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2018年第11期  (Nov 9, 2018 马丽丽)       全选  导出

1 2018年9月美国国会海洋政策动态 2018-11-09

一、通过的提案 这是20多年来第一次在财政年度结束前有五项拨款法案签署成为法律。2019年首项财政预算案(第5895号决议)包括1470亿美元,用于水能源、立法部门以及退伍军人事务拨款等军事建设法案。第二项财政拨款(第6157号决议)为国防、劳动、卫生、公共服务和教育部门提供了8255亿美元的资金;还包括一项持续决议资助机构,在2018年12月7日之前,将按照2018财年的水平支付剩余的七项法案。 2018年《拯救我们的海洋法案》(Save Our Seas Act of 2018)获得了两院一致同意并等待总统签署。该法案旨在重新授权美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的海洋垃圾计划,并促进国际合作,以解决日益严重的海洋垃圾问题。 二、新的立法 议院新出台的立法重点针对水产养殖和海岸恢复能力建设。提高美国水产养殖质量和认知(AQUAA)法案(第6966号决议),将调整联邦水域海洋水产养殖的许可程序,并资助研究以支持国家水产养殖的增长。它与6月份在参议院提出的第3138号决议相同。 众议院还提出了一项法案,修改了2006年的《墨西哥湾能源安全法案》,以增加给海湾国家支付的石油和天然气收入比例(第6771号决议)。增加的收入将有助于为沿海防灾、生态系统恢复和飓风保护方面的项目提供资金支持。 三、下一步工作计划 2018年《通过海洋技术进行商业合作法案》于8月底在参议院通过并等待委员会采取行动后,在众议院获得通过。 两院都将批准第三项财政支出法案(第6147号决议),其中包括为农业部和内政部、环境保护局和相关机构提供的资金。国会仍须通过其他机构或另一个持续决议提出的财政拨款,以便在12月7日截止日期前继续支出。 (冯若燕编译) 查看详细>>

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2 NOAA海洋基金资助新技术监测有害藻华 2018-11-09

作为美国水产养殖国家战略投资计划的一部分,NOAA海洋基金(Sea Grant)基金资助了利用下一代机器人传感器技术监测沿海水域致病微藻的新系统PhytO-ARM。 由伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)生物学家领导的团队开发的PhytO-ARM系统(浮游植物自动化实时监测管理系统,Phytoplankton Observing for Automated Real-time Management)将极大地提高对有害藻类爆发(HAB)和毒素威的检测能力。该系统以基于Web的、用户友好仪表盘界面,为水产养殖者、管理部门和其他相关用户提供详细、实时的有关有害藻华爆发的信息。浮游植物是沿海水域蛤蜊和牡蛎重要的食物来源,但是一些浮游植物产生的毒素会在贝类中累积,并对人类及其他食用受污染贝类的动物构成威胁。由该系统提供的信息,具有保护人类健康、提高水产养殖效益的巨大潜力。 PhytO-ARM系统集成耦合了两个强大的传感器:Imaging FlowCytobot(IFCB)和Environmental Sample Processor(ESP)。其中IFCB可以连续记录浮游植物的显微镜图像并实时识别它们;ESP是一种高容量环境样品处理器,可以快速地识别物种和毒素。 该系统一方面可以实时监测生物毒素,提醒对人类造成严重甚至致命反应的生物毒素是否存在。另一方面,该系统还能够监测物种。例如,拟菱形藻和鳍藻都能产生毒素使贝类生物死亡。利用PhytO-ARM传感器,管理者可以检测和监测潜在有毒浮游植物细胞是否存在。 作为新的Sea Grant项目的一部分,更多的PhytO-ARM系统未来将在美国东北部和佛罗里达州的多个地点部署。研究人员希望该系统能够被贝类水产养殖业者广泛采用,以指导他们及时预防和避免藻类水华爆发造成的危害。 (刘晓琳编译) 查看详细>>

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3 英国NOC科考队开始探索深海矿藏 2018-11-09

