教学质量提升工程改革与实践——以大连海洋大学海洋科技与环境学院为例

文章以大连海洋大学海洋科技与环境学院为例,介绍了学院在教师课堂教学改革、青年教师教学水平提升工程、青年教师科研能力培养工程,大学生社会实践能力提升工程、提高人才质量的制度保障工程五个方面开展了大量卓有成效的工作,取得了显著的教学改革效果。

案例式教学法在《海洋环境化学》课堂与实践教学中的一体式应用研究

本文将案例式教学法有机融入《海洋环境化学》理论课教学中,旨在提高学生的学习兴趣和实践能力,丰富课堂教学手段,从课程体系、教学环节和实践环节三个方面来综合提高人才的培养,即通过个人思考、团队合作等方式让学生学会分析问题和解决问题,然后用实验实践教学来检验方案是否可行,从而完成理论指导实践、实践检验理论的综合过程,真正提高课堂教学的效果。本文从案例式教学的发展、设计和实施三个方面,详细介绍了案例式教学法在《海洋环境化学》课堂与实践教学中的一体式应用研究。

海洋环境中抗生素存在与环境行为研究进展

由于抗生素的频繁使用和排放,抗生素不断排放进入水环境,表现为“持续存在”的状态,对生态环境系统造成长期、持续的环境风险,由此导致的环境污染和细菌耐药性是我国及全球都亟待解决的重大环境问题.抗生素持久性的选择压力会产生抗生素抗性基因(antibiotic resistant genes,ARGs),其在环境中的持久性残留,在菌群间的迁移、传播和扩增,比抗生素残留本身对生态环境的危害更大.随着海洋资源与环境的持续开发与利用,海洋正逐步成为抗生素和ARGs的重要储存库,海洋环境中的抗生素和ARGs对海洋生态环境和公众健康的威胁同样不容忽视.本文对海洋环境中抗生素的来源、赋存、迁移转化和生态风险等研究进行分析梳理,对海洋环境中ARGs的环境行为进行综述,以期为海洋环境中抗生素和ARGs环境行为和风险评估研究提供参考,最后对相关研究的发展趋势进行了展望.

氟苯尼考残留对海洋小球藻生长及抗氧化系统的影响

随着水产养殖业的集约化发展,养殖尾水中抗生素残留可能对水生生态系统造成严重威胁,已引起全球性的关注。笔者以水产养殖中常用的饵料微藻——海洋小球藻为研究对象,探究氟苯尼考对其可能的作用效应。分析不同质量浓度氟苯尼考暴露72 h后,海洋小球藻细胞生长、色素含量、活性氧含量、丙二醛及抗氧化酶活性的响应变化。试验结果显示,海洋小球藻在氟苯尼考暴露72 h后藻细胞表现出“低促高抑”现象,藻细胞的叶绿素含量随氟苯尼考质量浓度增加呈倒“U”型趋势,0.100 mg/L组叶绿素含量最高,与对照组相比提高了74.6%;氟苯尼考胁迫会对微藻细胞膜产生氧化损伤,20 mg/L氟苯尼考暴露导致藻细胞丙二醛含量升高,是对照组的2.45倍,诱导合成类胡萝卜素,参与抵抗氧化损伤。试验质量浓度下,谷胱甘肽、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性受到显著抑制作用。与球等鞭金藻相比,海洋小球藻对氟苯尼考表现出较高的耐受性。本试验结果可为养殖尾水中抗生素残留的处理提供理论依据。

河北省某海洋牧场沉积物重金属生态风险评价

本研究通过2022年3月份河北省某海域沉积物中汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)、砷(As)、锌(Zn)的监测数据,采用5种生态风险评估方法对该海域进行生态风险评估,其中包括单因子指数法、内梅罗综合指数法、沉积物质量基准法、潜在危害生态指数法以及主成分分析法对近岸海域沉积物环境进行了复合污染风险评价。结果显示,该海域的表层沉积物中,重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As表层平均含量分别为20.3、17.9、63.3、0.135、0.036和9.82 mg/kg。在这些重金属的表层中,Zn的含量最高,Cu和Pb的含量相对较高,而Cd、Hg和As的含量相对较低。各重金属的单因子污染指数与内梅罗综合指数均小于1,需要注意的是,不同方法在评价沉积物风险时存在差异,这可能是由于不同方法所考虑的因素不同所致。因此,在沉积物风险评价中,需要综合考虑多种因素。通过采用多种评价方法对海域进行生态风险评估,结果表明海底表层沉积物整体质量较好,重金属污染程度低,潜在生态风险程度低。

