青岛陆源排污口邻近海域异养细菌的组成与分布

对青岛近海度假区、港口区、养殖区、工业区4类排污口邻近海域异养细菌的组成与分布进行了调查研究,采用海洋异养细菌平板涂布培养法分离细菌,基于16S rDNA的扩增性DNA限制性酶切片段分析(ARDRA)进行聚类筛选并测序鉴定。结果显示,青岛排污口邻近海域可异养培养的菌株分布于变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)4个细菌类群,变形菌门细菌数量占总测序数量的68%,其中γ-变形菌纲的数量在变形菌门中占88%;不同海域中细菌组成与分布有所不同,放线菌门和拟杆菌门的细菌种类较少且各海域分布有所不同,但γ-变形菌纲的弧菌属细菌(Vibrio sp.)在4类海域中均被发现,占总检测量的18.54%,其中溶藻胶弧菌(Vibrio alginolyticus)占弧菌总量的25%。不同海域也检测到V.parahaemolyticus、V.harveyi、V.campbellii、V.parahaemolyticus等水产养殖业的潜在致病菌。根据16S rDNA系统进化关系和细菌门类聚类分析得到的结论推断,工业区与养殖区海域的细菌组成和分布相似度较高,推断各海域的细菌组成与排污口类型有一定相关性。     

唐山附近海域春季表层沉积物重金属含量年际变化及污染评价

根据2006-2015年4个航次对唐山附近海域共70个采样站位的表层沉积物调查资料,分析了沉积物中Hg、Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和As 7种重金属的含量和年际变化特征,并利用超标率统计法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对其污染状况进行了评价.结果显示,调查海域表层沉积物中重金属含量总体水平较低,除个别站位的Cu和As超过第Ⅰ类标准值外,其他调查站位的重金属含量均符合第Ⅰ类标准.2006-2015年调查海域表层沉积物中7种重金属含量的年际变化略有不同,其中,Cu、Pb、Cd和Zn4种重金属含量相对比较稳定,Hg和Cr的含量表现为先升高后降低的趋势,而As的变化趋势不明显.地累积指数法评价结果显示,7种重金属的地累积指数(Igeo)多年平均值为Hg＞Cd＞Pb＞Cu＞As＞Cr＞Zn;而潜在生态风险评价结果显示,7种重金属的潜在生态风险系数(Eri)多年平均值为Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cu＞Cr＞Zn;两种污染评价结果一致,均显示Hg是唐山附近海域表层沉积物的主要污染因子,潜在生态风险最大.综合潜在风险指数(RJ)年际变化范围为44.26-153.18,平均值为89.92,属于低生态风险水平;RI年际变化基本表现为先升高后降低的趋势,表明近年来调查海域表层沉积物重金属的污染状况有所改善.     

渤海石油平台污损生物生态研究

2013年9月-2014年9月在渤海海域进行了污损生物挂板试验,共记录污损生物24种,以温带种和广温种为主,优势种是多棘麦秆虫(Caprella acanthogaster)、日本大螯蜚(Grandidierellajaponica)、理石叶钩虾(Jassa marmorata)、拟钩虾(Gammaropsis sp.)等.季板分析结果显示,表层季板的平均生物量为1764.23 g/m2,中层季板的平均生物量为2322.31 g/m2.试验海域全年均有污损生物附着,但种类和附着量季节性差异明显,污损生物附着盛期为夏季和秋季.污损生物群落Shannon-Wiener多样性指数(H')和Margalef丰富度指数(d)秋季最高.多元统计分析表明,污损生物群落按时间可分为3个群落类型,反映出渤海海域污损生物群落的季节变化明显.相关性分析显示,表层和中层试板污损生物的生物量与水温具有显著的相关性,相关系数分别为0.959和0.986(P＜0.01).     

