稳定碳、氮同位素在生态系统研究中的应用

在简要介绍了稳定同位素测定方法之后 ,对稳定碳、氮同位素在生态系统领域中关于系统的碳源、能量流动、营养结构、污染物的生物放大作用及系统稳定性变化的应用研究作了较为系统的论述 ,并对稳定碳、氮同位素在赤潮研究、环境污染治理、生态动力学建模及有机分子化合物系列示踪技术等方面的应用提出展望     

类脂化合物单体氢稳定同位素组成:一种具有潜力的古气候环境研究新手段

随着类脂化合物单体碳稳定同位素组成在古气候、古环境方面应用的不断深入,分辨率更高的类脂化合物单体氢稳定同位素组成开始得到重视。近年来,气相色谱热转换同位素比质谱仪分析技术的发展与应用,极大地促进了依据类脂化合物单体中δD值反演古气候和古环境信息方面的探索。国内外的最新研究成果显示,沉积有机质中类脂化合物单体氢稳定同位素组成与温度有很好的相关性,可以恢复水环境的氢同位素组成,记录大气相对湿度变化,重建一个生态系统的蒸发效应,是一种很具潜力的恢复古气候环境的新手段。     

微藻在海水鱼类苗种培育过程中的作用

主要从营养、促摄食以及益生作用三方面来综述微藻在海水鱼类苗种培养过程中的作用。在海水鱼类苗种培育过程中,微藻(microalgae)已得到广泛应用。由于绿藻的应用常使养殖水体呈现绿色,被形象地称为绿水养殖(green water culture)模式。微藻的作用首先是作为营养源直接供给仔鱼营养,或通过轮虫(Brachionus plicatilis)等生物饵料的富集或载体作用间接为仔鱼传递营养物质;微藻还可以通过提供微量营养元素在仔鱼摄食行为的建立、调节以及消化生理的刺激等方面发挥作用。除营养作用外,添加微藻还具有改善水质、增加水体混浊度和光对比度的作用,从而提高食饵的背景反差,增加海水仔鱼的摄食率。此外,微藻也可以调节养殖水体以及仔鱼肠道的微生态系统,维持水体及仔鱼肠道的菌群平衡,通过发挥益生作用减少病原菌的暴发。     

滤食性贝类摄食生理的研究进展

近年来随着养殖环境的恶化及贝类产量的持续下降 ,人们越来越重视对这些经济贝类的繁殖生物学、生理能量学以及对养殖区水体养殖容量的估算等方面的研究。其中对滤食性贝类摄食生理的研究是上述研究中的一个重要内容 ,它不但可以帮助人们了解贝类在不同环境条件下的摄食生理状况 ,还在育苗、预算个体的生长潜力和产量、估算海区养殖容量中起重要作用。本文介绍了滤食性贝类摄食机制、对食物颗粒的选择性、摄食节律、环境因子对摄食生理的影响及最近用于滤食性贝类摄食生理研究的新技术方法等几方面内容 ,并就描述滤食性贝类摄食生理的几个参…     

湿地生态系统的地球化学研究

湿地作为一个特殊的生态系统,在维持生物多样性、调蓄洪水、降解污染物、调节气候等方面发挥着重要作用。总结概括了当前湿地生态系统中有关地球化学研究的现状,包括湿地生态系统中的持久性有机污染物(POPs)和重金属研究及人为影响,生命元素碳、氮、磷的研究及环境意义,湿地系统的稳定同位素研究3个方面。     

鲈鱼新陈代谢过程中的碳氮稳定同位素分馏作用

利用天然存在的碳氮稳定同位素作为示踪剂，研究了在受控条件下驯养的鲈鱼的新陈代谢过程中不同生态因子(水温、摄食水平、体重等)对鲈鱼体内不同组织的碳氮稳定同位素组成的影响。通过鲈鱼新陈代谢过程中的稳定同位素分馏作用，研究了在生态系统食物网中的物质与能量转换规律。     

