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。     

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。     

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。

     

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。     

流清河湾扇贝养殖区夏季附着生物特征研究

2007年6~9月,利用悬挂不同网目的试网方法,对夏季青岛流清河湾栉孔扇贝筏式养殖区附着生物的种类、数量及其垂直分布特征进行了研究。结果显示,流清河湾附着生物群落的优势种在6月份为麦秆虫和钩虾,7月份以后贻贝成为优势种。附着生物湿重随挂网时间延长而增加,8月份增长最快,特定增长率最高可达8.77%/d,主要是由于优势种贻贝的快速生长。玻璃海鞘等海鞘类在流清河湾较少出现。附着生物的数量受网目和水深的影响,总体上随水深的增加而下降,较小网目上附着生物量较大。贻贝为群落优势种是流清河湾夏季附着生物数量较高的主要原因。     

桑沟湾增养殖水文环境研究

对桑沟湾大规模开展增养殖前后的水文环境作了研究。由于大面积高密度养殖，桑沟湾的水动力状况和１０年前相比发生了明显变化，潮流速度减缓了５０％，水交换率降低了１．７％，海湾海水半交换周期延长了１１个潮周期。营养物质输送和海水自净能力受到严重影响。部分养殖品种产量下降，表明养殖容纳量已达饱和状态。和其他海湾相比，桑沟湾的水交换条件还是比较好的，只要科学合理地设置养殖品种和养殖密度，仍不失为一个重要的增养     

桑沟湾浮游植物生态特征

根据2003年8月～2005年5月桑沟湾4个航次调查结果,对该海区浮游植物的种类组成、数量分布和群落结构进行分析。结果表明,调查海域共检出浮游植物32属72种。其中,硅藻29属60种,占83.3%。甲藻3属12种,占16.7%。浮游植物数量的变动范围为5.0×10^4～3416.0×10^4cell/m^3,浮游植物数量均值的最高值出现在2003年8月,最低值出现在2005年5月。经多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和单纯度指数分析,调查海域浮游植物的群落结构随季节变化明显,秋季的种类数、多样性明显高于春季。综合评价表明,桑沟湾海域浮游植物种类个体数量分布不均匀,生物多样性一般。     

桑沟湾海带养殖容量的研究

首次对桑沟湾的海带养殖容量进行了调查研究。采用了无机氮作为估算桑沟湾海带养殖容量的关键因子，通过无机氮的供需平衡估算海带养殖容量。结果显示，海底沉积物中释放的无机氮为该湾无机氮的主要来源，而由海水交换所带入的无机氮次之。海带生长期间海水交换周期为３９ｄ，比８０年代中期延长了近１倍。桑沟湾在海带生长期间由海水交换、陆地径流、动物排泄和海底沉积物中释放所进入该湾的无机氮总供应量为１２２８ｔ；而浮游植物     

桑沟湾养殖海域营养盐时空分布特征及富营养化评价

根据2014年10月、2015年3月、5月和8月在桑沟湾养殖水域开展的海洋调查所获取的营养盐状况调查数据,分析了营养盐含量的季节变化和平面分布,并对该水域营养水平状况进行了评价.结果显示,该海域秋季溶解无机氮(DIN)含量明显高于其他三个季节.夏季NO2-N的平均含量最高,秋季NO3-N的平均含量最高,春季NH4-N的平均含量最高,冬季PO4-P的平均含量最高.与海水水质标准相比,各季节DIN总体水平均低于海水一类标准值,春季和夏季PO4-P总体水平低于海水一类标准值,秋季和冬季PO4-P总体水平则高于海水一类标准值.从平面分布看,春季DIN含量呈湾内低、湾外高的趋势,夏季和秋季呈湾内高、湾外低的趋势,冬季呈自湾内南部水域向北逐渐降低的趋势.春季和冬季PO4-P含量均呈自湾内中部水域向外逐渐下降的趋势,夏季呈自湾内中部水域向外逐渐上升的趋势;秋季则呈湾内高、湾外低的趋势.春季、夏季和冬季N/P比值均高于Redfield比值,无机磷相对缺乏,而秋季N/P比值与Redfield比值基本一致.根据潜在性富营养化评价模式,桑沟湾养殖海域四个季节的营养水平较低,均属贫营养水平.与20世纪八九十年代相比,桑沟湾浮游植物生长的主要限制性因素已由整体的氮限制转变为春、夏季磷限制为主.     

