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基于AMBI和M-AMBI法的桑沟湾底栖生态环境质量评价

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第6期54卷 55-67页

作者：李文豪于晓清蒋增杰杜美荣贾彦何为高亚平上海海洋大学水产与生命学院水产科学国家级实验教学示范中心上海201306 中国水产科学研究院黄海水产研究所农业农村部海洋渔业可持续发展重点实验室山东青岛266071 山东省海洋科学研究院山东青岛266104 崂山实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室山东青岛266237

养殖环境评价是衡量海水养殖活动是否健康、可持续的重要环节。为掌握北方典型规模化养殖海湾——桑沟湾沉积环境质量状况,于2017年4和7月对桑沟湾全湾海域进行大型底栖动物走航调查取样,分析了大型底栖动物的种类组成、生物量、栖息密... 详细信息

养殖环境评价是衡量海水养殖活动是否健康、可持续的重要环节。为掌握北方典型规模化养殖海湾——桑沟湾沉积环境质量状况,于2017年4和7月对桑沟湾全湾海域进行大型底栖动物走航调查取样,分析了大型底栖动物的种类组成、生物量、栖息密度及群落结构;运用AMBI(AZTI’s marine biotic index)指数法和M-AMBI(Multivariate-AMBI)指数法,分析了大型底栖动物群落受干扰程度,评价了沉积环境质量状况。研究表明,在两次调查中多毛类均为优势种,其中4月多毛类36种,占总种数63.16%;7月32种,占总种数的60.38%。AMBI法的评估结果表明,调查海域各站位以受到轻度扰动为主,个别站位受到中度扰动和无扰动,干扰程度从小到大依次为海带区桑沟湾近海生态系统的养殖压力,使得桑沟湾受人为干扰较小,海草区环境质量为优,贝类区、混养区和海带区的环境质量处于中等和良之间。

关键词：桑沟湾大型底栖动物 AMBI指数 M-AMBI指数底栖生态环境质量

春季桑沟湾硅藻群落结构对硅酸盐加富的响应研究

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水产学杂志 2024年第1期37卷 67-74页

作者：张凯姜娓娓万东杰高亚平张义涛蒋增杰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黄海水产研究所农业农村部海洋渔业可持续发展重点实验室山东青岛266071 荣成楮岛水产有限公司山东荣成264312

2021年5月,在水温13.83~16.96℃下,用现场陆基围隔实验方法研究添加硅酸盐对山东荣成桑沟湾养殖海区浮游植物丰度(以叶绿素a浓度表征)、粒径结构以及群落结构的影响。体积为100 L的直筒型透明聚乙烯袋围隔而成的实验单元,设置3个处理组... 详细信息

2021年5月,在水温13.83~16.96℃下,用现场陆基围隔实验方法研究添加硅酸盐对山东荣成桑沟湾养殖海区浮游植物丰度(以叶绿素a浓度表征)、粒径结构以及群落结构的影响。体积为100 L的直筒型透明聚乙烯袋围隔而成的实验单元,设置3个处理组,每组三个平行:自然海水组1.41μmol/L SiO_(3)-Si(对照组);低浓度组20.00μmol/L SiO_(3)-Si(LS组);高浓度组100.00μmol/L SiO_(3)-Si(HS组);取桑沟湾近岸表层海水70 L,经200μm筛绢过滤后注入实验单元,每个实验单元中均配置2 W的小型抽水泵,保持海水始终处于混匀状态,不与外部水体交换,添加的硅酸盐为分析纯九水硅酸钠,并固定在长200 cm、宽160 cm、高120 cm,容积约3 800 L的陆基围隔中,实验持续时间7 d。结果显示:(1)添加硅酸盐可提高浮游植物叶绿素a浓度,LS组和HS组叶绿素a浓度分别是对照组的1.95倍和1.94倍,主要是小型浮游植物和微型浮游植物的叶绿素a浓度显著提高;(2)硅藻是浮游植物群落结构的优势种,占物种丰富度的77.27%,硅藻细胞丰度变化范围为0.96×103~1.62×103cells/L,LS组和HS组的硅藻细胞丰度比对照组分别增加了53.53%和69.77%;(3)添加硅酸盐显著促进了小环藻(Cyclotella)、小新月菱形藻(Nitzschia closterium f.minutissima)、圆海链藻(Thalassiosira rotula)等生长(P<0.05),其中小新月菱形藻的藻细胞丰度增加显著,比对照组增加了181.69%;(4)添加硅酸盐对浮游植物多样性和均匀度无显著影响,但可显著增加浮游植物群落结构的物种丰富度(P<0.05)。本结果将为后续探索养殖水域关键时段硅元素补充策略、研发浮游植物初级生产力提升技术进而提高贝类养殖容量的可能性提供基础数据和有价值的线索。

