Phylogenetic analysis of bacterial community in deep-sea sediment from the western Pacific “warm pool”

A depth profile of bacterial community structure in one deep-sea sediment core of the western Pacific ＂warm pool＂ （WP） was investigated and compared with that in a sediment sample from the eastern Pacific （EP） by phylogenetic analysis of 16S rDNA fragments. Five bacterial 16S rDNA clone libraries were constructed, and 133 clones with different restriction fragment length polymorphism （RFLP） patterns were sequenced. A phylogenetic analysis of these sequences revealed that the bacterial diversity in a sample from the WP was more abundant than that in the EP sample. The bacterial population in the sediment core of WP was composed of eight major lineages of the domain bacteria. Among them the γ-Proteobacteria was the predominant and most diverse group in each section of WP sediment core, followed by the α-Proteobacteria. The genus Colwellia belonging to γ-Proteobacteria was predominant in this sample. The shift of bacterial communities among different sections of the WP sediment core was δ-, ε-Proteobacteria, and Cytopahga-Flexibacteria-Bacteroides （CFB） group. The ratios between them in the bacterial communities all showed inversely proportional to the depth of sediment. The sequences related to sulphate reducing bacteria （SRB） were detected in every section. The bacterial community structure in this sediment core might be related to the environmental characteristics of the surface seawater of the western Pacific WP.     

西太平洋暖池表层暖水的纬向运移

基于1950～2000年太平洋月平均SST资料,运用Morlet小波分析等方法研究了西太平洋暖池表层暖水的纬向运移特征.结果表明:暖池表层暖水纬向运移的年际(2～8a)和年代际(10～16a)变化都非常明显;表层暖水的纬向运移于1982年前后经历了一次气候跃变,跃变后暖水东界的平均位置比跃变前东移了10个经度;表层暖水的纬向运移对ENSO暖(ElNiño)、冷(LaNiña)事件的形成和发展具有直接的作用.     

热带西太平洋砂壳纤毛虫的多样性

为了探明热带西太平洋海区砂壳纤毛虫的多样性、垂直分布及纬向变化,我们于2012年11-12月在该海区四个断面采集了0-200 m的水样。共检出砂壳纤毛虫39属124种,多数种类喜好生活在表层和次表层。砂壳纤毛虫种丰富度、丰度以及多样性指数的高值主要出现在比叶绿素浓度最大值稍浅的位置,与温度和叶绿素浓度显著正相关,与盐度和采样深度显著负相关。多数优势种与环境因子间的相关性不显著。热带西太平洋海区砂壳纤毛虫多样性极高,各站种丰富度在25-52之间。在从表层至75 m处的多数采样点香农指数均大于3。该海区砂壳纤毛虫冗余种的比例很高,占砂壳纤毛虫总种类数的87.90%,贡献了砂壳纤毛虫60.38%的丰度,表明热带西太平洋海区砂壳纤毛虫群落对饵料组成和摄食压力改变的应对能力很强,稳定性很高。     

西太平洋暖池变异及其对西太平洋次表层海温场的影响

应用热带太平洋上层XBT温度资料,分析研究了西太平洋暖池区(0°～16°N,125°～145°E)上层海洋的变化特征以及与西太平洋次表层海温场之间的关系.研究表明,西太平洋暖池区的垂向温度存在显著的年际变化,尤其在次表层(120～200m)的变化最为明显.西太平洋暖池区的次表层冷暖信号明显早于西太平洋次表层的海温异常.分析发现,西太平洋暖池区的海温异常是导致整个西太平洋次表层海温场变异的关键区,当西太平洋暖池区的次表层冷暖信号加强时,3～4个月后西太平洋海温场出现大范围的冷暖异常.     

热带太平洋西部及赤道暖水区的初级生产力

描述了对热带太平洋西部(1991年11月WOCE调查)及赤道暖水区(1992年11月至1993年2月的TOGA-COARE调查)的叶绿素a分布和初级生产力(C),及其与理化环境的关系.西部海域叶绿素a平均总量达19.79mg/m2,暖水区为2.168mg/m2;暖水区的潜在初级生产量高于西部海域,量值分别为228mg/(m2·d)和171mg/(m2·d),次表层最大值成为调查海域水体叶绿素a分布的一个明显特点.叶绿素a总量平面分布趋向表明:高生物量主要位于巴士海峡邻近、菲律宾以及伊里安岛的近岸站位,此外,在2°～4°N之间的观测区.低生物量主要位于外洋海域.生物量的分布与不同海域的物理过程变化有关,而海水涌升可能是导致温度、盐度和营养盐分布产生变化,并因而导致高生物量的一个重要的物理过程.     

