海州湾双船有翼单囊拖网渔获物组成及选择性分析

为支撑《全国海洋捕捞渔具目录》的制定,利用套网法分别于2015年10月、2016年9月、2017年8月在黄海区海州湾渔场开展了黄海双船有翼单囊拖网网囊网目选择性试验,研究该网具的渔获物组成及选择性。基于渔获物分析,获得该类网具渔获物种类组成、主要渔获物、幼鱼比例、逃逸率及逃逸产值等参数,并利用Logistic选择性模型获得该类网具选择性曲线。结果表明,双船有翼单囊拖网对渔获物种类的选择能力较差,具有捕获栖息于作业海域绝大多数种类的能力。渔获物组成中,8月份渔获物幼鱼比例较高,达到90%,且渔获物产量及产值均较高;9月份渔获物产量及产值均低于8月份,平均产值约为1 666元·h~(-1);而10月份渔获物产量及产值均最低,平均产值约为800元·h~(-1)。随网目尺寸增大,渔获物逃逸率及50%选择体长L_(0.5)均逐渐增大,且尾数逃逸率高于质量逃逸率。试验结果显示,该网具主要渔获物中小黄鱼(Larimichthys polyactis)、银鲳(Pampus argenteus)、蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)幼鱼比例非常高,而其他重要经济渔获物种类幼鱼比例低于65%(8月份除外),为保护小黄鱼等小型经济鱼类渔业资源,建议将该类网具秋季最小网目尺寸定为60mm(网目内径)。     

不同海拔稻鲤综合种养梯田大型底栖动物群落结构特征

2019 年 5—8 月在云南省红河县哈尼梯田研究了不同海拔(570 m 和 1840 m)稻鲤综合种养梯田中大型底栖动物的群落结构。结果表明: (1)低海拔梯田内共发现大型底栖动物 25 种, 隶属 3 门 3 纲, 其中寡毛纲(Oligochaeta) 9 种, 昆虫纲(Insecta)16 种, 腹足纲(Gastropoda)1 种; 高海拔梯田内共发现大型底栖动物 24 种, 隶属 2 门 2 纲, 其中寡毛纲 3 种, 昆虫纲 21 种。寡毛纲和昆虫纲是高、低海拔梯田的主要大型底栖动物类群, 且种类组成差异显著 (P<0.05)。高、低海拔梯田均发现了摇蚊属(Chironomus)和长跗摇蚊属 (Tanytarsus)水稻害虫, 此外, 在低海拔梯田还发现了水稻害虫福寿螺(Pomacea canaliculata)。(2) 4 个月份 Jorgensen 指数值和 Jaccard 相似性指数值均说明不同海拔梯田中大型底栖动物群落结构存在较大差异。(3) 6 月和 7 月, 高、低海拔之间 Shannon-Wiener 多样性指数、 Pielou 均匀度指数、Margalef 丰富度指数在同一月份差异显著(P<0.05), 其余月份差异不显著(P>0.05)。(4)双因素方差分析表明, 月份和海拔对不同海拔梯田中的大型底栖动物密度影响显著(P<0.05), 月份对生物量影响显著 (P<0.05), 而海拔对其影响不显著(P>0.05), 月份和海拔间均存在交互作用(P<0.05)。研究表明, 月份和海拔是影响不同海拔哈尼梯田稻渔综合种养系统大型底栖动物群落结构的主要因素, 同时, 鲤的摄食压力也是导致大型底栖动物群落结构变化的重要因素, 鲤可以有效降低梯田中水稻害虫的生物量。     

黄条鰤胚胎发育和早期仔鱼生长的温盐适应特性

采用实验生态学、形态测度和分子生物学的方法,研究了温度、盐度对大洋性经济鱼类黄条鰤(Seriola aureovittata)胚胎孵化率、初孵仔鱼畸形率、内源性营养吸收利用、生长基因表达、存活指数(SAI)和饥饿不可逆点(PNR)的影响,并对早期仔鱼活力进行了评价。结果显示,在最适水温20~22 ℃条件下,胚胎孵化率最高,达75%~81%,且初孵仔鱼畸形率低于6.7%,胚胎发育的温度系数Q10值最接近2,且初孵仔鱼全长和卵黄囊体积最大。受精卵在盐度＞30时漂浮在水面,而在盐度为20~25时悬浮在水中,在盐度为10~15时下沉于水底部。受精卵胚胎发育的最适盐度范围为30~35,胚胎孵化率达79%~80%,初孵仔鱼畸形率低于6.0%。在4个不同温度条件下(18、20、22、24 ℃)初孵仔鱼卵黄囊吸收利用速率随着温度的升高而加快。不同盐度条件下,初孵仔鱼的SAI值表明,盐度为30~35时,仔鱼的SAI值较高且峰值出现在盐度为30组,而盐度为10组仔鱼SAI值最低。在水温为20~22 ℃时,6 d仔鱼的初次摄食率最高(78%),PNR出现在7~8 d。初孵仔鱼在水温为20~24 ℃、盐度为30~35条件下,IGF-1 mRNA表达水平显著高于其他实验组。饥饿条件下,IGF-1 mRNA在饥饿后第2天显著升高,其后在第3~4天显著下降,但仍保持较高表达水平,随着饥饿的进行继续下降至显著低于开口期表达水平。本研究明确了黄条鰤受精卵孵化的最适温度为20~22 ℃、最适盐度为30~35,并建立了初孵仔鱼活力评价的指标,研究结果可为建立规范化的黄条鰤胚胎孵化和苗种培育技术提供依据。     

