复合垂直流人工湿地植物与基质层微生物群落特征比较分析

为了解复合垂直流人工湿地系统对海水养殖尾水中各形态氮的处理效果, 以及植物与不同基质层微生物群落特征的相似性和差异性, 以互花米草(Spartina alterniflora)-细砂-煤渣-碎石构建的复合垂直流人工湿地系统为研究对象, 研究了该系统对海水石斑鱼养殖尾水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和总氮(TN)的去除效果, 并采用高通量测序技术分析了植物根际和不同基质层微生物群落特征。结果表明, 复合垂直流人工湿地系统对污染物有较好的去除效果, 出水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和 TN 的平均浓度分别为 4.00 mg/L, 0.15 mg/L, 0.16 mg/L, 0.04 mg/L, 0.64 mg/L。植物根际样品和细砂层样品的微生物群落丰富度和多样性较高, 与其他基质层样品具有明显差异; 在门分类水平上优势菌以变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、绿弯菌门和厚壁菌门为主, 相对丰度分别为 53.7%、11.5%、11.9%、6.4%、3.7%; 在纲分类水平优势菌以 α-变形菌纲、γ-变形菌纲、放线菌纲和拟杆菌纲为主, 相对丰度分别为 30.1%、20.9%、11.9%、10.3%; 人工湿地中丰度最高的脱氮功能菌包括亚硝化单胞菌属、硝化螺菌属、 芽孢杆菌属、假单胞菌属和不动杆菌属; 系统中微生物代谢功能丰富, 且所有样品功能组成相似; 相同基质层样品的微生物群落组成差异较小, 二级湿地单元各基质层样品微生物群落的差异程度与一级湿地单元相比较小。     

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。     

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。     

黄河三角洲滩涂贝类栖息地的时空动态遥感监测

基于遥感和GIS(geographic information system)技术,以1986—2017年间潮位最低的6个时相的Landsat影像数据为数据源,以瞬时水边线为下边界,以围垦大堤、养殖池塘、平均高潮线和植被线为上边界,提取黄河三角洲滩涂贝类栖息地信息,分析30年来贝类栖息地的时空变动。结果显示,1986—2017年贝类栖息地面积呈持续下降趋势,由1986年的1188 km² 减少为2017年的396 km²;1993—2001年和2008—2013年2个时段变化最为显著,年均减少面积均约为34 km² 。空间上,以刁口段变化最为剧烈,除1986—1993年下边界略向海扩张外,其他时段上边界向海推进、下边界向陆蚀退,面积大幅减少。河口段上边界基本稳定,下边界由于黄河入海水沙变化和海洋动力侵蚀的双重作用,淤积和蚀退交替进行,但总体上面积变化不大。黄河三角洲滩涂贝类栖息地时空变动影响因素差异明显,刁口段和莱州湾段主要由于滩涂盐田、水产养殖池塘和工程建设占用,河口段主要因为黄河入海水沙变动和海洋动力侵蚀,由于港口和油田建设,东营港及邻近段栖息地功能全部丧失。     

莱州湾口虾蛄的生物学特征与时空分布

根据2011年5月-2012年4月期间进行的9个航次(月份)的底拖网采样,研究了莱州湾水域口虾蛄的生物学特征、资源密度的时空分布以及环境因子的影响,以期为口虾蛄资源的利用和保护提供理论依据。结果显示,口虾蛄资源密度(生物量和个体数)月间变化为8月 >7月 >9月 >10月 >5月 >11月 >6月 >4月 >3月。口虾蛄体长范围为41~171 mm,平均体长5月最低(102 mm),7月最高(118 mm);体重范围为0.30~68.00 g,平均体重5月最低(13.64g),11月最高(17.67g)。雌、雄个体肥满度均以10月最高,分别为1.49和1.56,肥满度的月间变化趋势为5-7月下降,8-10月上升,11月以后再次下降。肥满度的性别差异不显著(P >0.05)。除5月雌体数量高于雄体外,其他月份雌、雄比均小于1。口虾蛄于5-7月(产卵期)主要分布在黄河口、龙口近岸等浅水区,8月开始向深水区迁移,9月至翌年3月主要分布在深水区,4月开始返回近岸水域。Pearson相关分析表明,口虾蛄个体数密度与海表温度相关性最高,其次是盐度、水深、浮游动物及其他渔获生物量,与底层溶解氧、浮游植物的相关性最低;口虾蛄平均个体重量在8-9月与水深分别呈极显著相关(P <0.001)和显著相关(P <0.005)关系,与其他渔获生物量在2011年7-8月及2012年4月呈显著相关(P <0.005),与其它环境因子的相关性在各月份均不显著(P >0.05)。     

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.     

