石油污染海滩的生物修复实践及营养施加策略

介绍了施加营养修复石油污染海滩的3个典型实例。Exxon Valdez溢油生物修复的研究中发现,以藿烷为内标,施加营养的生物降解速率比石油的自然清除速率快将近5倍。美国特拉华州的现场研究结果表明,孔隙水中维持初始N浓度为1~2 mg/L可以使降解率接近最大值;海滩上N的背景浓度很高时,即使不添加任何肥料,石油烃的生物降解也可接近最大值。英国对细颗粒沉积物的生物修复试验结果显示:在被石油污染的区块上施加营养物质使石油降解菌的数量增加了10倍,石油烃相对于藿烷的比值在施加肥料组和控制组中有显著的不同。此外,还对海滩石油污染生物修复过程中孔隙水中的最佳营养浓度、营养的施加频率及方法进行了综述。     

Seismic moment release along selected major transforms on the Central Indian Ridge,Western Indian Ocean,and its tectonic implications

A detailed seismicity map of the Central Indian Ridge for the period 1912–1993 is presented, and the earthquakes pertaining to four major transforms offsetting the ridge are utilized to study the moment release pattern. The scalar moment release for the period 1912–1993, and the summed moment rate tensors for both short period (1977–1993) and long period (1912–1993) bring out a unified picture of moment release pattern. The fraction of seismic slip calculated based on depths of 100°C and 400°C limiting temperatures suggests that the Marie-Celeste transform requires a slip almost to a depth of 400°C isotherm to account for the observed moment, and the Argo transform requires depth of faulting much above the 400°C isotherm. A very small fraction of slip is accounted seismically for Vema (53%) and 12° 12′S (23%) even to depths of 100°C isotherm, suggesting a very low order of moment release along these transforms. The horizontal plate velocities and the corresponding strain rates obtained from moment tensor summation of long period data (82 years) give rise to (V _y ^y ; V _y ^x mm. yr⁻¹) of 6.0 and 6.1 along Marie-Celeste, 1.3 and 0.50 along Argo, 0.06 and 0.06 along 12° 12′S, 1.6 and 0.25 along Vema transforms. The corresponding strain rates (ε _y ^y ;ε _y ^x × 10⁻¹⁵ S⁻¹) are 12.7 and 6.8 along MarieCeleste, 6.9 and 1.4 along Argo, 0.27 and 0.14 along 12° 12′S, 7.3 and 0.58 along Vema transforms. These results suggest that the strain rates were highest and almost all predicted motion is taken up seismically along the Marie-Celeste transform. The strain rates are lower along Argo transform and the observed moment release require shallower depth of faulting in order to slip to be accounted seismically. The Vema and 12° 12′S transforms are characterized by low strain rates and less than 15 per cent of motion is accommodated seismically within the seismogenic layer. It is proposed that the deficiency of moment release along the Vema and 12° 12′S multiple transform system may be due to most of the plate motion occurring aseismically.     

台湾海峡及邻近海域6种对虾食性特征及其营养级研究

本文主要研究台湾海峡及邻近海域6种对虾的食性特征与营养级.研究结果表明,它们皆为混合食性型的甲壳动物.哈氏仿对虾、鹰爪虾和周氏新对虾的主要饵料生物属底栖生物和浮游动物生态类群,中华管鞭虾和须赤虾的主要饵料生物属浮游动物和底栖生物生态类群;它们的营养级范围在1.64～2.14之间.周氏新对虾、角突仿对虾、须赤虾和鹰爪虾属第二营养层次的杂食性动物,哈氏仿对虾和中华管鞭虾属第三营养层次的低级肉食性动物;它们的食物生境宽度范围为6.48～1.24,其大小范围依次为:哈氏仿对虾、中华管鞭虾、鹰爪虾、周氏新对虾、须赤虾、角突仿对虾;6种虾类之间的食物的重叠指数0.008～0.716.除了周氏新对虾与其它虾类之间食物的重叠指数<0.15外,其它5种虾类之间(食物的重叠指数0.387～0.716)都存在竞争饵料资源的问题.挠足类、长尾类、稚幼鱼、多毛类、硅藻类和肉足鞭毛虫是虾类共同争食的饵料生物.     

