广西钦州湾围垦工程对茅尾海潮汐动力参数的影响

北部湾茅尾海是中国南方重要的经济开发区,兴建有滨海新城和多个港口码头,近年来围垦开发严重。本研究通过建立二维水动力数值模型系统,分析重要潮汐动力参数,对比研究1985年与2020年间钦州湾围垦和港口建设对当地水动力环境的影响。结果表明:经过围填海和港口工程之后,茅尾海的潮差变化较小,略微增加了0.05 m左右;全日分潮K1、O1及半日分潮M2、S2是影响钦州湾潮汐动力较大的驱动力,围垦后在茅尾海内海地区都略微增加了0.02~0.03 m,其中K1、O1是影响茅尾海的关键潮汐动力参数,敏感性测试分析表明三墩公路建设、钦州港海岸围垦和核电厂导堤建设对茅尾海潮差增加贡献率大致占60%、20%和10%;同时,围垦对束窄钦州湾航道具有一定的优化效应,围垦后钦州湾外湾三条水道峰值通量都明显增加,形成航道束水攻沙效果,对通航和维护主航道稳定性具有一定优势。因此,仅从潮汐动力参数变化角度分析,目前的围垦和港口工程迎合了当地河势特征,对潮汐动力场扰动较小,具有优化局部水动力场环境和提升通航安全性作用。

基于InVEST模型的广西茅尾海土地利用变化与碳储量评估

[目的]评估广西壮族自治区茅尾海土地利用与碳储量的时空变化特征,为促进增碳汇与可持续发展提供科学依据。[方法]使用监督分类的方法对茅尾海2009,2015和2021年的3期遥感影像数据进行解译提取,基于ArcGIS软件和InVEST模型对茅尾海土地利用变化与碳储量演化进行研究。[结果]①茅尾海土地类型主要呈现“大聚居,小杂居”的分布特点,2009—2021年耕地、浅海水域和渔业养殖区面积减少,红树林湿地、建筑用地、林草地、淤泥质滩涂面积增加;②茅尾海碳储量呈先下降后上升趋势,2009—2015,2015—2021,2009—2021年区域碳储量变化量分别为-1.10×10^(5),3.77×10^(4),-7.29×10^(4)t;碳固定净现值分别为-1.37×10^(8),4.66×10^(7),-9.01×10^(7)元;③2009—2021年,茅尾海主要为渔业养殖区、林草地等高固碳土地利用类型向建筑用地等低固碳类型的转变,转为建筑用地造成的碳储量损失最大,达2.85×10^(5)t;转为渔业养殖区增加的碳储量达1.81×10^(5)t。[结论]加快推动茅尾海养殖方式转型升级,加强红树林在宜林区域的增殖及加快森林城市建设,有利于研究区域固碳与可持续发展。

茅尾海悬浮颗粒物中重金属分布特征及其风险评价

测量茅尾海悬浮颗粒物中的As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量,研究其分布特征,并运用潜在生态风险指数法和地积累指数法相结合对茅尾海中的悬浮颗粒物重金属含量进行风险评价。结果表明:重金属含量均呈现出自西北向东南方向递减的趋势;重金属潜在生态风险等级为强生态风险,其中Cd为严重的生态风险;地积累指数中Cd和Cu达到偏重度污染,As主要为偏中度污染,Zn、Ni主要为轻度污染。重金属污染受人为影响较大,在悬浮颗粒物中Cd污染严重,其他重金属均有不同程度污染。

茅尾海牡蛎养殖管理与建议

牡蛎养殖作为茅尾海周边村落的主要生计方式之一,有着很多年的历史,但大量的养殖对海洋环境造成了严重危害。本研究通过问卷调查的数据,获取了养殖户的生计信息、了解了茅尾海牡蛎养殖情况,针对茅尾海牡蛎养殖提出了一些对策和建议:开展远海养殖、推进牡蛎养殖合作社的发展、推行新的养殖模式、加强浮筏回收管理。以期能够在维护养殖户利益与减轻茅尾海环境问题上取得成效,能为其他海域养殖业的发展提供参考。

