胶州湾贝类养殖区氮、磷污染现状及动态变化

依据2011年3、5、8、10月和1997～2010年5、8、10月水环境调查资料,对胶州湾贝类养殖区氮、磷污染现状及动态变化进行了分析与评价,并分析了海水富营养化的成因,可为赤潮的预测预警提供基础资料.结果表明,1)2011年胶州湾贝类养殖区氮、磷污染较为严重,除3月其含量符合标准要求外,5、8、10月均存在氮、磷污染,其中无机氮超标率为11.11％～100％,活性磷酸盐超标率为33.33％～66.67％,无机氮超标率均值高于活性磷酸盐.2)氮、磷污染程度具有明显的季节变化,以10月最重,8月次之,3月最轻.无机氮和活性磷酸盐污染指数均值分别为1.35和0.93,氮污染重于磷污染.3)氮、磷营养盐空间分布不均,贝类养殖区西部和东部海域氮、磷含量高于中部海域,空间分异程度为8月＞3月＞5月＞10月.4)海水富营养化程度较为严重,2011年3、5、8、10月富营养化站位所占比例为44.44％～100％,营养指数均值为1.09～6.99,海水富营养化严重程度依次为8月＞10月＞5月＞3月.5)2011年各调查月份养殖区海水中N/P比值为20.96～43.22,除5月部分测站N/P比值小于Redfield比值,其他3个月份N/P比值均大于Redfield比值,活性磷酸盐可能成为浮游植物生长的主要限制因子之一.6)氮、磷污染指数具有明显的年际变化,其中无机氮污染指数2008年最高,1997和2000年最低;活性磷酸盐污染指数1997年最高,2011年最低.7)海水富营养化成因复杂,径流携带大量氮、磷等营养物质入海和贝类养殖自身污染是造成胶州湾贝类养殖区海水富营养化的主因.近年胶州湾贝类养殖区氮、磷污染状况并无明显改善,海水富营养化依然严重,存在发生赤潮的可能性.     

胶州湾底栖生态系统健康评价——基于大型底栖动物生态学特征

根据2017年7月山东省胶州湾海域的大型底栖动物调查数据,应用聚类分析、生物多样性和Multivariate-AZTI’s Marine Biotic Index (M-AMBI)等方法分析了大型底栖动物的生态学特征,评估了胶州湾底栖生态系统的健康状况。结果显示,调查海域共采集到大型底栖动物64种,其中,多毛类25种,甲壳动物23种,软体动物9种,棘皮动物和其他类群共7种。该海域大型底栖动物生物量和丰度的平均值分别为70.0 g/m2和132 ind./m2,菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)、寡鳃齿吻沙蚕(Nephthys oligobranchia)和纽虫(Nemertinea)是优势种。物种多样性指数( )为0.69~3.77,平均值为2.35,丰富度指数(d)为0.67~3.12,平均值为1.56,Pielou均匀度指数(J)为0.25~1.00,平均值为0.81。多样性AMBI指数(M-AMBI)为0.26~0.60,平均值为0.44。根据CLUSTER分析结果,在15%相似水平上可将研究站位划分为3个群落,菲律宾蛤仔养殖密度较大的站位群落结构较为相似,被划分在同一个群落中,聚类结果与菲律宾蛤仔养殖密切相关。大型底栖动物群落的多样性指数和M-AMBI指数分析显示,胶州湾海域底栖生态系统受到中等程度的干扰。     

2种养殖模式对鲍营养成分与低温胁迫响应的差异比较

为研究不同养殖模式中的皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai Ino)的营养成分与低温胁迫响应的差异,采用南北接力养殖鲍和北方底播养殖鲍作为研究对象,于2021年9月取样测量了肌肉组织中的总糖、蛋白质、有机物总量和氨基酸含量等营养成分和低温胁迫下的耗氧率和心率等生理指标。结果显示,底播养殖个体的总糖含量为(3.20±0.00)%、有机物总量为(27.60±3.70)%、必需氨基酸含量为(4.19±0.09)%,均显著高于南北接力养殖的个体(P<0.05)。低温胁迫条件下,南北接力养殖和底播养殖个体的耗氧率分别为(0.017±0.006)和(0.018±0.009) mg/(g·h),无显著差异(P>0.05);然而,底播养殖个体的心率为(12.82±1.72) BPM,显著低于接力养殖个体[(18.11±2.79) BPM] (P<0.05)。研究表明,不同养殖模式显著影响皱纹盘鲍养殖个体的营养价值及其响应低温胁迫的生理过程,底播养殖个体有着更高的营养价值和低温耐受能力。此外,心率可作为高敏感性的指标应用于研究鲍等贝类响应低温胁迫的生理机制。     

