基于AMBI和M-AMBI法的桑沟湾底栖生态环境质量评价

养殖环境评价是衡量海水养殖活动是否健康、可持续的重要环节。为掌握北方典型规模化养殖海湾——桑沟湾沉积环境质量状况,于2017年4和7月对桑沟湾全湾海域进行大型底栖动物走航调查取样,分析了大型底栖动物的种类组成、生物量、栖息密度及群落结构;运用AMBI(AZTI’s marine biotic index)指数法和M-AMBI(Multivariate-AMBI)指数法,分析了大型底栖动物群落受干扰程度,评价了沉积环境质量状况。研究表明,在两次调查中多毛类均为优势种,其中4月多毛类36种,占总种数63.16%;7月32种,占总种数的60.38%。AMBI法的评估结果表明,调查海域各站位以受到轻度扰动为主,个别站位受到中度扰动和无扰动,干扰程度从小到大依次为海带区<海草区<混养区<贝类区;M-AMBI法的评估结果表明,生态环境质量等级为良或优的站位占60.00%~68.42%,海草区环境质量状况要明显好于养殖区。多营养层次综合养殖模式缓解了桑沟湾近海生态系统的养殖压力,使得桑沟湾受人为干扰较小,海草区环境质量为优,贝类区、混养区和海带区的环境质量处于中等和良之间。

硅的生物地球化学过程及其在养殖碳汇形成过程中的作用和影响

硅(Si)是地球上丰度仅次于氧的第二大元素,其生物地球化学过程与大气CO_(2)变化、海洋生物泵以及海岸带富营养化等过程密切相关,因此,硅循环也成为全球环境变化研究关注的核心问题之一。本文在总结已有研究的基础上,论述了硅生物地球化学过程及其对碳循环的调节及影响,进一步聚焦近海规模化贝类养殖活动,分析了贝类养殖生态系统硅循环与碳循环的耦合作用及机理,展望了未来值得关注的关键科学问题。研究表明,地质尺度上,硅酸盐矿物风化是地表所有次生硅的来源,风化过程也是一个重要的碳汇过程。陆地生态系统中,植硅体较难降解,在其形成过程中会包裹有机碳而形成稳定的有机碳库,因而植硅体碳具有重大的碳汇潜力,很有可能成为全球碳汇的重要组成部分。海洋生态系统中,作为初级生产主要贡献者的硅藻(Bacillariophyta)吸收硅酸盐合成有机碳并将其打包在生源硅颗粒中向深层海洋输送并埋藏,埋藏量可占海洋碳埋藏总量的40%,生物硅泵驱动了生物碳泵;在近海贝类养殖区,通过硅藻作为滤食性贝类的饵料来源,硅酸盐成为渔业碳汇重要的物质支撑。因此,研究硅生物地球化学循环过程中,综合考虑各过程及其耦合作用是非常必要的,对深入了解其在贝类养殖碳汇中的作用及探究潜在养殖增汇途径具有重要意义。

夏季高温期三倍体和二倍体长牡蛎生理能量学及碳收支的比较研究

为解析夏季高温期三倍体与二倍体长牡蛎(Crassostreagigas)摄食和代谢生理以及能量/碳分配策略的差异,于2022年8月,以三倍体和二倍体长牡蛎为研究对象,在山东荣成桑沟湾采用现场流水法测定滤水率、吸收效率、耗氧率、排氨率等摄食和代谢相关生理参数,并基于能量收支方程估算能量分配与碳分配情况。结果显示,三倍体长牡蛎的滤水率、同化效率均高于二倍体长牡蛎,但无显著差异(P>0.05);三倍体与二倍体长牡蛎的耗氧率、排氨率存在显著差异(P<0.05),三倍体长牡蛎的耗氧率显著低于二倍体长牡蛎(P<0.05),但排氨率显著高于二倍体长牡蛎(P<0.01)。能量收支与碳收支的结果显示,三倍体长牡蛎的摄食能/碳、同化能/碳均高于二倍体长牡蛎,但无显著差异(P>0.05);三倍体与二倍体长牡蛎的呼吸能/碳、排泄能/碳、生长余力存在显著差异(P<0.05),三倍体长牡蛎的呼吸能/碳显著低于二倍体长牡蛎(P<0.05),但排泄能/碳、生长余力显著高于二倍体长牡蛎(P<0.05)。三倍体和二倍体长牡蛎的氧氮比波动范围分别为7.91~14.11和59.81~94.19,因此,三倍体长牡蛎的主要供能物质为蛋白质,二倍体长牡蛎的主要供能物质为糖类和脂肪。研究结果为揭示夏季高温期长牡蛎倍性效应关联的能量分配方式差异提供了数据支撑。