关键词：硅酸盐硅藻群落结构粒径结构桑沟湾

桑沟湾沉积物有机质的碳氮稳定同位素分析及其来源解析

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渔业科学进展 2022年第5期43卷 84-97页

作者：聂梦晨黄翠玲隋琪邹立朱琳孙雪梅赵信国夏斌陈碧鹃曲克明中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266003 中国水产科学研究院黄海水产研究所农业农村部海洋渔业可持续发展重点实验室山东青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266071 通标标准技术服务(青岛)有限公司山东青岛266101

本研究分析了桑沟湾表层沉积物的粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、碳和氮稳定同位素(δ^(13)C和δ^(15) N)的时空分布特征,估算了贝藻生物沉积对近海沉积物有机质的贡献。结果显示,桑沟湾沉积物成分组成以粉砂为主,且粒径分布与海水养... 详细信息

本研究分析了桑沟湾表层沉积物的粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、碳和氮稳定同位素(δ^(13)C和δ^(15) N)的时空分布特征,估算了贝藻生物沉积对近海沉积物有机质的贡献。结果显示,桑沟湾沉积物成分组成以粉砂为主,且粒径分布与海水养殖和水动力学条件密切相关;TOC、TN的季节变化和平面分布均呈相似性,数值上总体表现为春季最高,秋季最低,季节差异不大,在贝藻、鱼贝和贝类养殖区域出现较高值;而δ^(13)C和δ^(15) N的季节变化和平面分布有较大差异。从相关性分析可以看出,TOC和TN呈极显著正相关(r=0.955,P桑沟湾表层沉积物的TOC和TN具有同源性。根据对δ^(13)C和C/N的综合分析表明,贝类生物沉积、海带(Saccharina japonica)和土壤有机质是桑沟湾沉积物有机质的主要来源。采用三元混合模型估算得到贝类生物沉积贡献率为67.52%,土壤有机质贡献率为26.47%,海带贡献率为5.97%。研究表明,海洋贝藻生物沉积对近海碳埋藏具有显著影响。

关键词：海水养殖桑沟湾有机质稳定同位素来源

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桑沟湾海域表层沉积物粒度特征及其环境意义

海洋地质前沿 2023年第9期39卷 77-86页

作者：韩忠王敬边雄飞山东省第六地质矿产勘查院威海264209 山东省深部金矿探测大数据应用开发工程实验室威海264209

根据桑沟湾和邻近海域201个表层沉积物样品粒度测试结果,分析了砾、砂、粉砂和黏土等各粒级组分含量分布特征,划分了沉积物类型,探讨了沉积环境。结果表明,沉积物组分中以粉砂粒级组分为主,砾和砂分布相对集中。海域表层沉积物类型共有1... 详细信息

根据桑沟湾和邻近海域201个表层沉积物样品粒度测试结果,分析了砾、砂、粉砂和黏土等各粒级组分含量分布特征,划分了沉积物类型,探讨了沉积环境。结果表明,沉积物组分中以粉砂粒级组分为主,砾和砂分布相对集中。海域表层沉积物类型共有12类,含砾沉积物类型7类,不含砾沉积物类型5类,其中砂质粉砂与粉砂分布最广。桑沟湾及邻近海域沉积物分布主要受控于泥沙来源、地形地貌及潮流、波浪、沿岸流等沉积动力条件的共同作用。桑沟湾西部近岸海域的泥沙为近源沉积,颗粒较粗,向海扩散有限;桑沟湾外沉积物颗粒由东向西变细,与黄海西部沿岸流携带的黄河源泥沙向西扩散有关;桑沟湾内沉积物颗粒较细,水动力较弱;桑沟湾东北部和东南部海底的脊状凸起区域,含砾沉积物为当地近源碎屑沉积,受海流冲刷的影响,细颗粒碎屑难以沉积。

关键词：桑沟湾表层沉积物粒度组分沉积物类型沉积环境

桑沟湾鳗草分布区表层沉积有机碳来源分析与草床碳储量评估

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渔业科学进展 2022年第5期43卷 24-33页

作者：高亚平蒋增杰李文豪石亚洲万东杰王林华张义涛中国水产科学研究院黄海水产研究所农业农村部海洋渔业可持续发展重点实验室山东青岛266071 青岛海洋科学与技术国家试点实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室山东青岛266071 上海海洋大学水产与生命学院上海201306 浙江海洋大学水产学院浙江舟山316022 荣成楮岛水产有限公司山东荣成264312

海草床是浅海典型的生态系统之一,其积聚和储存碳的能力备受关注。沉积有机碳是海草床碳汇的重要组成部分,而沉积有机碳的来源与海草的种类及其所处的生态场景密切相关。本研究聚焦我国北方规模化养殖海湾桑沟湾2处主要鳗草(Zostera mar... 详细信息

