汉江中游生态调度控制入侵沉水植物过度生长效果研究

针对汉江中游丹江口至王甫洲江段入侵沉水植物伊乐藻过度生长问题,丹江口水库联合王甫洲水利枢纽在2020-2021年连续开展了控制伊乐藻过度生长的生态调度试验。研究以近3年连续调查监测为基础,采用生物量、分布面积、流速、流量等指标评估了生态调度效果。研究结果表明：（1）汉江丹江口至王甫洲区间适宜入侵沉水植物伊乐藻生长的水域面积达16.8km2,主要分布在坝前两岸浅水区、泄水闸上游洲滩、水岸新城、中洲岛、木排港、羊皮滩等区域;（2）生态调度控制伊乐藻过度生长效果显著,伊乐藻生物量和分布面积呈逐年减少趋势。伊乐藻年度峰值生物量变化与春季萌发期1-3月流量极值比、生长旺盛期4-8月平均流量两项指标呈负相关关系,相关系数均大于0.9,与全年平均流量和4-8月平均水温的相关系数大于0.7,流量（流速）和水温是影响伊乐藻生物量的关键因素;（3）根据王甫洲坝前漂浮伊乐藻日打捞量与入库流量统计,可以对伊乐藻成熟团聚体产生明显冲刷影响的王甫洲入库流量（即丹江口水库下泄流量）条件为不小于1500 m3/s。丹江口水库单次峰值流量为3500m3/s的单次汛期调度过程,可减少研究区间内约40%的伊乐藻生物量。     

鄱阳湖丰水期氮素分布特征及其与藻类的响应关系

为了探讨湖泊富营养化过程中水体氮浓度时空分布格局及其与藻类的关系,以鄱阳湖实测数据为基础,对丰水期鄱阳湖主湖区氮素的分布及其与藻类的关系进行了分析。结果表明：丰水期鄱阳湖主湖区各采样点的总氮、硝酸盐氮、氨氮的平均浓度范围分别为0.54～1.26、0.06～1.01、0.08～0.30 mg.L_^-1,外源输入及环境条件对氮素浓度分布产生了一定的影响;藻类数量与氨氮浓度相关性不明显,与总氮、硝酸盐氮浓度表现为显著负相关性,南部湖区内总氮、硝酸盐氮浓度较高,平均浓度依次为1.10 mg.L_^-1、0.75 mg.L_^-1,藻类数量较低,为1.0×10_⁶ 个/L左右;西部湖区内,氮素浓度较低,藻类生长最高值为3.5×10_⁶ 个/L左右。湖泊“中营养型”水平占主湖区的44%,“富营养型”水平占主湖区的56%,东部湖区、西部湖区是鄱阳湖富营养化风险较高区域。     

枸杞岛贻贝养殖海域碳通量及固碳能力研究

为研究枸杞岛贻贝养殖海域不同季节碳通量及固碳能力, 本研究在 2020―2021 年监测和分析了养殖海域温度、盐度、pH、总碱度(TA)及水体中溶解无机碳(DIC)、溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)分布特征, 估算了枸杞岛贻贝养殖海域表层海水二氧化碳分压(pCO₂)及海–气界面二氧化碳交换通量(FCO₂)值, 并分析 pCO₂ 的影响因素, 探讨枸杞岛贻贝养殖海域固碳能力。结果表明, 枸杞岛海域表层海水 4 个季节的温度、盐度、pH、TA、DIC、 DOC、POC 的空间分布在季节上差异极显著(P＜0.01)。枸杞岛海域 pCO₂ 全年的变化范围为 65.19~719.1 μatm, 水团混合和生物活动等是影响海域表层海水 pCO₂ 的重要因素。枸杞岛贻贝养殖海域 FCO₂ 值的变化范围为–63.75~ 99.18 mmol/(m² ·d), 四季变化极显著(P＜0.01), 全年碳分布格局有较大差异, 其中, 春、夏、秋三季均为碳汇, 分别为 (–18.86±12) mmol/(m² ·d), (–11.59±7.95) mmol/(m² ·d), (–3.61±37.22) mmol/(m² ·d), 冬季为碳源[(78.24±5.09) mmol/(m² ·d)]。枸杞岛贻贝养殖区 FCO₂ 值均高于外海非养殖区, 且达到显著水平(P＜0.05), 是弱汇区。本研究区域内贝壳固碳量为 18425.59 t, 贻贝软组织固碳量为 4973.97 t, 单位面积贻贝固碳量达 22.83 t/hm² 。该研究可为贝类养殖碳汇评价提供参考。     