脉红螺对不同贝类的摄食行为特征研究

通过模拟自然环境,研究了脉红螺(Rapana venosa)对生境中存在的不同贝类的摄食选择性及其摄食行为过程和摄食节律。在水族箱中投放3种规格的脉红螺和3种规格的四角蛤蜊(Mactra veneriformis)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)、紫贻贝(Mytilus edulis)和长牡蛎(Crassostrea gigas)活体饵料,记录3种规格的脉红螺对不同饵料的摄食个数、摄食重量、摄食规格、摄食时间以及摄食行为过程。结果显示,脉红螺对4种贝类均有摄食,其中,不同规格脉红螺对四角蛤蜊的摄食个数及重量显著高于其他贝类(P<0.05),摄食指数超过50%,表现为喜食,对牡蛎和菲律宾蛤仔正常摄食,只有大规格脉红螺对紫贻贝有少量摄食。在摄食规格选择方面,3种规格的脉红螺明显喜食较大规格的四角蛤蜊以及小规格的长牡蛎(P<0.05)。大规格脉红螺的摄食率为7.15%,显著小于其他2种规格的脉红螺(小规格:10.98%;中规格:9.64%)。在本实验条件下,脉红螺摄食有明显的周期性,每隔3 d进行摄食活动,摄食时间为20:00~24:00。脉红螺的摄食过程可分为未摄食阶段、搜寻阶段、摄食阶段和摄食结束4个阶段。在摄食过程中,脉红螺主动搜寻贝类,腹足将贝类从沙中移出并包裹,在包裹的同时分泌黏液并将吻从贝壳缝隙伸入,在吸食被消化液分解的贝类软体部分之后潜入沙中或附在水族箱壁。研究表明,在本实验条件下,脉红螺对饵料贝的种类和规格有明显的摄食偏好性,明显喜食四角蛤蜊,极少摄食贻贝,并且其摄食行为具有夜行性和明显的周期性,即每3 d的上半夜进行一次摄食活动。

渔业碳汇与碳汇渔业定义及其相关问题的辨析

本文基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于碳汇和碳源的解释和水生植物固碳特点,对2010年提出的渔业碳汇和碳汇渔业的定义进行修订,强调了渔业碳汇功能和增汇的基本表达方式和水生植物在渔业碳汇中的重要作用,进一步解释了通过水生藻类养殖、滤食性贝类和鱼类等养殖、渔业生物群体捕捞和增殖等渔业生产活动促进水生生物“移出和储存”CO_(2)等温室气体的过程和机制。分析了贝类养殖在不需要投放饵料的前提下,通过滤食浮游植物及有机碎屑等颗粒有机物大量使用水体中CO_(2)的过程及机制,从能量收支层面论述了使用碳、移出碳、储存碳和释放碳4个碳库的特征及其数量关系,进而证实贝类养殖提升了水域生态系统碳汇能力,是碳汇而不是碳源。贝藻养殖碳汇评估结果表明,随着海水养殖生产持续发展,近20年我国近海贝藻养殖碳汇有较大幅度的增加,总碳汇量从2001年394万t增加到2020年659万t,其中近三年(2018—2020)平均总碳汇量为648万t(相当于每年义务造林87万hm^(2));净碳汇量从2001年255万t增加到2020年430万t,近三年(2018—2020)平均净碳汇量为422万t(相当于每年义务造林56万hm^(2))。最后,提出了健康持续、深入发展碳汇渔业的相关建议。

