长江口及其临近海域大型底栖动物功能群演替初探

本研究利用2006年、2009年、2011年和2013年所获得的长江口及临近海域大型底栖动物样品进行功能群分类,并与相应环境因子进行相关性分析。历年调查获得大型底栖动物分别为256种、251种、261种和343种,分为五类功能群,包括浮游生物食者(planktophagous group, Pl)、植食者(phytophagous group, Ph)、肉食者(carnivorous group, C)、杂食者(omnivorous group, O)、碎屑食者(detritivorous group, D)。研究发现在调查区域中平均生物量和平均密度均有上升,底栖动物整体趋于小型化,其中肉食者功能群占主导地位,浮游生物食者功能群增长较快,植食者功能群数量较少。环境因子中,溶解氧、硝酸盐、pH和温度对功能群生物密度的影响较大。本研究通过分析功能群演替及其与环境因素的关系为日后大型底栖动物功能群演化的研究提供基础资料,为生态修复提供基本数据支持。     

长江口及邻近海区浮游动物总生物量分析

依据1998年11月、1999年5月、2000年11月和2001年5月4个航次在长江口及其邻近海区调查所获得的大型浮游生物网垂直拖样品,对测区的浮游动物总生物量的总体水平,分布和种类组成进行了分析,并将研究结果与1958—1959年全国海洋普查的资料和1985—1986年“三峡工程对长江口及邻近海区生态与环境的影响”调查资料进行了同测区、同月份的对比。结果显示,测区1999年和2001年5月份浮游动物总生物量近几年比50年代末和80年代中期有明显增加,分别增加了1．43—1．76和0.95—1.22倍;11月份总生物量的分布格局和种类组成没有大的变化。这可能反映长江口及其邻近海区浮游动物的变动趋势,但仍需要更多的资料证实。     

长江口及其邻近海域有害藻华的发生情况、危害效应与演变趋势

长江口及其邻近海域是我国近海有害藻华高发区之一。自2000年以来,由东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和亚历山大藻(Alexandrium spp.)等甲藻形成的大规模有害藻华连年暴发,对海水养殖业、人类健康和生态安全构成了严重威胁。以往调查和研究工作表明,长江口及其邻近海域藻华优势类群近年来已由硅藻逐渐转变为甲藻,同时,有害藻华原因种也表现出明显的年际变异特征和有毒有害藻种增多的态势,亟待解析其演变机理、趋势和驱动因素。长江口及其邻近海域受长江径流影响,富营养化问题突出,是大规模有害藻华形成的重要原因。同时,该海域也受到来自台湾东北部黑潮分支的影响,但对其与有害藻华的关系所知甚少。在中国科学院战略性先导科技专项"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"支持下,针对这一问题开展了较为系统的调查和研究工作,本文对研究中得到的科学认识进行了初步总结。结果表明:东海黑潮分支能够到达长江口及其邻近海域赤潮区,影响该海域赤潮生物多样性状况;黑潮分支对长江口及其邻近海域甲藻赤潮发生过程具有重要调控作用;长江冲淡水和黑潮分支的共同作用决定了长江口及其邻近海域有害藻华的发生过程和演变趋势。在现有结果基础上进一步分析和讨论了未来长江口及其邻近海域有害藻华的研究方向,以期为进一步解析有害藻华演变趋势、提升有害藻华的监测和预警能力提供依据。     

长江口邻近海域海水pH的季节变化及其影响因素

基于对2015—2016年长江口邻近海域现场调查数据的分析,探讨了其海水pH的季节变化和影响因素。结果表明:长江口邻近海域四季pH在7.76—8.32之间,其中夏季最高,秋季最低;夏季具有明显的分层现象,冬季水体pH垂直分布相对均一。长江冲淡水对长江口邻近海域水体pH的影响是局域性的。浮游植物光合作用是影响春、夏、秋季海水pH区域分布的重要过程。春、冬季节表层海水pH分布受海-气界面CO2交换的影响较大。温度、生物作用及长江冲淡水扩展是导致长江口邻近海域表层海水pH季节变化的主要因素。     

