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。     

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。     

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。     

Study on limiting nutrients and phytoplankton at long‐line‐culture areas in Laizhou Bay and Sanggou Bay,northeastern China

• 1. Concentrations of major nutrients (NH₄⁺‐N, NO₃^?‐N, NO₂^?‐N, HPO₄^?‐P, Si(OH)₄‐Si) were measured, nutrient enrichment experiments (oxygen‐production bioassay) were conducted and phytoplankton were analysed at typical long‐line‐culture areas in Laizhou Bay and Sanggou Bay, northeastern China, from March 2001 to March 2002.
• 2. Generally, much variation of nutrient indices was detected among the sampling stations, between the two bays and in different seasons: the concentration of dissolved inorganic nitrogen (DIN) fluctuated more violently and ranged much more widely in Sanggou Bay. N‐limitation was usually found in both bays, and the ranking of limiting potentials of major nutrients was N>Fe>P=Si in Laizhou Bay and N>P>Fe>Si in Sanggou Bay. Diatoms dominated the phytoplankton community in Sanggou Bay, but only dominated in eight months (with flagellates dominant in four months) in Laizhou Bay.
• 3. Linear and nonparametric correlation analyses suggested that a large number of the nutrient and phytoplankton variables measured have intrinsic relationships within themselves. Much more complicated correlations between phytoplankton and nutrient indices were found in Laizhou Bay than in Sanggou Bay. This, together with the violent fluctuations of DIN concentrations, indicated a more fragile ecosystem stability in Sanggou Bay.
• 4. The relatively exposed locations and less crowded settings of the rafts in the long‐line‐culture areas in Laizhou Bay allowed for a better water exchange, and the effect of aquaculture activity on the environment was not significant. Because of the intensity of aquaculture activities in Sanggou Bay, the biological, chemical and physical characteristics in the bay are greatly affected; a reduced cultivation density based on more comprehensive studies of carrying capacity of the bay is suggested.

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莱州湾扇贝养殖区浮游藻类的生态特征

2015年4—11月对莱州湾扇贝养殖区的5个海域进行了8个航次的生态学调查,分析了浮游藻类的群落组成、密度、Shannon-Winner多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数和McNaughton优势度指数。调查结果表明,调查海域共鉴定出浮游藻类7门73种,其中硅藻最多,共43种,占藻类种数的58.90%。藻类密度为0.76×104~70.12×104个/L,最高密度在6月,最低在11月。藻类多样性较好,发生赤潮的概率较小。     

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。     

贝壳上污损生物的重量对栉孔扇贝生长和存活的影响

对网笼养殖的栉孔扇贝壳上污损生物的数量进行了研究，发现9～11月贝壳上污损生物的湿重分别为1．47、0．49和2．09g，与上壳重的比值分别为28．16％、10．24％和31．29％。通过在栉孔扇贝上壳添加上壳干重0．5、1、2和3倍重的水泥，用以模拟附着在扇贝壳上的污损生物，设不添加水泥的对照组，对贝壳上污损生物的重量对栉孔扇贝生长和存活的影响进行了研究。结果表明，实验组扇贝壳长、闭壳肌和剩余软体组织的特定增长率及存活率与对照组均没有显著差异（P〉0．05），说明贝壳上的污损生物的重量没有影响扇贝的生长和存活。     

粤东柘林湾浮游植物群落组成及水体营养盐分布特征

2003年4月对粤东柘林湾进行的浮游植物及营养盐调查结果表明,柘林湾海域采集浮游植物59种、属,其中硅藻为优势类群,中肋骨条藻、丹麦细柱藻和窄隙角毛藻为海区优势种。浮游植物数量分布呈湾外向湾内递减趋势。调查海域柘林湾的SiO2 3表现为保守性行为,其分布主要是受物理因素的影响;PO3 4的行为是非保守性的,受浮游生物的影响较大;DIN的含量较高,超过国家三类海水的水质标准。如以Justic和Dortch等提出的营养盐限制因子标准来衡量,柘林湾海域浮游植物生长主要是受控于磷因子的限制。