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生物抑制剂(Mexel®432)对3种经济型底栖生物的急性毒性效应

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海洋环境科学 2023年第3期42卷 418-424页

作者：王叶李磊唐保军陈启沂蒋玫上海海洋大学水产与生命学院上海201306 中国水产科学研究院东海水产研究所上海200090 中国水产科学研究院东海水产研究所农业农村部低洼盐碱地水产养殖重点实验室上海200090

Mexel®432作为一种新型生物抑制剂,可治理电厂冷却水循环系统管道中的污损生物。本研究采用半静水实验方法研究了Mexel®432对3种经济型底栖生物:皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)、光棘球海胆(Mesocentrotus nudus)和日本蟳(Charybdis ... 详细信息

Mexel®432作为一种新型生物抑制剂,可治理电厂冷却水循环系统管道中的污损生物。本研究采用半静水实验方法研究了Mexel®432对3种经济型底栖生物:皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)、光棘球海胆(Mesocentrotus nudus)和日本蟳(Charybdis japonica)的96 h急性毒性效应。结果表明,Mexel®432对3种生物的毒性存在明显的时间-效应和剂量-效应关系。Mexel®432对皱纹盘鲍、光棘球海胆及日本蟳3种生物的96 h半致死浓度(LC50)分别为8 mg/L、11 mg/L、186 mg/L,安全浓度(safety concentration,SC)为0.80 mg/L、1.10 mg/L、18.60 mg/L。3种底栖生物对Mexel®432的毒性敏感性强弱依次为皱纹盘鲍>光棘球海胆>日本蟳。

关键词：生物抑制剂 Mexel®432 底栖生物急性毒性

大亚湾典型珊瑚礁区域冬春季节底栖生物分布研究

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海洋渔业 2020年第2期42卷 170-182页

作者：朱文涛秦传新段丁毓马欢马鸿梅席世改左涛潘莞倪黎小国中国水产科学研究院南海水产研究所国家渔业资源环境大鹏观测实验站农业农村部南海渔业资源环境科学观测实验站中国水产科学研究院海洋牧场技术重点实验室广东省渔业生态环境重点实验室广州510300 上海海洋大学海洋科学学院上海201306

为系统掌握底栖生物在大亚湾珊瑚礁生态系统的时空分布,在2018年冬季、2019年春季利用采样工具珊瑚礁监测结构(autonomous reef monitoring structures,ARMS)和采样方相结合的方法首次对大亚湾典型珊瑚礁区域的底栖生物进行了调查。采... 详细信息

为系统掌握底栖生物在大亚湾珊瑚礁生态系统的时空分布,在2018年冬季、2019年春季利用采样工具珊瑚礁监测结构(autonomous reef monitoring structures,ARMS)和采样方相结合的方法首次对大亚湾典型珊瑚礁区域的底栖生物进行了调查。采样调查共鉴定出底栖生物包括棘皮动物、软体动物、环节动物、藻类、节肢动物5大门类91种,其中,在冬季获得底栖生物5大门类49种,软体动物最多(36种);春季采获底栖生物4大门类48种,软体动物最多(32种)。冬春两季珊瑚礁区域底栖生物平均密度分别为1962.51个·m^-2、76.27个·m^-2,平均生物量分别为693.37 g·m^-2、107.09 g·m^-2。冬春季丰富度指数(D)无显著性差异(P>0.05),而春季多样性指数(H′)和均匀度指数(J)显著高于冬季(P生物量比较曲线(ABC曲线)说明冬季底栖动物群落结构受到一定程度的干扰,春季底栖动物物群落结构相对稳定。基于丰度进行CLUSTER聚类分析和MDS标序图分析表明,底栖生物相似性系数的季节性差异远远大于相同季节各站间的差异;单因子相似性分析(ANOSIM)表明冬季和春季的群落结构差异显著(R=0.44,P=0.01)。冬春两季大亚湾典型珊瑚礁区域底栖生物的群落结构存在一定差异,这可能与温度、营养盐和降雨的季节性变化有关。大亚湾珊瑚礁较高的生物量和丰度显示了其具有丰富的底栖生物资源,而较低的生物多样性指数可能与陆源污染、旅游等人类干扰有关,研究结果可为下一步大亚湾珊瑚礁生态系统保护提供数据支撑。

