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．     

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.     

近15年西沙群岛长棘海星暴发周期及暴发原因分析

2005～2019年对西沙群岛主要岛礁的珊瑚礁生态系统进行监测,结果表明西沙群岛的长棘海星暴发周期大约为15年.这15年又可分为两部分,其中长棘海星破坏期为5年左右,珊瑚恢复期为10年左右. 2006～2010年是长棘海星的破坏期,珊瑚覆盖率从60%多降低到不足5%. 2011～2019年是珊瑚的恢复期,珊瑚覆盖率逐步增多到15%左右,同时珊瑚补充量和珊瑚礁鱼类都有所增多.进一步分析表明,西沙群岛海域长棘海星的暴发主要与台风天气、珊瑚礁鱼类减少、全球升温、人类活动等因素有关.台风过境带来大量的营养盐,致使浮游生物增多,从而导致长棘海星的幼虫成活率提高.全球升温和珊瑚礁鱼类的减少会使长棘海星的精卵细胞更大比例地孵化和存活.通过对15年的监控数据的分析,我们认为西沙群岛海域正进入下一个长棘海星暴发周期,为了避免珊瑚礁生态系统再一次遭受灭顶之灾,现在应采取措施积极应对.     

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.     

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.     

南海北部大陆坡区的内潮特征

对1998年5月南海北部大陆坡区一定点观测站21天的海流和温度连续观测资料进行分析，得到观测海区的内潮特征信息．结果表明：观测海区的正压潮和内潮均为混合潮，以日分量最显著，半日分量次之；内潮的K1分潮流振幅最大，达到11cm／s，O1分潮流的略小，最大达到10．3cm／s，两者均为逆时针旋转分潮．在300m深度以下的近底层，内潮呈现明显的周日振荡，等温线垂向平均变幅达到50m，显示了约14天的大潮／小潮周期变化；内潮携带较高的能量，在140m以上水层，内潮平均动能占总平均动能的15％～37％，内潮能量主要集中在跃层附近．     

中国南沙群岛滨珊瑚δ^18O的高分辨率气候记录

利用海温和气温计重建了南沙群岛永暑礁海区近50年和季分辨率的温度变化，将南沙群岛永暑礁器测的气候资料延长了40年。发现珊瑚δ^18O与气温之间存在气温升高1℃，δ^18O降低0．24％的对应关系。     

青藏公路沿线多年冻土区活动层动态变化及区域差异特征

利用青藏高原多年冻土区10个活动层观测场建立以来到2010年的监测资料,构建了青藏公路沿线多年冻土区活动层平均厚度的估算模型,分析了多年冻土区活动层近期的动态变化及区域差异特征.结果表明,研究区活动层厚度30年来以1.33cm/a的速率增大,多年冻土上限温度、50cm土壤温度及5cm土壤积温均呈现出升高的趋势.土壤热通量以0.1Wm-2/a的速率增大,为高原多年冻土区活动层厚度增大和温度升高提供了依据.活动层开始融化日期提前,开始冻结日期推后,融化日数增加,速率达1.18d/a.活动层动态变化特征与多年冻土类型、海拔高度、下垫面类型和土壤组分密切相关.低温多年冻土区较高温多年冻土区变化明显、高海拔地区较低海拔地区变化明显、高寒草甸地区较高寒草原地区变化明显,细粒土较粗颗粒土变化明显.     

中国大陆上空CO2的本底浓度及其变化

基于中国境内对大气中CO2浓度的长期监测资料，对中国大陆上空气大气中CO2本底浓度的变化趋势和特征进行了分析研究。结果表明，1991－2000年间，中国大陆上空CO2本底浓度呈明显的增长趋势，其平均年增长值为1．59μL／L，平均年增长率为0．44％，CO2本底浓度值有明显的季节变化，其变化幅度平均为10．35μL／L。同时还讨论了中国大陆上空CO2浓度值的区域变化特征以及人类活动对这种变化的可能影响。     

