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。     

环境RNA技术在水生生态系统生物多样性监测中的应用

随着人类活动在全球范围内的不断增强，水生生态系统的生物多样性丧失，群落结构发生巨大变化。因此，进行准确可靠的生物多样性监测来确定目标区域的物种丰度和群落结构对生态保护和资源可持续利用至关重要。环境DNA技术（eDNA）作为一种非入侵性的新手段，正在迅速发展，然而，eDNA技术易出现假阳性，从而导致实时生物多样性监测不准确的现象仍然普遍存在。与eDNA技术相比，环境RNA技术（eRNA）的快速降解使得它具有减少eDNA监测结果假阳性的潜力。本文概述了eRNA技术在水生生态系统的生物多样性监测中的可行性，主要从eRNA技术在水生生态系统中的可检测性和提高检测分辨率的潜力两个方面来介绍；综述了eRNA技术目前在水生生态系统生物多样性监测方面的研究进展；指出了eRNA技术目前存在的问题并分析了未来的研究方向。本文对未来将eRNA技术实际应用于水生生态系统的生物多样性监测、生态保护和资源可持续利用具有一定的参考价值。     

生物传感技术在海洋监测中的应用

21世纪是海洋开发的世纪,我国将更加关注在可持续发展前提下的海洋资源的合理开发和海洋环境保护,特别是更多地关注近海生态环境的监测和保护。用于海洋监测的生物传感器技术是一种基于生物敏感元件对污染物的生理、生化、细胞反应而建立起来的海洋生物监测技术,有很高的灵敏度,并可与生物个体的生长、繁殖、代谢、存活等指标直接联系起来,...     

RNA干扰技术在水生生物研究中的应用

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是生物体内1种抑制特定基因表达的机制,在果蝇、线虫、真菌和哺乳动物等很多类生物中存在.RNAi也存在于虾、斑马鱼、海鞘等水生生物中,斑马鱼、海鞘等的研究结果证明:RNAi技术是研究水生生物胚胎发育和基因功能的有效方法.众所周知,海水养殖生物病毒病的防治是世界性难题,利用RNAi技术对病毒的特定基因进行干扰,将是1种新型抗病毒治疗方法.为了积极推动该项技术在中国的应用,文中介绍了RNAi在国际水生生物研究中的状况,分析了应用效果与前景.     

生物不对称性变异在研究胁迫对水生生物的影响中的应用

化学污染，气候变化和养殖导致的遗传变化是影响水生生物的重要环境胁迫因素，会使生物种群的适应和竞争能力等健康指数降低。生物体发育的稳定性作为环境胁迫对生物健康指数的标志之一，在过去几十年的研究中得到了广泛的关注。生物发育的稳定性通常以生物不对称变异(即：与生物对称性的偏差)表示。与不对称的生物相比，具有对称性的生物个体通常生长较快、繁殖力强、存活率也高；不适宜环境往往导致生物体不对称性变异程度增加。主要就生物不对称性变异的原理、实际测定中的问题及该方法在水生生物研究中的适用范围进行了论述。     

航空遥感技术在南四湖水生植被调查中的应用

一、水产植被的环境条件南四湖位于山东的西南部,即北纬34°27′至35°20′,东经116°34′至117°21′之间。由南阳湖、独山湖、昭阳湖和微山湖四个湖泊串连而成。各湖之间无明显界线,总面积为1126平方公里。在汛期和枯水期面积常有变化,通常水深1—2米。湖中部二级坝水利工程把其分成了不同水面高度的两个湖泊。通常情况下,上级湖水面比下级湖水面高1.5米左右。     

环境DNA技术在渔业资源生物量评估中的研究进展

近年来,由于过度频繁的人类活动,导致全球渔业资源正遭受威胁。与传统渔业评估方法相比,环境DNA(eDNA)技术具有操作简便、侵入性低、灵敏度高等优点,因而在水生生态系统中应用广泛。eDNA技术在物种丰度和生物量评估中已经被证明是可行的,本文总结了eDNA技术渔业资源生物量评估中的研究进展,从eDNA技术与传统方法互补性、eDNA浓度影响因素及模型、生物量定量模型以及应用前景等方面展开阐述,为以后eDNA技术在渔业资源生物量评估中应用提供参考。     

网络管理技术在海洋立体环境监测系统中的应用

对海洋环境立体监测系统中的网络管理问题 ,论述了网络管理方法对于海洋立体环境监测系统网络的管理技术 ,对如何有效地管理网络 ,如何为现有网络规划网络管理系统具有一定的意义     

MICROTOX法在监测生物毒性中的应用

本文用ＭＩＣＲＯＴＯＸ法测定了甲胺磷、乐果、甲基异柳磷等三种有机磷农药的生物毒性,分析了厦门近岸海域水体生物毒性及甲胺磷降解过程中的毒性变化。测定结果表明：１）甲基异柳磷对发光细菌相对发光度的抑制作用最强,乐果对发光细菌的抑制的作用最弱;２）黄厝海滩与胡里册海滩终年各月份水样发光细菌的相对发光度都在８０％以上,属于低毒或无毒水平;３）甲胺磷在降解过程中毒性逐渐减小,其毒性下降幅度为：降解菌株１〉降     

