南海北部海域渔业生态环境健康状况诊断与质量评价

利用1997～2002年的调查数据和资料,从海水水质、海水营养结构与营养水平、初级生产力水平、现存生物量水平等4个方面诊断与评价了南海北部海域渔业生态环境现状.渔业生态环境健康诊断方法:海水水质为单因子污染指数法和有机污染指数法(A值);营养结构为氮、磷、硅的含量水平以及三者比值判别法,营养水平为营养指数法(E值);初级生产力和饵料生物为水平分级法.渔业生态环境质量评价方法为综合指数法.结果表明,海域pH值的均值范围为8.07～8.15,溶解氧的范围为5.67～6.03 mg·L-1,无机氮的范围为3.04～4.15 μmol·dm-3,磷酸盐的范围为0.18～0.34μmol·dm-3,均符合中国渔业水质标准(GB11607- 89)或二类海水水质标准(GB-3097-1997);有机污染指数(A值)范围为-0.411～0.237,营养水平指数(E值)范围为0.10～0.34,表明海水未受有机污染,海域处于贫营养状态.海域Si:N:P的比值为14.8:13.2:1.11,海水营养结构总体上表现为硅和氮的比例偏低;初级生产力水平范围为5～1级,年平均值为3级,属'较高'水平级.浮游植物、浮游动物和底栖生物的现存生物量分别为3级、5级和4级,总体上属于中等水平.本次渔业生态环境质量综合评价的9项单因子指数值均低于1.0,而综合指数为0.58,表明南海北部海域渔业生态环境总体处于良好水平.然而,珠江口、粤东和粤西近海有局部海域无机氮和磷酸盐浓度超标,存在有机污染和富营养化的趋势.

中国海水养殖环境质量及其生态修复技术研究进展

海水养殖提供了大量水产品,创造了良好的经济效益,也缓解了对天然渔业资源的捕捞压力。中国的海洋鱼、贝类产量在20世纪90年代后大幅度增长,海水养殖产业的发展取得令人瞩目的成就,极大地提升了海洋渔业在国民经济中的地位。然而,海水养殖业发展过程中,渔业水域环境恶化、养殖自身污染加剧、养殖品种种质退化等问题日益突出,水产养殖病害造成的经济损失越来越大。在此背景下,海水养殖环境的生态修复技术得以不断发展,在改善水质,促进健康品种养殖方面展示了良好前景。分析研究海水养殖的现状和存在问题,总结生态修复技术的研究进展,对挖掘海水养殖潜力,推动海水养殖可持续发展,发展渔区经济,增加渔民收入等都具有重要现实意义。为此针对我国海水养殖环境质量的现状和问题,结合生态修复技术的进展,对海水健康养殖的发展构想及对策进行了探讨。

南海东北部考洲洋海洋渔业环境质量评价

根据1999年考洲洋12个调查站的观测资料,按我国有关的环境质量标准,用质量指数法分级评价考洲洋的环境质量。结果表明:考洲洋的环境质量总体较好,但轻微污染偶有发生,石油类是主要污染物,其次为PO4 P。2月(枯水期)在5测站的表层沉积物中有机质含量略有超标,3测站海水和2测站表层沉积物受石油类轻污染,1测站的海水受Cu轻污染。8月(丰水期),5测站的海水受PO4 P轻污染。

