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。     

桑沟湾春季海–气界面CO_2交换通量及其与养殖活动的关系分析

为研究不同养殖活动对海–气界面CO_2交换通量(F)的影响,于2014年5月采用走航式CO_2分压仪对中国北方典型的多营养层次混合养殖海域—桑沟湾养殖区的表层水CO_2分压(pCO_2)进行了大面调查,并通过数据计算桑沟湾海区的F值。在调查过程中,选择在网箱养殖区、贝类养殖区、藻类养殖区等区域内进行24 h定点连续观测。探讨了春季桑沟湾海–气界面CO_2的交换通量及其主要影响因素。大面调查结果显示,桑沟湾内海水中pCO_2总体变化趋势是由湾内向湾外递减,网箱养殖区海水中pCO_2远远高于其他区域。在大面调查中,贝类、藻类、贝藻混养、网箱养殖区的F值分别为(–1.02±0.83)、(–15.40±1.28)、(–4.32±1.41)、8.14 mmol/(m~2·d)。定点连续监测显示,藻类、贝类、网箱养殖区的pCO_2 24 h平均值分别为(320±14)、(330±10)、(413±37)μatm。研究表明,光合作用是海–气界面CO_2交换通量的主要影响因素之一,不同养殖区之间的海–气界面CO_2交换通量差异显著。影响各养殖区海–气界面CO_2交换通量日变化规律的影响因子与走航调查结果一致。养殖活动是影响海–气界面CO_2交换通量的主导因素。     

桑沟湾春季海–气界面CO2交换通量及其与养殖活动的关系分析

为研究不同养殖活动对海–气界面CO2交换通量(F)的影响,于2014年5月采用走航式CO2分压仪对中国北方典型的多营养层次混合养殖海域—桑沟湾养殖区的表层水CO2分压(pCO2)进行了大面调查,并通过数据计算桑沟湾海区的F值。在调查过程中,选择在网箱养殖区、贝类养殖区、藻类养殖区等区域内进行24 h定点连续观测。探讨了春季桑沟湾海–气界面CO2的交换通量及其主要影响因素。大面调查结果显示,桑沟湾内海水中pCO2总体变化趋势是由湾内向湾外递减,网箱养殖区海水中pCO2远远高于其他区域。在大面调查中,贝类、藻类、贝藻混养、网箱养殖区的F值分别为(–1.02±0.83)、(–15.40±1.28)、(–4.32±1.41)、8.14 mmol/(m2·d)。定点连续监测显示,藻类、贝类、网箱养殖区的pCO2 24 h平均值分别为(320±14)、(330±10)、(413±37) μatm。研究表明,光合作用是海–气界面CO2交换通量的主要影响因素之一,不同养殖区之间的海–气界面CO2交换通量差异显著。影响各养殖区海–气界面CO2交换通量日变化规律的影响因子与走航调查结果一致。养殖活动是影响海–气界面CO2交换通量的主导因素。     

厦门海域贝类养殖生态环境质量评价和类别划分研究

根据2005年4月和10月同步进行厦门海域贝类养殖区海水、表层沉积物和养殖贝类体中有毒有害物质（Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、石油类、六六六、滴滴涕、多氯联苯、大肠菌群、腹泻性贝毒和麻痹性贝毒）的调查资料,采用海水质量评价指数（Sj^w）、表层沉积物质量评价指数（Sj^s）和养殖贝类质量评价指数（Sj^o）以及贝类养殖生态环境质量综合评价指数（SI）对厦门海域贝类养殖生态环境质量进行了综合评价和类别划分。结果表明,海水质量、表层沉积物质量和养殖贝类质量水平范围均为2～7级,平均值分别为3级、5级和4级。贝类养殖生态环境质量水平范围为2～7级,平均值为4级。总体上,贝类养殖区海水质量处于较好水平,表层沉积物质量处于较差水平,养殖贝类质量处于一般水平。贝类养殖生态环境质量处于一般水平。其主要污染物为大肠菌群、石油类。厦门贝类养殖区1类区两个,属清洁区,占贝类养殖区总数的8%。2类区共18个,占贝类养殖区总数的72%。其中2a类区9个,属较清洁区,占贝类养殖区总数的36%,2b类区6个,属轻度污染区,占贝类养殖区总数的24%;2c类区3个,属中度污染区,占贝类养殖区总数的12%。3类区5个,属重度的污染区,占贝类养殖区总数的20%。厦门贝类产地环境质量的评价和类别划分的结果与厦门贝类养殖区环境污染现状相吻合。     

