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应用海洋学学报
应用海洋学学报

余兴光

季刊

2095-4972

twhxbjb@163.com

0592-2195251

361005

厦门市大学路178号

应用海洋学学报/Journal Journal of Applied OceanographyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为全国性海洋科学学术期刊。主要刊载台湾海峡及其邻区海域（东海、南海）的物理海洋学、海洋化学、海洋环境学、海洋生物与水产学、海洋地质与地震学、海洋开发与管理等方面的学术论文和研究报告等。读者对象主要是国内外海洋生物、水产、化学、环保、水文、气象、港工、地质、地震等单位和部门的科技人员、管理人员、高等院校相应专业的师生等。
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    西太平洋M2海盆区巨型底栖动物分布及其与结核赋存条件的关系研究

    刘莉红何雪宝吴燕红
    395-404页
    查看更多>>摘要：深海平原和海盆是地球上最大的生态系统,其部分区域海底沉积物上赋存有大量的多金属结核,结核不仅增加了海底栖息地复杂性和空间异质性,也为附着生物提供硬质基底,形成了特殊的深海底栖生态系统.本研究利用深海摄像技术获取的高清海底图像,分析了西太平洋北京先驱多金属结核合同区M2-B1 区块巨型底栖动物生物多样性、群落结构及其对结核大小和覆盖率的响应.结果发现了9 门25 个类群巨型底栖动物,包括多孔动物门、棘皮动物门、节肢动物门、刺胞动物门、脊索动物门、环节动物门、苔藓动物门、软体动物门、原生动物门等,平均密度为0.19 ind./m2.西太平洋巨型底栖动物主要类群与东太平洋克拉里昂-克利珀顿区(CC区)基本一致,平均密度略低于CC区.多金属结核的覆盖率和结核粒径大小是该区动物类群密度的主要环境驱动因素,巨型底栖动物密度整体与多金属结核覆盖率呈正相关关系,与结核粒径呈负相关关系;而不同动物门类密度与结核覆盖率和粒径的关系存在多种模式,多孔动物和棘皮动物密度随结核覆盖率增加而增加,刺胞动物和软体动物在结核覆盖率大于 64%后随结核覆盖率增加而增加,棘皮动物和刺胞动物密度在粒径大于3.15 cm后保持稳定不变.本研究结果初步揭示了该区域巨型底栖动物分布格局及其驱动因素,将可为未来深海采矿环境影响评估提供重要的科学支撑.

    海洋生物学巨型底栖动物分布特征多金属结核覆盖率海底影像分析西太平洋

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    西太平洋菲律宾海海山区微生物原位富集及其物种多样性分析

    朱栩莹夏静宇李丁曾令宇...
    405-418页
    查看更多>>摘要：为了研究海山区微生物对外源有机物输入的响应情况,更好认识海山区微生物多样性以及它们在深海碳循环中的作用,本研究以硫粉烷烃混合物(CS)、活性污泥(HX)、几丁质(JDZ)、D型天冬氨酸(D-Asp)、二甲基砜(DMSO2)、聚-β-羟丁酸(PHB)等6 种不同有机物为底物,通过深海水体原位定植培养系统,分别在西太平洋菲律宾海的海山山顶(2 929 m)和山麓(4 707 m)进行了为期10 个月的微生物原位富集培养.结合高通量测序技术和分离培养方法,对深海原位富集样品进行了微生物多样性分析以及可培养微生物分离鉴定.16S rRNA基因高通量测序结果表明,6 个样品共富集得到属于细菌域的15 门27 纲61 目96 科150 属200 种.不同底物富集样品的细菌物种组成差异较大,表明不同底物选择性富集了特定类群微生物.其中,硫粉烷烃混合物富集样品优势属包括Roseobacter_clade_NAC11-7_lineage属、摩替亚氏菌属(Moritella)等;活性污泥富集样品优势属为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、Fusibacter属等;几丁质富集样品优势属为弧菌属(Vibrio);二甲基砜富集样品优势属为假交替单胞菌属、鲁杰氏菌属(Ruegeria)等;D型天冬氨酸富集样品的优势属为假交替单胞菌属;聚-β-羟丁酸富集样品优势属为鲁杰氏菌属、Fusibacter属等.对 6 个原位富集样品进行平板分离培养,共分离鉴定得到277 株可培养细菌,分属于5 门8 纲19 目35 科63属92 种,其中潜在新种62 株和潜在新科5 株,表明菲律宾海海山环境蕴含了丰富多样的海洋微生物.它们在深海物质循环中的代谢机制和生态贡献还有待进一步研究.