关键词：大亚湾珊瑚礁 ARMS 底栖生物

沿海城市河流底栖生物和微生物群落结构特性研究

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沿海城市河流底栖生物和微生物群落结构特性研究

作者：冷卓宇烟台大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的加深,河流生态系统遭到破坏,特别是沿海城市河流,受潮汐和径流的双重压迫,让沿海河流生态系统的恢复和保护面临着许多挑战和困难。本研究通过现场勘探调研,结合河段内生境条件与城市化水平,将研究区域进行生境划分,并... 详细信息

随着城市化进程的加深,河流生态系统遭到破坏,特别是沿海城市河流,受潮汐和径流的双重压迫,让沿海河流生态系统的恢复和保护面临着许多挑战和困难。本研究通过现场勘探调研,结合河段内生境条件与城市化水平,将研究区域进行生境划分,并进行为期三个季度的采样,分析不同河段间的水质差异性,探究底栖动物群落结构特征,进行水质生物学评价,研究微生物群落结构与特性分析。(1)各生境水环境状况分析依托大尺度生境调查表,分辨不同河段的河床地貌,植被覆盖率,城市化水平等差异,将研究区域内的两条河流进行生境划分,分别为感潮河段、内夹河城市河段、农郊河段,柳子河城市河段以及农村河段5个不同河段。研究区域内整体水质处于V类水标准,TN为研究区域内的主要污染物。从时间尺度分析夏季的主要污染为TN与TP,平均浓度分别为6.13 mg/L、0.33 mg/L,而秋季与冬季主要污染物为TN与NH-N,其中秋季的浓度分别为15.06 mg/L、1.45 mg/L,冬季主要污染物平均浓度分别为16.06 mg/L、4.93 mg/L。水质评价分析显示,河段内整体污染程度较为严重,从时间角度分析,夏季水质最优,秋季次之,冬季最差。(2)底栖生物群落结构分析对不同生境的7个采样点进行周期性采样,夏秋冬三季共采集到1639个大型底栖动物,共包含4门9纲16目29科35属48种,夏季采集到3门生物,秋季采集到2门,冬季采集到4门.节肢动物门占比最高,底栖生物栖息密度由高到低依次为冬季(4104ind/m)、秋季(1984ind/m)与夏季(468ind/m)。夏季丰富度指数最高,冬季次之,秋季最低。从空间尺度分析,柳子河河段低于内夹河河段,丰富度指数与水温、DO呈现正相关。秋季Shannon多样性指数低于夏季与冬季,夏季整体生物指数值低于秋季和冬季,各河段均受到不同程度的污染。BI生物指数与水温呈负相关,与TN、NH-N、COD和DO呈现正相关(3)微生物群落结构分析对研究区域内样本进行了OTU物种分类学注释。在进行序列抽平和物种筛选后,共检测出63门、174纲、457目、827科、2294属和6904种,整体OTU范围372～10322。研究区域内主要优势菌门为变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门等。主要的优势菌属为黄杆菌属,假单胞菌属,微小杆菌属以及Chloroplast菌属。多样性分析结果显示,微生物多样性主要与COD、DO、TN以及水温有关,优势物种与水环境相关性不显著,水环境较为复杂。通过对研究区域进行生境划分及水质评价、底栖生物群落结构特征分析及水质生物学评价,微生物群落结构特性分析及相关性分析表明,内夹河城市河段和柳子河城市河段污染程度较高,但其他河段水环境状况也不容乐观。

关键词：沿海城市河流生境划分群落结构底栖生物微生物

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基于深度学习的底栖生物图像识别技术研究

基于深度学习的底栖生物图像识别技术研究

作者：张岚上海海洋大学

学位级别：硕士

近年来,由于全世界海胆、海参、海星等底栖生物的总需求量增长,底栖生物养殖行业实现快速发展,创造巨大的市场效益,但也暴露出很多核心问题,这些问题体现在仍然选用最传统人工操作捕捞的作业形式,存在着工作效率低、风险因素高等核心问... 详细信息

