基于稳定同位素技术的象山港海洋牧场区食物网基础与营养级的研究

本研究对2011年春季和秋季在象山港海洋牧场采集的生物消费者及其食物源样品的碳、氮稳定同位素组成进行了分析,通过IsoSource模型计算该海域生物的食物网基础并利用氮稳定同位素数据计算消费者的营养级.结果表明:该海域生物消费者食物源的δ13C值范围介于-13.75％～-24.29％之间;根据δ13 C值可以将其食物源分为4类:浮游植物、大型海藻、悬浮颗粒有机物(POM)、沉积相颗粒有机物(SOM).浮游植物和SOM是该海域生物食物网的基础,对消费者的碳源贡献率(50.27％)比较大,大型海藻也是消费者的重要碳源(贡献率为35.5％),POM对消费者的碳源贡献率为13.7％.消费者的δ15 N值则介于5.40％ ～ 11.85％之间,消费者的营养级介于2.0～3.7级之间,不同食性的鱼类处于食物网中不同的地位,浮游生物食性的鱼类位于食物网的底端,游泳生物食性的鱼类处于食物链的上层.     

中街山列岛海域食物网结构初步研究及主要消费者潜在碳源分析

为了解中街山列岛的食物网结构特征,本研究于2020年7月在中街山列岛海域采集鱼类、虾蟹类、头足类、贝螺类和浮游动物等消费者样本,利用碳、氮稳定同位素技术,分析大型海藻、浮游植物、悬浮颗粒有机物(POM)和沉积物有机物(SOM)4种潜在碳源对消费者的贡献率以及中街山列岛海域的食物网结构和营养关系。结果表明：(1)碳源的δ¹³C值范围在-22.93‰～-9.73‰之间,δ15N值范围在1.72‰～7.68‰之间,消费者的δ¹³C值范围在-21.95‰～-12.55‰之间,δ15N值范围在4.13‰～12.92‰之间,不同碳源及不同消费者类群之间的碳、氮稳定同位素均有显著性差异(p<0.01);(2)应用SIBER模型计算中街山列岛海域的营养结构指标,与其他海域的研究结果对比发现,该海域生态系统的食源多样性更加丰富,营养级长度和生态位总空间较高;(3)应用SIAR模型计算碳源贡献率,结果表明浮游植物和POM是该海域的重要碳源,平均贡献率为29.63%和28.72%;浮游植物对浮游动物的贡献率最大为80.58%,POM对鱼类的贡献率最大为79....     

吕泗渔场两种石首鱼科鱼类营养生态学特征：来自稳定同位素的证据

本研究使用稳定同位素方法,分析及比较了吕泗渔场两种重要石首鱼科鱼类(小黄鱼Larimichthys polyactis、棘头梅童鱼Collichthys lucidus)的营养生态学特征。结果表明,不同体长组间小黄鱼和棘头梅童鱼的稳定碳同位素差异不显著(p0.05),而稳定氮同位素差异显著(p 0.05)。小黄鱼的营养级要显著高于棘头梅童鱼(p 0.05)。聚类分析的结果可将小黄鱼的体长组分成两大组,包括 140～190、 130～140、 120～130、 80～90 mm一组和剩余的体长组;棘头梅童鱼的体长组可分为140～190、130～140 mm一组和剩余体长组。Iso Source模型的结果显示,浮游植物对小黄鱼、棘头梅童鱼的碳源贡献比例为43.38%和36.38%;底质有机物(Sedimental Organic Matter,SOM)对小黄鱼、棘头梅童鱼的碳源贡献比例为40.66%和43.70%。因此判定小黄鱼和棘头梅童鱼的潜在碳源主要是浮游植物和SOM。本研究还发现小黄鱼食性转变的体长临界点为80 mm,而棘头梅童鱼为110 mm,反映了棘头梅童鱼在生活史中转变食性行为的发生时间可能比小黄鱼晚。     