中国海藻养殖的碳汇及环境效益分析

在全球气候变化加剧的背景下,充分利用海藻养殖碳汇功能是实现中国“双碳”目标的重要途径,其关键在于科学、精准和系统地测算海藻养殖碳汇能力。以往关于海藻养殖碳汇的研究大多忽视了海藻养殖过程中丢失的颗粒有机碳(POC)和释放的惰性溶解有机碳(RDOC)在固碳中的作用。本文基于2000—2022年中国9个沿海省份海藻养殖产量数据,考虑海藻养殖过程中通过释放POC和RDOC形成的碳汇,对我国海藻养殖长期碳汇和短期碳汇进行评估。此外,本研究还分析了中国9个沿海省份海藻养殖去除氮磷水平及其效益。评估结果表明:2000—2022年中国9个沿海省市海藻养殖平均产量为18.2×10^(5)t·a^(−1),平均种植面积为11.1×10^(4) hm^(2)·a^(−1);中国海藻养殖平均长期碳汇为2.70×10^(5)t(C)·a^(−1),平均短期碳汇为4.75×10^(5)t(C)·a^(−1),平均总碳汇(长期碳汇和短期碳汇之和)为7.45×10^(5)t(C)·a^(−1),且中国海藻碳汇将呈逐年增加趋势,预计2030年中国9个沿海省份海藻养殖总碳汇将达14.22×10^(5)t(C)。从总碳汇、长期碳汇和短期碳汇三方面来看,福建、山东和辽宁3省贡献了约91.5%的碳汇量,南部海洋经济圈碳汇增加最多。中国9个沿海省份海藻养殖碳汇量由于养殖种类和产量等原因差异较大,海带具有最高的固碳能力,与其他海藻相比,实现我国“碳中和”目标所需的养殖面积最小。从长期碳汇、短期碳汇和总碳汇三个方面分别估算实现我国“碳中和”目标所需海带养殖面积依次为1.14×10^(7) hm^(2)、0.65×10^(7) hm^(2)和0.41×10^(7) hm^(2)。根据中国9个沿海省份海藻养殖产量估算,2000—2022年其海藻养殖对氮磷的年平均去除量分别为5.44×10^(4) t(N)·a^(−1)和0.66×10^(4) t(P)·a^(−1),释放氧气1.99×10^(6) t(O2)·a^(−1),2022年其海藻养殖总环境效益达173.03亿元。本研究结果可以为“碳中和、减缓海水脱氧和富营养化”背景下发展海藻养殖提供重要数据支撑。

碳中和背景下“海洋特色”环境工程专业建设初探

文章基于双碳政策,揭示了碳中和背景下“海洋特色”环境工程专业建设前景,并从三个着力点、五个改革举措层次初步探索了作为我国北方地区唯一一所以海洋和水产学科为特色,以创办蓝色大学为理念的多科性大学——大连海洋大学的环境工程专业建设新思路,试图解决专业长久以来发展过程中面临的三个关键问题,从而推动专业建设及人才培养,有效推动就业。

