2011 年夏季胶州湾三种大型水母的种群动态研究

2011年8月1日-9月30日,对胶州湾三种大型水母沙海蛰(Nemopilema nomurai)、白色霞水母(Cyanea nozakii)、海月水母(Aurelia aurita)的种群数量变动及空间分布情况开展了目测调查,同步获得了气象、水温、盐度、叶绿素a、浮游动物丰度、种类组成等数据,调查频率为每周2次。调查期间,海月水母表现出逐渐降低的趋势,沙海蛰与白色霞水母种群均于8月11日达到数量高峰,8月底及9月中旬之后依次衰落,至9月底,三种水母基本消失。三种水母的种群平均丰度变化范围分别为:沙海蛰0-230.8ind/km2;霞水母0-150.2ind/km2;海月水母0-123.4ind/km2。从分布区域来看,海月水母主要位于近岸区,沙海蜇主要分布于湾口和中部深水区,而白色霞水母则在高峰期和次高峰期分别集中于深水区和近岸区。结合往年资料,作者认为,海月水母种群能够在胶州湾内进行自我补充并完成其生活史,而胶州湾沙海蛰与霞水母的种群补充则可能主要依赖于湾外种群。另外,目测方法的准确性可能受到气象条件的影响。     

山东近岸海域典型生态灾害的特征和变化趋势

在全球气候变化和人类活动加剧的背景下,赤潮、绿潮、褐潮、水母暴发和泥螺入侵等生态灾害已成为近年来海洋生态系统异常的主要表现形式。为科学管理和防治山东近岸海域生态灾害,文章汇总1999-2018年山东近岸海域典型生态灾害的特征和变化趋势。研究结果表明:赤潮是山东近岸海域最主要的生态灾害,研究期内共发生赤潮69起,累计面积为7 141 km2,发生海域主要集中在滨州-东营近岸、潍坊小清河口、莱州近岸、长岛近岸、烟台四十里湾、青岛胶州湾、威海乳山近岸和日照近岸,以夜光藻为主;自2007年以来,绿潮在我国南黄海海域每年均有发生,持续时间70余天,此外烟台套子湾、四十里湾和蓬莱近岸以及潍坊近岸等海域也相继发生绿潮,主要种类包括缘管浒苔、石莼、管浒苔和束生刚毛藻;褐潮是由抑食金球藻引起的生态灾害,山东近岸海域仅2011年和2012年有褐潮发生;水母暴发种主要包括海月水母、沙海蜇和白色霞水母,其中海月水母是山东半岛近岸海域种群数量最大、分布范围最广和暴发频率最高的种类;泥螺入侵是由于2001年的人为引种而导致的生物入侵灾害,近年来泥螺数量大幅减少,目前仅在滨州、东营和潍坊局部潮间带有少量分布。     

2018年6月渤海大型水母分布特征

2018年6月使用渔业底拖网采样，对渤海大型水母进行了全面调查，调查船舶为"中渔科102"渔业科考船。本研究分析了渤海大型水母的种类组成、渔获密度与伞径大小，并对其源地进行了探讨。结果表明：本次调查共采集到海月水母、沙海蜇、海蜇、多管水母四种大型水母，其中海蜇、多管水母数量较少，各采集到一只。海月水母在渤海三湾均有分布，各海区伞径大小无显著差异且多为幼体（<10cm），密度高值区出现在渤海湾东南侧海域，可达38-221.21ind./（net·h），辽东湾海月水母出现于湾南，密度<5ind./（net·h），湾北未见；作者推测，海月水母在渤海沿岸可能存在多个源头，诸如：莱州湾与渤海湾交界近岸海域、河北近岸、辽东湾大连近岸以及北部近岸。沙海蜇在渤海分布较广，辽东湾为密度高值区，均值为（35.32±21.64）ind./（net·h），但伞径较小，均值为（12.15±6.52）cm；与此相对，渤海湾与莱州湾外侧海域沙海蜇密度虽小[<20ind./（net·h）]，但伞径要显著大于辽东湾，最大伞径均值可达（33.86±7.40）cm；作者推测，沙海蜇在渤海海域发源地主要集中于辽东湾近岸，渤海湾与莱州湾，外海出现的沙海蜇可能源于辽东湾，随海流运输至此。海月水母、沙海蜇在渤海发生时间要晚于黄、东海。本研究结果可为深入分析渤海大型水母的种群动态变化、暴发机理提供基础。     

渤海湾天津近岸海域首次棕囊藻赤潮初探

利用2006年渤海湾天津近岸海域首次棕囊藻赤潮各发生区域动态应急监测资料,对其水体理化参数进行了分析.主要得出如下结论:(1)渤海湾天津近岸海域首次爆发的相对低温条件下棕囊藻赤潮虽然来势凶猛,但对区域生物并没有造成明显毒害影响,一定程度上佐证了低温条件下棕囊藻细胞数量积累迅速但合成毒素的数量却相对较少的实验室研究结论....     