桑沟湾标准化与传统养殖模式海带的营养成分比较

采用常规分析方法,对桑沟湾同一海域标准化养殖模式和传统养殖模式下海带(Saccharina japonica)产品的主要营养成分进行了分析比较。结果显示,2种养殖模式下海带的水分含量均高于88%,差异不显著;蛋白质含量差异不显著,而可溶性蛋白含量差异显著;脂肪含量均较低且二者差异不显著。标准化养殖模式下海带的必需氨基酸含量(除赖氨酸外)和呈味氨基酸含量均高于传统养殖模式,其中,谷氨酸含量最高,分别为1.75%和1.27%。2种养殖模式下的海带各种脂肪酸含量较低,均低于1%。标准化养殖模式下海带的Zn、Mg、Na和K 4种矿物质元素的平均含量都略高于传统养殖模式。标准化养殖模式下海带的可溶性糖含量显著高于传统养殖模式,褐藻胶含量分别为22.66%和21.27%,标准化养殖模式略高。研究表明,与传统养殖模式相比,标准化养殖模式海带产品的蛋白质、氨基酸、脂肪酸、矿物质元素、可溶性糖及褐藻胶等含量较高,显著提高了海带产品的营养和品质,同时,也提高了其作为食品和工业原料的价值,桑沟湾标准化海带养殖模式表现出显著优势。

滤食性贝类养殖碳汇功能研究进展及未来值得关注的科学问题

我国是世界海水滤食性贝类养殖第一大国,滤食性贝类及其所处的近海生态系统与碳的生物地球化学过程关系密切。本文概述了滤食性贝类养殖碳汇研究进展,分析了目前在支撑数据的科学性和系统性、对关键过程和机理认知等方面存在的问题,提出了后续在碳汇形成过程和机制的基础研究、方法学研发和交易体系建设、碳汇扩增模式构建和产业化应用等亟需持续深入的方向。研究结果将为深入认识和科学评估滤食性贝类养殖生态系统的碳汇效应及其服务国家“双碳”战略目标的潜力提供科学依据。

Cu^2+胁迫对魁蚶生理生化和组织结构的影响

采用生物毒性测试的方法,研究了持续暴露96 h不同浓度Cu2+胁迫对魁蚶生理代谢、组织结构及酶活性的影响。实验设置0.01、0.05、0.10、0.50和1.00 mg/L组5个浓度梯度,不加Cu2+的正常海水作为对照。结果显示,Cu2+胁迫对魁蚶耗氧率(OR)、排氨率(NR)、氧氮比(O∶N)均有显著影响,并且与暴露时间和浓度有关。初次暴露时,OR,NR和O∶N都迅速下降,最低值都出现在1.00 mg/L浓度组,分别为(0.005±0.001)mg/(g·h)、(0.5±0.05)μmol/(g·h)、0.7±0.1,仅为对照组的1%、29%和3%。暴露72 h内Cu2+胁迫均使魁蚶代谢率不同程度下降,之后不同处理组出现差异分化。暴露96 h时,魁蚶对低浓度Cu2+暴露表现出适应,0.01 mg/L处理组呼吸代谢恢复至正常水平,O∶N与对照组无差异,组织结构也未见明显损伤;浓度超过0.05 mg/L处理组魁蚶生理代谢及组织结构受显著影响,O∶N大多降至9以下,出现鳃丝受损和组织结构散乱等明显损伤;0.10 mg/L处理组魁蚶体内ACP和ALP活性在鳃组织中增强,肝脏中受到抑制,而GPX和GST活性增强。研究表明持续暴露96 h Cu2+浓度≥0.05 mg/L环境显著影响魁蚶生理代谢及组织结构,0.10 mg/L Cu2+浓度显著影响魁蚶组织中ACP、ALP、GPX和GST的活性。研究结果为认知魁蚶等滩涂贝类对Cu2+胁迫的响应机制提供基础数据,为预防滩涂潜在重金属污染风险及生物修复提供参考。