海带对富营养化水体的生物修复效果与固碳能力

选择舟山市桃花岛碳汇渔业示范区作为调研对象,于2013年2-8月对网箱养殖区、海带养殖区、海带养殖区上游(对照点)和海带养殖区下游各站位水质参数以及海带生物量的变化进行了为期7个月的跟踪调研。调查结果显示,海带在减轻海水富营养化方面效果显著,在去除海水无机氮方面尤为明显。与对照点相比,海带养殖区下游无机氮平均浓度降低了15.3%,水体富营养化得以改善,网箱养殖区海水与对照点相比,无机氮平均浓度显著降低(P0.05),海带养殖未使海水中有机质含量升高。在固碳能力方面,该海域海带的年固碳能力为0.234kg/m~2,通过标准化转换,固碳速率最高达403t/(km~2·年),通过海带养殖,该示范区一年总共可吸收碳(C)31 200 kg,吸收氮(N)2130 kg,吸收磷(P)300 kg。本研究说明海带具有一定的生物修复与固碳能力,可为建立鱼藻生态复合养殖系统提供参考。     

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。     

乳山湾东流区滩涂贝类养殖环境中自身污染现状分析

根据2004年6、8和10月对乳山湾的3个航次的调查资料,研究了乳山湾总氮、总磷、总有机碳的平面分布和垂直分布。结果表明,TOC、TP的平均含量及其各层次含量均未超标,TN部分超标。无论平面分布还是垂直分布,TOC、TP、TN的含量季节差异不明显,但具有明显的地域特征:TP、TN、TOC最大值,集中在污水排放口和高密度养殖区;垂直分布,大部分站位表层以下垂直变化基本趋于平稳,各层次含量基本相近;养殖区与非养殖区相比,TOC、TP的平均含量及其各层次含量基本表现为养殖区大于非养殖区,但二者相差不大。结果显示,乳山湾集约化贝类养殖对其滩涂养殖环境尚未造成积累性自身污染。     

广西主要海水贝类养殖区环境质量状况评价

为了解广西沿海主要海水贝类养殖区环境质量状况,2006年—2007年对广西沿海钦州茅岭近江牡蛎增养殖区、合浦廉州湾文蛤养殖区进行调查监测。结果表明,广西主要海水贝类养殖区环境质量状况总体良好,在监测和评价的环境质量因子中,广西主要海水贝类养殖区主要污染物为无机氮、活性磷酸盐及沉积物中重金属锌、砷等,这些监测指标在贝类养殖区局部出现超标情况;分析无机氮超标的原因来自养殖区外源污染而非贝类养殖的自身污染。     

流沙湾表层沉积物中碳、氮、磷的分布特征和污染评价

2012年5月至2013年1月,每季度在流沙湾内湾养殖区、外湾养殖区和外湾非养殖区采集沉积物和水质样品,测定沉积物的总有机碳（TOC）、总氮（TN）和总磷（TP）质量分数,以及底层水溶解氧（DO）和水温（T）,结合水动力分析,研究其表层沉积物中富营养物质碳（ C）、氮（N）、磷（P）的分布特征和受污染程度。结果表明,流沙湾的物理地形决定了湾内流场水流缓慢、内外湾之间水交换过程缓慢的固有特征。底层水 DO 自春季开始逐步升高,冬季达到最大值。内湾养殖区的底层水 DO 均值低于外湾。表层沉积物 TOC 和 TP 质量分数没有明显的季节差异,但 TN 质量分数在春、夏季明显高于秋、冬季。养殖区的 TOC、TN 质量分数均显著高于非养殖区,且以内湾养殖区最高,其 TP 空间差异不显著。流沙湾表层沉积物 TOC 年平均有机碳污染指数为1.29,TN污染指数达2.98,而 TP 磷污染指数仅为0.92,表明该海域已受到中等水平的氮污染和低水平的有机碳污染,且现有养殖格局加速了养殖区的富营养物质沉积。     

辽东湾兴城海域增养殖区汞污染状况分析及健康风险评价

2013年通过采集兴城市邴家湾海水增养殖区的海水、沉积物和养殖贝类样品,利用原子荧光光度法测定总汞含量,综合监测数据对该养殖区渔业环境汞污染现状及健康风险进行分析评价。该海水增养殖区海水总汞含量范围在0.012~0.194μg/L;沉积物总汞含量范围在0.008 4~0.057 6mg/kg;养殖贝类总汞含量为0.006 10mg/kg,均符合国家标准。以100g/(人·d)的水产类摄食量估算,食用贝类汞摄入量占JECFA制定的汞暂定每周可耐受摄入量PTWI值的1.4%;甲基汞摄入量占PTWI值的4.2%;占美国EPA设定的甲基汞RfD值的9.7%。结果表明,辽东湾兴城海域所产贝类对消费者引起的汞暴露健康风险很小。     

