莱州湾和桑沟湾养殖海区浮游植物的研究Ⅰ.

系统研究了中国北方两个典型养殖海湾浮游植物的周年变动。从莱州湾浮游植物全年分布来看,早春2～3月是细胞数量的高峰,此时的主要物种是中肋骨条藻(Skeletonema costatum(Grev．)Cleve)和角毛藻(Chaetoceros sp)等硅藻,形成明显的暴发性增长。莱州湾浮游植物的群落演替明显,硅藻和鞭毛藻类交替占优势：有4个月是硅藻占绝对优势,其他藻类很难见到;有4个月是硅藻占优势,甲藻或绿藻为次优势种;有4个月是以单细胞的金藻、绿藻或甲藻占优势。在8月份之前,3个采样点之间浮游植物在数量上差异不大;9月到12月份差异比较大,说明筏式养殖的扇贝对浮游植物数量有一定影响。另外,浮游植物优势种的年际变化,说明包括营养盐在内的海区环境因子可能发生了变化。     

桑沟湾浮游植物生态特征

根据2003年8月～2005年5月桑沟湾4个航次调查结果,对该海区浮游植物的种类组成、数量分布和群落结构进行分析。结果表明,调查海域共检出浮游植物32属72种。其中,硅藻29属60种,占83.3%。甲藻3属12种,占16.7%。浮游植物数量的变动范围为5.0×10^4～3416.0×10^4cell/m^3,浮游植物数量均值的最高值出现在2003年8月,最低值出现在2005年5月。经多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和单纯度指数分析,调查海域浮游植物的群落结构随季节变化明显,秋季的种类数、多样性明显高于春季。综合评价表明,桑沟湾海域浮游植物种类个体数量分布不均匀,生物多样性一般。     

桑沟湾浮游植物种类组成、数量分布及其季节变化

根据2006年4、7、11月和2007年1月4个航次的调查数据,分析了桑沟湾水域浮游植物种类组成、数量分布及其季节变化特征。调查期间共采集浮游植物28属92种(含变种和型),主要由硅藻类(74种)和甲藻类(11种)组成。优势度指数分析显示,硅藻是绝对优势种。物种多样性Shan-non-Wiener指数全湾平均变化范围在1.91～2.74之间(春季夏季秋季冬季)。桑沟湾浮游植物的细胞密度及其水平分布格局的季节变化较大,细胞密度冬季最高(平均为188.4×104cells/m3),春季(平均为63.0×104cells/m3)和秋季(平均为11.7×104cells/m3)次之,夏季最低(平均为9.2×104cells/m3),冬、夏季数量中心在湾内近岸浅水区,春、秋季在位于海湾中部的贝藻养殖区。与历史资料对比显示,经过20多年的养殖活动,桑沟湾浮游植物种类数量下降、优势种发生演变,湾内海水养殖品种、数量以及养殖模式是影响浮游植物数量及其季节变化的主要因素。     

桑沟湾浮游植物群落结构时空变化特征及影响因素

为了解北方典型养殖海湾——桑沟湾水域浮游植物群落结构的时空变化特征及其影响因素,于2017年4月(春季)、7月(夏季)、11月(秋季)和2018年1月(冬季)对桑沟湾水域21个站点进行4个航次的大面调查。结果显示,调查期间,该湾共采集到浮游植物31属51种,其中,硅藻(Diatom)24属43种,甲藻(Dinoflagellate) 3属4种,绿藻(Chlorophyta) 2属2种,金藻(Chrysophyta) 2种,蓝藻(Cyanophyta)1种。按照季节划分,春季22种,夏季20种,秋季23种,冬季20种。优势度指数分析结果表明,硅藻是绝对优势种,其中,具槽帕拉藻(Paralia sulcate)为全年优势种,数量百分比在18.6%~84.9%之间。浮游植物细胞丰度在0.16×10³~12.20×10³个/L之间,表现为冬季>春季>秋季>夏季。物种多样性指数(Shannon)范围为0.69~1.35,物种均匀度指数J (Pielou)范围为0.42~0.70。磷酸盐是桑沟湾浮游植物生长的主要限制营养盐。研究结果揭示了桑沟湾养殖水域浮游植物的时空变化特征,为深入认识养殖生态系统的结构和功能提供了基础数据。     

桑沟湾多元养殖生态模型研究：Ⅱ生态环境模拟与生源要素循环

运用桑沟湾多元养殖生态模型,模拟得到了桑沟湾浮游植物和无机氮营养盐的年变化规律、水平分布的季节变化。结果表明,浮游植物生物量和无机氮营养盐浓度存在明显的季节变化,养殖活动的季节性增大了二者的季节变化幅度;桑沟湾浮游植物和无机氮营养盐的分布受大面积海带和贝类养殖的影响;外海营养盐补充是桑沟湾内无机氮营养盐的主要来源。     