不同材料塑料挂板对海月水母浮浪幼虫附着的影响

通过野外海区挂板的方法,探讨高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚氨酯(PUR)6种不同材料的塑料挂板对海月水母(Aurelia sp.1)附着的影响,分析不同塑料挂板表面粗糙度和海月水母附着的关系.研究结果表明:海月水母浮浪幼虫在夏末秋初可以附着在人工投放的塑料挂板附着基上,表明海岸带工程造成的人工附着基增多可能为海月水母的附着提供便利条件;海月水母螅状幼体在不同材料塑料挂板上的附着率有明显差异,PET、PUR和PVC塑料挂板海月水母螅状幼体附着率显著大于其他3种塑料挂板,其中PUR塑料挂板海月水母螅状幼体附着率最大,附着率为3.21±0.74 ind./cm2,HDPE塑料挂板海月水母螅状幼体附着率最低为0.26±0.08 ind./cm2;海月水母浮浪幼虫附着率与不同材料表面的粗糙度并不显著相关,表明塑料挂板材料的表面粗糙度并不是影响海月水母螅状幼体附着率的关键因子,而不同材料塑料挂板上形成的生物膜可能也对海月水母浮浪幼虫的附着产生影响.研究结果可为我国近岸海域有害水母海月水母暴发和防控研究提供一定的重要参考数据.     

海月水母与海蜇不同幼体阶段的种间短期竞争研究

近年来海蜇池塘养殖业的兴起,补充了传统海蜇渔业捕捞生产的不足,推动了海蜇产业的迅猛发展。海月水母常常在海蜇养殖池塘中泛滥成灾,对海蜇养殖业常常造成很大损失,但关于海蜇与海月水母的种间竞争关系尚缺乏研究。本文对海月水母与海蜇的螅状体、碟状体及水母体幼体相互之间的短期生存竞争关系进行了初步观察研究。结果表明:除海月水母碟状体可以被海蜇螅状体所捕食外,各种类型的海蜇幼体基本不能对海月水母幼体造成危害。但海月水母螅状体及其水母体幼体对海蜇幼体均存在一定的危害性,尤其是对海蜇碟状体的危害性最为严重,在饵料缺乏的情况下海蜇碟状体可以100%地被捕食。随着海蜇幼体的生长,其对于海月水母危害的抵抗力逐渐增强。本研究显示海月水母相对于海蜇而言,在幼体种间竞争关系中处于绝对优势,这是海月水母时常暴发成灾的一个重要因素。在海蜇池塘养殖生产及苗种培育过程中,应当严禁混入海月水母幼体,以避免对海蜇养殖生产造成损害。     

胶州湾海月水母(Aurelia sp.1)丰度周年变化及对浮游动物群落的影响

2009年2—12月间在胶州湾大沽河口邻近海域的逐月现场调查中,利用垂直拖网研究了海月水母碟状体和水母体的时空分布情况以及对其它浮游动物类群的影响,并探讨了海月水母的生态适应性。结果表明:海月水母的碟状体4月份开始在胶州湾出现,并且丰度逐渐增加,到6月份达到最高峰。海月水母的水母体集中在7月份大量出现。碟状体和水母体高峰期的月平均丰度分别为2.9和1.3ind/m3。碟状体开始出现时的水温平均为11.5℃,数量高峰期的水温为20.6℃,而水母体高峰期的水温为25.2℃。该海域的浮游动物总丰度(不含夜光虫)在5—7月份有个高峰期,其中5月份最高值为486.9ind/m3。7月份海月水母高峰期,浮游动物的丰度没有明显下降,两者丰度的地理变化之间也没有显著的相关性。但是通过对2006—2010年间的浮游动物各类群丰度对比,2009年海月水母暴发时夜光虫和桡足类春季丰度高值显著低于其它年份。     

“海上大熊猫”在泣血

我国厦门和珠江口海域有一种珍贵动物,名叫中华白海豚,它是海洋世界中最聪明的哺乳动物。早在17世纪中叶,瑞典学者奥斯贝在我国珠江口海域首次观察到这种白海豚,并深深被其牛奶般的白色、温柔的举止、灵慧的生活习性所吸引,将其命名为“中华白海豚”。然而台湾海峡两岸的渔民则叫它“姑祖鱼”。每年农历3月23日妈祖诞辰日前后,     

