我国滨海典型生态系统修复主要技术及问题探讨

滨海生态系统修复是我国海洋生态保护工作的重要部分,众多海洋生态修复项目在全国各地陆续获批实施,修复技术研究面临着更高的要求。本文从海洋生态系统修复的模式划分出发,梳理了滨海盐沼、潮滩、海草床、红树林、珊瑚礁、牡蛎礁等典型类型的常见修复技术;简要介绍了多种修复技术的技术瓶颈;指出目前我国海洋生态修复存在的一些问题,如生态系统修复理论研究不足,修复手段以人工为主,对生态系统功能修复的重视不够,修复的时空尺度的衔接性和延续性欠缺;提出了亟待解决的关键技术问题,如高效低成本海草床修复关键技术尚待突破,珊瑚礁修复关键技术尚在发展中,红树林宜林地的选择和退塘还林技术有待提高;并提出今后应该以生态修复的顶层谋划为引领,进一步加强相关研究。

秦皇岛昌黎邻近海域青岛文昌鱼资源调查及大型底栖动物群落特征研究

为了解秦皇岛昌黎邻近海域国家二级保护动物青岛文昌鱼(Branchiostoma tsingdauense)的资源现状,科学评价该海域底栖环境生态健康状况,于2021年春、夏两季在昌黎邻近海域设置24个站位进行大型底栖动物及环境要素的调查监测,并使用香农威纳(Shannon Wiener)多样性指数及AZTI海洋生物指数(AMBI)、多变量AZTI海洋生物指数(M AMBI)对昌黎邻近海域大型底栖动物群落健康状况进行评价。调查结果表明:2021年夏季昌黎邻近海域青岛文昌鱼平均生物密度为5 ind./m^(2),处于近年调查的最低水平。春、夏两季昌黎邻近海域青岛文昌鱼均以Ⅲ龄鱼为主,种群年龄结构出现异常现象。春、夏两季共采集到大型底栖动物89种,两季大型底栖动物群落结构存在一定差异,物种更替率较高。两季大型底栖动物平均生物密度为138 ind./m^(2),平均生物量为20.95 g/m^(2),平均Shannon Wiener多样性指数为2.11。Shannon Wiener多样性指数及AMBI、M AMBI指数等生态健康评价方法评价结果相近,结果表明调查海域底栖生态系统受到一定程度的扰动,相较于春季,夏季受人为扰动程度更强。

黄河三角洲北部湿地沉积物重金属污染风险评价及来源分析

以黄河三角洲北部湿地39个表层沉积物样品为研究对象,测定Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As、Hg的含量,对其进行重金属污染风险评价及来源分析。结果表明:8种重金属元素在表层沉积物中平均含量由高到低顺序为:Cr>Zn>Ni>Pb>Cu>As>Cd>Hg,除As外其含量均低于山东省土壤背景值;沉积物以砂质粉砂为主,重金属元素的空间分布特征相似,可能受到“粒度效应”的影响;基于地累积指数法和潜在生态危害指数法,揭示了Cd、Hg为研究区主要污染物和重要的潜在生态危害因子;相关分析和因子分析表明,Cu、Pb、Zn、Cr、As、Hg可能来源于成土母质、工业活动以及油田开采,Ni、Cd可能来源于农业活动、水产养殖以及油田开采;聚类分析表明,可进一步把Cr单独分为一类;通过因子探测分析发现,黏土含量、TOC和含水率对潜在生态危害指数(RI值)解释力较大,表明其对RI值的影响较大;通过交互作用探测分析可知,任意两个影响因子交互作用后结果为双因子增强或非线性增强,表明复杂的环境加剧了湿地的潜在生态危害。