桑沟湾养殖海域营养状况及其影响因素分析

桑沟湾营养现状调查结果表明，桑沟湾营养状况不仅受沿岸排放水的影响，而且大面积的海带和扇贝养殖对于营养盐的补充与消耗也有较大的影响，特别是在扇贝养殖区水域，富营养化水平较高。由Ｎ／Ｐ比值计算结果表明，从整个海湾看，冬季无机氮显得相对紧缺，而其他季节无机磷则显得相对紧缺。但从局部海域看，各季节扇贝养殖区无机磷显得相对紧缺。而在扇贝和海带混养区的１月，以及在海带单养区养殖海带期间的１月和４月无机氮显得相     

桑沟湾海带养殖容量的研究

首次对桑沟湾的海带养殖容量进行了调查研究。采用了无机氮作为估算桑沟湾海带养殖容量的关键因子，通过无机氮的供需平衡估算海带养殖容量。结果显示，海底沉积物中释放的无机氮为该湾无机氮的主要来源，而由海水交换所带入的无机氮次之。海带生长期间海水交换周期为３９ｄ，比８０年代中期延长了近１倍。桑沟湾在海带生长期间由海水交换、陆地径流、动物排泄和海底沉积物中释放所进入该湾的无机氮总供应量为１２２８ｔ；而浮游植物     

莱州湾和桑沟湾养殖海区主要营养盐的周年变动及限制因子

于2001年3月至2002年3月在2个典型养殖海湾——莱州湾和桑沟湾,对其海水中主要营养盐进行了周年监测。结果显示,在莱州湾,总无机氮(TIN)浓度春季最低,冬季最高;活性磷酸盐(PO_4~(3-)-P)浓度春季最高,冬季最低;活性硅酸盐(SiO_3~(2-)-Si)浓度夏季最高,春季和秋季最低;N与P的浓度比[C(N)/C(P)]变化范围为1.145～128.61,年平均值为21.066±22.712。Si与N的浓度比[C(Si)/C(N)]的变化范围为0.000～0.922,年平均值为0.241±0.280。说明Si有可能是该湾主要的限制性元素。在莱州湾,总无机氮(TIN)浓度春季最低,夏季最高;活性磷酸盐(PO_4~(3-)-P)浓度冬季最高,夏季最低;活性硅酸盐(SiO_3~(2-)-Si)浓度夏季最高,最低值出现在春季和秋季;C(N)/C(P)的变化范围为1.482～149.935,年平均值为18.080±28.854;除夏、秋季部分月份外,N限制的可能性较大。C(Si)/C(N)的变化范围为0.000～2.840,年平均值为0.387±0.609,但大部分时间为0.5以下,表明Si也可能是桑沟湾的主要限制性营养盐。     

莱州湾浮游植物的生态特征

于2002~2003年对莱州湾浮游植物进行了4个航次的调查,对浮游植物的种类组成、数量分布、生物多样性及其与环境因子的相关性进行分析,结果表明,调查海域共检出浮游植物22属45种。其中硅藻20属40种,占88.9%;甲藻2属5种,占11.1%。浮游植物数量的变动范围为0.16×104~20 642.83×104ind/m3,浮游植物数量均值的最高值出现在2003年8月,最低值出现在2003年5月。经多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和单纯度指数分析,调查海域浮游植物的群落结构特征、多样性和丰富度均较好,可以认为该海域浮游植物群落结构比较稳定。从总体变化趋势看,调查期间浮游植物数量变动与温度呈显著的正相关,与盐度呈显著的负相关,但与单一营养盐之间的相关关系并不显著。由无机磷含量变化范围看(0.18~0.41μmol/L),该水域无机磷为影响浮游植物繁殖生长的限制因子之一。     

桑沟湾海水中悬浮颗粒物的动态变化

用常规调查分析结合自动监测法对桑沟湾海水中悬浮颗粒物的季节性变化、水平与垂直分布作了全面的调查。结果表明，该湾总悬浮颗粒物和有机悬浮颗粒物的月平均数量变动范围分别为４．６２～４０．０６和１．９０～６．１４ｍｇ／Ｌ；叶绿．素α和悬浮颗粒物的质量变动范围分别为０．９５～９．６８μｇ／Ｌ和０．０７～０．８０μｇ／ｍｇ。悬浮颗粒物质量的周日变化与潮流运动有关；而其数量无明显的周日变化。悬浮颗粒物质量的水平分布趋势为从湾口到湾底逐渐增加；数量的水平分布趋势与之相反。悬浮颗粒物数量的垂直分布趋势为从上到下逐渐升高；质量垂直分布趋势与之相反。在扇贝养殖区内由于扇贝的消耗，中层水中悬浮颗粒物的数量与质量最小。     

