黄河三角洲关键种泥螺Bullacta exarata对沉积物-水体界面溶解氧和营养盐通量的影响

泥螺自2001因养殖目的引入黄河三角洲以来,随着分布范围的扩大和种群数量的增长,已成为当地潮间带的关键种。泥螺给当地民众带来较高收入,但其对底栖生态系统的潜在影响还不清楚。为了明确该种群的生物扰动对底栖微藻和微生物的初级生产,以及对水体-沉积物界面营养盐交换的影响,开展了该项实验。结果表明,在光照条件下,泥螺能显著影响沉积物-水体界面的溶解氧DO通量;在黑暗及无生物处理组的恢复期,泥螺能显著增加两界面间氨氮的通量。底栖微藻和小型生物在黑暗条件下也能增加氨氮的通量;但在有光照条件下,上述微藻和小型底栖动物对沉积物-水体界面间溶解氧和氨氮通量的影响不明显。实验结果为更深入理解泥螺对生态系统的影响提供重要理论支持。     

蟹类底栖动物对河口潮滩无机氮界面交换的影响

以长江河口的沿岸及岛屿潮滩高潮滩湿地为研究区域,结合现场调查和实验室模拟分析,初步研究了大型穴居底栖动物无齿相手蟹(Sesarma denaan)活动对长江口潮滩沉积物-水界面无机氮交换以及界面处氮的生物地球化学循环的影响。结果表明,高潮滩蟹类底栖动物活动对潮滩滩面地貌施加了显著的改造作用,蟹类活动较集中的地段,蟹洞覆盖率达到2%~3%,滩面掘出沉积物高达1~1.5 kg/m2。潮水淹没情况下,小范围内高密度的蟹类活动能通过机体排泄、加强沉积物再悬浮及促进沉积物-水界面溶质交换等方式致使沉积物出现三态无机氮的巨大释放。蟹类活动造成的洞穴结构及对沉积物的翻动混合能增加沉积物中的氧气含量,促进沉积物中有机氮的矿化和NH4 的释放,造成无机氮在沉积物中的剖面分布特征发生较大变化。     

春季长江口崇明东滩沉积物-水界面营养盐交换过程研究

2005年3-5月,选取位于长江口崇明东滩的3个典型站点,对沉积物间隙水中营养盐剖面进行了观测;同时,通过模拟现场环境培养的方法测定了营养盐在沉积物-上覆水界面的交换通量.结果表明,间隙水中NH4+和SiO32-浓度比PO43-和NO2-+NO3-一般要高2-3个数量级.沉积物-水界面交换过程在春季表现为对NO3-和SiO32-的吸收,吸收的量在很大程度上取决于上覆水中这两种营养盐的浓度;由上覆水和表层间隙水浓度梯度所决定的分子扩散通量对实际交换通量的控制有限.对NO3-,分子扩散通量占交换通量的比例为到21%;对SiO32-,前者和后者的方向相反;对NH3+,较大的浓度梯度支持显著的释放通量,而在培养过程中并没有发现上覆水中NH4+浓度持续的增长.以上结果都说明其它因素,如浮游植物吸收、颗粒物吸附以及底栖动物扰动在更大程度上决定着崇明东滩沉积物-水界面营养盐的交换过程.     

秦山核电站邻近海域生态环境长期变化

为探究水交换良好海区的滨海核电厂运行对海洋生态环境的长期影响,文章选取秦山核电站为研究对象,利用1989年和1990年、1995年和1996年、2010年和2012年邻近海域叶绿素a、浮游植物、浮游动物、底栖动物调查资料,以及1985年、2010年和2012年潮间带生物调查资料,对比研究发现,邻近海域营养盐增加明显,夏、秋季水温和沉积物有机碳含量略有升高;浮游植物密度增加明显,小型硅藻（具槽帕拉藻和弓束圆筛藻小型变种）占比呈上升趋势;大中型浮游动物春季丰度和生物量下降;大型底栖动物物种数、生物量和栖息密度均升高,钩虾在优势种中占比增加;潮间带生物密度和生物量上升。分析认为,营养盐浓度升高是藻类密度增加的主要诱因;沉积物有机质增加是底栖生物和潮间带生物增加的主要诱因;温排水潜在影响是促进琼氏圆筛藻等暖水种增殖,增加小型硅藻占比,引起浮游动物个体变小,使大中型浮游动物数量下降。由此可见,即使在水交换条件良好的海域,电厂温排水的长期生态影响也应关注。     

