中国典型水域磺胺类合成药物的环境生物地球化学特征

作为广谱抗菌的人工合成药物——磺胺类(SAs)是应用最早的一类人工合成抑菌剂之一,被广泛用于人类医疗、禽畜及水产养殖等。大量磺胺类药物的应用随代谢进入水环境中,对水生生态系统和人类健康产生重要影响并构成潜在风险,截至目前,这些影响和风险并未被探明。因此,对8种典型磺胺类合成药物在我国典型水环境中的分布特征进行了阐述,评估了它们对不同水生生物的生态毒性及生态风险,并诠释了它们在生物体内的代谢及其在生态系统中的降解途径。结果表明,不同水环境中磺胺类合成药物的浓度分布差异显著,磺胺甲恶唑和磺胺嘧啶分别在水体及沉积物中的浓度和污染程度最高;水体藻类是磺胺类合成药物最敏感的水生物种,其次是甲壳类和鱼类,磺胺甲恶唑对水生生态系统构成高风险;磺胺类合成药物进入体内后被代谢成不同的产物,与母体合成药物一同进入水环境中经历降解过程;生物降解是水生生态系统中磺胺类合成药物去除的主要途径,不同种细菌、真菌及藻类均可降解磺胺类合成药物。在以后的研究中,应当进一步加强磺胺类合成药物对水生生物的慢性毒性以及合成药物混合毒性的研究,明晰水环境磺胺类合成药物的分布-代谢-传输-效应的综合过程,探析磺胺类合成药物在水生...     

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)养殖区沉积物微生物多样性及固碳潜力研究

海洋蓝碳是海洋碳汇研究的重要领域,厘清不同蓝碳生境中沉积物有机碳组分格局是当前研究的热点之一。为更好地理解此问题,现以近海厚壳贻贝养殖区这一特殊蓝碳生境为对象,解析沉积物中的碳氮组分格局;进一步通过关联沉积物微生物群落、结合卡尔文循环和还原三羧酸循环的关键基因相对丰度分析,评估厚壳贻贝养殖区沉积物的固碳潜力。结果表明,相较于非养殖区,厚壳贻贝养殖区沉积物惰性碳的累积较大,氮组分主要以氨氮形式存在;同时养殖区高微生物量碳和微生物量氮指示了其沉积物中碳周转较快,碳氮组分特征差异明显。沉积物微生物高通量测序结果显示养殖区沉积物微生物主要以Gamma变形菌纲和Delta变形菌纲为主,且微生物类群与颗粒有机碳、惰性碳等碳组分存在明显的相关性。与惰性碳存在明显正相关关系的硫微螺菌科(Thiomicrospiraceae)丰度在养殖区沉积物中显著高于非养殖区沉积物。贻贝养殖区沉积物包含cbbL在内的6种关键功能基因,固碳潜力明显。研究结果将为进一步探究蓝碳生境的有机碳来源和微生物固碳效率提供基础依据。     

基于Ecopath模型的舟山海域褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)生态容量评估

根据2021年渔业资源调查数据构建了含有23个功能组的舟山海域生态系统Ecopath模型,分析了当前舟山海域生态系统总体特征并估算了褐菖鲉在舟山海域的生态容量。结果表明:舟山海域生态系统营养级范围为1.000 (浮游植物和有机碎屑)～4.277 ( 鳐类),石首鱼科、虾类和 鳐类为舟山海域生态系统中的关键种。碎屑食物链和牧食食物链是舟山海域生态系统主要的食物链。碎屑和浮游植物对食物网的贡献率分别为61.32%和38.69%。始于浮游植物和碎屑的营养传递效率分别是9.34%和10.50%,系统总营养传递效率是9.82%。总初级生产量/总呼吸量为2.26,系统连接指数为0.372,系统杂食性指数为0.222。生态系统总体特征反映了舟山海域生态系统的成熟状态较低,生态系统处于不稳定阶段,容易受到外界环境变化的影响。根据模型估算,当褐菖鲉生物量增加至8.6倍时,褐菖鲉达到生态容量0.007 95 t/km²,此时生态系统仍保持平衡,且生态系统总体特征基本稳定。因此,褐菖鲉在舟山海域尚有较大增殖潜力。     

