桑沟湾楮岛大叶藻床区域菲律宾蛤仔的生态贡献

桑沟湾楮岛大叶藻(Zostera marina L.)床周边存在大量的底栖菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum),为摸清菲律宾蛤仔的生理活动与大叶藻的相互作用,2016年5~7月,在菲律宾蛤仔和大叶藻集中分布区,评估了菲律宾蛤仔种群资源量,现场流水法测定了菲律宾蛤仔个体水平的摄食、代谢生理,围隔实验法探讨了种群水平蛤仔与大叶藻的相互作用。结果显示,桑沟湾楮岛大叶藻床海区菲律宾蛤仔的平均生物量为(572.00±20.23) ind./m2,大(壳长为3.50~4.10 cm)、中(壳长为3.00~3.50 cm)、小(壳长为2.00~3.00 cm)规格各占9.01%、43.60%和47.38%。菲律宾蛤仔的排氨率、耗氧率、滤水率、摄食率分别为(0.44±0.15)~(1.40±0.35) μmol/(ind.·h)、(0.21±0.02)~(0.33± 0.08) mg/(ind.·h)、(0.69±0.38)~(0.83±0.66) L/(ind.·h)和(2.57±0.41)~(3.41±0.68) mg/(ind.·h),且都随体重的增加而增大。围隔实验设有3个实验组(蛤仔组、大叶藻组和大叶藻+蛤仔组),1个空白组,每组3个平行(大叶藻30茎枝左右、蛤仔15个左右),实验进行4 h。研究表明,蛤仔组、大叶藻+蛤仔组和大叶藻组间的溶氧浓度存在显著差异(P<0.05);蛤仔组与其他3组的氨氮浓度存在显著差异(P<0.05);蛤仔组、大叶藻+蛤仔组与空白组的水体颗粒物浓度存在显著差异(P<0.05),大叶藻组与空白组差异不显著(P>0.05)。桑沟湾楮岛海区菲律宾蛤仔养殖面积约为0.5 km2,蛤仔每天可以过滤46 t海水中的悬浮颗粒物,并为大叶藻提供0.4 t的氨氮。本研究为深入揭示大叶藻海区菲律宾蛤仔的生态作用提供了基础数据。     

温度对凸壳肌蛤能量收支的影响

凸壳肌蛤(Arcuatula senhousei)是虾蟹等养殖品种的优质饵料生物,也是极具养殖潜力的贝类品种。为了深入了解其生理代谢,利用室内静水法对不同温度(7℃、15℃、23℃、31℃)凸壳肌蛤的摄食率、排粪率、耗氧率、排氨率等生理指标进行了研究,并建立了能量收支方程。结果显示,23℃时的滤水率、摄食率、耗氧率、同化效率均显著高于其他温度梯度(P0.05),分别达到了1.09 L/(g·h)、24.46 mg/(g·h)、3.50 mg/(g·h)和62.93%;7℃时的滤水率、摄食率、耗氧率、排粪率、排氨率均低于其他温度梯度,分别为0.24 L/(g·h)、6.04 mg/(g·h)、1.02 mg/(g·h)、4.20 mg/(g·h)、2.33μmol/(g·h)。且滤水率、摄食率、耗氧率、同化效率随着温度升高都呈先升高后下降的趋势,在23℃时均达到最高值。不同温度下的能量收支方程为:100C=58.12F+46.74R+2.54U–7.40P(7℃);100C=44.28F+29.14R+1.85U+24.73P(15℃);100C=17.18F+41.81R+6.64U+34.37P(23℃);100C=53.35F+28.26R+14.66U+3.73P(31℃)。能量收支研究表明,生长能(P)、呼吸能(R)、排泄能(U)和粪便能(F)占摄食能(C)的比例分别为–7.4%~34.37%、28.26%~46.74%、1.85%~14.66%、17.18%~58.12%,23℃时生长能占摄食能的比例显著高于其他温度梯度(P0.05),达到了34.37%;7℃时最低,为–7.40%。研究结果为深入了解凸壳肌蛤的生理能量学提供了数据支撑。     

