人工湿地联合塘内设施调控生产性虾塘水环境的效果与技术

研究了由表面流与水平潜流组成的复合人工湿地联合使用塘内曝气增氧机与人工净化网调控生产性淡水对虾养殖塘水环境的效果与技术。养殖中后期(约60 d后), 湿地以1.65 m/d水力负荷, 3次循环处理虾塘废水, 有效调控虾塘水质, 确保养殖成功。结果表明湿地对废水中有害物质均可程度不等地去除, 蓝绿藻得以控制, 出口水 -N与BOD5分别为极显著(P<0.01)与显著(P<0.05)去除, 去除率与去除速率分别为72.6%, 0.467 g/(m²·d)与29.7%, 2.651 g/(m²·d), -P为41.7%, 0.022 g/(m²·d), TN为26.1%, 2.619 g / (m2?d), CODMn为15.9%, 3.738 g/(m²·d), -N去除率仅3.6%, 但去除速率较高[0.462 g/(m²·d)]。湿地静止4 d期间, 废水中 -N与 -N去除率达96.8%与93.3%, 均极显著去除(P<0.01)。养殖周期试验塘水化学指标均维持在虾安全生长范围内, 收获虾8.81 g, 9.36 cm; 对照塘因爆发蓝绿藻仅养殖60 d, 收获虾3.06 g, 6.54 cm。试验表明, 在不用药、不换水条件下, 联合塘内设施, 人工湿地以较高水力负荷与低频率运转可有效调控虾塘水质, 确保养殖成功。     

不同光强和温度对长石莼（缘管浒苔）光合作用和叶绿素荧光参数的影响

利用脉冲振幅调制叶绿素荧光仪对不同光照和温度条件下长石莼（缘管浒苔）光合作用和培养条件进行了优化。结果表明,长石莼（缘管浒苔）在25 ℃和72 μmol/(m2·s)条件下,其F_v/F_m、F_m、F_v和α值最高,分别高达0.74、4 567、3 406和0.305,低于该点为光不饱和,高于该点为光抑制,偏离越大,下降越显著（P<0.01）,其中在5 ℃和35 ℃时最小,分别是25 ℃最高值的32.24%~64.88%和22.99%~53.44%;光强为18 μmol/(m²·s)和216 μmol/(m²·s)时最小,其F_v/F_m、F_m、F_v和α值分别是25 ℃和72 μmol/(m²·s)条件下最高值的44.94%~82.62%和51.82%~76.72%。F₀变化不太明显,5~30 ℃为先上升后下降或再上升变化趋势,35 ℃为先下降后上升变化趋势。拟合参数α显示,长石莼（缘管浒苔）在达到光饱和点前通过增加光能吸收来增强光合作用,在光抑制后则迅速减少。rETR_maxDuncan检验表明,高温/低温和高光强对长石莼（缘管浒苔）光合作用影响显著（P<0.01）。总体上看,长石莼（缘管浒苔）光合作用和生长适宜条件为15~25 ℃和54~72 μmol/(m²·s),过高或过低均不适宜。且温度排序为25>20>15>30>10>5>35 ℃,光照强度排序为72>54/108>36/162>18/216 μmol/(m²·s)。     