贝藻混养生态系互利机制中的作用因子

利用模拟养殖系统,在黄海水产研究所麦岛实验基地进行贝藻混养实验,选用栉孔扇贝(Chlamys farreri)和海带(Laminaria japonica Aresch)作为研究对象,对其生态系中各生态因子在互利机制中的作用及其与对养殖效果的影响进行分析。在本实验条件(水温6～12℃,盐度32～33,光照1500-4500lx)下,各项作用因子对各养殖模式的影响从大到小依次为：营养条件综合指数、生活条件综合指数、环境条件综合指数、浮游植物可利用系数、浮游植物生产量、NH4 N、DO;作用因子限制性较强的模式中影响力从大到小为：营养条件综合指数、生活条件综合指数、浮游植物生产量、环境条件综合指数、浮游植物可利用系数、NH4 N、DO。     

贝藻混养互利机制的初步研究

20 0 1年 3月 ,在中国水产科学研究院黄海水产研究所小麦岛实验基地 ,用实验生态学方法 ,进行了栉孔扇贝 (Chlamys farreri)和海带 (L aminaria japonica) 3种配比模式 (栉孔扇贝密度分别为10、2 0、10粒 / m2 ,海带密度分别为 1.0、1.0、2 .0棵 / m2 )混养实验 ,定期观测环境和营养盐的变化 ,浮游植物消长情况以及栉孔扇贝、海带的存活和生长状况等。实验表明 ,模式 较模式 、 中 TIN、Si O4- Si、PO4- P的浓度低 ,其 TIN中 NH4- N含量较其余两种模式低 ;同时 ,模式 中浮游植物数量减少 13.872× 10 3 cell/ L,叶绿素含量减少 1.96 mg/ m3 (模式 浮游植物减少 6 .0 4 5× 10 3 cell/ L、叶绿素减少 1.79mg/ m3 ;模式 浮游植物减少 12 .995× 10 3 cell/ L、叶绿素减少 1.78mg/ m3 ) ,下降幅度最大。而模式 的 DO含量相对较高 ,其栉孔扇贝生长显著 ,壳高较实验初始时的壳高存在显著差异。故在本实验条件下模式 的混养配比较合理 ,其生态互利作用较好     

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。     

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。     

栉孔扇贝对春季桑沟湾颗粒有机物的摄食压力

中华鳖（Trionyx sinensis）是我国和东南亚地区的主要特种水产养殖品种之一。浙江省是开展中华鳖工厂化养殖较早的地区。目前约占全国产量的60％以上。但随着集约化程度的提高，水质恶化等因素，导致其免疫机能衰退，疾病发生日趋严重，阻碍了养鳖业的进一步发展。其中以嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）引起的中华鳖出血性败血症尤为严重。传统上主要依靠抗生素、含氯剂等药物防治该病，虽能在一定程度上起到防治作用，但是随着药物大量、长期的使用会造成环境污染、细菌耐药性和药物残留的产生。     

桑沟湾栉孔扇贝大规模死亡原因分析

在对桑沟湾发生的栉孔扇贝大规模死亡现象进行现场调查研究基础上，从种质、生态、环境等方面对死亡原因进行了分析。认为其主要原因是栉孔扇贝生殖盛期能量大量消耗，降低了抵抗外界不利环境和疾病的能力；而种质退化、高温、养殖密度过高、附着生物及疾病也是造成扇贝大规模死亡的诱发原凼。     

桑沟湾养殖海带生长的模型预测

海带(Saccharinajaponica)是一种常见的大型经济褐藻,是海洋生态系统重要的初级生产者,也是我国北方沿海主要的养殖藻类。本研究旨在建立海带个体生长数值模型,并以此预测中国北方近海大规模筏式养殖条件下海带的生长情况。本研究以桑沟湾养殖海带为例,利用可视化模型软件STELLA描述海带生长的关键过程及其与环境参数的关系,以净生长量(N_(growth))=总生长量(G_(growth))–呼吸作用(resp)–枯烂(E_(kelp))为基本框架,模拟和预测海带的生物量和叶片长度变化。海带的总生长用光照、温度、盐度、海带体内营养盐(包括N和P)等强制函数定义,其中,光照参数来自桑沟湾气象记录,盐度、温度和营养盐为现场调查实测值。模型模拟桑沟湾养殖海带的长度与干重结果与实测值的拟合度R~2值分别为0.936、0.963,说明该模型能够很好反映海带的真实生长情况。可靠的个体生长模型是评估海带养殖容量的基础,并可为水产养殖区的空间规划提供决策依据。     