近年来,由于全世界海胆、海参、海星等底栖生物的总需求量增长,底栖生物养殖行业实现快速发展,创造巨大的市场效益,但也暴露出很多核心问题,这些问题体现在仍然选用最传统人工操作捕捞的作业形式,存在着工作效率低、风险因素高等核心问题。因而借助底栖生物捕捞作业与人工智能相结合的捕捞方式,进而实现智慧海洋、智能水产,已成为底栖生物养殖行业发展的主要趋势。近年来,人工智能、机器视觉技术实现快速发展,这些智能技术在水产养殖领域中被广泛应用,可实现实时监测生态环境的功能。在养殖过程中结合深度学习中的图像识别方法,并深度挖掘养殖过程中的数据,可提高底栖生物养殖过程中的工作效率和决策可靠性。其中利用水下机器人完成智能捕捞是发展关键。智能捕捞的关键技术是底栖生物智能识别。近年来,在目标识别领域中,深度学习理论不断发展,渐渐成为实际生产生活中目标识别的重要工具,并且深度学习目标识别技术已在传统识别应用中取得了一定成果。但是浅海环境复杂,底栖生物体色与环境区分性差、底栖生物常呈现半遮蔽状态,导致利用水下机器人进行目标识别时准确率低下。为弥补以上底栖生物识别的不足,本课题针对水下底栖生物目标识别展开研究,主要研究进展如下:本课题数据来源于辽宁省大连市谢屯镇底栖生物视频。通过对视频进行分帧处理,得到4302张原始图片,利用数据增广将数据量增加到13453张。首先对水下底栖生物图像开展图像增强研究。比较了限制对比度的自适应直方图均衡法、带颜色恢复的多尺度Retinex算法、基于暗通道优先算法的增强效果,并对增强后的图像进行质量评价,确定带颜色恢复的多尺度Retinex方法作为增强算法对图像进行优化,为制作后续的底栖生物数据集奠定基础。利用Labelimg数据集标注工具,以矩形标注的方式建立水下底栖生物图像识别数据集,包括海参(holothurian)、海胆(urchin)、海星(starfish),共13453张图像,通过图像预处理后,制作成底栖生物数据集。其次进行深度学习目标检测算法的实验分析。分析比较有代表性的目标检测算法,如Single Shot Multi Box Detector(SSD)、You Only Look Once version5(YOLOv5)、Faster R-CNN。对实验结果进行了客观、主观分析。根据实验结果显示,相对于其他算法而言,SSD算法在一定程度上可以保证底栖生物的识别精度,更适合作为后续底栖生物目标识别的基础算法进行改进。本课题提出一种基于改进的SSD目标检测网络的底栖生物识别算法。该方法包括以下步骤:首先利用Receptive Field Block(RFB)对低层特征图的感受野进行扩展,应用膨胀卷积模块对低层特征图进行下采样操作,提高低层特征图对最终结果图的影响比重。其次加入注意力机制强化不同深度特征,对不同的原始特征赋予不同的权重,计算得到最终的特征映射图,使得结果中包含代表性特征,同时也抑制了不相关的特征,最后进行各个特征图的融合。本课题的实验环境是:CPU选用Intel(R)Core(TM)i7-9750H,GPU为英伟达Ge Force RTX 2060,Ubuntu20.04,keras2.1.5。为了证明改进后的目标检测算法的识别效果,用Precision-Recall曲线、均值平均精度值(m AP)、图像视觉效果等评价指标进行衡量。实验结果表明,改进后的SSD算法在自制的底栖生物数据集上m AP值提升4.1%,实现了对底栖生物检测精度的有效提升,并且减少了底栖生物的漏检率、误检率。改进后的SSD模型较进行底栖生物的识别工作。本课题在对目标检测算法进行研究的同时,还在工程应用方面对目标检测算法做了一些研究。为方便实现对底栖生物图片的目标检测功能,设计实现一个底栖生物目标检测可视化软件。综上所述,本课题利用图像预处理、图像增广建立底栖生物数据集,通过改进后的目标检测算法进行底栖生物目标检测,为水下机器人智能捕捞提供了新的参考。

关键词：底栖生物图像增强深度学习图像分类目标检测

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厦门海域底栖生物多样性保护目标确定

生态与农村环境学报 2021年第10期37卷 1264-1270页

作者：傅世锋吴海燕蔡晓琼自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005

以厦门海域为研究对象,基于填海造地、旅游娱乐、港口航运、渔业和工业5类用海类型共14种用海活动构建定量化的近岸海域利用强度指数。根据1980—2016年海域利用强度和底栖生物多样性数据,建立海域利用强度与底栖生物多样性之间的关系模... 详细信息

