黄河三角洲潮间带泥螺重金属含量与生物质量评价

泥螺(Bullacta exarata)作为黄河三角洲区域成功引入的滩涂养殖种类, 为当地获得了巨大的经济效益, 但对其生态影响还了解不多。为了解该区域泥螺体内重金属含量并评价其生物质量, 于2012年8月对该区域进行泥螺和沉积物样品采集调查和分析。采用富集系数K、残留量指数I以及金属污染指数I_MP进行分析。结果表明, 黄河三角洲沉积物及泥螺体内6种重金属含量均相对较低, 多数符合国家海洋沉积物质量标准第一类。泥螺对不同重金属的富集系数K有明显差别, 其中对Cu 和Cd 的富集能力最强。残留量指数I富集系数K及金属污染指数I_MP均表明, 黄河三角洲潮间带泥螺对重金属的富集程度均较低, 说明该海域泥螺未受到重金属离子的污染。根据国家生物质量标准分析, 黄河三角洲潮间带泥螺的生物质量总体较好, 生物体内重金属含量总体上与海水中重金属含量无显著的相关性。     

基于无人机高光谱的外来入侵种互花米草遥感监测方法研究——以黄河三角洲为研究区

互花米草(Spartina alterniflora)入侵性非常强,已被正式纳入我国第一批外来入侵物种名单。互花米草的疯狂蔓延已影响到当地土著物种的生长和空间分布,因此有关管理部门迫切需要互花米草的空间分布和扩散动态数据,但目前还没有一个有效的监测手段。针对这一需求,本文作者提出了基于无人机高光谱的外来入侵种互花米草遥感监测研究方案,拟以黄河三角洲为研究区,利用无人机高光谱遥感新型技术,分析不同情形下(不同生长状况、不同观测条件、不同环境条件等)互花米草的光谱特征,建立鲁棒的互花米草遥感检测模型,研究互花米草无人机高光谱图像高效获取方法,以实现互花米草的高效、准确监测,为亟需的外来入侵种互花米草业务化监测提供有效的技术手段。     

3种对虾精子超低温冷冻保存技术研究

作者以日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)、中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)和南美白对虾(Penaeus vannamei)作为实验材料,研究3种稀释液(天然海水,人工无钙海水,Hank’s平衡盐溶液)、3种抗冻剂(二甲基亚砜、丙二醇和丙三醇)、3种稀释比例(5%、10%和15%)、3种不同的降温程序对3种对虾精子超低温冷冻保存效果的影响。冻精解冻后通过台盼蓝染色的方法计算其存活率。结果显示,对于3种对虾,以天然海水作为稀释液,10%PG作为抗冻剂,4℃平衡20 min,以–2℃/min降温至–40℃,–40℃平衡10℃,以–15℃/min降温至–150℃,然后投入液氮作为降温程序进行超低温冷冻保存效果最好,冻精解冻后存活率分别为75.33%±2.56%、69.00%±3.00%和23.33%±8.55%。     

海黍子和脆江蓠对重金属锌、镉富集的比较研究

采用室内培养实验方法,研究了褐藻海黍子(Sargassum muticum)和红藻脆江蓠(Gracilaria chouae)在不同质量浓度的锌和镉溶液里15 d,藻体的生长和体内金属离子含量的变化。结果表明:两种藻的生长速率与暴露溶液金属质量浓度呈负相关,藻体内积累金属离子的量和溶液的金属质量浓度呈正相关,藻体内金属离子的含量均在培养3 d后显著增加,且随着培养时间的延长而持续增加。海黍子和脆江蓠对重金属Zn~(2+)的富集能力明显高于对Cd~(2+)的富集能力,在相同条件下,海黍子对重金属Zn~(2+),Cd~(2+)的积累量明显高于脆江蓠。以上研究结果对利用藻类修复重金属污染的海洋水体能起到一定的指导和参考作用。     

日本蟳捕食栉孔扇贝机制的初步研究

在现场和室内条件下研究了日本蟳(Charybdis japonica)对栉孔扇贝(Chlamys farreri)的捕食机制。现场实验表明,成年日本蟳可以捕食壳高小于5.0 cm的栉孔扇贝,其捕食强度随着水温的升高而增大,而壳高大于5.9 cm的栉孔扇贝则可以免遭日本蟳的捕食;相对于栉孔扇贝,日本蟳更倾向于捕食贻贝;室内实验表明水温低于10℃时,日本蟳对大规格扇贝的捕食作用不明显。相同温度条件下,室内实验日本蟳的捕食强度要低于现场,但其温度系数(Q10)差别不大。在上述实验基础上,本文提出了提高底播栉孔扇贝成活率的方法,即选择大规格的扇贝在水温较低的秋、冬季进行底播,同时添加一部分贻贝作为牺牲诱饵以减少日本蟳对扇贝的捕食。     