陆源排污对邻近海域底栖海藻群落的影响

伴随着经济的发展,我国沿海海域富营养化日趋严重。为了明确富营养化对底栖海藻群落的影响及作用机制,本文选择了与大连凌水河口(污水河)毗邻的海藻床作为野外观测点,研究底栖海藻群落对营养盐自然衰减梯度的响应规律;在实验室内,选择了在排污口附近优势分布、营r-生态策略的绿藻缘管浒苔和仅在寡营养区域分布、营k-生态策略的红藻柔质仙菜作为实验材料,开展了营养吸收动力学和生长动力学研究。通过二者在营养盐吸收、利用和繁殖策略方面的比较研究,剖析了底栖海藻群落对不同营养环境的响应机制。结果显示:随着海水中营养盐浓度的降低,底栖海藻群落呈现种类数增加、优势种覆盖度降低的趋势。根据底栖海藻在群落水平对氮源营养的响应,认为现行海水水质标准中无机氮一类水质标准的限值应该由目前的14.29 μmol/L降低为6.69 μmol/L。在富营养环境中,营养盐浓度的上升促进了r-策略海藻幼体的竞争力和种群繁殖力,使其占据了大量的生态位,形成优势种群,导致底栖海藻多样性较低;在寡营养环境中,由于得不到充足的营养盐供应,r-策略海藻幼体的竞争力和种群繁殖力都受到制约,占据的空间生态位有限,为其他种类的生存提供了条件,而那些对营养盐需求较低但利用效率高的k-策略海藻则表现出更强的竞争力,在竞争中取得优势,能快速突破早期环境筛的限制,形成成体,因此,在寡营养海域,底栖海藻的多样性比较丰富。     

经低温、低光处理的藻类在不同光强、氮磷浓度下的生理生态特征

通过低温、低光处理太湖藻类后,研究光强、营养盐对水华早期藻类生长与组成的影响.结果显示:中光强(50μE/(m2·s))下藻类生长状态最优,高光强(200μE/(m2·s))次之,低光强(5μE/(m2·s))最差;中、高光强条件下,样品中均检测到了绿藻与硅藻,且其所占比例有随培养时间上升的趋势,光强越高其所占比例越大,低光强下则未检测到绿藻与硅藻.营养盐添加实验中,N+P添加组的藻类生长状态最优,P添加组较好,N添加组次之,对照组最差,说明在水华早期N、P均限制藻类生长,且P的限制作用大于N;此外,还发现营养盐对水华早期藻类的群落结构有一定影响,添加N或(和)P后,绿藻与硅藻均被检测到.从水华早期控制角度看,降低光强与营养盐(主要是P)均能在一定程度上控制浮游植物生物量及其生长;采取降低入射光强的措施后可能会出现更耐受低光的蓝藻尤其微囊藻占据优势的情况,相对低的N、P营养盐条件亦可能使蓝藻占优势,若一定程度上升高N、P营养盐浓度可使硅藻、绿藻逐渐占据优势,这为水华早期的选择性控藻提供一定的借鉴意义.     

地电场数据分析方法在华北地区的应用

应用VAN法、波形分析法、潮汐谐波分析等对华北地区观测资料质量较好的地电场台进行研究,结果表明,华北地区地电场波形日变幅度范围为2.35—11.12 mV/km;VAN法在华北地区有一定的震例对应,如2003年5月22日河北唐山M_L 4.1、2006年7月4日河北文安M_L 5.1、2010年3月6日河北滦县M_L 4.7等地震前河北昌黎地震台都曾记录到地电场异常信号,存在震前地电场SES的场地效应;华北地区岩体裂隙优势方位α角一致性较差,波动范围约为20°。     

罗纳河中的铝、营养盐及常量元素的研究

198 9- 0 5～ 1 990 - 0 4期间在罗纳河下游近入海口处按月采集溶解及颗粒态样品 ,分析了其中的营养盐、铝及常量元素含量。结果表明 ,罗纳河中硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐的平均浓度分别为65.7,3.8,79.8μmol/ dm3。研究的周年内变化范围大 ,其含量明显高于世界上其它受人文活动冲击较小的河流。而在同样的时间尺度下 ,河流中溶解态铝的含量变化较大 ,其含量先随流量的增加而增加 ,其后则由于高流量的稀释作用而下降 ;颗粒态铝的含量则保持在一个较为稳定的水平上。研究结果表明 ,河流中的铝主要来自岩石风化 ,人为活动对其影响较小。通过溶解态铝与营养盐含量的统计分析表明 ,罗纳河中的溶解态铝与初级生产之间不存在相关关系 ,它的含量主要受界面吸附过程控制。通过对常量元素的分析表明 ,罗纳河中常量阴阳离子的含量顺序为 HCO-3 >Ca2 >SO2 -4 >Na >Cl->Mg2 >K ,流域内溶解态组份的含量主要受碳酸盐的溶蚀控制。     

