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中国深度参与全球海洋生物多样性保护的研究与展望

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科学通报 2024年第12期69卷 1598-1612页

作者：林昕李艺王磊吴思扬王宏伟石哲萱陈治学张欣宜章紫曦柳欣戴民汉厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361102 厦门大学海洋与地球学院厦门361102 厦门大学环境与生态学院厦门361102 自然资源部第三海洋研究所自然资源部海洋生态保护与修复重点实验室厦门361005

海洋是全球生物多样性的宝库,目前全球海洋的保护面积不足10%.世界各国如何携手实现“30×30”目标,将面临诸多争议与挑战,全球海洋治理体系正在发生变革.海洋生物多样性保护已成为未来全球海洋治理的重要议题,中国应抓住契机,规划路径... 详细信息

海洋是全球生物多样性的宝库,目前全球海洋的保护面积不足10%.世界各国如何携手实现“30×30”目标,将面临诸多争议与挑战,全球海洋治理体系正在发生变革.海洋生物多样性保护已成为未来全球海洋治理的重要议题,中国应抓住契机,规划路径,以实现深度参与.本文通过对全球海洋生物多样性议题发展过程中的关键事件开展溯源分析,系统梳理了全球海洋生物多样性保护的现行治理机制与发展趋势,并基于该领域代表性的国际调查评估,重点剖析全球海洋生物多样性的现状以及未来实现“30×30”目标将要面临的挑战.综合以上,对中国未来深度参与全球海洋生物多样性保护的实施路径进行思考与展望.面对国际形势与国家需求,中国应首先夯实科技支撑,加快构建自主化、智能化和国际化的海洋生物多样性观测网络与基础数据库.以科技引领海洋强国建设,支撑中国积极参与重塑全球海洋治理秩序,为海洋资源的可持续开发与利用提供中国方案.

关键词：海洋生物多样性全球海洋治理 “30×30”目标 BBNJ协定可持续发展命运共同体

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以大口黑鲈和大黄鱼配合饲料应用为例谈改变鱼类营养和饲料研究范式

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水产学报 2024年

作者：王岩浙江大学海洋学院海洋科学系

鱼类营养和饲料研究始于70年前并借鉴陆生动物营养研究经验形成了研究范式。在过去70年中，鱼类营养和饲料研究取得了大量的成果，这些研究成果推动了水产配合饲料技术的进步，为水产饲料产业从无到有、从小到大做出了贡献。然而，随着... 详细信息

鱼类营养和饲料研究始于70年前并借鉴陆生动物营养研究经验形成了研究范式。在过去70年中，鱼类营养和饲料研究取得了大量的成果，这些研究成果推动了水产配合饲料技术的进步，为水产饲料产业从无到有、从小到大做出了贡献。然而，随着全球水产养殖规模的不断扩大，水产养殖发展面临的资源和环境压力日益增加，对水产饲料也提出了更高的要求。事实表明，根据一些鱼类营养和饲料研究成果所配方的饲料在养殖生产实践中往往不能取得预期的应用效果，这意味着在已有范式下取得的研究成果有时难以很好地满足现代鱼类养殖产业的需要。本文叙述了具有重要经济价值的两种肉食性鱼类大口黑鲈和大黄鱼配合饲料研发与应用的历程，指出对饲料蛋白需求的低估是限制配合饲料长期未能在大口黑鲈和大黄鱼养殖生产中应用的主要原因。早期研究报道大口黑鲈的饲料蛋白需求为400-440 g/kg，大黄鱼的饲料蛋白需求为450-470 g/kg。经过重新评估后将大口黑鲈和大黄鱼的最适饲料蛋白水平分别提高到480-510 g/kg和490-520 g/kg。在适宜的饲料蛋白水平下，投喂配合饲料的大口黑鲈和大黄鱼生长与投喂冰鲜鱼时相当。作者认为对饲料蛋白需求的低估与已有鱼类营养和饲料研究范式存在的不足有关，其表现为：（1）强调食物对鱼类生长的作用，但忽视了实验鱼遗传背景和食物以外的环境条件对生长和摄食的影响；（2）强调鱼类个体生长对评价营养需求和饲料质量的重要性，但忽视了鱼类个体生长差异并不能完全反映养殖产量和效益的事实；（3）强调生长和饲料利用效率作为鱼类营养和饲料研究评价指标的重要性，但忽视了养殖对环境和自然资源的负面影响是限制水产养殖产业可持续发展的瓶颈；（4）没有足够重视基础饲料配方在评价营养需求或饲料质量方面的影响，一些研究因基础饲料组成不当而产生没有实际意义的评价结果。针对上述问题，作者建议从概念、理论和研究方法方面对已有的范式做如下修改：（1）重视鱼类遗传背景和食物以外的环境条件对鱼类生长的影响，明确鱼类营养需求取决于其生长需求；（2）重视食物中各种营养素之间的相互作用，明确不同饲料原料在实现配方的营养平衡方面发挥着不同的作用；（3）重视对实验鱼种质和种群结构的选择，重视对照组和处理组个体生长差异的幅度对判断饲料处理效应的指示作用，重视饲料配方对渔业资源和环境等水产养殖可持续发展相关的内容的影响。经过修改后的研究范式更符合养殖生产实际，在此基础上开展研究所获得的成果也能够更好地指导配合饲料生产，为鱼类养殖产业的可持续发展提供更好的科技支撑。

