海洋生物防污作用机制及应用前景

海洋污损生物的附着会对人类活动产生不利影响。栖息于海洋环境中的动植物在长期的进化过程中针对污损生物的附着形成了忍耐、躲避与物理、化学等自我保护和防御机制以保持自身体表的洁净。本文从以上方面综述了海洋生物的天然防污作用机制,并对其应用前景进行了展望。了解和掌握海洋生物天然防污作用机制,有利于新型环保防污技术的研制和开发,进而从根本上解决海洋污损生物的危害难题。

大亚湾基础生物生产力及潜在渔业生产量评估

通过对大亚湾海域初级生产力及浮游动物次级生产力的现场调查数据,对该海域潜在渔业生产量及最大可持续渔获量进行了评估。结果表明,大亚湾春季及秋季初级生产力平均值分别为765.23 mgC.m-2.d-1和1786.33 mgC.m-2.d-1,浮游动物次级生产力春季及秋季平均值分别为175 mgC.m-2.d-1和679 mgC.m-2.d-1。采用Tait模式和Cushing模式估算的大亚湾潜在渔业产量分别为3.30万吨和4.78万吨。数据分析结果表明,基于基础生物生产力的评估方法很可能高估了该海区的实际渔业产量,这与基础生物群落结构的改变密切相关;高生物多样性及生态系统结构与功能的健康性是维持渔业资源产量与质量的重要基础。

大亚湾表层沉积物碳水化合物活性酶基因分布特征

微生物的碳水化合物活性酶(carbohydrate active enzymes,CAZymes)是海洋沉积物有机碳降解过程中的关键。文章基于大亚湾2020年春季表层沉积物的宏基因组数据,分析鉴定编码CAZymes序列种类及其在微生物中的分布,并预测了微生物群落对不同结构聚糖的利用。结果表明,表层沉积物微生物群落对不同结构聚糖的利用能力不同。δ-变形菌纲是编码降解肽聚糖和几丁质相关酶类序列的最大贡献者;γ-变形菌纲、拟杆菌门和浮霉菌门具有最高的CAZymes家族的α-生态多样性(香浓指数),是编码降解结构复杂多糖(岩藻聚糖、昆布多糖、纤维素等)的CAZymes基因优势种群;酸杆菌是编码裂解寡聚半乳糖醛酸多糖酶序列的优势菌群。古菌对大部分CAZymes贡献低于1%,但对编码降解纤维素和半纤维素的碳水化合物酯酶(carbohydrate esterase,CE)序列、结合模块(carbohydrate binding module,CBM)基因序列贡献较突出(贡献介于2.18%~11.1%)。CAZymes的底物主要源自于湾内自生的有机碎屑,降解藻源有机碎屑的CAZymes序列的相对丰度于湾口高于湾东北部。与木质素降解相关的辅助活性家族(auxiliary activity families,AAs)序列相对丰度在湾东北部最高,主导的AAs可能有助于增加木质纤维素的溶解度,进而提高糖苷酶对木质纤维素的生物利用度。大亚湾表层沉积物中微生物及其CAZymes序列组成主要与上层水体有机颗粒沉降以及水深相关。

外源输入对大亚湾大鹏澳浮游生物影响的模拟研究

本文通过建立一个简单的浮游植物、浮游动物和营养盐动力学数值模型,根据大亚湾大鹏澳秋季一个月的连续观测资料,利用线性回归分析法来求得上述动力学数值模型的一些主要参数,结果表明,降雨及陆源输入是导致该海区营养盐增加的一个重要因子;根据上述参数进行的数值模拟结果与实测结果基本吻合,同时也表明,降雨及陆源输入对该海区浮游植物和浮游动物的分布规律影响较大。

大亚湾海水胶体粒子生物—化学研究(二)痕量金属交换吸附的昼夜变化

1998年 11月对大亚湾大鹏澳网箱养殖海区定点 2 4 h连续观测 ,测定了痕量金属、营养盐、溶解氧和盐度等项目 ;利用质量平衡实验验证了切向超滤实验对痕量金属回收的可行性 ;