基于生态通道模型的北部湾渔业管理策略的评价

北部湾位于南海17°00′-21°45′N，105°40′-110°10′E，为中越两国共同管辖的天然半封闭海湾。根据1997-1999年在北部湾进行的渔业资源和生态环境调查数据，利用EwE软件构建了北部湾生态系统的营养通道模型（Ecopath）。在此基础上，以30a为周期，利用Ecosim中的“渔业管理者”模拟了不同管理策略（经济效益最大化、社会效益最大化、生态效益最大化以及综合考虑三者的最佳管理）对北部湾捕捞结构的影响。结果表明：以经济利益最大化为管理策略时会提高所有渔具的捕捞努力量，除了拖网下降43.2%之外;以社会利益最大化为管理策略时模型要求极大地增加小型渔业，尤其是混合渔业的捕捞努力量将上升3.34倍;而以生态稳定性最大化为管理目标时，模型要求所有渔业的捕捞努力量都必须降低甚至停止。以经济和社会利益最大化为管理目标对不同的vulnerability（V＇s）值的反应敏感，高营养级种类减少而低营养级种增加，其中社会利益最大化时系统的营养级最低（2.78）;而生态稳定性和综合管理目标最大化则对不同的敏感度的反应较为一致。综合考虑经济、社会和生态效应的最佳管理策略能满足渔业和保育目标的平衡，有望成为最佳的管理策略。由此可见，多鱼种捕捞策略的模拟是个复杂的任务，目标功能有时互相冲突，而且易受到初始模型条件的影响。

海水对虾池塘养殖污染物环境负荷量的研究

通过分析广东海水对虾养殖饵料、养殖品种的组成成分、养殖效率和养殖池塘进排水污染物增量的变化,利用质量守恒法和增量估算法,评估了对虾池塘养殖主要污染物的环境负荷量和排放量。结果显示,对虾池塘养殖氮、磷环境负荷量分别为45.8和10.1kg·t-1,其中随养殖废水排放入海的环境排放量分别为1.39和0.65kg·t-1同时,排放废水中COD和悬浮物的环境排放量分别为49.65和179.7kg·t-1。以广东省2001年对虾池塘养殖状况为例,评估了池塘对虾养殖污染物的环境负荷量。结果显示,2001年全省对虾池塘养殖对环境产生的氮、磷负荷量分别为4508.5和994.2t,其中通过养殖废水排入临近海域水环境的COD、无机氮、无机磷和悬浮物排放量分别为4887.5,136.8,64.0和17689.5t;氮磷环境负荷量及污染物的排放量均以粤西最高,粤东次之,珠三角一带最低。与陆源废水排放中氮、磷排放量比较,海水对虾池塘养殖废水排放氮、磷总量分别约为陆源排放量的0.15%和0.41%。

珠江口重金属变化特征与生态评价

根据2002年5月和8月珠江口生态环境调查的数据,对水体和沉积物中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd的含量与变化特征进行分析讨论,并对研究海域的生态环境进行质量评价和生态危害性评价。结果表明,珠江口水体和表层沉积物中-6、48.9×10-6、153.3×Cu、Pb、Zn、Cd的平均含量分别是6.53μg/L、2.22μg/L、48.3μg/L、0.16μg/L和43.8×1010-6、0.82×10-6;沉积物对Cu、Pb、Zn、Cd的富集倍数平均在1.5～3.3。水体中Cu、Pb、Cd的含量在河口不同区段(上、下游)季节变化特征不同,这种变化与水体中Cu、Pb、Cd的存在形态、迁移转化过程有关;受水动力条件及冲淤特性的影响,表层沉积物中8月份Cu、Pb、Zn、Cd的含量高于5月份的含量。生态环境质量评价的结果表明,5月份珠江口水体处于中污染状况、沉积物属轻污染状况,8月份水体和沉积物分别为较清洁和中污染;对沉积物的生态危害评价显示,8月份沉积物重金属的潜在生态危害性高于5月份,Cd的潜在危害性高于Cu、Pb、Zn。