夏季珠江口外近海沉积物/水界面营养盐的交换通量

基于2002年夏季(7月)对珠江口外近海的生态环境调查,获取了该海域沉积物间隙水的营养盐剖面资料,估算了沉积物/水界面的营养盐交换通量,并且与实验测定的沉积物/水界面交换通量进行了对比。结果表明,沉积有机质在厌氧环境下降解大大提高了间隙水中的铵盐、磷酸盐和硅酸盐含量,导致这些营养盐总体上从沉积物内部向沉积物/水界面转移。但在该界面附近,铵盐被不同程度地硝化,所形成的硝酸盐又被不同程度地反硝化;磷酸盐和硅酸盐交换通量则受到自生矿物沉淀与溶解、吸附与解吸作用的影响,因此营养盐的净交换通量是各种物理、化学和生物作用的综合结果。模拟实验研究显示,该海区NH4+、NO3-、NO2-、PO43-和SiO44-的沉积物/水界面交换通量分别为-0.197—1.93、-0.558—0.178、-0.064—-0.009、-0.079—0.126和-6.89—7.00 mmol.(m2.d)-1。根据营养盐剖面资料计算的交换通量不仅很小,交换通量方向也往往与实验结果不符。     

虾池生态系能流结构分析

阐述虾池生态系的能流结构,将虾池生态系分为两个亚系统：浮游亚系统与底栖亚系统,在浮游亚系统中有３个功能群,底栖亚系统中有５个功能群。系统的能量来源为人工投饵和太阳光。研究分析两个亚系统中各个生物状态变量的公式表达及其在系统中的功能,阐明了能量在系统中的流动方向和公式表达。浮游亚系统与底栖亚系统通过ＰＯＣ的沉降过程以及营养盐在沉积物中的生物地化循环再生后,经由水／底界面进入水体而耦合。     

粤东柘林湾柱状沉积物中氮、磷的垂直分布

对柘林湾代表性水区柱状样沉积物中不同形态氮、磷的含量进行了分析,研究了其垂直分布规律及其历史演变趋势。研究结果显示,除湾西北三百门(S2站)和湾中央大规模网箱渔排养殖区中心(S6站)外,其余各测站柱状沉积物中的有机氮(TOM)、凯氏氮(TKN)及各形态磷含量基本呈现"沉降-降解-堆积"三阶段的分布特征,反映了成岩作用的结果。S2、S6测站柱状沉积物中的多项氮磷指标,在表层10 cm以深不降反升与这两测站的高污染压力和弱水体交换能力导致的污染物快速堆积有关。底栖动物对沉积物垂直方向的扰动可能是各氮磷指标在沉降和降解阶段产生波动变化的重要原因之一,但生物扰动对NH4 的垂直变化影响最大。自生磷(Au-P)与有机磷(OP)在表层以下随深度呈一定的镜像关系,与Au-P和OP在成岩过程中的相互转化有关。Au-P随深度的变化幅度比OP的大,表明磷在Au-P和OP之间的转移并不是磷再分配的唯一途径,其它形态的磷也可能参与磷的再分配,而两者在表层不呈镜像关系主要与微生物对两者的降解有关。     

用成岩模型计算沉积物-水界面营养盐的交换通量--以渤海为例

根据沉积物中营养盐的再生对水体中营养盐的收支循环动力学的作用.利用1998年秋季和1999年春季沉积物间隙水中营养盐的分析结果,建立了沉积物中营养盐的成岩模型,并由此计算了沉积物-水界面营养盐的交换通量.结果表明,硝化速率、反硝化速率、有机氮含量、硅质成分的溶解速率、生物扰动作用、孔隙率明显影响沉积物间隙水中营养盐的分布和沉积物-水界面的交换通量.对比了实验室培养法和扩散通量计算法测得沉积物-水界面营养盐的交换通量,表明2种方法所得NO3通量较一致,但NH4 ,PO43-,SiO32- 2种方法所得通量有一定差异,文中讨论了可能的原因.以渤海为例阐明了在用扩散通量法研究沉积物-水界面营养盐的交换通量时,表层沉积物分割厚度对界面交换通量影响显著,为了得到合理的与现场接近的结果表层沉积物的分割厚度以不超过1em为宜.     

