苏北浅滩养殖筏架附生绿藻入海过程在黄海绿潮形成中的作用

本研究采用现场定量观测为主的研究方法,在2017年5月期间对苏北浅滩竹根沙收紫菜养殖筏架作业过程进行跟踪调查;对养殖筏架绠绳附生绿藻自然脱落和收筏架作业过程人为刮落附生绿藻,以及收筏架作业前后入海的漂浮绿藻生物量进行定量观测。结果表明:筏架绳附生绿藻自然脱落率低,为3.58%±0.78%;收筏架作业过程中绠绳上刮落绿藻生物量为(12±3)kg湿重/根,由此估算2017年整个苏北浅滩刮落的生物量估算可达到万吨湿重;收筏架作业后海域漂浮绿藻生物量是作业前的7.6倍。研究结果进一步明确了收筏架作业过程中人为刮落绿藻是目前筏架附生绿藻最主要的入海方式。刮落绿藻是海水中漂浮绿藻的主要来源,其生物量对南黄海绿潮的规模大小有重要的影响。研究结果为绿潮防控措施的制定和实施提供科学依据。     

苏北浅滩沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性

本研究通过在2017年秋冬季组织实施的2个绿潮种源调查航次,研究苏北浅滩紫菜养殖区沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性。对沉积物中的微观繁殖体的定量实验结果表明:表层泥样中绿藻微观繁殖体的丰度最高,随着深度的增加迅速降低。在9月份表层沉积物中丰度为9±2ind./g,而在11月份表层丰度达到98±25ind./g;与9月份相比, 11月份浅滩沉积物中绿藻繁殖体数量呈现出显著升高的趋势。通过对51个绿藻样品的分子鉴定发现:沉积物中存在石莼属(Ulva)、尾孢藻属(Urospora)、盘苔属(Blidingia)等大型绿藻的微观繁殖体;数量占优是石莼属繁殖体,主要包括曲浒苔(Ulva flexuosa)、浒苔(Ulva prolifera)、扁浒苔(Ulva compressa)、缘管浒苔(Ulva linza);其中曲浒苔占据的比例最高,在9和11月份分别达到80.94%和73.33%。在2个调查航次中,都从沉积物中发现了绿潮浒苔的微观繁殖体,这些微观繁殖体是绿潮浒苔在苏北浅滩种源维持的重要方式和关键阶段,也构成了黄海浒苔绿潮连年暴发的"种子库"。     

基于哨兵2号卫星遥感影像的2018年苏北浅滩漂浮绿藻时空分布特征研究

黄海浒苔绿潮自2007年以来连年暴发,但对漂浮绿藻在其源地—苏北浅滩的分布、发生和发展过程仍缺乏精细刻画。本文主要采用哨兵2号卫星遥感影像,对2018年苏北浅滩的漂浮绿藻信息进行提取,结合地形、微波+红外融合海表温度和CCMP海面风场数据,分析了影响漂浮绿藻时空分布的重要环境因子。结果表明：漂浮绿藻于5月23日在苏北浅滩南部首次通过遥感影像被探测到,在6月逐渐向北发展扩大,在7月中旬消失。漂浮绿藻最早可追溯至浅滩中心紫菜养殖筏架区边缘,而后沿潮沟形成宽度为10～200 m、断续绵延数十千米的条带。在黄海绿潮发展过程中,浅滩持续向北及外海输送漂浮绿藻。在浅滩以北,漂浮绿藻的分布和漂移与海面风向一致。本研究结果可为黄海绿潮的早期预警和防控提供依据。     

苏北浅滩绿藻从定生到漂浮过程中的组成及其生长特性

本文研究了苏北浅滩紫菜养殖筏架上附生的定生绿藻及海面上的漂浮绿藻在3月底和5月初的群落组成及其演替变化。分别通过设置滩涂围隔实验和船基围隔实验,研究附着态和漂浮态绿藻和浒苔(Ulvaprolifera)的相对生长率,分析浒苔在苏北浅滩的实际生长状况以及滩涂潮水涨落对于浒苔成为优势种的影响,以期了解其暴发绿潮的原因。结果显示3月底定生绿藻群落主要以曲浒苔(U. flexuosa)和盘苔(Blidingia minima)为主要优势种,未见浒苔出现。5月初定生绿藻群落中主要以盘苔和扁浒苔(U.compressa)为优势种,其中浒苔只占15%。而在5月初海面漂浮的绿藻中,浒苔成为主要优势种,比例达到76%。在设置的船基围隔和滩涂围隔的生长实验中,均以5月初定生绿藻为初始生物量,其中附着态浒苔在转变为漂浮态浒苔过程中都获得了较高生长率,其平均相对生长率分别为53.0和64.2%/d,而漂浮态浒苔在船基围隔中获得相对生长率则较低,为19.1%/d。实验结果表明,定生绿藻中定生浒苔更快适应漂浮状态,可以通过高生长率迅速成为漂浮绿藻中的绝对优势种,为其暴发绿潮奠定生物量基础。     

