国家管辖范围以外区域海洋生物多样性保护的新视域: 包括海洋保护区在内的划区管理工具

随着人类对海洋资源开发利用强度的增加, 海洋生物多样性的养护面临更大挑战。联合国大会决定在《联合国海洋法公约》框架下拟定一份新的法律文书, 以解决国家管辖范围以外区域海洋生物多样性(marine biological diversity of areas beyond national jurisdiction, BBNJ)的养护与可持续利用问题。包括海洋保护区在内的划区管理工具(area-based management tools (ABMTs), including marine protected areas (MPAs))是BBNJ国际文书谈判的一个重要议题。目前谈判尚处于早期阶段, 各国对ABMTs/MPAs缺乏共同的观点。本文通过分析ABMTs/MPAs的定义和内涵以及两者的异同点、目标、与现有相关法律文书、框架和机构的关系、一般原则和方法、现有框架以及面临的缺乏调查数据、缺失全球性法律框架以及缺少利益相关者参与等挑战, 提出需提高设立海洋保护区的科学性、建立有效的监测与执法机制以及加强国际合作等建议。     

厦门湾中华白海豚潜在生态廊道识别及人类活动干扰评估

生态廊道具有维持或恢复生态连通性的功能，对于连接生物栖息地、保护物种多样性具有重要意义。现有的生态廊道研究主要集中于陆地，而海洋生态系统具有水体广泛连通、缺乏直观的景观斑块等特点，导致海洋生态廊道的研究成为长期以来的科学难题。以栖息地位于厦门湾的国家一级保护动物中华白海豚（Sousa chinensis）为对象，尝试基于物种分布模型和最小成本路径分析法建立海洋生态廊道的识别方法。研究采用物种分布模型识别厦门湾内中华白海豚的适宜生境分布区和节点，并利用模型产出的生境适宜性结果生成海洋中的阻力表面，模拟计算节点与节点间在阻力表面上的最小成本路径，从而生成物种扩散网络。研究结果显示，厦门湾中华白海豚的分布主要受到航道距离、到岸线距离和叶绿素浓度三项因素的影响，主要适宜生境位于西海域至九龙江口和大嶝海域。潜在的核心生态廊道面积93.19km²，次级生态廊道面积170.41km²，九龙江口-鼓浪屿南侧-黄厝-大小嶝岛沿线可能是厦门湾中华白海豚的主要迁移路线。在此基础上，从用海空间重叠和桥梁影响两方面开展了人类活动对廊道的干扰评估。评估结果显示旅游活动和航运活动可能是中华白海豚生态廊道的主要影响来源，其中核心廊道受旅游活动影响更大，次级廊道受航运活动的影响更大。此外，厦门岛北部的桥梁亦可能会影响中华白海豚生态廊道的连通性。研究创新性地提出了海洋生态廊道的空间定量化识别方法并成功应用于厦门湾中华白海豚研究，研究结果可为我国海洋生物多样性保护、海洋保护区的空间规划等领域提供新的科学工具。     

全球变化下海岸带微生物生态研究进展

海岸带地区是元素循环最活跃的自然区域之一,微生物作为地球元素循环的主要驱动者,对该区域生态系统中物质转化与能量流动起着至关重要的作用。本文从典型海岸带生态系统：海岸带湿地、海草床与海藻森林、近岸水体出发,围绕微生物参与的碳、氮循环过程以及其中的温室气体排放情况,综述了在全球气候变化与人为活动干扰的作用下,海岸带地区的微生物群落对外界环境变化的响应机制以及生态功能维持机制,最后对海岸带系统中微生物生态研究进行了初步的展望。     