甘草和连翘对牙鲆CYP3A 活性影响的研究

研究甘草(Glycyrrhiza uralensis)和连翘(Forsythia suspensa)对牙鲆(Paralichthys olivaceus)肝细胞色素P4503A(CYP3A)活性的影响。将牙鲆随机分为3组,即对照组、甘草组和连翘组,对照组每日口灌0.9%的生理盐水,试验组每日1次口灌甘草30 mg/kg和连翘100 mg/kg,连续口灌6 d,第7天时,采用直接测定法和间接测定法(探针药物)进行CYP3A酶活性的测定。结果显示:在肝微粒体水平上,甘草和连翘均可明显提高红霉素-N-脱甲基酶活性,分别提高了1.79倍、4.87倍。与对照组相比,甘草组和连翘组氨苯砜的半衰期分别降低了4.51%(P0.05)和36.8%(P0.01);药时曲线下面积分别减小了8.28%(P0.05)和32.3%(P0.01);总清除率分别增加了5.63%(P0.05)和99.3%(P0.01)。说明连翘对牙鲆CYP3A的活性具有极显著诱导作用,甘草诱导作用不显著。提示其他药物与连翘合用时,其有效性和安全性可能会受到影响。     

溶藻弧菌体外刺激泥蚶(Tegillarca granosa)血细胞后早期转录组研究

泥蚶(Tegillarca granosa)是我国传统养殖贝类,细菌性疾病导致的死亡已成为制约泥蚶养殖业发展的重要因素,血细胞是泥蚶免疫防御的执行者,血细胞能直接吞噬异物,能通过包囊作用将异物包裹,血细胞还在炎症反应和伤口修复中发挥作用。采用RNA-seq测序技术研究了溶藻弧菌体外刺激后泥蚶血细胞3h和6h时转录组动态变化,与未受刺激血细胞相比,3h时1790个基因表达发生显著改变,包括1319个上调基因和471个下调基因;6h时3183个基因表达发生显著改变,包括2629个上调基因和554个下调基因。KEGG通路富集分析发现溶藻弧菌刺激后免疫相关多个信号通路或生物学过程发生显著改变,如吞噬体、细胞凋亡、蛋白酶体、内质网加工、局部黏附等。部分免疫相关基因表达丰度3h时变化不显著而6h时发生显著改变,部分免疫相关基因3h和6h时表达丰度均显著改变。研究结果为泥蚶血细胞早期免疫反应提供了新的见解,为泥蚶抗病机理研究提供了理论基础。     

渤海西岸多管藻类的形态分类学研究

利用显微观察及生物冷冻切片技术,对采集自河北秦皇岛的多管藻类(Polysiphonia Complex)海藻样品进行形态分类学研究。经鉴定,样品中包括:多管藻属(Polysiphonia)2种:多管藻(Polysiphonia senticulosa Harvey)和丛托多管藻(Polysiphonia morrowii Harvey);新管藻属(Neosiphonia)2种:倾伏新管藻(Neosiphonia decumbens(Segi) Kim et Lee)和球果新管藻(Neosiphonia sphaerocarpa(Børgesen) Kim et Lee),其中丛托多管藻、倾伏新管藻及球果新管藻均为渤海西岸首次记录。本文对样品物种的外部形态及内部结构特征进行了详细描述,并提供了清晰的特征图片。研究结果补充了渤海湾内的藻类资源数据,为多管藻类相关研究提供了分类学参考。     