黄海中南部近岸海域春季鱼类浮游生物群落空间格局研究

根据2015年春季在黄海中南部近岸海域进行的鱼类浮游生物大型浮游生物网水平拖网数据,采用生态多样性指数和多元统计分析等方法,研究了该海域鱼类浮游生物的种类组成和群落空间格局及其与环境因子的关系。结果表明,本次调查共采集到鱼类浮游生物35种,其中鱼卵21种,仔稚鱼23种。鱼类浮游生物隶属于8目18科34属,优势种为鳀（Engraulis japonicus）、鲬（Platycephalus indicus）、鱼衔属（Callionymus spp.）和小黄鱼（Pseudosciaena polyactis）。其中,鳀和鱼衔属主要分布于海州湾渔场海域,鲬主要分布于吕泗渔场海域,小黄鱼多分布于吕泗渔场北部海域。生态类型包括半咸水型、沿岸型和近海型种类。聚类分析表明,鱼类浮游生物群落可划分为以鱼衔属、鳀为优势种的站位组A（主要分布于海州湾海域）、以小黄鱼、黄鲫（Setipinna taty）等为优势种的站位组B（主要位于江苏沿岸海域）和以鲬为优势种的站位组C（主要位于江苏沿岸-近海海域）,以站位组B的群落物种多样性指数和均匀度指数最高。各站位组的鱼类浮游生物的生态类型和适温类型组成不同,这与其所处的海域生境有关。典范对应分析（CCA）表明,影响春季黄海中南部鱼类浮游生物群落空间结构的主要环境因子为水深和表层温度。同时也受洋流、底质类型等多种因素的综合影响。研究结果初步揭示了黄海中南部近岸海域鱼类浮游生物群落的空间格局,可为今后科学制定该海域水产种质资源保护区、资源量化管理等资源养护管理措施提供科学依据与技术支撑。     

基于碳氮稳定同位素技术的小清河口邻近海域底栖食物网结构研究

为了掌握小清河口邻近海域底栖食物网结构特征,于2020年10月在小清河口邻近海域采集沉积物有机质、悬浮颗粒有机物、浮游动物和浮游植物4种潜在食源及35种生物样本,应用碳氮稳定同位素技术以及贝叶斯混合模型(MixSIAR)分析了小清河口邻近海域底栖食物网结构和营养关系.结果显示,潜在食源的δ13C值范围为-25.56‰～...     

南海中西部渔场主要渔业生物碳氮稳定同位素特征

南海中西部渔场是我国南海渔业开发的重点渔场之一。为了解该海域主要渔业生物的营养关系,应用碳、氮稳定同位素技术测定了该海域主要渔业生物样品的δ~(13)C和δ~(15)N值,由此构建该海域主要渔业生物的连续营养谱。结果显示,南海中西部渔场主要渔业生物同位素比值变化幅度较大,其中鱼类的δ~(13)C和δ~(15)N值范围分别为-20.00‰～-16.51‰和7.94‰～11.81‰;头足类的δ~(13)C和δ~(15)N值范围分别为-18.84‰～-17.60‰和10.10‰～12.85‰。以浮游动物为基线生物计算各物种相应的营养级,鱼类处于2.41～3.53,头足类处于3.03～3.84,头足类的平均营养级要高于鱼类。通过对不同体长(胴长)的鸢乌贼Symplectoteuthis oualaniensis、菱鳍乌贼Thysanoteuthis rhombus、红鳍圆鲹Decapterus russelli、细鳞圆鲹Decapterus lajang和黄鳍金枪鱼Thunnus albacares的营养级进行比较分析,结果发现,随着体长(胴长)增大其营养级有相应增大的趋势。研究初步建立了南海中西部渔场主要渔业生物营养级的连续营养谱,旨在为了解该海域食物网结构提供基础资料。     