珠江口近海浮游植物生态特征研究

1998～ 1999年对珠江口近海浮游植物进行了 5个航次现场调查 ,共鉴定出浮游植物 2 39种 .其中 ,硅藻最多 ,占 72 4 % ,甲藻次之 ,占 2 3 8% ,其他门类合占 3 8% .种类组成以暖水种和广温种为主 ;优势种季节更替明显 ,四季的主要优势种依次为伏氏海毛藻 (Thalassiothrixfrauenfeldii)、柔弱菱形藻(Nitzschiadelicatissima)、伏氏海毛藻、细弱海链藻 (Thalassiosirasubtilis) .细胞密度全年变幅 0 2× 10 4～2 76 7 1× 10 4cell·m-3 ,四季平均 98 7× 10 4cell·m-3 ,夏、冬季明显高于春、秋季 .平面分布呈近岸明显高于外海趋势 ,密集区终年出现在西北海域上川岛附近 .Shannon Wiener指数、Pielou均匀度和多样性阈值四季均值变幅分别为 2 6 3～ 3 17、0 5 3～ 0 71和 1 74～ 2 2 3,群落多样性水平较高 ,结构较稳定 .

捕捞对北部湾海洋生态系统的影响

利用Ecopath with Ecosim(EwE)5.1软件构建了北部湾海洋生态系统1959-1960年的Ecosim模型,包含渔业、海洋哺乳动物、海鸟、中上层鱼类、底层鱼类、底栖无脊椎动物等20个功能组,通过与1997-1999年调查数据对比,分析了捕捞活动对北部湾生态系统的结构和功能的影响.结果表明:近40年来在捕捞强度不断增加的压力下,生态系统的结构和功能发生显著变化,长寿命、高营养级的肉食性鱼类生物量下降明显,系统以短寿命、小型鱼类和无脊椎动物占优势.1999年的大中型鱼类的生物量仅为1960年的6%,而小型鱼类和无脊椎动物则明显上升,尤其是头足类生物量上升了2.7倍,渔获物的营养级则从1960年的3.2降低到1999年的2.98,体现了"捕捞降低海洋食物网"的特点,目前的开发模式是不可持续的.利用20世纪90年代数据预测了降低捕捞压力后生态系统的变化.本研究证实了可以使用Ecosim模型预测捕捞压力对生态系统的影响.

基于Ecopath模型的北部湾生态系统结构和功能

利用Ecopath with Ecosim（EwE）5．1软件构建了北部湾海洋生态系统1960s（1959～1961）和1990s（1997～1999）2个时期的Ecopath模型，比较和分析了渔业资源衰退前后北部湾生态系统的结构和功能的变化，并进一步根据Odum＇S生态系统发展理论，评价了当前北部湾生态系统的健康状况。该模型包含渔业、海洋哺乳动物、海鸟、中上层鱼类、底层鱼类、底栖无脊椎动物以及浮游动物、浮游植物和碎屑等20个功能组。结果表明，20世纪60年代系统中营养级Ⅳ、Ⅴ的生物量高于90年代，尤其是营养级V的生物量是90年代的32倍多；而90年代的Ⅰ和Ⅱ的生物量较高，表明系统中群落结构组成逐步从k选择性占优势转向，选择性为主。同时生态系统的能量转化效率不断提高，从1960s的7．0％上升到1990s的9．8％。从1960s到1990s间，系统的净生产力、初级生产力／总呼吸不断增加，而连接指数（CI）、杂食指数（OI）、总生物量／总流量、Finn＇S循环指数则显著下降，综合表明目前该生态系统总体特衙在人类活动和自然环境的扰动下由“成熟态”向“幼态”发展，生态系统发育的过程中产生了逆行演替。[中国水产科学，2008，15（3）：460-468]

大亚湾海域生态系统模型研究I:能量流动模型初探

主要根据1984～1986年和1986～1987年在大亚湾进行的环境、资源和生态调查资料,应用EcopathwithEcosim（EwE）软件,构建大亚湾海域生态系统初步能量流动模型。文中根据大亚湾游泳动物的食物组成特点,把该海域生态系划分15个功能组,分别是海洋哺乳动物、肉食性鱼类、底栖捕食鱼类、滤食性鱼类、草食性鱼类、蟹类、虾类、头足类、底栖动物、水母、浮游动物、珊瑚、沉水植物、浮游植物和有机碎屑,功能组的划分基本能覆盖大亚湾海域生态系统的能量流动过程。经EwE软件模拟,结果表明：大亚湾海域生态系统的营养级范围为1～3.88级;各营养级的能量转换效率分别为7.2%,11.2%,8.7%,2.9%,可用构建金字塔形状来描述营养流动的转换效率;大亚湾生态系统的总能量传递效率为8·9%,略低于林德曼转换效率（10%左右）,可能是由于在该海域大量的沉水植物（马尾藻）未能被充分利用而腐烂所造成;在能量流动过程中,直接来源于碎屑的比例占总流量的48%,而直接来源于初级生产者的比例为52%。