长江口外海区浮游植物生物量分布及其与环境因子的关系

根据2006年7月对长江口外海域67个站点的大面积综合调查结果,分析了浮游植物的优势种、细胞丰度和叶绿素a转换生物量的分布特征。硅藻细胞丰度占绝对优势,其中以菱形海线藻和中肋骨条藻数量最大。各站点浮游植物细胞丰度范围1.42~448.25?10⁶ cell/m³,平均值为90.47?10⁶ cell/m³。通过细胞体积生物量转换法,计算了2006年夏季长江口外海区浮游植物的叶绿素a转换生物量,平均值为4.41 mg Chl. a/m³,各站点间变幅较大,范围从0.02到34.08 mg Chl.a/m³。长江口外海区夏季的浮游植物生物量在冲淡水区最高,江苏外海居中,而近河口区和台湾暖区最低。转换生物量大于4.0 mg Chl.a/m³的高值区位于冲淡水区(3 m层)盐度为28.0的等值线两侧,且处于NH₃-N和P的低值区。悬浮物浓度、温盐、水体稳定度和营养盐是影响长江口外海域浮游植物分布的主要环境因子。在本次调查期间长江口外海不存在氮营养盐限制,冲淡水区存在明显的P营养盐限制,台湾暖流区存在潜在的Si营养盐限制。     

生态调度专刊：中华倒刺鲃在人工塑造生境条件下的栖息偏好研究

为了促进受水电工程影响河段鱼类资源的恢复,以中华倒刺鲃为例,依托大型生态试验场塑造多种近自然微地形生境,研究鱼类的栖息行为偏好特性,营造适宜鱼类栖息的水文水动力环境。采用PIT射频识别系统实时监测鱼类栖息行为,选取流速、涡量、湍流动能和床体切应力四个水动力指标计算了对应流场条件下的中华倒刺鲃栖息适宜度,并基于随机森林和CART算法提出了影响中华倒刺鲃栖息选择的主要水动力指标,分析揭示了其栖息行为的水动力选择机制。结果表明：深潭浅滩及沙洲河段的进出口是中华倒刺鲃的喜好栖息场所,涡量和流速是影响中华倒刺鲃栖息的主要水动力指标。流速高于0.545m/s低于2.3m/s,涡量高于0.72m_-1^低于15.7m_-1^时的流场条件为试验工况下中华倒刺鲃的最适宜栖息环境。研究为鱼类栖息地生态修复及生态调度工作提供了一定的理论依据和技术支撑。     

汉江中段伊乐藻过度生长的生态调度调控研究

汉江中游丹江口至王甫洲江段近年来伊乐藻（Elodea nuttallii）过度生长，对水生态系统平衡和水电站运行造成较大影响。基于伊乐藻生长与关键生境要素的响应关系，构建控制伊乐藻过度生长的生态调控方案。采用野外调查和受控试验观测方法，探明伊乐藻生长的环境影响因子及其阈值。结果显示，岸边伊乐藻形成单一优势群落的临界水深为3.0~3.5 m，生长极限深度的光照强度阈值为400~500 lx，生长水温在3~30℃，其中10℃可能是伊乐藻由慢速向快速生长转变的温度阈值；影响伊乐藻生长分布的临界流速约为0.14 m/s，流速越大对其生长越不利。研究表明:(1)大坝加高蓄水后，丹江口至王甫洲江段下泄流量和水温等条件变化，可能是促进伊乐藻过度生长的重要原因，通过丹江口水库联合王甫洲水电站开展生态调度控制伊乐藻过度生长具有可行性；(2)根据伊乐藻萌发和定植规律，每年春季和秋末是开展水生态调度以控制伊乐藻过度生长的最佳时机，建议丹江口水库下泄流量峰值不小于1 500 m3/s，或达到最小下泄流量的2~3倍（峰值流量不低于1 000 m3/s），每次调度持续时间不少于5 d，调度过程不少于2次。     

