基于氮、磷收支的人工湿地-池塘循环水养殖系统净化效果评价

池塘循环水养殖与人工湿地相组合,是将养殖生产与净化养殖废水并举的新思路,研究该组合系统中氮、磷物质的源-汇作用,对系统工艺参数的设置具有指导意义。本文研究了在复合垂直潜流人工湿地-池塘循环水养殖系统中氮、磷生源要素的流向与收支,并通过氮、磷收支评价人工湿地对池塘尾水净化效果。研究表明:在5个月的试验周期内,饲料投入是该养殖系统氮、磷收入最主要的途径,分别占总收入的65.61%和81.44%,其次是水体中带入的氮、磷。在试验初期,由于养殖生物与湿地植物的生物量较小,因此其对系统的氮、磷收入部分贡献较小。沉积物蓄积是氮、磷最主要的支出途径,占总支出氮、磷的比例为28.60%和42.23%;其次为养殖生物的收获,占总支出氮、磷的26.05%和30.77%;人工湿地植物与基质蓄积的氮、磷占总支出的15.81%和16.11%;通过池塘底泥渗漏损失的氮、磷较少。人工湿地对氨氮、总氮、总磷的去除率分别为33.72%~66.32%、36.35%~72.40%、44.69%~57.32%,且氨氮与总氮的去除率受温度影响显著。研究结果表明:人工湿地对池塘尾水有显著的净化效果,可通过植物收割、基质移除等方式去除系统内未被有效利用的氮、磷,减少池塘内源性氮、磷的蓄积。人工湿地-池塘循环水养殖模式具有良好的生态效益,是一种绿色、可持续的养殖模式。     

组织培养获得的海黍子幼孢子体的营养盐吸收和生长特性的研究

以组织培养间接获得的海黍子幼孢子体为实验对象,研究温度和氮、磷浓度对其营养盐吸收和生长的影响。结果显示,15~30℃范围内幼孢子体均可吸收NO-3-N、NH+4-N和PO3-4-P。25~30℃下NH+4-N的吸收显著高于10~15℃时,而NO-3-N和PO3-4-P的吸收速率在实验温度下差异不显著。NO-3-N、NH+4-N和PO3-4-P的最大吸收速率分别出现在15、25和25℃。当氮浓度3 000μg·L-1时,幼孢子体均可吸收NO-3-N和NH+4-N,且二者均呈现开放型吸收模式。当磷浓度30μg·L-1时,幼孢子体可吸收PO3-4-P,且呈现饱和型模式。温度对幼孢子体的生长影响显著。10~30℃范围内,富含氮磷组和去除氮磷组的特定生长率(SGR)均随着温度的升高先增大后减小,且最大SGR(分别为19.58%·d-1和14.58%·d-1)均在25℃时取得;叶绿素a、c的含量随着温度的升高先减小后增大。氮、磷浓度对幼孢子体的生长影响显著。富含氮磷组的SGR、叶绿素a含量和叶绿素c含量分别在15~25℃、15~30℃和20~30℃范围内显著高于去除氮磷组。     

异养蛋白核小球藻净化对虾池塘养殖尾水的实验

为研究异养培养的蛋白核小球藻(Chlorellapyrenoidosa)去除对虾池塘养殖尾水氮、磷营养盐的效果,本实验通过对异养藻种的光自养转换、盐度驯化,并以不同初始密度接种入养殖尾水,定期检测水体中氨氮、磷酸盐、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮等指标,分析其对营养盐的吸收利用规律。结果表明:光照强度6 600 lx、光照周期16 h∶8 h(L/D)、温度25±0.5℃条件下,接种细胞密度为1.0×105个/mL、5.0×105个/mL、1.0×106个/mL的蛋白核小球藻均在接种初期快速进入指数生长期, 10 d后进入生长平台期, 20 d藻细胞生物量分别增加39.25、7.98和4.07倍;蛋白核小球藻能明显降低养殖水体中氮、磷营养盐浓度,起到去氮除磷的净化作用,磷酸盐的去除率随藻细胞的生长持续上升, 21 d去除率分别为58.8%±0.72%、72.9%±1.7%、81.4%±9.86%;对氮盐的利用规律依次为氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮,氨氮6 d的去除率达81.9%±6.0%, 96.2%±1.16%, 95.4%±1.24%,硝酸氮21d去除率达82%±1.35%、93.3%±4.41%...     

