添加氮磷对龙须菜光合固碳能力影响的现场研究

采用碘量法和碱度法,通过测定密闭容器中溶解氧和无机碳浓度的变化,从产氧和固碳两个方面研究添加氮、磷对龙须菜光合作用速率的影响。实验设置为加氮(ADDN,10μmol/LNH4Cl)、加磷(ADDP,1.0μmol/LKH2PO4)、同时加氮磷(ADDNP,10μmol/LNH4Cl+1.0μmol/LKH2PO4)、不加氮磷(NONP)4个处理,不加龙须菜的海水作为对照。根据实验前后光合作用瓶内各参数的变化,计算了龙须菜光合产氧速率(RO,mg/gDW.h),固碳速率(RDIC,μmol/gDW.h),HCO3-吸收速率(RHCO-3,μmol/gDW.h)、CO2吸收速率(RCO2,μmol/gDW.h)以及光合熵(PQ)和二氧化碳分压(pCO2)的变化,探讨了氮磷营养盐对龙须菜光合作用固碳速率的影响,为提高龙须菜的碳汇功能提供理论参考。结果表明,8～11月添加氮磷对龙须菜RO的影响差异不显著,12月加氮和加磷能显著提高龙须菜RO,RO存在明显的季节变化;添加氮磷对RDIC的影响差异不显著,存在明显的季节变化,与RO相同,9月最高(287.3μmol/gDW.h),12月最低位(134.8μmol/gDW.h);RCO2除12月外,不同处理差异不显著,季节变化明显,平均RCO28月最高,11月最低;RHCO-3不同处理差异不显著,季节变化明显,9月最高,12月最低;实验结束后容器内pCO2范围为82.7～238.7μatm(平均152.1μatm),双因素方差分析表明不同处理pCO2差异不显著,不同月份差异显著;不同处理和不同月份PQ值均有显著差异,加氮组平均PQ值最高(1.23),不同月份平均值为0.59～1.50。     

唐岛湾网箱养殖对水环境的影响

2004-08～2005-05分4个航次对唐岛湾网箱养殖区的水环境进行了现场调查，分析讨论了网箱养殖对水环境的影响。结果表明，唐岛湾网箱养殖对海水的水温、盐度、透明度、DO、pH的影响不显著，对叶绿素a浓度的影响显著（t-test，P〈0.05）。养殖区CODMn虽然也显著高于对照点，但主要受陆源污染的影响，与网箱养殖关系不大。养殖区和对照点海水中无机氮的主要形态均以NO^3--N为主，其次是NH^4＋-N，NO2^--N最少，DIN、3种形态无机氮、无机磷的季节变化趋势也比较一致。除了NH^4＋-N外，唐岛湾网箱养殖对溶解态无机氮磷营养盐（NO3^--N、NO2^--N、DIN、PO4^3--P）的影响并不显著（t-test，P〉0.05），但养殖区内的含量比对照点有了一定程度的升高。以DIN和PO4^3--P作为N、P阈值来分析，目前唐岛湾网箱养殖区的水质未超出二类水质标准。唐岛湾网箱养殖区海水各季节的营养指数E值均小于1，表明养殖区的水质状况尚未达到富营养化水平。     

獐子岛养殖海域氮、磷的分布特征

根据2005年4个季节的调查资料,研究了獐子岛养殖海区的氮、磷营养盐的季节变化及平面分布特性,重点分析了7月营养盐、叶绿素及环境因子的相关性,探讨了与底播养殖的可能内在联系。结果表明,溶解性无机氮、活性磷酸盐的平面分布和垂直分布较均匀,仅在7月,表底层的氨氮浓度及磷酸盐浓度存在显著性差异。根据氮磷摩尔比和浮游植物生长的阈值分析,在该海区氮、磷营养盐限制呈季节性交替变化,7月磷限制的潜在性较大,3月和5月氮限制的潜在性较大。尽管目前的养殖生产活动并未对该海区的营养盐浓度产生较大的影响或压力,但是,3、5和7月底层水的无机氮以氨氮为主以及贝类养殖密度较大的区域叶绿素浓度较低的现象,可能与养殖活动有关,应引起关注．     