关键词：范式营养需求饲料鱼粉替代配合饲料鱼类生长可持续水产养殖

春季青藏高原积雪年际变率的年代际转型对东亚夏季风影响的研究进展

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大气科学 2024年第1期48卷 321-332页

作者：张超段安民厦门大学海洋与地球学院近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361102

冬春青藏高原积雪异常是东亚夏季风的重要预测因子之一。本文系统回顾了近20年关于青藏高原积雪年际变率的年代际转型影响东亚夏季风的相关研究,主要结论如下:(1)20世纪90年代初春季青藏高原积雪的年际变率从东西偶极型转变为全区一致型... 详细信息

冬春青藏高原积雪异常是东亚夏季风的重要预测因子之一。本文系统回顾了近20年关于青藏高原积雪年际变率的年代际转型影响东亚夏季风的相关研究,主要结论如下:(1)20世纪90年代初春季青藏高原积雪的年际变率从东西偶极型转变为全区一致型,这主要受北太平洋、热带大西洋海温异常变化的影响,也与南极涛动、北极涛动的变化密切相关;(2)春季青藏高原积雪年际变率的年代际转型可通过影响东亚高层的副热带西风急流和低层的水汽输送,进而影响东亚夏季风降水格局变化;(3)青藏高原积雪异常可通过“高原大气河”的机制影响梅雨雨带;(4)大西洋年代际振荡可调节春季青藏高原积雪与梅雨降水关系的年代际变化,当大西洋年代际振荡为正(负)位相时,春季青藏高原积雪与梅雨的关系加强(减弱)。最后,本文对青藏高原积雪异常影响东亚季风变化的关键科学问题进行了讨论与展望。

关键词：青藏高原积雪东亚夏季风降水

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东海六个国家级海洋保护区鱼类多样性和连通性

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生物多样性 2024年第6期32卷 92-106页

作者：姜熠辉刘岳曾旭林喆滢王楠彭吉豪曹玲曾聪上海交通大学海洋学院上海200030 厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室福建厦门361102

全球气候变化和人类活动影响对沿海生态系统造成了巨大压力,而建立海洋保护区网络被认为是应对这双重压力的重要手段。为了保护东海丰富的生物资源,我国自20世纪末已建立了多个保护区,但目前生物多样性以及连通性的研究不足以有效支撑... 详细信息