单环刺螠生物扰动对沉积物-水界面氮磷扩散通量的影响

为了解单环刺螠生物扰动作用对沉积物-水界面氮磷扩散通量的影响及其持续性,于2020年11—12月,采用室内实验生态学的方法,设置低密度 (LD,500 尾/m²)、中密度 (MD,2 500 尾/m²)、高密度 (HD,8 300 尾/m²)处理组和1个对照组 (CO,0 尾/m²),进行了2 d为一个实验时段,为期20 d的模拟实验。结果显示,处理组溶解无机氮(DIN)扩散通量变化范围为10.6~765.3 μmol/(m²·d),与对照组相比,低、中、高处理组的DIN通量分别提高了57%、76%、88%。NH₄⁺是DIN的主要贡献者,对DIN的贡献在低、中、高处理组中分别占55%、65%和80%。与对照组相比,低、中、高密度组的平均NH₄⁺通量分别提高了39%、111%和257%,与低、中密度处理组平均NH₄⁺通量相比,高密度处理组分别提高了43.7%和23.6%。在第2~10天,NH₄⁺通量处于持续增加的趋势。处理组PO₄³⁻通量变化范围为−7.85~6.42 μmol/(m²·d),第2~6天,处理组PO₄³⁻通量持续增加。研究表明,单环刺螠的生物扰动能够持续地促进DIN由沉积物向水体中扩散,且存在明显的密度效应。研究结果将为深入认识单环刺螠在水层-底栖系统耦合过程中的生态作用提供基础数据。     

氨、亚硝酸盐和硝酸盐对凡纳滨对虾幼虾的毒性作用

研究了 NH₃-N、NO₂ ^- -N与 NO₃ ^- -N对凡纳滨对虾幼虾的毒性作用。获得了 NH₃-N_t(NH₃-N_m) 与 NO₂ ^- -N对体长2．4cm幼虾的 24h、48h、72h、96h之 LC₅₀值，两者对幼虾的安全质量分数分别为1．30 (0．101)mg/L和3．80mg/L。当 NH₃-N_t(NH₃-N_m)质量分数在1．3(0．101)~4．3(0．333)mg/L时，存活率为71．4% ~92．9%，体长增长率为36．3% ~57．1%，体重增长率为188．5% ~322．3%。当 NO₂ ^- -N质量分数在3．00~21．00mg/L时，成活率为75．0% ~91．7%，体长增长率为21．2% ~59．2%，体重增长率为72．0% ~311．9%。NO₃ ^- -N对体长7．37cm幼虾的亚急性毒性效应：NO₃ ^- -N的质量分数在 30~195mg/L时，成活率为 35% ~100%，体长增长率为8．5% ~20．5%，体重增长率为29．6% ~56．8% 。三态氮在一定质量分数范围内均对幼虾的存活率和生长率产生影响。     

中东太平洋长鳍真鲨年龄与生长

长鳍真鲨(Carcharhinus longimanus)为大洋性中上层鲨类, 由于其全球资源被过度捕捞, 已被列入 IUCN 濒危物种名录。开展长鳍真鲨年龄鉴定与生长规律的研究, 可为其资源恢复及物种保护提供理论依据。本研究以中东太平洋金枪鱼延绳钓兼捕渔获物中的 87 尾长鳍真鲨为样本(雄性 43 尾, 雌性 44 尾), 结合脊椎骨年龄鉴定结果和生物学数据分析该海域长鳍真鲨年龄及生长规律。赤池信息量准则(AICC)分析表明, 长鳍真鲨脊椎骨半径(r)与全长(L)的关系符合线性回归模型。von Bertalanffy (VB)生长模型为总体观测数据最适模型, 表达式为 L_t=398[1-e^{-0.04(t+6.81)}] , 结合反向逆推个体早期全长数据, 雌性逆推全长的最适模型为 VB 模型 L_{t female} =330.8[1-e^{–0.05( t+5.84)} ] , 雄性为 Gompertz 模型L_{t male} = 363e^{–1.49e( -0.08t )} 雌、雄个体 50%性成熟年龄 t₅₀ 分别为(8.8±1.2)龄和(8.6±1.2)龄, 50%性成熟全长 L₅₀ 分别为(191±9.1) cm 和(173±12.9) cm。     