大鹏澳海水鱼类网箱养殖对沉积环境的影响

为了评估大亚湾大鹏澳海水鱼类网箱养殖对养殖区及其邻近海域(对照区)沉积环境的影响,于2001年6月—2004年10月按季度对该养殖海域进行了8个航次的调查。对所获沉积物样品的理化因子按《海洋监测规范》和《海洋调查规范海洋地质地球物理调查》规定的方法进行了分析。结果表明,养殖区和对照区沉积物类型均是黏土质粉砂,没有明显差异;养殖区沉积物含水率、有机碳和硫化物含量平均值分别为60.5%、2.82%和562mg·kg-1,均显著高于对照区的55.8%、2.42%和238mg·kg-(1P<0.05);养殖区底层海水溶解氧(DO)浓度平均值为5.25mg·L-1,显著低于对照区的6.48mg·L-(1P<0.01);养殖区沉积物有机碳、硫化物含量和底层海水DO浓度的超标率(我国适用于海水养殖水域的一类海洋沉积物质量标准和二类海水水质标准)分别为90.9%、100%和62.5%,而对照区的分别为76.2%、14.3%和20.0%;养殖区沉积物有机碳和硫化物含量有明显的季节变化,其特征为春季、夏季>秋季>冬季,而对照区的季节变化均较为稳定,差异不大;养殖区与对照区底层海水DO的季节变化特征基本相似,为冬季>春季>秋季>夏季。海水鱼类网箱养殖已对养殖区沉积环境造成了严重污染,其污染程度的季节变化与养殖生产的季节周期有密切关系。

益生菌对海水虾池浮游生物的生态调控效果研究

研究了益生菌对海水虾池浮游生物的生态调控效果。通过对对虾养殖系统中浮游动物与浮游植物进行为期3个月的监测,结果表明试验池的浮游植物数量表现为前期低,种类以硅藻类为主,中期迅速增长,后期达顶峰,并维持在70×106～160×106个/L的水平,种类则以绿藻类为主;不施加益生菌制剂的对照池则在后期出现较大比例的有害的蓝藻类,而试验池的蓝藻类只占较少的数量,说明益生菌群能抑制蓝藻类的繁殖,促进有益藻类生长;同时试验虾池浮游动物的数量也保持稳定增长态势,并在养殖后期维持在顶峰水平,密度达到25×103～30×103个/m3,种类以广盐、适低盐的沿岸种为主,优势种明显,而对照池的浮游动物数量较低且起伏较大。浮游动物与浮游植物的数量变动趋势基本一致,两者之间呈现较为密切的线性关系,两者之间的线性系数平均为0.724;多样性指数在1.1～1.6之间,低于自然海区;种类均匀度则较高,与自然海区相当,在0.5～0.7之间,试验池比对照池的养殖效果好。

大鹏澳养殖水域溶解氧的变化及其与生态结构的关系

根据2001年6月至2002年6月大鹏澳网箱养殖水域周年的溶解氧(DO)水平监测数据,阐述网箱养殖区水体DO的水平、季节的变化、垂直变化和网箱养殖水体DO质量评价以及DO与水环境因子的相关性。结果表明,大鹏湾网箱养殖水域DO周年水平为3 86～8 01mg/L,氧饱和度为51 6%～103 6%,养殖水域DO水平低于非养殖水域的;冬、春季DO水平较高,均符合我国渔业水质标准要求。夏季DO水平普遍较低,超标率为95%;表层水DO水平略高于底层水,DO水平超标率分别为46%和66 7%;DO水平(全年)与pH值、盐度、叶绿素水平均呈显著性正相关(P<0 02,n=32),与水温、无机磷和无机氮水平呈显著性负相关(P<0 02,n=32)。其中,在春季相关最为明显。