长江口上升流海区的生态环境特征

根据 1 985年 8月的调查资料 ,讨论了长江口上升流海区的生态环境特征。研究表明 ,在长江口外 ,大约在 1 2 2°2 0′— 1 2 3°1 0′E、31°0 0′— 32°0 0′N海区存在着明显的下层高盐冷水的抬升现象 ;伴随这种上升运动 ,于 5— 1 0m层 ,在上述高盐冷水区明显地存在一个低溶解氧、高营养盐区。资料表明 ,该低氧、高营养盐海水不是直接来自表层的长江冲淡水 ,而是来自深底层的变性后的台湾暖流水。分析表明 ,长江口外的浮游植物高值区的分布位置与上升流区基本一致 ,两者比较浮游植物高值区略向东南方向偏移约 1 5— 2 0km。作者认为形成这种偏离现象的原因可能与上升流中心区水温偏低有关     

2012年长江口及其邻近海域营养盐分布的季节变化及影响因素

根据2012年3、5、8和12月4个航次长江口及邻近海域的调查数据,研究了氮、磷、硅营养盐及总氮(TN)、总磷(TP)的浓度特点,及其与盐度的相关性和叶绿素a的变化特征。结果表明,总溶解无机氮(DIN)、硅酸盐(Si O3)和TN的浓度分布均表现出自长江口至外海迅速降低的特征,且与盐度呈现显著负相关性。磷酸盐(PO4)的浓度降低程度随远离河口而减弱,且与盐度的相关性相对较弱,可能存在外海水补充;而TP则在长江口浑浊带海域呈现出较高浓度,且与盐度的相关性不明显,可能是受浑浊带泥沙吸附所致。在调查海区内,DIN与TN的平均值在夏季较低,结合叶绿素a数据分析,认为浮游植物吸收作用降低了DIN和TN的浓度。通过分析各营养盐之间的比值特征,进一步考察了营养盐来源及其对浮游植物生长的可能限制情况,其中N/P比值的变化同样揭示了N主要来自于长江水而P有部分来自于外海水的特征。该比值呈现远离河口而降低的特征,且在浑浊带无明显季节变化。春季和夏季有超过90%的调查站位显示潜在P限制,且均位于外海区。与历史资料对比发现,春季和夏季潜在P限制站位的比例明显升高,而潜在Si限制站位比例在春季和夏季降低。本文研究认为,营养盐含量及组成结构反映了该海域浮游植物群落组成和优势种的演替。     

长江口及邻近海域表层海水细菌多样性及群落结构

从长江口及邻近海域10 个站点采集表层海水, 通过DAPI 染色计数和克隆文库构建的方法, 对细菌的多样性及群落结构进行初步研究。DAPI 染色计数结果显示长江口及邻近海域表层海水中 细菌丰度总体较高, 生物量变化较大, 从1.16×10⁵(A04 站点)到 1.48×10⁶ cells/mL (B03 站点); 总体 趋势从长江口向外海增加。细菌克隆文库的系统发育分析表明: 细菌序列以变形菌门为主(占总文库 的60.61%), 其中α-变形菌纲是绝对优势类群(50.62%); 其次是拟杆菌门(15.18%)、放线菌门(14.79%) 和蓝细菌门(4.61%), 还有少量厚壁菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、浮霉菌门、纤维杆菌门、疣微菌门 等; 另外柔膜菌门和SAR 类群也有发现。文库多样性分析结果显示长江口及邻近海域部分站点表层 海水中细菌多样性显著, 与研究区海域水产养殖活动有关, 并受到区域洋流和海洋化学环境(如低氧 带)的影响。     