Effects of daily nitrogen and phosphorus input on planktonic community metabolism in a semi-enclosed bay by mesocosm experiment

Planktonic metabolism plays an important role in affecting the energy transportation and carbon cycle of the marine ecosystem. However, its regulation mechanism remains unclear under the continuously exogenous nutrient inputs in nearshore waters. In this study, a mesocosm experiment was conducted in a semi-enclosed bay, the Daya Bay, to explore the responses of plankton metabolic balance and community structure to a concentration gradient of daily nitrogen and phosphorus inputs. The results showed that nutrient enrichments promoted phytoplankton biomass, total primary production, and community respiration, and the promoting effect enhanced alongwith the increase of nutrient concentration. However, the net community production fluctuated more violently between autotrophic and heterotrophic with the increase of nutrient inputs and tended to be more heterotrophic from the 5th day to the 10th day of the experiment. In addition, the daily flux of nitrogen and phosphorus, 2 μmol/(L·d) and 0.066 μmol/(L·d), respectively, could be regarded as a potential threshold for ecosystem stability and health, since most of the ecological characteristics related to plankton structure and function have undergone significant changes when the nutrient level is higher than that. In the nearshore enclosed or semi-enclosed waters, nutrient from continuous terrigenous input is likely to be concentrated and exceed this level, indicating the ecological risks due to the metabolic unbalance and the deterioration of plankton community structure.     

综合营养状态指数(TLI)在夏季长江中下游湖库评价中的局限及改进意见

综合营养状态指数(TLI)在中国湖库富营养化评价中应用非常广泛.对于该指数的各分项指标,基于叶绿素a的评估结果是富营养化风险的直接体现,是最终指示;而基于理化指标(总氮、总磷、透明度和高锰酸盐指数)的评估结果是间接指示.如果两者TLI评估结果存在显著差异,则说明基于理化参数的TLI评估结果低估或者高估了实际富营养化水平和相关风险.本文针对长江中下游湖库的基于水质理化指标和基于叶绿素a的TLI结果是否匹配的问题开展了调查分析.结果表明,对于非通江浅水湖泊而言,基于总氮、总磷、高锰酸盐指数的TLI评估结果均低估了富营养化水平和相关风险;对于通江浅水湖泊而言,基于总氮、总磷和透明度的TLI评估结果高估了富营养化水平和相关风险,而基于高锰酸盐指数的结果低估了富营养化水平;对于深水水库,基于总氮的TLI指数评估结果高估了富营养化水平,而基于总磷、透明度和高锰酸盐指数的结果低估了富营养化水平.上述水质理化指标和叶绿素a评估结果不匹配的原因为以下两点:第一,部分物理化学指标失去了对富营养化风险(叶绿素a)的指示意义,如通江浅水湖泊的总氮、总磷、透明度和高锰酸盐指数以及深水湖泊的总氮;第二,部分富营养化理化指标和叶绿素a原有关系发生错位,比如对于深水湖泊总磷对叶绿素a的响应比TLI指数构建所采用的关系更加敏感.针对TLI理化指标评估在长江中下游湖库应用中存在的问题提出如下改进建议:1)结合长时间序列历史数据,基于分位数回归等方法构建特定湖泊的叶绿素a和理化参数的响应关系,开发“一湖一策”的评估公式;2)根据换水周期和湖泊面积水深比对进行湖泊分类,建立特定湖泊类型的叶绿素a和理化参数的响应关系,构建“一类一策”的评估公式;3)在富营养化评估结果中应分别量化富营养化状态参数(营养盐水平)和富营养化风险参数(叶绿素a)以及两者比值,但生物指标是富营养化评估的最终指示.现阶段我国富营养化评价和管理多为“全国一策”,可能很难满足经济高效的管理需求.因此,本研究所建议和综述的“一类一策”和“一湖一策”的湖泊富营养化评估方法对未来的湖泊生态管理可能具有重要意义.