环境DNA分析大亚湾夜光藻藻华对真核浮游生物群落的影响

夜光藻是全球广泛分布的藻华种之一,其摄食作用对浮游生物的群落结构有着重要影响。利用环境DNA技术和Spearman相关性分析,文章研究了2021年1月中旬大亚湾夜光藻高丰度站位浮游生物的群落结构与生物相关性。结果显示,夜光藻高丰度站位的海水温盐条件为温度14.4~18.3℃、盐度32.52‰~33.14‰。夜光藻丰度较高的站位中,卡顿藻科、海链藻科等浮游植物类群的相对丰度均值为2.41%和2.23%,明显高于其他站位的0.75%和0.62%;同时拟哲水蚤科与长腹剑水蚤科等类群的相对丰度均值为8.22%和4.46%,明显低于其他站位的64.13%和11.12%。结合Spearman相关性分析表明,夜光藻丰度增加可能导致其对拟哲水蚤科等类群摄食压力增加,拟哲水蚤科类群丰度减少降低了卡顿藻科、海链藻科、原甲藻科、隐芽藻科等浮游植物类群的摄食压力,使其生物丰度增加;同时夜光藻摄食压力增加使得裸甲藻科、圆筛藻科等浮游植物丰度下降。因此,夜光藻丰度增加影响了水域中真核浮游生物群落结构。综上结果表明,环境DNA技术有助于认识夜光藻在浮游生物群落中的生态地位,可用于浮游生物各类群之间的关系分析。

大亚湾核电站对海湾浮游植物群落的生态效应

根据大亚湾核电站运行前后的环境与浮游植物相关资料,对其环境变迁与生物响应进行了相应分析。结果发现,核电站运行后,大鹏澳区域平均水温上升约0.4℃;核电站邻近水域无机氮的含量逐年增加,活性磷酸盐与硅酸盐的含量在经历一个时滞后逐年减少,至2000年又恢复了平衡;20世纪90年代初期,大亚湾浮游植物种类较丰富,数量通常是春、夏季较高,秋、冬较低。核电站运行后浮游植物种群结构明显变化,首先是种类数量显著减少,其次是秋末至冬初细胞数量显著升高,就种群组成而言,甲藻与暖水性种类的数量有增多的趋势,同时网采型浮游植物数量明显减少,但叶绿素a含量变化不大,间接地反映了群落组成的小型化趋向。

近20年来大亚湾生态环境的变化及其发展趋势

依据中国科学院南海海洋研究所大亚湾海洋生物综合实验站20a来获得的大量现场观测数据和资料,对大亚湾生态环境和变化趋势进行了分析。其变化主要表现在:由贫营养状态发展到中营养状态,局部海域已出现富营养化的趋势,N/P比的平均值由20世纪80年代的1/1.5上升到近年的大于50,大亚湾营养盐限制因子由80年代的N限制过渡到目前的P限制;生物群落组成明显小型化,生物多样性降低,生物资源衰退。大亚湾具有珊瑚礁、红树林、岩礁等多种海岸类型,但近年出现了石珊瑚白化现象,珊瑚礁群落的优势种发生了改变,在大亚湾的澳头港附近水域多次发生赤潮。这些研究结果表明大亚湾生态系统正经历着快速的退化过程。

大亚湾大鹏澳水域春季浮游植物优势种的演替

根据 2 0 0 2年 4月 2 8日～ 5月 2 7日大亚湾大鹏澳内每日采样的现场连续观测资料 ,使用主分量分析方法和多元回归方法 ,分析浮游植物优势种类之间的关系及影响其生长与演替的主要理化因子 ,建立春季浮游植物优势种类的演替模型。模型表明 ,中肋骨条藻和柔弱菱形藻之间为竞争关系 ;与浮游植物 (以硅藻为主 )生长密切相关的理化因子为温度 ( T)、溶解氧饱和度 ( DOsat)、铵氮 ( NH4 - N)、亚硝酸氮 ( NO2 - N)、磷酸盐 ( PO4 - P)、硅酸盐 ( Si O3- Si)。影响中肋骨条藻的理化因子还有盐度 ( S)和氮磷比值 ( NO3/PO4 )。并根据优势种类发生演替期间的环境变化 (降雨 ) 。

