海带多因子生长模型建立研究

大型藻类在生长过程中吸收氮磷营养物质并进行光合作用,从而发挥生态修复和固定二氧化碳的重要作用。海带作为兼具经济价值和生态价值的典型大型藻类,其重要性不言而喻。本研究以海带(Saccharina japonica)为研究对象,以VENSIM可视化软件为平台,通过建立多种环境因子与海带生长的函数关系,构建海带多因子生长数学模型。结果表明,所建模型能够较好的模拟海带在不同环境条件下的生长状态。通过Morris函数计算了模型中各参数的灵敏度,分析了光照、温度和氮磷营养盐对海带生长的影响。研究发现:在海带养殖初期,受光照影响最大;在临近收获期,受高温的限制更为明显。除了养殖规模和养殖密度都比较大的海域,氮磷营养盐一般不会对海带生长产生抑制性影响,当营养盐成为限制因素时,氮营养盐的抑制性影响要大于磷。本研究所建模型可以对不同海区海带的生长状况和影响因素进行模拟和分析,从而为海带养殖海域的管理提供参考和借鉴。

浙江象山东部海域夏季大型底栖动物优势种群和生态位

为了解象山东部海域夏季大型底栖动物群落特征及种间相互作用情况,于2012年8月(夏季)对象山东部海域30个站位进行了大型底栖动物的调查研究。共采集,鉴定大型底栖动物36种(优势种20种),隶属于7门8纲24科,节肢动物15种(41.7%)最多,脊索动物7种(19.4%)次之。聚类分析和MDS排序结果表明,象山东部海域夏季大型底栖动物可以分为4个生态类群。选取Levins生态位宽度指数和Pianka重叠指数进行生态位分析,结果表明:象山东部海域夏季大型底栖动物优势种生态位宽度变化范围为5.22—21.66,生态位宽度值最高的为东方口虾蛄(21.66),最小的为小荚蛏(5.22);Pianka重叠指数大于0.60的优势种占19.5%,多样的生境以及生物本身的适应能力差异,使该海域大型底栖动物优势种的生态位重叠值偏小,减小了种间的竞争。该海域大型底栖动物优势种夏季生态位结构的形成主要与优势种的活动能力有关。

东海渔山列岛浅海岩礁区大型消费者食源及营养级分析

采用碳氮稳定性同位素技术分析了东海渔山列岛浅海岩礁区生物的碳氮稳定性同位素比值,研究了浅海岩礁区14种初级生产者、61种消费者的营养级。结果表明,东海渔山列岛浅海岩礁区消费者的营养级(TL)变化范围为2.000—4.760,推断东海渔山列岛浅海岩礁区生物有4个营养级;初级生产者δ^(15)N值变化范围为2.75‰—6.85‰,消费者δ^(15)N值变化范围为4.57‰—13.39‰;通过对不同生物δ^(15)N值的比较发现,各类别生物间的δ^(15)N值差异高度显著(P<0.01),短滨螺(Littorina brevicula)的δ^(15)N值最低(4.57‰),中国花鲈(Lateolabrax maculatum)和黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)的δ^(15)N值最大,分别为11.87‰和13.39‰;单因素方差分析(One-Way ANOVA)表明4类食源间δ^(15)N和δ^(13)C值差异高度显著(P<0.01);食源分析表明,鱼类的贡献范围(0.00%—7.09%)最小,初级生产者的贡献范围(27.05%—57.99%)最大;比较发现不同海域同一种生物体内富集的15N量也存在差异,这也从一个侧面反映出不同海域间生物的群落结构和稳定性存在差异。

基于模拟退火优化的海马齿生长参数确定

为确定海马齿生长的相关参数,对海马齿进行了室内水培实验,连续监测海马齿生长及生态因子状况。考虑营养盐循环,基于一级衰减模式构建海马齿生长模型。使用基于单纯形实验设计的Morris法进行全局定性灵敏度分析发现,对所有状态变量均敏感的参数为氨氮硝化率和有机氮矿化常数,表明所构建模型主要由氮的循环系统所支配;最适光照是对海马齿生长最为灵敏的参数,光照是影响海马齿生长的最主要生态因子。以各状态变量的最大均方误差为代价函数,使用模拟退火算法对模型参数进行优化及确定,选取多指标对模型进行评估。结果表明,模拟值可以很好地拟合实测值,最大平均绝对百分误差为5.023%;对参数分析发现,海马齿对硝酸盐氮的吸收具有一定的偏向性,对磷具有较高的耐受性;海马齿生长速率较快,具有一定的开发前景。

