珊瑚共生虫黄藻密度结合卫星遥感分析2007 年南沙群岛珊瑚热白化

以珊瑚大量损失共生虫黄藻为特征的珊瑚白化, 是当今全球变暖背景下珊瑚礁大面积死 亡和退化的主要因素, 但白化的特征、过程和白化后的恢复等则因海域环境不同而有所差异. 依托2007 年6 月的南沙群岛航次, 在美济礁和渚碧礁进行了实地生态调查和采样, 室内分析了珊瑚共生虫黄藻密度、近10 年来南沙海域实测海表温度(SST)和调查期间的NOAA 卫星遥感资料, 探讨了2007 年发生在南沙群岛的珊瑚白化事件. 研究结果显示: (1) 白化的珊瑚主要分布在水深5 m以内, 最大可至20 m, 至少有35 种石珊瑚白化; (2) 珊瑚总白化率(单位面积内白化珊瑚个数占总珊瑚个数的比例) 为15.6%, 发生白化最严重的为枝状杯形珊瑚 (白化率为23%) 和鹿角珊瑚 (白化率为21%), 块状滨珊瑚和蜂巢珊瑚的白化率低, 没有发现菌珊瑚白化, 显示了菌珊瑚对高温有较高的耐受性; (3) 白化了的珊瑚损失了共生虫黄藻72%~90%, 而肉眼观察未白化的珊瑚也损失了31%~53%的虫黄藻, 指示当时南沙群岛的珊瑚正处于白化的初始阶段; (4) 调查期间实测月平均SST 为30.8℃, 为1998 年以来最高, 结合NOAA卫星的热点(Hotspot)和周热度指数(DHW), 认为2007 年6 月南沙群岛异常高SST 是导致美济礁和渚碧礁珊瑚白化的主要原因. 本研究还发现, 单纯用卫星遥感预警珊瑚白化事件可能会存在低估的现象.     

水体浑浊度对不同造礁石珊瑚种类共生虫黄藻的影响

以多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)、鼻形鹿角珊瑚(Acropora nasuta)、鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)、丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)和澄黄滨珊瑚(Porites lutea)为材料,用不同浓度的灭活大肠杆菌液模拟不同梯度的水体浑浊度,研究了造礁石珊瑚共生虫黄藻对水体浑浊度变化的响应.结果表明,水体浑浊度对造礁石珊瑚共生虫黄藻光合效率和密度均有不同程度影响,且抑制作用随浑浊度的增加而加强;不同种类的造礁石珊瑚共生虫黄藻对水体浑浊度的耐受能力不同,块状的丛生盔形珊瑚和澄黄滨珊瑚的耐受能力较强,枝状的多孔鹿角珊瑚、鼻形鹿角珊瑚和鹿角杯形珊瑚的耐受能力相对较弱.     

南海北部珊瑚共生虫黄藻密度的种间与空间差异及其对珊瑚礁白化的影响

与造礁石珊瑚共生的虫黄藻(Zooxanthellae)的密度和色素变化是珊瑚礁白化的最主要特征.通过对海南三亚鹿回头、小东海和广东省大亚湾海区共12科21属39种石珊瑚的共生体虫黄藻密度分析,得出:(ⅰ)与珊瑚共生的虫黄藻平均密度变化于0.67×106~8.48×106cells/cm2之间,具有明显的种间差异性,其中枝状珊瑚的共生体虫黄藻密度相对较低(0.67×106~2.47×106cells/cm2),而块状珊瑚的共生体虫黄藻密度相对较高(1.00×106~8.48×106cells/cm2);(ⅱ)水深4m以内珊瑚共生虫黄藻密度普遍比水深7m左右接近海底的珊瑚的高;(ⅲ)相对高纬度的大亚湾(~22°N)与三亚(~18°N)相比,海温相同的环境下,与珊瑚共生的虫黄藻密度的纬度差异不明显;(ⅳ)局部白化的同一珊瑚个体,未白化部分的虫黄藻密度>半白化部分>完全白化部分.进一步分析认为:(ⅰ)块状珊瑚与枝状珊瑚虫黄藻密度的差异性可能是导致枝状珊瑚易于白化的主要原因,如低密度共生虫黄藻导致枝状的鹿角、杯形珊瑚等易于白化死亡;(ⅱ)珊瑚共生体虫黄藻密度受人为因素制约,如沉积物增加、潜水活动造成海水浑浊、海产品养殖活动引起的硝酸盐、磷酸盐增加等都可能导致共生虫黄藻密度降低.     