基于转录组测序技术的海月水母足囊生殖分子机制研究

足囊生殖是海月水母(Aurelia coerulea)抵御恶劣环境的一种无性生殖方式,对维持和扩增海月水母种群具有重要作用,目前对海月水母足囊产生的分子机制尚不清楚。本研究首次构建了海月水母产囊和非产囊螅状体转录组的表达谱,并结合生物信息学比较分析,探究驱动足囊生殖的分子机制。转录组测序共检测到44 873个基因,筛选过滤后共发现200个差异表达基因,其中95个基因在产囊螅状体中显著上调,105个显著下调。本研究挖掘出了卵黄蛋白原(基因VTG-1和VTG-2)和角蛋白(基因Hornerin)等调控海月水母足囊营养储备及几丁质形成的潜在功能基因。此外,GO和KEGG分析结果显示ErbB信号通路、Hedgehog信号通路等参与细胞分裂和分化的生物学过程在产囊螅状体中显著下调,基底膜组织、运动正调节等参与细胞迁移的的生物学过程在产囊螅状体中显著富集,表明这些生物学过程在足囊形成过程中发挥着重要作用。综上,本研究为海月水母螅状体在恶劣环境下的适应机制研究提供了理论依据。     

秦皇岛海域海月水母碟状体分布与环境因子关系的多粒度分析

针对秦皇岛海域水母灾害频发问题,采用数据挖掘技术定量分析水母分布与环境因子之间的潜在关系,对水母灾害监测预警具有重要意义.本研究以2020年4月秦皇岛海域海月水母碟状体和海洋环境因子(温度、盐度、溶解氧和pH)数据作为研究对象,采用ID 3决策树作为分析模型,对海洋表层、底层环境因子分别进行多种粒度的数据离散化处理下,通过构建决策树挖掘海月水母碟状体密度分布特征与环境因子之间的定量关系;并采用K-折交叉验证、查准率、召回率与F1分数指标,以及相关性进行实验验证与分析.结果 表明:对于海月水母碟状体的密度分布,预测效果最佳的是基于平均值和标准差离散化的海洋表层环境因子构建的决策树;相关性由高到低依次为:盐度、溶解氧、pH和温度.当SSS ∈[31.49,31.79)、SSDO∈ [9.18 mg/L,9.50 mg/L)、SSpH∈ [8.12,8.21)和SST∈ [11.29℃,11.71 ℃)时,海月水母碟状体密度预测结果为高.本文研究成果可加深对该海域海月水母生存环境的了解,为进一步研究该海域大型水母灾害的监测预警提供技术支撑.     

黄、东海水母暴发机理及其生态环境效应研究进展

在全球变化和人类活动影响下海洋生态系统的结构与功能发生了很大的变化,海洋赤潮、绿潮、白潮(水母暴发)等生态灾害在多重压力下不断出现。对于以水母为代表的胶质类生物的数量增多,国际上有很多的解释和争论:水母的暴发是一种趋势性的还是周期性的现象,关键问题是对导致水母暴发原因的认识。针对这些问题,国家重点基础研究发展计划项目"中国近海水母暴发的关键过程、机理及生态环境效应"开展了综合性的研究,对前期的研究进展和结果进行系统整理发表在本专辑中,涉及水母生活史策略、环境因子对水母不同生活史阶段的生长和发育的影响、水母的暴发对环境的影响、以及对中国近海水母暴发的新认知等。     

Using LA-ICP-MS to analysis elemental composition of statoliths of Scyphozoan jellyfish

Scyphozoan jellyfish outbreak events are drawing increasing attentions during the past decade. Elemental compositions of statoliths are helpful to understand jellyfish life history and blooming mechanisms, but very rare endeavor has been focused on the Scyphozoan class. In this work, we explored the feasibility of element analysis of Aurelia aurita (a representative Scyphozoan jellyfish outbreak species in China) which may be used as proxies of environment parameters during jellyfish living and moving. Statolith crystals of Aurelia aurita were found to be a gathering of hexahedron type trigonal needle with size of 10?50 μm long, and 5?10 μm in diameter. By using laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) downhole profiling method, elements such as Ca, Sr, Mg, Na and P were found to be above the limit of detection and limit of quantification. The epidermis of statocyst could significantly impact the element analyses, so the real statolith element signal section needs to be selected based on elements and Ca profiles together with care. By laser ablated a signal spot repeatedly, the analytical uncertainty was about 3%?4% for Sr/Ca content ratio and Mg/Ca content ratio, but above 10% for other element/Ca content ratios (n=3). Based on the analysis of statolith from temperature-control cultured jellyfish, Sr/Ca content ratios among different statoliths of the same jellyfish were about 6% (n=14), demonstrating biological processes/vital effects causing small variations compared with analytical uncertainties. Therefore, Sr/Ca content ratios may be used as a potential proxy to reveal the living environment variations the Scyphozoan jellyfish has experienced, such as temperature history, which is helpful to understand jellyfish bloom mechanisms.     

