世纪之争：海洋是否为“热机”？——Sandstr?m猜想发表一百周年侧记

传统的理论认为,热盐环流是由低纬度加热、高纬度冷却驱动的热机.这个理论遇到了新的挑战,新的理论认为海洋把热能转化为机械能的效率极低,所以热盐环流不是热机,而是由风和潮汐提供机械能驱动的热量（或其他物理量）运输机.海洋是否为“热机”的论战之所以“复兴”,是因为这事关对海洋在气候系统中的作用. 海洋是否是热机这个问题可溯源到1908年Sandstr?m发表的实验结果,这是首次为揭示大洋深海环流驱动机制提出的一个猜想假说（常被称为Sandstr?m定理）,并发表了实验结果.那时的人类社会可能关心的只是天气现象,现在则更加关注气候变化.不言而喻,这场争论结束之日,就是人类破解海洋环流奥秘之时.值Sandstr?m实验100年之际——2008年——也恰是Bjerknes环流定理发表110年,谨撰此文,以期从寻觅先行者的认识足迹中启迪来者.     

铵氮对铜绿微囊藻（Microcystis aeroginosa）FACHB905的生长、生化组成和毒素生产的影响

研究了铵氮对铜绿微囊藻(Microcystis aeroginosa)FACHB905的生长、生化组成和毒素生产的影响.结果表明,铵氮不利于铜绿微囊藻的生长,藻细胞最大比生长速率的铵氮浓度为0.2 mmol/L;藻细胞生化组成与铵氮的消耗程度密切相关,铵氮缺乏时细胞叶绿素含量降低,细胞C/N比急剧升高,铵氮的存在显著降低GS酶活力;该藻株毒素主要为MC-LR和去甲基MC-LR(desmethylMC-MR),铵氮浓度为1.0 mmol/L时毒素含量最高,为(1.66±0.47) μg/mg. 这些研究不仅有助于揭示氮源对铜绿微囊藻生长和产毒的影响机理,而且对于评估和预防有害蓝藻水华暴发具有重要意义.     

深海微生物硝化作用驱动的化能自养固碳过程与机制研究进展

深海微生物硝化作用通过化能自养固定无机碳,是深海生态系统中重要的能量来源途径,直接影响深海生态系统的食物网结构和深海的碳储库。近年来氨氧化古菌的发现,对这一生物地球化学过程的传统认识提出了新的挑战,同时也带来了新的科学问题,为认识硝化作用化能自养的固碳机制提供了新的研究方向。通过系统评述深海硝化作用驱动的自养固碳过程和机制以及由此带来的生态环境效应,为相关领域的深入研究提供参考。     

广西涠洲岛造礁石珊瑚属种组成及其分布特征

于2007年10月至11月2008年4月至5月采用样条调查法调查广西涠洲岛造礁石珊瑚的属种组成及其分布特征。结果调查得到涠洲岛共有石珊瑚10科22属46种以及9个未定种,西南部、东北部沿岸海域属种较多,有8科13属,珊瑚种群的生物多样性程度较高。涠洲岛活石珊瑚的平均覆盖度以西北部沿岸、东北部沿岸海域较高,东南部、北部、西南部次之,分别为25.3%、24.58%、17.58%、12.1%、8.45%。涠州岛的西南面和东南面沿岸海域长年受到船舶停靠和输运、过度捕捞、大规模挖礁、岸上及海上养殖等人为干扰胁迫,石珊瑚覆盖相对较低。     

面向GF-5卫星高光谱传感器的浑浊水体叶绿素a浓度反演算法研究——以鄱阳湖为例

为了分析即将发射的高分5号卫星(GF-5)的高光谱数据在内陆水体水色遥感中的应用潜力,以鄱阳湖为研究区域,利用2009年、2011年和2016年共134组现场实测光谱及其对应的叶绿素a、总悬浮物浓度数据,考虑高浑浊水体引起的叶绿素a浓度变化的光谱响应差异,在进行水体光学分区基础上通过光谱模拟与差分处理开展了叶绿素a浓度跨阶分高光谱反演研究.结果表明：1)进行光学分区有利于提高反演精度,非高浑浊水体(NDCI≥0.06)区域,反演模型判定系数R2达到0.82,均方根误差RMSE为1.12,平均相对误差MRE为0.32,而不进行光学分区的全湖区反演建模R2仅为0.37;2) 相较于鄱阳湖前期研究得到的最优多波段反演模型(R2＝0.76),利用495、591、675、679、684、688、692和696 nm等波长的原始光谱以及差分光谱(一阶差分、二阶差分)建立的跨阶分多波段组合模型可以更有效地反演非高浑浊水体叶绿素a浓度(R2＝0.82),但对于高浑浊水体(NDCI<0.06),叶绿素a浓度的高光谱反演能力还需要进一步挖掘.     

