海洋围隔生态系中浮游动物的研究

2002-05-20-26在东海进行小尺度船基浮游生物生态系围隔实验,研究浮游动物的群落结构、组成与环境之间的关系,探讨了优势种群的自然繁殖发育期。结果表明,浮游动物的种类组成较简单,优势种明显。浮游动物生物量、丰度及优势种群丰度三者的变化呈逐渐增加趋势。在实验期的1～5d,小拟哲水蚤的无节幼虫和早期幼体占绝对优势,该自然种群的丰度不断增加;随时间推移,无节幼虫逐渐发育为桡足幼体,而后又逐渐发育为成体。因此,本次实验期是实验海区优势种小拟哲水蚤种群的自然繁殖发育盛期。     

重金属及沉积物对实验海洋生态系中浮游动物的影响

应用濒海陆基水池中8个围隔生冬系实验袋研究污染物对浮游动物的影响,结果表明:低浓度Cd,Cu,Pb,Zn,Hg的混合物对草食性桡足类的生长发育有一定的抑制作用,当浓度增到高值,抑制作用更为强烈.低浓度沉积物对草食性桡足类的生长发育同样具有一定的抑制作用,当浓度增到高值,抑制作用也更为明显,两类污染物均在不同程度上改变了生态系的结构,肉食性桡足类对污染物的反应并不明显,但幼形类住囊虫(Oikipleura sp.)对低,高浓度混合重金属则较为敏感,而对低、高浓度的沉积物却没有表现出明显的反应迹象.     

海洋围隔生态系中营养盐和重金属对浮游生物的影响

多年来北美、欧洲、日本和澳大利亚的海洋生态学家和海洋生物地球化学家广泛应用海洋围隔生态系研究营养盐浓度和通量的变化与有关的化学和生物学过程之间的关系.例如,H.S.Peter(1982)系统综述了营养盐的地球化学循环^[1].Isao Koike和AkihikoHattori等人(1982)利用CEPEX详尽探讨沿岸水氮的动力学^[2].K.Kremling等人(1978)论述了在围隔实验生态系中营养盐的变化和用镉处理的生态系对海洋浮游植物生长的影响^[3].还有W.H.Thomas用等人(1977)评价了1976年在加拿大不列颠哥伦比亚萨阿尼奇湾的受控生态系污染实验中汞对海洋浮游植物群落的影响^[4].     

围隔式海洋实验生态系研究近况

围隔式实验生态系(Enclosed Experimental Ecosystems),或称有控实验生态系(Controlled Experimental Ecosystems),是近20年发展起来的一种先进的海洋学实验装置。由于用这种装置进行研究,可以较好地阐明海洋生态学、海洋环境科学和海洋化学等领域的许多理论和实践问题,因此受到了重视。本文就我们到国外考察、参观和参加有关学术会议所了解的一些情况,对这一装置及其研究的进展作简要介绍。     

重金属对海洋围隔生态系中初级生产力的影响

1985年4月,中国和加拿大科学家首次在厦门合作进行添加重金属(Cu,Hg,Zn,Pb,Cd)的围隔生态系实验,实验是在海边大水池内的塑料袋中进行,实验结果说明低水平(ppb)混合重金属对浮游植物的影响首先表现在对光合作用速率的抑制作用,以及在浓度较低的情况下可能引起的种群演替现象,本文还阐述了颗粒有机碳(POC)和颗粒有机氮(PON)与初级生产力的相关性.     

化学分散原油在海洋围隔生态系中迁移过程的研究

本文研究了以Corexit-9527分散剂分散、初始浓度为15mg/dm3的胜利原油在海洋围隔生态系中的迁移过程.实验结果表明原油的扩散混合,到第4天在围隔水体中呈均匀分布状态,实验前期细菌快速降解石油烃、悬浮颗粒物吸附石油烃逐渐沉降到沉积物中以及包括特定的围隔袋壁大量吸附石油烃是化学分散原油在围隔体中重要迁移过程.围隔体受到剧烈扰动和沉降物的再悬浮现象明显影响石油烃的迁移过程.     