中国西北地区次生盐碱水无机氮转化与环境因子的相关关系

中国西北地区次生盐碱水中NO₂^--N长期处于较高浓度,严重制约了盐碱水养殖产业的可持续发展。根据对甘肃省景泰县草窝滩渔农综合示范区（104°7''40″E,37°19''6″N）的定期定点监测,运用配对样本t检验、Duncan''s多重比较和Pearson相关性分析,研究了不同类型次生盐碱水体无机氮转化及其与环境因子的相关关系。结果表明：（1）次生盐碱水无机三态氮（NO₂^--N、NH₄⁺-N、NO₃^--N）及总氮（TN）本底值高,全年均值分别是NO₂^--N（0.3±0.2）mg/L、NH₄⁺-N（1.93±1.25）mg/L、NO₃^--N（2.92±1.5）mg/L、TN（13.91±5.85）mg/L;无机氮占TN比例不超过50%,说明有机氮在次生盐碱水体中所占比例更高;（2）环境因子pH与NO₂^--N正相关,与NO₃^--N负相关,盐度与NO₃^--N负相关,pH和盐度加剧了次生盐碱水NO₂^--N的积累;（3）水产养殖显著降低次生盐碱水体中NO₃^--N浓度和碳酸盐碱度,显示了盐碱水养殖对次生盐碱水的生态改良功能。本研究旨在为中国次生盐碱水的渔业开发利用提供科学依据。     

工厂化水体LED光照沉水植物对氨氮的吸收

本文研究了沉水植物伊乐藻（Elodea nuttallii）在白色LED灯处理水产养殖中氨氮的效果。在50×33cm和45×28em鱼缸中放入体质量150±5g鲫（carassius auratus）7尾,放入伊乐藻1．2kg,应用白色LED灯为光源,用遮光纸遮光,放入28w循环泵进行交叉循环。12d饲养结果表明：伊乐藻不仅可吸收养殖排泄的氨氮、增加水体溶解氧,而且养殖鱼类代谢的二氧化碳可以促进沉水植物生长,具有生态循环利用的效能,为进一步研究循环水养殖的生态利用提供了参考。     

珠海桂山风电场水域渔业资源声学评估与空间分布

2019年10月24日至26日,使用便携式Simrad EY60科学探鱼仪对珠海桂山岛海上风电场水域的渔业资源进行了声学调查,研究了该水域的渔业资源组成、数量密度、资源量密度及其空间分布。本次调查共捕获游泳生物和底栖无脊椎动物72种,其中34种参与声学评估。扫海面积法估算的鱼类平均数量密度与资源量密度分别为1.09×10⁴尾/km²,227.48 kg/km²;声学方法估算的鱼类数量密度与资源量密度分别为5.97×10⁵尾/km²,15.13 t/km²。风电场水域鱼类聚集性分布明显,在风电场西北与东南外围水域密度较高,中间水域的密度较低。鱼类单体目标强度（TS）分布范围为-68~-41dB,其中-68~-58 dB的单体TS占主要部分（79.12%）,对应鱼类的体长范围为3~8 cm;随着水深的增加,单体平均TS先减小后增大。本研究是桂山风电场水域渔业资源的首次声学调查,结果较准确地反映了风电场水域多种鱼类的资源量及其分布信息,可为科学评价海上风电场建成运营后对渔业资源的长期影响提供基础数据。     