全球气候变化和人类活动影响对沿海生态系统造成了巨大压力,而建立海洋保护区网络被认为是应对这双重压力的重要手段。为了保护东海丰富的生物资源,我国自20世纪末已建立了多个保护区,但目前生物多样性以及连通性的研究不足以有效支撑东海生物多样性保护与可持续发展。为此,本研究选取了东海城洲岛国家级海洋公园(城洲岛)、深沪湾海底古森林遗迹国家级自然保护区(深沪湾)、湄洲岛国家级海洋公园(湄洲岛)、平潭综合实验区海坛湾国家级海洋公园(平潭岛)、洞头国家级海洋公园(洞头岛)和玉环国家级海洋公园(玉环)6个国家级海洋保护区,在保护区内近岸海域采集不同季节的eDNA样品并测量水环境参数,通过对鱼类群落组成分析预测保护区间的生物多样性及其潜在连通性。在采集到的71个样品中,共获得了5,069,193条序列,包括46,309个分子操作分类单元(molecular operational taxonomic units,MOTUs),其中保护区内共享MOTUs的丰度占比基本都超过40%。虽然不同保护区间环境参数存在显著差异,但是生物多样性指数和群落组成差异性检验显示不同保护区间鱼类组成不存在显著差异(P>0.05),仅存在季节差异。高占比的共享MOTUs以及无显著空间分化的群落组成可能意味着这些保护区间存在较强的连通性,具备建立海洋保护区网络的潜力。对保护区生态网络结构的进一步分析表明,不同保护区的生态网络存在差异,洞头岛、玉环、深沪湾保护区的网络结构较为稳健,而湄洲岛和平潭岛保护区则相反,这表明不同保护区的保护效果存在一定差异,这可能与保护区的面积和管理有关。本研究不仅为东海近岸群落连通性研究提供了参考,同时也为东海保护区的管理和建设提供直接支撑。

关键词：海洋保护地保护区网络环境DNA 网络分析连通性生物多样性

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拟穴青蟹精氨酸激酶的重组表达及致敏性分析

食品科学 2024年第7期45卷 19-27页

作者：杨阳何欣蓉何少贵陈锦莉刘萌费丹霞毛海燕刘光明厦门华厦学院环境与公共健康学院福建厦门361024 集美大学海洋食品与生物工程学院福建厦门361021 翔安创新实验室福建厦门361104 厦门海洋职业技术学院海洋生物学院福建厦门361102

为比较拟穴青蟹(Scylla paramamosain)重组精氨酸激酶(recombinant arginine kinase,rAK)和天然AK(native AK,nAK)的致敏性,并鉴定AK分子中的致敏优势区域,首先基于AK的抗原表位分布与空间结构,将AK分子分为AK-E1(氨基酸(amino acids,AA)1~92)、AK-E2(AA 87~187)、AK-E3(AA 172~265)和AK-E4(AA 276~357)4个片段,采用大肠杆菌原核表达系统对其进行分段表达,并分别分离纯化nAK、rAK及AK的4个分段表达产物。用BALB/c小鼠模型评价重组蛋白的致敏性,结果显示,rAK致敏小鼠血清中特异性抗体水平、脾脏淋巴细胞的Th2型细胞因子释放水平均显著升高,表明rAK可使机体致敏,但其免疫原性较nAK弱;AK的4个分段表达产物中AK-E2的免疫原性最强。同时,rAK能够刺激RBL-2H3细胞释放β-己糖苷酶,但rAK对效应细胞的刺激作用低于nAK;4个分段表达产物中AK-E2和AK-E4对效应细胞的刺激作用较强。综上,通过原核表达系统获得的rAK免疫原性较nAK弱,而AK分子中免疫原性较强的区域为AA 87~187,免疫反应性较强的区域为AA 276~357。

关键词：拟穴青蟹精氨酸激酶重组蛋白致敏性 BALB/c小鼠

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硅藻介导钙化影响海洋生物泵的机理研究

中国科学:地球科学 2024年

作者：潘依雯李逸凡陈镇东江宗培蔡卫君沈蕴文丁泽晟陈麒先邸雅楠樊炜朱陈霸陈鹰浙江大学海洋学院浙江大学海南研究院台湾中山大学海洋学系 School of Marine Science and Policy University of Delaware~Newark DE 19716USA 厦门大学碳中和创新研究中心

作为海洋活动中主要的参与者,硅质硅藻约占初级生产和颗粒有机碳输出通量的40%.目前普遍认为,由硅藻的分布变化引起的碳通量变化可导致明显的气候变化.尽管硅藻驱动的碳封存途径已经基本确立,但目前尚无关于海洋硅藻诱导CaCO3沉淀析出... 详细信息