桑沟湾养殖海域柱状沉积物中磷的赋存形态和生物有效性

以桑沟湾扇贝和海带两个养殖海区的柱状沉积物为研究对象,采用连续提取法将沉积物中磷的赋存形态分为交换态磷（Ex-P）、铁结合态磷（Fe-P）、自生磷（Au-P）、碎屑磷（De-P）和有机磷（Or-P）,并分析了各形态磷的垂直分布特征;利用沉积物年代序列测定的结果,结合桑沟湾水产养殖历史,探讨了近200年来桑沟湾养殖海域沉积物中磷形态的含量变化情况,并进一步分析了该区域的生物有效磷。结果表明,柱状沉积物中上层各形态磷的含量高于底层,表明养殖活动使桑沟湾表层沉积物中的磷含量增大。各形态磷的含量在贝壳沉积区内变化幅度均较大,Or-P是沉积物中磷的主要形态;扇贝养殖区沉积物中的总磷（TP）、Or-P和海带养殖区沉积物中的TP、Or-P在沉积时间序列上分布基本一致,其含量变化与各时期工业生产和海水养殖活动密切相关;两个区域柱状沉积物中潜在生物有效性磷占总磷的百分比为61.2%和71.0%。沉积物中Ex-P的含量对该海域的初级生产力的影响较大。     

栉孔扇贝对春季桑沟湾颗粒有机物的摄食压力

由于养殖密度和产量较高，滤食性扇贝的养殖活动对海洋碳循环的影响引起人们的关注。不仅收获贝类能够从海域中移出大量的颗粒有机碳（particle organic carbon,POC），而且，在贝类养殖过程中（滤食、呼吸、排粪等生理活动）也对养殖海区的POC产生较大的影响。目前，国内、外学者就贻贝养殖的碳氮通量、虾夷扇贝的碳收支情况、生物沉降及其对底栖生物群落的影响、养殖贝类对浮游植物和悬浮颗粒物的摄食等方面进行了广泛的研究。但是，养殖栉孔扇贝对我国主要养殖海区桑沟湾POC的摄食压力未见报道。     

桑沟湾浮游植物粒径结构及其与环境因子的关系

于2017年4、7、11月和2018年1月4个航次调查了桑沟湾浮游植物粒径结构的时空分布,并分析了粒径结构与主要环境因子的关系。结果显示,桑沟湾海域表、底层Chl-a浓度的年变化范围分别为0.74?3.27和0.81?3.66 µg/L,平均值分别为(1.90±1.28)和(2.01±1.29) µg/L,存在极显著的季节差异(P<0.01)和空间分布的不均匀性。从粒径结构来看,小型浮游植物是春季表、底层浮游植物的主要贡献者,贡献率分别为54.05%和58.08%,夏、秋和冬季均是微型浮游植物占优势地位。冬季和春季微微型浮游植物的贡献率较小,但夏季和秋季的贡献率显著增多,夏季表、底层贡献率分别达24.46%和20.70%;秋季表、底层贡献率分别达35.88%和40.77%。冗余分析(Redundancy analysis, RDA)结果表明,温度(T)是影响浮游植物粒径结构的主要环境因子。溶解氧(DO)对微微型浮游植物占总浮游植物的比例有显著影响;微型浮游植物所占比例受亚硝酸盐(NO2?)、铵盐(NH4?)等影响显著;小型浮游植物对总浮游植物的贡献主要受温度影响,呈正相关。研究结果为深入认识桑沟湾养殖生态系统浮游植物的粒径结构、准确评估滤食性贝类的养殖容量提供了基础数据。     

以莱州湾海域扇贝养殖为例探讨影响扇贝养殖容量的因素

该文通过引入养殖容量的概念,对影响莱州湾扇贝养殖容量的海洋环境资源、海域污染等因素进行了讨论,并探讨了增加莱州湾海域扇贝养殖容量的途径。     

莱州湾浮游植物种群动态研究

根据１９９８年莱州湾浮游植物调查和１９６０年、１９８２年、１９９２年的调查资料进行了对比研究,报道了莱州湾浮游植物的种类组成、数量分布和年间变化规律。调查资料显示,莱州湾已鉴定的浮游植物有２门３１属８０种,其中硅藻门占绝对优势有２７属７０种,其次是甲藻门有４属１０种。从１９６０年到１９９８年,莱州湾浮游植物的种数呈逐年下降的趋势,其中１９９８年种数仅有２０属５种。从数量分布来看,１９８２年较１９６０年有较大幅度的增长,平均个体数量为１２７０．２万个／ｍ＾３,之后则逐年下降,到１９９８年仅为１９８２年的４．３％。与此同时,莱州湾浮游植物的生物多样性、丰度系数、均匀指数以及种群的相似系数均有逐年下降的趋势,优势种类的优势愈来愈明显,种群结构趋于简单化。     