上周,皇家研究船(RRS)发现号于巴西以东1400 km的南大西洋的里奥格兰德海岭(Rio Grande Rise)航行,以研究潜在的深海富钴矿床。该研究是海洋电子技术(Marine E-tech)项目的一部分,由英国国家海洋学中心(NOC)、巴西圣保罗大学、英国地质调查局(BGS)、英国水力研究院、爱丁堡大学以及巴斯和莱斯特大学之间共同合作。 本次研究将使用机器人车辆、浮标和最新的采样方法来研究深海矿床形成的环境。重点是富含钴和其他金属的铁和锰的结壳,以及数千万年的进化怎样影响了这些矿床的形成。 发现号将发射Autosub6000机器人,用非常详细的方式绘制里奥格兰德海岭。高频声波可以以足够高的分辨率进行映射海底,并观察几十厘米宽的岩石和巨石。生成的海底的黑白图像能够显示矿床的所在位置。一旦绘制了该区域的地图,机器人水下航行器HyBIS上的高清摄像机将用于船上科学家探索和拍摄海底特征,包括超过1000米深的巨大裂缝、神秘的落水洞和很久以来一直被淹没的古老遗迹海滩。 圣保罗大学团队负责人Luigi Jovane教授说:“圣保罗大学非常荣幸能与NOC合作。我们感兴趣的不仅仅是矿床,还有该地区的古海洋学,它是如何形成的以及如何淹没的。” NOC教授、探险队首席科学家Bramley Murton说:“里奥格兰德海岭在7200万年前形成并在2200万年前淹没在3000 m深的海洋之下,其富含铁、锰和其他金属的海底矿床对现代社会很重要。其中两种金属是未来可再生能源的关键点:钴和碲。如果我们要发展电动汽车,钴是可充电电池必不可少的。碲对于高效太阳能发电至关重要。虽然我们的工作重点是深海矿床和可能的采矿潜力,但其结果可能有助于减少我们对环境破坏性的碳基能源的依赖。” 该项目由自然环境研究委员会(NERC)发起,受资助于英国和巴西圣保罗州政府。 (傅圆圆编译) 查看详细>>

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4 美国利用海底机器人监测和追踪漏油事件 2018-11-09

2018年9月下旬,美国蒙特雷湾水族馆研究所(MBARI)的工程师展示了其远程自主水下航行器(LRAUVs)的新用途,即监测和跟踪漏油事件。MBARI工程师与美国海岸警卫队及伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的合作者共同为LRAUV配备了可以检测水中油的特殊仪器—荧光计。该团队最近在蒙特利湾进行测试,使用无毒且可生物降解的染料模拟了漏油事件。 如今,随着船舶交通和石油勘探在北冰洋的快速发展,海岸警卫队对测试能找到并跟踪冰下溢油的机器人的需求日益迫切。实验中使用的LRAUV还携带了一些仪器,这些仪器将允许航行器通过从冰下面发出声波而在海冰下航行。 测试中,LRAUV被放置在水中并被送往羽状流区域。在LRAUV上的仪器检测到羽状流后,机器人继续沿着它的路径,测量羽流内的染料浓度并记录最高强度的区域。当机器人越过羽流的外缘时,它会自动转向并重新向羽流方向前进。 通过反复这样做,机器人能够跟踪羽流漂浮在水中几个小时。该测试表明机器人可以满足海岸警卫队的最初目标。 MBARI负责该项目的首席研究员Brett Hobson说:“现场测试期间一切运作良好。羽状流追踪仍需要一点调整,但我们正在努力。”Hobson与其他几位工程师Brian Kieft、Yanwu Zhang等合作完成了这个项目。MBARI音频视频专家Todd Walsh利用无人机,拍摄了空气中的染料羽状流。 现场测试之后,新的石油泄漏跟踪LRAUV被移交给WHOI和海岸警卫队的研究人员进行下一步测试。 (李亚清编译) 查看详细>>

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5 海洋机器人帮助改善欧洲长期天气预报工作 2018-11-09

