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。     

桑沟湾不同区域养殖栉孔扇贝的固碳速率

测定桑沟湾深水区、浅水区栉孔扇贝固碳量,并进行固碳速率的标准化处理,增加了与陆地生态系统固碳率的可比性,分析了栉孔扇贝在不同养殖区的固碳速率及其主要控制因素。研究显示,对于同一养殖种类,深水区生物固碳的速率比浅水区高两倍。不同区域,贝类壳碳及软体部中碳的含量没有显著性差异,导致区域性差异的主要原因是由于生长速度、养殖密度及存活率的不同而导致单位面积的产量存在差异。养殖栉孔扇贝的固碳速率可与森林相媲美。另外,贝类的养殖活动与浅海生态系统的碳循环之间关系复杂,需要加强贝类的摄食、呼吸、生物沉积、钙化等整个生理生态学过程研究。     

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。     

桑沟湾养殖海域营养状况及其影响因素分析

桑沟湾营养现状调查结果表明，桑沟湾营养状况不仅受沿岸排放水的影响，而且大面积的海带和扇贝养殖对于营养盐的补充与消耗也有较大的影响，特别是在扇贝养殖区水域，富营养化水平较高。由Ｎ／Ｐ比值计算结果表明，从整个海湾看，冬季无机氮显得相对紧缺，而其他季节无机磷则显得相对紧缺。但从局部海域看，各季节扇贝养殖区无机磷显得相对紧缺。而在扇贝和海带混养区的１月，以及在海带单养区养殖海带期间的１月和４月无机氮显得相     

桑沟湾春季营养盐分布特征及赤潮暴发诱因

根据2006年4月和2011年4月两个航次的调查数据,对比分析了桑沟湾水域春季水温、盐度及溶解无机氮(DIN)、活性磷酸盐(PO₄^3-)、活性硅酸盐(Si₃² -Si)含量的时空分布特征,探讨了目前大面积赤潮暴发的可能原因。结果显示,2011年的氮、磷、硅浓度都高于2006年同期调查结果,分别是2006年的5.6倍,1.3倍和3.2倍。氮磷比高达(66.33?47.16),硅磷比为(35.12?21.44),硅氮比为(0.82?0.77),严重偏离Redfield比值。块状分布明显,氮、磷、硅的空间分布情况相似,都是在湾口的东南部(褚岛外海)有高值区,向湾内递减;在湾底的西北部赤潮的始发区,有次高值区,与盐度的低值区几乎重叠。从营养盐、水文、大型藻类营养盐竞争与克生作用及水温4个方面,分析了赤潮暴发的可能原因。     

桑沟湾养殖容量与优化措施的研究

IntroductionChina has from the late1980 's been the country with highest mariculture production in the world.In2 0 0 0 ,the total mariculture production of China was almost 10 .6 million MT,production of bivalves account-ing for82 % and that of macroalgae accounting for11% .As we know,phytoplankton make up the main foodresources for bivalves.Any variation of phytoplankton will directly influence the growth and reproduction ofbivalves.As for phytoplankton,the growth and reproduction of macroa…     

桑沟湾海水养殖现状评估及优化措施

桑沟湾湾内外海带现养殖总水面为７５００ｈｍ＾２，平均养殖量为９００ｋｇ／１５００ｍ＾２左右，平均养殖容量约为６００ｋｇ／１５００ｍ＾２，养殖量高于养殖平均容量约５０％。该湾栉孔扇贝现养殖总量为２０亿粒，平均养殖密度为５０粒／ｍ＾２。与养殖容量相比，壳高３￣４ｃｍ的孔扇贝的养殖密度尚未达到其养殖容量，有进一步增加养殖密度的潜力；壳高４￣５ｃｍ的中等大小的栉孔扇贝的养殖密度已基本增加密度的潜力；壳高４     

桑沟湾养殖海域悬浮颗粒态有机碳的分布与特征

根据1993年11月至1994年10月间9个航次的调查结果,讨论了桑沟湾养殖海域POC的分布与特征。结果表明,受海水养殖生产及风搅动等因素的影响,该湾的POC有显著的平面分布和季节变化。但其POC的垂直分布无显著性差异;该湾的POC与Chl-a之间呈正相关关系;与其它海域的估算结果相符,POC与POCB比值的较高值出现在有利于浮游植物生长的季节,反之,因温度降低或营养物质缺乏使浮游植物生长受限时,该比值降至最低点。该湾单位水柱下真光层中POC的τ值为29d。     