基于碳、氮稳定同位素分析中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)幼蟹溯河洄游期食物来源变化

中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)是我国重要的渔业捕捞和水产养殖对象,但野生中华绒螯蟹溯河洄游过程中的摄食生态尚不明确。本论文以长江野生中华绒螯蟹为研究对象,沿其洄游路线设置3个采样区域,采集不同发育时期的幼体及其潜在的食物来源等样品。通过对比分析幼体及食源样品的碳、氮稳定同位素特征,对中华绒螯蟹溯河洄游期的食物组成及变化进行探讨。结果发现,从大眼幼体到幼蟹,碳稳定同位素(δ~(13)C)呈现逐渐变轻的趋势,氮稳定同位素(δ~(15)N)呈现逐渐变重的趋势。表明中华绒螯蟹从大眼幼体到幼蟹的发育过程中,随着幼体不断向上游江段回溯,食物中陆源物质的比例逐渐增大,食物来源由浮游性食物向底栖性食物转变,且营养级逐渐增高。综合分析证明,在生境多样化、食物来源复杂的河流生态系统中,δ~(13)C值呈现的是食物来源的区域性和特异性,可以识别中华绒螯蟹洄游过程中的食源变化。δ~(15)N值虽受到区域氮源以及生物地球化学过程的影响,仍能体现幼体发育过程中营养级的差异。     

多因子交互作用下大菱鲆幼鱼摄食和生长的数值模型研究

以大菱鲆(Scophthalmus maximus)幼鱼为实验对象。采用正交设计,设定不同浓度的溶解氧、氨氮和亚硝酸氮,研究在三者交互作用下大菱鲆幼鱼的摄食和生长情况,得到其数值模型。结果表明,提高溶解氧的浓度能显著降低氨氮和亚硝酸氮对大菱鲆幼鱼的毒性,改善其生长环境,提高大菱鲆幼鱼的摄食、生长和饵料利用水平。研究表明,在循环水养殖过程中,可以通过增加溶解氧的浓度来降低有毒物质对大菱鲆的毒性,以此减小生物处理的压力,从而减少生物过滤装置的成本投入,提高经济效益。     

大型藻类对海水鱼类养殖水体的生态调控

水产养殖与环境的关系十分密切 ,一方面 ,养殖环境的好坏是关系到养殖产量和养殖生物质量的重要因素 ,另一方面 ,养殖活动又会影响水域环境及其生物多样性。随着渔业自然资源的衰退 ,海水鱼类养殖产业的蓬勃发展 ,关于鱼类养殖对海区污染情况的报道日渐增多 ,海水鱼类养殖对环境的负面影响主要是产生的大量有机和无机废物 ,其持续发展的关键在于将养殖废物控制在水体的容纳量内 ,其中一条途径是运用生态学原理 ,发展生态型养殖技术 ,人为干预调控养殖系统 ,使养殖种类内部呈现互为目的的良性循环 ,协调养殖生物与养殖环境的关系 ［１］。大…     

基于稳定同位素方法的东海中南部海域主要饵料生物营养生态位季节变动的研究

饵料生物在海洋生态系统中处于承上启下的关键地位,为准确评估东海中南部海域饵料生物的营养关系,基于2018年11月和2019年4月两个航次调查中收集的饵料生物的碳氮稳定同位素数据,对其营养生态位的季节变动特征及种间竞争关系进行了研究。结果表明：该海域饵料生物的碳氮稳定同位素比值跨度较大,海域整体食源多样性水平较高,营养结构较稳定;饵料生物δ13C和δ15N值存在明显的季节差异,春季饵料生物的营养级显著低于秋季;浮游动物的营养生态位在两个季节间未发生明显的偏移,但其他饵料生物的生态位的位置和重叠度发生了一定变化,这或许与饵料生物摄食选择的季节差异有关;鱼类、虾类和头足类的营养生态位在不同采样时期分别表现出不同的重叠和分化特征,证明了不同饵料生物对食物选择的差异性。相关研究结果可为类似海域生物营养生态位的研究提供参考,也可为东海海域渔业资源的可持续开发利用和生态环境的保护提供科学资料。     