10月20日,皇家研究船(RRS)James Cook启程探险,期间将试用海洋机器人获取气候数据,该技术可改善欧洲长期天气预报工作。 来自英国国家海洋学中心(NOC)的研究队伍计划从非洲西海岸到美国东海岸之间的一系列仪器中获取数据(统称为RAPID阵列)。之前,这些数据由研究船每18个月收集一次,而在这次探险中,研究人员将利用一种新新型气候数据自动收集系统,该系统会使用海洋机器人从仪器中检索数据。 构成RAPID阵列的科学仪器被放置在“系泊设备”上,从海底锚固件(有时超过5 km深)延伸到海平面以下。在南安普敦和利物浦的NOC实验室开发的新装置将连接到其中一个系泊装置,以收集电线上所有仪器的数据,然后使用声音信号将数据传输到海面的海洋机器人,再通过卫星把数据发送给NOC。 目前有200多种仪器在水中收集有关海流系统—有时被称为“大西洋输送带”或大西洋经向翻转环流(AMOC)的温度、盐度和流速的数据。AMOC负责将热量从热带地区输送到欧洲西北部,维持其相对温和的气候。这种传热所涉及的能量相当于英国平均电力消耗率的35000倍,或相当于英国平均核电站产量的100万倍。 “RAPID计划”始于2004年,属于英国自然环境研究委员会(NERC)与美国国家科学联合会以及美国国家海洋与大气管理局(NOAA)之间的合作项目。该计划十多年来一直以AMOC为研究对象,已取得许多重要成果:2009-2010年,AMOC减速导致纽约的海平面上升了13 cm,导致大规模的洪水和侵蚀,而用RAPID数据建立的气候模型可提供极端季节性天气的早期预警,对于世界气候具有重要意义。据NOC团队估计,自2004年以来,AMOC已减速15%,而这可能是引起“冷盘(Cold blob)”——北大西洋的一个海域比周围海域更冷的原因之一。 (刘雪雁编译) 查看详细>>

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6 研究珊瑚的进食习惯有助于了解珊瑚礁的恢复力 2018-11-09

斯克里普斯海洋学研究所(以下简称Scripps)的研究人员发现,生活在高产水域的珊瑚有充分吸收利用食物的便捷条件。10月18日发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上的这篇文章,重新评估了对珊瑚生存方式的科学理解,并有助于预测珊瑚在气候变化条件下的恢复程度。 珊瑚礁生长的地方被称为海洋里的沙漠,那里的海水虽然温暖、清澈但比寒冷海水的营养更少。此前,研究人员将珊瑚的生存与生活在珊瑚体内的共生藻联系起来。珊瑚为藻类提供庇护所和营养物质,并交换共生藻体内的碳水化合物。据估计,这些藻类可以为一些珊瑚提供高达95%的日常能量需求。 然而,生活在叶绿素浓度较高水域的珊瑚,其更多的能量来自于对浮游生物和其他微生物的摄食,表明一些珊瑚对藻类的依赖程度较低,这可能对珊瑚的恢复能力有一定程度的影响。叶绿素浓度是海洋营养物质的重要指标,指示着海洋表层浮游植物的数量。浮游植物是大多数海洋食物网的基础,也是浮游动物的食物,而浮游动物是珊瑚最喜爱的食物。Scripps的博士生、该研究的主要作者Michael Fox说:“文章首次为这样一个简单的假设提供了有力证据——珊瑚在食物丰富的地方会吃得更多。” 尽管听起来较为简单,但由于缺乏足够的数据和技术,珊瑚礁生态学家在过去的30到40年里一直无法对珊瑚的捕食规模进行研究。目前通常利用稳定同位素来追踪生物的代谢过程。该研究通过分析从太平洋中部采集的珊瑚标本与共生藻之间碳同位素特征的差异得出上述结论。 (刘思青编译) 查看详细>>

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7 Nature:百年时间尺度上南大洋深处的二氧化碳储存和释放 2018-11-09

