基于稳定同位素技术的天津大神堂海域人工鱼礁区食物网结构研究

本研究对2016年6月在天津大神堂3个礁区(2010年建成的鱼礁区；2012年建成的鱼礁区；2014年建成的鱼礁区)和对照区域采集的生物消费者及其食物源样品的碳、氮稳定同位素组成进行了分析，通过IsoSource模型计算不同区域生物的食物网基础，并利用氮稳定同位素数据计算消费者的营养级。结果显示，根据δ13C值可以将其食物源分为浮游植物、悬浮颗粒有机物(POM)和沉积相颗粒有机物(SOM)三类；浮游植物对消费者的碳源贡献率(67.2%~81.5%)最大，是大神堂海域的生物食物网的基础。不同区域同一食物源的δ13C和δ15N值没有显著性差异；礁区内滤食性贝类毛蚶(Arca subcrenata)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)和长牡蛎(Crassostrea gigas)的δ13C值显著高于对照区，作为潜在碳源的浮游植物对其的贡献率显著增加。消费者的δ15N值则介于7.70‰~14.34‰之间，消费者的营养级介于2.0~3.95级之间。游泳生物食性生物的δ15N和营养级在礁区内有所提高，礁区建成的年份越长，其营养级与对照区域的差别越显著。稳定同位素研究表明，人工鱼礁建设可能导致鱼礁区内滤食性生物的食物来源组成改变，并提高游泳生物食性生物的营养级。     

基于高精度声学图像的海洋牧场海床类型识别

人工鱼礁作为海洋牧场建设的基础生态工程,在海洋生态环境修复和渔业资源增殖方面起着重要作用。随着人工鱼礁的大量投放,海洋牧场海床逐步转变为高度异质性的底栖生境,底栖生态变化会直接影响到底栖及底层生物的栖息与繁衍。针对传统调查方法在海洋牧场中的局限性,聚焦天津海洋牧场,基于侧扫声纳后散射数据和多波束测深数据,从侧扫图像亮度、图像纹理及地形起伏度等3个维度,探索了天津海洋牧场海床类型识别、分类和面积量化的新方法。研究表明,天津海洋牧场共发现人工鱼礁、牡蛎类、淤泥类、蛤仔泥混类、牡蛎泥混类及碎贝泥混类等6种海床类型,基于声学图像特征的海床类型识别方法准确率达90%,可满足海洋牧场底栖生态研究的需求;通过对比分析,天津海洋牧场本底淤泥类海床消退为58.19%,贝类海床增至7.96%,贝类资源增殖效果明显;人工鱼礁周边新生牡蛎礁0.246 km2,并伴有0.303 km2的牡蛎泥混海床待发育为牡蛎礁,海洋牧场建设对牡蛎礁具有重要的修复作用。本研究探索了适宜于海洋牧场的海床声学分类方法,探讨了声学技术对传统底栖调查方法的补充与完善作用,明确了海床类型与声学图像特征的紧密联系,验证了海洋牧场对牡蛎礁的修复作用,成果可有效应用于近岸海域生境修复、贝类资源量精准评估及牡蛎礁演化机理等领域的研究。     

天津近岸人工鱼礁海域浮游植物群落及其变化特征

2016年5月、7月和11月分别对天津近岸海域2010年、2012年和2014年投放的人工鱼礁区及非人工鱼礁区(对照区)进行3个航次的调查,每个区域设置3个站位,共计12个站位。结果显示,共鉴定浮游植物2门28属58种,其中,硅藻门19属44种,甲藻门9属14种。物种以硅藻为主,占总物种的75.9%,其次为甲藻,占总物种的24.1%。浮游植物优势种以硅藻门的圆筛藻属和角毛藻属为主,主要有威氏圆筛藻(Coscinodiscus wailesii)、星脐圆筛藻(C. asteromphalus)、格氏圆筛藻(C. granii)、虹彩圆筛藻(C. oculusiridis)、圆筛藻(Coscinodiscus spp.)、卡氏角毛藻(Chaetoceros castracanei)、劳氏角毛藻(Ch. lorenzianus)、旋链角毛藻(Ch. curvisetus)、尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、柔弱几内亚藻(Guianardia delicatula)、刚毛根管藻(Rhizosolenia setigera)、翼鼻状藻印度变型(Proboscia alata f. indica)和夜光藻(Noctilluca scintillans)。浮游植物细胞丰度存在明显的季节差异,11月、7月和5月浮游植物细胞丰度分别为94.79×104、39.53×104和21.5×104 cell/m³,浮游植物多样性指数也有明显的季节差异,11月香农–威纳多样性指数、丰富度指数和均匀度指数均比5月和7月高。从人工鱼礁区与对照区对比来看,5月浮游植物细胞丰度礁区外显著高于鱼礁区,7月和11月2014年鱼礁区浮游植物细胞丰度显著高于其他鱼礁区和礁区外。浮游植物多样性指数,礁区外和2012年鱼礁区低于2010年和2014年鱼礁区,礁区外最低。研究表明,人工鱼礁的构建对于提高浮游植物群落多样性具有显著效果,但随着时间的延长,浮游植物群落多样性不是一直增高,有一定程度的波动。     

天津市大神堂海洋牧场海域人工鱼礁区声学初步调查

人工鱼礁是一种设置在水中的人工构筑物，能够为鱼类等水生生物的栖息、生长和繁殖提供必要和安全的场所，达到保护增殖生物资源和修复栖息地的目的。在鱼礁建设阶段和完成的评估工作中，传统方法难以对大规模的人工鱼礁形成宏观监测。本研究利用侧扫声呐、多波束测深、差分GPS信标机空间定位和GIS软件数字化相结合的声学方法，开展了天津大神堂海洋牧场人工鱼礁区声学调查，解决了常规方法无法在水下对人工鱼礁进行监测的难题，首次在天津大神堂海洋牧场海域获得了人工鱼礁的空间分布细节信息。结果表明：人工鱼礁的分布比较密集，保存现状较好，大多数礁体呈现竖置状态，位于海床表面以上；全部位于海洋牧场既定范围之内，未发生迁移；人工鱼礁对牡蛎的增殖效果非常明显，验证了人工鱼礁建设对牡蛎礁的修复作用。侧扫声呐和多波束测深等综合声学技术解决了在浅滩淤泥质海域水体能见度低难以开展大规模的人工鱼礁精准监测等难题，是海洋牧场建设效果评估方法的补充与完善。研究成果可有效应用于渤海湾海洋牧场建设效果评估。     

天津海域海月水母分布特征及其与环境因子的关系

为了解海月水母在天津海域的分布特征，于2021年1—12月进行了海月水母蝶状体和成体的调查。结果表明：蝶状体自3月份开始在以中心渔港为主的天津市近岸有礁石和人工岸线海域出现，4月份数量达到最高。成体数量和伞径从5月份开始增加，到8月份达到峰值，随后下降，10月份天津近岸海域海月水母基本消失。蝶状体与海水温度和盐度显著相关，而成体与海水温度、叶绿素a极显著相关。综上，天津海域海月水母为本地型，其生长规律与渤海其他海域基本类似，为避免海月水母的影响，建议海蜇在5月初远离岸线海域进行增殖。