作为海洋活动中主要的参与者,硅质硅藻约占初级生产和颗粒有机碳输出通量的40%.目前普遍认为,由硅藻的分布变化引起的碳通量变化可导致明显的气候变化.尽管硅藻驱动的碳封存途径已经基本确立,但目前尚无关于海洋硅藻诱导CaCO3沉淀析出的文献报道.本文介绍了中肋骨条藻（Skeletonema costatum）在光合作用下促进文石碳酸钙从人工和天然海水中析出的具体实验证据.通过对细胞表面利用pH微电极和Zeta电位的直接测量,明确了中肋骨条藻通过创造高浓度的碳酸根离子(CO32–)和钙离子(Ca2+)的特定微环境,并通过对被吸附的Ca2+的去水合作用,来实现在藻细胞表面对CaCO3的介导析出.这种促进机制说明硅藻介导的钙化现象可能真实地发生在海洋中.在东海中肋骨条藻藻华期间,我们检测到总碱度（Total alkatinity, TA）偏离保守性TA-盐度混合,出现显著降低的现象.加上在其他海域报道的藻华期间类似的TA偏离保守混合的现象,进一步证实了硅藻介导的钙化现象可能真实发生在海洋中这一推断.该新发现的钙化途径建立了无机碳和有机碳通量间的新联系,有助于重新评估海洋碳输出通量和海洋CO2封存效率.本文的发现,可能对于评估海洋碳循环和预计未来海洋酸化的潜在影响具有重要的意义.

关键词：硅藻藻华中肋骨条藻钙化作用生物碳泵反碳酸盐泵

古气候模拟中古地理边界条件重建的不确定性研究

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古地理学报 2024年

作者：朱广坤张彧瑞覃国金近海海洋环境科学国家重点实验室厦门大学海洋与地球学院

随着气候模式在古气候研究中的应用越发广泛,更加准确的古地理边界条件重建成为研究深时气候变化机制的关键,而古地理边界条件重建过程中的不确定性却少有人关注。本研究基于古海陆分布、古海深、古地形重建方法及资料选择,研究古地理... 详细信息

随着气候模式在古气候研究中的应用越发广泛,更加准确的古地理边界条件重建成为研究深时气候变化机制的关键,而古地理边界条件重建过程中的不确定性却少有人关注。本研究基于古海陆分布、古海深、古地形重建方法及资料选择,研究古地理边界条件重建过程中的不确定性以及其对气候模式模拟结果的影响。结果显示,重建过程中板块运动模型的选择、海陆分布的修正、海洋洋壳年龄数据的更新、大洋深度一洋壳年龄关系模型选择、沉积物模型选择以及古地形高度代用指标的选择都会导致不同的古地理边界条件重建结果。更重要的是,这种古地理边界条件的差异会进一步影响模式模拟结果中的温度、盐度以及洋流等重要的气候环境变量。这表明重建气候模式中古地理边界条件时需根据具体需求合理选择重建资料,同时也需基于密集和可靠的代用指标进一步优化重建资料,从而减少古地理边界条件对古气候模式结果可靠性的影响。

关键词：古气候气候模式古地理重建古气候边界条件古气候模拟

福建沿海葡萄牙牡蛎遗传多样性和遗传结构分析

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大连海洋大学学报 2024年

作者：张钰霆吴镇李聪陈火荣黄泽坤何水清张智穆景利厦门大学海洋与地球学院近海海洋环境科学国家重点实验室闽江学院地理与海洋学院福建省渔业资源监测中心

为研究福建沿海葡萄牙牡蛎(Crassostrea angulata)天然群体的遗传结构和遗传多样性，根据线粒体COI 基因序列对福建沿海自然海区(福清、莆田、泉州和东山)的373个牡蛎进行鉴定，发现62个葡萄牙牡蛎，所占比例为16.6%；随后，采用GBS简... 详细信息