海洋沉积物中特有细菌类群的初步探讨

通过构建16S rRNA基因文库对中国南沙南海区沉积物中细菌多样性进行分析,并将获得16S rRNA基因序列与国际基因数据库GenBank进行相似性比较及聚类分析,结果发现来自海洋沉积物的未能培养的微生物往往组成一簇,并与现已获培养并鉴定的微生物自然分开,这一表象表明,海洋沉积物中存在特有的微生物属种。     

大陆地幔变压熔融机制: 广东麒麟幔源包体提供的证据

广东麒麟部分尖晶石橄榄岩包体中单斜辉石的Ti含量很低(160～245mg/g),暗示很高的部分熔融程度.这与样品中较高的单斜辉石含量(7.4%～12.4%)不匹配.这些单斜辉石中重稀土发生分异((Gd/Yb)     

南海雷州半岛造礁珊瑚的质谱铀系年代及全新世高海面

报道了发育在南海雷州半岛灯楼角滨珊瑚Poriteslutea的热电离质谱(TIMS)铀系年龄,结果表明,该珊瑚礁坪共有7个年龄组,分别为(7125±96),(6764±29),(5826±37),(5006±54),(2543±24),(1915±15)和(1513±22)日历年.50%的珊瑚年龄落在7200～6600日历年之间,表明此阶段为珊瑚礁发育的鼎盛期,也是海平面的相对稳定期和气候的最适期.考虑到(1)灯楼角礁顶面高出潮高基准面1.6～2.5m;(2)南海现代滨珊瑚生长于潮高基准面至少1.0m以下;(3)珊瑚礁顶部20～30cm礁体已剥蚀;(4)该地区自中全新世以来地壳沉降幅度可忽略不计,我们推断上述7个珊瑚生长年龄组反映了至少两期高海面(7200～5000和2500～1500日历年),并且高出现代海面至少2.9～3.8m.     

南海的形成与演变

南海是东亚陆缘最大的边缘海，构造类型多样，油气资源丰富。然而，科学家们对于南海如何发育演化成今天的局面、深部的驱动机制以及影响因素尚存在诸多争议。为解决上述问题，科学家在南海开展了大量的地球物理调查以及三轮五次的国际大洋钻探，取得重要进展。文章综合多年来的研究和认识，对南海的成因归属和发育演化历史进行了总结。在此基础上提出尚存在的三个前沿科学问题，包括南海主-被动陆缘转换的机制、南海陆缘破裂方式、南海存在大量岩浆活动的机制等，希望能通过更多深探测手段和更多的大洋钻探去揭示这些问题，从而服务南海的资源开发和灾害预警。     

红树林土壤微生物模块化聚酮合酶基因(簇)及其多样性研究

聚酮类化合物(Polyketide)是一类重要的具有药用价值的生物活性分子.通过宏基因组学技术获得了红树林土壤微生物中模块化聚酮合酶(Polyketide Synthase,PKS)基因(簇),并对其多样性进行了研究.首先构建了该红树林土壤微生物的16SrDNA文库,初步分析了红树林土壤样本的细菌群落组成,发现许多菌群曾经被报道存在PKS基因簇,约占整个细菌群落的75%.利用相关菌群的PKS酮基合成酶结构域(Ketosynthase,KS)的保守区域序列信息设计简并引物,并构建了KS DNA序列文库.经测序获得131条新型KS序列,该结果表明红树林土壤微生物中蕴含了许多新型的聚酮类化合物合成酶.为了进一步获得聚酮合酶基因(簇),我们通过土壤微生物宏基因组Cosmid文库的构建与筛选,得到了13个属于trans-AT PKS,cis-AT PKS,NRPS/PKS Hybrid等类型的聚酮合酶的基因(簇),并通过构建KS序列的系统进化树分析了样本中聚酮合酶的多样性组成.