三维可视化技术在海底环境探测中的应用

探讨了多波束测量和三维可视化技术在海洋中的应用。多波束测量系统产生的海量探测数据，为数据可视化和数据分析技术的发展创造了机会。通过可视化技术可以在不降低原始数据质量的情况下，进行多源数据的融合显示。对DTM数据进行光照、明暗和三维处理，可以创造一种直观、易于理解的可视化效果。将反映物质属性的信息作为假彩色纹理，叠加到地形之上，在交互式分析工具的支持下，可以使三维可视化技术在海洋地质、海洋环境、海洋渔业和海洋工程中得到广泛的应用。     

Environmental monitoring of the Zhujiang Estuary and its coastal waters

The Zhujiang (Pearl River) Estuary is a complex water system whose catchments basincovers a very large part of southern China. The large quantity of fresh water carried by the river system flows into the northern coast of the South China Sea through its eight inlets. The Zhujiang River Delta has experienced the fastest economic growth in China during the past two decades. Rapid population expansion and increased industrial development coupled with insufficient waste management turned the Zhujiang Estuary into waste disposal channels just before entering the coastal waters. The water quality of the estuaries and the coastal oceans has become polluted. During the past two years, an intensive study and monitoring efforts of the pollutions of these waters have been made. A systematic and integrated monitoring task including shore-based measurements, shipboard in-situ measurements, and satellite and radar remote sensing surveys has been completed. Comprehensive collection of physical, chemical and biological     

海洋生态在线监测技术研究进展

在人类活动和气候变化的双重压力下,当前我国各类生态灾害多发、典型生态系统普遍退化、海洋生物资源持续衰退,海洋生态安全形势不容乐观,海洋生态监测工作面临迫切需求。现有的传统监测技术和手段频率低、数据量小、趋势分析难,难以满足当前生态监测的需求。海洋生态在线监测技术具有实时性、连续性的特点,可以实现全时段、全天候、不间断地获取海洋环境监测数据,及时准确掌握环境质量的变化,具有传统监测手段无法比拟的优势。本文从综合性在线观监测系统、监测平台手段、在线监测传感器/分析仪器不同层次,深入分析了国内外生态在线监测技术发展现状,探讨了我国在海洋生态监测领域存在的问题,并提出了相应的发展建议,推进我国生态监测业务化工作的开展。     

我国海洋放射性监测技术体系现状及展望

随着我国滨海核设施和核技术利用项目的大力建设与发展,迫切需要建立一套统一、规范的海洋放射性监测技术体系,以保障和应对我国海洋放射性环境安全与风险.本文分别对当前海洋放射性样品采集规范体系、海洋放射性监测技术规范体系、海洋放射性监测分析方法体系、海洋放射性质量评价体系和质量保证体系进行梳理,提出海洋放射性监测技术体系的发...     

环境要素驱动下的长江口无脊椎动物群聚特征

为探讨2013年长江口及其邻近海域游泳动物中无脊椎动物群落特征,作者根据5月(春季)和11月(秋季)长江口渔业资源综合调查数据,探讨无脊椎动物优势种分布和群落结构与环境因子的关系。结果显示, 2013年共采集无脊椎动物25种,隶属于2纲5目11科,甲壳动物为优势类群。春季优势种为三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)和日本枪乌贼(Loliolus japonica);秋季优势种为三疣梭子蟹、中华管鞭虾(Solenocera melantho)、口虾蛄(Oratosquilla oratoria)和双斑蟳(Charybdis bimaculata),其中三疣梭子蟹在两季节优势度均为最高。春、秋两季无脊椎动物群落差异极显著,两个季节都存在南、北两个群聚组。无脊椎动物资源量主要集中在优势种群,秋季丰度和生物量均高于春季。无脊椎动物群落季节内站位之间相似性较低,季节间差异较高,表现出较明显的空间异质性和季节演替。冗余分析(RDA)结果显示,春、秋季无脊椎动物群落时空差异显著,两季节均存在南、北两个群聚组。优势物种对悬浮物的选择性不同,三疣梭子蟹、口虾蛄和双斑蟳丰度的高值区均集中在高浊度海域,日本枪乌贼和中华管鞭虾更倾向于分布在清澈的海域。温度主要影响物种的季节洄游而驱动无脊椎动物群落的时间变异,悬浮物含量主要影响动物生存条件而驱动群落的空间变异。     

环境DNA技术在渔业资源生物量评估中的研究进展:现状与展望

近年来,由于过度频繁的人类活动,导致全球渔业资源正遭受威胁.与传统渔业评估方法相比,环境DNA(eDNA)技术具有操作简便、侵入性低、灵敏度高等优点,因而在渔业资源评估中应用广泛.eDNA技术在物种丰度和生物量评估中已经被证明是可行的,本文总结了eDNA技术在渔业资源生物量评估中的研究现状,从eDNA技术与传统方法互补...     