桑沟湾表层水春夏两季二氧化碳分压变化和影响因素

为研究季节变化和养殖活动对桑沟湾表层海水二氧化碳分压(pCO_2)的影响,尤其是海带(Saccharina japonica)养殖活动对表层水pCO_2的影响,本研究分别在海带收获前(2015年5月)、后(2015年8月)采用走航式二氧化碳分压仪对中国北方典型的贝藻筏式养殖海域——桑沟湾养殖区表层水pCO_2及有关环境参数进行了大面调查,探讨了季节、养殖模式以及海带收获前、后表层水pCO_2的变化规律及影响因素。调查结果显示:(1)春夏两季桑沟湾湾内表层海水中pCO_2的平均值分别为(346.78±13.85)μatm(1 atm=101325 Pa,1 μatm=10~(-6) atm)和(351.50±8.00)μatm;湾外自然海域pCO_2值分别为(353.42±0.71)μatm和(358.05±2.01)μatm,均小于大气中pCO_2。(2)pCO_2的平面分布特性为:由湾底向湾外递减并在外海空白区升高,两个季节最低值都出现在海带养殖区,最高值都出现在贝类养殖区。(3)春季表层海水pCO_2与水温相关性不显著(P0.05),而与叶绿素a(Chl a)、溶解氧(DO)显著相关(P0.05),反映了生命活动对pCO_2影响较大;夏季,养殖海带已收获,表层海水pCO_2与水温、溶解无机碳(DIC)、Chl a、DO显著相关(P0.05)。(4)桑沟湾养殖区以及外海自然海域表层水pCO_2都低于大气中pCO_2,表现为二氧化碳(CO2)的汇区。藻类养殖区表层水pCO_2远低于自然海域,表现为CO2的强汇区;贝类养殖区表层水pCO_2略高于自然海域,表现为CO2的弱汇区,贝藻混养区则介于二者之间。春季海带的光合作用是影响表层水pCO_2的主要因素之一,养殖活动对海区表层水pCO_2的影响使得桑沟湾pCO_2表现出不同于自然海域的特性。夏季养殖活动减少导致物理因素的影响开始显现。     

桑沟湾夏季栉孔扇贝养殖笼内水质变化

以2006年桑沟湾筏式养殖的栉孔扇贝为研究对象,测定了网笼内的水质状况及栉孔扇贝的死亡率,探讨了污损生物的可能影响。结果表明,(1)经过7个月的养殖,初始密度低于30个/层的实验组,栉孔扇贝的死亡率低于6%;高密度实验组(40个/层)的死亡率高达27%;(2)网笼内、外的磷酸盐、硅酸盐浓度没有显著性差异,但是,7、8月份的氨氮浓度差异较为明显;(3)同营养盐浓度的变化相比,网笼内、外叶绿素a浓度的变化较大,在9月份,高密度组的网笼内叶绿素a浓度低于0.67mg/m3,食物可能为高密度组扇贝生长、存活的限制因子;(4)8月份,高密度组网笼内的细菌总数显著高于笼外及其他密度组。分析认为,高温期网笼内的水质状况及食物限制可能与养殖栉孔扇贝的死亡有关。     

养殖栉孔扇贝对桑沟湾碳循环的贡献

通过室内实验、数学模拟的方法研究了桑沟湾养殖栉孔扇贝通过呼吸、钙化等活动对湾内碳循环的影响,并与生物沉积碳相比较发现,养殖扇贝每年通过呼吸和钙化分别放出碳1.22×104t和7.57×102t;但通过生物沉积作用每年有8.71×104t碳被沉降到沉积物界面,这些碳绝大部分被埋藏从而脱离了地球化学循环。尽管养殖扇贝通过呼吸和钙化释放出部分碳,但有更多的碳通过生物沉积作用被埋置因此,从整体上看,养殖栉孔扇贝在湾内碳循环中参与了碳汇的作用。     

桑沟湾大叶藻附着生物的季节变化

2008年9月～2009年8月,对桑沟湾楮岛海域大叶藻叶片上的附着生物进行了周年调查,以期为我国浅海生态系中大叶藻等海草生态功能的研究提供基础资料。调查共记录大叶藻附着生物29种。附着的主要种类有盾卵形藻Cocconeis scutellum及其小型变种C.scutel lumvar.pava,褐毛藻Halothrixlumbricalis、点叶藻Punctaria latifolia、锈凹螺Chlorostoma rustica、Australaba sp.、脆螺Stenotis sp.。在春季,大叶藻上的附着硅藻类有9种,大型海藻类7种,动物类8种。其中,褐藻类为主要附着生物,附着高峰出现在4月份。夏季,附着的大型海藻种类明显减少,仅出现4种,而动物类有6种,硅藻类8种。其中,腹足类为夏季附着优势种。硅藻附着高峰出现在秋季,此时的附着动物类减少至4种,大型藻类种数与夏季持平,但附着的生物量较小。冬季未发现附着的大型海藻及动物,仅有微藻类的硅藻附着。     