胶州湾盐沼湿地植被、大型底栖动物群落与环境要素生态特征研究

为了解胶州湾湿地不同盐沼植被分布区内大型底栖动物的生态特征,探究植被群落与土壤环境要素的关系,本研究针对夏季胶州湾湿地植被、大型底栖动物以及土壤环境要素的进行了调查。胶州湾湿地主要植被类型为芦苇、盐地碱蓬、互花米草和大米草,各植被呈带状分布,芦苇分布于高潮带,盐地碱蓬、互花米草和大米草分布于中潮带。不同植被分布区的表层土壤中值粒径相近,土壤pH呈现中性或弱碱性特征,各植被分布区的表层土壤全盐含量呈极显著差异(P<0.01),大米草分布区平均全盐含量(23.25 g·kg^(-1))与互花米草分布区平均全盐含量(12.54 g·kg^(-1))均显著高于盐地碱蓬分布区平均全盐含量(8.08 g·kg^(-1))和芦苇分布区平均全盐含量(6.04 g·kg^(-1))。大型底栖动物的主要类群为节肢动物和环节动物,但是不同分布区内其功能群有所不同:芦苇与盐地碱蓬分布区优势功能群均为植食性大型底栖动物,丰度占比分别为97.78%和63.33%;互花米草分布区的大型底栖动物中,肉食性的和杂合性的分别占比为37.68%和31.16%;大米草植被分布区的大型底栖动物中杂食性的占比为50.00%;米草分布区的大型底栖动物以肉食性的和杂食性的功能群为主,米草入侵改变了胶州湾湿地大型底栖动物的功能群组成与分布。典范对应分析(CCA)结果表明,全盐含量对胶州湾盐沼植被的群落结构影响较大。综合分析发现,胶州湾盐沼植被能够影响大型底栖动物功能群结构,表层土壤全盐含量是植被群落结构的主要环境驱动因子。

渤海西南部小型水母群落特征与环境因子相关性研究

根据2020年8月至2021年5月对渤海西南部浮游动物调查的4个航次数据,分析该海域水螅水母、栉水母群落结构和季节变化特征,讨论了环境因子对小型水母丰度的影响。研究发现,渤海西南部小型水母种类组成和丰度分布存在季节变化,全年调查共发现小型水母13种,11种水螅水母、2种栉水母;春、夏、秋、冬该海域水母种数分别为4种、9种、7种和2种,丰度均值分别为30.74 ind./m3、30.78 ind./m3、12.08 ind./m3、0.57 ind./m3;优势种为嵊山秀氏水母(Sugiura chengshanense)、八斑芮氏水母(Rathkea octopunctata)、锡兰和平水母(Eirene ceylonensis)、半球美螅水母(Clytia hemisphaerica)、球型侧腕水母(Pleurobrachia globosa),优势种季节更替率平均为91.67%,呈现明显季节演替。水温和盐度是影响渤海西南部小型水母丰度季节变化的主要环境因子,春季水温回升及适宜营养盐含量促进小型水母生长繁殖,夏季桡足类为小型水母提供了丰富的饵料促进其生长,秋季群落主要受盐度的影响。根据渤海西南部小型水母风险种分布情况,推测夏季和秋季风险种旺发对拟建核电存在风险。

海洋生态监测站建设指南的标准化构建

为指导我国海洋生态监测站的建设,加速推进海洋生态系统长期、定点、持续监测的网络化、规范化建设进程,本研究提出了海洋生态监测站建设指南标准化构建的总体设计理念。通过分析国内外各类长期生态监测网络的建设现状和经验,论述了我国海洋生态系统长期定位监测的研究现状和存在的问题,以及进行海洋生态监测站建设指南构建的重要意义、构建原则、构建目标,并且对海洋生态监测站建站的原则、流程、建设内容与运行维护和管理等方面提出了建设指导,以促进海洋生态监测及其网络体系的健康有序发展,提升海洋生态系统监测预警能力和研究水平。

基于石墨消解法测定海洋沉积物中7种重金属的含量

鉴于目前常用的海洋沉积物中重金属测定的消解方法存在工作效率低、操作复杂、交叉污染、人员危险性高等问题,通过比对和参考现行规范、标准和文献资料中海洋沉积物重金属的不同消解方法,提出了全自动石墨消解海洋沉积物的方法,并以原子荧光光谱法测定汞和砷的含量,以电感耦合等离子体质谱法测定铜、铅、锌、镉、铬的含量。以6 mL盐酸、2 mL硝酸和8 mL水为消解酸,于100℃消解0.2 g样品1.5 h;消解结束后,冷却至室温,用水定容至50 mL,按照原子荧光光度计的工作条件测定汞和砷的含量。以5 mL盐酸、5mL硝酸为消解酸,先于120℃消解0.2 g样品1 h;然后加入2 mL硝酸、5 mL氢氟酸和2 mL高氯酸,于180℃继续消解4 h;消解结束后,冷却至室温,用水定容至50 mL,按照电感耦合等离子体质谱仪的工作条件测定铜、铅、锌、镉、铬的含量。结果表明:汞、砷标准曲线的线性范围分别在1.00μg·L^(-1)以内和10.0μg·L^(-1)以内,铜、铅、锌、镉、铬标准曲线的线性范围在100μg·L^(-1)以内,汞、砷、铜、铅、锌、镉、铬的检出限(3 s)为0.006~0.522 mg·kg^(-1);使用有证海洋沉积物标准物质进行验证,7种重金属测定值均在认定值的不确定度范围内,相对标准偏差(n=6)为1.4%~7.4%;对3种实际样品进行回收试验,回收率为92.5%~111%。