海草床是浅海典型的生态系统之一,其积聚和储存碳的能力备受关注。沉积有机碳是海草床碳汇的重要组成部分,而沉积有机碳的来源与海草的种类及其所处的生态场景密切相关。本研究聚焦我国北方规模化养殖海湾桑沟湾2处主要鳗草(Zostera marina)分布区,基于稳定碳氮同位素(δ13C和δ15 N)技术研究了潮间带鳗草床表层沉积有机碳的来源及其碳储量。结果显示,2处草床沉积有机碳均主要来自浮游植物,约占34.0%~41.4%,鳗草自身贡献约占8.3%和17.1%,贝类生物沉积物的贡献约为23.9%~25.3%,大型藻类约贡献25.0%。在楮岛草床周围,鳗草输出碳对周围2 km内站位表层沉积有机碳的贡献约为5.2%~10.7%。碳储量估算结果显示,2处草床沉积物为0~30 cm的有机碳储量为2.01 Mg C/hm^(2)和3.75 Mg C/hm^(2),平均为2.88 Mg C/hm^(2),来自生物沉积的有机碳储量约为0.71 Mg C/hm^(2)。研究结果为深入解析桑沟湾鳗草床分布区沉积碳汇的来源及与规模化海水养殖活动的贡献提供了数据支撑。

关键词：鳗草有机碳储量稳定同位素海水养殖桑沟湾

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桑沟湾海域表层沉积物重金属含量和污染评价

海洋地质前沿 2023年第9期39卷 87-93页

作者：王敬韩忠王玉莲山东省第六地质矿产勘查院威海264209 山东省深部金矿探测大数据应用开发工程实验室威海264209

分析了山东省荣成市东部桑沟湾及邻近海域200个站位的表层沉积物样品重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn)含量分布特征,采用不同的评价方法,研究了重金属元素对环境的污染情况。结果表明,桑沟湾及邻近海域表层沉积物中多数重金属元... 详细信息

分析了山东省荣成市东部桑沟湾及邻近海域200个站位的表层沉积物样品重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn)含量分布特征,采用不同的评价方法,研究了重金属元素对环境的污染情况。结果表明,桑沟湾及邻近海域表层沉积物中多数重金属元素含量由湾内向周围降低,As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn平均含量分别为6.51、0.11、64.86、18.05、0.015、27.74、75.21μg/g。海底表层沉积物整体质量较好,重金属污染程度低,潜在生态风险程度低。

关键词：桑沟湾表层沉积物重金属污染评价

桑沟湾不同形态锰的分布、季节变化及影响因素

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海洋环境科学 2023年第4期42卷 511-522,533页

作者：孙鑫任景玲刘家琦房瑞雪蒋增杰中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国水产科学研究院黄海水产研究所山东青岛266071

本研究利用催化动力学分光光度法和紫外消解法对2013年4月、7月、10月和2014年1月桑沟湾养殖海域溶解态无机锰(DIMn)及溶解态有机锰(DOMn)的浓度进行测定,利用两步提取法,对2013年4月、10月和2014年1月表层沉积物中可提取态锰(HAc-Mn)... 详细信息

本研究利用催化动力学分光光度法和紫外消解法对2013年4月、7月、10月和2014年1月桑沟湾养殖海域溶解态无机锰(DIMn)及溶解态有机锰(DOMn)的浓度进行测定,利用两步提取法,对2013年4月、10月和2014年1月表层沉积物中可提取态锰(HAc-Mn)和总锰(TMns)的含量进行测定。桑沟湾4个季节DIMn浓度的平均值分别为(62.0±43.4) nmol/L、(53.2±50.4) nmol/L、(20.5±7.4)nmol/L和(15.4±8.7)nmol/L,DOMn浓度的平均值分别为(10.8±5.1)nmol/L、(14.5±18.3) nmol/L、(2.8±2.4) nmol/L和(7.5±3.7) nmol/L,DIMn和DOMn浓度均呈现春、夏季高于秋、冬季的季节变化特征以及自近岸到外海逐渐降低的空间分布趋势。春季、秋季和冬季,桑沟湾表层沉积物中TMns的含量分别为(882±218) mg/kg、(617±117) mg/kg、(625±64) mg/kg,HAcMn的含量分别为(508±151) mg/kg、(335±83) mg/kg、(289±39) mg/kg,二者均表现出近岸高、远岸低的空间分布以及春季高于秋、冬季的季节变化特征。悬浮颗粒物的吸附和浮游生物的利用是影响桑沟湾溶解态锰(TDMn)分布及季节变化的重要因素。影响桑沟湾海域TDMn分布的主要因素包括河流及地下水的输入、沉积物—水界面的释放、大气沉降、桑沟湾向黄海的输出及养殖生物的吸收利用。桑沟湾TDMn通量的箱式模型计算结果表明源小于汇,说明桑沟湾TDMn还存在其他源。TDMn在桑沟湾的存留时间为(44.9±41.1) d,显著低于大洋,可能与特殊的水文环境及养殖生物的吸收利用有关。