基于大型底栖动物的桑沟湾不同养殖区底栖生境健康评价

为了解桑沟湾养殖区大型底栖动物的动态变化以及底栖生境的健康状况,于2019年5-9月采集了中国北方典型养殖海湾桑沟湾不同养殖区（藻类、贝类和网箱养殖区）大型底栖动物样品,分析了不同养殖区大型底栖动物的种类、组成、数量分布、群落结构及生物多样性等群落特征,运用多样性指数、AMBI和M-AMBI指数法评价了不同养殖区底栖生境健康状况的时空变化。调查共鉴定出大型底栖动物56种,其中多毛类31种,甲壳类10种,软体动物9种,棘皮动物4种,其他类2种,大型底栖动物的优势种主要为多毛类,以污染耐受种为主;调查期间,贝类养殖区和网箱养殖区的群落多样性指数H''呈现下降趋势,表明贝类养殖活动和网箱养殖活动已经造成沉积物中有机物颗粒过度积累。ABC曲线显示,7月桑沟湾养殖区开始受到干扰,8月和9月受到中等程度的干扰。AMBI和M-AMBI指数评价显示桑沟湾养殖区域底栖生态系统处于轻度或中度干扰状态,底栖生境健康状况处于高等或者良好的状态。     

莱州湾和桑沟湾养殖海区浮游植物的研究Ⅰ.

系统研究了中国北方两个典型养殖海湾浮游植物的周年变动。从莱州湾浮游植物全年分布来看,早春2～3月是细胞数量的高峰,此时的主要物种是中肋骨条藻(Skeletonema costatum(Grev．)Cleve)和角毛藻(Chaetoceros sp)等硅藻,形成明显的暴发性增长。莱州湾浮游植物的群落演替明显,硅藻和鞭毛藻类交替占优势：有4个月是硅藻占绝对优势,其他藻类很难见到;有4个月是硅藻占优势,甲藻或绿藻为次优势种;有4个月是以单细胞的金藻、绿藻或甲藻占优势。在8月份之前,3个采样点之间浮游植物在数量上差异不大;9月到12月份差异比较大,说明筏式养殖的扇贝对浮游植物数量有一定影响。另外,浮游植物优势种的年际变化,说明包括营养盐在内的海区环境因子可能发生了变化。     

栉孔扇贝对春季桑沟湾颗粒有机物的摄食压力

由于养殖密度和产量较高,滤食性扇贝的养殖活动对海洋碳循环的影响引起人们的关注。不仅收获贝类能够从海域中移出大量的颗粒有机碳（particle organic carbon,POC）,而且,在贝类养殖过程中（滤食、呼吸、排粪等生理活动）也对养殖海区的POC产生较大的影响。目前,国内、外学者就贻贝养殖的碳氮通量、虾夷扇贝的碳收支情况、生物沉降及其对底栖生物群落的影响、养殖贝类对浮游植物和悬浮颗粒物的摄食等方面进行了广泛的研究。但是,养殖栉孔扇贝对我国主要养殖海区桑沟湾POC的摄食压力未见报道。     

桑沟湾贝类养殖区沉积碳库年汇入速率的高分辨率记录及其对人类养殖活动的响应

本研究对2014年取自桑沟湾贝类养殖区的柱状沉积物进行分析,测定每层沉积物中总碳(TC)、总有机碳(TOC)和总氮(TN)的质量分数,并计算总无机碳(TIC)、海源性有机碳(Cm)和贝壳无机碳(Shell-IC)的质量分数以及各组分碳在总碳中的贡献率,同时对其年汇入速率(BF)进行估算。结合210Pb测年法,研究近80年沉积碳库各种碳的年汇入速率的高分辨率记录,发现其中TC、TIC、TOC、Cm和Shell-IC的平均含量分别为1.09%、0.75%、0.34%、0.15%和0.06%。研究还发现,TIC是TC的主要形式,在1960—2010年的贡献率保持在60%以上。Cm的质量分数在2010年前无较大幅度的波动,但在2010年后显著增加,使得Cm/TC及TOC/TC也显著提升。Shell-IC在养殖活动开始后至2000年一直处于较低水平。各组分碳的年汇入速率在1960—2000年间随海水养殖活动呈现相应的变化,之后由于养殖规模和格局的调整,BFCm、BFTOC和BFTC显著升高,BFTIC降低,BFShell-IC先升高后降低。桑沟湾的海水养殖活动影响着贝类养殖区沉积碳库的组成和年汇入速率,碳库各组分的变动也体现出与之相应的变化。本研究详细描述了人类海水养殖活动在开始后的50年里对沉积碳库年汇入速率的影响特征,也为今后陆架海区水产养殖活动的合理规划提供参考。     

桑沟湾养殖海域的水环境特征

本文研究了桑沟湾养殖海域的水环境特征,并与１０年前的历史资料作了比较。该湾各种化学指标的垂直分布均匀;受大面积高密度养殖影响,该湾水动力状况与１０年前相比发生了明显变化,营养物质输送和海水自净能力降低;各种化学指标、初级生产力、营养状况及类型等平面分布和季节性变化都有更加显著的差异。在海带养殖期间,ＩＮ和ＩＮ／ＩＰ始终处于低水平,其季节变化明显受该湾初级生产力制约,故ＩＮ必然成为桑沟湾初级生产的限制因素。另外,海带养殖也加速了其养殖期间湾内水体中ＩＮ的物质循环速率。