以厦门海域为研究对象,基于填海造地、旅游娱乐、港口航运、渔业和工业5类用海类型共14种用海活动构建定量化的近岸海域利用强度指数。根据1980—2016年海域利用强度和底栖生物多样性数据,建立海域利用强度与底栖生物多样性之间的关系模型,预测不同情景下厦门海域底栖生物多样性保护目标值。结果表明,构建的海域利用强度指数与绝大部分底栖生物多样性指数呈显著负相关,建立的指数基本可靠。底栖生物多样性指数中,香农多样性指数H′与海域利用强度指数建立了显著相关的关系模型,香农多样性指数主要受填海造地、捕捞和工业、生活污水的排放影响。“趋势情景”“规划情景”和“优化情景”下,2035年厦门海域底栖生物平均香农多样性指数分别为2.88、3.14和3.06。2035年厦门海域生物多样性保护指标宜设为底栖生物香农多样性指数不低于3.06,应加强西海域和九龙江河口的生物多样性保护和生态修复。

关键词：底栖生物厦门海域生物多样性海域利用强度保护目标

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泥河水库浮游与底栖生物资源调查报告

黑龙江水产 2023年第2期42卷 93-98页

作者：李佳民孙志鹏黑龙江省泥河水库管理处黑龙江绥化152000 中国水产科学研究院黑龙江水产研究所黑龙江哈尔滨150070

泥河水库作为黑龙江省内最大的平原型水库,是以防洪治涝为主结合灌溉养鱼等综合利用的大型水库。为更合理地开发和利用泥河水库渔业资源,该研究于2021年~2022年连续4个季度对泥河水库浮游及底栖生物进行了系统的调查。调查结果显示,泥... 详细信息

泥河水库作为黑龙江省内最大的平原型水库,是以防洪治涝为主结合灌溉养鱼等综合利用的大型水库。为更合理地开发和利用泥河水库渔业资源,该研究于2021年~2022年连续4个季度对泥河水库浮游及底栖生物进行了系统的调查。调查结果显示,泥河水库浮游植物共有6门44属80种。其中绿藻门种类最多,包括18属,38种;硅藻门次之,包括10属,15种;金藻门最少,仅含金枝藻1种。浮游植物生物量夏季最高为4.31mg/L,秋季次之为3.81mg/L,冬季最低为2.73mg/L。浮游动物方面,泥河水库共有浮游动物6类40属,包括原生动物18属、轮虫10属、枝角类8属、桡足类4属及其无节幼体。从生物量来看,夏季浮游动物生物量最大,为57.53mg/L;秋季次之,为45.71mg/L;冬季最低,为4.35mg/L。夏季、秋季浮游动物以枝角类、桡足类为主。底栖生物方面,底栖动物共4类26种,包括软体动物13种、水生寡毛类5种、摇蚊幼虫类6种、甲壳类2种。从生物量来看,夏季秋季底栖动物含量最高分别为47.12 mg/L和52.91 mg/L,春季和冬季底栖动物含量最低分别为19.63 mg/L和26.76 mg/L。

关键词：泥河水库浮游植物浮游动物底栖生物

基于碳、氮稳定同位素的雅浦海沟底栖生物食物来源和营养级初探

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海洋学报 2018年第10期40卷 51-60页

作者：郭承秧杨志陈建芳郑豪张东声冉莉华王春生鹿博陈倩娜浙江大学海洋学院浙江舟山316021 国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海洋生态系统与生物地球化学重点实验室浙江杭州310012

为了分析雅浦海沟中底栖生物群落的食物来源和营养级,本研究分析了雅浦海沟真光层中浮游植物和浮游动物、海底沉积物和巨型底栖生物(海绵、海参、海蛇尾、海星、海葵和钩虾)中的碳、氮稳定同位素组成。研究发现雅浦海沟真光层中的浮游... 详细信息

为了分析雅浦海沟中底栖生物群落的食物来源和营养级,本研究分析了雅浦海沟真光层中浮游植物和浮游动物、海底沉积物和巨型底栖生物(海绵、海参、海蛇尾、海星、海葵和钩虾)中的碳、氮稳定同位素组成。研究发现雅浦海沟真光层中的浮游植物和浮游动物δ^(13)C值[(-22.8±0.4)‰和(-21.8±0.8)‰]和δ^(15)N值[(5.4±0.4)‰和(6.8±0.2)‰]与巨型底栖生物的δ^(13)C值(-20.1‰^-16.8‰)和δ^(15)N值(11.9‰~17.9‰)的差异超过了一个营养级,表明作为底栖生物的初始食物来源的浮游植物和浮游动物在向下输送的过程中经历了食物链传递和细菌的降解。巨型底栖生物的δ^(15)N和δ^(13)C值之间无显著的相关性,此外不同物种之间营养级也存在明显差异,表现为海绵的营养级相对较高(3.4~4.7),海参(3.3~3.6)、海蛇尾(3.4~3.5)和海星(3.2~3.7)的营养级较为接近,钩虾(2.9~3.3)和海葵(3.1)的营养级则相对略低,反映了底栖生物不同物种之间食物来源的多样化。