下潜养殖系统中不同规格气泡对虹鳟补气效果的影响

为探究不同规格气泡对下潜养殖虹鳟生长、行为、能量收支、抗氧化能力和体形态的影响,试验设置5个不同处理组:对照组(不增加网罩和补气设备)、无气泡组(水中增加网罩隔离)和3种气泡组(水中增加网罩隔离,并在网罩下方添加3种规格的气石,气泡直径分别为1.02、0.33和0.11 cm)。经过28d的养殖实验,结果显示大、中气泡组虹鳟的末体重和特定生长率显著高于小、无气泡组,鱼鳔体积和鱼鳔产生的浮力均显著大于小、无气泡组,这表明大、中气泡有效地补充了虹鳟鱼鳔内的气体,恢复了其生长性能。气泡组虹鳟的SOD和CAT活力显著低于对照组,且MDA和LPO显著降低,表明下潜胁迫对其机体抗氧化系统造成一定的损伤;但大、中气泡组虹鳟抗氧化指标的IBR_(v2)较小、无气泡组更接近对照组,表明其在一定程度能缓解下潜养殖的负面效应。气泡组虹鳟身体的“流线型”高于对照组,且鳍和尾部的相对面积增大,这可能是虹鳟应对浮力缺失的改善措施。综上,由于较大气泡更容易被虹鳟吞食,且更易于在食道中聚集,经鳔管压缩进入鱼鳔,因此,大、中气泡具有更强的补气效果来缓解下潜养殖鲑鱼负浮力的胁迫。

针对浒苔目标检测的全局背景强化的位置蒸馏方法

浒苔检测是目前海洋环境智能监测领域研究的重要课题之一。为了有效解决传统浒苔检测方法存在的训练样本需求大的问题,本文提出了一种全局背景强化的位置蒸馏模型(GBS-LD)。通过引入全局上下文模块和背景蒸馏损失分支,解决了原始位置蒸馏方法在建模背景特征上的不足,在复杂海洋环境下有效提高了浒苔检测系统的稳健性。在浒苔检测数据集中,本文模型具有较高的准确性和实时性,为海洋智能监测提供了重要参考。

复杂及特异性海洋油气生产设施用海范围界定探讨

随着海上油气开采规模的不断扩大,我国海上油气开发的海域使用需求日益强烈。通过收集梳理某海域149个海洋油气生产设施的结构形式、甲板布置等资料,结合近年来的权属核查、勘测数据,在现行《海籍调查规范》《宗海图编绘技术规范》《海域使用论证技术导则》的基础上,从海域管理的角度,重点对《海籍调查规范》未明确或未包含的海上设施用海范围界定方法进行探索,提出主轴法、用海范围规则化等用海界定的新方法,在此基础上完善各类设施用海界定方法。研究提出的界定方法可有效解决现阶段部分海洋油气生产设施用海界定无依据、界定成果与管理部门权属数据管理方式衔接性差,以及界定成果多样化等问题,为我国海洋油气生产设施海域使用的规范化管理及相关技术规范的修订提供参考。

一种定量化的山东省自然岸线质量评价方法

0引言自然岸线具有重要的生态价值、景观价值和空间价值,严格保护和合理利用自然岸线与沿海地区高质量发展息息相关。中国首个关于海岸线的纲领性文件--《海岸线保护与利用管理办法》提出将自然岸线保有率纳入沿海地方人民政府考核之中。目前,山东省海岸线管理考核指标仅有自然岸线保有率,这一指标只是自然岸线长度的反映。

胶州湾女姑口海域大型底栖动物群落特征与生态健康评价

为探究青岛胶州湾女姑口海域大型底栖动物群落特征,并对该海域进行底栖生态评价,2018年11月与2019年4月于胶州湾女姑口潮下带海域设置12个调查站位,开展大型底栖动物与环境要素调查。秋、春两个航次共检出大型底栖动物82种,其中环节动物多毛类29种、节肢动物甲壳类29种、软体动物18种,这3个门类种类数占总种类数的92.68%;大型底栖动物平均生物密度665.83 ind./m^(2),平均生物量358.65 g/m^(2),平均Shannon-Wiener多样性指数为2.77。两个航次均表现出明显优势的种为寡鳃齿吻沙蚕(Nephtys oligobranchia)、寡节甘吻沙蚕(Glycinde gurjanovae)和菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum),其次为小型贝类及多毛类,优势物种表现出小型化趋势。基于栖息密度进行典范对应分析(CCA)表明,盐度、水温是影响大型底栖动物分布特征的主要因子。大型底栖动物群落的Shannon-Wiener多样性指数、AZTI海洋生物指数(AMBI)及多变量AMBI (M-AMBI)分析显示,胶州湾女姑口海域底栖生态系统受到一定程度的干扰。