基于知识的垦利县土地利用／覆被遥感信息提取技术研究

针对黄河三角洲地区地物光谱特征混杂严重、土地利用／覆被遥感信息提取对目视解译依赖程度高的特点，文中以位于黄河入海口的垦利县为研究区，尝试将基于知识的遥感信息提取技术应用于该地区．通过对地物光谱特征的深入分析，建立了多个专题信息提取模型，辅助进行旱地、林草地、沙地、盐碱地、农村居民点、坑塘、河流等类型的信息提取，实现对遥感数据的深入挖掘；同时，依据经验知识以及土地利用现状信息、土壤信息等本底资料，建立了各用地类型提取规则，进行土地利用／覆被信息计算机自动提取．分类结果的精度评价表明：在没有进行任何人为修正的情况下，该方法面积精度达到了81．8％，空间精度为84．5％，实现了该地区快速和较高精度的计算机自动分类，取得了理想的研究结果．该方法可为其他光谱特征混淆严重地区进行遥感信息提取提供借鉴和参考．     

中国大陆科学钻探先导孔地热测量

中国大陆科学钻探先导孔的地温测量结果表明,深钻靶区地温梯度介于１９－２６℃／ｋｍ,较大陆地区平均值（２５－３０℃／ｋｍ）偏低,与德国大陆超深钻（２１－２８℃／ｋｍ）相近．４２块钻孔岩芯热导率测试显示,曾经深俯冲的超高压变质岩石具有异常高的热导率,平均（３．９４± １．２６） Ｗ/ｍＫ,高于上地壳平均热导率值５０％以上．实测热流值为 ７６－８０ ｍｗ/ｍ２,高于全球大陆地区平均热流值（６５ ±１．６） ｍＷ／ｍ２和中国大陆地区平均热流值（（６１±１５．５）ｍＷ／ｍ２）及相邻苏北盆地地表热流平均值（６８ｍＷ／ｍ２）,但略低于德国大陆超深钻在 １０００ ｍ以下的热流值（８５ｍＷ／ｍ２）．研究区较高的热流值系地壳上部热导率的横向不均一所致,即热流由较低热导率的周边地区向较高热导率的超高压变质体汇聚的结果．较低的地温梯度决定了深钻靶区较低的深部温度,苏鲁地区从地热角度看也是合适的大陆深钻地区．     

双半乳糖甘油脂存在下光系统Ⅱ核心复合物放氧反应的热变性

采用氧极谱技术、傅里外变换红外光谱(FT—IR)技术和凝胶电泳(SDS—PAGE)技术研究了双半乳糖寸油二酯(DGDG)对光系统Ⅱ核心复合物(PsⅡcc)放氧反应热稳定性的影响。结果表明，在DGDG存在下，PSⅡcc放氧活性的热变温度从40．0℃提高至43．0℃。5min的45．0℃恒温处理，会导致PSⅡcc的放氧活性完全丧失；而在DGDG存在下，PSⅡcc却仍然有16％的活性(以25．0℃时的为对照)。此外，PSⅡcc在38．0℃下处理1h，其放氧活性完全失活；而在同样条件下，PsⅡcc与DGDG的复合物却只失去了大约80％的活性(以零时间为对照)．结果分析表明，DGDG对PSⅡcc放氧反应的热变性具有调控作用，能抑制外周蛋白33kD从PSⅡcc上热致解离．     

中国葡萄气候区划Ⅰ:指标与方法

随着中国葡萄(Vitis vinifera L.)与葡萄酒产业的迅速发展,葡萄栽培越来越多元化,对葡萄气候区划的精度要求越来越高.中国气候类型复杂,葡萄栽培品种多,区划难度大.以前的研究大多是针对某一区域、局部小范围区划研究较多,或是针对某一葡萄种类,还没有形成基于全国并细致到各产区的完整区划研究.由于资料获取难度大,数据处理困难,区划精度普遍不足.本研究对中国各地区、各葡萄种类区划指标进行筛选,选用生长季活动积温和无霜期作为中国葡萄气候区划的热量指标,干燥度作为水分指标,年极端低温和埋土防寒线作为辅助指标.在ArcGIS平台支持下,以中国2294个气象站点1982~2011年30年逐日气象数据和中国全境90 m分辨率数字高程模型数据为基础,采用多元逐步回归与残差插值相结合的混合插值法对气象要素进行模拟,建立了无霜期和活动积温的多元逐步回归模型.利用交叉验证法分别对不同插值方法在进行不同指标插值时的误差大小进行了对比,分别选用普通克里金法和反距离权重法对无霜期和活动积温空间回归残差进行插值.选用普通克里金法对干燥度进行空间内插,分别得到无霜期、活动积温、干燥度栅格图层.在此基础上绘制了高精度的中国葡萄气候区划图.与以往仅针对某一个葡萄品种的气候区划不同,此次中国葡萄气候区划结果中的适宜栽培区还进一步被细分为山葡萄(Vitis amurensis Rupr.)栽培区、欧亚种栽培区、欧美杂种栽培区和避雨栽培区,并根据山葡萄、欧亚种葡萄以及欧美杂种葡萄抵御极端低温的不同能力,分别绘制了埋土防寒线.本研究在前人研究的基础上对区划指标和区划方法进行了选择,对中国不同葡萄栽培种适宜区域进行了划分,区划精度高,对全国各地未来葡萄种植及相关产业发展的指导有着重要的参考价值.     

