室中国科学院南海海洋研究所广东广州510301 中国科学院大学北京100049 三亚海洋科学综合(联合)实验室海南省热带海洋生物技术重点实验室三亚中科海洋研究院海南三亚572000 中国科学院海南热带海洋生物实验站海南三亚海洋生态系统国家野外科学观测研究站海南三亚572000 三亚海洋生态环境工程研究院海南三亚572025

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... 详细信息

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。

关键词：鹦嘴鱼食性分析高通量测序 18SrDNA 16SrDNA 甲藻蓝藻

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Desulfovibrio Bizertensis SY-1在阴极极化条件下对X70管线钢的腐蚀行为研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第2期44卷 345-354页

作者：裴莹莹管方董续成张瑞永段继周侯保荣中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室青岛266071 中国科学院大学北京100049 南通中科海洋科学与技术研究发展中心南通226333

研究了从浸泡在中国南海的钢铁锈层中分离的腐蚀性硫酸盐还原菌Desulfovibrio bizertensis SY-1在-0.85和-1.05 V ***阴极极化电位下对X70管线钢腐蚀行为的影响。结果表明,-0.85 V ***电位尚不能有效抑制Desulfovibrio bizertensis SY-... 详细信息

研究了从浸泡在中国南海的钢铁锈层中分离的腐蚀性硫酸盐还原菌Desulfovibrio bizertensis SY-1在-0.85和-1.05 V ***阴极极化电位下对X70管线钢腐蚀行为的影响。结果表明,-0.85 V ***电位尚不能有效抑制Desulfovibrio bizertensis SY-1细胞的生长与附着,同时试片表面也检测到了特征的四方硫铁矿和针铁矿的Raman峰。-1.05 V ***阴极极化电位能够有效抑制浮游Desulfovibrio bizertensis SY-1细胞的生长和代谢过程,腐蚀产物以磁铁矿为主。失重数据也表明,在-1.05 V ***电位下试片失重与无菌条件基本一致,且在该电位下最大点蚀坑深度与无极化条件相比减少了75%。该研究为含有Desulfovibrio bizertensis SY-1环境的阴极保护电位选择和微生物与极化电位的相互作用研究提供了参考。

关键词：硫酸盐还原菌阴极极化 X70 管线钢微生物腐蚀

南海北部涠洲岛边缘珊瑚礁的生物侵蚀实验研究

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热带海洋学报 2024年第3期43卷 155-165页

作者：江绿苗陈天然赵宽张婷许莉佳中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所广东广州510301 中国科学院大学北京100049 中国海洋大学三亚海洋研究院海南三亚572024 生态环境部华南环境科学研究所广东广州510530

在全球变化背景下,边缘珊瑚礁面临着来自自然与人类的双重压力。海水富营养化引起的生物侵蚀加剧,虽然较为隐蔽,但却会对珊瑚群落的发育以及礁格架的稳定性产生不良影响,是边缘珊瑚礁潜在的危害之一。本研究在南海北部涠洲岛三个典型的... 详细信息

在全球变化背景下,边缘珊瑚礁面临着来自自然与人类的双重压力。海水富营养化引起的生物侵蚀加剧,虽然较为隐蔽,但却会对珊瑚群落的发育以及礁格架的稳定性产生不良影响,是边缘珊瑚礁潜在的危害之一。本研究在南海北部涠洲岛三个典型的边缘珊瑚礁开展了近一年的原位侵蚀实验,定量分析了珊瑚礁的生物侵蚀强度与侵蚀速率,并结合卫星遥感监测的水体环境参数,探究了珊瑚礁侵蚀与海水环境的关系。研究发现,内部大型侵蚀生物的侵蚀速率相比侵蚀强度更能够指示海水富营养盐与高浊度环境,而侵蚀强度能够体现侵蚀生物的群落演替阶段。此外,将涠洲岛生物侵蚀速率数据与全球其他典型珊瑚礁区域进行对比,发现涠洲岛生物侵蚀速率处于全球中等水平(以内部大型侵蚀生物为主导),但在其所属的“人为边缘礁”类型中为较低水平。结合气候变化、城市化发展、礁体健康状况等趋势以及本研究结果,推测涠洲岛的生物侵蚀可能会继续加强,达到“人为边缘礁”的高侵蚀水平,并进一步加剧珊瑚礁的退化。

关键词：边缘珊瑚礁生物侵蚀速率原位侵蚀实验南海北部

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定量核磁共振氢谱检测右佐匹克隆片的含量

药物分析杂志 2024年第3期44卷 380-385页

作者：郑晓红车逸豪肖志会中国科学院南海海洋研究所仪器设备公共服务中心广州510301 中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广州510301

目的:建立定量核磁共振氢谱(qHNMR)测定右佐匹克隆含量的方法。方法:以1,3,5-三甲氧基苯δ6.08处质子信号为内标峰,以右佐匹克隆δ8.54、8.38、8.12、7.78处质子信号为定量峰,以DMSO-d_(6)为溶剂,在恒温298 K,弛豫延迟时间10 s,扫描次... 详细信息

目的:建立定量核磁共振氢谱(qHNMR)测定右佐匹克隆含量的方法。方法:以1,3,5-三甲氧基苯δ6.08处质子信号为内标峰,以右佐匹克隆δ8.54、8.38、8.12、7.78处质子信号为定量峰,以DMSO-d_(6)为溶剂,在恒温298 K,弛豫延迟时间10 s,扫描次数32次条件下采集氢谱。结果:定量核磁共振氢谱法测定右佐匹克隆片中右佐匹克隆平均含量为2.94%,即平均每片中含右佐匹克隆3.00 mg,RSD为0.15%,与药物说明标示的量基本一致。结论:定量核磁共振氢谱可用于药物中右佐匹克隆含量的测定,并且具有快速、准确以及操作简单等优势。

关键词：右佐匹克隆 1,3,5-三甲氧基苯氢核磁共振定量法含量测定