贝壳上污损生物的重量对栉孔扇贝生长和存活的影响

对网笼养殖的栉孔扇贝壳上污损生物的数量进行了研究,发现9～11月贝壳上污损生物的湿重分别为1．47、0．49和2．09g,与上壳重的比值分别为28．16％、10．24％和31．29％。通过在栉孔扇贝上壳添加上壳干重0．5、1、2和3倍重的水泥,用以模拟附着在扇贝壳上的污损生物,设不添加水泥的对照组,对贝壳上污损生物的重量对栉孔扇贝生长和存活的影响进行了研究。结果表明,实验组扇贝壳长、闭壳肌和剩余软体组织的特定增长率及存活率与对照组均没有显著差异（P〉0．05）,说明贝壳上的污损生物的重量没有影响扇贝的生长和存活。     

Carbon dioxide fixation by the seaweed Gracilaria lemaneiformis in integrated multi-trophic aquaculture with the scallop Chlamys farreri in Sanggou Bay, China

The red alga Gracilaria lemaneiformis was cultivated with the scallop Chlamys farreri in an integrated multi-trophic aquaculture (IMTA) system for 42 h at Sanggou Bay, located in north China. Variation in inorganic carbon in the IMTA system was determined. The experiment included three treatments each with three replicates and three scallop monoculture systems as controls. Scallop density (399.1 ± 7.85 g per microcosm) remained the same in all treatments while seaweed density differed. The seaweed density was set at three levels (treatments 1, 2, 3) with thallus wet weights of 125.3 ± 4.72 g, 252.3 ± 7.50 g, and 378.7 ± 6.51 g per microcosm, respectively. This produced bivalve to seaweed wet weight ratios of 1:0.31, 1:0.63, and 1:0.96 for treatments 1, 2, and 3, respectively. In control groups, continuous dissolution of carbon dioxide (CO₂) produced by scallops into the seawater not only caused an ongoing increase in partial pressure of CO₂ (pCO₂), 5.5 times higher than that of natural seawater, but also acidified seawater by 0.8 units after 42 h of culture. However, in all seaweed-scallop groups, the higher the algal density, the more CO₂ was absorbed; pCO₂ was lowest in treatment 3. The results suggest that a ratio of bivalve to seaweed less than 1:0.96 may produce an even stronger CO₂ sink. Overall, the integrated culture of seaweed and scallop could provide an efficient and environmentally friendly means to reduce CO₂ emissions from bivalve mariculture.     

基于GIS的桑沟湾及周围海域海带养殖适宜性评价

目前水产养殖面临用海冲突、单位面积和人均生产率偏低、养殖业的生态和经济成本较高等问题。为充分利用海区的自然生产力,提高养殖效率和效益,需要对海区进行适宜性评价,选择最适宜的水域进行养殖。以桑沟湾及周围海域主要的养殖品种海带(Saccharina japonica)作为评价对象,选取光照、温度、流速、无机氮、盐度、深度作为适宜性评价指标,利用遥感技术确定海区养殖布局,通过野外调查和数据模拟获取养殖海区环境参数数据,根据动态能量学(Dynamic energy budget, DEB)模型——STELLA模型敏感性分析结果,并结合层次分析法计算评价指标权重,海带生长相关环境因子的强制函数拟合得到单因子评分曲线进行评分。最后,采用线性加权叠加分析方法得到海带养殖适宜性评价结果。适宜性评价过程以地理信息系统(Geographical information systems, GIS)作为技术支持,利用GIS空间插值功能生成光照、温度、流速、无机氮、盐度、深度专题图层,采用栅格计算功能对各专题图层进行叠加,得到综合多因素的海带养殖适宜性评分和适宜性等级。评价结果显示,在不考虑用海冲突的情况下,桑沟湾及周围海域海带养殖适宜性分数分布在0~6.7范围内,分值主要集中在4~6分,属于中等适宜,占研究区总面积的67%,最适宜和不适宜分别占研究区总面积的23%和10%,无一般适宜区。评分较高的区域主要分布在北部爱莲湾和楮岛东部海域周围,适宜性评分较低的区域主要位于近岸水深较浅的海域。根据适宜性评价结果可进行水域空间规划和安排养殖生产计划,为管理部门开展养殖分区和海洋功能区划提供参考。