颗粒态有机物在长江口及其邻近海域的夏季分布和影响因素初析

利用气相色谱法对长江口及其邻近海域的表层颗粒态木质素(p-lignin)进行测定和分析,结合粒度、有机碳(OC%)、叶绿素a(Chl a)、碳稳定同位素(δ13C)等参数研究颗粒态有机物的夏季分布,并对其分布影响因素进行了初步分析。结果表明,悬浮颗粒物粒度组成以粘土和粉砂为主,平均粒径为7.9μm;OC%的值为0.57—7.41%,Chl a的值为0.35—3.71μg/L,δ13C的值为-25.7‰—–16.6‰,在口门外水华站位出现OC%、Chl a和δ13C的最大值,表明浮游生物的现场生产是主要贡献;紫丁香基酚类(S)、香草基酚类(V)和肉桂基酚类(C)8种木质素酚单体的含量Λ8(相对于总有机碳的含量)为0.0406—1.47mg/100mg OC;紫丁香基系列与香草基系列的质量比值(S/V)的分布范围较宽,为0.5—1.6之间,均值为0.8;肉桂基含量与香草基含量比值(C/V)的分布范围为0.02—0.2之间,均值为0.09;香草基酚类的酸醛比值[(Ad/Al)v]在0.24—2.30之间。盐度、总悬浮颗粒物(TSM)浓度是控制长江口内区与邻近海域颗粒态有机物来源与分布差异的重要控制因素,颗粒态木质素在向海输送过程中还会受到矿物组分、生物降解、浮游生物现场生产等各种因素的作用,使其组成成分和性质发生改变。木质素等参数表明最大浑浊带尽管对颗粒态有机物向海输送有改造作用,但是影响区域有限。     

2004年长江口浮游植物群落结构特征分析

根据2004年2月、5月、8月、11月长江口生态环境调查资料,分析了长江口及邻近海域浮游植物群落结构的时空变化特征及其与环境因子的关系。结果表明,2004年,共鉴定浮游植物153种,其中硅藻类111种,甲藻类42种。与20世纪80年代同期相比,春季硅藻种类数目显著增加,夏季减少,秋冬两季变化不大,甲藻种类数目在春、夏、秋季均有明显增加。2004年浮游植物种类以温带近岸性种类为主,暖水性和广布性种类和丰度增加;除冬季以外,中肋骨条藻在长江河口及邻近海域仍处于绝对优势。受长江巨大径流影响,2004年浮游植物丰度季节变化是单周期型,高峰期出现在春季,与以往调查结果不同。通过CCA梯度分析,将长江口浮游植物分为六大类群,不同浮游植物类群对环境因子的响应机制不同。2004年影响长江口浮游植物群落结构的主要环境因素为温度、盐度、透明度、溶解氧、总磷、pH、氨氮和磷酸盐（P〈0．01）;与80年代相比,长江口生态与环境发生了显著改变：硅酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐增加1倍余,氨氮和溶解氧含量降低,冬季、春季和秋季的水温显著上升。环境因子的改变直接影响长江口浮游植物的群落结构,各季节要引起长江口浮游植物群落结构变异的驱动因素不同。     

2004-2016年夏季长江口网采浮游植物及其影响因素

基于2004-2016年夏季长江口生态监控区13年的生态环境调查数据,开展网采浮游植物年际变化及其与环境因子关系研究。结果表明：（1）共鉴定出浮游植物7门263种,以硅藻占绝对优势,甲藻次之,物种数呈增加趋势,其中硅藻种类数占有比下降,而甲藻的种类数占有比呈上升趋势;（2）总细胞丰度、硅藻细胞丰度和甲藻细胞丰度都呈上升趋势,除2014年外,其余年份硅藻细胞丰度都占绝对优势并与总细胞丰度的分布曲线和变化趋势基本一致;（3）水平分布模式及其年际变化受环流变化和水团消长的影响,总体趋势是河口区细胞丰度较低,由河口到外海呈逐渐增大趋势,部分年份呈现先增大后减小的趋势;（4）生物多样性多年呈下降趋势,物种组成随空间和时间变化较大,只有较少的种类能够保持稳定,多数物种只是偶尔被检出;（5）中肋骨条藻有10年为区域第一优势种,41种常见种中有31种细胞丰度呈增加趋势,10种细胞丰度呈下降趋势。（6）浮游植物细胞丰度与活性磷酸盐和无机氮具有相关性,种类数、多样性指数除了与溶解氧、氨氮、叶绿素a无相关性外与其他10种环境因子都相关。本研究能够较好反映研究区域浮游植物的本底情况及演变趋势。