唐山海洋牧场口虾蛄生长特征与资源量评估

口虾蛄是我国沿海城市的重要渔业资源之一,颇受大众喜爱。根据2014年的9月、2015年的9月、2016年的9月、12月以及2017年3月、4月、5月和6月的资源采样调查,分析了雄性与雌性口虾蛄体重和体长数据,计算了口虾蛄体长体重的生长关系式,求得了体长体重生长方程。估算了雌雄口虾蛄总死亡率、捕捞死亡率和自然死亡率,使用体长股分析法对口虾蛄的资源量进行了评估,结果为:(1) 雄性口虾蛄体长体重关系式W = 0.0012 L2.114,雌性W = 0.0028 L1.909;(2) 雄性体长生长方程Lt = 211.5 × [1 − e−0.77 (t 0.203)]。雌性Lt = 220 × [1 − e−0.86 (t 0.179)];(3) 雄性体重生长方程Wt = 98.99 × [1 − e−0.77 (t 0.203)]2.114,雌性体重生长方程Wt = 82.82 × [1 − e−0.86 (t 0.17907)]1.909;(4) 雄性口虾蛄总瞬时死亡率Z为3.92、自然瞬时死亡率M为0.71、捕捞瞬时死亡率F为3.21。雌性口虾蛄瞬时总死亡率为4.93、瞬时自然死亡率M为0.76、瞬时捕捞死亡率F为4.17。根据体长股分析式估算出了唐山海洋牧场雄性口虾蛄资源量为358.89 t,雌性口虾蛄资源量为289.48 t,总资源量为648.37 t。提出了管理建议。

“互联网+”背景下《海洋生物学》课程思政教学模式构建与实践探索

依托互联网技术,可以快速高效地将课程思政元素融入日常教学中,使其成为课程教学的重要组成部分。《海洋生物学》坚持海洋强国战略的基本理念,结合海洋科学专业背景和“互联网+”技术的特点,形成“一体两式三合四步”的教学顶层设计。在教学全过程中,采取了多措并举、多维协同的方式,实施思政教育,鼓励学生积极思考,树立正确的人生价值观和道德观念。

澳大利亚大堡礁海洋公园监管制度研究

大堡礁海洋公园是世界上面积最大的多用途海洋公园,主要由大堡礁海洋公园管理局依据《大堡礁海洋公园法》等法案管理。管理的首要目标是对公园实施长期保护和养护,并遵循生态可持续原则,保障商业渔业、原住民对资源的传统利用等用途。系统研究大堡礁海洋公园相关立法、分区计划的制定程序和内容、管理体制、主要的法律制度和措施等,在我国制定包括海洋公园在内的国家公园立法和政策时,大堡礁海洋公园相关立法所确立的管理目标、创设的分区计划、行为禁止或许可、征收环境管理费、民事处罚等制度以及民主、科学、透明的决策程序是值得借鉴的。

环境变化对海藻场碳汇能力的影响

由温室效应引发的一系列严峻的自然灾害已成为亟待解决的全球问题,在此背景下,习近平总书记在第七十五届联合国大会上提出了“我国碳排放力争于2030年前达到峰值,2060年前争取实现碳中和”的目标。海藻场拥有高覆盖面积、高碳汇能力的优势,在我国蓝碳战略中具有重要地位,通过综述海洋暖化、酸化、富营养化及近岸浊度增加对海藻场的固碳、储碳能力的影响,为评估乃至提高海藻场的碳汇能力提供参考,为现实碳中和目标提供支持。

海洋牧场环境信息综合监测系统的设计与实现

为实时掌握海洋牧场环境参数的动态变化和养殖生物的活动状态,采用海洋环境因子及水下影像采集和传输技术,以自制浮标平台为载体,在有效解决多路传感器数据并行采集及远程传输、水下摄像头承载装置的防水密封、水下影像数据远程传输等关键技术的基础上,研发了海水养殖环境信息综合监测系统。结果表明:该系统同时调用多个串口进行数据采集,能保证在一个时间节点上多参数水质数据的及时采集和准确性;采用丁腈橡胶材料构成的压紧螺母式电缆密封装置能有效防止海水的渗漏和腐蚀;解码板的分辨率设置为QCIF或者CIF模式,最大码率设置为120 kbps,帧率设置为8~15时,图像的流畅和清晰度较为适中。研究表明,该系统可用于海洋牧场水环境因子监测和水下养殖生物实时监测。