大型海藻对富营养化海水养殖区的生物修复

随着海水养殖的快速发展,养殖水体的自身污染和富营养化已成为严重的环境问题。作为生物滤器的大型海藻可以有效地吸收、利用养殖环境中多余的氮、磷等营养物质,从而减轻养殖废水对环境的影响,并提高养殖系统的经济输出,被广泛应用于鱼、虾和贝类等的综合养殖系统中,对富营养化海水养殖区进行生物修复。文章概述了大型海藻对富营养化海水养殖区进行生物修复的原因、原理、优点、研究进展以及应用大型海藻产生的效益和需要注意的问题。并指出在富营养化海水养殖区养殖大型海藻进行生物修复的方法可以实现海水养殖业的可持续发展。     

建设海洋牧场 发展新型生态渔业

自20世纪90年代以来，世界性的海洋渔业资源衰退越来越严重，海水养殖业作为对海洋渔业的补充，得到了快速的发展。但是，海水养殖在为社会提供丰富海产品的同时也带来了巨大的环境、病害、养殖产品质量下降及食用安全等问题。为此，一些渔业发达的国家和地区开始了人工生息场造成、生物行为控制、生产系统和环境监控等技术的研究和开发，以求建立可持续供给高品质水产品的增养殖业。建设海洋牧场就是其中的成功形式之一。     

贝类养殖对海湾生态系统的影响

本文描述了海水养殖贝类生态的主要特点,重点讨论了高密度贝类生物沉降过程以及对浮游植物的摄食控制等过程的生态效应。通过文献综述和个例分析,论述了贝类养殖对海湾生态系统的影响。本研究对贝类养殖业持续发展及沿海环境的保护均具有重要意义,文中还就今后的研究及方法学提出了建议。     

近海双壳类筏式养殖对大型底栖动物群落影响综述

近海的双壳类筏式养殖,通过对海域水文、物理、化学条件的改变,从在对海岸带水域的生态系统产生影响。滤食性双壳类能够摄食有机质颗粒和浮游植物,产生的粪便或假粪能够加剧生物沉降,造成有机质在海底表面的大量聚集,造成养殖海域的有机质污染。养殖设施也会引起当地水文状况和海流的改变。双壳类养殖筏架对大型底上动物来说,可起到人工鱼礁相似的作用,为众多生物提供了栖息场所和庇护场所,增加了大型无脊椎动物和底层鱼类可利用的饵料数量,保护底上动物免受渔业捕捞等强烈扰动的影响,提高底栖鱼类和大型无脊椎动物的丰度和生产力。而对于底内动物来说,双壳类养殖对底栖群落的结构和组成的影响与海流的强度呈负相关,当养殖海域的海流强度达到一定程度,大量有机质将会被带走,对底内群落的影响将可以忽略不计,但在海流能量较小的情况下,有机质的富集将会造成底栖群落多样性和丰度的降低。正确的养殖选址结合科学的生态容量评估,以及多营养层次的综合养殖是维持双壳类养殖健康可持续发展的重要保证。     

青草沙水库立体复合生态操纵池塘水生动植物的同位素特征

研究生物操纵过程中各种食物链级的生物的作用和营养地位,采用碳氮稳定同位素的方法,研究了青草沙实证基地生态操纵池塘生态修复过程中主要种类的稳定同位素特征。青草沙实证基地生态操纵池塘人工投了多种鱼类,加上自然恢复种类,最终重建实证基地池塘中的生态系统,恢复其强大的自净能力。青草沙实证基地中,δ13 C值范围在(-21.51~-13.60);δ15 N值范围在(1.77~9.38);营养位置范围在(1~3.24)。油餐、红鳍鲌、鰕虎鱼3个物种的生态位比较接近,它们之间的营养冗余较小。实证基地池塘的生物多样性比较低,构建而成的食物网简单。通过营养级构建出的能量金字塔中,消费者营养级别最低的是底栖软体动物、甲壳动物,然后是草食性鱼类,最后是肉食性或杂食性鱼类,它们占据食物网的最顶层。这种立体复合生态操纵技术可以有效进行生态系统恢复及重建,在大型湖泊及水库的富营养化治理中起到越来越重要的作用。碳氮稳定同位素的含量可以用来研究生态系统的营养结构。通过营养级构建出的能量金字塔在人工控制的简单生态系统中具有一定的参考价值。     