菹草和螺蛳对养殖池塘水体及底泥氮、磷等净化效果研究

通过将螺蛳与3个不同覆盖面积的菹草(10%、20%、30%)组合,研究了沉水植物菹草和底栖动物螺蛳构建的净化体系对养殖池塘水体及底泥间隙水氮、磷等污染物的净化效果。结果表明:螺蛳对养殖池塘水体及底泥具有一定的净化效果,菹草和螺蛳协同作用对养殖池塘水体及底泥氮磷等污染物的去除效果优于螺蛳单独作用;不同覆盖面积的菹草和螺蛳组合作用对养殖池塘水体及底泥总氮(TN)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、亚硝态氮(NO_2~--N)等的去除效果不同,覆盖面积30%的菹草和螺蛳组合对可大幅降低养殖池塘水体中TN、TP、NH_4~+-N以及NO_2~--N浓度。     

竹叶草浮床对采矿塌陷区养殖池塘水质修复效果的研究

通过在采矿塌陷形成的养殖池塘放置覆盖率分别为10%、20%、30%的竹叶草,研究了竹叶草对采矿塌陷养殖水域的水质修复作用。结果表明,放置了竹叶草浮床的池塘中总氮(TN)和总磷(TP)含量显著低于未放置竹叶草的对照组池塘,且浮床覆盖率越大,对水体中TN、TP、氨氮(NH_4~+-N)、亚硝氮(NO_2~--N)、COD净化效果越好。本研究表明,利用竹叶草浮床可有效去除采矿塌陷水体N、P等营养物质,并且竹叶草覆盖率为30%的效果更明显。     

不同池塘养殖模式的环境氮磷负荷及其水质特征

2008年3月至2009年1月研究了广东海丰县东关联安围湿地两种投饵养殖模式——对虾主养(半集约化养殖)和虾蟹混养(半集约化养殖)海水池塘的环境氮磷负荷和养殖水体氮磷含量的周年变化情况,并以不投饵的塭围虾贝混养(粗放式养殖)模式为对照。3种模式中,池塘单位面积环境氮、磷负荷以对虾主养模式最高,分别为36.52 kg/hm2和7.39 kg/hm2;虾蟹混养模式次之,分别为1.49 kg/hm2和0.52kg/hm2;而塭围虾贝混养模式最低,分别为–2.47 kg/hm2和–0.34 kg/hm2。每月1次对3种模式养殖过程中水体的总氮、硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮和总磷及磷酸盐含量进行监测,结果表明,与养殖环境氮磷负荷大小相对应,塭围虾贝混养池塘水质最好,虾蟹混养池塘次之,而对虾主养池塘水质最差,这种现象尤其在养殖后期更为明显。     

海黍子提取物对不饱和脂质抗氧化作用

为了获得天然抗氧化物质,利用自由基引发氧化体系对青岛近海的24种海藻的抗氧化性能进行了筛选,获得了具有较强抗氧化活性的藻种-海黍子(Sagassum kjellmanianum),并从中分离得到两种混合组分(Fr1、Fr2),进一步研究了它们对鱼油和卵磷脂的抗氧化作用。研究结果表明(1)在37℃恒温自动氧化条件下,两种海黍子提取物(0.25%)在均相和乳化体系中,对鱼油都有较好抗氧化作用,抗氧化效果比维生素E(0.2%)好;(2)乳化和非乳化体系比较,海黍子提取物在乳化体系中对不饱和脂质的抗氧化作用更好;(3)在自由基引发剂引发氧化下,Fr2(0.6%)对卵磷脂抗氧化作用效果比BHT(0.02%)好。     

黄渤海近海海藻养殖规模及固碳强度时空分布

定量研究黄渤海近海大型经济海藻的面积、产量及其固碳能力和空间分布,对海洋牧场建设和海藻固碳强度研究具有重要意义。基于2001—2016年《中国渔业统计年鉴》和2016年《山东渔业统计年鉴》数据,对2001—2015年黄渤海近海和全国近海养殖大型经济海藻的产量、面积及结构进行了对比分析,采用CCI指数计算了黄渤海近海及全国近海大型经济海藻的固碳能力,并分析了2016年山东省养殖海藻的空间分布特征。研究表明:2001—2015年海藻养殖面积、产量整体呈上升趋势,其中全国海藻养殖面积在2005—2007年,产量在2006—2007年出现间断性下降,黄渤海海藻养殖面积在2005—2007年,产量在2001—2003年、2005—2008年出现阶段性下降;黄渤海近海海藻养殖产量占全国近海海藻养殖产量年均约45.53%,固碳总量占全国海藻固碳总量年均约51.75%,其中裙带菜,海带及紫菜为黄渤海海藻养殖的主要经济藻类;以山东省为典型省份的海藻固碳强度在海岸带间表现出明显的空间分布差异,其中威海市荣成区域人工养殖海藻固碳总量最多。     