单体牡蛎诱导变态的研究

为了得到壳型规则、大小均一的单体牡蛎,作者以葡萄牙牡蛎(Crassostrea angulata)和长牡蛎(Crassostrea gigas)眼点幼虫为材料,从肾上腺素(EPI)浓度梯度、处理时间梯度和眼点幼虫密度梯度3个因素诱导产生不固着变态的单体牡蛎。结果表明,葡萄牙牡蛎用EPI处理24 h的最适浓度为5×10–4 mol/L,不固着变态率为72.8%,在该最适浓度下,最佳处理时间为12 h,不固着变态率为82.7%。长牡蛎用EPI处理6 h的最适浓度为5×10–5 mol/L,不固着变态率为53.2%,在该最适浓度下,最佳处理时间为8h,不固着变态率为56.8%,眼点幼虫密度在80个/m L以下EPI处理效果没有显著性差异。对长牡蛎幼虫进行后续生长测定,结果显示EPI处理组幼虫的壳长、壳高和存活率要高于对照组,表明EPI可能促进牡蛎幼虫变态长出次生壳并提高其生存能力。     

四种海洋藻华甲藻与红色赤潮藻的化学互感作用(allelopathy)初步研究

化学互感作用或化感作用(allelopathy)在浮游植物的种群相互作用及动力学过程中起着重要的调节控制作用,已经成为有害藻华生态学研究中的重要领域。但在被研究的种类和化感作用的规律等方面还存在众多空白。本研究选取分离自中国和美国近海的重要藻华甲藻多环旋沟藻(Cochlodinium polykrikoides)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)、短沟别什莱藻(Biecheleria brevisulcate),在相同的试验条件下(72 h共培养)观察其与另一种常见的藻华甲藻红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)的化感作用。实验结果显示化感效应随种类和特别是起始细胞密度比率而分别表现为抑制或促进共存种的生长。与起始细胞密度为500个/m L的红色赤潮藻共培养时,多环旋沟藻起始密度为250个/m L时促进红色赤潮藻生长,米氏凯伦藻苏澳株和短沟别什莱藻在细胞密度低于1 000个/m L时促进红色赤潮藻生长,同时起始密度为5 000~50 000个/m L的剧毒卡尔藻被红色赤潮藻促进生长。但是,米氏凯伦藻深圳湾株在细胞密度500个/m L以上时均抑制红色赤潮藻生长,多环旋沟藻在起始密度大于250个/m L时开始抑制红色赤潮藻生长,且抑制效应在起始密度2 500个/m L时接近100%。米氏凯伦藻的化感作用在不同株系间表现出显著差异。结果说明有害藻华甲藻之间的化感作用表现出复杂的形式,随着作用的种类和互相之间的密度比率变化而有互相促进、抑制或一方抑制(或促进)另一方等作用,这对进一步认识藻华甲藻的种群动力学具有重要意义。     

基于HICO波段的滨海土壤盐分遥感反演研究

本研究以黄河三角洲滨海盐渍土为例,尝试使用HICO （Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean）高光谱影像结合现场实测高光谱数据进行表层土壤全盐含量的反演。采用波段组合的方法建立光谱参量,通过相关分析筛选出敏感光谱参量,以决定系数R2选出最佳模型;利用HICO影像反射率与实测高光谱反射率之间的关系,对模型进行修正,并应用于影像。研究发现,比值（RI）、差值（DI）波段组合方法建立的光谱参量与表层土壤全盐含量的相关性明显提高。DI_{（845,473）}、DI_{（839,490）}、DI_{（845,496）}及DI_{（839,501）}的幂函数模型效果最好,且验证决定系数R2均大于0.86,相对分析误差RPD>3,RMSE较小。此外,HICO遥感影像的模型反演结果较为一致,能够反映表层土壤全盐含量的分布。研究显示,利用高光谱数据进行表层土壤全盐含量的反演建模具有可行性,可为区域表层土壤全盐含量的定量反演提供参考。     

基于点云与影像融合的黄河三角洲互花米草提取方法

针对卫星遥感技术在对滨海湿地互花米草监测时受分辨率、气候条件等多种因素限制存在一定局限性且通过单一的影像数据提取互花米草时精度不稳定的问题,提出了基于无人机点云与影像融合的面向对象互花米草提取方法。以黄河三角洲自然保护区为研究对象,获取了该区域的点云和多光谱影像。先将地面滤波后提取的植被点云与多光谱影像进行特征组合优化,然后对融合影像采用FNEA算法进行多尺度分割后采用基于改进的最近邻算法进行面向对象分类,最终得到的互花米草生产者精度和用户精度分别达到了82.53%和86.43%,较未融合点云的提取精度分别提高了22.34%和7.66%,分类结果的总体精度从89.54%提升至92.61%,且融合点云后影像能够有效区分两种生长状态的互花米草,表明本文提出的方法能够有效提高互花米草的提取精度。     