莱州湾东部养殖区浮游植物的生态特征

阐述了莱州湾浅海养殖区浮游植物的生物量、种类组成、赤潮生物和群落结构特征。 1997年5～ 12月间浮游植物数量的变动范围为 19.0 0～ 6873.5× 10 3cell/m3,浮游植物的数量高峰出现在秋季 9月 ,最低值出现在春季 5月。共检出浮游植物 2 5属 61种。其中硅藻 2 1属 5 5种 ,占 89.1% ;甲藻有 3属 6种 ,占 9.4 % ;蓝藻 1属 1种 ,占 1.5 %。另共出现赤潮生物 2 6种 ,占总种数的 4 2 .6%。并采用生物多样性指数、种类丰富度指数、均匀度指数和单纯度指数分析了调查海域浮游植物的群落结构特征。     

桑沟湾增养殖水文环境研究

对桑沟湾大规模开展增养殖前后的水文环境作了研究。由于大面积高密度养殖，桑沟湾的水动力状况和１０年前相比发生了明显变化，潮流速度减缓了５０％，水交换率降低了１．７％，海湾海水半交换周期延长了１１个潮周期。营养物质输送和海水自净能力受到严重影响。部分养殖品种产量下降，表明养殖容纳量已达饱和状态。和其他海湾相比，桑沟湾的水交换条件还是比较好的，只要科学合理地设置养殖品种和养殖密度，仍不失为一个重要的增养     

夏季桑沟湾养殖水域有机碳的平面分布特征及其来源分析

根据2012年8月对桑沟湾养殖海域18个站位取得的溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)和叶绿素a(Chl-a)数据,基于不同区域的养殖特点,分析了DOC和POC的平面分布特征,并对POC的来源进行了初步探讨。结果表明,整个调查海域表层DOC的浓度范围为1.70～2.82mg/L,平均值为2.03mg/L,大致呈自西向东递减的趋势。表层POC的浓度范围为0.04～1.33mg/L,平均值为0.55mg/L,大致呈自南向北逐渐递增的趋势。网箱养殖区表层DOC和POC含量最高,其次为桑沟湾近岸海域,而海带养殖区最低,这表明有机碳的含量与养殖品种和模式有直接的关系。根据POC/Chl-a比值对POC来源进行初步分析,表明贝类养殖区、海带养殖区、贝藻混养区、桑沟湾近岸海域以及外海对照点的POC主要来自活的浮游植物,而网箱养殖区存在降解的有机物质。     

基于围隔实验研究虾夷扇贝与龙须菜养殖对浮游植物群落结构的影响

2015年秋季在桑沟湾开展围隔实验,研究了60 h内高容量虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)和龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)养殖对水体中物理、化学和生物(浮游植物群落)等因素的影响。结果显示,养殖的虾夷扇贝和龙须菜在60 h内能显著改变水体中的溶解氧(DO)和溶解态无机氮(DIN)的浓度,同时,能显著影响浮游植物种群丰度和组成特征。从各实验组来看,12 h后,虾夷扇贝和龙须菜实验组浮游植物丰度显著低于空白实验组。虾夷扇贝对水体中4种硅藻优势种[包括柔弱拟菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima)、双菱藻(Surirella sp.)、菱形藻(Nitzschia spp.)、针杆藻(Synedra spp.)]的滤除效应存在较大差异,即对柔弱拟菱形藻和双菱藻有较大的滤除效应,但对菱形藻和针杆藻却影响不大。基于水体中的光合色素变化特征也揭示了虾夷扇贝对浮游植物的选择性摄食效应,即虾夷扇贝能显著滤除水体中的岩藻黄素(fucoxanthin,硅藻特征色素)、别藻黄素(alloxanthin,隐藻特征色素)。与此相反,青绿藻素(prasinoxanthin,微微型藻类的特征色素)在48 h后,虾夷扇贝实验组显著高于空白实验组和大型藻实验组,说明龙须菜养殖对微微型青绿藻生物量无显著影响。     

蓬莱19-3溢油后莱州湾浮游植物群落结构

2012-2014年,对莱州湾浮游植物进行了9个航次调查,并同步监测其他环境因子。共鉴定浮游植物125种,隶属5大门类,以硅藻和甲藻为主,优势种主要为硅藻;浮游植物丰度和种类数均在8月达到最高值,多样性指数和丰富度指数年际变化趋势基本一致。春季(5月)浮游植物种类数与透明度呈显著负相关(P<0.01),与COD呈显著正相关(P<0.01);夏季(8月)与表层水温和无机氮呈显著负相关(P<0.01);秋季(11月)浮游植物丰度与水深、盐度、溶解氧呈显著负相关(P<0.01),与石油类呈显著正相关(P<0.01)。