象山湾常见海洋生物体内微塑料的丰度、形态和成分组成研究

海洋微塑料污染已成为全球性环境问题,生物体内微塑料污染水平是评估其生物效应的基础。本研究以象山湾为例,研究了10种常见海洋生物(贝类、头足类、甲壳类和鱼类)的消化道、鳃和肌肉等组织内微塑料污染状况。结果显示,微塑料广泛存在于各种生物的消化道和鳃等组织内,在61.0%的生物个体内共检出131个微塑料,平均丰度为(1.3±1.5)个/个体;其化学成分包括人造丝(RY; 74.0%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET; 14.5%)、聚丙烯(PP; 3.8%)和聚酰胺(PA; 3.1%)等9种类型。检出纤维状、碎片状和颗粒状3种形状的微塑料,分别占95.4%、3.1%和1.5%;所有检测物种中均出现人造丝和纤维状微塑料。微塑料粒径在110~4796 μm之间,平均为(1246±1119) μm,以≤1000 μm的微塑料占比最高(55.2%)。养殖设施产生的典型泡沫状微塑料或聚乙烯(PE)、聚丙烯和聚苯乙烯(PS)塑料类型在生物体内出现频率和丰度较少。研究结果可为深入认识近海生物体内微塑料污染特征及其生物效应提供科学依据。     

春夏季闽江口和兴化湾鱼类数量特征的研究

为了考察春夏季闽江口和兴化湾鱼类数量特征,利用2008年4月(春季)和9月(夏季)这两个海域渔业资源调查资料,研究这两个不同生态类型海域鱼类密度的时空分布,分析优势种特征、以及地形地貌、海流和水文等因素对鱼类分布的影响。结果表明,春季闽江口鱼类重量密度(165.31kg/km2)和尾数密度(15.89×103ind/km2)都低于兴化湾重量密度(638.4kg/km2)和尾数密度(19.73×103ind/km2),夏季相反,闽江口鱼类重量密度(1728.83kg/km2)和尾数密度(158.81×103ind/km2)远远大于兴化湾重量密度(1378.20kg/km2)和尾数密度(58.15×103ind/km2)。这些与闽江口和兴化湾鱼类资源生态特征有一定的关系:依据优势性分析,在兴化湾,优势种以地方种为主,除了六指马鲅,其它主要优势种优势性不明显,对总密度变化的贡献不大。而闽江口,优势种大多是洄游性经济鱼类,其中凤鲚重量密度和尾数密度明显高于其它优势种。春季洄游性鱼类尚未游到闽江口海域产卵,这是闽江口鱼类资源重量密度远远小于兴化湾的原因。夏季有较多鱼类洄游到闽江口,是这一海域鱼类数量激增的主要原因。春季...     

流沙湾养殖结构优化与生态环境生物修复技术

建立了一种贝-鱼-藻养殖结构优化与生态环境生物修复系统,该系统通过网栏设置33.3hm2半封闭的养殖海区进行试验研究,在示范海区内设置3个功能不同的养殖区,贝类养殖与珍珠培育区、鱼类网箱养殖区、大型海藻栽培区,进行鱼类与大型海藻间养和珍珠培育。经过10个月的结构优化养殖和生态环境生物修复控制,示范海区水域水质和生物环境得以明显改善。示范海区透明度显著高于毗邻海区(P<0.05),悬浮物含量显著低于毗邻海区(P<0.05);示范海区总氮、总磷营养盐浓度随养殖期的延长逐渐升高,到9月份达到最高值,以后则逐渐下降;示范海区水域浮游生物数量随养殖时间的延长逐渐升高,浮游生物量明显高于毗邻海区(P<0.05)。示范海区养殖生物生长良好,共收获鱼类21365kg、大型海藻3091.3kg、珍珠33.5kg。育珠贝存活率为73.9%、育珠贝留核率为49.9%,优质珠比率13.7%、珠层厚度平均472μm,珍珠质量明显提高。示范海区光能利用率为0.20%,总能量转化效率为34.58%,单位净产量耗总能为2.8919MJ/kg。     

春季和夏季流沙湾浮游植物营养限制研究

采用室内营养加富法研究了2008年流沙湾春季和夏季营养限制状况.结果表明,春季和夏季N、P、Si、Fe等单营养添加缸浮游植物均无显著的促进效应,与对照差异不显著;而N、P和N、P、Si多营养添加缸均显著促进了浮游植物的增长.其中春季N、P缸和N、P、Si缸浮游植物叶绿素a最大生物量分别为49.9 mg/m3和38.4 mg/m3,夏季N、P缸和N、P、Si缸叶绿素a最大生物量分别达14.2 mg/m3和49.4 mg/m3.N、P协同限制流沙湾浮游植物生长;流沙湾大规模高密度贝类养殖导致的营养沉降作用和大型藻类和海草类生物代谢作用可能是造成流沙湾浮游植物营养限制的主要因素.流沙湾浮游植物受到养殖贝类高摄食压力及海域低营养供给共同作用,导致生态系统结构不平衡.     