黄河三角洲滨海湿地沉积环境演化与碳的累积

2007年在黄河三角洲布设一口23.7 m深的浅钻(ZK5),对ZK5进行沉积学观测及原位密度、总碳、有机碳、Al和营养元素实验室测试分析,对ZK5的沉积物性质、有孔虫种类和地层等进行分析,将ZK5自上而下划分为7个沉积环境,揭示了滨海湿地地质演化过程。利用AMS14C测年方法,结合黄河改道的历史,运用历史地理学和沉积地质学综合分析的方法对7个沉积地层进行了年代确定。利用所确定的年代计算了不同沉积环境总碳(TC)和有机碳(Corg)的加积速率。结果表明:TC和Corg与各营养元素及沉积物的沉积速率呈很好的线性相关,沉积物的沉积速率是Corg和TC加积速率的主控因素。还进一步指出,虽然现代黄河三角洲TC、Corg浓度相对较低(质量比分别为9~20 mg/g,1~4 mg/g),但由于其高沉积速率(最高可达60 cm/a),Corg的加积速率高于世界其他高Corg浓度的湿地,特别是浅海湿地(如三角洲前缘),其Corg加积速率可高达2 102 g/(m2·a)。由此,可以断言现代黄河三角洲是很好的碳汇地质体。     

黄河三角洲平原型水库的水质特征

黄河三角洲气候干旱、土壤矿化度高,黄河水富含泥砂和营养盐,使得该地区引黄水库水质面临富营养化和咸化的共同威胁。2001~2003年对黄河三角洲7座不同面积、不同水交换率的地上式和地下式平原型水库的非生物指标和水草分布进行了调查,结果发现:1)[Cl-],[SO42-],TH和电导率有逐渐增加的趋势,而且水的交换量越低,增高的趋势越快,但其中[SO42-]增幅度相对较小;2)水偏弱碱性,溶氧经常接近饱和或过饱和状态;3)Alk变化范围小,在矿化度不断增加的同时,水由碳酸盐型逐渐变为氯化物型;4)水草分布广泛,特别是菹草和聚草,部分水库因为水草的大量孳生导致pH过高(pH>9)。说明该地区水体的咸化趋势表现为氯离子和二价阳离子逐渐增高的趋势,该趋势在水交换量较低、水位较低(地如下式水库)、水体混合不均匀的水库表现更明显;该地区的富营养化特征主要表现为水草大量孳生,并由于有机质在水中合成的速度持续大于分解的速度,而使pH和DO持续维持在较高水平。     

基于回归分析的滨海湿地草本植物生物量估算方法研究

为了研究利用滨海湿地草本植物的形态指标来估算植物生物量,根据黄河三角洲互花米草(Spartina alterniflora)的调查数据,运用Pearson相关系数和回归分析法,分析了互花米草的形态指标高度、密度、茎直径与地上生物量、地下生物量、总生物量的相关性,构建了回归模型。结果表明:地上生物量和总生物量均与植株高度、密度、茎直径在0.01水平上显著相关,地下生物量与植株密度在0.01水平上显著相关。将相关性显著的生物量和相应的形态指标进行回归分析发现,其拟合优度较好,其中,拟合优度最优的回归模型分别是地上生物量与高度的“J”型增长曲线模型(拟合优度为R²=0.904)、总生物量与密度的一元线性回归模型(拟合优度为R²=0.659)。经过应用精度验证,上述两个模型评价结果均较好,估算值与实测值绝对误差范围为0.01~0.17 kg/m²,相对误差范围为0.71%~12.02%,符合实际估算应用需求。研究结果说明互花米草的生物量可以通过与其相关性较高的形态指标进行回归估算获得。     

黄河三角洲地区地面沉降驱动因素研究

黄河三角洲地区地势低平、生态脆弱, 地面沉降使得海水入侵和风暴潮灾害加剧。弄清该区域地面沉降驱动因素, 对油田安全生产和湿地生态保护都有积极的意义。以20 m 地层为界, 将地面沉降驱动因素分为浅地层和深地层因素。分析了地表荷载增加、地下水和油气开采、沉积物固结压实、新构造运动等对该区地面沉降的驱动作用。此外, 探讨了海平面上升和地震灾害对该区地面沉降的影响。结果表明: 该区地面沉降驱动因素主要为沉积物固结和地下水开采, 但控制范围存在区域性差异;1969 年地震使该区产生明显地面沉降, 海平面上升使该区地面沉降形势更加严峻。     