江苏近岸紫菜养殖筏架区定生绿藻群落结构及其受控因素

基于2010年10月至2011年4月对苏北紫菜养殖筏架区定生绿藻及环境因素调查数据,分析研究了紫菜筏架上定生绿藻种群结构和数量变化及重要环境因子对其的影响并估算了调查区绿藻总生物量.结果表明,筏架上定生绿藻种类有浒苔(Ulva prolifera)、盒管藻(Capsosiphon groenlandicus)、缘管浒苔(Ulva linza)、肠浒苔(Ulva intestinalis)、条浒苔(Ulva clathrata)和扁浒苔(Ulva compressa).绿藻生物量变化呈倒抛物线型,4月份为主高峰14898吨,11月份为次高峰2034吨,2月份最低,仅为729吨,3-4月份绿藻几乎呈暴发性增长.种类多样性随季节变化有很大差异,养殖筏架刚入海的9、10月份,绿藻种类丰富,生物多样性高;12月至笠年2月,尽管生物量很低,但仍是多种并存;3-4月份随着生物量的猛增,种类多样性降至最低,盒管藻优势地位明显,生物量比例最大能到80%,浒苔比例呈指数增长,达20%～40%.水温对绿藻生物量及种类演替有直接调控作用,在水温< 10℃时,绿藻即能快速生长;而盐度作用不明显.开展紫菜筏架上定生绿藻群落动态变化及其生物量的估算,为追溯南黄海大规模绿潮发源地提供佐证,为绿潮预防和治理提供基础数据支撑.     

苏北浅滩外侧潮汐锋的季节变化及结构分析

利用高分辨率(1/18°)的POM(Princeton Ocean Model)模式数值模拟结果,结合观测数据分析了苏北浅滩外侧潮汐锋的季节分布特征和变化规律。研究结果表明,苏北浅滩外侧潮汐锋的季节变化特征显著,春末开始出现,夏季底层温度锋强度最大且锋区位置较稳定,锋区宽度约40 km,平均强度约0.35℃/km,秋、冬季随上层海洋湍流垂向混合的加强,潮汐锋逐渐减弱至消失不见。对比实测数据和模拟结果发现,沿34°N断面,夏季潮汐锋区附近等温线明显抬升,存在由陡峭地形和分层流体的内埃克曼效应共同作用形成的上升流现象。次表层海水出现低温冷水区,位于122.2°E附近。跨锋区断面的温度和流场分布特征同浅水区强烈的潮混合过程密切相关,斜压在锋面处产生了较强的南向流动。本研究结果促进了对苏北浅滩外侧陆架潮汐锋结构特征的认识,为研究黄海西部生态环境的动力过程影响提供参考。     

长江口春季鱼类浮游生物群落结构与环境因子的关系

随着源源不断的淡水径流入海与营养物质的输入，使长江口及其邻近海域成为生产力最高的水域，也孕育了我国近海重要的舟山渔场、吕泗渔场和长江口渔场。成淡水的交汇形成了长江口水域复杂的水文物理条件，使之成为众多鱼类的产卵场和育幼场(赵保仁等，1992；罗秉征等，1994)。河口鱼类浮游生物群落结构及其季节变化格局，既受制于其生殖种群的资源量，也与水域环境稳定性密切相关(Blaber et al.，1997；Joyeux，1998；Whitfield，1999)，因而受到国内外的广泛关注。有关以成体为基础的河口鱼类群落生态学已有较多的调查研究(杨伟祥等，1992；朱鑫华等，1994a，b)；而鱼类补充群体的研究，亦多集中于鱼卵和仔稚鱼的种类组成和分布等(杨东菜等，1990；沙学绅，1962)。本文利用1999年5月长江口生态环境与资源综合调査资料，主要研究鱼类浮游生物群落结构及其与环境因子的关系，以期深入探讨河口区鱼类补充过程与近海资源数量变动的关系，为动态监测三峡工程对河口生态环境影响提供科学依据。     