3种螺对养殖鲍外壳附着牡蛎的防除作用

为研究养殖皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai Ino)外壳附着牡蛎的防除方法,对比了疣荔枝螺(Thais clavigera Kuster)、润泽角口螺(Ceratostoma rorifluum)和甲虫螺(Cantharus cecillei)对鲍外壳表面牡蛎的防除效果。以桑沟湾筏式养殖鲍为研究对象,自7月中旬开始,每隔15 d左右分别投放3种螺到鲍养殖笼中,共投放6次,以始终未投放螺的养殖笼为对照组。结果显示,实验结束时甲虫螺组中鲍壳上平均存活牡蛎数目为(0.04±0.04)个/只,疣荔枝螺组和润泽角口螺组疣荔枝螺组分别为(2.49±0.91)个/只和(2.21±1.05)个/只,对照组为(3.33±0.46)个/只。投放3种螺组中鲍壳上存活牡蛎数均显著显著低于对照组(P<0.05),甲虫螺也显著低于其他2种螺(P<0.05)。投螺时间也会影响螺防除牡蛎污损的效果,投放时间过晚会导致螺捕食牡蛎后有明显的壳残留,牡蛎的壳高达到0.5 cm左右再投放螺即可保证防除效果。另外甲虫螺组鲍壳上死亡牡蛎残留壳长度为(0.73±0.27) cm,显著低于疣荔枝螺组...     

黄海高眼鲽卵巢发育特征及卵径分布

本研究通过组织学观察,描述了黄海高眼鲽(Cleisthenes herzensteini)卵母细胞发育特征及其退化过程。高眼鲽卵母细胞发育分为5个时相:第1时相为卵原细胞,细胞体积小,细胞质少,细胞核明显;第2时相卵母细胞细胞核附近出现卵黄核;第3时相由胞质外缘向内层逐渐产生液泡并生成卵黄颗粒,出现双层滤泡膜;第4时相卵母细胞内充满卵黄,细胞核向动物极移动,放射膜增厚;第5时相细胞核溶解,卵母细胞从滤泡膜中释放出来并发生水合作用;产卵期过后,卵巢发生退化,卵黄颗粒逐渐被吞噬,放射膜溶解断裂。通过比较卵巢中各时相卵母细胞组成比例,表明卵母细胞发育具有非同步性。Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ-Ⅳ'期卵巢内卵径(长径)呈单峰分布,优势粒径组分别为0.45~0.55 mm、0.60~0.65 mm和0.40~0.50 mm;Ⅴ'期卵巢,卵径分布呈双峰型,峰值分别为0.50~0.55 mm和0.90~0.95 mm,水合卵母细胞与卵径较小的小生长期卵母细胞比例增大,呈现出明显的双峰分批产卵型特征。     

条斑紫菜对胶州湾湿地浅海富营养化状况的生物修复效果

对胶州湾湿地海域条斑紫菜Porphyra yezoensis Ueda养殖区水环境进行了现场调查和研究,对紫菜生长吸收N、P营养盐的效果进行了实验研究,在此基础上综合分析了紫菜对富营养化海水的生物修复效果。研究结果表明,条斑紫菜养殖对胶州湾湿地海水中过剩的营养盐有明显的控制作用,养殖区氮、磷营养盐和有机碳含量以及水质营养指数均低于周边对照区。实验条件下,紫菜生长吸收N、P营养盐和降低海水富营养化程度的效果显著。各实验周期水体中的无机氮含量下降幅度为17.15%～21.26%,活性磷酸盐含量下降幅度为55.73%～61.12%,表明紫菜叶状体生长对磷的吸收量明显高于对氮的吸收量。另外,各换水周期实验海水的营养指数值由2.211～2.592降至0.749～0.873,降低幅度为63.32%～69.39%,海水富营养化等级由"中度富营养"降至"贫营养"。根据胶州湾湿地海域的环境条件,通过大规模栽培大型海藻,可大量去除海水中的N、P、C等生源要素,有效降低海水富营养化水平。     

灌河和射阳河水质状况分析及主要污染物入海量估算

依据2004~2008年灌河和射阳河水质和径流量监测资料,采用内梅罗(Nemerow)指数法对两条河流水质状况进行了评价。通过对水质和径流量资料的统计分析,估算了灌河和射阳河主要污染物的年入海量,并据此分析了污染物入海对海域水环境的影响以及与近年黄海中南部浒苔Enteromorpha prolifera暴发的关系。结果显示,(1)2004~2008年灌河水质状况良好,但水质污染指数呈逐年升高趋势;2005和2007年射阳河水质为轻污染,其余年份水质为清洁。(2)不同年份灌河和射阳河年入海径流量差异较大,其变化范围:灌河在15.72×108~41.93×108m3,射阳河在28.74×108~59.96×108m3。(3)2004~2008年灌河和射阳河主要污染物(CODMn、BOD5、氨氮和挥发酚)年入海量均值分别为18794.87t和43919.24t,其中CODMn和BOD5的入海量起主导作用,占主要污染物年入海量的89%以上。(4)灌河和射阳河污染物入海对海域水环境产生了明显影响,并与近年黄海中南部浒苔暴发存在一定关联。