大亚湾生态环境的退化现状与特征

我国沿岸水域,盐沼、红树林、珊瑚礁、河口内湾和一些浅海区等生态系统已处于不同程度的退化状态,日益严重的退化现象已引起人们极大的关注。本文根据历史资料,探讨了大亚湾生态环境的退化现状与特征,主要反映在物种组成、群落结构、演替和生产力等结构功能的衰退以及环境的恶化;资料分析表明,大型建设造成的岸线变化、耕地湿地减少、陆源物质大量输入、水产养殖业发展引发的水质富营养化,以及过度捕捞等人类干扰,加速了大亚湾生态环境退化。本文就大亚湾生态环境退化问题,提出为受损海湾生态环境的修复重建和持续利用的参考建议。

大亚湾红海束毛藻赤潮生消过程研究

2004年6月15～18日广东省大亚湾海域发生了一次红海束毛藻（Trichodesmium erythraeum）赤潮，面积达100km2，本文在现场监测与室内模拟实验的基础上，探讨了赤潮过程中红海束毛藻数量的时空分布特点及其与营养盐的关系。结果表明，赤潮高峰期（18日），表层红海束毛藻密度与叶绿素a浓度的平面分布趋势相同，呈现中心区〉过渡区〉边缘区的特点，且与水体营养盐含量（尤其是N、P）正相关；密度的垂直分布趋势是随水深的增加而迅速递减；表层藻细胞数量和叶绿素a浓度的最大值分别为4．71×10^7／L和51．6mg／m3。室内模拟实验结果显示，稀释对红海束毛藻的生长有促进作用，N：P比为16时对其生长的促进作用最大。本文还初步探讨了此次赤潮的来源和消亡的原因。

大亚湾红树林研究Ⅱ.澳头港部分红树植物的生态生理

对大亚湾澳头港的３种红树植物的光合速率、呼吸速率和蒸腾速率进行测定，结果表明：桐花树、白骨壤和木榄的光合速率日进程呈双峰曲线，日平均光合速率的大小为桐花树＞木榄＞白骨壤，而日均呼吸速率的大小为桐花树＞白骨壤＞木榄，呼吸速率的变化幅度小于光合速率，提示白骨壤的生产力最低，可能与其所处的生境含盐量更高有关。蒸腾速率日进程呈单峰曲线，且泌盐植物桐花树和白骨壤的日均值很接近，都高于拒盐种木榄，表明蒸腾速率与它们的泌盐或拒盐生理特性密切相关。总体上，这些红树植物具有较高的光合速率、较低的呼吸速率和蒸腾速率，有利于生长在盐渍淹水的特殊海滩环境。

大亚湾红树林研究 1.澳头港的红树植物群落

本文报道了大亚湾澳头港附近的红树植物群落的种类组成、结构、外貌及演替。该地区红树群落的主要类型有７个，即白骨壤群落、白骨壤桐花树群落、白骨壤＋秋茄桐花树群落、海漆木榄群落、海漆桐花树群落、桐花树群落、老鼠勒群落。

大亚湾三种经济贝类的营养生态位及潜在产量评估

通过周年4个季度对大亚湾3种主要经济贝类———珍珠贝Pinctadamartensii,华贵栉孔扇贝Chlamysnobilis 和贻贝Pernaviridis的采样、观测和鉴定,分析它们胃肠物中的食物组成及其季节变化,综合分析了它们的营养生态位。结果显示,3种贝类的食物组成相似,食物中以碎屑、碎片最多,其次是浮游植物,主要包括硅藻、甲藻、金藻和蓝藻,而浮游动物含量最少,偶尔见到原生动物、轮虫、枝角类和桡足类的残体或壳。大亚湾水体的年初级生产力为63万t有机碳,推算出大亚湾生态系统中贝类的最大产量约为1600t·km-2,潜在产量为16—160t·km-2。

纳米粒子在大亚湾痕量金属迁移和转换过程中的重要作用

利用切向超滤技术对大亚湾纳米粒子 (0 .4 5μm～ 10 3 Daltons)进行了有效分离 ,并计算其回收率。测定了大亚湾胶体态和溶解态 (<10 3 Daltons)痕量金属 (Cu、Pb和 Cd)的含量。平均来说 ,14% Cu、2 0 % Pb和 2 4 % Cd实际上与胶体物质密切相关 。