核心素养培育背景下“科+教”双因素融合教学模式的运用——以茅尾海探究为例

随着社会的不断发展,地理学科作为一门涉及广泛、联系紧密的学科,旨在培养学生的综合素养和对环境、空间及相互关系的理解能力。然而,在地理教学中,学生的学习特点、接受能力存在差异,新课程标准和教材提出了对核心素养的要求,因此,在教学实践中,为了更好地培养学生的地理核心素养,本文根据茅尾海教学案例,探讨如何选择适宜的教学方法,以有效满足学生的学习需求,促进其核心素养全面发展。这种针对性的教学方法能够更好地引导学生深入思考,提高地理学科素养水平,从而更好地适应不断变化的社会环境。

北部湾茅尾海无瓣海桑红树林地上生物量反演——基于XGBoost机器学习算法

无瓣海桑是广西从自治区外引进的外来红树林树种,采用定量化算法精确估算无瓣海桑地上生物量对红树林生态修复以及海洋蓝碳监测提供经验和方法。论文以广西茅尾海自然保护区无瓣海桑红树林为研究对象,以野外实测无瓣海桑红树林地上生物量数据和Sentinel-1/2卫星提取的后向散射数据、波段数据、植被指数数据和纹理指数数据为数据源,通过分析各遥感因子与实测红树林地上生物量之间的重要性关系,采用极端梯度提升(XGBoost)机器学习算法对比了不同的变量组合对模型精度的影响,最后基于优选的变量组合反演了无瓣海桑红树林的地上生物量。结果表明:(1)研究区无瓣海桑红树林实测树高范围为1.55—13.58m,平均值为8.37m,胸径范围为0.7—41cm,平均值为15.62cm;(2)通过XGBoost算法优选的21个特征变量组合模型拟合效果较好,其模型在测试阶段R2=0.7237,RMSE=21.70Mg/hm^(2)。XGBoost算法反演研究区无瓣海桑地上生物量介于19.14—138.46Mg/hm^(2)之间,平均值为51.92Mg/hm^(2);(3)Sentinel-1数据衍生的交叉极化(VH)后向散射系数对无瓣海桑红树林地上生物量的贡献最大;(4)无瓣海桑地上生物量高值区主要分布在北部、西北和西南部等偏西地区,低值区主要分布在东部和东南部等偏东地区,其反演结果与实际调查结果保持一致。总之,XGBoost机器学习算法在无瓣海桑红树林地上生物量反演中表现出较好的应用能力。

广西北部湾茅尾海夏冬季浮游细菌群落结构及其影响因子

海洋浮游细菌在生物地球化学循环过程中具有不可替代的作用。为解析广西北部湾茅尾海夏冬季浮游细菌群落结构及其关键环境影响因子,于2017年6月(夏季)和2017年12月(冬季)在该海域设置7个站点,采集0.5m处表层海水样品,利用16S核糖体RNA(16S rRNA)基因高通量测序技术,分析茅尾海浮游细菌群落结构与多样性。结果表明:茅尾海海域浮游细菌隶属于11个门、36个纲、86个目、188个科和506个属;主要浮游细菌类群为变形菌门(Proteobacteria,52.47%)、厚壁菌门(Firmicutes,17.34%)、放线菌门(Actinobacteria,16.39%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,7.54%)和蓝细菌门(Cyanobacteria,5.38%),共占浮游细菌总丰度的99.12%。北部湾茅尾海夏季浮游细菌群落Chao 1指数和Richness指数均显著(P<0.05)高于冬季。主坐标分析(PCoA)和相似性分析(ANOSIM)结果表明,不同季节浮游细菌群落结构存在极显著差异(R=0.586,P<0.001)。在目分类水平上进行组间差异分析(Welch′s t-test),具有季节性丰度显著差异的类群共有15个(P<0.05),其中尤泽比氏菌目(Euzebyales)、红杆菌目(Rhodobacterales)、马尾藻海演化枝11(SAR11)、黄杆菌目(Flavobacteriales)、乳杆菌目(Lactobacillales)、芽孢杆菌目(Bacillales)、假单胞菌目(Pseudomonadales)在夏季样品中显著增高;海洋螺菌目(Oceanospirillales)、丙酸杆菌目(Propionibacteriales)、涅瓦菌目(Nevskiales)、弧菌目(Vibrionales)、伯克氏菌目(Burkholderiales)、分枝杆菌目(Mycobacteriales)、红螺菌目(Rhodospirillales)、亚硝化单胞菌目(Nitrosomonadales)在冬季样品中显著增高。夏季浮游细菌属的共发生网络表现出更复杂的网络拓扑结构。物种间的相互作用主要以正相关为主,且夏季(70.3%)高于冬季(68.9%)。Partial Mantel检验相关分析表明,浮游细菌群落与温度、盐度、溶解氧、总溶解氮和总溶解磷呈显著正相关(P<0.05)。其中,温度(R=0.326,P<0.001)和总溶解磷(R=0.512,P<0.001)与群落结构的相关程度较高,是显著影响浮游细菌群落结构的关键环境因子。综上,本研究成果,为进一步揭示北部湾海洋浮游细菌多样性,以及为茅尾海海域生态修复与资源利用提供科学参考依据。