黄河口海域夏季浮游植物的分布特征

根据２００４－２０１０年７个航次（每年８月初至９月上旬）共２００个站位的黄河口附近海域生态调查资料,研究其夏季浮游植物种类组成、丰度、优势种类和多样性指数的时空变化。结果表明,夏季黄河口海域共出现浮游植物１３７种,丰度变化范围为（７１．５１～２２９６．３１）×１０４个／ｍ３,优势种类历年变化较大,出现频率较高的优势种为中肋骨条藻（Ｓｋｅｌｅｔｏｎｅｍａｃｏｓｔａｔｕｍ）、垂缘角毛藻（Ｃｈａｅｔｏｃｅｒｏｓｌａｃｉｎｉｏｓｕｓ）、劳氏角毛藻（Ｃｈａｅｔｏｃｅｒｏｓｌｏｒｅｎｚｉａｎｕｓ）和菱形海线藻（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｎｅｍａｎｉｔｚｓｃｈｉｏｉｄｅｓ）;多样性指数值远岸区域普遍高于近岸区域,低值区多数位于入海的河口附近。聚类结果显示,调查区域大致可分为３个浮游植物群落。     

黄海绿潮漂浮浒苔对高光强胁迫生态适应机制研究

研究了绿潮暴发过程漂浮浒苔藻体独特悬挂分枝现象,及其对高光强逆境胁迫的生理生态适应性。2012-2014年连续3年跟踪监测黄海绿潮漂浮浒苔漂移过程,发现海面漂浮藻体多为气囊主枝,因受高光强胁迫大部分逐渐变白死亡,而水下悬挂分枝藻体可以躲避高光强逆境胁迫生存下来。进一步对青岛海域漂浮浒苔气囊主枝与悬挂分枝进行叶绿素荧光参数及显微细胞结构观察,结果显示海面漂浮藻体气囊主枝多呈白绿色,F_v/F_m平均约为0.29,叶绿素含量约为0.32 mg/g,细胞质多数发生偏移或萎缩变色,且部分细胞形成生殖细胞囊或已放散出生殖细胞;而悬挂分枝多呈绿色且F_v/F_m较高平均为0.6,叶绿素含量高达0.87mg/g,细胞质充实,仅少部分细胞萎缩。将气囊主枝与悬挂分枝放置于室内25℃、80μmol/(m2·s)条件下培养1周,发现气囊主枝的细胞均已形成繁殖细胞囊或已放散成空细胞,而悬挂分枝培养后则保持健康生长。该研究为进一步阐释黄海绿潮暴发机制提供了基础资料。     

基于SGA-RF算法的农业土壤镉浓度反演研究

在农业土壤重金属高光谱检测领域,土壤镉元素近红外光谱的高维、高冗余特性会严重影响高光谱反演模型的准确性和稳定性。为了解决上述问题,本文提出一种基于斯皮尔曼相关分析的遗传随机森林特征选择算法(SGA-RF)。该算法首先对初始特征集合使用基于斯皮尔曼相关分析的特征预选方法,筛选出大量冗余波段,保留与镉元素相关性最强的特征波段;其次在特征精选阶段,提出一种基于随机森林的适应度函数评估方法,该方法充分结合遗传算法强大的全局搜索能力和随机森林算法较高的反演能力,提高了对相似个体的区分能力,获得具有最小冗余度和最大区分性的最优特征波段子集。为了验证所提算法的有效性,选取青岛市大沽河流域具有代表性的124个土壤样品为实验对象,利用SGA-RF算法将原始2 051个波段优选至37个最具代表性的敏感波段,并与现有特征选择算法所建模型进行对比分析。试验结果表明,该特征选择方法与随机森林回归模型相结合具有较低的预测均方根误差(0.060 1),较高的相关系数(0.950 2)和预测相对分析误差(2.03)。作为应用可见/近红外光谱技术定量反演农业土壤镉浓度的重要步骤,SGA-RF算法以较少的敏感波段达到了较高的反演效果,可为监测土壤重金属污染情况提供一定的理论依据。     

悬浮物对中国明对虾幼体急性毒性效应研究

本文通过室内模拟试验研究水体中悬浮物对中国明对虾不同幼体期生长的急性毒性效应。以无节幼体、溞状幼体、糠虾幼体和仔虾为试验生物,设置不同悬浮物质量浓度的试验组,并对死亡幼体进行计数,建立死亡率和悬浮物质量浓度对数的响应关系,求解中国明对虾幼体96h半致死质量浓度值。试验结果表明,悬浮物对中国明对虾4个时期幼体的生长均具有显著影响(P0.01),悬浮物质量浓度与幼体死亡率呈线性关系,死亡率随悬浮物质量浓度的增加而升高;无节幼体、溞状幼体、糠虾幼体、仔虾的96h半致死质量浓度分别为741.31、457.09、912.02mg/L和1023.29mg/L,线性相关系数分别为0.9771、0.9753、0.9859、0.9798。4种幼体中溞状幼体受悬浮物影响最大,仔虾受影响最小。     