2019年夏秋季温州近海海水透明胞外聚合颗粒物（TEP）的分布及影响因素分析

透明胞外聚合颗粒物（TEP）具有高黏性、低密度和高碳氮比等特性,在颗粒有机物的聚集以及食物网循环中发挥着重要作用。为了解近岸海域TEP的分布动力学规律与机制,本文对温州近海夏秋季节水体中透明胞外聚合颗粒物的分布进行调查,并结合多项环境要素的主成分分析与相关性分析,探究了浙江南部近岸海域TEP分布的影响因素。结果显示,温州近海TEP秋季平均含量明显高于夏季,夏季TEP分布变化主要受陆地径流（瓯江）作用影响,而秋季主要受闽浙沿岸流影响。受沿岸流影响,秋季TEP的主要来源可能是其他海域以及底层颗粒物再悬浮。此外,由浮游植物释放的TEP对夏季的POC贡献最大,而秋季外源性TEP对POC的贡献较夏季有所升高。     

福建3个港湾和闽南—台湾浅滩海域光学参数的研究

本文根据现场浮游植物光合作用速率和叶缘素a 的测定值,以及海水光强度的衰减变化,计算了海水消光系数,推导了福建东山湾、罗源湾、厦门西港和闽南-台湾浅滩海域海水消光系数与透明度的经验关系式;讨论了悬浮颗粒对不同深度下浮游植物生长速率的影响。结果表明,福建近岸海域光学参数的差异主要在于悬浮物质的贡献;不同季节,生物活动对光学参数也有所影响。最大光合作用速率一般出现在光衰减为10%～30%,频率分布因子为70%～80%。     

黄海大型底栖动物食物网结构和营养关系研究

黄海是中国近海生态系统的重要组成部分,蕴藏着丰富的海洋生物资源。本研究利用碳氮稳定同位素技术,对该海域大型底栖动物的食物源、营养级和底栖食物网结构进行了研究。结果表明,底栖动物的食物源悬浮颗粒有机物(POM)、沉积物有机物(SOM)、浮游植物和浮游动物的δ~(15)N平均值为:浮游动物浮游植物SOMPOM,δ~(13)C平均值为:SOM浮游动物浮游植物POM。共测定了54种底栖动物的碳氮稳定同位素,其δ~(15)N值范围为5.81‰(美原双眼钩虾)～14.6‰(黄鲫),δ~(13)C值范围为-21.51‰(日本胡桃蛤)～-8.38‰(司氏盖蛇尾)。软体动物双壳类大多数以SOM和浮游植物作为主要食物来源;软体动物腹足类大多数为以小型软体动物和多毛类为食的肉食性动物;节肢动物蟹类是以POM、SOM、浮游动植物、小型软体动物和多毛类等为食的杂食性动物;节肢动物虾类大多数以浮游动物和端足类等小型甲壳类为食;小型鱼类大多数以浮游动物和小型软甲类为食;大中型鱼类则是以小型鱼类、小型软甲类和小型软体动物为食。本研究中的54种底栖动物的营养级范围为1.20～3.57。其中,双壳类等10种处于1～2营养级,腹足类、蟹类、虾类和小型鱼类等36种处于2～3营养级,大中型鱼类等8种处于3以上营养级。基于大型底栖动物的食物源和营养关系,初步构建了黄海底栖食物网。     

2016—2017年夏季舟山近岸海域富营养化程度与浮游植物多样性

文章根据2016-2017年夏季的调查资料,对2016-2017年夏季舟山近岸海域富营养化状态及浮游植物进行分析。结果表明:2016-2017年夏季舟山近岸海域富营养化程度较高,且由近岸至外海递减;浮游植物群落主要由硅藻和甲藻组成,其密度、多样性指数均由近岸至外海递增;受其他因素影响,富营养化程度与浮游植物多样性关系的规律性不显著。     