大连周边近岸典型海域海洋环境噪声的测量分析

于2013年5月利用带宽为20 Hz^100 k Hz的水听器测量系统对大连市周边近岸海域的大黑石、付家庄、星海湾、塔河湾、海之韵5个典型站位的水下噪声进行了测量,获取各站点海洋环境噪声数据以及风速、海况等环境要素,然后进行噪声平均声压级(Sound pressure level,SPL)的计算和20 Hz^100 k Hz带宽的噪声频谱分析。结果表明:付家庄、星海湾海区噪声平均声压级分别为126.58、123.39 d B(以1μPa为参考声压,下同),船舶航行、近岸工程建设等人为噪声是该海区的主要噪声源;大黑石、塔河湾海域的海洋噪声较低,平均声压级分别为115.66、122.17 d B,潮汐和风浪等自然噪声是该海域的主要海洋噪声源;货运港口及航道附近的海之韵海域平均声压级最高,为132.53 d B,船舶航行等为主要噪声源。总体上,大连周边近岸海域海洋噪声受人类活动因素影响较大,在港口航道、海洋工程等区域显示了较高的噪声水平,而地处渤海的养殖海域噪声最低。本次测量的平均声压级处于鱼类和海洋哺乳动物的听力范围之内,但因声压级相对较低,对当地海水养殖业和海洋哺乳动物应该不会产生显著影响。

我国海洋碳汇交易技术路径和管理路径研究

海洋碳汇是将海洋作为一个特定载体吸收大气中的二氧化碳并将其固化的过程和机制。由于湿地、红树林、海草床等固碳的巨大潜力,目前海洋碳汇已经被世界各国作为实现碳中和负排放的重要途径。海洋碳汇的生态属性、经济属性、资产属性和公共属性是海洋碳汇交易的理论基础,但由于海洋碳汇项目基准线方法学发展较为滞后,碳交易市场还未将海洋碳汇作为交易品种,影响了我国海洋碳汇基本属性的价值发挥。因此,加强海洋碳汇基准线方法学的开发和碳交易管理,早日将海洋碳汇交易纳入到国家核证自愿减排量体系是全面实现碳达峰、碳中和目标的现实需求,更是推动海洋经济快速发展的重要途径。

基于Mann-Kendall法的中国海洋环境质量变化趋势分析

海洋环境质量是海洋资源可持续开发利用不可忽视的重要因素,对长时间序列数据的变化趋势分析可提高对海洋环境演变的认识。基于《中国海洋环境质量公报》(2001—2015年),采用Mann-Kendall法对中国管辖的近海海域不同水质等级海域面积、赤潮发现次数、赤潮发现面积以及河流入海污染物排放量时间序列数据进行变化趋势分析。结果表明:中国近海第二类海域(依据《海水水质标准》(GB 3097—1997)分类)面积呈下降趋势,劣四类海域面积呈上升趋势,近海海洋环境污染的形势依然严峻。近海海域赤潮发现次数和面积均呈下降趋势,尤其是东海,下降趋势明显。河流入海排放主要污染物中,COD与营养盐排放量均呈上升趋势,其中COD排放量上升趋势明显;石油类排放量呈明显下降趋势。沿海人口、海洋生产总值与劣四类海域面积均呈强正相关。沿海人口的增加、海洋生产总值的增长可能会对中国近海环境造成一定压力。

海岸工程对海洋环境的影响

总结分析了海岸工程对海洋环境的具体影响,包括改变海洋水文动力环境,影响海水水质,破坏近岸海域生态环境等,对环境保护部门进行海洋环境影响因子识别有着重要的意义和参考价值。

海水和海洋沉积物中有机磷酸酯的研究进展

有机磷酸酯(OPEs)已广泛应用于阻燃剂和增塑剂,但由于其具有较高毒性、难降解和远距离迁移等特点,从而引发的一系列海洋环境问题也逐渐受到关注。本文基于国内外海水和沉积物中OPEs的最新研究数据,分析了海水和海洋沉积物中OPEs的分析检测技术、迁移转化、分布特征和影响因素等,并针对当前研究的不足进行了讨论和展望。通过本文总结发现,海水中OPEs主要来自河流输入和大气沉降的输送,且浓度分布特征表现为表层高于底层,三种氯代有机磷酸酯[磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三氯丙酯(TCPP)和磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(TDCPP)]是海水中OPEs的主要组分;海洋沉积物中OPEs的含量分布表现出港湾、近岸海域和沿岸城市经济发达区域较高的趋势,其主要组分存在差异,受辛醇-水分配系数(lgK_(ow))和总有机碳(TOC)两个因素的影响较大。