渤海3个河口区底栖硅藻群落的时空变化特征

底栖硅藻是河口泥滩系统中的重要初级生产者,其群落结构的时空变化可显著影响到河口底栖动物生产力。本研究选取渤海区域的大辽河口、汉沽河口和黄河口为研究对象,分析了泥滩中底栖硅藻群落结构的季节变化特征(2014?2016年)与空间差异,并探讨了环境因素的影响作用。结果表明,3个河口区底栖硅藻多样性和生物量高峰均出现在秋季,优势种存在显著季节演替特征;在空间上,大辽河口和汉沽河口的底栖硅藻生物量显著高于黄河口。底栖硅藻群落结构与多种环境因子的相关性分析表明,温度和营养盐浓度变化对底栖硅藻群落的季节性特征影响显著;河口沉积物的粒径、潮差与径流量可能是造成底栖硅藻群落空间差异的重要因素,黄河口较低的底栖硅藻生物量显著受限于较粗的沉积物粒径和显著的磷限制。     

书海拾贝

长江口潮滩沉积物———水界面营养盐环境生物地球化学过程刘敏,许世远,侯立军著科学出版社出版本书基于潮滩“干-湿交替”的物理格架特征以及沉积物-水体系营养盐的关键界面过程,论述了长江口潮滩营养盐的累积调换的模式与机制。全书共分8章,主要内容包括:潮滩环境特征、潮滩营养物质的溯源分析、潮滩营养盐的时空分布与累积物-水界面营养盐的迁移交换与机制、潮滩沉积物营养盐的吸附过程与特征、潮滩沉积物营养盐的早期成岩反应与模式,河口过程对营养盐循环影响的实验模拟研究等。本书可供从事地理、泥沙、生物地球化学、环境化学、生态水…     

水层-底栖耦合生态动力学研究的某些进展

概述浅海生态系的水层系统与底栖系统耦合的基本原理,着重介绍有机质沉降动力学、底栖生态系统对有机质的响应、生物沉降和侧向平流、生物扰动和沉积物再悬浮研究的进展,结语中提出应予优先支持研究的科学问题。     

胶州湾沉积物-海水界面溶解无机氮的迁移特征及其影响因素解析

采用实验室培养法,在原位温度和溶氧条件下,研究了夏、冬季胶州湾沉积物-海水界面溶解无机氮(DIN)的迁移特征。结果表明,夏、冬季胶州湾沉积物-海水界面DIN主要以NO_3-N和NH_4-N的形态进行交换,夏季胶州湾沉积物表现为水体DIN的源,其交换通量为1.64×10~9 mmol/d,可以提供维持初级生产力所需氮的39.3%;而冬季沉积物表现为DIN的汇,其交换通量为–2.12×10~8 mmol/d。利用相关分析和主成分回归分析,研究界面不同形态DIN交换速率和底层环境因子的关系,结果表明,夏季胶州湾沉积物-海水界面DIN的交换主要受沉积物中有机质的矿化、底栖藻类的同化作用和扩散过程共同调控,而冬季则主要受内源有机质的矿化、底栖藻类的同化作用、吸附-解吸和扩散过程共同调控。     

红树林区底栖动物污染生态学研究进展

综述了底栖动物污染生态学研究的现状。目前有关底栖动物的污染生态学研究主要有以下几个方面：（1）污染物在底栖动物体中含量测定及一些污染物在底栖动物中累积分布的研究。（2）污染物对底栖动物生理特性影响的研究。（3）污染物如城市污水对底栖动物群落的影响研究。（4）底栖动物在水质和底质污染中的监测应用。分别综合和评述了红树林底栖动物污染生态学在重金属、城市污水和有机物污染对红树林区底栖动物的生态效应等方面的研究现状。提出今后红树林区底栖动物污染生态学的研究，应着重生态毒理学和实验生态学的研究。     