光强对多肋藻小孢子体生长及抗氧化生理的影响

在实验室条件下, 研究了多肋藻(Costaria costata)孢子体在不同光强下的生长、光合作用、营养成分以及抗氧化能力, 以期揭示多肋藻小孢子体对光强的适应性, 为多肋藻海区栽培提供参考。结果发现, 藻体在光照强度 30~120 μmol/(m² ·s)均具有较快的生长速率, 其中 60 μmol/(m² ·s)下相对生长速率(RGR)和藻体 PSII 最大光化学量子产量(F_v/F_m)均最高。总光合速率(P_t)和最大表观光合速率(P_nmax)在培养前期(5 d)随光强增加而上升, 随着培养时间的延长(10 d)在 60 μmol/(m² ·s)下最高; 在 60 μmol/(m² ·s)下, 藻体呼吸速率(R_d)较低。叶绿素 a (Chl a)、岩藻黄素 (Fucox)和类胡萝卜素(Car)的含量为低光组稍高于高光组(P＞0.05)。粗蛋白、脂肪和粗纤维的含量与光强具有一定的正相关性, 而碳水化合物含量则与光强呈负相关。结果表明, 60 μmol/(m² ·s)适宜多肋藻小孢子体的生长。在较低或较高光强下, 藻体呼吸作用均显著增强; 此外, 高光下, 可溶性蛋白含量显著上升, 低光下, 抗超氧阴离子自由基(ASAFR)、超氧化物歧化酶 SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)比活力较高, 过氧化氢酶(CAT)比活力则在低光和高光下均下降, 这些生理响应对多肋藻小孢子体适应不同光强具有重要的调节作用。     

枸杞岛贻贝养殖水域碳氮磷分布格局

于2013年贻贝成熟期和幼苗期对枸杞岛贻贝筏式养殖水域营养分布和碳分布格局开展相关实验。结果表明:从生态健康角度,夏季成熟期的贻贝养殖造成养殖海域氮、磷营养盐浓度升高,尤其是无机氮浓度显著高于非养殖区(P<0.05),养殖区处于受磷限制性的重富营养化,对其水体健康产生一定压力;秋季幼苗期贻贝养殖使养殖海域氮、磷浓度均降低,尤其是无机氮浓度显著低于非养殖区(P<0.05),与夏季分布格局相反,对水体有净化作用。从生态效应看,贻贝养殖使表层水体中溶解无机碳浓度显著低于非养殖区(P<0.05),产生碳汇效应;同时,贻贝养殖使水体中溶解有机碳浓度显著高于非养殖区(P<0.05),由于丰富的氮营养盐,溶解有机碳处于不稳定态,为碳源。因此,成熟期与幼苗期贻贝养殖对其水域健康产生不同作用,养殖的碳汇、碳源还有待进一步的系统研究。     

高效脱氮菌强化挂膜生物滤器对海水养殖尾水净化效果研究

为了提高海水养殖尾水的净化效率, 研究了利用高效脱氮菌强化挂膜后的生物滤器对静止和流动养殖尾水的净化效果。首先利用自主筛选的 3 株适应海水环境、可有效去除氨氮、亚硝酸氮及有机物的高效脱氮菌[花津滩芽孢杆菌(Bacillus hwajinpoensis)SLWX₂、嗜碱盐单胞菌(Halomonas alkaliphila)X₃ 和麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)SLNX₂]的不同组合强化挂膜, 根据成熟后的生物滤器对定量静止养殖尾水中 NH₄⁺ -N、NO₂^– -N、NO₃^– -N、 总氮(TN)及化学需氧量(CODMn)的去除效果, 选出对各无机氮去除效果最佳的菌种组合作为强化菌种再次挂膜, 分析不同浓度强化菌种挂膜对流动养殖尾水中 NH₄⁺ -N、NO₂^– -N 和 NO₃^– -N 的持续净化效果,以上实验均以自然挂膜组为对照。静止尾水处理实验结果表明, 各实验组中 NO₃^– -N 浓度先上升后下降, 对养殖尾水各项无机氮及有机物指标的去除效果均优于对照组。其中, SLWX₂+X₃+SLNX₂ 组合高浓度组对养殖尾水中的各项指标去除效果最佳, 在第 48 小时对 NH₄⁺ -N、NO₂^– -N、CODMn 和 TN 的去除率分别达到 100%、100%、80.7%和 59.5%。而自然挂膜对照组的去除率分别为 95.5%、50.52%、38.1%、13.44%, 且 NO3– -N 浓度持续上升。说明脱氮菌强化挂膜可明显提高生物滤器对养殖尾水的净化效率, 有效降低养殖尾水中氮素和有机物的浓度。后期连续流动尾水净化实验结果表明, 实验组和对照组生物滤器出水的 NH₄⁺ -N、NO₂^– -N、NO₃^– -N 浓度均低于进水的, 强化挂膜组的又均低于自然挂膜组的, 其中 106 CFU/mL 实验组对无机氮的去除效果均最佳, NH₄⁺ -N NO₂^– -N NO₃^– -N 的最大去除率分别为 31.6%、11.33%、 15.6%; 105 CFU/mL 实验组次之, 且出水氮素浓度可长期维持在较低水平。说明脱氮菌强化挂膜对各项无机氮的去除效果持续优于自然挂膜。本实验的结果为脱氮菌在海水养殖尾水净化中的应用提供了理论基础和技术支撑。     