海南岛近岸海域夏初网采浮游植物群落研究

2011年夏初对海南岛近岸海域浮游植物及其水质环境进行了调查,结果显示,海南岛近岸海域浮游植物75属178种(含变种及变型),硅藻占有绝对优势,种类数最多为角毛藻属;群落以暖水沿岸型和暖水外洋种类型为主,细胞丰度范围为(3.00~7916.92)×10~4/m~3,平均值为(834.32×10~4)/m~3,呈现出由近岸海域往外海逐渐递减,由东北部往西南部逆时针减少变化趋势;夏季初期浮游植物细胞丰度分布主要受到N、P比例的影响,浮游植物丰度与温度、盐度、Si、N、P含量没有明显的相关性,从N、P的比例来看,海南岛近岸海域表现出明显的N限制。     

近20年台风事件对黄渤海颗粒有机碳季节性的影响

边缘海初级生产力普遍较高,有机碳在沉积物中的埋藏高达全球的80%。黄渤海是位于我国东部的一个半封闭的温带陆架边缘海,在近20年中,黄渤海经历的台风事件频率不断增大,对碳循环关键过程发生多重影响。文章利用多组卫星及再分析资料,围绕2003~2020年期间夏季台风过境对黄渤海关键环境变量的影响,分析生物和非生物过程对不同海域水体中颗粒有机碳的贡献。结果表明,夏季台风过境一次、两次对黄渤海叶绿素的影响没有明显差异,叶绿素浓度增加主要在渤海西南部和南黄海约50%的海域。总体上看,台风过境对渤海、北黄海大部分海域水体中颗粒有机碳影响不大,但两次台风过境引起了南黄海约80%的离岸海域颗粒有机碳浓度的显著增加。南黄海中部海域水体中颗粒有机碳与叶绿素的比值在台风过后明显降低,表明该海域颗粒有机碳浓度的提高主要是由生物固碳过程的增强引起。台风过境加剧了黄海与渤海、近岸与离岸的水流交换,此过程增强了高营养盐和有机物水向南黄海尤其是中部海域的输送,因而提高了南黄海大部分海域颗粒有机碳浓度。除了光合作用等生物过程及水流交换对颗粒有机碳有影响外,黄渤海水体中颗粒有机碳浓度还受到沉积物再悬浮、陆源有机碳输入等过程的影响。台风过境可以加剧沉积物再悬浮和陆源有机物的输入,进一步提高黄渤海近岸及离岸海域颗粒有机碳的浓度。     

北黄海北部近岸海域网采浮游植物群落结构

研究北黄海北部近岸海域浮游植物群落结构季节变化及其与环境因子之间的关系。2008年5月(春季)-2009年2月(冬季)在北黄海北部近岸海域(39.5°~39.8°N、123.0°~123.45°E)进行4个季节海上浮游植物调查,共鉴定出浮游植物80种,4季共有种类10种。调查海域优势种类较多,优势种类季节变化明显,夜光藻(Noctiluca scientillans)、伏氏海线藻(Thalassionema frauenfeldii)和丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)分别是季节第一优势种。全年浮游植物细胞丰度平均为54279.3×104/m3,呈现典型的交叉双峰模式,夏冬季明显高于春秋季,春季是细胞丰度最小的季节。多样性指数H′均值为2.4941,表现为秋季冬季春季夏季;均匀度指数均值为0.640 8,表现为秋季春季冬季夏季。营养盐结构分析显示春夏季表现为潜在P限制,秋冬季表现为潜在N限制,N:P是决定优势群落种类的关键因素之一。冗余分析(RDA)分析结果表明,盐度(S)、悬浮物(SS)、磷酸盐(DIP)和无机氮(DIN)是影响浮游植物种类组成和丰度的关键环境因子。     