刺参-对虾复合养殖系统主要营养盐动态变化及循环过程的研究

2011年4～9月期间对养殖系统N、P营养盐含量进行连续采样分析,比较刺参单养(S池塘)和刺参-对虾复合养殖(SS池塘)2种模式养殖系统水体、沉积物、底泥营养盐的动态变化及循环过程。结果表明,水体中总氮(TN)含量为:S池塘(1.16±0.13)～(2.64±0.09)mg·L-1;SS池塘(1.24±0.08)～(2.55±0.09)mg·L-1。水体中总磷(TP)含量为:S池塘(0.03±0.01)～(0.08±0.01)mg·L-1;SS池塘(0.03±0.01)～(0.09±0.02)mg·L-1。水体中总无机氮(DIN)含量为:S池塘(0.10±0.03)～(0.32±0.05)mg·L-1;SS池塘(0.16±0.03)～(0.45±0.02)mg·L-1。3种营养盐浓度并未随着养殖活动的进行而持续升高,反而下降,说明这2种养殖模式均不会增加养殖水体营养盐负荷。2个池塘底泥的TN、TP含量从实验开始到结束均未发生显著变化(P>0.05),说明这2种养殖模式均不会增加养殖池塘底泥N、P营养盐的积累。各营养盐指标相关分析结果显示,两池塘底泥氨氮与水体氨氮呈显著负相关(P<0.05),说明氨氮在池塘底泥与水体之间存在交换作用,并且刺参和对虾的扰动作用可能促进这一交换过程。8和9月刺参处于夏眠期,SS池塘水体颗粒氮(PN)显著低于S池塘(P<0.05),水体颗粒物的沉积通量也相对增大,底泥氨氮含量显著低于S池塘(P<0.05),而水体氨氮、DIN、TN浓度均高于S池塘,说明刺参-对虾复合养殖池塘中,因混养对虾的生物沉积与扰动作用,加强了养殖系统内水体与底泥之间的偶联作用,加快了营养盐的循环过程,防止营养盐在底泥的连续积累造成的养殖环境恶化。     

纳米生态基在凡纳滨对虾养殖中的应用研究

研究了凡纳滨对虾集约化养殖池塘中挂设不同密度的纳米生态基对养殖水质及对虾生长的影响。试验共使用12口养殖池,生态基的挂设密度分别为0.029,0.043和0.058 m2/m3水体,以不挂设纳米生态基的养殖池为对照。结果表明,挂设纳米生态基能明显降低养殖水体的氨氮、亚硝氮和COD含量,挂设生态基处理组池塘水体中氨氮与对照组之间差异显著(P0.05),亚硝氮在试验第7 d后差异显著(P0.05);纳米生态基能较好的稳定池塘水体的DO水平,增氧时DO增加速度与挂设生态基的密度成正比,增氧关闭时DO减小速度与挂设生态基的密度成反比;生态基能提高凡纳滨对虾产量并有效降低其饵料系数,对虾产量分别比对照组高出0.8%,15.3%,3.2%,饵料系数分别降低17%,40%,26%。当对虾放苗密度为150尾/m2时,在本研究设计的梯度范围内,生态基的最佳挂设密度为0.043 m2/m3水体。     

国际海洋测绘教育培训特点及发展对策

分析了海洋测绘教育培训国际化和标准化的原因及进程,论述了海洋测绘国际化教育培训的指导性文件及内容,针对国际化海洋测绘教育培训的特点与发展趋势,提出了发展我国海洋测绘教育培训的对策与建议。     

壳寡糖及其全乙酰化衍生物的制备及结构表征

探讨了壳寡糖及全乙酰壳寡糖的制备方法,通过正交实验考察了原料、温度、时间对降解产物的影响.制备了八种寡糖（八乙酰壳二糖、十一乙酰壳三糖、十四乙酰壳四糖和十七乙酰壳五糖,以及N,N′-二乙酰壳二糖、N,N′,N″-三乙酰壳三糖、N,N′,N″,N′′′四乙酰壳四糖和N,N′,N″,N′′′,N′′′′-五乙酰壳五糖）,并通过IR、NMR及MS等确定了其化学结构.     