桑沟湾海带标准化养殖模式的优势探析

针对桑沟湾养殖海区海带(Laminaria japonica)的超容量养殖现象,研究了该海区中标准化养殖模式和传统养殖模式的海带生长差异。结果显示,在标准化养殖模式下,海带长、宽、平均厚度、湿重、投影面积和特定生长率均高于传统养殖模式,单棵海带重量显著提高,且海带的碳、氮和蛋白质含量明显高于传统养殖模式,海带品质大大提升。养殖后期,标准化养殖海区养殖海带垂直投影面积之和与对应养殖海区面积之比为6.33,而传统养殖模式的比值为9.15;标准化养殖海区海带所处水层下方的光照强度显著高于传统养殖区,海带所处水层的海流流速也高于传统养殖区。研究表明,桑沟湾海带标准化养殖模式使海带养殖密度降低,海带生长速度和品质均得以提高;在标准化养殖模式下,海带重叠较小,接受的光照比传统养殖模式充足;较快的海流使标准化养殖海区营养盐更新速度更快,这两方面可能是导致2种养殖模式下海带生长和品质产生差异的原因。

钩虾对大型海藻的摄食选择及其潜在的碳汇分析

经食物链形成的“碳封存”和“碳转移”是海洋渔业碳汇的重要方面。大型海藻是海洋生态系统中最主要的初级生产力之一,也是最高效的固碳生物类群之一,端足类是大型海藻群落中非常重要的消费类群,处于食物链物质循环和能量传递的中间环节,承担着“碳转移”的职责。本文以山东半岛端足类中华原钩虾(Eogammaruspossjeticus)为实验对象,开展了其对5种大型海藻[浒苔(Ulva prolifera)、肠浒苔(U.intestinalis)、扁浒苔(U.compressa)、线形硬毛藻(Chaetomorpha linum)和丝毛藻(Cloniophorasp.)]的摄食研究,比较了中华原钩虾对5种大型海藻的摄食率,分析了摄食率与海藻的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、碳氮比(C/N)和干湿比(DW/FW)等指标的相关性,揭示了中华原钩虾对海藻的摄食选择性特征,初步探讨了钩虾潜在的碳汇影响。结果显示,中华原钩虾对肠浒苔和浒苔具有较高的摄食率,分别为0.81和0.80 g鲜重/(g·d),而对线性硬毛藻摄食率最低,为0.19 g鲜重/(g·d);中华原钩虾选择栖息于大型海藻的个体数量比例以丝毛藻最高,其次为肠浒苔和浒苔;中华原钩虾的摄食率与海藻TOC含量和C/N呈显著正相关(P<0.05),而与TN含量和DW/FW呈显著负相关(P<0.05)。研究表明,中华原钩虾对大型海藻的摄食选择与海藻TOC、TN、C/N和DW/FW均显著相关,且偏向于在结构复杂、细丝状分枝多而密集的海藻中栖息。钩虾优先选择固碳量较高的浒苔类绿藻,能够快速将其固定的碳向更高营养级传递转移,可加速实现碳封存或碳移出,对海洋渔业碳汇进程可能会产生影响。

双齿围沙蚕对潮汐更替的行为响应

潮汐更替对潮间带生物的生理和行为影响显著,底内动物可以通过行为过程建立适宜的微环境适应潮间带环境变化。本实验运用行为学观测装置研究了双齿围沙蚕对潮汐更替的行为响应特征。实验设置3个温度梯度(15℃、20℃和25℃)和4个时间段(T1:退潮前、T2:退潮后、T3:涨潮30 min内和T4:涨潮30 min后),每个处理组设6个重复。结果显示,在同一时间段内,随着温度的升高,双齿围沙蚕的径向起伏频率、径向起伏泵水速率、轴向爬行速度和头尾对调次数呈增大的趋势,头尾对调一次的时间逐渐缩短。同一温度下,双齿围沙蚕在T3时间段内的径向起伏频率、轴向爬行速度、径向起伏泵水速率、径向起伏泵水效率、轴向爬行时间和头尾对调次数均高于其他时间段,头尾对调一次的时间均有短于其他时间段的趋势;T1和T4时间段内的所有运动指标均无显著差异(p>0.05)。20℃时,双齿围沙蚕在T3时间段比T1时间段的径向起伏频率和泵水速率的增幅均高于15℃和25℃时。同一时间段内,双齿围沙蚕径向起伏时间的最大值和轴向爬行时间的最小值均出现在20℃。15℃和20℃时,双齿围沙蚕在T1和T3时间段内的轴向爬行速度均无显著差异(p>0.05)。但是在25℃时,T3时间段内双齿围沙蚕的轴向爬行速度显著高于T1时间段(p<0.05)。结果表明,双齿围沙蚕的运动强度随温度升高而增强,在水温为20℃时,其在沉积物中的运动状态较佳。退潮后双齿围沙蚕轴向爬行运动较为缓慢;刚涨潮时,双齿围沙蚕的运动强度显著增加;涨潮30 min后,双齿围沙蚕的运动逐渐恢复到与退潮前相近的状态。双齿围沙蚕可以通过一系列运动行为应对潮汐更替产生的不利条件。