海水养殖生境中硫化物污染及控制技术研究进展

在近海集约化养殖过程中,水动力条件的改变、大量饵料的投放以及强烈的生物沉降导致底质生境有机污染严重,形成大面积缺氧区。在此环境中,含硫蛋白质降解和硫酸盐异化还原导致硫化物大量产生并扩散,成为海水养殖生态系统中危害程度仅次于氨氮的污染物,应该引起人们的足够重视。本文分析了近海养殖环境中硫化物产生的驱动力、硫化物在沉积物-水界面的扩散、硫化物污染控制技术及其优缺点,指出以铁氧化物为基础的化学控制技术和以硫氧化菌为基础的生物控制技术在硫化物污染控制持久性、可靠性等方面具有明显优势,在实际工程中具有应用潜力。     

完善海洋资源可持续发展的养殖模式的建议

从相对稳定的海洋资源生态系统的能源、物流出发,使生态、经济和社会效益协调发展,在可持续利用的前提下,提出完善海洋立体化多元生态养殖模式的建议。     

大亚湾三门岛珊瑚礁海域锥形宽水蚤(Temora turbinata)现场食物组成的分子生物学检测

浮游桡足类是连接海洋初级生产者和较高营养级生物的关键类群,了解其食物组成是理解海洋生态系统中物质与能量流通途径的基础。本文通过分子生物学手段研究大亚湾三门岛海域桡足类优势种锥形宽水蚤(Temora turbinata)现场食物组成,共检测出6种食物类群(住囊虫、甲藻、绿藻、有孔虫类、棘皮类、苔藓类),住囊虫是主要被摄食的生物类群(45.94%),其次是青绿藻纲(Prasinophyceae)的微微型真核自养生物(29.73%),另外还检测出2种锥形宽水蚤可能摄食的赤潮甲藻种类(Takayama acrotrocha和Karlodinium veneficum)。研究结果揭示了在食物限制环境下锥形宽水蚤灵活的摄食策略,突出了浮游动物在摄食传递过程及生态系统中的关键地位,将有助于解释浮游动物摄食行为在维持近岸生态系统平衡与稳定性中的作用。     

环境DNA技术在生态保护和监测中的应用

生物多样性减少、生态系统功能退化、全球气候变化是全球性重大问题,在避免对当前生态环境再破坏的前提下,开展全面准确的生态监测来查清和明确生物多样性,对生态保护和可持续利用极其重要。环境DNA技术（eDNA）的发展提供了一种生态和生物多样性监测的新手段,是近年来的前沿热点技术之一。国际上已经将其广泛应用于生态监测中,而我国的相关研究成果,尤其是在海洋生态监测中的研究成果则相对缺乏。本文综述了eDNA技术的发展和国内外基于eDNA技术取得的相关成果,主要从eDNA技术与传统监测方法的互补性、基于eDNA技术监测物种生活史过程、基于eDNA技术推算物种丰度、基于eDNA技术研究生态系统结构变化等几个主要方面进行了介绍;阐释了eDNA技术应用的研究领域和方向;揭示了eDNA技术在生态监测中的适用性和重要性;指出了eDNA技术存在的一些问题。本综述对于生态保护与监测、资源的保护和可持续利用具有一定的参考价值。     

生态模型在渔业管理中的应用

随着人们对于海洋生态的认识逐渐深入,渔业等人类活动的影响受到了更多的关注,"基于生态系统的渔业管理"（EBFM）这一概念被越来越多的研究者和国际组织所接受。生态模型为EBFM的实践提供了科学的评估方法和技术工具。与单鱼种评估模型相比,生态模型更多地考虑了系统内的各种生态过程和作用机制,栖息地等环境条件的变化,以及生态系统整体的结构和功能等,依此来反映生态系统的动态变化。由于生态模型是多样化的,关注和涉及不同的目标对象、机制过程、模型结构和参数,本文按照生态模型所关注的生态层次和组分将其分为多物种模型、群落结构模型和生态系统模型3个类型,分析了各类模型的优劣点。本文进一步阐述了生态模型在渔业管理中的应用领域,以管理策略评估为中心的应用方式,以及实践中模型选择和构建所需要注意的问题,还探讨了生态模型中降低不确定性和提高预测能力的方法。