广东大亚湾西南部海域营养盐结构的长期变化

分析了大亚湾西南部海域1982～2002年营养盐结构的长期变化。水域中溶解无机氮(DIN)的含量呈上升趋势,磷酸盐(PO4)含量从80年代初到90年代末逐年下降,2000年后有所恢复,硅酸盐(SiO3)的含量波动较大,3-2-但平均维持在20μmol·L-1的较高水平上。各营养盐浓度比值的长期变化表现为氮磷比上升,硅氮比下降,硅磷比稳中有升。结合营养盐浓度及其比值的变化,可以认为大亚湾西南部海域中浮游植物生长的营养盐限制因子已经由过去的氮限制转变为磷限制;各营养盐的浓度及其比值在各季度的分布表明,浮游植物的生长春季和冬季受到氮限制的可能性较大,而夏季和秋季受磷限制的可能性较大;在营养盐的平面分布上,大鹏澳内DIN高于澳外水域,而PO4自3-1997年后低于澳外水域。

CERN大亚湾站亚热带典型海湾生态系统的动态监测

简要介绍了大亚湾海湾生态的系统的环境特色及大亚湾站对大亚湾生态系统的生态网络监测工作。根据１９９１－１９９８年的监测资料，初步报道了大亚湾生态系统各环境要素的动态变化，结果表明，大亚湾的环境已经发生了很大的变化。

华南沿海4种主要污损生物幼虫和孢子的采集与培养技术

海洋污损生物附着是增加海上作业成本、影响设施安全和缩短其使用年限的重要因素,掌握海洋污损生物幼虫和孢子的采集与培养技术是开展防除研究工作的基础。网纹藤壶Balanus reticulatus、缘管浒苔Enteromorpha linza、石莼Ulva lactuca和细基江蓠Gracilaria tenuistipitata是华南沿海主要的污损生物种类。研究上述4种污损生物幼虫和孢子的采集与培养技术,结果显示,网纹藤壶无节幼虫于30℃黑暗环境中培养,5d左右即可发育为金星幼虫,可将其在4℃条件下储存备用。强度为4000lx的光照射缘管浒苔和石莼,可刺激其游孢子大量释放;细基江蓠经阴干处理再浸泡海水,可诱导其果孢子的放散。每天接受900—1300lx光照12h,室温(21—26℃)下培养4d,是观察缘管浒苔和石莼游孢子附着萌发的最佳条件,而细基江蓠果孢子的附着萌发观察则以室温(18—23℃)下培养2d为宜。

冬夏季雷州半岛附近海域微微型光合浮游生物的类群变化及环境影响

2006年夏季和冬季对雷州半岛附近海域微微型光合浮游生物的类群数量与分布进行分析研究。结果表明:该海区微微型光合浮游生物的主要类群为聚球藻(Synechococcus)和微微型真核生物(pico-eukaryotes),二者在夏季的数量变化分别为(5.74±5.0)×104cell/ml和(2.33±1.82)×103cell/ml,冬季分别为(1.57±2.17)×103cell/ml和(4.17±4.40)×103cell/ml。聚球藻的丰度夏季高于冬季,高值区位于雷州湾海区;而微微型光合真核生物的丰度冬季高于夏季,冬季高值出现在雷州湾内D7站表层。雷州半岛西部海区微微型光合浮游生物的丰度夏、冬季变化比雷州湾附近海区明显,营养盐、温度、潮汐等是制约其数量变化的主要因子。

广东沿岸不同海洋功能区秋季浮游植物群落结构比较研究

2003年10月对广东沿岸浮游植物群落结构及相关环境因子进行了调查。设调查站位39个,根据营养盐数据分析表明,珠江对于陆源营养物质输入南海起着重要作用,其营养盐浓度明显高于广东沿岸其它海区。海域浮游植物隶属于62属118种(含变种和变型),其中硅藻门38属83种、甲藻门16属25种、蓝藻门3属4种、绿藻门2属2种、金藻门2属2种及针胞藻纲1属2种,硅藻在种类和生物量上均占主导地位。叶绿素a含量变化较大,测值范围为0.157～18.761mg/m3,最大值出现在珠江口水域GD089站。浮游植物的粒级结构存在明显的地域特点,珠江口及其毗邻海域以微型浮游植物为主,其他海域基本以小型浮游植物为主。