海洋微藻吸附环境污染物及其产油性能的研究进展

环境污染已成全球问题,利用物理、化学、生物等传统方法处理污染物,具有能耗高、高成本、资源化水平低等缺点。海洋微藻作为一种可再生资源,对污染物吸附效果好、原料易得、成本低。通过总结重金属、氨氮营养盐、持久性有机污染物的污染现状,对海洋微藻接受污染物刺激后的异常变化研究进行了归纳,并简述了海洋微藻吸附各种污染物的机理、特点及其产油性能研究现状。

辽宁省海洋渔业碳收支及驱动因素分析

海洋渔业碳汇是海洋碳汇的主要组成部分,是实现海洋碳增汇的有效途径之一。在碳达峰与碳中和背景下,海洋渔业兼具“碳源”与“碳汇”的双重属性。利用《中国渔业统计年鉴》《国内机动渔船油价补助用油量测算参考标准》和《中国统计年鉴》数据,计算了2006—2020年辽宁省渔业净碳汇量和渔业碳汇价值量;运用时间序列三次指数平滑模型,预测2021—2030年渔业碳汇量和渔业碳汇价值量;基于灰色关联模型分析了辽宁省海洋渔业碳源碳汇量变化及其价值量变化的主要驱动要素。结果表明:2006—2020年辽宁省海洋渔业碳汇收支盈余态势逐年减少,海洋渔业碳汇赤字情况逐年加剧,海洋渔业碳源碳汇最大顺差为256.36万t,最大逆差29.99万t,其平均差额为116.66万t·a^(-1)。其中,海洋捕捞鱼类碳汇总量3976.04万t,但自2016年起急剧下降,并呈持续下降趋势;贝藻类碳汇总量241.67万t,养殖占83%,变化不大;海洋捕捞碳排放量为164.52万t·a^(-1),其中拖网捕捞渔业占比近50%。2017年后海洋捕捞碳汇量不能补偿碳排放量。辽宁省海洋渔业碳汇价值总量274.23亿元,年均18.28亿元。辽宁省渔业碳汇总量和渔业碳汇价值总量持续下降,碳汇价值量与碳汇量呈正相关。海洋渔业碳汇量与海洋捕捞渔获物产量、养殖贝藻类产量呈正相关。基于时间序列预测模型分析显示,2020—2030年辽宁省海洋渔业碳汇赤字将持续加剧,海洋渔业碳汇量逐年降低。辽宁省海洋渔业碳汇受国家政策、捕捞渔获物产量、从业人员数量、贝藻类养殖面积和海洋捕捞渔船总功率等因素影响。辽宁省海洋渔业碳源排放量受海洋捕捞渔船总功率、渔业专业户数量和技术推广机构数量影响明显。建议多种养殖方式深度融合,减少高能耗、低产量捕捞作业方式,保护海洋生物多样性,并加强高排放渔船监管,以促进辽宁省海洋渔业发展。

小长山岛3种大型海藻组织碳、氮含量和δ^(15)N值的环境指示意义

大型海藻组织碳、氮含量及δ^(15)N值的变化对于指示营养盐来源及营养盐评价研究具有重要的意义。为探究大型海藻组织碳、氮含量及δ^(15)N值的变化特征,于2020年7月至2021年6月逐月分析了小长山岛潮间带孔石莼(Ulva pertusa)、角叉菜(Chondrus ocellatus)、鼠尾藻(Sargassum thunbergii)3种大型海藻组织的碳、氮含量和δ^(15)N值的变化,并对其生长环境中海水的理化因子进行了测定。结果发现:孔石莼组织的氮含量与海水中的NO_(3)-N和DIN含量之间存在显著的相关性,角叉菜组织的氮含量与海水中的NH 3-N含量之间也存在显著的相关性。然而,大型海藻组织的碳含量和C/N比值与海水中的碳、氮营养盐之间并无显著的相关性。孔石莼组织的δ^(15)N值与海水中的NO_(3)-N和DIN含量之间也存在显著的相关性。因此,孔石莼适于用作NO_(3)-N和DIN来源的指示藻种。结果指示小长山岛潮间带海水中具有供大型海藻生长利用的充足的营养盐,其主要受到生活污水和养殖排放的影响。