桑沟湾鳗草分布区表层沉积有机碳来源分析与草床碳储量评估

海草床是浅海典型的生态系统之一,其积聚和储存碳的能力备受关注。沉积有机碳是海草床碳汇的重要组成部分,而沉积有机碳的来源与海草的种类及其所处的生态场景密切相关。本研究聚焦我国北方规模化养殖海湾桑沟湾2处主要鳗草(Zostera marina)分布区,基于稳定碳氮同位素(δ13C和δ15 N)技术研究了潮间带鳗草床表层沉积有机碳的来源及其碳储量。结果显示,2处草床沉积有机碳均主要来自浮游植物,约占34.0%~41.4%,鳗草自身贡献约占8.3%和17.1%,贝类生物沉积物的贡献约为23.9%~25.3%,大型藻类约贡献25.0%。在楮岛草床周围,鳗草输出碳对周围2 km内站位表层沉积有机碳的贡献约为5.2%~10.7%。碳储量估算结果显示,2处草床沉积物为0~30 cm的有机碳储量为2.01 Mg C/hm^(2)和3.75 Mg C/hm^(2),平均为2.88 Mg C/hm^(2),来自生物沉积的有机碳储量约为0.71 Mg C/hm^(2)。研究结果为深入解析桑沟湾鳗草床分布区沉积碳汇的来源及与规模化海水养殖活动的贡献提供了数据支撑。

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/m^2和132 ind./m^2,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(H¢)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。

短时间高盐处理对脆江蓠光合生理生化指标的影响

脆江蓠(Gracilaria chouae)藻体脆性大,短时间高盐海水浸泡可使其软化,有利于规模夹苗生产。采用实验生态学方法研究短期高盐胁迫对脆江蓠光合生理及生化组成的影响,以探讨高盐对其光合系统的损伤及其恢复效果。实验设置 5 个盐度梯度(40、45、50、55、60),自然海水作为对照(盐度 33),分析盐度处理 1 h 内脆江蓠的失水率及藻体软化程度;同时研究了高盐处理 0.5 h 及不同恢复时间(12 h、24 h)对脆江蓠 pH 补偿点、光合作用荧光特性、光合作用产氧量(RO)和光合色素组成等光合生理生化指标的影响。结果表明,脆江蓠在盐度 50~55 的海水中浸泡 0.5 h 效果较好,此时藻体软化,并且经过 24 h 恢复后,藻体光合作用参数可恢复到对照组水平,该处理条件可以用于脆江蓠生产。高盐(盐度 40~60)处理脆江蓠 0.5 h,随盐度增加,脆江蓠 RO 值呈波动下降(P<0.01)、pH补偿点和光合效率 Y(II)值逐渐降低(P<0.05)。PE 含量随盐度增加而增加(P<0.01);恢复 24 h 后最大光合效率 Fv/Fm和 Y(II)值基本恢复正常水平(P>0.05), Chl a、Car、PE 和 PC 含量均恢复到与对照组无显著性差异水平(P>0.05)。本研究旨在为提高脆江蓠规模化养殖夹苗效率提供理论依据。