海南陵水湾口海域不同季节鱼类资源声学探查

在2014年11月至2016年1月间的不同季节,利用便携式分裂波束科学探鱼仪对海南陵水湾口海域的鱼类资源进行了4次声学调查。通过回波积分方法并结合拖网采样对调查海域内渔业资源结构组成、数量密度、资源量密度及其空间分布进行了探查与评估。结果发现,2014年11月共捕获游泳生物和底栖无脊椎动物86种,其中55种声学评估种类平均资源数量密度和平均资源量密度分别为9.34×105尾/km2和5.08 t/km2。2015年8月共捕获游泳生物和底栖无脊椎动物114种,其中63种声学评估种类平均资源数量密度和平均资源量密度分别为1.12×105尾/km2和0.93 t/km2。2016年1月共捕获游泳生物和底栖无脊椎动物105种,55种声学评估种类平均资源数量密度和平均资源量密度分别为0.16×105尾/km2和0.32 t/km2。2015年5月共捕获游泳生物和底栖无脊椎动物56种,其中声学评估种类34种。2014年11月和2015年8月鱼类回波均匀分布于30 m以浅水层,2015年5月主要集中于10~20 m水层,2016年1月则主要分布于20 m以浅水层,20~30 m水层次之且略大于0~10、10~20 m水层的一半。调查海域内单体目标强度以小于–58 d B的小规格鱼类目标为主,目标强度有随水深增加而增大的趋势,且大于–50 d B的单体目标均分布于10 m以深水层。     

Multicriteria estimate of coral reef fishery sustainability

A holistic basis for achieving ecosystem‐based management is needed to counter the continuing degradation of coral reefs. The high variation in recovery rates of fish, corresponding to fisheries yields, and the ecological complexity of coral reefs have challenged efforts to estimate fisheries sustainability. Yet, estimating stable yields can be determined when biomass, recovery, changes in per area yields and ecological change are evaluated together. Long‐term rates of change in yields and fishable biomass‐yield ratios have been the key missing variables for most coral reef assessments. Calibrating a fishery yield model using independently collected fishable biomass and recovery data produced large confidence intervals driven by high variability in biomass recovery rates that precluded accurate or universal yields for coral reefs. To test the model's predictions, I present changes in Kenyan reef fisheries for >20 years. Here, exceeding yields above 6 tonnes km^?2 year^?1 when fishable biomass was ~20 tonnes/km² (~20% of unfished biomass) resulted in a >2.4% annual decline. Therefore, rates of decline fit the mean settings well and model predictions may therefore be used as a benchmark in reefs with mean recovery rates (i.e. r = 0.20–0.25). The mean model settings indicate a maximum sustained yield (MSY) of ~6 tonnes km^?2 year^?1 when fishable biomass was ~50 tonnes/km². Variable reported recovery rates indicate that high sustainable yields will depend greatly on maintaining these rates, which can be reduced if productivity declines and management of stocks and functional diversity are ineffective. A number of ecological state‐yield trade‐off occurs as abrupt ecological changes prior to biomass levels that produce MSY.     

Migratory behaviour and range in Atlantic cod: inference from a century of tagging

A century of tagging experiments on 174 Atlantic cod (Gadus morhua) groups is reviewed and the frequency and spatial distribution of four migratory behaviours documented. Of all cod groups, 41% were categorized as sedentary, 18% as accurate homers, 20% as inaccurate homers and 20% as dispersers (ranging over large areas without recognizable return migrations). All behaviours occurred over the full spatial range of cod. Coastal groups did not differ significantly from offshore (shelf) groups in the relative frequency of migratory behaviours. However, the north‐east Atlantic had more sedentary and accurate homing groups than did the north‐west Atlantic, which had more dispersing groups. Overall, sedentary cod groups had lower maximum historical biomass than did other groups, confirming that migration/dispersal begets abundance. Maximum historical biomass was strongly related to the area occupied [log (biomass, tonnes)] = 1.58 log (range, km²) + 1.529; r² = 0.9), irrespective of migratory type (for 23 major groups a total of 22 million tonnes over 3.3 million km² with an average density of 7 tonnes km^?2). Historical densities were not related to area occupied, although all large groups exhibited high densities (10–12 tonnes km^?2 ; smaller groups had a wide range of density). The four migratory strategies in cod enable entrainment by diverse physical, oceanographic and biological ecosystem properties, and is key to cod success in the North Atlantic.     