长江口中华鲟保护区海洋环境监测浮标站点的优化设计

长江口是众多洄游性鱼类重要的栖息场所,其复杂的环境条件影响着该水域水生生物的生长和繁殖过程。海洋环境监测浮标能够对诸多环境要素进行长期、连续、实时和大范围的监测,是现代海洋环境自动观测系统中的重要组成部分。为在长江口中华鲟自然保护区及其邻近水域组建合理有效的浮标监测网络,本研究基于海上实测调查数据,使用普通克里金法模拟了多种环境要素的空间分布,在此基础上比较了分层随机采样设计中不同分层方案和站点数量变化对监测效果的影响,结果显示：(1)盐度要素在层数为3的分层随机采样方法中采样精度更高,水温、溶解氧和化学需氧量要素在层数为2的采样设计中采样效果更好;(2)站点数越多,相对误差越集中并趋向于0,并当站点数多于30时,采样估测准确性逐渐趋于稳定;(3)各季节中,秋季盐度要素中层数为2的采样准确性更高;与其他3季以及总体相对误差结果相比,冬季化学需氧量要素的采样效果比其他3个季节要差。在今后长江口中华鲟自然保护区水域组建环境监测浮标网络时,建议采用3层的分层随机采样作为盐度监测的分层标准,且站点数量要大于50个;使用2层的分层随机采样作为其他多种水文环境要素监测的分层标准,且站点数量要大于30个。     

长江口南港航道沙波群研究

本文利用Innerspace449热敏式双频测深仪和GPS(全球定位系统)在长江口南港和南北槽主航道走航观测结果,确认南港(吴淞口以下)上段航道在洪季正常风况下存在尺度较大的沙波群,并对沙波的几何特征、形成条件、迁移速率以及台风后的变化做了初步分析.结果表明:(1)在统计的652个沙波中,平均和最大波长分别为21m和105m.平均和最大波高分别为0.8m和2.7m,波高和波长间具有明显的正相关关系;沙波中72%为单一沙波,复合沙波的波长和沙波指数较大;单一沙波最大、最小和平均沙波指数分别为36.5、11.2和21.8(复合沙波最大可达69.3);随着沙波度的增大,沙波指数呈增大趋势;绝大多数沙波(波高＜1m)是对称或近于对称的,但波高＞1m的沙波通常向海倾斜.(2)沙波沉积物为分选好的细沙,Φ50为2.70.(3)沙波现场水流费劳德数Fr小于0.2,与某些理论相符而与某些水槽实验结果相冲突.(4)大潮和寻常潮一个涨(落)潮过程沙波来回迁移的距离约为1～5m;小潮期间沙波的迁移距离接近0;落潮迁移距离总是大于涨潮.(5)台风后沙波有被掩埋的迹象.结果包括:①沙质床底是形成沙波的重要基础.南北槽虽具有沙波形成的动力条件,但因最大浑浊带发育而造成淤泥质床底,故沙波不发育.②潮汐河口双向流环境下沙波的对称性较好,频繁的水动力变化使沙波的消长和迁移过程更加复杂,但沙波的基本特征和形成条件与单向流河流环境相似.     

长江口外海水中有色溶解有机物（CDOM）的光吸收特性

基于2008年5、11月2次调查数据,研究了长江口邻近海域水体有色溶解有机物（CDOM）的光吸收特性及其时空分布特征,探讨了CDOM含量、光谱斜率Sg值及其与特征波长下吸收系数a（440）的关系.结果表明,春季该海域有色溶解有机物的吸收系数a（440）的范围为2.232~8.671 m-1,平均值为4.523 m-1;秋季其吸收系数a（440）的变化范围为0.390~6.135 m-1,平均值为2.209 m-1.该水体CDOM吸收曲线基本呈指数衰减趋势.在400~440 nm波段内,春季其光谱斜率Sg值范围为0.002 0~0.014 2 nm-1,平均值为0.008 7 nm-1秋季的介于0.020 8~0.052 6 nm-1之间.平均值为0.037 5 nm-1.同时有色溶解有机物吸收系数a（440）与Sg值存在着较显著的负相关关系.     

我国海洋放射性环境质量评价方法研究进展

随着核电工业的迅猛发展,海洋放射性污染压力日益严峻。特别是福岛核事故后,人们对海洋放射性环境影响评价愈加重视。本研究介绍了我国海洋放射性环境质量评价的最新研究成果,包括方法的基础假设、整体框架、参考依据以及海洋放射性环境效应、海洋放射性环境质量分级和低放废物长期排放的潜在风险这3部分详细的评价方法。整套方法参考了国际上重要的生态放射性评估方法,结合我们自身海洋放射性环境管理和评价需求,通过“学习 吸收 创新”的方式形成了一套相对完整的海洋放射性环境质量评价方法,实现了我国从无到有的突破,最终形成了一套专门的评价软件MREQA V1.0,能够简化工作、提高效率,可服务于后续的管理及评价,并供同行参考使用。