柘林湾沿岸对虾养殖环境的氮磷负荷与区域分布

研究了柘林湾沿岸对虾养殖产生的环境氮磷负荷及其来源的数量和比例。2006年柘林湾沿岸对虾养殖产生的环境氮负荷为210.21t,其中来源于对虾的排泄氮、粪氮和残饵氮分别为157.10t、39.61t和13.50t;环境磷负荷为45.45t,其中排泄磷、粪磷和残饵磷分别为4.93t、24.87t和15.65t。对虾养殖环境氮负荷主要来源于对虾的排泄,占氮负荷的74.74%,而磷负荷主要源自粪便,占磷负荷的54.72%。柘林湾沿岸对虾养殖的环境氮磷负荷量以湾北部沿岸最大,北部、西部和东部沿岸环境氮负荷分别为144.86t、53.99t和11.36t,环境磷负荷分别为31.32t、11.68t和2.46t。     

桑沟湾沉积物有机质的碳氮稳定同位素分析及其来源解析

本研究分析了桑沟湾表层沉积物的粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、碳和氮稳定同位素(δ13C和δ15N)的时空分布特征,估算了贝藻生物沉积对近海沉积物有机质的贡献。结果显示,桑沟湾沉积物成分组成以粉砂为主,且粒径分布与海水养殖和水动力学条件密切相关;TOC、TN的季节变化和平面分布均呈相似性,数值上总体表现为春季最高,秋季最低,季节差异不大,在贝藻、鱼贝和贝类养殖区域出现较高值;而δ13C和δ15N的季节变化和平面分布有较大差异。从相关性分析可以看出,TOC和TN呈极显著正相关(r=0.955, P<0.001),表明桑沟湾表层沉积物的TOC和TN具有同源性。根据对δ13C和C/N的综合分析表明,贝类生物沉积、海带(Saccharina japonica)和土壤有机质是桑沟湾沉积物有机质的主要来源。采用三元混合模型估算得到贝类生物沉积贡献率为67.52%,土壤有机质贡献率为26.47%,海带贡献率为5.97%。研究表明,海洋贝藻生物沉积对近海碳埋藏具有显著影响。     

流沙湾浮游植物群落特征季节变化及其与养殖活动的关系

流沙湾是中国海水珍珠“南珠”的主产区和广东省重要的贝类养殖区。为评估湾内养殖活动的环境效应,于2015~2016年对流沙湾海区进行了夏(8月)、秋(11月)、冬(2月)、春(5月) 4个季节的浮游植物和海水理化因子调查。共检出浮游植物171种,包括硅藻门43属122种、甲藻门 10属44种、蓝藻门2属2种、金藻门2属2种和裸藻门1属1种。流沙湾内湾浮游植物细胞丰度为(0.05~79.04)×104个/L,夏季>春季>秋季>冬季,且夏季丰度远大于其他三季,内湾和外湾差异不显著。春季须状角毛藻(Chaetoceros crinitus)、红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum)和明壁圆筛藻(Coscinodiscus debilis)为主要优势种,夏季优势种主要为中肋骨条藻(Skeletonema costatum),秋季优势种主要为拟弯角毛藻(Chaetoceros pseudocurvisetus)、奇异棍形藻(Bacillaria paradoxa)、洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus),冬季主要优势种为威氏圆筛藻(Coscinodisus wailesii)、柔弱根管藻(Rhizosolenia delicatula)、岛脆杆藻(Fragilaria islandica)。其中,奇异棍形藻为春、秋、冬季的优势种,红海束毛藻为春、夏、秋季的优势种。冗余分析表明,流沙湾浮游植物优势种在春季与水温和氨氮密切相关,夏季受透明度显著影响,而在秋、冬季受亚硝酸氮含量影响显著。流沙湾不同养殖区的浮游植物多态性和丰度有明显季节差异。与2012年相比,流沙湾外湾的养殖覆盖率提高了近50%,内湾的珍珠贝养殖减少了近90%,养殖品种、规模和分布格局都发生了明显变化,目前流沙湾的浮游植物群落特征正是对其变化的一种响应。夏季鱼类网箱养殖提高了水域营养盐水平并降低了浮游植物多样性。大规模的扇贝养殖则导致了扇贝养殖区浮游植物丰度的降低。     