许氏平鲉仔鱼、稚鱼、幼鱼肠道微生物群结构特征

采集常规饲养的健康许氏平鲉1日龄仔鱼,9、20日龄稚鱼,54、95日龄幼鱼,运用Illumina MiSeq PE300平台,对其肠道微生物的16S rDNA V3~V4可变区进行高通量测序,共获得1039个运算分类单位、667个属。在丰度高于1%的菌属水平上,野生鱼肠道菌群丰度的平均值(86%)远高于幼鱼时期的平均值(73.5%)。不动杆菌属为仔鱼、稚鱼、幼鱼肠道中最优势菌属(丰度为26.2%~45.3%);短芽孢杆菌属次之。结合共有菌属分析获得11个核心菌群,芽孢杆菌属、短芽孢杆菌属、不动杆菌属、根瘤菌属等的丰度随仔鱼、稚鱼、幼鱼生长先升后降,均在54日龄时丰度最高;弧菌属则呈现相反的趋势(0.37%~12.41%),54日龄时丰度最低。仔鱼、稚鱼、幼鱼与野生个体肠道仅有14个共有菌属,短芽孢杆菌属、Massilia的最小丰度值分别是野生个体肠道中最大丰度值的9倍和32倍,差异明显。本研究揭示了许氏平鲉仔鱼、稚鱼、幼鱼肠道菌群结构特征及其发生、发育的过程,为苗种繁育阶段肠道生理健康调控提供理论依据。     

钩虾对大型海藻的摄食选择及其潜在的碳汇分析

经食物链形成的“碳封存”和“碳转移”是海洋渔业碳汇的重要方面。大型海藻是海洋生态系统中最主要的初级生产力之一,也是最高效的固碳生物类群之一,端足类是大型海藻群落中非常重要的消费类群,处于食物链物质循环和能量传递的中间环节,承担着“碳转移”的职责。本文以山东半岛端足类中华原钩虾(Eogammarus possjeticus)为实验对象,开展了其对5种大型海藻[浒苔(Ulva prolifera)、肠浒苔(U. intestinalis)、扁浒苔(U. compressa)、线形硬毛藻(Chaetomorpha linum)和丝毛藻(Cloniophora sp.)]的摄食研究,比较了中华原钩虾对5种大型海藻的摄食率,分析了摄食率与海藻的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、碳氮比(C/N)和干湿比(DW/FW)等指标的相关性,揭示了中华原钩虾对海藻的摄食选择性特征,初步探讨了钩虾潜在的碳汇影响。结果显示,中华原钩虾对肠浒苔和浒苔具有较高的摄食率,分别为0.81和0.80 g鲜重/(g·d),而对线性硬毛藻摄食率最低,为 0.19 g鲜重/(g·d);中华原钩虾选择栖息于大型海藻的个体数量比例以丝毛藻最高,其次为肠浒苔和浒苔;中华原钩虾的摄食率与海藻TOC含量和C/N呈显著正相关(P<0.05),而与TN含量和DW/FW呈显著负相关(P<0.05)。研究表明,中华原钩虾对大型海藻的摄食选择与海藻TOC、TN、C/N和DW/FW均显著相关,且偏向于在结构复杂、细丝状分枝多而密集的海藻中栖息。钩虾优先选择固碳量较高的浒苔类绿藻,能够快速将其固定的碳向更高营养级传递转移,可加速实现碳封存或碳移出,对海洋渔业碳汇进程可能会产生影响。     

渔业碳汇与碳汇渔业定义及其相关问题的辨析

本文基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于碳汇和碳源的解释和水生植物固碳特点,对2010年提出的渔业碳汇和碳汇渔业的定义进行修订,强调了渔业碳汇功能和增汇的基本表达方式和水生植物在渔业碳汇中的重要作用,进一步解释了通过水生藻类养殖、滤食性贝类和鱼类等养殖、渔业生物群体捕捞和增殖等渔业生产活动促进水生生物“移出和储存”CO2等温室气体的过程和机制。分析了贝类养殖在不需要投放饵料的前提下,通过滤食浮游植物及有机碎屑等颗粒有机物大量使用水体中CO2的过程及机制,从能量收支层面论述了使用碳、移出碳、储存碳和释放碳4个碳库的特征及其数量关系,进而证实贝类养殖提升了水域生态系统碳汇能力,是碳汇而不是碳源。贝藻养殖碳汇评估结果表明,随着海水养殖生产持续发展,近20年我国近海贝藻养殖碳汇有较大幅度的增加,总碳汇量从2001年394万t增加到2020年659万t,其中近三年(2018—2020)平均总碳汇量为648万t (相当于每年义务造林87万hm2);净碳汇量从2001年255万t增加到2020年430万t,近三年(2018—2020)平均净碳汇量为422万t (相当于每年义务造林56万hm2)。最后,提出了健康持续、深入发展碳汇渔业的相关建议。     