渤海湾浮游动物群落变化及其与环境因子的关系

浮游动物作为海洋生物的重要类群,对气候变化及人类活动都具有较高的敏感性。本文基于2004—2015年渤海湾夏季浮游动物监测资料,分析了浮游动物的群落结构及物种变动特征,并探讨了群落变动与环境因子的关系。结果表明,2004—2015年,渤海湾夏季浮游动物群落的种类数和生物多样性总体呈上升趋势。渤海湾浮游动物分属于7个门类,其中节肢动物门和腔肠动物门种类数最多,近年来物种数增长最快。12 a间,渤海湾浮游动物群落组成发生了显著变化,中华哲水蚤Calanus sinicus、真刺唇角水蚤Labidocera euchaeta等大中型桡足类数量逐渐下降,太平洋纺锤水蚤Acartia pacifica、背针胸刺水蚤Centropages dorsispinatus等小型桡足类及异体住囊虫Oikopleura dioica、锡兰和平水母Eirene ceylonensis等胶质类浮游动物数量逐渐增加。渤海湾浮游动物的群落变化主要与温度、盐度、营养盐等环境因子密切相关。     

防城河口湾鱼类群落结构及其与环境因子关系研究

文章根据2016年5月、8月、11月和2017年2月在防城河口湾海域进行的渔业资源和环境调查数据, 研究了河口湾鱼类群落结构及其空间和季节变化, 分析了鱼类群落结构与主要环境因子的关系。结果表明: 全年调查共渔获鱼类95种, 隶属于2纲12目37科69属, 适温性以暖水性鱼类为主, 生态类型以底层和近底层鱼类为主。其中, 春季60种, 夏季59种, 秋季54种, 冬季46种, 夏—秋季间种类相似性指数最高。全年优势种为褐菖鲉Sebastiscus marmoratus和长鳍篮子鱼Siganus canaliculatus, 主要种有黄鳍棘鲷Acanthopagrus latus、条马鲾Equulites rivulatus、李氏?Callionymus richardsoni和真赤鲷Pagrus major等10种; 夏、秋季的最大优势种均为长鳍篮子鱼, 春、冬季的最大优势种分别为褐菖鲉和条马鲾。全湾鱼类年均资源密度为45836尾·km ^-2和 435.21kg·km ^-2, 资源密度具有明显的空间差异和季节变化。全年各站位种数变化范围在2~21种, 多样性指数H′在0.468~4.031, 丰富度指数d在0.120~1.926, 均匀度指数J在0.181~0.969。聚类分析、单因子相似性分析(ANOSIM)及相似性百分比(SIMPER) 分析表明该海域鱼类群落存在一定程度的时空异质性。相关性分析表明影响防城河口湾鱼类群落结构的主要环境因子为水温、盐度和硝酸盐。     

舟山群岛东侧海域蟹类群落结构及其与环境因子的关系

根据2018年4月（春季）和10月（秋季）在舟山群岛东侧海域（29°10′25.54"～30°45′00"N,122°53′3.88"～124°48′28.31"E）开展的渔业资源底拖网调查所获得的蟹类数据,研究了该海域蟹类资源的种类组成、优势种、生物多样性等群落结构特征,同时分析了蟹类数量分布及其群落结构与温、盐等环境因子之间的关系。结果表明,调查海域春、秋季蟹类种类共有40种,隶属于12科,23属;其中,春季优势种为双斑鲟（Charybdis bimaculata）,秋季优势种为双斑鲟和三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）,均为广温、广盐性种类;秋季丰富度指数（D）及Shannon-Wiener多样性指数（H'）高于春季,而Pielou均匀度指数（J'）则相差不大;独立样本T检验方法显示,春、秋两季渔获量之间存在显著性差异（p<0.01）;根据聚类分析与非度量多维标度排序分析,春、秋季蟹类均可划分为4个组群,SIMPER分析结果显示,秋季群落相似性大于春季;典范对应分析结果表明,底层水温和表层盐度是影响调查海域蟹类群落结构及数量分布的主要环境因子。     

绿潮迁移过程中环境要素与浒苔藻体生物学特征的相关性分析

浒苔(Ulva prolifera)引起的大规模绿潮起源于黄海南部,在向北迁移过程中生物量迅速扩增,在海州湾附近(35°N左右)迅速增加达到峰值.在绿潮漂浮迁移过程中,海水表层温度、溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)和磷酸盐(PO43--P)变化显著.本文以迁移过程中的浒苔为...     