为研究福建沿海葡萄牙牡蛎(Crassostrea angulata)天然群体的遗传结构和遗传多样性，根据线粒体COI 基因序列对福建沿海自然海区(福清、莆田、泉州和东山)的373个牡蛎进行鉴定，发现62个葡萄牙牡蛎，所占比例为16.6%；随后，采用GBS简化基因组测序技术对这4个葡萄牙牡蛎地理群体(福清12个，莆田12个，泉州10个，东山12个)进行遗传多样性以及遗传分化和遗传结构分析。结果表明：4个葡萄牙牡蛎群体的观测杂合度值(Ho)为0.243～0.271，其中，东山群体具有最高的Ho值(0.271)，福清群体的Ho值最低(0.243)；4个群体之间的遗传分化系数Fst介于0.0210～0.0368，其中，东山群体和泉州群体的遗传分化系数Fst最高(0.0368)；遗传结构分析显示，东山群体单独为一个类群，福清、莆田和泉州为另一个类群。研究表明，福建沿海葡萄牙牡蛎群体的遗传多样性处于较低水平，揭示了存在种质资源退化问题；在种群分化方面，东山群体与福清、莆田和泉州3个群体形成了较明显的遗传分化。

关键词：葡萄牙牡蛎 GBS简化基因组测序遗传多样性遗传结构

基于动态湿度传感的穿戴式呼吸功能检测系统:肺功能测量原理与实验对照

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物理学报 2024年第3期73卷 318-333页

作者：卢昌盛蒋泽荣王晓李轲轶林桂阳杨瑛琦林益华郑冠英谢宝松刘向阳厦门大学海洋与地球学院近海海洋环境科学国家重点实验室水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室厦门361102 厦门柯迪森科技有限公司厦门361015 厦门大学医学院厦门361102 福建省立医院呼吸与危重症医学科福建医科大学省立临床医学院福州350001 厦门大学附属第一医院呼吸与危重症医学科厦门361003

传统的肺功能检测仪是基于测量呼气和吸气期间的气流和压力变化来评估受测者的呼吸功能.这些技术主要基于机械式压差传感器或涡轮传感器,通过测量受测者口腔吹气和吸气的能力来评估其肺功能.其所测得的肺功能参数包括峰值呼气流量(peak ... 详细信息

传统的肺功能检测仪是基于测量呼气和吸气期间的气流和压力变化来评估受测者的呼吸功能.这些技术主要基于机械式压差传感器或涡轮传感器,通过测量受测者口腔吹气和吸气的能力来评估其肺功能.其所测得的肺功能参数包括峰值呼气流量(peak expiratory flow,PEF)和用力肺活量(forced vital capacity,FVC)等.本文报道了基于动态湿度传感技术发展而来的穿戴式呼吸功能检测系统(穿戴式呼吸波谱仪).基于湿度传感器的特点,对呼吸检测原理与设备的定量设计与模拟潮气实验进行了全面的探索.根据达西定律,通过穿戴式呼吸波谱仪的气体流量与其内外压差成正比关系,该系统符合压差式传感原理.以此为基础,根据其结构特点,建立PEF和FVC与传感器电信号变化的定量关系.实验结果验证了波谱仪内相对湿度的最大变化率与PEF呈线性正相关的关系.波谱仪的模拟潮气实验结果表明,测试范围为180—840 L/min条件下,PEF的示值误差小于10%,相邻测试误差小于5%,频率响应测试误差小于12%,符合呼气峰值流量计行业标准的要求.此外,将传统便携式肺功能检测仪作为对照,进行不同PEF(300—720 L/min)和FVC(3—6 L)条件下的模拟潮气实验.结果表明,波谱仪所测PEF和FVC的平均示值误差分别约为0.35%和0.23%,均远远小于便携式肺功能检测仪,充分验证了该系统对肺功能实时评估的准确性和可靠性.更重要的是,在模拟自由呼吸条件(PEF为12—24 L/min,FVC为0.5—0.7 L)下,波谱仪的电信号变化与自由呼吸体积仍呈线性关系.因此,穿戴式呼吸波谱仪可对人体自然、微弱的鼻呼吸,进行自由、动态、定量的长期监测.所测量人们的自由呼吸波谱在人体肺功能实时监测以及呼吸系统疾病远程监测方面,具有巨大的应用潜力.

关键词：柔性传感呼吸功能检测呼吸波谱

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