Primary productivity in the western tropical Pacific and equatorial warm waters

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＢｙｓｔｕｄｙｉｎｇｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌａｎｄｐｒｉｍａｒｙｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｉｎｏｃｅａｎ ,ｅｉｔｈｅｒｉｎｔｈｅｂｉｇ ｓｃａｌｅｏｒｉｎｔｈｅｓｍａｌｌｓｃａｌｅ ,ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｍａｒｉｎｅｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｉｎｔｈｅｔｅｍｐｏ ｒａｌａｎｄｓｐａｔｉａｌｃａｎｂｅｕｎｄｅｒｓｔｏｏｄ .Ｔｈｅｓｅａａｒｅａｓ ,ｓｉｔｕａｔｉｎｇｉｎｔｈｅｗｅｓｔｅｒｎｔｒｏｐｉｃａｌＰａｃｉｆｉｃ…     

西赤道太平洋暖池区光合色素分布及其对浮游植物群落的指示作用

利用光合色素的生物标志性可以在"纲"水平上表征浮游植物群落结构。依托大洋科学考察第20航次和21航次,通过对西赤道太平洋不同区域5个站位的HPLC藻类色素分析及CHEMTAX程序因子分析,获取了暖池区光合色素及浮游植物群落的垂直分布信息。结果显示在寡营养的暖池区,玉米黄素(Zeaxanthin)及乙二烯叶绿素a(DV Chl a)与叶绿素a浓度呈显著的正相关,浮游植物群落结构以蓝细菌、原绿球藻及定鞭金藻为优势藻纲,按对生物量的贡献率原绿球藻大于蓝细菌大于定鞭金藻的。蓝细菌和原绿球藻分布在真光层不同深度,而在营养盐丰富的次表层优势浮游藻类为定鞭金藻。     

西太平洋暖池海域上层海洋热盐含量初步研究

基于2001年1月～2014年7月期间的Argo温盐剖面资料,利用循环平稳经验正交函数（CSEOF）分解、最大熵谱分析和相关分析等方法,研究了西太平洋暖池海域上层海洋热盐含量的空间分布、季节和年际变化特征,并探讨了其影响机制。结果表明,暖池海域近表层与次表层热含量逐年变化呈反位相变化模态,同样盐含量变化趋势也不尽相同。无论热含量还是盐含量,都存在着明显的季节和年际变化。CSEOF分析表明,暖池海域热含量第一模态空间场具有显著的东—西反相位年际振荡,盐含量第一模态则呈正-负-正的三极子模态,但时间序列显示,热含量在2007年以后经过3次位相调整,而盐含量2007年以后只经过一次位相调整,且这种年际变化都与ENSO事件有关,且热含量相比于盐含量受ENSO影响更大。El Niño期间,暖池海域西部热含量减少, 东部增加,La Niña期间则相反;研究海域南北部盐含量在El Niño期间增加,中部（暖池高温中心）减少,La Niña期间则相反;进一步分析表明,热含量变化主要受到局地风场以及纬向流的影响,而盐含量变化则受淡水通量和纬向流的影响。     

Anomalous eastward displacement of the tropical western Pacific warm pool and warming of the tropical eastern Pacific

INTRODUCTIONSincetheTOGA-COARElOP(October1992--March1993),usingthelOPdatamanyscientistshaveanalyzedthedifferenttimescaleair-seainteractionduringoccurringanddevelopingperiodof1992/1993EINifio,andespeciallyemphasizedtheintraseasonalvariation(Wuetal.,1993;Liu,1993;WuandSheng,1993).ThishasgottenanewunderstandingoftheEINino*ThisworkissupportedbytheNationalKeyProjectStudiesonShort-rangeClimatePredictionSysteminChinaundercontractNo.96--908-04-02--2.1.FirstinstituteofOceanography,S…     