大亚湾石珊瑚群落近25年的变化及其对2008年极端低温事件的响应

在气候变暖、ENSO加剧等导致全球珊瑚礁生态系统严重退化的背景下, 相对高纬度海域的石珊瑚群落被认为是石珊瑚物种延续的最后保留地, 但相对高纬度海域周期性的冬季低温是妨碍其发育的最重要因子之一. 南海北部相对高纬度的大亚湾海区(22°31′~22°50′N)近40年来持续变暖, 珊瑚群落发育但未成礁. 2008年初经历了近50年来罕见的极端低温事件, 持续32 d, 大亚湾海区2008年2月平均SST低于14℃, 连续多天最低SST为12.3℃左右, 低于传统认为的使珊瑚“致命”的温度(13℃), 日最低气温则低达6.6℃. 该海域的石珊瑚群落生态调查显示: (1) 近25年来大亚湾石珊瑚覆盖度从76.6%下降到15.3%, 退化达80%; (2) 石珊瑚群落优势种由霜鹿角珊瑚变成秘密角蜂巢珊瑚; (3) 2008年低温事件对本区石珊瑚群落没有造成明显影响, 活珊瑚覆盖度没有发生明显变化. 总体结果显示, 相对高纬度的大亚湾海区的珊瑚种类已经总体上适应了极端低温的环境, 具有进一步发育的潜力, 可望在全球变暖背景下成为石珊瑚物种的避难所.     

氮水添加改变内蒙古典型草原两种优势植物的氮吸收偏好

植物对不同形态氮的吸收直接影响输入到生态系统中氮的去向和氮动态的变化,但是资源添加如何影响植物氮吸收偏好仍不明确.本研究依托内蒙古典型草原连续开展了10年氮、水添加实验平台,选择克氏针茅(Stipa krylovii)和冰草(Agropyron cristatum)两个优势物种为研究对象,使用15N自然丰度法测定植物叶片和土壤各形态氮含量及其同位素特征,利用同位素混合模型量化不同氮源对植物氮的贡献,探究植物氮吸收偏好及其对资源添加的响应.结果表明,(1)自然状态下硝态氮和铵态氮对植物氮的贡献分别约为80%和20%;(2)氮添加减小了两种植物对硝态氮的利用,水分添加降低了克氏针茅而提高了冰草对硝态氮的利用,氮、水处理对植物氮吸收偏好的影响具有显著的交互作用.结果揭示,内蒙古典型草原优势植物在自然状态下主要利用较丰富的硝态氮,对较贫瘠的铵态氮利用较少;并且氮吸收特征随着资源添加而改变,水分对氮吸收的影响受到了氮素供给的调节.未来氮沉降加剧和硝态氮比例增加并非总是产生负效应,很可能促进温带草原优势植物的生长,减缓全球环境变化的生态后果.     

科学家成功培育出“耐热”珊瑚

<正>近日,澳大利亚的一个研究团队在实验室里成功培育出一种更能抵抗海水温度上升的珊瑚。如果珊瑚具有更高的耐热性,就有可能减少因气候变化造成的珊瑚礁白化的影响。研究人员采用的方法是提高生活在珊瑚组织里的微型海藻细胞的耐热性,从而使珊瑚更能抵抗温度引起的白化。研究团队在专门的共生实验室里将微藻从珊瑚中分离出来并进行培养。然后利用"定向进化"技     

封面说明

20世纪全球地表温度增暖是全球变化的重要标志.封面显示了生长在海南岛外海的南海热带海洋珊瑚.珊瑚信息是一种很好的气候记录的代用指标,已经被广泛地应用在人类活动对地球气候系统变化影响的研究中.过去的珊瑚古     