Comparison of short-term toxicity of 14 common phycotoxins (alone and in combination) to the survival of brine shrimp Artemia salina

Toxic harmful algal blooms(HABs) can cause deleterious effects in marine organisms, threatening the stability of marine ecosystems. It is well known that different strains, natural populations and growth conditions of the same toxic algal species may lead to different amount of phycotoxin production and the ensuing toxicity. To fully assess the ecological risk of toxic HABs, it is of great importance to investigate the toxic effects of phycotoxins in marine organisms. In this study, the short-te...     

湖泊渔业可持续发展的生态学基础及一个范例

从渔业与环境兼顾的角度出发作者认为湖泊渔业可持续发展的生态学理论基础是渔业生态学和渔业湖沼学. 前者是一门较为成熟的学科研究渔业对象的种群生态学渔产潜力最佳放流密度和规格以及科学的捕捞策略等. 后者研究渔业对湖泊生态系统生物多样性和水质的影响并确定最佳的渔业规模和渔业方式但尚未提出令人满意的理论和完善的实验方法今后应予充分重视. 长江中下游草型湖泊因为其优良的水资源和丰富的生物资源而成为我国内陆水体发展优质高效渔业的重要基地. 以湖北一个浅水草型扁担塘渔业实践为例作者着重强调生态学管理的如下方面1) 沉水植被是草型湖泊优质高效渔业持续发展的基础必须在合理利用的同时加以保护优化甚至重建使生物量和覆盖率保持和达到一定水平. 2) 食物链网的基础环节是渔业对象生长和繁衍的物质基础, 必须进行培育保护以提高其生产力从而为提高渔业产量打下物质基础. 3) 合理放养与捕捞策略是湖泊渔业生态系统良性循环的可靠保证应使高价值的种群规模保持较大水平的输出.     

不同碳源对球孢鱼腥藻生长的影响

本文研究了有机碳源和无机碳源对球胞鱼腥藻生长的影响,结果表明:有机碳源中葡萄糖以0.5—1.0μg/mL、蔗糖以5.0μg/mL促进其生长效果最好;无机碳源中,碳酸钠以10.0—15.0μg/mL、碳酸氢钠以10.0μg/mL效果最好。葡萄糖和蔗糖的浓度高低对球孢鱼腥藻叶绿素a的含量没有明显影响,但前者略高于后者。碳酸钠和碳酸氢钠的浓度在5.0μg/mL时均提高了叶绿素a含量。四种碳源都提高了球孢鱼腥藻的同氮活性,有机碳源中蔗糖优于葡萄塘,无机碳源中碳酸钠优于碳酸氢钠。     

海洋生态产品价值实现的参与主体演化博弈分析

海洋生态产品价值实现对推进海洋生态文明建设与海洋经济高质量发展具有重要意义。目前,海洋生态产品价值实现存在市场化程度不高、公众参与度低、实现不充分等问题。本文通过构建海洋生态产品价值实现参与主体（企业、政府和社会公众）的演化博弈模型,探究各方主体的策略稳定性规律,探讨三方博弈系统的均衡点及其稳定性,并运用Matlab仿真分析不同参数变化对系统演化的影响,最后依据博弈分析结果为探索“政府＋市场”的海洋生态产品价值实现路径提供对策建议。结果表明,政府是海洋生态产品价值实现的引导者与推动者,管控成本和社会收益是影响其策略选择的主要因素,加强政府的奖惩力度、增加企业提供海洋生态产品的潜在收益、降低供给成本对企业参与海洋生态产品价值实现具有正向作用,社会公众购买海洋生态产品所获效用的提升与监督成本的减少有利于促进社会公众参与海洋生态产品价值实现。     