2018年春季和夏季莱州湾营养盐结构及限制特征

根据2018年5、8月莱州湾的生态调查资料,采用营养盐限制法则及潜在性富营养化评价模式等方法,对莱州湾无机氮(DIN)、活性磷酸盐(PO34–-P)和硅酸盐(SiO23–-Si)的平面分布、结构及限制特征进行了分析。结果显示,2018年5、8月莱州湾的DIN浓度范围为1.64~106.36 μmol/L,平均值为24.18 μmol/L,5月明显高于8月;PO34–-P浓度范围为0~2.010 μmol/L,平均值为0.182 μmol/L,8月明显高于5月;SiO23–-Si浓度变化范围为0.97~78.93 μmol/L,平均值为18.30 μmol/L,8月明显高于5月。DIN、PO34–-P、N/P高值区主要位于莱州湾西部的小清河口和黄河口附近海域;SiO23–-Si、Si/N、Si/P高值区主要位于湾底部、龙口–莱州近岸海域。对营养盐结构的分析表明,莱州湾存在明显的磷限制和枯水期的硅限制,陆源输入是莱州湾营养盐的主要来源。营养盐结构限制平面分布表明,春季莱州-招远养殖区和夏季东营-潍坊养殖区易引发赤潮,夏季莱州–招远养殖区初级生产力受到一定限制,对养殖业造成一定的影响。     

长牡蛎食物组成的高通量测序分析

为了更加细致地甄别滤食性贝类的食物组成,于2019年8月,以北方规模化典型养殖海湾——桑沟湾养殖的长牡蛎(Crassostrea gigas)为研究对象,运用Illumina高通量测序技术对长牡蛎的胃含物及所处养殖水体中的真核生物进行分析研究。结果显示,扩增18S rDNA V4区平均得到111,359个有效序列短片段,在97%相似性水平上划分OTUs (operational taxonomic units),聚类后得到239个类别。其中,长牡蛎胃含物中的真核生物分属于34个门,绿藻门(Chlorophyta)、甲藻门(Pyrrophyta)、链形植物(Streptophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)和原生动物(Protozoa)等为主要类群。所处养殖水体中的真核生物分属于37个门,绿藻门、脊索动物门(Chordata)、节肢动物门(Arthropoda)、甲藻门和硅藻门等为主要类群。结果表明,浮游植物是长牡蛎的主要食物来源,链型植物和原生动物也有一定的贡献,分别占总食物贡献量的10.43%和4.11%。研究结果为深入认识滤食性贝类的摄食生态学及其在养殖生态系统物质循环和能量流动中发挥的作用提供了数据支撑。     

莱州湾渔业资源群落结构和多样性的年际变化

根据2009-2013年每年8月在莱州湾水域进行的渔业底拖网调查数据,采用生态多样性指数和多元统计分析等方法,研究了该海域的渔业资源群落结构和多样性特征的年际变化.结果显示,调查共鉴定出100种资源种类,其中鱼类56种;渔业资源种类和资源量存在明显的年际变化,2013年渔业资源种类数为2012年种类数的84.4％,仅为2009年的60.3％,平均网获质量明显下降.鱼类优势种组成存在年际更替现象,主要由经济价值高、个体大的种类向经济价值低、个体小的种类演替.各生态多样性指数均呈现下降趋势,Margalef种类丰富度指数(R)变化范围为2.67-3.95,Shannon-Wiener多样性指数(H')变化范围为0.70-3.83,Pielou均匀度指数(J')变化范围为0.12-0.63.聚类分析(CLUSTER)和多维标度分析(MDS)分析表明,在相同的相似性水平上分组,组内平均相似性与组间相异性变大.单因子相似性分析(ANOSIM)表明,各年渔业群落结构均存在显著差异(P＜0.05).综上所述,莱州湾渔业资源逐年衰退,优势种更替明显,群落结构发生明显变化,多样性呈下降趋势.