关键词：雅浦海沟碳、氮稳定同位素底栖生物食物来源营养级

澄迈马袅湾网箱养殖区及周边海域大型底栖生物调查

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海洋科学 2021年第1期45卷 92-99页

作者：黄蓉吝思琪王爱民顾志峰石耀华刘春胜海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室海口570228 海南大学海洋学院海口570228 海南南海海岸工程与生态环境研究所海口571199

本研究分别于2019年7月(夏季)和12月(冬季)对澄迈马袅湾网箱养殖区及周边海域的大型底栖生物进行调查。结果表明,两次调查共采集鉴定到55种生物,其中夏季31种,主要分布在邻近区;冬季33种,主要分布在养殖区和邻近区。夏季航次,底栖生物... 详细信息

本研究分别于2019年7月(夏季)和12月(冬季)对澄迈马袅湾网箱养殖区及周边海域的大型底栖生物进行调查。结果表明,两次调查共采集鉴定到55种生物,其中夏季31种,主要分布在邻近区;冬季33种,主要分布在养殖区和邻近区。夏季航次,底栖生物在养殖区、邻近区和对照区的栖息密度分别为30.55 ind/m^(2)、40.74 ind/m^(2)和29.63 ind/m^(2),生物量分别为14.36 g/m^(2)、6.28 g/m^(2)、6.58 g/m^(2);冬季航次,三个海区底栖生物栖息密度分别为55.56 ind/m^(2)、46.67 ind/m^(2)和27.78 ind/m^(2),生物量分别为7.29 g/m^(2)、6.20 g/m^(2)和0.22 g/m^(2)。夏季优势种主要为绒毛细足瓷蟹和纽虫;冬季优势种主要为豆形短眼蟹、梳鳃虫、纽虫和哈氏美人虾。夏季养殖区、邻近区和对照区大型底栖生物多样性指数(H′)分别为1.40、2.06和1.46;冬季分别为2.16、1.59和0.94。综上分析,网箱养殖产生的残饵和鱼类粪便,对养殖区及邻近海域底栖生物分布产生一定影响,且其群落结构与区域和季节存在较强相关性。

关键词：马袅湾热带海域网箱养殖底栖生物多样性指数

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清洁疏浚物掩埋对两种底栖生物存活的影响

上海海洋大学学报 2016年第2期25卷 229-236页

作者：季晓徐韧刘材材陈中伟吴祥贵国家海洋局东海环境监测中心上海201206 国家海洋局海洋赤潮灾害立体监测技术与应用重点实验室上海200090 上海海洋大学海洋科学学院上海201306

为研究不同粒度疏浚物掩埋对于海洋底栖生物的致死效应影响,采用长江口地区的疏浚物模拟不同粒度、不同厚度掩埋菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum）以及双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）,并研究其存活情况。结果表明：菲律宾... 详细信息

为研究不同粒度疏浚物掩埋对于海洋底栖生物的致死效应影响,采用长江口地区的疏浚物模拟不同粒度、不同厚度掩埋菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum）以及双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）,并研究其存活情况。结果表明：菲律宾蛤仔和双齿围沙蚕掩埋后为了生存表现出垂直迁移行为,不同粒度疏浚物掩埋深度在一定范围内与菲律宾蛤仔的死亡率之间有显著的正相关关系;粒度为63～125μm时,菲律宾蛤仔96 hLC50为6.8 cm（95%置信区间为2.8～10.7 cm）;粒度为63μm以下时,菲律宾蛤仔96 h-LC50为11.1 cm（95%置信区间为4.2～18.0 cm）;而掩埋深度与双齿围沙蚕死亡率之间没有显著相关关系。实验结果表明不同粒度疏浚物掩埋对于不同底栖生物致死效应不同。

关键词：疏浚物粒度掩埋深度底栖生物菲律宾蛤仔双齿围沙蚕