黄河口附近海域表层沉积物重金属污染状况及年际变化分析

根据2006-2014年共5个航次在黄河口附近海域采集的150个调查站位的表层沉积物样品的监测结果,对沉积物中Hg、Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和As共7种重金属元素的含量及年际变化趋势进行了分析,采用单因子标准指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染状况和潜在生态风险程度进行了评价.结果显示,7种重金属的含量除2011年少数调查站位的Cu和Pb超过第一类标准外,其他调查站位的重金属含量均符合海洋沉积物质量第一类标准.重金属Hg和Cd的含量相当,其含量明显低于其他5种重金属元素.7种重金属含量的年际变化有所不同,年平均单因子标准指数均小于1,表明调查海域表层沉积物质量状况良好.7种重金属元素的年平均单因子标准指数排序为Cu＞Cr＞As＞Pb＞Cd＞Hg＞Zn;其中,Cu的标准指数值较高,近10年来其标准指数均值达0.61,应引起重视并加强例行监测;其他6种重金属元素的单因子标准指数均值均小于0.4.潜在生态风险评价结果显示,各航次7种重金属的平均潜在生态风险系数Eir均小于40,属于低生态风险水平;7种重金属近10年平均Eir排序为Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cu＞Cr＞Zn;其中,Hg是该调查海域的主要潜在生态风险因子.综合潜在生态风险指数RI的年际变化范围为32.18-53.12,属于低生态风险水平;RI的年际变化趋势基本表现为先升高后降低、然后略微上升的趋势.     

绿潮漂浮浒苔繁殖特性的研究

我国黄海海域连续3年爆发大规模的绿潮,漂浮的绿藻在短短几个月之内生物量迅速增长,海域覆盖面积呈倍数扩增。选取漂浮绿藻中的优势种浒苔（Ulva prolifera）作为研究材料,对其繁殖特性进行研究。结果表明,每平方厘米藻体能够产生大约5.35×10⁶个游孢子或1.07×10⁷个配子;在繁殖高峰的5-8月间,一株成熟藻体25%左右的部分能够放散生殖细胞,产生约1.15×10⁷个游孢子或2.31×10⁷个配子。漂浮浒苔在此期间主要以单性生殖和无性生殖为主要繁殖方式,其中以单性生殖最为常见。其配子具有明显的正趋光性,合子具有负趋光性。漂浮浒苔的游孢子、配子或配子结合形成的合子均能发育成一株新的藻体。漂浮浒苔强大的繁殖能力是导致其生物量快速增长而引起绿潮爆发的主要原因之一。     

2014年青岛海域消亡漂浮浒苔生理特征研究

我国黄海绿潮每年周期性暴发,不仅对江苏、山东沿岸海洋生态环境和生态服务功能造成严重破坏,同时也产生巨大经济损失。针对绿潮漂移至北黄海后迅速消亡的实际情况,本文采用卫星遥感监测、海上监测、室内实验等手段,对2014年青岛海区绿潮漂移过程、分布海域、覆盖面积动态变化、生长速率、藻体生理特征等方面进行了系统的研究,初步探究总结了黄海绿潮藻衰亡规律。结果显示： 5月底绿潮开始影响青岛海区,6月至7月中上旬,绿潮影响规模不断扩大,达到峰值后,覆盖面积逐渐减小,直至8月中旬,青岛及周边海区的漂浮藻体逐渐消失;2014年7月青岛海区围隔实验显示,藻体生物量日生长率仅2%/d左右,偶尔出现负增长现象;海区漂浮藻体呈浅绿或黄绿色,部分发白,藻体多为囊状,管状和褶皱状,藻体细胞间隔增大,部分细胞出现颗粒化,并且少量藻体出现生殖细胞放散等现象,且藻体荧光活性均小于0.52,叶绿素含量普遍偏低,约0.3mg/g左右,以上现象表明青岛海区漂浮藻体已处于退化衰亡状态。本研究为阐释黄海绿潮消亡机制提供理论依据,为今后绿潮灾害防控工作提供支撑。