渤海鱼类群落结构关键种

基于2012—2016年每年8月渤海鱼类资源量底拖网调查数据,对鱼类群落进行了CLUSTER聚类分析和MDS标序,根据组间差异种和组内相似种年际贡献率,筛选鱼类群落结构关键种,结果显示:(1)在29.93%~35.69%的相似性水平上,2012—2016年各年度渤海鱼类群落分组情况良好,相应MDS系数都小于0.2。(2)2012—2016年渤海鱼类组间种类组成差异都极显著(P=0.001),贡献组间80%累积差异性,且出现率超过50%的鱼类,4个年度共有的种有鳀(Engraulis japonicus)、3个年度共有的种有黄鲫(Setipinna taty);组间差异性贡献率大于10%,且出现率超过50%的鱼类,3个年度共有种仅有鳀,2个年度共有种仅有黄鲫。(3)贡献2012–2016年渤海鱼类群落组内相似性80%累积贡献率,且出现率超过50%的鱼类,2个年度共有的种有鳀、矛尾虾虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)和矛尾复虾虎鱼(Synechogobius hasta);组内相似性贡献率大于10%,且出现率超过50%的鱼类,3个年度共有种有鳀,2个年度共有种有矛尾虾虎鱼和矛尾复虾虎鱼。(4)依据2012—2016年渤海鱼类群落结构相似性与差异性中各鱼种累积贡献率和单贡献率的大小和出现频率,推断鳀是渤海鱼类群落结构的首要关键种,其次为黄鲫,然后是矛尾虾虎鱼和矛尾复虾虎鱼。这4种鱼的站位平均资源量对中上层鱼类及底层鱼类站位平均资源量的比例及相关性和回归性,以及年度的优势度指数也证实上述关键种观点。综上所述,渤海鱼类群落结构首要关键种为鳀,其次为黄鲫,渤海鱼类关键种的研究可为渤海捕捞产业的调整和渔业资源的养护提供科学依据。     

七带石斑鱼染色体核型研究

采用PHA体内直接注射法制备了七带石斑鱼(Epinephelus septemfasciatus)头肾组织染色体标本并分析其核型。结果表明,七带石斑鱼二倍体染色体数为48,24对染色体均为端部着丝粒染色体,其染色体臂数(NF)为48,核型公式为:2n=48t,NF=48。未发现与性别相关的异型染色体,第24对染色体长度明显小于其他染色体。通过与其他22种石斑鱼染色体核型进行比较,发现七带石斑鱼具有石斑鱼属鱼类的原始核型特征,属于石斑鱼属鱼类的原始类群。     

转录因子Runx2和Osterix在半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)早期发育阶段的时序性表达分析*

转录因子Runx2和Osterix在高等脊椎动物骨骼发育的调控过程中具有重要作用。本研究以Runx2和Osterix基因作为研究对象,利用实时荧光定量PCR技术分析了两个转录因子在半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)成鱼的组织表达分布及其在早期发育阶段的表达水平变化。研究结果显示,Runx2和Osterix在半滑舌鳎成鱼的13个组织中具有较广泛的分布,并在脾组织中表达量最高,在背鳍、脑等组织中次之,在肝、肠、胃等组织中仅有微弱的表达。在半滑舌鳎早期发育阶段(卵期、仔鱼、稚鱼和幼鱼),Runx2和Osterix的时序性表达特征如下：1) 孵化前,Runx2在卵裂期与原肠期的表达水平最高,在胚胎期最低,而Osterix表达水平呈逐渐升高的趋势并在胚胎期达到最大值,表明两个基因功能作用的起始可能存在一定的时序性;2) Runx2和Osterix在1?5日龄仔鱼阶段的表达水平均呈现先升高后降低的趋势,而在10?90日龄稚、幼鱼阶段未呈现特定的变动规律,表达量在一定范围内呈波动变化;3) 相关性分析结果显示,两个基因的表达量在孵化后(1?90日龄)存在显著的相关性。研究结果表明,Runx2和Osterix基因可能共同参与半滑舌鳎早期发育阶段生长发育调控,但其与骨骼发生、发育的相关性有待进一步研究。     

胜利原油对半滑舌鳎肝脏超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的影响

在室内模拟条件下,研究了不同暴露浓度和不同作用时间下胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响,以探讨其用于石油污染的生物标志物的可行性.结果表明,从时间-效应关系分析,半滑舌鳎幼鱼肝脏SOD和CAT活性随时间总体呈现升高-降低-升高的趋势,并且随着暴露浓度的增加,出现高值的时问提前.从剂量-效应关系分析,半滑舌鳎幼鱼肝脏SOD和CAT活性总体呈现低浓度诱导,高浓度抑制的过程.污染物对生物体的毒性效应存在一定的阚值,在这个阚值内机体未发生中毒反应,污染胁迫解除后也能较快地恢复到正常水平.在本实验中,石油污染对半滑舌鳎幼鱼肝脏CAT活性影响的阚值在0.2～0.4 mg/L之间,而对SOD活性影响的阚值在1.6～3.2 mg/L之间.在此阙值以上,表明石油污染导致机体产生活性氧的速度超过机体抗氧化防御系统的清除能力,损伤作用占主导地位,使机体发生毒性效应.半滑舌鳎幼鱼肝脏CAT活性对石油污染的响应相对于SOD更加敏感,所以更能反映出环境中氧化污染的胁迫,有望成为石油类污染的生物标志物.     