干旱区绿洲土壤养分对不同作物系统的响应

以干旱区三工河流域下游绿洲作为研究区,应用GIS和数理统计学方法,通过对当地农作物轮作制度的调查和历史资料的分析,遴选6种主要作物组合系统,并利用1982,1999和2003年土壤养分数据,分析干旱区绿洲土壤养分对农作物系统变化的响应．结果表明:(1)三工河流域绿洲不同时期的政策、法规和市场变化直接影响了作物系统的变化,研究区土壤有机质经历了先下降后上升的变化过程,碱解氮、速效磷和速效钾含量随土地耕作年限的增加增幅明显;(2)耐盐碱作物和粮食作物向棉花的转变不利于土壤有机质的积累,而粮食作物、棉花等向多年生作物的转变使得土壤有机质含量明显增加;(3)干旱区绿洲土壤总体表现为“碳汇”的过程,说明人类农业活动基本合理,绿洲生态环境正逐步得到改善．     

台湾中部和北部山地植被垂直带表土花粉和植被重建

调查分析了台湾中部沙里仙山和北部乐培山各类山地植被下的表土花粉，并采用生物群区化方法进行植被转化。各个表土花粉样点上的植被类型根据各类花粉出现的相对数量、植物功能型的分配和植被组合三者关系进行矩阵运算和模糊归类选择。结果表明，表土花粉模拟的植被能够较好地反映海拔500m以上山地热带、亚热带的栲-青冈林、山地暖温带栎林、松-栎林、山地温带和寒温带铁杉-云杉林及云杉-冷杉林等植被，其地理位置与实际植被的海拔高度分布基本一致。该研究能够为我国大范围表土花粉调查和垂直植被型变化提供花粉资料，为低纬植物功能型和植被型组合提供一个设计方案，并进一步为利用土层花粉重建第四纪植被的现代类比应用。     

琉球“沟一弧一盆系”构造地貌：地质地球物理探测与制图

利用多波束全覆盖水深测量数据和地震、浅地层调查、地质地球物理调查资料及现有研究成果，对琉球“沟．弧．盆系”构造地貌特征进行了系统的分析研究，编绘了琉球“沟．弧．盆系”构造地貌图．指出琉球“沟-弧-盆系”地貌的发育和分布格局主要受构造运动的控制．琉球岛弧与东海陆架和陆坡构造地貌特征具有明显区别，前者地质构造上由吐噶喇火山脊、琉球褶皱脊和弧前增生楔及夹于其间的奄美拗陷和弧前拗陷组成，地貌上表现为岛坡海岭与岛坡断陷盆地相间分布的格局；东海陆坡是一个新生的被动型陆缘，地貌上表现为断阶型陡坡，地形变化连续．冲绳海槽构造上是一个弧后张裂带，带内构造活动强烈，火山活动和热液活动活跃，已经并正在发生海底扩张．海槽地貌的发育主要受雁行式排列的海槽扩张轴和东海陆坡断裂带、吐噶喇西缘断裂带的控制．海槽中央为沿扩张轴发育的中央裂谷盆地和中央火山链，西～西北侧为自东海陆坡坡麓向海槽中央倾斜的浊流堆积平原，东～东南侧为自琉球岛弧西坡坡麓向海槽中央倾斜的火山碎屑堆积平原．冲绳海槽在构造地貌上构成东海陆架和琉球岛弧的天然分隔．     

华南沿海主要海草床及其生境威胁

通过对广东、广西和海南3省区近海水域的现场调查，初步发现和掌握了华南沿海地区主要海草的分布、种类、生物量、生产力和所面临的主要威胁．海草床主要分布在广东的流沙湾、湛江东海岛和阳江海陵岛等，广西合浦和珍珠港海域，海南黎安港、新村湾、龙湾和三亚湾等，总面积约为2400hm^2．海草的种类主要包括喜盐草（Halophila ovalis）、二药藻（Halodule uninervis）、贝克喜盐草（Halophila beccarii）、矮大叶藻（Zostera japonica）、海菖蒲（Enhalus acoroides）、泰来藻（Thalassia hemperichii）、川蔓藻（Ruppia maritime）和海神草（Cymodocea rotundata）等8种．这些海草具有较高的生产力和生物量．海草床生境受的威胁主要包括修建虾塘、海水养殖、围网捕鱼、毒虾、电虾、炸鱼、挖贝、耙螺、拖网、人为污染、开挖航道以及台风等．     