    海洋生物学深海原位富集微生物多样性海山菲律宾海

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    西太平洋深海水体惰性溶解有机碳降解菌群的细菌多样性

    夏静宇朱栩莹王丽萍邵宗泽...
    419-428页
    查看更多>>摘要：深海水体微生物在有机物矿化中发挥着重要作用.惰性溶解有机碳(RDOC)在深海中最终归宿与微生物影响还有待研究.本研究利用富含RDOC的腐植酸和垃圾渗滤液为生长底物,对西太平洋6 个站位不同深度(200～4 700 m)水体样品的微生物进行了为期一年的实验室低温富集培养,结合高通量测序技术,对富集物中细菌多样性进行了分析.16S rRNA基因高通量测序结果表明,不同富集组的细菌组成相似,主要包括 γ-变形菌纲的食烷菌属(Alcanivorax)、噬甲基菌属(Methylophaga)和Polycyclovorans 属,α-变形菌纲的海旋菌属(Thalassospira)、副球菌属(Paracoc-cus)和短波单胞菌属(Brevundimonas),以及放线菌纲的类诺卡氏菌属(Nocardioides)等.这些优势微生物可能在原位参与了RDOC的深度矿化.

    海洋生物学惰性溶解有机碳矿化微生物多样性

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    基于环境DNA宏条形码技术的克拉里昂-克利珀顿区鱼类多样性

    何韦宜黄浩王磊欧丹云...
    429-441页
    查看更多>>摘要：海洋鱼类长期遭受过度捕捞的影响,导致生物多样性丧失.在公海区域鱼类多样性研究常用传统的调查方法,该方法主要用于商业物种的调查.环境DNA(eDNA)已成功用于监测水生环境中的生物多样性,本研究通过eDNA宏条形码技术,监测采矿前东太平洋克拉里昂-克利珀顿区(CC区)的鱼类多样性信息.通过使用两种鱼类通用引物(MiFish、COⅠ)获取CC区的鱼类多样性,共检测出 140 属、132 种鱼类,随水深增加,物种检出率逐渐降低.其中,基于MiFish 引物的eDNA宏条形码技术鉴定出2 纲、35 目、62 科、88 属、57 种鱼类.基于COⅠ引物的共鉴定出2 纲、29目、57 科、72 属、87 种鱼类.基于COⅠ引物的检测出濒临灭绝物种有日本鳗鲡(Anguilla japoni-ca)、美洲鳗鲡(Anguilla rostrata)、豹纹窄尾魟(Himantura uarnak)、褐背蝠鲼(Mobula tarapacana);极度濒危物种有欧洲鳗鲡(Anguilla anguilla);易危物种有大西洋蓝枪鱼(Makaira nigricans)、扁鲹(Pomatomus saltatrix);近危物种有大青鲨(Prionace glauca).基于MiFish引物的检测出近危物种有大青鲨、龙头鱼(Harpadon nehereus)、尖头斜齿鲨(Scoliodon laticaudus),易危物种有褐点石斑(Epinephelus fuscoguttatus).MiFish引物检测到的鱼类科、属数量高于COⅠ引物的检测结果,针对OTU序列的属及以上的分类具有高效的覆盖率和分辨率.研究结果表明,eDNA宏条形码技术可以有效鉴定鱼类物种,在海洋鱼类多样性监测中具有良好的应用前景.eDNA宏条形码技术作为一种非侵入性方法,监测到的鱼类多样性远高于深海生物诱捕观测器捕获的鱼类多样性,同时基于MiFish引物的eDNA宏条形码技术监测鱼类物种更具优势.