南水北调中线工程对丹江口库区生物多样性的影响分析

丹江口库区生态环境问题是南水北调工程建设和运营中关注的热点,生物多样性是生态环境的重要组成部分以及主要评价指标.本文通过资料收集和对库区野外调查,对丹江口库区野生植物、陆生动物和水生生物三个方面进行了生物多样性资源统计,重点从大坝加高蓄水淹没、移民安置破坏两方面分析了南水北调中线工程可能对库区生物多样性造成的影响,并根据目前库区生物多样性的现状以及面临的威胁,提出了生物多样性保护措施.     

Changes in the distribution of sardine eggs and larvae off Portugal, 1985–2000

Generalized additive models (GAMs) were fitted to sardine (Sardina pilchardus) egg distribution data from three daily egg production method surveys. The results showed that the area of egg cover off Portugal decreased significantly from 11 800 km² in 1988 to 7000 km² in 1997 and 7400 km² in 1999. This is because of a significant reduction in sardine egg presence off northern Portugal, GAM estimated areas being similar or higher in the late 1990s for southwestern and southern Portugal. The distributional area covered by larvae was not estimated for 1988 (larval distribution extended beyond the survey area), although it was probably higher than the 9600 km² for 1997 and 5500 km² for 1999. In 1997 and 1999, the Gulf of Cadiz was also sampled, indicating extensive areas with sardine eggs and larvae (more than 50% of the total area of distribution off Portugal). Standardized data from 15 ichthyoplankton surveys between 1985 and 2000 show a decline in the mean probability of egg presence within the Portuguese continental shelf from the mid‐1980s to the late‐1990s, because of a marked reduction in egg presence off northern Portugal. Sardine larval data from the same surveys suggest that the reduction in mean probability of presence in the north is less marked than for eggs (although this comparison ignores the presence of sardine larvae beyond the continental shelf in the 1980s). Similar changes off northern Portugal and western Galicia are observed in commercial sardine catches and the acoustically estimated area of fish distribution. It is possible that the observed decline in spawning area off northwestern Iberia during the 1990s is indirectly reflecting the prevalence of environmental conditions detrimental to sardine recruitment (northerly winds during winter that favour coastal upwelling and offshore transport), which have reduced the spawning contribution of young fish in that area.     

Estimation of kelp forest, <Emphasis Type="Italic">Laminaria</Emphasis> spp., distributions in coastal waters of the Shiretoko Peninsula,Hokkaido, Japan,using echosounder and geostatistical analysis

Sustainable management of the kelp forests of the Shiretoko Peninsula, a World Natural Heritage site, is necessary due to kelp’s ecological and economic importance. The objectives of this study were to estimate the area of kelp forests and to clarify their spatial characteristics in coastal waters of the Shiretoko Peninsula. Data on the presence/absence and thickness of kelp forests were collected via acoustic observation on transects over about 80 km using an echosounder at 200 kHz. Acoustic data were geostatistically interpolated, and the areas covered by kelp forests were estimated. Differences in kelp distribution between the eastern and western sides of the peninsula were compared. The total area of kelp forest was 3.88 km² (eastern area: 3.49 km²; western area: 0.39 km²). The range of thickness of the kelp forests was 34–91 cm. Many kelp forests in the eastern area were thick (>78 cm) and distributed continuously, while kelp forests in the western area were sparsely distributed.     

伊乐藻对黄颡鱼池塘养殖水体净化效果的试验

研究了伊乐藻(Elodea nuttallii)对黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)池塘养殖水体的净化效果.结果显示,实验组(种植伊乐藻)与对照组相比,水体中总氮、总磷、化学耗氧量、叶绿素含量明显降低,水体透明度增加,黄颡鱼单产、成活率和成鱼规格分别提高17.21%、5.38%、14.27%.可见在保证产量的前提下,伊乐藻对黄颡鱼池塘养殖水体的净化有良好的效果.