南极中山站大气六氟化硫浓度本底特征

六氟化硫(SF_6)是一种增温潜能极高、主要来自人为排放的温室气体,对其大气背景浓度进行长期监测,对于研究全球变化具有重要意义.利用南极中山站区2008年2月~2013年1月近5年SF_6浓度的观测资料,对SF_6本底浓度和变化趋势进行了研究,结果表明:中山站风向为偏东风时大气中SF_6浓度较低,风向为偏西风时浓度较高,这主要是受海陆气团差异引起,而局地源和风速的影响可忽略不计.大气SF_6浓度的变化范围为6.01~7.80 pptv,(1 pptv=1×10~(-12)L/L,下同),平均浓度为6.90±0.40 pptv.SF_6浓度呈明显稳定的年增长趋势,年平均增长速率为0.28 pptv a~(-1),其变化趋势与全球其他观测点较接近,中山站的观测结果可代表南极地区SF_6的本底浓度.通过与全球其他观测点大气SF_6浓度数据对比,结果显示:南半球大气SF_6平均浓度明显低干北半球,北半球是SF_6排放的主要源区;而南半球SF_6主要来源干北半球大气传输和南北半球间大气高度混合,能较好地反映全球大气SF_6本底浓度。南极受人类活动影响很小,是研究全球SF_6浓度变化趋势的理想区域。     

南海南部现代水体与表层沉积硅藻的分布特征

探讨了南海南部海区现代水体和表层沉积中硅藻在属种、丰度上的相关关系及主要的环境控制因素，为南海古环境的对比及重建提供了可靠的依据．分析显示：南海南部的东南海域现代及沉积硅藻丰度较高，且变化趋势相似；西北两者丰度较低，变化趋势有差异．该海区的现代硅藻的优势种为菱形海线藻（Thalassionema nitzschioides）和双头菱形藻（Nitzschia bicapitata），沉积硅藻的优势种为菱形海线藻和短刺角毛藻（Chaetoceros messanensis）；相对于现代硅藻，沉积硅藻中减少的是个体相对较小，壳壁较薄的类型，增多的则是个体大、壳壁厚的种类；东南海域现代硅藻的菱形海线藻百分含量高于西北区，沉积硅藻的则变化不大．研究结果认为，西南季风是影响现代硅藻丰度和菱形海线藻百分含量的重要因素，沉积硅藻丰度和菱形海线藻百分含量的分布与西南季风盛行时上层水体硅藻的丰度和菱形海线藻百分含量分布基本一致．     

海岸带湿地自由生活海洋线虫的生态功能研究进展

线虫是一种丝线状的小型多细胞动物,生存于多种环境.其中约有25%线虫栖息在海洋中,在海洋沉积物中的数量一般为1×106~12×106 inds m?2,通常以泥质河口和盐沼区域密度最高.盐沼湿地中大量被固定的碳通常以碎屑通道形式进入生态系统,在此过程中海洋线虫通过摄食及生物扰动作用扮演重要角色.盐沼植被的生长对海岸带沉积环境产生重要影响,进而改变海洋线虫的分布模式.在微食物网中,海洋线虫通过与细菌/碎屑耦合,刺激细菌生长,进而加速营养物质的再矿化;海洋线虫是较高营养阶元的食物来源,也是微型和大型底栖动物的重要联接.此外,海洋线虫作为潜在的环境指示种,在生物监测领域被广泛应用.我国海岸带湿地跨越不同的气候带,但是该区域中有关海洋线虫现有资料非常匮乏.为了刻画海洋线虫在海岸湿地的区域生态功能,有必要深化海洋线虫的生物生态学基础研究,定量刻画海洋线虫在物质循环和能量流动的贡献.其中,生物多样性的估算是生态系统动力机制研究的核心内容.除室内和野外受控实验研究外,应通过构建数学模型来预测生态系统对环境扰动的响应.为了提高数据获取的效率,方法学的改进也应给予重视.