运用稳定同位素技术研究长江口及南黄海水域春季拖网渔获物的营养级

利用氮稳定同位素示踪技术,对2005年4-5月长江口及南黄海毗邻水域拖网渔获物的营养级进行了研究。结果表明,长江口海域主要生物资源种类的营养级处于3.19～5.11,集中在3.70～4.65;南黄海海域主要生物资源种类的营养级处于2.46～4.88,集中在3.90～4.40。基于系统基线生物稳定同位素比值的影响,相对南黄海,长江口海域55%生物的相对营养级增加,增加幅度为0.01～0.63,集中在0.01～0.06,其生物数量占了总生物数量的30%;40%生物的相对营养级减少的,减少幅度为0.02～0.74,集中在0～0.21,其生物数量占总生物数量的30%;以上结果接近用胃含物分析法得到的生物营养级空间变幅绝对值。将营养级的胃含物分析结果与氮稳定同位素计算结果相比,长江口9种鱼类2种方法计算结果变幅绝对值为0.01～1.21;南黄海11种鱼类2种方法计算结果变幅绝对值为0.08～1.26;两海域的计算结果变幅绝对值差异较小。结论认为,两海域生物资源种类的营养级存在空间差异,随生物种类差异有所不同;稳定同位素法与胃含物分析法的计算结果差异较小。     

莱州湾春季鱼类群落关键种的长期变化

关键种对生态系统结构和功能发挥了重要作用,其变化可以引起群落结构振荡和演替,导致生态系统功能紊乱乃至崩溃,因此,了解生态关键种的长期变化有助于解析整个生态系统演替过程。本研究基于莱州湾1959年、1982年、1993年、2003年和2015年春季(5月)底拖网渔业资源调查数据,构建了莱州湾春季鱼类群落食物网拓扑结构,分析了其关键种的长期变化。1959~2015年莱州湾鱼类食物网包含物种21~46个,摄食关系范围70~296个,食物网拓扑结构密度范围为0.155~0.300,种间关联度0.140~0.182,符合自然条件下群落种间摄食关系。1959~2015年莱州湾鱼类群落关键种如下:1959年为六丝矛尾虾虎鱼(Amblychaeturichthys hexanema)、花鲈(Lateolabrax japonicus)、蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)和黄(Lophius litulon),1982年为鳀(Engraulis japonicus)、黄和小黄鱼(Larimichthys polyactis),1993年为带鱼(Trichiurus lepturus)、鳀和蓝点马鲛,2003年为细纹狮子鱼(Liparis tanakae)、鳀和黄,2015年为细纹狮子鱼、大泷六线鱼(Hexagrammos otakii)和六丝矛尾虾虎鱼;关键种由经济价值较高的花鲈、小黄鱼和蓝点马鲛等演变为细纹狮子鱼、鳀和六丝矛尾虾虎鱼等经济价值较低的种类;同时,关键种的栖息环境也由中上层与底层生境(蓝点马鲛、花鲈、鳀等)演变为底层单一生境(细纹狮子鱼、大泷六线鱼和六丝矛尾虾虎鱼);关键种的这种更替导致食物网拓扑结构向简单化发展,在某种程度上也增加了鱼类群落结构脆弱性。     

渤海中部COD的时空分布特征及其对富营养化的贡献分析

以2013年春、夏、秋、冬4个季节对渤海中部海区的调查数据为依据,对调查海域表、中、底层水体的化学耗氧量(Chemical oxygen demand, COD)的时空分布、来源及其对富营养化的贡献等进行了分析。结果显示,调查海域COD平均含量以夏季最高,秋季次之,春季最低。垂直分布差异表现为春季表层最高,中层最低;夏季表层最高,底层最低;秋季和冬季均为中层最高,底层最低。各站位 COD 平均浓度水平分布在春季无明显的高值出现,含量分布较均匀,夏季 COD从西向东呈降低趋势,高值主要分布于西部海域;秋季和冬季COD从北向南呈递减趋势,高值分布于调查海域北部。调查海域各站位营养指数E值变化范围为0.088–2.995,平均值为0.337±0.403,大于1的站位有25个,其中,秋季20个,冬季5个,表明大部分调查海域水质未达到富营养化状态,处于较低营养水平。COD 对调查海域富营养化的贡献率为46.15%–141.41%,平均值为(71.36±14.98)%,表明COD在渤海海区富营养化中占据了主要地位。