目前,在最近的冰河时代中,大气二氧化碳(CO2)含量变化的原因还没有完全被解释清楚。冰期-间冰期CO2含量变化的机制都以深海的碳交换为中心,因为深海的含碳量体积庞大,与大气的交换相对较快。南大洋被认为在这种循环中起着关键的作用,因为在南大洋大部分的深海都与大气相连通。然而,由于南大洋深处的碳储量变化很难重建,因此对这一假设的直接检验很少。 这项研究展示了深海珊瑚硼同位素数据,追踪了在过去四万年中,南大洋深处的pH值和CO2含量的变化。研究发现,在最靠近南极大陆边缘的地方,最受南部深海海水影响的地方,海洋pH值与大气CO2之间存在着密切的关系:在低含量CO2的间隔期间,海洋pH值较低,反映了海洋碳储量的增加;在CO2含量不断增加的过程中,海洋的pH值会上升,这反映了海洋和大气中碳的损失。相应地,深度较浅的地点上,在CO2含量突然增加的过程中pH值迅速下降(从千年到百年的尺度),这反映了CO2从深海迅速转移到上层海洋和大气。研究结果证实了南大洋在冰河时代CO2含量变化的重要性,并表明深海CO2的释放可作为一百年尺度上气候快速变化的动态反馈。 (刘思青编译) 查看详细>>

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8 PNAS:原生状态显像揭示钙化微藻的钙储存细胞器与非钙化微藻的相似 2018-11-09

海洋球石藻(Coccolithophores)是一种单细胞海藻(微藻),其钙化鳞片通过可控的细胞内过程产生。研究钙化过程的细胞控制对理解和预测海洋条件变化对全球海洋钙化和碳通量的影响十分重要。该研究利用最先进的低温电子和低温软X射线显微镜,证明了球石藻的钙储存细胞器与非钙化微藻钙的钙储存细胞器相似。这将环境和进化意义的问题与更好表征的生物体生理和分子遗传学发现相关联,因此为了解球石藻的钙化过程提供了新窗口。 钙储存细胞器普遍存在于真核生物中,对于钙信号传导和维持细胞钙稳态起关键作用。在大多数细胞器中,细胞内钙浓度很少超过微摩尔水平。而被称为酸钙胞质体(Acidocalcisomes)的酸性细胞器却例外,它将钙与多磷酸盐一起浓缩成致密相。但迄今为止,这些细胞器仅在多种非钙生物体中被发现。 最近,在海洋球石藻Emiliania huxleyi中发现了一种储存钙和磷的隔室,提高了钙储存细胞器和方解石生物矿化之间联系的可能性。因此,研究人员利用几种微藻,并运用低温成像和低温光谱技术来研究钙储存细胞器在其天然状态和纳米级分辨率下的解剖学和化学成分。 研究表明,钙化球石藻Pleurochrysis carterae的钙储存室内的致密钙相和存储在非钙化藻Chlamydomonas reinhardtii的酸性钙离子体中的钙相具有共同的特征。研究还发现浓缩钙是一种普遍的现象,并且已经适用于球结石的形成。文章描述了酸性钙离子钙储存与海洋球石藻钙储存之间的联系,这意味着对酸性钙离子的生理和分子遗传理解可能与海洋球石藻钙化的钙通路有关,为研究这一过程对变化的海洋条件的适应性提供了新的切入点。 (刘雪雁编译) 原文链接: https://doi.org/10.1073/pnas.1804139115 查看详细>>

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9 南极东部冰盖下面的湖泊比以前认为的要少得多 2018-11-09