红树林混合菌群协同降解偶氮染料活性黑5脱色性能研究

通过对福建省龙海市海门岛红树林保护区的近海沉积物样品进行富集驯化,得到了能够协同降解偶氮染料活性黑5的混合菌群HMD9-Q7。经过生化试验和16S rDNA序列分析,鉴定该混合菌群主要由越南蔷薇菌（Rossellomorea vietnamensis）、转化异源物食烷菌（Alcanivorax xenomutans）和近海生微泡菌（Microbulbifer maritimus）组成。与单一菌株相比较,混合菌群具有显著的脱色效果,可能因其菌株之间存在着相互协同促进作用。该混合菌群对含20~100 mg/L浓度的活性黑5均产生脱色作用。混合菌群HMD9-Q7可以广泛利用外加碳源和氮源,如葡萄糖、硝酸铵、牛肉膏等;NaCl浓度在5~30 g/L范围内都可对活性黑5进行脱色;在pH 7和温度30℃条件下脱色率最高。在最优条件下,该混合菌群在60 h内对活性黑5的脱色率可达到85%~90%。该新型混合菌群主要通过生物降解途径来实现对活性黑5的脱色。随着降解反应的发生,活性黑5的最大吸收峰逐渐变小直至完全消失,降解产物吸收峰位于近紫外光区。     

南大西洋中脊热液区异化铁还原微生物及其矿化产物分析

【目的】从深海热液区获取异化铁还原微生物(Dissimilatory iron reducing microorganisms,DIRM),分析其矿化速率和矿化产物,认识其参与的深海生物地球化学循环。【方法】以羟基氧化铁(FeOOH)为电子受体,以乙酸等简单有机物做电子供体,在60°C恒温厌氧条件下,对南大西洋中脊深海热液区硫化物样品中的DIRM进行富集、培养;采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)以及能谱仪(EDS)等方法对矿化产物进行形貌观察与成分分析。【结果】从2个硫化物样品中,共获得了139个铁还原培养物,它们均能将培养基中FeOOH (Fe3+90 mmol/L)转化为矿化产物。电镜下可见明显的晶体形态,以立方体形晶体为主,边长为5.0–20.0 nm;EDS分析表明,所有矿物晶体的主要元素为铁和氧,推测是由菱铁矿和磁铁矿组成的混合矿物。矿物晶体形成的时间差异较大,从3d到54d不等,多数培养物可在11 d到20 d内形成晶体。微生物多样性表明,培养物中优势菌主要为厚壁菌门(Firmicutes)和广古菌门(Euryarchaeota),包括一氧化碳胞菌(Carboxydocella)与脱硫肠状菌(Desulfotomaculum)近似新物种(16SrRNA基因同源性89%–91%)和广古菌地丸菌(Geoglobus)。【结论】热液区高温厌氧细菌与古菌可以利用简单有机物为电子供体进行铁还原,形成铁氧化物晶体。实验结果对于微生物参与铁元素的生物地球化学循环与矿物形成的潜力具有支持作用。然而它们是否参与了热液区铁元素的生物地球化学循环与矿物形成还需要大量研究工作验证。     

气候变化对中国近海8种中上层鱼类潜在生境分布的影响

随着底层和近底层渔业资源的衰退,海洋中上层鱼类在我国海洋捕捞业中逐渐占据重要的地位。预测气候变化情景下中上层经济鱼类的潜在生境分布及其变化规律,可为应对气候变化的鱼类栖息地保护和渔业生态系统管理提供重要科学依据。采用物种分布模型模拟并预测现状及2050年两种气候变化情景下8种中上层经济鱼类在中国近海的潜在分布,通过分布区的收缩-扩张情形和质心迁移距离定量分析气候变化对鱼类空间分布格局的影响。结果表明：(1)模型预测结果良好,各组模型的AUC值均高于0.85,影响目标鱼类潜在分布的主要驱动因子为海水表层温度和溶解氧;(2)8种中上层经济鱼类中,羽鳃鲐(Rastrelliger kanagurta)、鳓鱼(Ilisha elongata)等种类生境分布偏南,气候变化情景下分布北界可扩展至长江口,而鳀鱼(Engraulis japonicus)、青鳞小沙丁鱼(Sardinella zunasi)等种类主要分布在我国北方海域,气候变化情景下生境南缘边界退缩明显;(3)整体来看RCP8.5情景下的空间分布变化率大于RCP2.6情景,其中蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)、青鳞小沙丁...     