聚多巴胺的合成、聚合机理及其在海洋防腐防污中的应用

聚多巴胺(polydopamine, PDA)含有大量的酚羟基和氨基官能团, 可以在玻璃、不锈钢、塑料、橡胶、聚四氟乙烯等材料表面黏附, 具有优异的粘附性能, 是重要的功能材料之一。本文对近年来国内外围绕聚多巴胺展开的研究进行了综述, 从聚多巴胺的合成方法、聚合机理和性能出发, 分析总结了当前合成的特点、机理研究的方案和存在的问题, 并对聚多巴胺在海洋防腐领域的应用进行了总结和展望, 旨在为研究者较全面了解聚多巴胺的研究现状提供参考。     

Coastal and estuarine habitat mapping, using LIDAR height and intensity and multi-spectral imagery

The airborne laser scanning LIDAR (LIght Detection And Ranging) provides high-resolution Digital Terrain Models (DTM) that have been applied recently to the characterization, quantification and monitoring of coastal environments. This study assesses the contribution of LIDAR altimetry and intensity data, topographically-derived features (slope and aspect), and multi-spectral imagery (three visible and a near-infrared band), to map coastal habitats in the Bidasoa estuary and its adjacent coastal area (Basque Country, northern Spain). The performance of high-resolution data sources was individually and jointly tested, with the maximum likelihood algorithm classifier in a rocky shore and a wetland zone; thus, including some of the most extended Cantabrian Sea littoral habitats, within the Bay of Biscay. The results show that reliability of coastal habitat classification was more enhanced with LIDAR-based DTM, compared with the other data sources: slope, aspect, intensity or near-infrared band. The addition of the DTM, to the three visible bands, produced gains of between 10% and 27% in the agreement measures, between the mapped and validation data (i.e. mean producer's and user's accuracy) for the two test sites. Raw LIDAR intensity images are only of limited value here, since they appeared heterogeneous and speckled. However, the enhanced Lee smoothing filter, applied to the LIDAR intensity, improved the overall accuracy measurements of the habitat classification, especially in the wetland zone; here, there were gains up to 7.9% in mean producer's and 11.6% in mean user's accuracy. This suggests that LIDAR can be useful for habitat mapping, when few data sources are available. The synergy between the LIDAR data, with multi-spectral bands, produced high accurate classifications (mean producer's accuracy: 92% for the 16 rocky habitats and 88% for the 11 wetland habitats). Fusion of the data enabled discrimination of intertidal communities, such as Corallina elongata, barnacles (Chthamalus spp.), and stands of Spartina alterniflora and Phragmites australis, which presented misclassification when conventional visible bands were used alone. All of these results were corroborated by the kappa coefficient of agreement. The high classification accuracy found here, selecting data sources, highlights the value of integrating LIDAR data with multi-spectral imagery for habitat mapping in the intertidal complex fringe.     

Adsorption and desorption of proteins and polyamino acids by clay minerals and marine sediments

The adsorption and desorption of proteins and polyamino acids on illite, montmorillonite, goethite, and marine sediments was investigated. Three ¹⁴C-labeled hydrophilic proteins, Rubisco from C. reinhardtii, and GroEL and GroES from genetically modified Escherichia coli, were synthesized and purified for this study. The proteins were strongly and rapidly adsorbed by the clay minerals and marine sediments, and much of the adsorbed protein was not readily desorbed. Sodium dodecyl sulfate (SDS) extraction and separation by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) and sucrose density gradients showed that Rubisco and GroEL were adsorbed on illite and sediments in their original forms. The apparent adsorption partition coefficients of the proteins were on the order of 10² l/kg on illite, 10³–10⁴ l/kg on goethite and montmorillonite, and 200 and 75 l/kg on Skan Bay and Resurrection Bay (Alaska) sediments, respectively. These partition coefficients are sufficiently large to permit sedimentary protein preservation via an adsorptive mechanism. Generally, basic polyamino acids had greater adsorption partition coefficients than acidic polyamino acids. Molecular size did not affect the electrostatic interaction between polyamino acids and mineral surfaces. Adsorption of bovine serum albumin (BSA) and negatively charged polyamino acids inhibited Rubisco adsorption, while positively charged cytochrome c and polyamino acids increased Rubisco adsorption. These results indicate that electrostatic interactions dominated in protein adsorption.