德国亥姆霍兹极地和海洋研究中心AWI的研究人员最近评估了卫星探测的冰下湖泊,发现了很少的水。但如果是这样的话,南极南极冰盖的巨大冰流源头是什么呢? 通过南极考察,AWI的研究人员最近调查了通过卫星遥感检测到的恢复冰川下方的几个湖泊。专家们发现实体水很少,这是一个令人惊讶的结果:科学界一直认为南极东部冰盖下面流动的湖泊是冰块开始滑动并形成冰流的原因。这项新研究刚刚发表在《地球物理研究》杂志上。 恢复冰川,位于南极洲的科茨地区,一直是一个沉睡的巨人,将冰以每年10到400米的速度从南极东部冰盖高原地区输送到威德尔海。它的流域面积绵延近1000公里,从内陆到菲尔希纳冰架海岸,是德国面积的近三倍。这两方面可以使冰川面临一个潜在的威胁,如气候变化会在未来加速其输送速度。根据预测,如果这一切过去,复苏也可能使东部南极洲失去大部分的冰。全球海平面上升将是直接结果。 然而,对于科学家来说,恢复冰川的冰块运动的原因依然不清晰。研究者曾认为南极东部冰盖下面的融水湖泊是其原因,这种理念是认为这些湖偶尔会溢出堤岸,形成润滑膜,冰在上面可以滑动。这对于那些仅靠重力不足以使冰流得如此快的南极东部冰盖地区来说,尤其适用,其中也包括恢复冰川的起源区。 然而,Humbert和她的同事现在可以反驳这个假设。在2013/14年夏季期间的南极科考过程中,AWI专家用科研飞行器Polar 6上的雷达来测量恢复冰川,所收集的数据提供了关于冰流下面的地面是湿的还是干的证据。根据Humbert的说法,“在这次科考之前,恢复冰川和下面岩石特征的形成在很大程度上是未知的。 目前他们的数据可以填满南极洲地图上的一些空白点。为了安全起见,他们还利用了卫星数据,并双重检查先前检测到的高程变化,这是一个湖泊泛洪的指标。虽然可以重现之前的结果并理解为什么会在那里找到湖泊,但他们无法确定在特定位置的水的存在。此外,他们的新研究结果表明,泛洪湖泊不是冰流形成的关键机制。 (王琳编译) 查看详细>>

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10 澳大利亚温带和亚热带水域海洋幼鱼数据库简介 2018-11-09

幼鱼是海洋生态系统状态变化的一个指标,也是物候学中的物种的特定模式。收集幼鱼样本并进行分类整理需要大量的工作以及高水平的专业分类知识,大多数海洋鱼类早期生活在上层水域中,卵和幼虫沉降之前会被认为浮游生物的一部分进行研究。因此,对幼鱼进行调查(与鱼卵一起的浮游生物)是海洋生态系统和鱼类种群监测的一种常见手段。许多已有的研究中已经利用幼鱼数据展开了鱼类分布、数量、存活率、鱼卵生境、物种变化以及气候变化等。研究人员整理了1983年以来澳大利亚温带和亚热带远洋水域研究项目中涉及的3178个幼鱼组合样本。这些项目中的数据形成了研究海域的基本数据标准,并按照此数据对相应海洋科考站的幼鱼进行了监测。由于分类学之间的差异,项目之间的幼鱼相互比较会存在一些问题,而且确定全部分类非常具有挑战性。该数据库的报告确定了研究海域的分类标准(218个分类群)来指导未来的研究,数据库的建立还可以用于分析气候驱动下的海洋鱼类产卵位置和时间的变化。 澳大利亚自20世纪初就展开了鱼卵的调查,1910年调查了菲利普港湾的3个品种;20世纪50年代开始,对各种生物的幼虫进行了描述;20世纪80年代对幼鱼的种群展开了详细调查;2014年以来,在5个定点科考站展开幼鱼定期监测。此外,2002年以来关于45种重要商业鱼类的报告中,也调查了众多航行报告中的幼鱼丰度等。根据上面的资料建立了澳大利亚幼鱼组合数据库,数据库可作为该地区未来幼鱼调查和监测的储存库。利用数据库的资料,也可以解决该区域重要的商业鱼类识别问题,同时对未来的研究调查提供相应指南。数据库中也包括了一些长期的浮游生物调查数据。 数据库通过澳大利亚海洋数据网络(AODN:https://portal.aodn.org.au/)提供。澳大利亚幼鱼数据库将通过联邦科学与工业研究组织(CSIRO)数据中心进行维护和更新,并定期向AODN发送更新。 (鲁景亮编译) 查看详细>>

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