海南清澜港水母暴发期间浮游生物生态特征研究

自2010年12月-2011年5月,调查研究了海南清澜港海域的浮游生物群落特征,重点跟踪监测了2011年5月黄斑海蜇(Rhopilema hispidum)暴发期间海水营养盐水平及浮游生物群落结构变化。通过样品分析,共鉴定出浮游植物111种(变种和变型),细胞密度范围为(2.25×104)-(8.19×108)cells/L,浮游动物36种,丰度范围为19.39-25798.74ind/L,其中浮游动物以桡足类为优势种群,浮游植物以硅藻为主要优势种。在水母暴发期间浮游植物以热带骨条藻(Skeletonema tropicum)为主,浮游动物以桡足类为主。清澜港养殖区为水母水螅体提供生长发育的环境和水母暴发前期浮游植物大量增殖,为浮游动物提供充足的食物,在一定程度上促进了水母的暴发。     

Distribution of moon jellyfish Aurelia aurita in relation to summer hypoxia in Hiroshima Bay,Seto Inland Sea

Biological and physical surveys were conducted in order to investigate the relationship between environmental conditions and the distribution of moon jellyfish Aurelia aurita in Hiroshima Bay, western Seto Inland Sea, Japan. Moon jellyfish and ichthyoplankton were collected at 13 stations in Hiroshima Bay during monthly surveys from July to September in 2006 and 2007. Surface temperature in 2006 was significantly lower during the August and September cruises and surface salinity was lower during all cruises than in 2007. Moon jellyfish was the most dominant gelatinous plankton collected, accounting for 89.7% in wet weight. Mean moon jellyfish abundance in 2006 was higher than that in 2007 from July through September, with significant inter-year differences for July and September. Variability in precipitation and nutritional input from the Ohta River, northernmost part of Hiroshima Bay, were suggested as possible factors affecting the inter-annual variability in moon jellyfish abundance in the coastal areas of northern Hiroshima Bay. Moon jellyfish were more abundant in the coastal areas of northern Hiroshima Bay, where the dissolved oxygen (DO) concentration was lower, while low in the central part of the bay. Japanese anchovy Engraulis japonicus eggs were most dominant (58.1% in number) among the ichthyoplankton and were abundant in the central area of Hiroshima Bay. Explanatory analysis was conducted to detect possible effects of environmental conditions on the abundance of moon jellyfish and Japanese anchovy eggs during the summer months in Hiroshima Bay. Of the environmental conditions tested (temperature, salinity and DO of surface and bottom layers at each sampling station), bottom DO had the most significant effect on the moon jellyfish abundance: there was a negative correlation between the bottom DO and the moon jellyfish abundance in Hiroshima Bay during summer.     

对黄、东海水母暴发机理的新认知

基于大量实验结果和大规模海上考察和综合分析,从基础生物学和生态学的角度,对中国近海水母暴发的机理提出一种新的理论模式:水母生活史中的大部分时间以水螅体的形式生活在海底;水母种群的暴发是水螅体对环境变异的一种应激反应,是为了逃避动荡环境、扩大分布范围、寻求新的生存空间,为种群繁衍需求更多的机会的一种生存策略。导致水母种群暴发的关键过程是海洋底层温度的变动和饵料数量的变化,全球气候变化和富营养化是中国近海水母暴发的最重要诱发因素。水母暴发是全球变化下海洋生态系统演变的一种综合体现。     

实验室海月水母大规模解体的初步研究

本实验针对两次突发的饲养海月水母(Aureliaaurita)大规模烂洞解体状况,通过对病灶处进行细菌培养,从其中每次发病水母中均各分离到2种优势病原菌菌株,利用PCR扩增和DNA测序技术,获得优势菌株16SrRNA基因序列,通过生物信息比对分析显示,导致两次海月水母发病的病原菌菌株分别为2种嗜冷杆菌(Psychrobacter sp.)和2种弧菌(Vibrio splendidusVibrio neptunius)。通过利用福林酚法进行此四种优势菌株的细菌发酵培养液蛋白酶活性的测定,结果显示,此4种细菌均具有较强的蛋白酶活性。根据实验结果推测,分离所得的2种嗜冷杆菌菌株(Paa1Paa2)和2种弧菌菌株(Vaa1Vaa2)作为此次发病海月水母的病原菌,有可能均是通过分泌胞外蛋白酶侵蚀水母伞体,从而导致伞体烂洞解体。通过本次实验分析,推测自然条件下水母暴发后的快速消亡是由水母自身免疫下降与细菌侵染的共同作用导致。     