    海洋生物学鱼类多样性环境DNA克拉里昂-克利珀顿区东太平洋

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    深海沉积物宏基因组中新型对羟基苯丙酮酸双加氧酶基因的鉴定

    张欢吴科锋刘景川汤熙翔...
    442-450页
    查看更多>>摘要：为采用不依赖培养的方法获取深海沉积物微生物遗传资源,利用深海沉积物DNA构建了 2个宏基因组文库,对对羟基苯丙酮酸双加氧酶(4HPPD)活性进行了筛选,并分离出 3 个克隆子.体外转座子突变和全长测序发现了两个新的 4HPPD基因和一个新的尿黑酸(HGA)代谢基因簇.克隆到pMD18-T载体中的3 个新的4HPPD基因能够在大肠杆菌中产生水溶性棕色素.该色素被鉴定为黑色素,并与 HGA 相关.结果表明,深海沉积物宏基因组含有多样性丰富的 4HPPD功能基因,可用于发现新的黑色素生物合成基因.

    海洋生物学对羟基苯丙酮酸双加氧酶基因尿黑酸宏基因组文库深海

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    西南印度洋中脊53°E百神海山表层沉积物物源特征及其对热液活动的指示

    钟晓珂陶春辉金爱民廖时理...
    451-461页
    查看更多>>摘要：超慢速扩张洋中脊具有形成大型海底多金属硫化物堆积体的潜力,其中拆离断层控制的热液区常具规模大、富Cu、Au等特征.百神海山位于超慢速扩张西南印度洋脊Gallieni转换断层内角处,发育拆离断层构造,具有产出热液活动的有利构造条件,但一直未确认该区域是否存在热液活动.本研究对该区4 站表层沉积物开展了主微量、稀土元素和微区地球化学分析,结果显示研究区沉积物中含丰富的超基性岩碎屑,并可能有玄武岩角砾的影响.沉积物中的有孔虫壳体富集Fe、Mn等热液元素,表明研究区受到热液组分的影响.根据富集特征的空间分布,可以推断热液活动喷口的位置靠近研究区的A3 站位.这一综合分析深化了对该海山沉积物物源的认识,同时为超慢速洋中脊热液识别或找矿提供了有力线索.

    海洋地质学远洋沉积物百神海山海底热液活动沉积物源分析西南印度洋中脊

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    CC区深海采矿羽流扩散的数值模拟研究

    旷芳芳张俊鹏靖春生郭小钢...
    462-472页
    查看更多>>摘要：深海采矿可能带来深海矿区生物栖息地退化或生物多样性丧失等潜在风险,评估和预测深海采矿可能导致的环境影响成为国际社会普遍关注的问题.其中,预测采矿羽流的扩散程度是深海采矿环境影响评价的重要内容.本研究研发了适用于东太平洋克拉里昂-克利珀顿区(CC区)中国大洋协会多金属结核合同区深海模拟需求的高分辨率水动力数值模型,对商业采矿规模情景下的采矿羽流的源强进行了测算,以及开展了羽流扩散的数值模拟研究.结果表明:采矿尾水在大洋协会合同区底层排放,排放深度距底 6m、排放量 63 kg/s、连续采矿 1 个月、采矿面积5.35 km2、平均流速大小约5cm/s的情景下,再沉积厚度最大值约4.3 mm,再沉积厚度大于1mm和大于 0.1 mm的范围分别为9.4 km2和 63 km2;在采矿作业结束后有约 60%的颗粒物仍悬浮在水体中,然而因为被海水稀释,悬浮物浓度值非常低,均小于 0.01 mg/L;沉降速率的敏感性实验表明,沉降速率从0.08 mm/s增加至 0.30 mm/s时,再沉积厚度增加,最大值约 12.9 mm,再沉积厚度大于1mm和大于0.1 mm的范围分别为16.5 km2和98 km2,水体中的悬浮物也相应减少,采矿作业结束后 80%的颗粒物沉降到了海床上.