中加合作开展海洋围隔式生态系实验

根据中国和加拿大政府间文化科学交流合作协定,国家海洋局和加拿大国际发展研究中心(IDRC)合作进行了一项为期五年、以污染动力学研究为主要内容的海洋围隔式生态系实验。目前,海上现场实验工作已基本结束,以这次合作研究为中心内容的国际学术讨论会将于1987年5月在北京召开。在1983年至1986年的合作研究期间,中加两国科学家合作在加拿大西德尼(Sidney)进行了“石油加分散剂对围隔生态系的影响”、“矿渣对围隔生态系的影响”、“在各种化学与生物的条件下,False湾底质金属释出通量研究”、“新型分散剂对石油的分     

对虾养殖围隔生态系浮游动物对细菌的摄食作用

1997年 6～ 9月在山东省海阳市黄海水产集团养虾场 ,采用围隔实验生态学方法研究了对虾养殖生态系浮游动物对细菌的摄食作用。结果表明 :浮游动物对细菌摄食量为 98～643μg C· dm- 3· d- 1,平均为 ( 2 62± 1 67)μg C· dm- 3· d- 1。浮游动物对细菌摄食量为细菌生产量的 73%～ 1 75% ,平均为 ( 1 1 3± 31 ) %。小于 3μm的浮游动物对细菌摄食量占浮游动物对细菌总摄食量的 1 7% ,其它规格浮游动物 ( >3μm)摄食量占 83%。     

分散剂BP-1100X及其分散原油对海洋围隔生态系内浮游植物的影响

近30年来,海洋围隔生态系被广泛应用于海洋学中的基础和应用研究^[1].1984-1987年,中国和加拿大科学家在中国厦门和加拿大悉尼分别使用围隔装置进行了重金属和工业区沉积物^[2]、尾矿^[3],石油和石油分散剂Corexil 9527^[4]对围隔系统中浮游生态系影响的研究.     

Effects of a crude oil and an oil dispersant (Corexit 9527) on populations of the littleneck clam (protothaca staminea)

Field and laboratory experiments were carried out to investigate the effects of Alberta crude oil and an oil dispersant (Corexit 9527) on the larval settlement, survival, siphon activities and behaviour of the littleneck clam (Protothaca staminea). Corexit 9527 was much more toxic than crude oil, and the highest toxicity was obtained when Corexit 9527 was mixed with crude oil. Siphon activities were impaired and abnormal behaviour was exhibited when adult clams were treated with 100 ppm Corexit 9527, 1000 ppm crude oil or a combination of both. Larval settlement was not affected when the substratum was treated with 1000ppm crude oil but was retarded when the substratum was treated with a mixture of 1000 ppm oil and 100 ppm Corexit 9527. Gas chromatograms also showed that the retention time and depth of penetration of hydrocarbons in the substratum was increased when Corexit 9527 was used with crude oil.     

海洋生态系统服务的分类与计量

通过界定海洋生态系统服务的概念和内涵以及分析其组成结构、生态过程及生物多样性等服务的来源,详细描述了海洋生态系统所提供的食品供给、原材料供给、基因资源、气候调节、空气质量调节、水质净化调节、有害生物与疾病的生物调节与控制、干扰调节、精神文化服务、知识扩展服务、旅游娱乐服务、初级生产、物质循环、生物多样性和提供生境等15项服务。根据这些服务的相似作用与性质,参照千年生态系统评估的分类体系,进一步归纳为供给服务、调节服务、文化服务以及支持服务这4大基本服务类型。同时,也对各项服务的内容、表现特征和计量特征进行了描述。海洋生态系统服务不仅是海洋管理的核心内容,提高和维持海洋生态系统服务更是海洋管理的最终目标。     

关于海洋生态系统服务的经济属性研究

当前,海洋生态系统的服务价值日益受到科学界的广泛重视。从环境经济学的相关理论出发,深入探讨了海洋生态系统服务的经济属性,以期为海洋生态服务资本的保值与增殖提供理论依据。     

异养细菌在海洋生态系统中的作用

概述异养细菌的分布、生物学特点、对物质矿化分解的作用以及在海洋生态系统物质循环和能量流动中的作用 ;海洋细菌生物量和生产力的研究方法 ;异养细菌在铁限制大洋生态系中的作用 ;国内外对底栖异养细菌生态功能研究的现状 ;最后提出该领域今后应加强研究的内容     