超富营养城市湖泊原位生态修复效果分析——以武汉南湖为例

城市湖泊普遍面临富营养化问题,许多湖泊甚至处于超富营养状态。鉴于其在供水、气候调节、景观提升等方面的重要作用,以水质提升为目标的生态修复对于恢复湖泊生态功能、提升城市景观等具有重要意义。文章以超富营养城市湖泊——武汉南湖为例,尝试通过围隔构建、鱼类清除、水生植被重建等生态措施改善示范区水质,探究超富营养湖泊生态修复技术。于2019年8月至12月在示范区进行实验。结果表明：（1）示范区修复措施实施后,挺水植物植株高度显著增加（P<0.01）,芦苇平均株高由0.7 m增加至1.2 m,香蒲的新生叶片在种植后50 d高达1.4 m,二者在种植后90 d,覆盖率均由种植时的10%上升至70%;（2）示范区内透明度由修复前的0.26 m上升至0.77 m,显著高于外湖区（0.26 m）（P<0.01）;（3）示范区内浮游藻类叶绿素a（chl a）由修复前38.90 μg/L降低至3.41 μg/L,显著低于外湖区（101.91μg/L）（P<0.01）;（4）示范区总氮（TN）由4.78 mg/L降低至2.60 mg/L,总磷（TP）由0.76 mg/L降低至0.08 mg/L,二者均略低于外湖区,但均不显著（P>0.05）。总体来看,经过一系列修复措施后,示范区内水生植被得到很好的恢复,水质条件得到一定的改善：透明度提升较多,chl a下降明显。氮、磷等营养水平虽然也有所降低,但与外湖区差异不大,可能是沉积物内源营养释放导致。研究表明,围隔构建、鱼类清除、水生植被重建等生态修复措施虽然可在一定程度上改善富营养湖泊水质状况,但未能有效控制内源负荷,仍需采取底质改良措施以达到降低水体营养含量的目的。相关研究结果可为城市超富营养湖泊生态修复及水质提升提供一定的借鉴。     

Large 14C age offsets between the fine fraction and coexisting planktonic foraminifera in shallow Caribbean sediments

Absolute chronologies in paleoceanographic records are often constructed using the ¹⁴C dating of coarse fraction foraminifera (>150 μm). However, due to processes such as changes in sediment sources or abundances, sedimentation rates, bioturbation, reworking, the adsorption of modern carbon, etc., several studies conducted in different environmental settings have shown time-lags between records obtained from various granulometric fractions. In this study, we examined temporal phasing between the coarse foraminifera and fine fractions by studying changes in the abundances of δ¹⁸O, the ¹⁴C ages of the planktonic foraminifera Globigerinoides ruber (G. ruber, 250–350 μm), and the sediment fine fraction (<63 μm) over the last 45 ka in a core obtained from the northern Caribbean Sea. All of the records were found to be in phase during part of the Holocene (at least for the last ≈6 ka). As determined from δ¹⁸O records and ¹⁴C ages, the fine fraction was younger than G. ruber during the Last Deglaciation (of 1.89 ka). The coupling between bioturbation and changes in the fine fraction, and G. ruber abundances, as tested using a numerical model of the bioturbation record within a mixed-layer depth of 8 cm, was sufficient to explain the results. ¹⁴C age discrepancies increased from 5.64 to 8.5 ka during Marine Isotopic Stages (MIS) 2 and 3, respectively. These chronological discrepancies could not be explained by only one process and seemed to result from the interplay between mechanisms: size-differentiated bioturbation (for 1.5 to 2.5 ka), the adsorption of modern atmospheric CO₂ (for 3.04 to 5.92 ka), and variations in sedimentological processes that influenced the fine carbonate fraction. However, even if variations in the mineralogical composition of the fine carbonate fraction were identified using scanning-electron microscopy observations, X-ray diffraction measurements, and geochemical analyses (the mol % MgCO₃ of magnesian calcite and the Sr/Ca ratio of the bulk fine fraction), they can not account for the observed age differences. The results presented for core MD03-2628 extend beyond this case study because they illustrate the need for a detailed characterization of the various size fractions prior to paleoclimate signal interpretations, especially for chronological studies.