基于生态文明思想的围填海历史遗留问题处理理论与实践——以大连港太平湾港区和中新天津生态城为例

长期大规模围填海活动在振兴沿海地区经济的同时,也严重破坏了海岸带生态系统。文章梳理了关于加强滨海湿地保护、严格管控围填海的一系列政策要求与技术指南;以大连港太平湾港区和中新天津生态城为例,分别分析了港口工业区和滨海生态旅游区的围填海历史遗留问题处理与生态保护修复实践,并提出了生态优先,绿色发展;自然恢复为主,人工修复为辅;陆海统筹,生态融合;问题导向,科学修复;科技支撑,示范带动等新发展阶段下海洋生态保护修复的建议。

注重新形势下自然岸线管控的海岸线分类体系探讨

海岸线分类体系是海洋自然资源调查与管理、海岸线保护与利用的基础依据。在梳理现有海岸线分类体系的基础上,以易于操作和注重实用为原则,构建了面向于新形势下自然岸线管控的涵盖3个一级类、7个二级类、12个三级类的海岸线分类体系,进一步细化了自然岸线分类。新分类体系的建立是对贯彻《海岸线保护与利用管理办法》的积极实践,有助于对海岸线资源进行精细化管理,也可为实施海岸线整治修复提供重要支撑。

珠江口八大口门PAHs时空分布特征

2019年2月、4月、8月和10月分别采集了珠江口八大口门入海口海水样品,采用气相色谱方法对10种多环芳烃(PAHs)(萘、苊、苊烯、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并蒽、䓛)进行定量源解析,PAHs的检出率较高,表明PAHs在八大口门海域水体中普遍存在.在空间分布上,鸡啼门、虎门海域水体PAHs含量相对较高,蕉门、磨刀门、虎跳门和崖门居中,洪奇门和横门相对较少.各口门PAHs含量呈现明显的表底分层现象,八大口门表层水PAHs的浓度范围为ND—27260.00 ng·L^(−1),最大值出现在虎跳门4月份水样;底层水PAHs的浓度范围为ND—31175.00 ng·L^(−1),最大值出现在鸡啼门10月份水样.在时间分布上,各口门表、底层海水PAHs含量平均值均呈现出8月份最小的特征,是由于8月雨量大,雨水冲刷及径流作用增大,对入海口区域污染物进行一定程度的稀释.从来源上看,八大口门海水中PAHs的来源主要为交通、煤焦油炼制、化石燃料的燃烧及加工炼制、木材燃烧、煤炭燃烧、油类不完全燃烧及油类泄漏混合污染等.研究珠江口八大口门入海口水体多环芳烃污染情况,对珠江三角洲生态环境保护和治理具有重要意义.

海洋油气开发区在线监测技术研发与应用示范

本文立足于海洋油气开发区溢油风险预警防控能力提升工作需求,顺应立体化、多元化和实时化海洋科学观测发展趋势,研发了一种海底有缆在线观测系统,攻克了实时在线观测数据/视频稳定传输技术,以解决当前石油平台溢油监测存在的发现不及时、泄漏点难定位、无法科学评估生态损害等问题。成果已应用于海洋油气资源安全生产、自然资源/生态环境部门海洋生态预警监测业务化工作以及企业/社会团体常态化环境保护管理工作等。

海洋油气开发项目用海范围界定关键问题及对策研究

文章对海洋油气开发项目用海范围界定过程中出现的问题进行了梳理,发现海上石油平台用海范围界定时出现的主要问题有平台外缘线归整尺度不统一、改扩建部分申请用海的要求不明确、水下生产系统用海缺少界定依据等;海底电缆管道用海范围界定时出现的主要问题有宗海内部单元划分不利于管理、交越和重叠处用海处理方式不统一、管缆间距过大形成的封闭区域申请用海的要求不明确以及部分项目界址点过多不利于海籍管理等。针对海洋油气开发项目宗海图绘制过程中出现的问题,文章提出了完善技术规范,为合理界定用海范围提供依据;规范管理,明确平台改扩建用海范围界定方法;开展海洋油气项目立体确权研究,探索三维海籍管理模式;强化集约节约用海,杜绝海洋空间资源浪费;探索建立新方法,合理绘制宗海图等对策建议,以助力我国海洋油气开发项目海域使用管理工作的顺利开展。