前期夏季西太平洋暖池热含量对江南春雨的影响及其可能机理

利用GODAS海洋温度资料、中国753站逐日降水资料以及NCEP/NCAR逐日再分析资料讨论了前期夏季西太平洋暖池热含量异常对江南春雨的影响,并通过高低层环流异常解释了其可能过程和机制。研究结果表明:(1)前期夏季暖池区热含量影响春雨的敏感海区位于9°~16°N,150°~166°E,与春雨强度呈显著反相关,前期夏季关键区热含量的显著偏低是春雨异常偏多的强信号。(2)多雨年和少雨年大气环流差值场与夏季暖池热含量(取反号)回归的次年春季大气环流形态基本一致。低层菲律宾海异常反气旋西北侧的暖湿西南气流输送及江南地区高层辐散抽吸运动是造成春雨偏多的直接原因。(3)关键区热含量在前期夏季的异常偏低使低层异常反气旋在其西北侧触发生成,并在菲律宾海附近持续存在(前夏至当年春季),春季引导强盛的西南气流向江南输送水汽;同时,热含量异常偏低在我国大陆东部激发出高层异常气旋并持续维持(前秋至当年春季),导致春季西风急流轴异常南压,高层形成异常辐散中心,形成强烈的抽吸作用,导致江南春雨显著偏多。前夏热含量显著偏高引起江南春雨偏少的过程则与之相反。     

西太平洋暖池核心区MIS 7期以来的古生产力变化:类ENSO式过程的响应

对取自热带西太平洋暖池核心区的WP7岩心进行了底栖有孔虫和钙质超微化石研究。在利用氧同位素曲线对比和AMS14C测年数据进行地层划分的基础上,依据底栖有孔虫和钙质超微化石指标,分析了距今近250ka以来区域生产力和上层海水结构的演变特征,探讨了其控制因素和所指示的古海洋学意义。计算结果显示WP7岩心所在的暖池核心区约在距今250ka以来初级生产力在冰期(MIS6期、4期和2期)高,在间冰期(MIS7期、5期、3期和1期)低,表明该区古生产力在长的轨道时间尺度上受北半球高纬度冰量变动的影响。钙质超微化石下透光带属种Flori-sphaera profunda百分含量指示的温跃层深度变化表明冰期温跃层浅、间冰期温跃层加深,这说明类ENSO式变化导致的冰期—间冰期温跃层深度波动可能是MIS7期以来暖池核心区古生产力在冰期高而在间冰期显著降低的直接控制因素。     

热带西太平洋暖池异常东伸与热带东太平洋增温

本文利用“Climate Diagnostics Bulletin”、“Oceanographic Monthly Summary”、美国夏威夷水位中心提供的资料以及TOGA-COAREIOP资料,分析了1992～1993厄尔尼诺事件中西太平洋暖池、东太平洋SST对异常风场的响应,结果指出:由于西风暴发而引起的西太平洋暖水向东输送,不仅导致西太平详水位降低,而且导致温跃层显着升高,进而引起上层海水热含量显着减少,这种减少在温跃层更为明显.东太平洋与此相反,热含量与温跃层深度出现正距平,正距平中心出现时间比西太平洋的负距平均晚两个月;暖池28℃等温线的异常东伸是海流对低空西风异常直接响应的结果,定量估算表明,纬向流异常所引起的温度平流是暖池28℃等温线异常东伸的主要动力,是热带东太平洋异常增温的主要原因之一.     