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。     

上海地区池塘沉积物中氮、磷、有机碳及重金属风险评价

为综合评估上海地区池塘沉积物环境质量状况,2016-2019年对上海地区36个养殖场池塘采集沉积物样品360个,检测和分析沉积物中总氮（TN）、总磷（TP）、总有机碳（TOC）及重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg和As含量。研究结果表明,池塘0~10 cm层和10~20 cm层沉积物中TN、TP、TOC及各重金属均值分布无显著差异（P>0.05）,0~20 cm层沉积物（干重）中TN、TP和TOC平均含量分别为（873.37±352.45）mg/kg、（685.66±199.66）mg/kg和（6.62±3.05）mg/g,三者相关性显著。综合污染指数法和有机指数法评价结果表明,池塘沉积物中氮和有机物质的累积量较低,磷累积量相对较高,均低于其他地区高产池塘。池塘沉积物中Cr、Cd、Cu和Hg样品超标率分别为6.42%、3.21%、4.13%和1.38%,Zn、Pb和As无超标现象。地质累积指数、潜在生态危害指数法和一致性沉积物质量基准评价结果表明,上海地区池塘沉积物中重金属整体上处于清洁等级、低潜在生态危害状态,预测不会引发生物毒性效应。     

Total organic carbon budget of integrated aquaculture system of sea cucumber Apostichopus japonicus,jellyfish Rhopilema esculenta and shrimp Fenneropenaeus chinensis

The total organic carbon (TOC) budget of the integrated aquaculture system of sea cucumber Apostichopus japonicus, jellyfish Rhopilema esculenta and shrimp Fenneropenaeus chinensis was investigated in a cofferdam (1.202 km²) for 13‐month field study. The results showed that the total input of TOC to the system was 498 300 kg year^?1, of which photosynthesis accounted for 26.8% of input TOC. The TOC production of the sea cucumber was 3668 kg year^?1, and that of the jellyfish and the shrimp was 714 kg year^?1. The TOC utilization rate of the input TOC by sea cucumber production was 7.4‰, and that of the integrated system increased by 18.9% than that of sea cucumber monoculture model through integration with jellyfish and shrimp. The outflow TOC from the system was 336 600 kg year^?1, which account for 92.7% of the inflow TOC. The integrated aquaculture system not only produce aquatic products, but also eliminate 7.3% of the inflow TOC, therefore, this system was not only a production system of aquatic products, but also an organic matter purification system for the coastal environment. The TOC utilization rate of the system can be probably improved by means of increasing stocking density of the sea cucumber and/or the shrimp.     

桑沟湾养殖区春季pCO2分布特征及影响机制

2012年5月27～29日对桑沟湾贝类养殖、贝藻混养、藻类养殖等区域水-气界面区pCO2等参数的连续走航和贝类养殖区的日变化观测,讨论了桑沟湾不同养殖区域水-气界面区pCO2的分布特性及机制。结果显示,在该航次水质及气候条件下,桑沟湾养殖区域叶绿素偏高,溶解氧始终处于过饱和状态,最高达140%,强烈的浮游藻类光合作用消耗大量无机碳,水-气界面始终是大气CO2的汇。其中贝类养殖区pCO2低于贝藻混养区,低于藻类养殖及湾外近海区域。当然,这还不足以说明这一海区水-气界面可能是大气CO2的汇区,需要精细的航次计划做全面观测,例如养殖区域沉积的大量颗粒有机物在某些特定条件下的再悬浮、降解对水气界面CO2的贡献以及实际意义上的埋藏通量究竟有多大等。     

固定化微生物在凡纳滨对虾养成池中的应用

通过监测池塘水体藻类群落组成、多项水质指标、底泥总有机碳(TOC)和底泥异养细菌数等指标值,研究了固定化微生物对凡纳滨对虾生产性养殖池塘水质调控和污染底泥的修复能力,微生物固定所用载体为改良沸石和生物活性炭(相应的固定化微生物分别记为ZE-M组和BE-M组)。试验结果显示,处理组(ZE-M组和BE-M组)池塘水体中藻类组成呈多元化,隐藻、蓝藻和绿藻数量比较接近,而对照组则是蓝藻占绝对优势。试验过程中,对照池的氨氮浓度和COD呈直线上升,而处理组氨氮浓度和COD的增长幅度缓慢,ZE-M、BC-M载体微生物的使用是产生差异的直接原因。对照组和处理组的其它水质指标变化规律及差异性不明显,可能是由于池塘水体由诸多不确定因素影响所致。固定化微生物对池塘底泥TOC含量和异养细菌数的影响显著(P<0.05),试验过程中,试验组和对照组池塘底泥TOC含量随着养殖时间均有增加的趋势,但对照组这一趋势更加明显;试验初期,各组表层底泥中的异养细菌数量在3.367×105～8.60×105CFU/g范围内,试验结束时增长到85×105～393.7×105CFU/g。处理组和对照组的异养细菌差异显著(P<0.05),其中ZE-M处理组...     