水母灾害的形成机理、监测预测及防控技术研究进展

受人类活动和全球变化双重压力的影响,近年来我国近海水母呈现增多的趋势,局部海域水母灾害连年发生,对近海核电站等重大设施安全运行、海洋经济可持续发展和海洋生态环境安全造成严重威胁。我们不仅亟需在科学上阐明我国近海水母灾害发生的重要过程和机制,而且在技术上亟需研发水母灾害监测预警系统和防灾减灾技术体系,以提升我国海洋水母灾害应对能力和海洋环境安全保障能力。本文在查阅文献资料、国际交流与合作、课题组的研究成果的基础上,综述国内外水母灾害的形成机理、水母灾害监测及防控技术的研究进展,分析各种水母监测技术,防控技术的局限性以及在特定海域成功应用的原因,展望今后我国水母灾害的监测技术及防控策略。     

近岸海域大型水母来源与迁移路径分析——以红沿河电厂海域为例

近岸海域水母暴发可导致滨海火/核电厂取水口堵塞,对电厂安全运行造成潜在威胁。寻找水母源地及其迁移路径是水母治理的基础。本文基于拉格朗日质点追踪方法(LTRANS)建立反向追踪模型,并结合水母生态学特性对2015年6—9月聚集在红沿河电厂海域的大型水母进行溯源,获得水母源地及迁移路径,可以为螅状体栖息地寻找和水母拦截打捞提供依据,对近岸海域水母灾害防治具有重要指导意义。溯源结果表明:(1)红沿河电厂及其邻近海域的水母可能来自多个不同源区,辽东湾西部、北部及电厂南北两侧等海域的水母均有可能迁移至电厂附近;(2)受水温和环流影响,6—9月期间到达电厂附近的水母主要源区及迁移路径不同,早期出现在电厂海域的水母很可能是局地产生的,而7—9月持续的高风险水母灾害则主要取决于渤海不同源区水母的物理聚集;(3)根据水母的主要迁移路径,建议在电厂取水口约15km的海域设置一条封闭监测断面,对水母进行实时监测;在距离取水口约30km的外侧海域设置一条调查断面,于7月初至8月中旬,每5天进行一次定点拖网调查。此外,在距离电厂取水口15—20km的西南方向上,对水母进行拦截打捞可大大降低水母入侵风险。     

红沿河海域常见水母的食物组成分析——基于稳定同位素和脂肪酸标记法

为了探究不同种类水母对浮游食物网的摄食影响,采用碳氮稳定同位素和脂肪酸标记法,研究分析了渤海红沿河海域常见的4种小型水母(伞径直径5 cm:卡玛拉水母Malagazzia carolinae、球形侧腕水母Pleurobrachia globosa、帽铃水母Tiaricodon coeruleus、半球美螅水母Clytia hemisphaerica和3种大型水母(伞径10—200cm:沙海蜇Nemopilema nomurai、海月水母Aurelia aurita)和白色霞水母Cyanea nozakii)的食物组成。结果表明,不同种类水母的食物组成存在差异。其中卡玛拉水母、球形侧腕水母、帽铃水母、半球美螅水母和白色霞水母均偏肉食食性,食物组成中动物性食物所占比例更高,高于海月水母与沙海蜇。在食物粒径谱上,帽铃水母和半球美螅水母较大粒径的食物比例均高于小粒径的悬浮有机物(POM)比例。卡玛拉水母和球形侧腕水母各个粒径食物比例接近。大型水母中,白色霞水母的食物中大粒径的浮游动物的比例高于海月水母,更高于沙海蜇。由此看来,小型水母和大型的白色霞水母的暴发会直接影响大中型浮游动物数量,海月水母的暴发对不同大小的浮游生物均会产生一定的影响。而沙海蜇的暴发会大量摄食1 mm的小型浮游生物和POM,对大中型浮游动物以及更高营养层生物(鱼类等)的影响可能是通过蜇伤以及饵料竞争导致的。因此,不同种类水母暴发对浮游生物的影响存在差异。本研究从摄食角度初步探究了水母对海洋生态系统物质循环和能量流动的影响,为水母暴发的灾害防治提供了数据支持。