桑沟湾沉积物重金属含量分布及潜在生态危害评价

对桑沟湾表层沉积物重金属(Cu,Zn,Pb,Cd,Hg,As)的含量分布及富集状况进行了调查分析,并采用Hakanson的潜在生态危害指数法评价了该湾沉积物中重金属的污染程度和潜在生态危害.结果表明:桑沟湾表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Hg含量分布特征表现为从西南向的湾底向东北向的湾外逐渐减少的趋势;Cd在湾中部含量最低,并向四周呈辐射状增高的趋势;As表现为从湾外向湾内递增的趋势;6种重金属中,以Cd的污染程度最大,平均污染系数为0.81,其余元素的富集均较低,重金属污染程度由高到低依次为Cd、Zn、Pb、Cu、As、Hg.潜在生态危害评价结果表明,桑沟湾表层沉积物中重金属的潜在生态危害轻微;污染程度顺序为Cd＞As＞Hg＞Pb＞Cu＞Zn,对桑沟湾生态环境具有潜在影响的重金属元素主要是Cd.     

溶解无机氮加富对海带养殖水体无机碳体系的影响

通过室内模拟实验,研究了在海带养殖水体中添加不同浓度的无机氮(NO-3-N和NH+4-N)对海水无机碳体系的影响。结果表明,无机碳体系各组分的变化趋势与无机氮添加浓度和无机氮形态有关。当NO-3-N和NH+4-N浓度范围分别在(4.73~52.78)μmol/L和(2.56~34.66)μmol/L时,DIC、HCO-3和pCO2均随着营养盐浓度的增加呈下降趋势,其中以NO-3-3和NH+4-3组变化最为明显,均达到最低值,分别为2 054、2 112μmol/L,1 776、1 869μmol/L,86、114μatm;而当NO-3-N和NH+4-N浓度范围分别为(52.78~427.29)μmol/L、(34.66~268.33)μmol/L时,DIC、HCO-3和pCO2随着营养盐浓度的增加,其下降幅度逐渐减弱,但实验结束时DIC、HCO-3和pCO2仍低于对照组。NO-3-N对海带养殖水体无机碳体系的影响较NH+4-N明显,加NO-3-N组对水体的固碳能力显著高于加NH+4-N组。当NO-3-N和NH+4-N浓度分别为52.78μmol/L、34.66μmol/L时,海带的光合固碳能力达到最大,过高或者过低均会降低海带对水体无机碳的吸收固定。     

波浪作用下筏式养殖结构的动力分析

针对筏式养殖设施结构的特点,基于有限元商业软件ANSYS对其进行数学建模,通过数值计算,对不同位置浮标与吊笼的位移和最大锚绳力进行分析。数值模拟研究表明,筏式养殖设施整体结构在波浪作用下呈现周期性的运动趋势,但并未发生浮标或吊笼相互缠绕的现象,说明此筏式结构在波浪作用下能够安全使用。不同位置的浮标与吊笼,由于受到锚绳与筏绳相互牵引的作用,其位移随时间变化的趋势有所不同。两侧锚绳受力变化周期与波浪周期基本一致,迎浪侧锚绳受力明显大于背浪侧,锚绳力最大值约为1000 N。研究结果表明,通过对比不同的波浪工况条件,发现各个浮标和吊笼在水平与垂直方向的位移幅度均随着波高的增加而增大,且垂直方向位移幅度大于水平方向。     

桑沟湾不同养殖区水体微生物群落结构特征

采用PCR-DGGE分子指纹图谱技术研究了2007年夏季桑沟湾不同养殖区水体微生物群落结构特征。DGGE指纹图谱分析表明, 不同站位之间既存在共同图谱, 又具有各自的特征谱带, 总体上可分为4个区, 湾外区、湾口区, 湾中区和湾底区, 分别与非养殖区、海带养殖区、综合养殖区、贝类单养与网箱养殖区行相对应; 扇贝养殖区和牡蛎养殖区微生物相似性最高为94%, 贝类单养与网箱养殖区和非养殖区相似性最低为41%, 仅在网箱区发现对含氮污染物有去除作用的玫瑰杆菌属(Roseobacter)。17个站位表层水样共获得30个优势菌群, 选择比较明显的12条带进行回收、扩增和测序, 与GenBank中已经登录的细菌种群的同源性进行比较(相似性92%~98%), 结果表明, 这12条序列所代表的细菌分属于变形菌亚门(α-proteobacteria和γ-proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)。研究结果说明贝类单养和网箱养殖对环境的改变较大, 海带养殖对环境的改变较小, 综合养殖能减少贝类和网箱养殖对环境的污染程度, 是一种值得大力推广的养殖模式。

     