秦皇岛近岸海域夏季小型水母分布特征

本研究基于2014—2018年每年8月份,于秦皇岛海域使用浅水Ⅰ型浮游生物网采集的浮游动物样品数据,分析了小型水母群落的组成种类和丰度分布特征及环境因子与水母群落特征之间的关系。结果如下:2014—2018年调查海域共出现小型水母13种,其中2014、2015和2017年夏季水母种类数均为7种, 2016年夏季水母种类数为6种, 2018年夏季水母种类数最少,仅为2种。秦皇岛近岸水域水母的优势种包括薮枝螅水母、球型侧腕水母和锡兰和平水母。2016年夏季秦皇岛水域水母丰度的平均值最高,达到了95.0 ind./m^(3)。2014、2015和2018年分别为66.9 ind./m^(3)、69.1 ind./m^(3)和35.4 ind./m^(3)。2017年最低,为14.9 ind./m^(3)。通过小型水母丰度与环境因子之间的相关性分析,结果显示:温度、盐度、pH、磷酸盐、溶解氧、无机氮、悬浮物等环境因子会对秦皇岛夏季水域水母群落结构的年际间变化产生显著影响。

2020年夏季渤海中部底层水体低氧现象成因分析

在气候变化和人类活动的双重作用下,海湾富营养化及其导致的季节性低氧成为近海生态安全风险评估的核心指标之一。本文根据2020年夏季渤海中部现场调查的结果,分析了渤海中部夏季DO的分布状况及其影响因素。监测结果表明,2020年夏季在黄河口东北部底层海域(38°N)出现约1300 km^(2)的低氧区,DO最低浓度为2.18 mg/L。分析结果表明,2020年夏季渤海中部底层低氧区的形成受水体层化和富营养化的共同影响,富营养化导致了底层有机物的累积,有机物分解消耗了大量DO,而夏季层化作用阻碍水体的垂直混合,导致底部消耗的DO得不到及时补充,从而产生低氧区。本文对2020年夏季渤海中部底层水体低氧现象的研究,可为将来渤海生态环境监测和生态安全风险评估提供资料,具有一定的科学意义。

2016—2018年夏季渤海浮游生物和大型底栖动物多样性与优势种的时空变化研究

浮游生物和大型底栖动物参与水体营养物循环,影响着污染物的迁移转化与沉积物的稳定性,对海洋生态系统的能流和物流起着至关重要的作用。为系统了解渤海海域浮游生物和大型底栖动物多样性与优势种的时空变化状况,本研究以生态监测调查结果为依据,站位重点布设在渤海海域重要的河口、海湾、海岛周边海域以及渤海中部海域,同时结合相关历史资料,对渤海海域的浮游生物和大型底栖动物的种类组成、密度、生物多样性指数、优势种等的变化趋势进行了分析。从2016—2018年浮游植物的细胞密度空间分布可以看出,细胞密度均值在滦河口-北戴河海域相对较高,而在锦州湾、莱州湾和庙岛群岛海域相对偏低。渤海浮游植物多样性在各调查海域之间相差不大,但渤海湾海域的浮游植物多样性呈现明显的逐年下降趋势。浮游动物细胞密度在滦河口-北戴河海域相对偏高,其余各海域差别不大。2016—2018年,浮游动物多样性在双台子河口、渤海湾、黄河口海域明显增加,大型底栖动物群落物种数在渤海湾、黄河口、莱州湾和庙岛群岛均呈减少趋势,大型底栖动物多样性在锦州湾、滦河口-北戴河的水平偏低,在渤海湾有所下降,耐污能力较强的多毛类成为目前渤海近岸海域大型底栖动物最主要的优势类群。通过与历史数据对比可知,2014-2018年,渤海浮游植物及浮游动物的群落种类数、密度、多样性指数总体变化不大,主要优势种基本一致,但大型底栖动物种类数、生物量和密度总体上呈减少趋势,主要优势种类由软体动物转变为环节动物多毛类。本研究丰富了渤海海域浮游生物和大型底栖动物群落的研究,并为渤海生态系统的健康评价与生物多样性保护提供了数据支持,对合理开发海洋生物资源具有一定的指导意义。