广西茅尾海夏季海水和表层沉积物中重金属污染现状及评价

根据2011年6月的调查数据对广西茅尾海海水和表层沉积物中的重金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As）进行研究，采用单因子指数法和H／ikanson生态风险指数法对表层沉积物重金属污染特征及潜在生态风险性进行分析和评价。结果表明：茅尾海海域海水中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As的含量（μg／L）范围分别为1．3～3．2、0～10．0、6．8～29．2、0．06～0．31、0～0．138、0．37～1．00，平均浓度（μg／L）分别为2．1、2．7、14．6、0．14、0．067、0．59，其中，海水中的Pb和Hg平均含量超过国家一类海水水质标准，各种重金属单因子污染程度依次为Pb〉Hg〉Zn〉Cu〉Cd〉As。表层沉积物中的Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As的含量（gg／L）变化范围分别为（0-45．3）×10^-6、（0．4～23．5）×10^-6、（1．1～80．4）×10^-6、（0．01～0．50）×10^-6、（0．01～0．11）×10^-6、（2．30～25．65）×10^-6，平均含量（“g／L）分别为9．0×10^-6、13．1×10^-6、31．5×10^-6、0．13×10^-6 0．04×10^-6、9．48×10^-6。该海域重金属综合污染程度和潜在生态风险性均较低，重金属元素污染程度As〉Cu=Cd〉Pb〉Hg—Zn，重金属元素对海洋生态系统潜在危害的影响程度Hg〉Cd〉As〉Cu〉Pb〉Zn，沉积物中主要潜在生态风险因子为Hg、Cd和As。

茅尾海沉积物重金属空间分布特征与生态风险

于2010年1月在茅尾海采集了7个沉积物样品,分析了不同深度沉积物的基本理化性质及w(As)、w(Cd)、w(Cu)、w(Fe)、w(Hg)、w(Mn)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn),并采用潜在生态危害指数法进行了潜在生态风险分析.结果表明:这些元素的质量分数空间分布差异显著,总体上呈湾内大于湾外,其中w(Cd)和w(Hg)平均值分别为1.1、0.3 mg/kg,污染最为严重并有加重的趋势;Cd污染可能与周边农田磷肥使用及磷矿开采有关,而Hg污染可能主要是大量使用化石燃料所致.重金属(除As外)质量分数与w(OM)、w(Fe)和w(TN)密切相关,其中w(Cd)与w(TP)密切相关,说明生物和化学过程都显著影响这些元素的空间分布.w(Cu)、w(Hg)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn)之间呈极显著正相关(P<0.01),说明这几种重金属可能具有同源性;而沉积物中w(Cd)与w(Zn)、w(Pb)、w(Ni)和w(Cu)均呈显著负相关(P<0.05),暗示Cd的来源及生物地球化学过程与其他元素不同.该海域重金属潜在生态危害指数依次为Cd>Hg>Pb>Zn>Cu>As,其中Cd与Hg属于中等生态危害;靠近茅岭江汇入区的采样点重金属潜在生态危害指数较高,属于中等生态危害,其余采样点的综合污染也已接近中等生态危害水平.