环境因子对浒苔生长及生源硫释放的影响

近年来,我国黄海海域大规模暴发的绿潮现象对海洋生态环境和海水中的物质迁移转化产生了重要影响。而浒苔作为绿潮暴发过程中的主要藻类,是释放二甲基硫(DMS)的优势藻类,其对海水中硫酸盐吸收转化及生源硫释放发挥着重要作用。本文通过实验室培养探讨了温度、盐度及不同形态氮营养盐对浒苔生长及释放生源硫化物的影响。结果表明,在实验范围内(盐度为25—35,温度为20—25°C),盐度对浒苔生长无明显影响,但盐度增加会促进β-二甲基巯基丙酸内酯(DMSP)的合成。在温度为20°C盐度为35时,DMSP释放达到最大值。温度增加能够促进浒苔的增长,在培养第5天,25°C下浒苔湿重比20°C增加了25%左右。培养液中的DMS含量为20nmol/L左右,约是正常黄海水的4倍,DMSP的浓度更是高于正常海水的数十倍。增加无机氮浓度会促进浒苔的生长及DMS和DMSP的释放,相比之下,NH4+-N比NO3–-N更易被浒苔吸收利用,添加两种氮源组DMS和DMSP的最高含量均比空白组高60%和30%左右。DMS/DMSP的值在10%以内变化,培养过程中DMSP表观降解比AA(丙烯酸)/(AA+DMSP)总体上低于40%。     

天鹅洲长江段浮游植物群落季节演替及环境因子研究

通过研究长江天鹅洲白鱀豚国家级自然保护区长江段浮游动植物群落组成及其与环境因子之间的关系,揭示长江干流浮游植物群落的结构特征,以期为该区域生态系统保护与研究工作提供基础资料和科学依据。2014—2015年按季节分四次在干流沿途设置的10个采样点开展了浮游植物调查,并同步开展水温、溶解氧、总磷等水质因子监测,并采用典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)研究了不同季节浮游植物群落结构变化及其与环境因子的关系。结果表明:浮游植物种类以硅藻、绿藻和蓝藻为主;全年来看生物量组成主要是硅藻和隐藻,不过春秋季时蓝绿藻密度组成占优。CCA分析则进一步显示浮游植物群落组成四季变化明显,其中磷酸盐、溶解氧和氧化还原位等水质因子对春季浮游植物群落结构存在显著的影响,但是夏冬季的浮游植物群落变化则可能是水文情势等条件起到了重要作用。     

北欧海微微型真核浮游生物的多样性和群落结构及其与环境因子的关系

为探究北欧海微微型真核浮游生物多样性和群落结构的分布特征,本研究于2017年6月采集北欧海一个典型断面的表层海水,利用标靶(18SrRNA基因V4区)扩增结合高通量测序技术研究了水体中微微型真核浮游生物的多样性及群落结构,并探讨了群落结构、优势类群与环境因子之间的关系。结果表明:微微型真核浮游生物群落的主导类群为囊泡虫类(54.61%),主要由甲藻纲(18.42%)和海洋囊泡虫新类群I (23.01%)组成;后鞭毛类占21.55%,其中真菌在各站中都有较高的相对丰度,为18.86%;此外,不等鞭毛类中的硅鞭藻和囊泡虫类中的甲藻在温度较低的站位中分布较多,而海洋囊泡虫新类群I则在温度较高的站位中分布较多。典型相关分析结果表明,温度对微微型真核浮游生物的群落结构有重要的影响。北欧海的水文特征复杂,寒暖流在此交汇,造成了微微型真核浮游生物的群落结构有明显的区域差异。     

2017年春、夏季黄海35°N共发的绿潮、金潮和赤潮

于2017年4月至6月,沿南黄海35°N断面出现了罕见的绿潮、金潮和赤潮等有害藻华共发现象。本研究通过现场定时定速拖网等方法,对黄海35°N断面不同站位的大型漂浮藻类进行了定量观测,并对赤潮区浮游植物进行了显微镜观察。结果表明：沿35°N断面的漂浮绿藻和马尾藻生物量具有明显的时空变化特征,4月下旬漂浮绿藻和马尾藻开始零星出现,5月下旬生物量和分布范围明显增加,在6月上旬达到最大,随后在6月下旬降低。漂浮绿藻和马尾藻的分布区域存在差异,120°30''—122°30''E为两者共同分布海域,向西以漂浮绿藻为主,向东则以马尾藻为主。分别于5月下旬和6月下旬在黄海35°N断面发现了1次米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）赤潮和1次赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）赤潮。基于现场获取的水文数据,本文对南黄海海域的环境条件及其对有害藻华分布的影响进行了讨论。沿35°N断面共发的绿潮、金潮和赤潮现象表明黄海海域正面临严峻的海洋生态问题,通过对该海域赤潮、金潮和绿潮的长期观测,可望揭示这些藻华灾害形成机制和演变规律,为针对性地开展有害藻华预报、预警和防控提供科学依据。     