人工鱼礁对渔业资源增殖的影响

分析了建设人工鱼礁对渔业资源增殖的影响,并以广东省汕头市人工礁区渔业资源调查情况为例,分析建礁前后人工鱼礁区渔业资源变动情况。结果表明,投礁后礁区海域游泳生物的资源密度明显比投礁前高,增加了25.63倍;礁区海域各类资源种类均比投礁前丰富,总种数由投礁前的23种增加至41种,比投礁前增加了0.78倍;表明人工鱼礁投放后,鱼礁区集鱼效果明显提高、群落结构明显改善,人工鱼礁建设取得了明显的增殖效果。并对我国工人鱼礁事业的发展提出建议。

珠江口沉积环境中硫化物分布特征与污染评价

于2002年5月在珠江河口区设20个调查站,按《海洋监测规范》采集表层沉积物样品,用碘量法测定硫化物含量,用质量指数法进行评价。结果(以S2-干重计)显示:各测站的硫化物含量在(94.9~306)×10-6间变化,部分区域已有轻度污染,在河口北部(平均251×10-6)明显高于南部(平均188×10-6)(P<0.05)、近岸(平均233×10-6)略高于远岸(平均188×10-6),平均含量220×10-6在我国沿岸半封闭型海域属中等偏高,保持了20 a来较高的水平,局部污染加重。

杭州湾北岸大型围隔海域人工生态系统的能量流动和网络分析

根据2006年在杭州湾北岸大型围隔海域进行的生态调查数据,利用EwE软件构建围隔海域人工生态系统的能量流动模型。模型由13个功能组构成,分别是肉食性鱼类、底栖捕食鱼类、浮游动物性鱼类、草食性鱼类、蟹类、虾类、软体动物、底栖动物、肉食性浮游动物、植食性浮游动物、大型藻类、浮游植物和有机碎屑,每一组都代表在生态系统中具有相似地位的有机体,基本覆盖了该人工生态系统能量流动的主要过程。能量流动分析表明,围隔海域人工生态系统中能量流动主要以碎屑食物链途径为主,其中植食性浮游动物在能量从低级向高层次转换中起关键作用。人工生态系统的营养级范围为1.00～3.90级,系统的能量流动主要有6级,来自初级生产者的能流效率为9.4%,来自碎屑的转换效率为9.8%,平均能量转换效率为9.6%。经生态网络分析,直接来源于碎屑的比例占总流量的57%,而直接来源于初级生产者的比例为43%,生态系统特征参数:总初级生产计算量/总呼吸量(TPP/TR)、系统物质和能量循环率(FCI)和系统聚合度(A)值分别为2.672、0.25、0.315,表明围隔海域人工生态系统目前正处于发育时期。该研究为首次利用Ecopath模型分析大型围隔海域人工生态系统的结构和能量流动,旨在为富营养化近岸海域的生态修复提供理论依据。

大鹏澳海水鱼类网箱养殖对水环境的影响

根据2001～2002年对大亚湾大鹏澳海水鱼类网箱养殖海域水环境的监测资料,分析讨论了网箱养殖对水环境的影响.结果表明,该海域水环境质量较好,除夏季溶解氧(DO)和春季的硫化物浓度超第二类海水水质标准情况较严重外(超标率均为62.5%),其他水环境因子一般不超标.养殖区DO和叶绿素a(Chl a)浓度均显著低于对照区(t-test,P＜0.05),而NH4-N和PO4-P浓度则一般高于对照区,其他水环境因子的空间分布差异不大.海水CODMn、BOD5和硫化物主要与网箱养鱼生产季节性强的特点有关;而水温、盐度、透明度、悬浮物、DO和pH的季节变化主要受控于大亚湾亚热带季风气候,NO2-N、NO3-N、DIN、PO4-P和SiO4-Si等营养因子的季节变化主要受降雨和浮游植物的影响,Chl a的季节变化则主要受水温和N∶P比的影响,与网箱养鱼的关系并不明显.