桑沟湾不同养殖区大型底栖动物的群落结构特征

于2016年9月和11月对我国北方典型筏式养殖海湾—桑沟湾的筏式贝藻养殖区和网箱养殖区的大型底栖动物进行调查,研究了桑沟湾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,分析了底栖动物与海洋环境因子的关系,以了解养殖活动对大型底栖动物的影响。结果显示,调查共鉴定出大型底栖动物67种,其中,环节动物多毛类36种,软体动物12种,节肢动物门甲壳类和全足类16种,棘皮动物3种。桑沟湾大型底栖动物的优势种主要为多毛类,贝藻区的绝对优势种为刚鳃虫和长叶索沙蚕,网箱区的绝对优势种为异足索沙蚕和多丝独毛虫。生物量和丰度的特性为9月网箱区11月网箱区9月贝藻区,多样性指数的趋势相反。研究表明,底栖动物群落特征与底质有机碳、总磷、硫化物和氧化还原电位等因素有关,桑沟湾大规模养殖活动对底栖动物群落组成和分布产生了一定的影响。     

固定化微生物修复养殖池塘污染底泥的围隔试验

摘要：通过测定上覆水的多项水质指标、底泥总有机碳(TOC)、底泥生物降解能力(G值)、底泥异养细菌数和反硫化细菌数等指标值,在野外实验围隔条件下比较了固定化微生物和游离微生物（FR-M）对污染底质的生物修复能力。微生物固定所用载体包括：纤维网状活性炭,生物活性炭,沸石和硅藻土(相应的固定化微生物分别标记为FC-M、 BC-M、ZE-M和DI-M组)。结果显示：固定化微生物对围隔内水质有间接影响,试验后期固定化微生物组（ZE-M、DI-M和FC-M组）的上覆水硝氮浓度显著高于对照组;BC-M组和ZE-M组上覆水中的COD值显著低于游离微生物组(FR-M)和对照组,说明固定化微生物有效削减了水底界面还原性物质的污染程度;与游离微生物或对照组相比,固定化微生物组（FC-M组、DI-M 组和ZE-M组）能更有效地降解底泥有机质。固定化微生物对底泥生物降解能力（G值）的影响明显,实验后期固定化微生物组（（BC-M组、DI-M组和ZE-M组）的G值均显著高于对照组和游离微生物组,说明固定化微生物技术的运用显著提高了围隔底泥的生物降解能力;固定化微生物对围隔内底泥异养细菌总数影响不显著,可能是由于底泥微生物群落结构受其它多种因子的综合影响所致。固定化微生物对底泥反硫化细菌影响显著,与对照组和游离微生物组相比,固定化微生物（尤其是ZE-M和BC-M组）能更有效地减少围隔底泥反硫化细菌数。本实验结果显示,利用载体固定微生物技术能显著提高微生物对污染底质的生物修复能力,其中以ZE-M和BC-M组效果最好。     

封闭循环水养殖系统中池塘覆膜对水质的影响

2005—2010年,对天津市天祥水产有限公司封闭循环水养殖系统水质进行了检测。结果显示:养殖池塘是否覆膜、覆膜面积大小,均会使整个养殖系统中的总硬度(TH)、总碱度(AT)、NH3-N和PO4-P在时空上产生差异。时间上,它们年份间差异极显著(P<0.01);空间上,各采样点的AT和NH3-N差异显著(P<0.05)。覆膜使系统的TH和AT稳定性减弱,CV上升了166.5%～241.7%,这种情况在养殖中期尤为突出,但对NH3-N和PO4-P稳定性的影响并不明显。养殖系统中较大面积的覆膜(43.65%)对养殖池塘TH、AT和NH3-N稳定性的影响比非覆膜池塘的大,CV分别高出了75.9%、135.6%和21.6%;而小面积(19.2%)覆膜的养殖池塘相对非覆膜池塘稳定,CV分别降低了71.9%、41.5%和91.4%。导致它们间差异及稳定性变异的原因主要归结于覆膜影响了物质与土壤间的物质交换及其间的生物活性强度。     

Sustainable aquaculture: developing the promise of aquaculture

As experience with aquaculture grows worldwide, the concept of sustainable aquaculture is increasingly recognized to incorporate both spatial and temporal dimensions of environmental, economic, and social parameters. Practitioners have discovered that sustainable aquaculture must not only maximize benefits, but also minimize accumulation of detriments, as well as other types of negative impacts on natural and social environment. Therefore, sustainable aquaculture development must be advanced in a manner that is environmentally sustainable and that protects the quality of the environment for other users, while it is equally important for society to protect the quality of the environment for aquaculture. This paper provides a brief review of the worldwide aquaculture development in the last decade, and gives a few examples of sustainable aquaculture activities in the coastal areas that are using natural coastal habitats and ecosystems. Based on already existing national and international efforts to promote sustainable aquaculture, key recommendations are provided, including what should be the next proactive steps. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

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。