叶片质外体pH降低是铵态氮改善植物铁营养的重要机制

在营养液培养条件下, 以硝态氮为对照, 研究了铵态氮对向日葵叶片(Helianthus annuus L cv Frankasol)质外体pH和可溶性铁的影响, 探讨了铵态氮改善植物铁营养状况的作用机制. 结果表明, 铵态氮通过降低叶片质外体pH和提高新叶质外体可溶性铁的浓度来改善缺铁植物的铁营养状况. 铵态氮处理的缺铁植株新叶质外体、细胞汁液和木质部汁液中铁的浓度显著高于硝态氮处理, 新叶未出现缺铁黄化症状. 新叶质外体pH受氮素形态的影响较大, 不供铁时, 硝态氮和铵态氮处理植株新叶质外体pH分别为6.15和5.94, 供铁时, 新叶质外体分别为6.43和5.50. 初生叶质外体pH不受氮素形态的影响, 均在6.25左右. 供应硝态氮和铵态氮的缺铁植物木质部汁液pH分别为5.72和5.49, 供铁使木质部汁液pH分别提高了0.27和0.16个单位.     

论中国马平期柯坪珊瑚类的时空分布

70年代以来,我国许多地区在马平期至栖霞期的地层中相继报道了一类间壁构造十分特殊的块状群体珊瑚。1982年,吴望始、周康杰建立了Kepingophyllidae科以代表这类珊瑚。嗣后,吴望始等对这类珊瑚进行了系统总结,指出它的大量繁盛和进化是发生在马平晚期,并以Kepinggophyllum组合来代表这一时期的进化柯坪珊瑚类,籍以划分石炭、二叠系的界线。由于进化柯坪珊瑚类在华北、北方槽区以及国外的同期地层中均罕见报道,所以它无论对石炭、二叠系界线的划分或珊瑚古地理区系的研究都有着重要的意义。随着近年来进化柯坪珊瑚类在我国愈来愈多地区的发现,有必要对这类珊瑚的时空分布作进一步的讨论。     

南海北部造礁珊瑚氧同位素的年际和年代际趋势变化及其影响因素

从海南岛东岸采集了Porites lutea和P.lobata两种滨珊瑚个体，沿其生长轴线以每年25～28个样品的分辨率取样并进行氧同位素分析，目的是研究滨珊瑚骨骼氧同位素组成在季节、年际和年代际3个时间尺度上的变化与季风气候的联系．分析结果表明，滨珊瑚的δ^18O值季节和年际变化在冬季风盛行的季节里主要受表层海温（SST）控制，而在夏季δ^18O值与表层海水盐度（SSS）显示较好的相关性．海水的盐度和同位素分析结果显示，它们都与夏季风降水的大小相关，指示着夏季风降水对海水和珊瑚氧同位素组成年际变化决定性作用．冬、夏季风从时间上独立地对珊瑚氧同位素的控制，使我们可能通过同一序列的记录来重建冬、夏季风的变化．在年代际尺度的趋势变化上珊瑚万δ^18O值与大区域的盐度变化相一致，并且与当地降水关系不大，可能说明了珊瑚万δ^18O值年代际变化受大区域海洋环流和水文气候影响，是大区域季风降水、蒸发及其与太平洋海水交换等因素综合作用的结果．     

海南三亚鹿回头造礁石珊瑚碳酸盐生产力的估算

造礁石珊瑚碳酸盐生产不但维系着珊瑚礁的生长, 并且还是大气CO₂的重要来源之一. 采用生态调查法首次在国内开展造礁石珊瑚碳酸盐生产力的估算研究, 获得海南三亚鹿回头岸礁区礁坪和礁坡珊瑚平均碳酸盐生产力分别为(1.16 ± 0.55)和(3.52 ± 1.32) kg•m⁻²•a⁻¹. 珊瑚碳酸盐生产力主要受珊瑚组成、分布以及骨骼生长的属间差异影响. 20世纪60年代以来, 岸礁区日益加剧的人类活动造成珊瑚碳酸盐生产力下降了约80%~89%, 并导致珊瑚礁加积速率降低, 目前已低于现代海平面上升速率. 随着未来海平面持续上升, 鹿回头岸礁的生长模式将可能由过去向海生长为主转变为垂直生长为主, 反映出全球海平面上升背景下, 珊瑚岸礁生物地貌过程对强烈人类活动干扰的响应. 此外, 珊瑚碳酸盐生产力下降还导致碳酸盐生产过程中CO₂释放的减少, 未来珊瑚礁区特别是岸礁区可能因为人类活动的增强而改变其在海洋乃至全球碳循环中的地位.     