黄海绿潮（浒苔）暴发区温盐、溶解氧和营养盐的分布特征及其与绿潮发生的关系

根据2008年7月9～14日对黄海绿潮暴发区生态环境要素的调查数据,重点研究了调查海域温盐、溶解氧和营养盐的分布特征及其与绿潮发生的关系。结果表明,溶解氧的平均值为9.22mg/L,整体处于过饱和状态,呈北高南低,西高东低的分布趋势。溶解无机氮的平均值为9.07μmol/L,呈现出南高北低,苏北沿岸向离岸方向逐渐降低的趋势;活性磷酸盐的平均值为0.19μmol/L,呈现出东高西低,自外海向海洲湾方向递减的趋势。在调查海域的东部出现营养盐高值区。通过分析温度、盐度、溶解氧、营养盐与绿潮发生的关系发现,温度、盐度和溶解氧均处于浒苔藻体生长和孢子释放的适应范围内。大面积浒苔聚集区的表层海水DIN和PO34--P的平均含量分别为14.89和0.27μmol/L,营养盐含量要明显高于调查海域其他海区营养盐的含量,表明充足的营养盐是绿潮发生的物质基础。同时调查海区表层、10m层和底层N/P（摩尔比）比值的平均值分别为702、194和411,均远大于Redfield值,由此可见,该调查水域主要受到磷的潜在限制。     

双齿围沙蚕-牙鲆网箱综合养殖模型碳、氮收支的实验研究

在实验室条件下, 设计相同的牙鲆(Paralichthys olivaceus)鱼苗网箱养殖密度(密度5尾/箱, 鱼苗体质量约21 g), 分别与不同数量的双齿围沙蚕(Perinereis albuhitensis, 0 g, 50 g, 70 g, 90 g)混合养殖, 4个实验组分别记作C、S1、S2和S3, 网箱规格为Ф60 cm×30 cm。各实验组设3个平行组, 实验进行40 d。牙鲆和沙蚕在称重前均饥饿24 h, 同时取5尾牙鲆和20 g沙蚕作为实验初始样品。实验期间, 每天07:30和18:00分2次投喂配合饲料, 根据对照组饵料剩余情况适时调整投喂量, 每个实验单元的投饵量基本一致, 此过程中不处理残饵和粪便。实验单元采用微流水, 流量为250~500 L/d。实验期间, 24 h持续微量充气。至实验结束时, 全部生物饥饿24 h。将其全部取出, 擦干体表水分, 称重后置于70℃干燥箱中烘干至衡重, 研磨、分析。结果表明, 对照组(C)的底质积累碳、氮量最高, 各实验组水体净输出的氮和有机碳量以及呼吸碳量分别无显著差异(P>0.05)。饲料是碳、氮输入的主要来源。在输出各项中, 各个实验组水体净输出氮占输出氮比例无显著差异(P>0.05), 而系统净排放氮以对照组所占比例最高, 但与S1和S2组无显著差异(P>0.05); 对照组底质积累氮所占输出氮比例显著高于S2和S3组(P<0.05)。对照组底质积累碳所占比例显著高于其他各实验组(P<0.05); 对照组和S1组的水体净输出有机碳比例显著高于S3组(P<0.05), 而S3组碳净排放占碳输出的比例显著低于对照组和S1组(P<0.05)。碳、氮产投比均以对照组最低。在本研究条件下, 双齿围沙蚕在综合养殖模型中可利用牙鲆网箱养殖产生的残饵和粪便, 减少底质碳、氮积累, 提高产投比, 综合养殖模型既可以降低碳、氮排放, 又可以增加产品产出。结论认为, 网箱养殖牙鲆搭配双齿围沙蚕的综合养殖模型理论上具有可行性, 双齿围沙蚕可以作为牙鲆网箱养殖产生的残饵和粪便的一道有效处理屏障, 此模型在港湾和围堰鱼类网箱养殖中更有意义。

     

乳山宫家岛以东牡蛎养殖水域秋季海—气界面CO2交换通量研究

为探讨规模化贝类养殖对海—气界面CO2交换通量的影响,选择山东乳山市宫家岛以东太平洋牡蛎养殖水域作为研究区域,根据2011年10月大面调查获得的pH、总碱度(TA)、叶绿素a等基础数据,分析了该区域表层海水溶解无机碳(DIC)体系各分量的浓度、组成比例及平面分布特征,估算了海—气界面CO2的交换通量,定量了浮游植物的固碳贡献。结果表明,秋季乳山宫家岛以东牡蛎养殖水域表层海水DIC浓度范围1 953.20～2 130.74μmol/L,平均值(2 048.73±57.19)μmol/L;HCO3-是DIC的主要成分,占88.25%;表层海水pCO2范围为220.08～262.29μatm,平均值(246.46±23.00)μatm;该区域秋季海—气界面CO2交换通量在-53.78～-21.93 mmol/(m2.d),平均值为-42.09 mmol/(m2.d),表现为强的CO2汇;该区域浮游植物的固碳强度变化范围为460.27～725.64 mg/(m2.d),平均为(593.27±91.98)mg/(m2.d),海—气界面较强烈的CO2交换通量主要由浮游植物的光合作用贡献;养殖区与对照区海—气界面CO2交换通量差异不显著,表明太平洋牡蛎呼吸、钙化生理活动释放的CO2对海—气界面CO2的交换影响不大。     

长牡蛎食物组成的高通量测序分析

为了更加细致地甄别滤食性贝类的食物组成,于2019年8月,以北方规模化典型养殖海湾——桑沟湾养殖的长牡蛎(Crassostrea gigas)为研究对象,运用Illumina高通量测序技术对长牡蛎的胃含物及所处养殖水体中的真核生物进行分析研究.结果显示,扩增18S rDNA V4区平均得到111,359个有效序列短片段...     