山东半岛南北两侧海域真核浮游生物群落特征及与环境因子的相关性分析

为了解山东半岛南北两侧的烟台崆峒岛(KTD)海域和日照东港(DG)海域真核浮游生物群落特征,采用高通量测序技术,以18S rDNA V4区为目标基因,对2017年10月至2018年7月两海域的真核浮游生物多样性进行了检测;同期测定两海域的环境因子(溶解氧、氨氮含量等10个理化指标),并与真核浮游生物丰富度做相关性分析。实验结果表明:通过高通量测序技术共鉴定出浮游生物455种,其中,KTD海域共检测出真核浮游生物36个门类424种;DG海域共检测出真核浮游生物34个门类365种。绿藻门(Chlorophyta)、硅藻门(Diatomea)是两海域浮游植物中整体丰度最高的门类。KTD海域,绿藻门各月丰度在3.0%—21.3%之间,其中2018年7月(K1807)最高,达到了21.3%;硅藻门各月丰度在2.0%—16.59%之间,其中2018年2月(K1802)最高,达到了16.59%。DG海域,绿藻门各月丰度在2.0%—12.3%之间,其中2017年11月份(D1711)最高,达到了12.3%;硅藻门各月丰度在2.0%—47.0%之间,其中1月(D1801)最高,达到了47.0%。占优势地位的浮游动物主要是节肢动物门类的物种,其每月丰度分别在6.0%—38.9%和7.6%—48.6%之间。环境因子相关性分析表明水温、DO、pH、硅酸盐、硝酸盐氮等环境因子为影响该海域浮游生物群落结构的主要因子。研究结果对了解双壳经济贝类养殖区饵料组成及其在时空的变化,对海岸带食物网、生态基础管理和海洋经济贝类养殖生产等方面提供数据支撑。     

黄海绿潮浒苔漂浮生态型的发现与启示

黄海绿潮已经成为常态化发生的海洋生态灾害。遗传分析结果表明,黄海绿潮藻主体由浒苔(Ulva prolifera)的单一群体构成。基于其特殊的基因型、表型,及其占据的独特生态位与生活方式,将其命名为"漂浮生态型"(floating ecotype)。浒苔漂浮生态型的发现,为黄海绿潮关键生态学过程的量化表征提供了重要抓手。基于SCAR特异分子标记的示踪研究表明,在绿潮早期浒苔入海阶段,苏北浅滩紫菜筏架发挥了重要作用;在海上暴发漂移阶段,漂浮生态型在漂浮藻中具有极高的优势度。上述发现提示,黄海绿潮存在重要的生物学成因,应加强针对漂浮生态型适应性特征及其遗传基础的比较研究。鉴于漂浮生态型在山东半岛南岸已零星定殖,提出应关注由于种源北侵和紫菜栽培产业北移带来的潜在风险。上述科学认识对于深刻理解黄海绿潮的成因与发生机制、建立可行的灾害防控措施、科学预测黄海绿潮的演变趋势具有重要意义。     

绿潮生物学机制研究

绿潮发生机制极其复杂,但其核心机理是绿潮暴发时漂浮"藻席"中的浒苔快速形成巨大生物量,涉及浒苔生物学过程对环境的响应及其生理生化基础。为此,本文在已有研究报道的基础上,对浒苔生活史研究进行了充分的理论补遗;分析了漂浮"藻席"中浒苔生长与繁殖过程,认为该过程是绿潮生物量形成的关键;阐述了浒苔孢子囊形成是对富营养化背景下海水溶解无机氮(DIN)中硝态氮高占比的响应,认为一氧化氮分子可促进浒苔营养细胞向孢子囊的转化;解析了浒苔细胞对逆境因子的响应途径与机制。基于已有的研究成果,本文对浒苔引发绿潮的生物学过程进行了理论推定。人为或自然因素使固着浒苔处于漂浮状态,形成小规模"藻席";富营养化背景下海水DIN中硝态氮占比的升高赋予了浒苔巨大的繁殖潜能,漂浮过程溶解无机碳(DIC)"充裕"和"不足"两个阶段的交替以及食藻动物啃食产生的藻片段使孢子囊形成比例大幅提升;孢子原位萌发等使释放的孢子在"藻席"中获得了附着基,个体数目随之指数增长;结合漂浮浒苔的高生长速率,"藻席"规模不断扩大,短时间内形成巨大生物量。同时,本文还对今后的绿潮研究提出一些建议,认为啃食动物在浒苔生物量消长过程中发挥重要作用,在...