渤海区无居民海岛植物物种丰富度分布格局

为了解渤海区小型无居民海岛植物物种丰富度的分布格局, 本研究以渤海区9个无居民海岛为研究对象, 基于种-面积关系和种-多度对数正态分布模型探究了无居民海岛植物的物种丰富度分布格局。结果表明: (1)位于温带地区的无居民海岛木本植物相对多度符合对数正态分布特征, 表明海岛木本植物群落中多度较大的物种数较少, 而多度较小的物种甚至是稀有种或罕见种较多; (2)渤海区多数无居民海岛物种数介于60-130之间, 表明总体丰富度较高; (3)通过分析海岛与周边保护区的空间关系发现, 物种丰富度高的海岛基本位于保护区内, 总体上渤海区海岛植物热点区得到了有效保护。综上所述, 种-多度分布模型和种-面积关系均是揭示海岛植物物种丰富度分布的重要手段, 同时可初步推断, 生态位理论对海岛植物物种多样性的维持显得更为重要。     

我国海洋微生物菌种资源保藏与共享服务现状

海洋微生物多样性丰富。我国近年来在海洋微生物多样性调查、资源获取与开发利用等多方面取得重要进展。为促进资源的可持续高效利用,建立了专业的海洋微生物菌种保藏中心,目前库藏海洋微生物菌种2. 2万株。本文介绍了目前中国海洋微生物菌种保藏管理中心库藏资源概况与共享利用情况,以共享记录为基础,从已共享菌株的多样性、库藏资源共享利用以及共享用户等方面开展了统计分析。统计结果显示,共享菌株中超过80%为细菌,其次依次为丝状真菌、酵母、古菌及噬菌体。在菌株水平,已共享细菌覆盖了库藏细菌的28%;在种的水平,已共享细菌覆盖了库藏细菌的47%,包括变形菌纲3 178株,芽胞杆菌纲951株,放线菌纲817株。目前,库藏资源总共享比例约为30%,覆盖了库藏57%的属和49%的种。共享用户目前达266家,其中国内用户244家,国外用户22家。为大洋课题、国家973课题、863课题、自然基金、行业公益性项目、科技支撑及企业项目等各种科技计划,提供了重要的菌种资源保障。据不完全统计,共支撑发表SCI论文达500余篇。中国海洋微生物菌种保藏管理中心在菌株资源的收集、整理和共享等方面,为我国的科研事业提供了大量的资源支撑,取得了较好的社会效益。     

牡蛎金属硫蛋白重组毕赤酵母菌株高效诱导表达工艺研究

金属硫蛋白(MT)作为一类广泛存在并高度可诱导的多功能内源性蛋白,具有重金属解毒、抗辐射、清除自由基等功能,近年来已成为研究和开发的热点。为解决MT原料来源的瓶颈问题,本文以一株海洋源MT重组巴斯德毕赤酵母菌株(GS~(-1)15-MT)为研究对象,对其进行培育条件(温度、pH、溶氧、接种量)、诱导表达条件(溶氧、甲醇浓度、菌株生产状况、诱导时间、诱导金属及浓度)综合优化,以获得MT高效表达最佳工艺。结果显示,GS~(-1)15-MT的最佳生长条件为培育温度30℃,培养基初始pH为9,摇床转速240r·min~(-1),接种量4%;最佳MT诱导发酵条件为摇床转速为220r·min~(-1),甲醇浓度为5%,菌液OD_(600)为9.7,诱导24h,Cu~(2+)诱导浓度50μmol·L~(-1)。在以上优化条件下,MT表达量达0.328mg·mL~(-1)。本结果可为海洋源MT的规模化工业生产提供一定理论依据。     

短杆菌属海洋环境适应机制的泛基因组学

[目的]为了探究短杆菌属对海洋环境的适应机制.[方法]本研究通过对6株分离自不同洋区、属于不同分类单元的短杆菌菌株进行测序、拼接和注释,结合23株从美国国家生物技术信息中心(NCBI)下载的短杆菌属模式菌株及非模式菌株的基因组数据,进行泛基因组学分析和物种进化分析.[结果]泛基因组学分析表明短杆菌属具有开放型泛基因组,...