桑沟湾贝藻养殖区附着生物群落季节演替研究

从2007年5月～2008年4月,采用悬挂试网和直接从海区采集栉孔扇贝养殖笼样品两种方法,对桑沟湾贝藻养殖区的附着生物群落结构和季节演替规律进行了研究。结果显示,桑沟湾附着生物群落结构复杂,本实验鉴定的大型附着生物23种,玻璃海鞘、柄海鞘和紫贻贝是群落中的优势种。附着生物的生物量呈现明显的季节变化特征,试网上附着生物湿重与温度变化相关,生物量为0.003～1.21kg/m2,其中2月和8月分别具有最小和最大值。栉孔扇贝养殖笼的附着生物生物量9月为1.94kg/笼,之后随温度下降而减少,10月为0.99kg/笼,之后又有所上升,11月份为1.03kg/笼。生物量变化主要是由于优势种的演替引起的,随温度下降海鞘类逐渐消退,贻贝等成为优势种。     

长牡蛎和福建牡蛎个体生长模型的构建及比较

长牡蛎和福建牡蛎分别是我国北方和南方沿海重要的养殖贝类。为比较分析二者的动态生长情况,实验基于动态能量收支理论（DEB）,以连续监测的水温和叶绿素a浓度为强制因子,通过现场实验、模型调试和文献查阅等方式获取模型参数,利用Python 2.7软件分别构建了桑沟湾长牡蛎、深沪湾福建牡蛎的个体生长模型,并以两种牡蛎的实测生长数据进行验证。结果显示：①所构建的DEB模型能够较好地模拟长牡蛎、福建牡蛎的个体生长情况（壳高、软组织湿重等）,模拟值与实测值之间相关性显著;②长牡蛎和福建牡蛎的温度耐受上限（T_H）、温度耐受下限（T_L）、半饱和常数（F_H）等参数存在差异,这可能与不同海域的理化环境、食物组成及牡蛎的选择性摄食有关;③在模拟周期内,受温度和食物的双重限制,长牡蛎冬季生长缓慢,而福建牡蛎处于持续增长状态,期间主要受到食物的限制。本研究结果可为后续生态系统模型构建和牡蛎养殖容量评估提供基础数据。     

温度对虾夷扇贝普通养殖群体和选育新品种海大金贝呼吸代谢的影响

2012年5月和9月,2013年3月和6月,在自然水温条件下,采用呼吸瓶法比较了不同温度(5.6℃、10.5℃、14.4℃、21.2℃)下普通养殖虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)和虾夷扇贝选育新品种海大金贝(Haida golden scallop)耗氧率和排氨率的影响。结果表明,在实验设置水温范围内(5.6~21.2℃),普通虾夷扇贝和海大金贝的耗氧率表现出相似的变化趋势。在温度达到14.4℃之前,实验贝耗氧率随温度的升高而增大,而在14.4℃后,则随温度的升高而减小。两种贝最大耗氧率分别为1.67 mg/(g·h)和1.27 mg/(g·h),其中在5.6℃和14.4℃海大金贝耗氧率显著小于普通虾夷扇贝(P0.05);10.5℃和21.2℃时,两组贝类的耗氧率差异不显著(P0.05)。普通虾夷扇贝和海大金贝排氨率随温度变化呈现出不同的趋势。前者从5.6℃开始,随温度的升高,排氨率缓慢升高,水温为14.4℃时达到最大值,为0.063 mg/(g·h),然后逐渐降低,14.4℃水温的排氨率显著大于10.5℃和21.2℃(P0.05);而从5.6℃到10.5℃,后者的排氨率逐渐降低,10.5℃时达到最低值,为0.029 mg/(g·h),然后随温度升高缓慢升高,到21.2℃达到最高值。海大金贝组在温度条件为5.6℃和21.2℃时排氨率高于普通虾夷扇贝组(P0.05);而水温为14.4℃时,普通虾夷扇贝组排氨率显著高于海大金贝组(P0.05);10.5℃时两者排氨率差异不显著(P0.05)。两实验组耗氧率Q_10系数均随温度的升高而降低。O/N结果表明,普通虾夷扇贝在本次研究的设定温度区间内以消耗脂肪和碳水化合物为主;海大金贝以消耗蛋白质为主,当温度逐渐升高,转化为以消耗脂肪和碳水化合物为主,当水温达到较高的水平,又转换为以消耗蛋白质为主。