盐度骤降对近江牡蛎和长牡蛎能量收支的影响

采用实验生态学方法,研究了盐度骤降(盐度分别为10、20,自然海水为对照组)对近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)和长牡蛎(Crassostrea gigas)生理代谢的影响。结果显示,盐度骤降对长牡蛎和近江牡蛎的耗氧率(OR)、排氨率(NR)、排粪率(FER)均有显著影响(P<0.05),且2种牡蛎对盐度骤降的响应存在差异。长牡蛎的耗氧率、排氨率、摄食率(IR)和排粪率均在自然海水中最高,低盐对长牡蛎产生不同程度的胁迫。而近江牡蛎在盐度为20时的上述指标显著高于其他盐度处理组。通过测定不同规格牡蛎的代谢率,建立2种牡蛎在不同盐度下的代谢率与规格(湿重)的回归方程,该方程符合幂指数:Y=aWb。通过归一化处理,比较湿重在20 g时,2种牡蛎的能量分配差异。盐度为20时,近江牡蛎的呼吸代谢较强(呼吸能占16.1%),而长牡蛎在自然海水中呼吸代谢较强(呼吸能占7.8%),2种牡蛎的呼吸代谢均在盐度为10时较低,其中,长牡蛎呼吸能仅占0.7%。研究表明,盐度骤降对长牡蛎的影响大于近江牡蛎,小幅度的盐度骤降对近江牡蛎的能量代谢有一定的促进作用。本研究从能量代谢角度,探讨了近江牡蛎和长牡蛎对盐度骤变的响应,可为牡蛎礁修复工作和养殖生产过程中的品种选择提供参考。

桑沟湾浮游植物粒径结构及其与环境因子的关系

于2017年4、7、11月和2018年1月4个航次调查了桑沟湾浮游植物粒径结构的时空分布,并分析了粒径结构与主要环境因子的关系。结果显示,桑沟湾海域表、底层Chl-a浓度的年变化范围分别为0.74~3.27和0.81~3.66μg/L,平均值分别为(1.90±1.28)和(2.01±1.29)μg/L,存在极显著的季节差异(P<0.01)和空间分布的不均匀性。从粒径结构来看,小型浮游植物是春季表、底层浮游植物的主要贡献者,贡献率分别为54.05%和58.08%,夏、秋和冬季均是微型浮游植物占优势地位。冬季和春季微微型浮游植物的贡献率较小,但夏季和秋季的贡献率显著增多,夏季表、底层贡献率分别达24.46%和20.70%;秋季表、底层贡献率分别达35.88%和40.77%。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)结果表明,温度(T)是影响浮游植物粒径结构的主要环境因子。溶解氧(DO)对微微型浮游植物占总浮游植物的比例有显著影响;微型浮游植物所占比例受亚硝酸盐(NO2^-)、铵盐(NH4^+)等影响显著;小型浮游植物对总浮游植物的贡献主要受温度影响,呈正相关。研究结果为深入认识桑沟湾养殖生态系统浮游植物的粒径结构、准确评估滤食性贝类的养殖容量提供了基础数据。

双齿围沙蚕对潮间带不同类型底质选择行为的研究

利用行为学实验装置研究了双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)对低潮区、中潮区和高潮区沉积物表层为10、60 cm深以下的沉积物的选择行为。3个潮区表层为10 cm的沉积物编号分别为1#、2#、3#,3个潮区60 cm以下的沉积物编号分别为4#、5#、6#。结果显示,在实验装置一中,不同沉积物的有机物含量无显著差异(P>0.05),1#和4#沉积物中,C含量显著高于2#沉积物(P<0.05),4#沉积物中,N含量显著高于2#和6#沉积物,不同沉积物的H2S含量均差异显著(P<0.05);1#沉积物间隙水中,H2S含量显著高于其他各组(P<0.05)。规格和底质类型对双齿围沙蚕的选择行为无显著影响(P>0.05);规格对双齿围沙蚕搜寻时间影响显著(P<0.05),而底质类型则对搜寻时间无显著影响(P>0.05)。在实验装置二中,6#沉积物中有机物含量显著高于1#和2#沉积物(P<0.05),C、N含量均显著高于其他沉积物(P<0.05),2#沉积物中,H2S含量显著高于其他沉积物(P<0.05);各个沉积物间隙水中H2S含量均差异显著(P<0.05)。底质类型和规格对双齿围沙蚕的移动距离均有显著影响(P<0.05)。研究表明,小规格双齿围沙蚕比较活跃和敏感,倾向于选择H2S含量较低的底质;在底质内部钻蚀时,双齿围沙蚕倾向于选择物质含量较低的底质。总体来看,双齿围沙蚕对自然栖息地底质类型选择性不强。