苏北浅滩邻近海域秋季大型底栖动物生态特征

2007年10月苏北浅滩邻近海域的调查中共鉴定出大型底栖动物120种,种数和丰度的优势生物为多毛类动物,而棘皮动物的生物量占明显优势。群落中优势种以滩栖阳遂足(Amphiura vadicola)和不倒翁虫(Ster-naspis scutata)贡献率最高。大型底栖动物平均丰度为273.57个/m2,平均生物量为44.50 g/m2。自苏北浅滩向外海,大型底栖动物丰度和生物量呈增加的趋势。根据Bray-Curtis相似性系数聚类分析,大型底栖生物可划分为3个群落:1)滩栖阳遂足群落;2)不倒翁虫-梳鳃虫群落;3)稚齿虫-背蚓虫-樱蛤-织纹螺群落。大型底栖生物群落分布与沉积物类型具有较大的相关性。生存环境的剧烈变化是导致苏北浅滩站位种群贫乏的重要原因之一。悬浮物颗粒的短期快速沉降现象可能也是导致种群贫乏的另一重要原因。     

九段沙湿地大型底栖动物分布特征及其影响因子

大型底栖动物是盐沼湿地中最重要的生物类群之一。本文以长江口九段沙湿地为研究区域,于2016年10月在江亚南沙、上沙和下沙的不同区域沿高程梯度设置固定采样站点,对大型底栖动物、沉积物和植物进行取样调研,分析研究了大型底栖动物的分布特征及其影响因子。结果表明:(1)大型底栖动物沿高程梯度的分布具有一定规律性:低潮带环节动物的多度和生物量均最高,中潮带软体动物的物种数最多,高潮带甲壳动物的多度和生物量均最高;(2)不同区域由于环境条件的差异,大型底栖动物沿高程梯度的分布特征也有明显差异;(3)对大型底栖动物分布特征有显著影响的生境因子主要包括沉积物中值粒径、氧化还原电位和植株密度等,不同区域、不同生境中对大型底栖动物的分布特征有显著影响的生境因子也有一定差异;(4)互花米草(Spartina alterniflora)的入侵改变了生境条件,进而对大型底栖动物的分布特征产生影响。在今后的研究中,要充分考虑不同区域、不同高程之间环境条件的差异,进一步探讨盐沼湿地大型底栖动物的分布特征及影响因子的综合作用。     

广西钦州湾大型底栖动物生态特征及其与沉积物环境的相关性研究

为研究钦州湾大型底栖动物的生态特征,探讨影响大型底栖动物分布的主要因素,于2011年5月在钦州湾进行大型底栖动物调查,并同步采集沉积物样品,进行理化性质分析。使用Surfer软件绘制各群落特征指数的平面分布图,用SPSS软件分析群落特征指数与沉积物环境因子之间的关联性。共采集到大型底栖动物种类55种。平均生物量为105.48 g/m2,平均密度为50ind/m2。香农-维纳指数(H')、种类均匀度指数(J')和丰富度指数(D)的平均值分别为1.44,0.63和0.64。群落特征指数与沉积物环境因子之间的相关性分析结果显示,密度与Cu,Pb,Zn,Cd,Cr,Hg以及有机碳呈显著负相关;种类数与所分析的10项沉积物环境因子之间均呈显著负相关;均匀度指数与Hg和有机碳呈显著负相关;丰富度指数与硫化物呈显著负相关;生物量和香农-威纳指数与沉积物各环境因子之间均没有显著的相关性。     