南极普里兹湾海域夏季表层悬浮颗粒物物质组分研究

基于对第29次南极考察中在普里兹湾海域的53个站的表层水样的悬浮颗粒物含量测定和颗粒物电镜扫描图像和能谱半定量分析,研究了普里兹湾海域表层悬浮颗粒物的物质组成与分布特征,分析了其控制因素,进一步探讨了悬浮颗粒物的絮凝作用。结果显示:夏季普里兹湾海域表层悬浮颗粒物的含量为0.08~1.66mg/L,平均为0.43mg/L,整体上呈现近岸高于外海,东部高于西部的分布趋势。悬浮颗粒物以单颗粒组分为主,其中以硅藻和放射虫等硅质生物为主的生物颗粒占绝对优势,矿物颗粒相对较少,其他颗粒介于前两者之间;集合体组分平均约为10%,包括硅藻集合体、微型藻类集合体、矿物集合体、有机包膜和混杂集合体等。影响夏季普里兹湾海域悬浮颗粒物物质组分及其分布的主要因素包括悬浮颗粒物物质来源、海洋环流和海底地形等。悬浮颗粒物的絮凝过程包括胞外聚合物、透明胞外聚合物和海雪等几种类型,絮凝集合体的形成可以促进颗粒物的沉降。     

夏季南海北部浮游植物对上升流与羽状流的响应

文章建立了基于真实场驱动的三维物理—生态耦合模型, 利用模型定量分析了夏季南海北部上升流和羽状流过程对浮游植物生物量空间分布的影响程度及作用机制。首先, 利用2006—2008年卫星遥感数据及2006与2008年夏季观测数据对模型进行了验证, 结果表明, 模型能较好地再现夏季南海北部上升流和羽状流过程, 较好地反映出浮游植物的空间分布特征。模拟分析结果显示, 夏季南海北部浮游植物主要分布在50m等深线以内。琼州海峡东部海域和汕头海域浮游植物垂向分布较为均匀, 上升流的贡献均达到90%以上, 表层水平平流输送是浮游植物主要的汇, 生物过程是浮游植物的源。珠江口和汕尾海域浮游植物存在表层和次表层两个高值区, 羽状流贡献35%~40%, 主要促进表层浮游植物生长, 而上升流贡献60%~65%, 主要促进中底层浮游植物的生长。粤西海域上升流对浮游植物的贡献占92%, 主要促进中底层浮游植物生长, 而表层浮游植物浓度极低。整体上, 夏季南海北部上升流和羽状流主要是通过输送营养盐的方式影响浮游植物的生长。上升流对营养盐的输送作用是向岸方向的爬升输送和平行于等深线的沿岸流输送共同作用的结果。跃层的存在改变了营养盐的垂向输送过程, 是导致上升流和羽状流过程对不同水层浮游植物贡献差异的关键因素之一。整体而言, 夏季南海北部浮游植物空间分布差异是以上升流、羽状流主导, 环流—营养盐—生物过程共同作用的结果。     

南极普里兹湾及其邻近海域悬浮颗粒有机物的碳同位素组成及其影响因素

依托中国第29次南极科学考察航次开展了南大洋普里兹湾及其邻近海域悬浮颗粒有机物碳同位素组成(δ13CPOC)的研究,结合温度、盐度、营养盐和溶解CO_2的数据,揭示了影响研究海域颗粒有机物碳同位素组成的主控因素,计算出混合层中浮游植物吸收无机碳过程的碳同位素分馏因子。结果表明,普里兹湾及其邻近海域的δ13CPOC介于-28.5‰~-21.1‰,平均值为-24.6‰,表现出湾内大于湾外的特征。浮游植物同化吸收CO_2过程的碳同位素分馏是影响研究海域混合层δ13 CPOC的主要因素,根据δ13CPOC和1/[CO_2(aq)]的线性拟合关系,计算出浮游植物同化吸收CO2过程的碳同位素分馏因子εp为23.4‰。δ13CPOC的垂直分布随深度增加而增大,反映出颗粒有机物垂向输送过程中颗粒有机物再矿化过程同位素分馏作用的影响。     