中国对虾ATG5基因的克隆及其在pH、碳酸盐碱度胁迫下的表达分析

采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得中国对虾(Fenneropenaeus chinensis) ATG5基因cDNA全长,命名为FcATG5。利用实时荧光定量技术分析了FcATG5的组织表达及其在pH和碳酸盐碱度胁迫下的表达特征,并利用RNAi技术验证其功能。基因分析显示,FcATG5 cDNA全长为2225 bp,开放阅读框为810 bp,编码269个氨基酸,预测其编码的蛋白质分子量为31.103 kDa,理论等电点为5.59,为疏水性蛋白,包含1个APG5自噬相关蛋白结构域,无跨膜结构,不包含信号肽。同源性和系统进化分析显示,FcATG5具有高度保守性,与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)同源性最高(98.14%)。组织表达分析显示,FcATG5在中国对虾各组织中均有表达,肌肉中表达量最高(P<0.05),血淋巴细胞中最低(P<0.05)。pH胁迫后48 h,FcATG5在鳃中的表达量最低,为对照组的1.68倍;胁迫后96 h最高,为对照组的2.67倍。碳酸盐碱度胁迫后12 h,FcATG5在鳃中表达量最高,为对照组的2.77倍;胁迫后96 h最低,为对照组的1.30倍。干扰实验结果显示,pH和碳酸盐碱度胁迫下,沉默FcATG5基因会使中国对虾死亡率显著增高(P<0.05),表明该基因的表达量越高,越有利于中国对虾存活。实时定量结果表明,FcATG5在pH、碳酸盐胁迫下的表达量均显著升高(P<0.05),推测自噬可能参与中国对虾应对非生物胁迫的调控。本研究结果对水生动物特别是甲壳动物中细胞自噬研究具有重要的借鉴意义,有助于推进中国对虾盐碱水养殖的研究进程。     

浒苔碳汇功能评估及其扩增途径

浒苔(Ulva prolifera)不仅是绿潮暴发的主要生物种类,也是海洋中重要的碳汇生物。浒苔生长速度快、繁殖方式多样、抗逆能力强,能够在短时间内形成大规模生物量,本文在此基础上评述了中国近海浒苔生物在生长和漂移过程中的固碳特点：浒苔具有独特的高pH诱导HCO3–利用机制,可提高HCO3–的吸收效率,并促进漂浮浒苔对空气中CO2的吸收,同时,C4固碳途径增强了漂浮浒苔在高光辐射时的碳固定效率,这种多样化的碳吸收和碳固定模式,使漂浮浒苔光合固碳能力增强,漂浮状态下可以快速积累生物量。以上特点使得浒苔的固碳效率显著高于主要养殖藻类,如海带、裙带菜和紫菜等。2007年以来,黄海海域连续15年暴发世界上最大规模浒苔绿潮,最大分布面积年均在3万km2以上,最大覆盖面积年均超过500 km2,浒苔生物量年均在150万t以上,据此估算,2008―2020年净碳汇量为2.5~27.5万t,年均超过7.8万t,高于主要养殖藻类,如江蓠、紫菜和裙带菜的年均固碳量,仅次于海带的年均固碳量。浒苔巨大的生物量和强大的碳固定能力使其成为一个潜在的、不可忽视的海洋碳汇和碳储途径,建议浒苔绿潮暴发时,进一步加强浒苔打捞力度和资源化利用程度,实现碳利用和去富营养化的双赢,推动浒苔碳汇产业早日加入碳市场,使其成为一个新的低碳经济增长点。     

滤食性贝类养殖碳汇功能研究进展及未来值得关注的科学问题

我国是世界海水滤食性贝类养殖第一大国,滤食性贝类及其所处的近海生态系统与碳的生物地球化学过程关系密切。本文概述了滤食性贝类养殖碳汇研究进展,分析了目前在支撑数据的科学性和系统性、对关键过程和机理认知等方面存在的问题,提出了后续在碳汇形成过程和机制的基础研究、方法学研发和交易体系建设、碳汇扩增模式构建和产业化应用等亟需持续深入的方向。研究结果将为深入认识和科学评估滤食性贝类养殖生态系统的碳汇效应及其服务国家“双碳”战略目标的潜力提供科学依据。