韭山列岛海洋生态自然保护区及其附近海域底拖网生物资源的分布及群落结构分析

为了解韭山列岛海洋生态自然保护区(下简称保护区)生物资源分布、群落结构特征及受干扰情况,于2012年4月(春)、7月(夏)对保护区及其附近海域进行了底拖网生物资源调查。运用物种多样性指数、丰度生物量比较曲线(abundance-biomass comparison curves,ABC)、相似性聚类(Bray-Curtis)及非度量多维尺度分析(non-metric multi-dimensional scaling,NMDS)等方法,比较分析了春、夏季保护区及其附近海域底拖网生物资源的物种多样性、群落结构及稳定性。结果显示:(1)调查海域共出现海洋生物45属47种,隶属7门11纲22目36科,其中保护区42种,保护区附近海域37种,节肢动物丰度和生物量最高;(2)日本鼓虾(Alpheus japonicas)为保护区及其附近海域特征种,保护区季节间物种更替率(64.29%)低于其附近海域(72.97%);(3)保护区平均丰度为37.459ind/Agt,平均生物量为59.160g/Agt,其附近海域平均丰度为37.048ind/Agt,平均生物量为37.230g/Agt,保护区丰度和生物量高于其附近海域;(4)春季保护区与其附近海域Shannon-Weiner多样性指数、Margalef物种丰富度指数、Pielou均匀度指数相近且均较低,夏季保护区多样性指数高于其附近海域;(5)ABC曲线表明,春季保护区及其附近海域处于轻微干扰及未受到干扰状态,夏季保护区处于轻微干扰状态,其附近海域处于重度干扰状态。综上所述,韭山列岛海洋生态自然保护区的设立,在提高物种多样性、物种丰度、生物量及维持群落结构的稳定性方面优于其附近海域。

基于改进内梅罗指数的东海中鹿岛生态养殖区水质评价

为明确东海中鹿岛生态养殖区水质现状,于2017年6月对该海区开展了水质调查,结果表明,中鹿岛海区NH_4^+-N含量、NO_2^--N和NO_3^--N含量的总和、PO_4^(3-)-P含量、pH、盐度和温度的最大值分别为0. 395±0. 011、0. 016±0. 001、0. 029±0. 000 mg/dm^3、8. 21±0. 00、32. 53±0. 05、25. 07±0. 16℃。选取改进内梅罗指数对中鹿岛海区水质进行评价,结果表明,该海区整体水质较为清洁,海区内侧水质水平分布差异显著(p <0. 05),存在明显的分块,其原因可能是由水产养殖活动分布格局引起;对改进内梅罗指数进行水层间方差分析的置换检验表明,改进内梅罗指数在水层间差异不显著(p> 0. 05),间接说明海区水体垂向交换能力较强,有利于底部营养物质的交换,对于天然饵料的生长较为有利。

基于多元统计分析的渔山列岛潮间带软体动物功能群和次级生产力比较

渔山列岛于2008年成为国家级海洋生态保护区,为了解渔山列岛保护区内潮间带软体动物次级生产力的时空变化。于1982年和2010年的3个季节(春、夏、冬)在渔山列岛进行潮间带软体动物调查,采用多元统计分析软体动物时空差异,以Brey经验公式计算分析软体动物次级生产力(P值,P/B值)。结果表明,年际间物种食性结构发生了明显的改变,1982年潮间带软体动物对次级生产力贡献率最大的物种有单齿螺(Monodonta labio)、锈凹螺(Chlorostoma rustica),占软体动物总次级生产力的42.88%,2010年潮间带软体动物对次级生产力贡献率最大的物种有覆瓦小蛇螺(Serpulorbis imbricata)、条纹隔贻贝(Septifer virgatus),占软体动物总次级生产力的75.96%。1982年,年均栖息密度为2758ind/m2,年均生物量为2100.26g/m2,年均次级生产力为240.04g/(m2·a),年均P/B值为0.63a–1;2010年,年均栖息密度为699ind/m2,年均生物量为1101.85g/m2,年均次级生产力为94.82g/(m2·a),年均P/B值为0.55a–1。多因素方差分析表明软体动物次级生产力年际间差异显著(F=5.761,P<0.05),季节间和潮位间差异都不显著(F=0.135,P>0.05;F=2.076,P>0.05),P/B的值较低,表明该海域软体动物世代更替速度较慢,2010年的P/B值(0.55a–1)低于1982年的P/B值(0.63a–1),表明近30年来群落结构受到影响。