广西茅尾海常见牡蛎的分子鉴定

应用COⅠ条形码技术鉴定广西茅尾海的3种常见牡蛎,其俗名分别是"白眼蚝"、"红眼蚝"和"蚝砺"。研究结果表明,茅尾海3种牡蛎应归属牡蛎科(Ostreidae)、巨蛎属(Crassostrea),其中"白眼蚝"是香港巨牡蛎(C.hongkongensis)、"红眼蚝"是有明巨牡蛎(C.ariakensis)、"蚝砺"是Kumamoto牡蛎(C.sikamea)。研究验证了已开发的多重PCR技术能对3种牡蛎进行快速鉴定,并揭示香港巨牡蛎是茅尾海优势种,基本上澄清了与"近江牡蛎"相关的俗名问题。

广西茅尾海牡蛎天然种苗种类鉴定和群体组成的初步分析

了解广西茅尾海牡蛎种质资源现状,有助于提高牡蛎采苗效果。通过在茅尾海采集常见5种牡蛎成体,并在牡蛎不同繁殖高峰期分别采集牡蛎D型幼虫DⅠ、DⅡ,在不同附着期分别采集牡蛎幼苗MⅠ、MⅡ、MⅢ,采用多重PCR技术对牡蛎成体、稚贝及幼虫进行种类鉴定。香港巨牡蛎(Crassostrea hongkongensis)在茅尾海牡蛎稚贝和幼虫高峰期均属于优势种;稚贝中香港巨牡蛎、有明巨牡蛎(Crassostrea ariakensis)和熊本牡蛎(Crassostrea sikamea)3个种类的平均比例分别为88.3%、6.7%和5.0%,香港巨牡蛎与熊本牡蛎、有名巨牡蛎相比差异显著(P<0.05),熊本牡蛎与有明巨牡蛎差异不显著(P>0.05)。香港巨牡蛎是茅尾海牡蛎优势种,7月12日之前投放采苗器可采集到数量多、种类单一的香港巨牡蛎。7月12日之后投放采苗器,附着的稚贝中有明巨牡蛎和熊本牡蛎比例增加,影响采苗效果及养殖生产。

茅尾海红树林湿地植物对重金属的累积特征

通过测定茅尾海红树林湿地3种红树植物(桐花树、秋茄和老鼠簕)的Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、Hg、As等8种重金属元素含量,分析了重金属元素在该红树林湿地植物不同组织(根、茎、叶)的分布特征、累积和迁移能力。结果表明,该红树林湿地不同植物对金属元素的吸附能力存在一定差异:桐花树Zn>Cr>As>Pb>Cu>Ni>Cd>Hg;秋茄Zn>Cr>Cu>As>Pb>Ni>Cd>Hg;老鼠簕Zn>As>Cr>Cu>Pb>Ni>Cd>Hg。不同的植物组织对不同的重金属元素的累积能力表现不同,但3种红树植物组织对Hg的累积能力均表现为叶>根>茎。红树植物对8种重金属的累积顺序为桐花>秋茄>老鼠簕,对Cd的富集系数最大。

钦州湾茅尾海周年环境因子及浮游植物群落特征

2010年1月、3月、6月及9月,共设14个调查站位对钦州湾茅尾海海域的环境因子及浮游植物的种类组成、优势种类、数量分布和群落多样性进行调查分析。结果茅尾海海区营养盐中PO34-P值为0.01～0.07mg/dm3,DIN值为0.16～0.78mg/dm3,PO34-P值和DIN值均有超4类海水水质标准现象。浮游植物共鉴定出82属,262种,优势种类16种,年平均丰度为6.29×104 cells/L,生物多样性指数的年平均值为3.87。2010年茅尾海浮游植物种类和数量都比较丰富,种类的季节变化呈现由冬至秋减少的趋势,数量的季节变化比较明显,春季最低,平均密度仅为3.28×104 cells/L,夏季最高,平均密度为9.25×104 cells/L。