2007—2016年威海市贝类养殖生产情况及碳汇评估

以威海市贝类主要养殖品种牡蛎、扇贝、贻贝、蛤等为例,概述了2007—2016年威海市贝类养殖生产情况,研究计算了10年来威海市主要养殖贝类的CO₂吸收固定量。经推算,威海市2016年主要养殖贝类减排大气CO₂的经济价值相当于3.24亿~13.0亿元,实现的碳汇作用相当于2 166.5 hm²森林。文章论述了贝类养殖碳汇的重要意义,并提出参照林业的碳汇对贝类养殖业的生态效益价值进行补偿或开展碳汇交易的建议。     

基于线粒体DNA分子标记的东太平洋茎柔鱼群体遗传多样性比较分析

为合理开发利用东太平洋茎柔鱼资源,需要准确掌握其种群结构。基于线粒体细胞色素b(Cytb)与细胞色素氧化酶Ⅰ(COⅠ)2个分子标记对茎柔鱼赤道海域与秘鲁外海2个地理群体的遗传多样性现状进行比较分析。分析认为,基于Cytb基因所有序列得到2个群体总的单倍型数、单倍型多样性指数、核苷酸多样性指数及平均核苷酸差异数分别为7、(0.397±0.079)、(0.001 09±0.000 96)和0.600,秘鲁外海群体单倍型多样性指数仅为(0.282±0.101),明显低于赤道海域群体。基于COⅠ基因所有序列得到2个群体总的单倍型数、单倍型多样性指数、核苷酸多样性指数及平均核苷酸差异数分别为17、(0.787±0.051)、(0.002 90±0.001 38)和1.802。单倍型网络关系图及两两群体间遗传分化系数F_st分析结果显示,赤道海域群体与秘鲁外海群体不存在显著的遗传差异(Cytb:F_st=0.005 91,P>0.05;COⅠ:F_st=0.055 23,P>0.05),2个地理群体可能在赤道海域海流的作用下发生基因交流。单倍型网络关系图、中性检验和核苷酸不配对分析结果均表明,茎柔鱼经历过近期群体扩张事件,发生群体扩张的时间在138 900～167 900年前。     

庙岛群岛海域浮游植物群落年际变化及与环境因子的关系

根据庙岛群岛海域(120.4°E ~121.0°E, 37.8°E ~38.2°N) 2015—2020 年 5 月(枯水期)和 8 月(丰水期) 12 个航次的浮游植物和水环境调查结果, 结合降水量数据和厄尔尼诺事件, 以研究气候变化过程中浮游植物的年际变化特征。结果表明, 共鉴定出浮游植物 4 门 45 属 109 种, 贡献率最大的为硅藻门(Bacillariophyta), 占藻类种类数的 85.32%, 甲藻门(Pyrrophyta)次之, 占藻类种类数的 11.93%。调查期间枯水期硅藻丰度比例一直高于 90%, 主要优势种为具槽帕拉藻(Paralia sulcata); 丰水期硅藻占比明显下降, 甲藻丰度比例由 0.5%逐渐升至 58.7%, 主要优势种为日本角毛藻(Chaetoceros nipponicus)和三角角藻(Tripos muelleri)。2018/2019 和 2019/2020 年厄尔尼诺影响期间, 2019—2020 年枯、丰水期浮游植物丰度与 2015—2018 年相比降幅达 93.2%。典范对应分析(CCA)结果表明, 影响浮游植物群落的主要环境因子依次为: 水温、降水量、SiO₃ ^2–-Si, 硅藻类优势种多受与降水量相关的 NO₃ ^– -N、 SiO₃ ^2–-Si、DIN 水平所调控, 而甲藻类主要影响因素为水温。其中具槽帕拉藻优势度与 SiO₃ ^2–-Si 浓度呈显著负相关 (P＜0.05), 日本角毛藻优势度与前两月降水量呈显著正相关(P＜0.05), 极端干旱条件下浮游植物群落结构相似性明显低于其他航次。     