2016—2018 年夏季渤海浮游生物和大型底栖 动物多样性与优势种的时空变化研究

浮游生物和大型底栖动物参与水体营养物循环, 影响着污染物的迁移转化与沉积物的稳定性, 对海洋生态系统的能 流和物流起着至关重要的作用。为系统了解渤海海域浮游生物和大型底栖动物多样性与优势种的时空变化状况, 本研究以生 态监测调查结果为依据, 站位重点布设在渤海海域重要的河口、海湾、海岛周边海域以及渤海中部海域, 同时结合相关历史 资料, 对渤海海域的浮游生物和大型底栖动物的种类组成 、密度 、生物多样性指数 、优势种等的变化趋势进行了分析。从 2016—2018 年浮游植物的细胞密度空间分布可以看出, 细胞密度均值在滦河口-北戴河海域相对较高, 而在锦州湾 、莱州湾 和庙岛群岛海域相对偏低。渤海浮游植物多样性在各调查海域之间相差不大, 但渤海湾海域的浮游植物多样性呈现明显的逐 年下降趋势。浮游动物细胞密度在滦河口-北戴河海域相对偏高, 其余各海域差别不大。2016—2018 年, 浮游动物多样性在 双台子河口 、渤海湾 、黄河口海域明显增加, 大型底栖动物群落物种数在渤海湾 、黄河口 、莱州湾和庙岛群岛均呈减少趋 势, 大型底栖动物多样性在锦州湾 、滦河口-北戴河的水平偏低, 在渤海湾有所下降, 耐污能力较强的多毛类成为目前渤海 近岸海域大型底栖动物最主要的优势类群。通过与历史数据对比可知, 2014—2018 年, 渤海浮游植物及浮游动物的群落种 类数、密度 、多样性指数总体变化不大, 主要优势种基本一致, 但大型底栖动物种类数 、生物量和密度总体上呈减少趋势, 主要优势种类由软体动物转变为环节动物多毛类。本研究丰富了渤海海域浮游生物和大型底栖动物群落的研究, 并为渤海生 态系统的健康评价与生物多样性保护提供了数据支持, 对合理开发海洋生物资源具有一定的指导意义。     

东寨港红树林凋落叶附生小型底栖动物的群落特征及影响因素

小型底栖动物是红树林生态系统的重要组成部分,研究红树林小型底栖动物群落的群落特征,对于了解其生物多样性、监测和评价红树林生态系统的健康具有重要意义。本研究于2020年11月对海南省东寨港红树林国家级自然保护区的五个典型红树林的凋落叶附生小型底栖动物及其沉积物环境进行了调查采样,研究凋落叶附生小型底栖动物群落特征及其影响因素。共发现十二个小型底栖动物类群,自由生活海洋线虫类和底栖桡足类相对丰度分别为67.67%和29.31%。凋落叶附生小型底栖动物的平均丰度为5.27±3.35 ind·g^–1,平均生物量为4.94±2.35μg dwt·g^–1。凋落叶附生小型底栖动物的丰度与生物量在不同红树林间差异显著,白骨壤、红海榄群落的丰度和生物量较高,混合红树群落的丰度和生物量最低。丰度、生物量与凋落叶可溶性缩合单宁含量、沉积物分选系数显著负相关,与偏态系数显著正相关。BIOENV分析结果显示沉积物叶绿素a含量、凋落物纤维素缩合单宁含量、沉积物分选系数和偏态系数的环境因子组合能最好地解释小型底栖动物的群落结构。本研究结果可为加深对红树林生态系统的整体认识...     

大亚湾大型底栖动物群落特征与生态质量评价研究

开展近岸海域大型底栖动物多样性调查和生态质量评价对于指导海洋生态环境保护修复具有重要意义。本研究以广东省大亚湾为研究区域,于2022年8月进行大型底栖动物和环境因子调查,利用生物指数AMBI和M-AMBI对大亚湾底栖动物群落健康状况和生态质量状况进行评价。本研究共采集到大型底栖动物69种,环节动物为优势类群,主要优势种为多鳃齿吻沙蚕(Nephtys polybranchia)、细丝鳃虫(Cirratulus filiformis)和奇异稚齿虫(Paraprionospio pinnata),与历史资料对比研究表明,近40年来,大亚湾大型底栖动物物种组成已经发生显著变化。典范对应分析表明,亚硝酸-氮(NO₂-N)和硝酸-氮(NO₃-N)是影响大型底栖动物群落丰度的主要环境因子,表明含氮营养盐已经对大亚湾大型底栖动物群落产生负面影响。生物指数评价结果表明,大亚湾底栖生境处于“未扰动”或“轻度扰动”状态,生态质量处于“好”或“一般”状态。     

海洋表层沉积物再悬浮的诱因及其对生源要素循环的影响

颗粒物质在向海底沉降的同时,在自然因素、生物扰动以及人为因素等作用下,海洋表层沉积物会再悬浮,从而引起生源要素在海水和沉积物中的再分配,进而对生物食物网、初级生产力产生影响。特别是在陆架边缘海,由于海水较浅,再悬浮剧烈,对生源要素的垂直转移及其生物地球化学过程影响严重,由于再悬浮的诱因很多,过程复杂,所以定量研究表层沉积物的再悬浮还有很多困难。作者将主要对表层沉积物再悬浮的诱因及其对生源要素循环的影响进行总结归纳,以期促进这方面的研究。