茅尾海红树林水域仔稚鱼群落结构及与主要环境因子关系

于2012年7月至2013年6月逐月在广西钦州港茅尾海红树林潮沟进行水平拖网采样，调查该红树林仔稚鱼的种类组成和数量分布特征，分析其时间变化及其与主要环境因子（温度、盐度和潮汐）的关系．共采获仔稚鱼24种，隶属于15科18属，物种组成较简单，主要优势种为爪哇拟虾虎鱼（Pseudogobius javanicus）等．聚类分析结果显示茅尾海仔稚鱼物种组成时间变化较明显，主要分为3个群落，12月至次年1月为群落类型Ⅰ，2∽3月为群落类型 Ⅱ，5～11月为群落类型 Ⅲ仔稚鱼多样性与环境因子相关性分析显示仔稚鱼物种数及爪哇拟虾虎鱼个体数与潮位（高／低潮）存在显著性差异，美肩鳃鳚个体数与潮型（全日潮／半日潮）存在显著差异．仔稚鱼物种组成与温度、盐度相关性分析表明仅仔稚鱼总个体数与温度存在显著正相关．

茅尾海近岸表层沉积物中邻苯二甲酸酯的组成分布特征

对2014 年11 月在广西茅尾海近岸35 个站位采集的表层沉积物进行17 种邻苯二甲酸酯（PAEs）定性、定量分析,研究了茅尾海近岸表层沉积物中PAEs 的化学组成、含量及分布特征.结果从茅尾海近岸表层沉积物中共检出12 种PAEs,分别为DEHP、DBP、DIBP、BBP、DnHP、DIHP、DMP、DUDP、DiPP、DAP、DEP、DMEP;其中nPiPP、DnPP、DINP、DNOP 和DIDP 未检出.PAEs 总含量为7.94-4.28×10^2 ng·kg^-1 之间,平均值为1.23×10^2 ng·kg^-1.茅尾海近岸沉积物中PAEs化学组成以DEHP、DnHP、DIBP、BBP、DBP 为主,平均值分别为64.0、22.6、13.5、11.5、7.32 ng·kg^-1,这5 个组分占检出的12 种PAEs 质量分数97.08%.茅尾海近岸沉积物中PAEs 含量分布呈现西岸高于东岸,地理位置上钦州-康熙岭-茅岭大桥段最高,其次为沙井港-钦州港段,茅岭大桥-龙门段最低.根据该文结果和参照美国土壤PAEs 控制标准,茅尾海近岸沉积物中PAEs 整体污染较轻,潜在生态风险低.

广西茅尾海红树林土壤放线菌多样性及功能酶活性研究

研究广西茅尾海红树林自然保护区内红树林土壤中可培养放线菌的多样性,挖掘具有高产多种功能酶活性的放线菌类群。应用可培养技术和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析研究红树林土壤中可培养放线菌的多样性;并以10种酶活底物为指示物,结合点植法和透明圈法对可培养的放线菌进行功能酶活性筛选。结果显示,从红树林土壤中共分离到444株放线菌,隶属于6目13科24属63种,其中3株放线菌为潜在新种。从63株不同种的放线菌中筛选出56株放线菌在至少1种功能酶活性检测中显示阳性,总阳性率为88.89%;其中具有2种以上功能酶活性的放线菌31株,链霉菌属、微杆菌属和短小杆菌属的产酶菌株最为丰富。综上所述,广西茅尾海红树林自然保护区内红树林土壤中可培养放线菌的种类丰富多样,潜藏着放线菌新资源,且功能酶活性显著,具有较大的挖掘潜力。