    海洋环境科学深海采矿羽流数值模型克拉里昂-克利珀顿区

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    深海采矿沉积物羽流环境影响研究现状与展望

    王翠丁一罗阳旷芳芳...
    473-484页
    查看更多>>摘要：随着经济和科技的发展,陆地资源日趋匮乏,深海采矿业成为世界各国关注的焦点.然而,海底勘探开采作业会带来一系列环境影响,特别是开采过程产生的沉积物羽流会对深海生态环境产生影响和破坏,开展深海采矿沉积物羽流研究对深海生态环境的保护具有重要意义.本文对国内外深海采矿及沉积物羽流的研究现状进行了综述:(1)沉积物羽流主要产生于深海采矿作业对海底表层沉积物的搅动过程和矿物预处理的尾矿排回海洋的过程,沉积物羽流会携带大量悬浮颗粒物质,对海洋水环境、海底沉积环境和海洋生物生态环境等产生一定的影响;(2)原位观测、室内实验和数值模拟是目前国内外沉积物羽流研究的主要方法,由于其各自的优缺点,综合采用3 种方法开展深海采矿区沉积物羽流环境影响评估,探索羽流输运扩张机制和影响控制因素,成为研究的热点方向;(3)当前沉积物羽流在输运机理研究、原位观测时间尺度、环境影响标准阈值等方面仍存在短板,未来需要加强多学科合作,运用多种手段,深入开展沉积物羽流输运机理、模型精细化预测、深海数字孪生系统和物种扰动影响等方面的研究,以期丰富深海勘探开发活动环境影响评价方法,促进深海矿产资源开发与环境保护可持续发展.

    海洋环境科学深海采矿沉积物羽流数值模拟环境影响原位观测

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    深海多金属结核采矿对底栖生物影响的评价指标体系研究

    吴海燕罗阳傅世锋何雪宝...
    485-494页
    查看更多>>摘要：深海矿产是满足全球金属需求的重要潜在来源.然而深海生态系统脆弱,大规模的深海采矿将对底层生态系统施加巨大压力,可能导致整个深海生态系统结构和功能在很长时间内发生重大变化.因此,深海采矿的底栖生物影响评价是开展深海采矿活动环境影响评价的主要内容,如何有效识别受扰动影响显著的底栖生物类群及其表征指标,是提升深海采矿环境影响评价结果科学性的关键.本研究基于国内外多金属结核矿区底栖生物调查和评价的 125 个指标,采用文献计量学方法和专家评判法,构建了包含 36 个指标的深海采矿对底栖生物影响的评价指标体系.指标体系包含了深海底栖生物的 7 个物种类别(其中巨型底栖动物、大型底栖动物和小型底栖动物的指标数量占所有指标数量的 66.7%),体现了生态系统的"群落-种群-多样性-连通性"4 个层面,选取了传统的物种分类学方法指标和分子生物学方法指标,突出了国内外研究的热点词汇"多样性""生物多样性""群落""丰度"和"底栖有孔虫",也强调了指示生物对评价的意义,具有较强的科学性、可行性和生态系统完整性,可以为深海采矿的环境影响评价提供兼顾科学性和可操作性的指标.

    深海采矿影响评价指标体系深海底栖生物类群生物多样性生态系统

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    东太平洋多金属结核勘探合同区表层沉积物脂肪酸分布及其物源指示意义

    欧日媚邱金莉黄浩王磊...
    495-504页
    查看更多>>摘要：为丰富东太平洋多金属结核勘探合同区环境基线数据并解析底栖生物营养物质来源,本研究以气相色谱-质谱法,测定了中国大洋第45、50 航次于东太平洋克拉里昂-克利珀顿区采集的表层沉积物中的脂肪酸组成,分析其分布特征及物源指示意义,探讨东太平洋多金属结核勘探合同区及周边区域表层沉积物生物群落结构的空间分布特征.结果表明,研究区域表层沉积物的脂肪酸组成主要包括以C11:0、C14:0 anteiso、C16:0 为主的饱和脂肪酸、以C17:1 ω7c为主的单不饱和脂肪酸、以C18:3 ω6c(6,9,12)为主的多不饱和脂肪酸,其来源主要是细菌和真菌等生物.聚类分析及主成分分析结果表明,中国大洋矿产资源研究开发协会多金属结核勘探合同区KW1 区块与中国五矿集团有限公司多金属结核勘探合同区A1、A2、A6、A8 区块的脂肪酸组成类型较为相似,但后者各区块脂肪酸组成呈现出东西向的梯度差异.海底深度与颗粒有机碳通量的空间差异可能是造成脂肪酸组成具有地理差异的主要原因.此外,底层流和微地形等可能也会对沉积物脂肪酸空间分布产生影响.

    海洋环境科学脂肪酸表层沉积物克拉里昂-克利珀顿区多金属结核

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