基于遥感的黄河三角洲海岸线变化研究

以黄河三角洲的Landsat TM/ETM+影像(1989~2009年)为数据源,采用遥感与地理信息系统技术,对黄河三角洲的岸线与面积变化进行监测。结果表明:1989年以来,黄河三角洲的岸线形状及长度均发生了较大变化,其中北部的刁口河流路区岸线向内陆蚀退明显;清水沟流路区的岸线整体向海域推进,部分区域有蚀退现象;神仙沟流路区主要为人工海堤,岸线变化不大。黄河三角洲的整体面积在1989~2009年处于增加中,但2006~2009年,面积变化为负值。从淤蚀情况来看,1989~2009年,黄河三角洲的淤蚀强度经历了"和缓-剧烈"的过程。这说明20年来黄河三角洲整体上处于增长发育中,但2006年后三角洲整体上呈现蚀退现象,同时黄河三角洲的淤蚀情况变得比以往更剧烈,意味着更强的海陆交汇作用和岸线变化。黄河的入海流路、水沙量、降水量等是影响三角洲岸线变化的重要因素,而人工堤坝能够在一定程度上维持海岸线的稳定。对黄河三角洲海岸线变化的研究有助于有效地管理和保护区域的社会和生态环境。     

黄河三角洲泥质沉积区表层沉积物古菌分布特征

通过古菌16S rDNA 基因文库技术, 在黄河三角洲泥质沉积区6 个站位共获得568 个克隆, 经处理得到73 个OUTs(Operational Taxonomic Units), 在此基础上进行系统进化树以及统计学分析。结果显示, 在本次研究的6 个站位的表层沉积物中, 古菌序列均来自于泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota): 其中以Marine Crenarchaeotic Group I(MGI)为主, 仅含少量的Miscellaneous Crenarchaeotic Group (MCG), Marine Benthic Group B(MBGB)等其他种属。研究结果表明, 6 个不同站位的沉积物中只有5 个古菌类群, 群落分布较为均匀, 多样性不高。研究结果揭示了黄河三角洲表层沉积物中古菌横向分布特征, 并为今后在黄海区域开展古菌生态学研究提供了数据信息, 特别是在当前古菌研究主要集中在深海区域的背景下, 对相应的近海区域古菌研究具有一定的参考意义。     

黄河三角洲表层土壤重金属环境质量评价

主要针对黄河三角洲表层土壤及沉积物的重金属分布调查,在2006~2008年间采集表层土壤样品219个(其中浅海湿地25个),并运用受普遍认可的生态危害指数法、单因子及内梅罗污染指数法对黄河三角洲整体进行环境质量评价,得出以下结论:(1)黄河三角洲表层土壤中重金属元素的污染指数从高到低为:CrPbZnAsCuCdHg;(2)浅海湿地的近海表层沉积物中的重金属元素含量较上三角洲平原的表层土壤低,前者最大影响来源于As,土壤样品一级标准率达到96%;后者的最大威胁是As和Cd,土壤样品一级标准率达到88.5%;(3)黄河三角洲表层土壤及近海沉积物的Eri值、RI值、单因子污染指数及综合污染指数均较小,远未达到轻微污染的标准,表明黄河三角洲土壤环境状况较好,整体处于清洁水平。     

黄河三角洲湿地生物多样性及其保护

黄河三角洲湿地是典型的滨海河口湿地,重要的鸟类栖息地、繁殖地和中转站,具有典型的原生性、脆弱性,稀有性等特征,其生物资源丰富,有各种野生动物1 543种,种子植物393种,鸟类283种,其中属国家一级重点保护鸟类有9种,属国家二级重点保护鸟类有41种.该湿地的研究和保护,可以为生物多样性保护,特别是鸟类保护提供巨大支持.黄河三角洲自然保护区的建设为湿地及其生物多样性的保护和可持续利用创造了良好的条件和平台.近年来的调查发现,三角洲区域油田开发对湿地的影响正在逐步减少,自然保护区管理局先后实施的一系列工程,使生态环境得到明显改善,区内鸟类种类和数量明显增加,黄河三角洲在湿地生物多样性保护中的地位和作用也在进一步加强.