夏季大亚湾悬浮颗粒有机物碳、氮同位素组成及其物源指示

2015年夏季开展了大亚湾悬浮颗粒有机物碳（POC）、氮含量（PN）及其同位素组成的研究,结果表明,δ13C_POC和δ15N_PN的变化范围分别为-25.7‰~-17.4‰和-6.3‰~10.4‰,平均值分别为-20.2‰和8.2‰。大亚湾悬浮颗粒有机物含量及其碳氮同位素组成的空间变化反映了不同有机质来源的影响:喜洲岛附近海域表现出高POC、PN、δ13C_POC和δ15N_PN的特征,指征着浮游植物水华的主导贡献;东北部范和港附近海域具有高POC、PN、低δ13C_POC和高δ15N_PN的特征,反映了河流/河口水生有机物的影响;湾顶白寿湾附近海域的δ13C_POC和δ15N_PN出现低值,体现了陆源有机质和人类污水排放的影响。借助δ13C_POC和δ15N_PN的三端元混合模型,定量出海洋自生有机质、陆源有机质、河流/河口水生有机质等3个来源的贡献平均分别为70%、13%和17%,其中海洋自生有机质是夏季大亚湾悬浮颗粒有机物的最主要来源。从这3种来源颗粒有机物含量的空间变化看,海洋自生有机质含量由湾内向湾外减少,与初级生产力的空间变化相对应;河流/河口水生有机质含量在大亚湾东北部出现高值;陆源有机质含量在表、底层出现不同态势,表层陆源有机物含量在湾中部海域最低,而底层则呈现出自湾内向湾口增加的趋势,主要受控于离岸距离和珠江冲淡水、粤东沿岸上升流输送的影响。     

吕泗渔场表层沉积物中多环芳烃分布特征及生态风险评价

2013年5月采集吕泗渔场海域15个站位的表层沉积物,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对样品中的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)进行了测定,分析了该海域PAHs的分布特征及来源,并对其进行了生态风险评价。结果表明,吕泗渔场表层沉积物中优控的16种PAHs均有检出,PAHs的含量范围为31.5~109.6ng/g,平均值为54.5ng/g。PAHs的浓度整体上呈现由近岸到远海递减的趋势。与国内其他海区相比较,本研究区域的污染处于较低水平;通过特征组分比例确定吕泗渔场大部分站位表现为煤燃烧源、石油燃烧源的混合来源,LS13、LS14、LS15表现为以煤燃烧源为主的单一来源;生态风险评价显示,吕泗渔场表层沉积物中多环芳烃存在严重的生态风险的概率极小。     

长江口及邻近海域冬夏季浮游植物营养限制及其比较

2001年7月27日至8月11日,2002年1月8~19日在长江口及邻近海域进行了浮游植物限制因子测定的现场培养实验.结果显示:在近长江口透明度低于1 m的海域,冬季和夏季浮游植物的生长均受到光的限制.调查海域范围内夏季高浮游植物生物量海区主要集中在舟山渔场和长江口以北两个区域,盐度范围在28~31.冬季高浮游植物量海区向东南方向移动.夏季浮游植物的生长按照受限情况划分为4个区域:Ⅰ.近河口光限制区;Ⅱ.磷潜在的限制区;Ⅲ.氮、磷潜在限制过渡区;Ⅳ.氮潜在限制区.冬季划分为3个区域:Ⅰ.近河口浮游植物光限制区;Ⅱ.磷潜在限制区;Ⅲ.非营养潜在限制区.     

闽南-台湾浅滩海域鱼类资源生产量

以海洋生态系统营养动力学为理论依据,根据调查所获得的有关闽南-台湾浅滩海域的初级生产力资料,检测了该海域的浮游植物有机碳含量,测算了生态效率,检测了52种主要经济鱼类营养级及其有机碳含量.采用营养动态模型和Cushing模型估算了该海域生态系统中鱼类资源的生产量(自然生产量),同时采用Cadima模式和MSY简单模式估算鱼类资源最大可持续开发量.估算结果如下鱼类资源生产量为98.63×104t,最大可持续开发量为 48.35×104t.1997年以来实际年渔获量为48.64×104t -53.83×104t,超过了鱼类资源的最大可持续开发量,呈现过度捕捞态势.还讨论了加强该渔场渔业资源管理的7项重要措施,以促进鱼类资源的较快恢复.