赤道东太平洋和印度洋-南海暖池海温场的协同作用对西太平洋副热带高压的影响

本文应用Hadley Center提供的全球最新海表温度资料,分析探讨了赤道太平洋和印度洋-南海(简称印-南)暖池区域海表面温度异常(SSTA)与西太平洋副热带高压(简称副高)变化的关系,结果表明,赤道东太平洋SSTA和印-南暖池区域SSTA对副高的影响存在明显的时空分布差异,它们二者对副高变化存在协同作用的影响。前者对副高的影响始于超前一年的春季,持续到当年的春季。后者则始于前冬,持续到当年的夏季。赤道东太平洋SSTA对副高的影响主要通过对经向环流影响所致,印-南暖池区域SSTA对副高影响的主要途径是通过经向环流和水汽输送,前者主要体现在对对流层中低层经向Hadley环流的影响,而后者主要体现在对对流层低层经向季风环流及其伴随的水汽输送的影响,它们二者对副高的影响机理存在不同。作者提出了赤道东太平洋和印-南暖池区域SSTA对副高存在协同影响作用,并通过最优子集回归分析,建立了副高异常变化的预测模型,对2015年5-8月副高强度进行了预测,其结果是5-8月的副高强度较常年偏强,扣除超强台风的影响,预测结果正确,由此可以认为,本文建立的预测模型是可靠的。这一工作的特点是强调了赤道东太平洋和印-南暖池的协同作用对副高持续性的影响,为副高异常变化及其降水的预测提供更为可靠的依据。     

赤道行星波对西赤道太平洋暖池热传播的作用

利用热带海洋和全球大气试验(TOGA)期间(1980～1996年)热带大气海洋观测阵(TAO)的长期浮标资料,分析了赤道行星波对西赤道太平洋暖池热传播的作用。结果表明,西赤道太平洋暖池纬向热传播主要出现在次表层水体中,并沿温跃层向东传播;而向西传播的季节热结构变化主要出现在中、西赤道太平洋的混合层中;驻波型传播在西赤道太平洋主要出现于温跃层,在中赤道太平洋主要出现于混合层和温跃层,在东赤道太平洋主要出现于混合层。在平均条件下,赤道太平洋上层水温纬向热传播信号以驻波型和东传型较强,西传型较弱。赤道Kelvin波压力分量贯穿西、东赤道太平洋并向东输送暖池热能,纬向流分量的热输送主要出现在西赤道太平洋;Rossby波压力分量的热输送主要出现在东、中赤道太平洋;混合Rossby重力波激发纬向流的热输送作用比相应温跃层扰动强。在平均条件下,赤道太平洋上层水温的驻波型变化制约了西赤道太平洋暖池热量的持续向东输送,因此形成了赤道太平洋水温的正常季节变化形态。当水温的驻波型变化减弱而东传型变化加强时,随后将形成厄尔尼诺现象。     

Difference of planktonic ciliate communities of the tropical West Pacific, the Bering Sea and the Arctic Ocean

Ciliates are important components in planktonic food webs,but our understanding of their community structures in different oceanic water masses is limited.We report pelagic ciliate community characteristics in three seas:the tropical West Pacific,the Bering Sea and the Arctic Ocean.Planktonic ciliate abundance had"bimodal-peak","surface-peak"and"DCM(deep chlorophyll a maximum layer)-peak"vertical distribution patterns in the tropical West Pacific,the Bering Sea and the Arctic Ocean,respectively.The abundance proportion of tintinnid to total ciliate in the Bering Sea(42.6%)was higher than both the tropical West Pacific(7.8%)and the Arctic Ocean(2.0%).The abundance proportion of small aloricate ciliates(10–20μm size-fraction)in the tropical West Pacific was highest in these three seas.The Arctic Ocean had higher abundance proportion of tintinnids in larger LOD(lorica oral diameter)size-class.Proportion of redundant species increased from the Arctic Ocean to the tropical West Pacific.Our result provided useful data to further understand ecology roles of planktonic ciliates in different marine habitats.     

西太平洋“暖池”深海沉积物中异化型亚硫酸盐还原酶基因多样性分析

提取西太平洋"暖池"区深海沉积物样品总DNA,利用异化型亚硫酸盐还原酶(DSR)和甲基辅酶M还原酶(MCR)基因的特异引物,采用PCR-RFLP方法对沉积物样品中这两类功能基因多样性进行研究.该沉积物中的dsrAB基因分别来源于δ-变形菌中的6个属,其中最多的是脱硫弧菌属和脱硫杆状菌属;mcrA基因均来源于产甲烷古菌,其中主要是甲烷微菌.这些基因在系统发育树上都处于相对独立的分支.此外,还有较多的dsrAB,mcrA基因来源于未知的新属或新种.这些结果表明该海区沉积物中由微生物参与的硫和甲烷循环比较活跃,而且其中可能存在多种新的代谢途径.     