关键词：溶解态锰沉积物形态季节变化收支桑沟湾

桑沟湾沉积物中重金属的污染特征及潜在生态风险评价

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海洋环境科学 2022年第3期41卷 365-371页

作者：王旭茹隋琪赵信国夏斌陈碧鹃曲克明上海海洋大学海洋科学学院上海201306 中国水产科学研究院黄海水产研究所山东青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237

为了研究桑沟湾表层沉积物中重金属的污染特征及潜在生态风险,本文分析了该区域2019年夏季、秋季和冬季21个站位表层沉积物中重金属(Cu、 Zn、 Pb)的含量和分布特征,并采用Hankanson潜在生态危害指数法对桑沟湾不同季节表层沉积物中重... 详细信息

为了研究桑沟湾表层沉积物中重金属的污染特征及潜在生态风险,本文分析了该区域2019年夏季、秋季和冬季21个站位表层沉积物中重金属(Cu、 Zn、 Pb)的含量和分布特征,并采用Hankanson潜在生态危害指数法对桑沟湾不同季节表层沉积物中重金属的生态风险进行评估。结果表明,三个季节桑沟湾表层沉积物中Cu、Pb、Zn的含量均符合沉积物质量一类标准。根据平均污染系数判断,三个季节该区域表层沉积物中Cu、Pb、Zn的污染程度相似,从高到低依次为Zn、Pb、Cu。同时,不同季节三种重金属的区域分布也存在一定的差异,这可能是由多种环境因素共同导致的,且该区域表层沉积物中这三种重金属的主要来源可能是陆源输入。潜在的生态风险评价结果表明,该区域整体处于轻微生态风险等级,三种重金属对桑沟湾养殖区潜在生态危害的贡献为Pb>Cu>Zn,其中,Pb为首要的潜在生态风险因子。

关键词：重金属分布特征风险评价桑沟湾

桑沟湾贝类养殖区沉积碳库年汇入速率的高分辨率记录及其对人类养殖活动的响应

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渔业科学进展 2022年第5期43卷 98-105页

作者：白怀宇刘赛杨茜黄凌风孙耀厦门大学环境与生态学院福建厦门361102 中国水产科学研究院黄海水产研究所山东青岛266071 山东省海洋仪器仪表科技中心有限公司山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室山东青岛266071 厦门大学滨海湿地生态系统教育部重点实验室福建厦门361102

本研究对2014年取自桑沟湾贝类养殖区的柱状沉积物进行分析,测定每层沉积物中总碳(TC)、总有机碳(TOC)和总氮(TN)的质量分数,并计算总无机碳(TIC)、海源性有机碳(C_(m))和贝壳无机碳(Shell-IC)的质量分数以及各组分碳在总碳中的贡献率,... 详细信息

本研究对2014年取自桑沟湾贝类养殖区的柱状沉积物进行分析,测定每层沉积物中总碳(TC)、总有机碳(TOC)和总氮(TN)的质量分数,并计算总无机碳(TIC)、海源性有机碳(C_(m))和贝壳无机碳(Shell-IC)的质量分数以及各组分碳在总碳中的贡献率,同时对其年汇入速率(BF)进行估算。结合^(210)Pb测年法,研究近80年沉积碳库各种碳的年汇入速率的高分辨率记录,发现其中TC、TIC、TOC、C_(m)和Shell-IC的平均含量分别为1.09%、0.75%、0.34%、0.15%和0.06%。研究还发现,TIC是TC的主要形式,在1960—2010年的贡献率保持在60%以上。C_(m)的质量分数在2010年前无较大幅度的波动,但在2010年后显著增加,使得C_(m)/TC及TOC/TC也显著提升。Shell-IC在养殖活动开始后至2000年一直处于较低水平。各组分碳的年汇入速率在1960—2000年间随海水养殖活动呈现相应的变化,之后由于养殖规模和格局的调整,BF_(C_(m))、BF_(TOC)和BF_(TC)显著升高,BF_(TIC)降低,BF_(Shell-IC)先升高后降低。桑沟湾的海水养殖活动影响着贝类养殖区沉积碳库的组成和年汇入速率,碳库各组分的变动也体现出与之相应的变化。本研究详细描述了人类海水养殖活动在开始后的50年里对沉积碳库年汇入速率的影响特征,也为今后陆架海区水产养殖活动的合理规划提供参考。

关键词：沉积碳库汇入速率海水养殖桑沟湾