一种研究赤潮的新途径--珊瑚古环境重建法的探讨

本文提出了用珊瑚古环境重建的方法,提取有关珊瑚生长率、硼同位素、碳同位素、微量金属元素含量等信息,建立与赤潮发生年代、范围、强度和机制等的相关联系,从百年、千年尺度研究赤潮变率,结合现代的研究理论和结果,探讨赤潮发生的环境,为预防赤潮发生提供新的科学判据.     

大堡礁美丽的海洋生物

<正>硬珊瑚大堡礁有大约360种硬珊瑚,包括鹿角珊瑚、蘑菇珊瑚、脑状珊瑚和针状珊瑚等。硬珊瑚主要聚集在热带浅水域,是构成珊瑚礁的骨架,珊瑚虫以土丘状、盘状和枝条状等多种形态聚居在一起,新的珊瑚在前代珊瑚的石灰石骨骼上生长起来,一代代累积形成美丽壮观的珊瑚礁海星和海参大堡礁有600种左右的棘皮动物,包括海星和海参,它们是海洋食物链不可缺少的一个环节,在维护珊瑚礁整体生态中起着重要作用。图中     

用珊瑚覆盖率作为干扰指标——永兴岛石珊瑚生物多样性研究

报道了2002年8月对永兴岛造礁石珊瑚群落的调查结果．对西沙群岛的造礁石珊瑚进行系统的定量采样，平均活珊瑚覆盖率达68．4％．发现，活珊瑚的总覆盖率或无活珊瑚覆盖率可以作为干扰的综合代用指标．使用这个指标，活珊瑚的总覆盖率与多样性之间的最优拟合曲线总是如“中度干扰假说”所预言的为一个单峰上拱的二次曲线关系．并且对应于最高多样性的总覆盖率稳定在55％～58％之间．这一结果反映了环境稳定性（或干扰度）与多样性之间有趣的现象．珊瑚覆盖率对于许多珊瑚礁调查都是基本的参数．有大量的长期的数据积累，如果可以作为干扰的代用指标，可以更好地了解珊瑚对干扰的反应．普遍认为，干扰，尤其是人类活动的干扰，是目前生态学研究的中心问题．覆盖率所具有的良好的定量特性为珊瑚礁的实验、理论和建模研究提供了一个很好的利器．     

雷州半岛中晚全新世造礁珊瑚Sr/Ca比值的表层海水温度记录

通过分析两个取自雷州半岛南部的全新世珊瑚的高分辨率Sr/Ca比值,重建了这两个历史时期(公元489～500年和公元前539～530年)月平均分辨率的表层海水温度记录.结果显示,公元前539～530年时段表层海水温度(SST)与现代基本相同,代表相对温暖的气候;而公元489～500年时段10年平均的冬、夏季SST与现代器测记录相比分别低2.9和l℃,年均温度低2℃左右,代表相对寒冷的气候.这些珊瑚记录的气候特征与中国其他地区根据物候及历史记录获得的气候记录相吻合.     

雷州半岛中晚全新世造礁珊瑚Sr/Ca比值的

通过分析两个取自雷州半岛南部的全新世珊瑚的高分辨率Sr/Ca比值, 重建了这两个历史时期(公元489~500年和公元前539~530年)月平均分辨率的表层海水温度记录. 结果显示, 公元前539~530年时段表层海水温度(SST)与现代基本相同, 代表相对温暖的气候; 而公元489~500年时段10年平均的冬、夏季SST与现代器测记录相比分别低2.9和1℃, 年均温度低2℃左右, 代表相对寒冷的气候. 这些珊瑚记录的气候特征与中国其他地区根据物候及历史记录获得的气候记录相吻合.     