消油剂处理120#燃料油对海水青鳉(Oryzias melastigma)胚胎抗氧化酶活性影响的研究

以海水青鳉(Oryzias melastigma)胚胎为研究对象,比较了120#燃料油分散液(water-accommodated fractions,WAFs)与乳化液(biologically enhanced water-accommodated fractions,BE-WAFs)的急性毒性效应,并研究了不同浓度(40、100、250 mg/L)下WAFs、BE-WAFs对胚胎内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性的影响。结果表明:在受到石油烃的氧化胁迫后,海水青鳉胚胎内3种抗氧化酶活性变化明显。随着石油烃浓度的升高和暴露时间的延长,3种酶表现出程度不同的诱导效应和抑制效应。其中受石油烃污染影响最为明显的为SOD酶;而GST酶则对消油剂单独暴露表现较为敏感。实验证明,海水青鳉体内SOD酶活性对石油烃污染反应最为敏感,适合作为监测石油烃污染程度的生物标志物。     

海洋生态系统健康评价的底栖生物指数法研究进展

海洋大型底栖无脊椎动物能对自然和人为活动导致的水和沉积物质量变化做出可预测的响应,因此利用底栖生物作为海洋生态环境监测的生物指标和进行系统健康度量的生物指数已经得到了广泛的认可.本文比较分析了几种常用的和正在发展的海洋生态系统健康和生态环境质量状况评估的底栖生物指数,包括指示生物法、Shannon-Wiener多样性指数、BI指数、AMBI指数和Bentix指数,总结了这几种生物指数的应用和特性,探讨了底栖生物指数在实际应用中可能存在的问题和解决的办法,以期为我国海洋生态系统健康评估工作提供参考.     

基于根轨迹法的海洋生态模型稳定性分析

本文对一类非线性海洋生态模型进行了稳定性分析,并通过广义根轨迹的分析得出,初始时刻营养盐的不同输入对系统稳定性的影响,并用相轨迹图加以验证。通过稳定性分析可知,当浮游植物的生长率和初始时刻营养盐的输入均大于浮游植物的死亡率和营养盐的流失时,系统存在稳定状态。若浮游植物的生长率和初始时刻营养盐的输入增大时,系统的动态性能减少,即系统会更快的趋于稳定状态。     

海洋生态系统模型中参数空间变化的伴随法反演研究

以气候耦合模式FOAM(Fast Ocean-Atmosphere Model)的气候态为背景场,基于参数的空间分布,定量地研究通过伴随同化方法反演空间变化的参数的能力,探讨影响反演结果的主要因素。通过孪生数值实验同化浮游植物资料,发现在单独反演1个空间变化的参数时,两种给定的参数空间变化都可以被很好地反演出来,参数的平均相对误差在4%以内,说明通过伴随同化方法可以有效地反演出空间变化的参数;而当同时反演作为控制变量的五个参数时,各参数变化趋势的搭配对反演结果影响很大,只有当这种搭配与模型中影响浮游植物生物量变化的生态机制一致时,5个参数才能较准确地得到反演。同化含有10%随机误差的观测数据对反演结果的影响不大,进一步说明了利用伴随同化方法反演参数空间变化的有效性。     

海洋生态模型中参数时空分布的反演研究

本文将伴随同化方法应用于海洋生态系统动力学模型。将一年平均分为72个过程,通过同化每一个过程研究区域(17°N-~45°N,173°E~142°W)内的SeaWiFS表层叶绿素数据,优化影响生态机制的5个关键参数Vm、Dz、e、Gm、Dp(简称KP),得到他们在研究区域内的时空分布。对于KP中的每一个参数,首先,分别将其在时间和空间上求平均,得到参数的空间分布场(KPS)和时间分布序列(KPT);其次,将KPS在空间上求平均,得到一个常数(KPC),并利用KPS、KPT和KPC表示出KP的另一种时空变化形式KPST,它减少了模拟过程中变量个数。结果表明,无论是空间分布还是时间分布,Vm、Dz和e具有相同的分布特征和变化趋势,相关系数可达0.99,Dp和Gm亦然,;而Vm、Dz和e的变化趋势与Dp和Gm的变化趋势呈负相关,相关系数可达-0.99。5个参数的变化趋势符合物理意义和生态机制。将模型中的参数分别按上述5种形式赋值,正向运行模式1年,结果表明,考虑参数时空分布的实验误差最小。说明在海洋生态系统动力学数值模拟中,与只考虑参数的空间分布或者只考虑参数的时间分布相比,考虑参数时空分布更合理,更具有物理意义且符合生态机制;伴随同化技术在优化时空变化的参数方面,是一种有效的,普遍适用的方法。