我国近海大型海藻生态修复策略与典型案例

随着人类对海洋过度开发,我国近海环境问题日益突出,多处海域出现重度富营养化现象。目前,国内外不仅对海水富营养化现象日益关注,而且积极寻求有效的生态修复方案,其中应用大型海藻进行海洋生态环境修复得到普遍认可。大型海藻修复不仅有助于实现生态环境良性循环,构建稳定的海洋生态系统,还可使得经济发展与生态环境保护相协调。本研究基于我国近海生态环境问题以及相应的大型海藻修复策略展开综述,对现有的大型海藻生态修复特点及近海封闭海域、半封闭海域和开放海域生态修复工程案例进行总结,以期对我国近海富营养化海域生态修复起到一定的指导作用。

菲律宾蛤仔对急性海水酸化和重金属(Cu和Cd)胁迫的生理响应

为研究海水酸化和重金属污染物对滩涂贝类的联合影响,采用静态急性毒性实验方法,以自然海水(pH 8.2)为对照,研究了不同酸化条件下(pH 7.7和7.3),菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)耗氧率(OR)、滤水率(FR)和心率对重金属Cu(0、0.06和0.60 mg/L)和Cd(0、0.03和0.30 mg/L)胁迫的生理响应。结果显示,Cu胁迫显著降低了蛤仔的OR和FR(P<0.05),随胁迫时间的延长,蛤仔心率显著下降(P<0.05)。Cd胁迫对蛤仔OR和FR无显著影响(P>0.05),但在0.30 mg/L Cd胁迫下,随着时间的增加,蛤仔心率显著升高(P<0.05)。pH 7.7和7.3两种酸化胁迫对蛤仔的OR和FR无显著影响(P>0.05),但在pH 7.3的海水中,蛤仔心率出现短暂下降并快速恢复的现象。研究表明,蛤仔短期暴露于Cu、Cd或酸化海水中均会影响其生理功能,影响程度排序为Cu>Cd>pH。实验中未发现短期海水酸化与Cu或Cd对菲律宾蛤仔存在联合毒性效应。本研究分析了菲律宾蛤仔响应海水酸化和重金属胁迫的机制,同时探讨了把贝类心率作为环境胁迫指标的可行性。

基于DEB理论的皱纹盘鲍个体生长模型参数的测定

为获取皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)个体生长模型所需的6个关键参数,设计了饥饿耗能、温度对耗氧的影响等相关生理实验,计算得到各项参数值。单位体积维持耗能率的值[pM]、形成单位体积结构物质所需的能量值[EG]、单位体积最大储存能量[Em]和储备能量值μE4个参数,通过连续测定皱纹盘鲍饥饿过程中呼吸耗氧率和软组织干重不断下降直至保持稳定时的能量值计算;温度函数中Arrhenius温度TA的数值根据皱纹盘鲍在不同温度梯度下的单位干重耗氧率测定、计算;形状系数δm值通过统计测量的壳长、软组织湿重等生物学参数拟合回归得到。结果显示,皱纹盘鲍在饥饿后,呼吸耗氧率和软组织干重分别降低了26.3%和70.0%,呼吸耗氧率由2.69mg/(ind.·h)逐渐降低并稳定在0.8mg/(ind.·h),软组织干重由(5.21±0.89)g降低至(3.84±0.22)g;根据公式计算得[pM]和[EG]的值分别为20.18J/(cm^3·d)和8120J/cm;皱纹盘鲍饥饿前后有机物含量分别为80%和58%,经过换算,[Em]和μE的值分别为2726 J/cm3和32583J/g。不同规格的皱纹盘鲍在水温为5℃~20℃范围内,温度与单位干重耗氧率呈正比;当水温超过20℃之后,温度与单位干重耗氧率呈反比。在转折点20℃之前,单位干重耗氧率的ln值与温度(热力学温度,K)的倒数呈线性关系,线性回归方程斜率的绝对值为Arrhenius温度TA值(TA=7196K)。生物学统计分析鲍壳长(L)与体积(V)呈三次函数关系:V=0.0639 L3.1621(R2=0.9852),根据公式对软组织湿重的立方根与壳长进行线性回归,所得的斜率即为形状系数δm值(δm=0.43)。本研究对建立以DEB理论为指导的皱纹盘鲍个体生长模型提供了数据支撑。