獐子岛海域浮游植物的粒径结构及碳流途径

根据2011年6月、10月、12月和2012年4月4个航次对獐子岛海域水温、分粒径Chl a浓度、透明度等参数的调查数据,分析了该海域Chl a浓度的时空变化特征,探讨了浮游植物的粒径结构、光合固碳能力及碳流途径。研究结果显示,獐子岛海域表、底层Chl a浓度年变化范围分别为0.07–6.28 µg/L和0.16–5.28 µg/L,年平均浓度分别为(1.60 ± 1.38) µg/L和(1.31 ± 1.10) µg/L,存在显著的季节差异(P<0.05)和空间分布的不均匀性,表、底层Chl a含量秋、春季节差异极显著(P<0.01)。表、底层浮游植物粒径组成均以微型浮游植物(Nano-phytoplankton)为主,贡献率分别为50.85%和44.64%。典范对应分析(CCA)结果表明,NO3-、PO43-和NH4+的3种形态无机营养盐对微型浮游植物有显著的影响,而水温和NO2-对微微型浮游植物(Pico-phytoplankton)影响显著。该海域初级生产力变化范围为40.31–1017.64 mg C/(m2·d),平均为(386.07±281.80) mg C/(m2·d)。超过38.3%的总初级生产通过微食物环向高营养级传递并入经典食物链,微食物环在獐子岛虾夷扇贝养殖生态系统中扮演着重要角色。     

低温胁迫对鲤血液学和血清生化指标的影响

A total of 85 interspecific hybrid F₂ (Cyprinus carpiovar. wuyuanensis×Cyprinus pellegrini pellegrini) were cooled to specific temperatures and held at those temperatures over a maximum of 4 days in a waterrecycled and temperaturecontrolled aquarium inside. As a result, the blood homeostasis of experimental fish changed violently as acute temperature changed from 16 ℃ to 10 ℃ and 4 ℃ at a rate of 1 ℃·h^-1 according to the data we collected. Whole blood pH, also called extracellular pH (pHe) were very sensitive to temperature changes, where the re was a significant difference between 10 ℃ (7.41) and 16 ℃ (7.17) (P <0.01), compared to other values of hematology and serum chemistry. When the water temperature was continually decreased to an extreme temperature of 4℃, the content of Na⁺ of serum decreased remarkably in comparison with that of 10 ℃ and 16 ℃, which was 85.2 mmol·L^-1, 113.3 mmol·L^-1 and 118.7 mmol·L^-1, respectively. The values of hematology and serum chemistry also altered in gentle temperature changes of (10±2) ℃ and (4±2) ℃. Most values of serum chemistry and pH changed significantly, whereas the values of blood plasma changed slightly. pH was up slowly in 4 days at (10±2) ℃ and down slowly in 3 days at (4±2) ℃. A variety of values of serum chemistry changed remarkably both at (10±2) ℃ and (10±2) ℃, but the values of TP, TG and ALB only changed significantly at (4±2) ℃. These results distinguished at least two mechanisms involved in coldinduced stress in hybrid F₂. Coldinduced pH changes resulted in other values altered. What's more, pH correlated negatively with water temperature above 10 ℃, and the content of Na+. We also found that gentle te mperature changes will be physiologically compensated for on day one at (10±2) ℃ and on day 2 at (4±2) ℃ in hybrid F₂.