西太平洋暖池区域热通量变化及其与南海夏季风爆发的关系

利用卫星遥感资料反演出的海洋大气参数,应用目前世界较为先进的通量算法(CORAER 3.0),计算了西太平洋区域海-气热通量(感热通量和潜热通量)。首先分析了海-气热通量的多年平均场和气候场变化的基本特征,以及年际和年代际变化特征;进而对其与南海夏季风爆发之间的关系进行了初步探讨。结果表明,西太平洋海-气热通量具有明显的时空分布特征,感热通量的最大值出现在黑潮区域,潜热通量的最大值出现在北赤道流区和黑潮区域。在气候平均场中,黑潮区域的感热通量和潜热通量最大值均出现在冬季,最小值出现在夏季;暖池区域感热通量除了春季较小外,冬、夏和秋季基本相同,而潜热通量最大值出现在秋、冬季,最小值出现在春、夏季。另外,海-气热通量还具有显著的年际变化和年代际变化,感热通量和潜热通量均存在16 a周期,与南海夏季风爆发存在相同的周期。由相关分析可知,4月份暖池区域的海-气热通量与滞后3 a的南海夏季风爆发之间存在密切相关关系,这种时滞相关性,可以用于进行南海夏季风爆发的预测,为我国汛期降水预报提供科学依据。基于以上结论,建立多元回归方程对2012年的南海夏季风爆发进行了预测,预测2012年南海夏季风爆发将偏晚1～2候左右。     

南海夏季风爆发与西太平洋暖池区热含量及对流异常

利用1955～1998年逐月的上层海洋热含量资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究了南海夏季风爆发与热带西太平洋暖池区热含量异常的关系,并对影响过程进行了探讨.结果表明:(1)热带西太平洋暖池区是热带上层海洋热含量变化最大的区域,暖池区的热含量的变化与ENSO关系密切,是ENSO循环的重要组成部分,也是影响南海夏季风爆发最明显的地区.(2)南海夏季风爆发与前期(特别是前期冬、春季)暖池热状态的变化有密切关系,当前期暖池热含量高时,南海夏季风爆发早,反之爆发晚,这与由暖池变化所产生的上空大气的对流活动密切相关;4月暖池区热含量高(低)是预报南海夏季风爆发早(晚)的一个很好指标.(3)西太平洋暖池区热含量正异常时,辐散中心位于南海—西太平洋,对流强,西太副高弱且位置偏东,季风环流(印度洋纬向环流和经向环流)和Walker环流为正距平环流;正距平的季风环流有利于低空西到西南气流的加强,南海夏季风爆发早,反之爆发晚.由暖池变化所引起的大尺度季风环流和Walker环流的异常变化可能是影响南海夏季风爆发的一个重要动力机制.     

5种石鲈科鱼类细胞色素b基因序列及分子系统分析

测定了石鲈科的花尾胡椒鲷Plectorhynchus cinctus、少棘胡椒鲷Diagramma pictum、斜带髭鲷Hapaloge-nys nitens、大斑石鲈Pomadasys maculates和点石鲈Pomadasys kaakan5种鱼类的线粒体细胞色素b基因的部分序列402bp,选用鲤Cyprinus carpio作外群,生成代表石鲈科4个属鱼类的数据集,采用邻接法和最大简约法构建了分子系统树,结果显示髭鲷属Hapalogenys和胡椒鲷属Plectorhynchus之间的亲缘关系较近,这2个属与石鲈属Pomadasys亲缘关系相近;少棘胡椒鲷属Diagramma与其它3个属的亲缘关系较远,支持把少棘胡椒鲷从胡椒鲷属归入到少棘胡椒鲷属的分类。     

热带西太平洋雨水的氢、氧同位素组成

测定了西太平洋(7.5°～31°N,123°～132°E)1989年9～10月间雨水的δD和δ18O值,结果表明该区雨水的氢、氧同位素组成呈观与中、高纬度地区明显不同的分布特征.雨水的δ值与降水点的纬度没有直接的因果关系,而与季风流场明显相关.沿季风流动方向雨水的δ值逐渐减低,这可用降水云团的瑞利分馏过程解释.雨水δD和δ18O的分布大致反映了研究区季风流场的特征.