碳氮添加对不同湿润程度的温带森林土壤氧化亚氮排放影响

采用室内土柱培养的方法,研究不同湿润程度(55%和80%WFPS)条件下外源碳(葡萄糖,6.4 g C m·2)和两种形态氮(NH4Cl和KNO3,4.5 g N m-2)的添加对温带成熟阔叶红松混交林和次生白桦林土壤氧化亚氮(N2O)排放量的影响.研究结果表明:除了高湿润程度单施NH4Cl的白桦林土壤外,湿润程度增加以及外源碳和氮添加均能显著促进两种林分土壤N2O排放量,并存在两两交互作用.葡萄糖添加使阔叶红松混交林和白桦林土壤在整个培养期内N2O累积排放量分别增加0.53~2.67和4.70~29.32 mg N2O-N m-2,尤其是高湿润程度和白桦林土壤更为明显;同时伴有葡萄糖添加后两种林分土壤矿质氮含量显著减少,特别是高湿润条件下白桦林土壤水浸提NO3-含量降低幅度更大.这说明了白桦林土壤N2O释放量对外源碳添加的激发效应更敏感,并随土壤湿度增加而加剧.低湿润条件下,培养初期外源氮添加显著抑制葡萄糖对土壤N2O排放量的促进作用,之后随着氮形态和林分类型而发生变化;高湿润条件下,外源氮添加显著增强葡萄糖对土壤N2O排放量的促进作用,且硝态氮强于铵态氮(P0.05).葡萄糖添加能增加两种林分土壤微生物碳含量和微生物碳/氮比(P0.05),显示可能改变土壤微生物群落结构.两种形态氮的添加均能增加两种林分土壤水和K2SO4浸提的溶解性有机氮(DON)含量,尤其是阔叶红松混交林土壤(P0.05),但两种形态氮之间无差异.多元线性逐步回归分析显示,实验条件下白桦林土壤N2O累积排放量受到WFPS、水浸提NH4+-N和水浸提DON含量及微生物碳/氮比的影响,共同解释其61%的变化,其中水浸提DON含量贡献率最大;阔叶红松混交林土壤N2O累积排放量受到WFPS、水浸提NH4+-N和微生物碳含量的影响,共同解释其50%的变化,其中水浸提NH4+-N含量贡献率最大.上述结果显示,加湿对森林土壤N2O排放量的增加与土壤活性氮含量、湿润程度和微生物量有关.     

软珊瑚Paralemnalia thyrsoides中的倍半萜及其生源关系

萜类化合物是软珊瑚的重要次生代谢产物.我们在对软珊瑚的研究中,曾发现一系列具有生理活性的大环二萜和罕见的双十四元环四萜——扭曲肉芝甲酯和异扭曲肉芝甲酯,提出了这二个四萜在软珊瑚Sarcophyton tortuosum中可能的生源合成途径.最近,Bowden等从同种属的澳大利亚软珊瑚(S.tortuosum)中除发现一个新的结构相似的四萜外,还分离到我们提出的这类四萜的可能的生源前体——十四元环二萜,证实了我们的生源推测.     

肽键对色氨酸、酪氨酸、组氨酸二肽光敏氧化的调控

在光疗中,蛋白质的损伤是由于5种氨基酸残基(色氨酸、酪氨酸、组氨酸、甲硫氨酸及半胱氨酸)的光敏氧化所引起的.但这5种氨基酸单体与蛋白质中相应氨基酸残基光敏氧化反应动力学及反应机理都有区别.例如,Tassin报道将色氨酸嵌入多肽链后会显著改变其对光敏氧化的敏感性及其反应产物.因此,在光疗研究中必须搞清楚底物的结构与发生光敏氧化能力之间的关系,其中肽键对多肽中氨基酸残基光敏氧化的调控尤其值得重视.作为对多肽的简化,本文研究肽键对含色氨酸、酪氨酸或组氨酸二肽光敏氧化的影响.这些二肽由上述3种氨基酸的氨基或羧基与不易光敏氧化的甘氨酸生成.用磷(Ⅲ)磺化四苯并三氮杂呵罗(H[TBC(SO_3H)_4P(OH)])作为光敏剂,该化合物能在水溶液中有效地光敏产生单线态氧(~1O_2).     

中国豆荚软珊瑚内酯A的全合成

中国豆荚软珊瑚内酯A(Chilobolide A、l)是一从中国南海豆荚软珊瑚(Lobophytum s.p.)分离得到的大环二萜内酯类化合物,分子内含有一个14员环碳架,α,β-不饱和γ-内酯结构片段和环氧结构片段,有5个手性碳。这类化合物具有Michael受体的性质,大多具