大亚湾大鹏澳网箱养殖水域的浮游植物生态特征研究

采用现场采样及观察、计数、分析等方法,对大亚湾大鹏澳网箱养殖区及附近海域浮游植物生态特征进行研究。结果显示,养殖区与对照区种类组成基本一致,优势种发生一定变化,主要优势种为菱形海线藻、伏氏海毛藻、细弱海链藻、中肋骨条藻、尖刺菱形藻等。养殖区及附近水域浮游植物栖息密度范围为6.2￣2010×104·m-3,平均235.2×104·m-3,养殖区与对照区平均密度分别为141.8和328.6×104·m-3。比较显示,密度均值除冬季养殖区约低于后者2.4倍外,其他季节2个区域基本接近,差异不明显。多样性指数在0.97￣4.08范围内变化,养殖区和对照区四季均值分别为3.12和3.15,两者差异不明显。种类组成均匀度变化范围为0.19￣0.94,养殖区与对照区无明显差异。多样性阈值在0.23￣3.64范围变化,多样性处于Ⅱ￣Ⅳ级,即多样性差￣多样性非常丰富水平,养殖区和对照区均值分别为2.22和2.20,平均处于Ⅲ级,即多样性较好水平。季节变化均以冬季最低,均值分别为0.79和0.83,夏季最高,均值分别为2.83和3.05。

有益微生物对海水养虾池浮游生物生态特征的影响研究

研究了有益微生物对海水虾池浮游生物生态特征的影响。通过对虾养殖系统中浮游动物与浮游植物进行为期3个月的监测,结果表明试验组虾池的浮游植物密度表现为前期低,中期迅速增长,后期达顶峰,并维持在70×106～160×106cell·L-1的水平,前期种类以硅藻类为主,后期则以绿藻类为主;同时试验池浮游动物的密度也保持稳定增长态势,并在养殖后期维持在顶峰水平,密度达到25×103～30×103ind·m-3,种类以广盐、适低盐的沿岸种为主,但优势种明显;对照池的浮游植物和浮游动物呈现前期低后期高的态势。其变化差异表现为对照组的浮游植物和浮游动物在后期的密度变动起伏较大,且出现较大比例的有害的兰藻类,而试验池的兰藻类只占较少的比例,说明芽孢杆菌群能抑制兰藻类的繁殖,促进有益藻类生长;浮游生物的多样性指数较低,低于自然海区,但种类均匀度则较高,与自然海区相当。

应用初级生产力估算南海北部的渔业资源量

1997～1999年对南海北部海域进行了4个季度生物资源与生态环境专项综合调查,调查范围为16°00′～23°30′N、107°00′～119°30′E的大陆架海域。本文利用调查资料,选择56种主要生物种类(占总渔获量的80%以上)作为研究对象,分别采用营养动态模型、Cushing模型和Tait沿岸海域生态系统能流模型3种方法,以季节为时间尺度,对南海北部海域的渔业资源量进行评估。结果表明,3种方法评估的渔业资源密度基本接近,以其平均值作为南海北部海域渔业资源量的评估结果。南海北部渔业资源量显示明显的季节差异,以夏季资源量最高,春季最低,春、夏、秋和冬季的资源密度平均值分别为2.4、5.0、3.2、3.7t/km2。资源量的平面分布,4个季节都呈现近岸海域资源量较高、外海资源量较低的趋势,其中北部湾、粤东、粤西和台湾浅滩海域的资源量较高,资源密度均>5t/km2,夏季最高密集区超过10t/km2。本文同时对影响渔业资源评估结果的评估参数进行了初步分析,并对南海北部渔业资源量的变化进行了比较。