马氏刺蛇尾摄食习性的初步研究

在实验室条件下, 对马氏刺蛇尾(Ophiothrix marenzelleri Koehler)的饵料选择性、摄食率和摄食行为等进行了初步研究。结果表明, 马氏刺蛇尾仅能摄食悬浮的有机颗粒, 对食物种类没有选择性, 但对悬浮颗粒的粒径具有选择性。观测结果显示, 其摄食的食物粒径范围为10~1 000 µm, 食物种类包括动植物碎屑、细胞较大的海洋微藻扁藻(Platymonas subcordiformis)和小新月菱形藻(Nitzschia closterium f. minutissima)等。因此, 马氏刺蛇尾的食性属杂食性, 是蛇尾中食微类群的成员。马氏刺蛇尾不摄食时, 常处于静止状态或腕末端翘起; 摄食时数条腕翘起在水中摇动, 通过腕部的管足摆动将水体中的适宜食物颗粒聚集成球状颗粒运送到口中。小规格马氏刺蛇尾的摄食率显著高于较大规格蛇尾(P<<0.05), 马氏刺蛇尾在一昼夜中的摄食高峰出现在8 :00~14 :00, 但是全天均有蛇尾摄食, 其昼夜摄食节律属于无明显节律型。

     

大型藻类规模化养殖水域海-气界面CO2交换通量估算

选择山东俚岛湾大型藻类养殖水域作为研究区域,根据2011年4、8、10月和2012年1月4个航次的大面调查获得的pH、总碱度(TA)、叶绿素a等基础数据,分析了该区域表层海水溶解无机碳(DIC)体系各分量的浓度、组成比例及时空变化特征,估算了海-气界面CO2的交换通量。结果表明,该区域表层海水DIC、HCO-3、CO2-3及CO2的年平均浓度分别为2024.8±147.0、1842.4±132.1、170.0±42.8和12.4±2.5μmol/L。养殖区与非养殖区之间DIC、HCO-3浓度差异不显著(P>0.05),而CO2浓度差异极显著(P<0.01)。表层海水pCO2和海-气界面CO2的交换通量的年平均值分别为287.8±37.9μatm和-32.7±17.2mmol/m2.d,养殖区与非养殖区之间、不同季节之间均差异极显著(P<0.01)。大型藻类的养殖活动有利于海洋对大气CO2的吸收。     

夏季桑沟湾养殖水域有机碳的平面分布特征及其来源分析

根据2012年8月对桑沟湾养殖海域18个站位取得的溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)和叶绿素a(Chl-a)数据,基于不同区域的养殖特点,分析了DOC和POC的平面分布特征,并对POC的来源进行了初步探讨。结果表明,整个调查海域表层DOC的浓度范围为1.70～2.82mg/L,平均值为2.03mg/L,大致呈自西向东递减的趋势。表层POC的浓度范围为0.04～1.33mg/L,平均值为0.55mg/L,大致呈自南向北逐渐递增的趋势。网箱养殖区表层DOC和POC含量最高,其次为桑沟湾近岸海域,而海带养殖区最低,这表明有机碳的含量与养殖品种和模式有直接的关系。根据POC/Chl-a比值对POC来源进行初步分析,表明贝类养殖区、海带养殖区、贝藻混养区、桑沟湾近岸海域以及外海对照点的POC主要来自活的浮游植物,而网箱养殖区存在降解的有机物质。     

桑沟湾海带标准化养殖模式的优势探析

针对桑沟湾养殖海区海带(Laminaria japonica)的超容量养殖现象,研究了该海区中标准化养殖模式和传统养殖模式的海带生长差异。结果显示,在标准化养殖模式下,海带长、宽、平均厚度、湿重、投影面积和特定生长率均高于传统养殖模式,单棵海带重量显著提高,且海带的碳、氮和蛋白质含量明显高于传统养殖模式,海带品质大大提升。养殖后期,标准化养殖海区养殖海带垂直投影面积之和与对应养殖海区面积之比为6.33,而传统养殖模式的比值为9.15;标准化养殖海区海带所处水层下方的光照强度显著高于传统养殖区,海带所处水层的海流流速也高于传统养殖区。研究表明,桑沟湾海带标准化养殖模式使海带养殖密度降低,海带生长速度和品质均得以提高;在标准化养殖模式下,海带重叠较小,接受的光照比传统养殖模式充足;较快的海流使标准化养殖海区营养盐更新速度更快,这两方面可能是导致2种养殖模式下海带生长和品质产生差异的原因。