茅尾海营养状况及其来源研究

根据2008年茅尾海海域水质调查结果,采用营养指数法、营养状态质量指数法、有机污染指数法对海湾营养状况进行了评价,并结合2007年入海污染源调查结果,探讨了茅尾海的营养盐来源。结果表明：茅尾海受无机氮污染较重,海域处于呈富营养状态,有机污染程度属2级,表明开始受到有机污染。营养盐高值区集中在北部海域和东部海域。钦江、茅岭江等入海河流携带入海的营养盐是海域营养的主要来源,占入海污染物总量的79%以上,其次来自钦州湾外海的混合排污口。2001~2007年茅尾海DIN、DIP年均浓度分别与入海河流氮、磷营养盐入海负荷呈显著正相关,两者的相关系数分别为0.873和0.824。

茅尾海沉积物营养物质空间分布特征研究

弄清沉积物中营养物质(如氮和磷)的迁移富集规律,对于海域的渔业资源保护和利用、疏浚沉积物综合利用与生态环境功能恢复都非常重要。2010年1月在茅尾海设置7个采样点,分层采集0~30 cm的沉积物样品,研究了茅尾海沉积物中有机质、总氮、无机氮、总磷和溶解性磷酸盐等营养物质的空间分布特征,并利用有机指数法对其营养水平进行了评价。结果表明,有机质、总氮与无机氮含量自茅尾海湾内至湾外呈显著下降的空间变化趋势,有机质在垂向分布上变化不明显,总氮与无机氮含量呈现逐渐增大的趋势,但不显著,3种营养物质之间均有极显著的正相关关系(P【0.01);而总磷与溶解性磷酸盐在水平与垂向分布上总体均呈现'低-高-低'波浪型的变化趋势,两项指标在湾内与湾外、各层次间未出现显著性差异,而两者间有极显著的正相关关系(P【0.01),且相关系数高达0.96,表明有机质、总氮与无机氮,总磷与溶解性磷酸盐两组营养物质各有同源性。调查海域的有机指数平均值为0.06,属高营养,且位于湾内的3个站点均超过0.08,处于严重污染的高营养状态;C/N值表明,调查海域的营养物质除少量来源于藻类和浮游生物外,多数来源于周边的陆生环境。

茅尾海无瓣海桑根际土壤细菌多样性及抑菌活性分析

【目的】研究茅尾海无瓣海桑根际土壤细菌多样性及抑菌活性,挖掘更多潜在新物种和高效活性物质,为进一步研究红树植物根际土壤中细菌的次生代谢产物及研发新型高效生物农药提供参考依据。【方法】从广西钦州茅尾海红树林保护区采集无瓣海桑根际土壤,采用6种分离培养基分离可培养细菌;通过16S r RNA基因序列的系统发育学分析其物种多样性,并采用牛津杯法考察根际细菌对甘蔗鞭黑粉菌的抑制活性。【结果】从无瓣海桑根际中分离得到可培养细菌97株,通过16S r RNA序列比对排重后,从中获得57株不同细菌,可归为4门5纲9目15科21属,有1株Cellvibrio sp.的潜在新种。其中29株细菌能够抑制甘蔗鞭黑粉菌活性,分别有12、14和14株细菌对甘蔗鞭黑粉菌菌丝生长、"+"担孢子增殖和"-"担孢子增殖表现出抑制活性,抑菌圈直径范围为7.54~21.81 mm,其中有9株细菌能够抑制2~3种甘蔗鞭黑粉菌的形态。【结论】广西茅尾海红树林保护区中无瓣海桑根际细菌具有较高的物种多样性,蕴藏着潜在新物种资源,且富含抑菌活性菌株。

广西茅尾海河口湾资源环境演变趋势和综合整治初探

通过对茅尾海工程地质环境、水动力环境、生物生态环境、海域开发利用现状等的调查并收集历史资料综合分析,提出茅尾海综合整治方案;同时应用数值模型预测整治方案实施的水动力环境、冲淤环境、水交换能力变化趋势作为决策参考。