溢油事故中渔业资源损失的数值模拟评估模式

海洋溢油污染不仅关系到天然渔业资源、海鸟等生物、海域环境、海岸线生态的破坏,而且对渔业、捕捞业、旅游业都会造成巨大损失,甚至会直接或间接地危害人类的健康。短期来看,一方面石油、燃料油等进入海洋后,对海洋生物资源造成影响;另一方面会危害附近海区的海洋环境,侵害海洋生物以及海鸟赖以生存和栖息的环境。长期来看,持续的海洋污染会导致的生态环境失衡,海洋的生产力也随之下降。溢油事故中的渔业资源损失评估作为追究污染事故责任,尽快恢复海域资源与环境的重要一环需要不断改进创新。为了定量确定海洋溢油事故发生后渔业资源的损失程度,将传统的评估模式与现代科学技术相结合,通过海洋动力学、流体力学、海洋生物学、环境化学等多个学科交叉融合,将流场风场模型、溢油模型、海域调查监测、卫星遥感技术、毒性效应和渔业资源的损失评估方法相结合,形成一种渔业资源损失评估的数值模拟评估模式,以完善溢油事故中渔业资源损失评估体系。在溢油事故现场监测数据的基础上,运用数学计算理论选择相对应的溢油模型,结合具体溢油事故案例的潮流数据和风场数据,模拟海上溢油污染的时空分布情况。采用卫星遥感技术根据不同油品在海水中不同的亮度表现,处理得到溢油油膜信息,与模拟得到的油膜信息进行比对验证,并对模型进行修正,通过模拟得出污染海域油浓度分布与溢油污染范围信息,结合溢油污染对不同海洋生物的毒性效应,得到渔业资源的损失程度,为溢油事故的渔业资源损失评估提供一种思路,为溢油事故发生后的损失评估和事故处理起到一定的参考辅助作用。     

美国华盛顿州溢油自然资源损害简易评估方法及其在厦门湾的应用

海洋溢油事故多以小型溢油为主,研究快速高效、耗费较低且所需信息量较少的溢油自然资源损害简易评估方法十分必要.本文以美国华盛顿州自然资源损害简易评估方法为框架,根据厦门湾海洋环境特点和生态敏感目标分布状况,确定溢油的环境效应包括溢油的急性毒性,机械伤害和持久性效应以及海洋与河口不同生境类型、鸟类、中华白海豚、文昌鱼、贝类以及旅游休憩行为对溢油的敏感程度,并据此估算模拟厦门湾小型溢油事故的自然资源损害价值.假设厦门湾东部海域某海洋工程施工船舶泄露船用重质燃料油2.4 m3,预测油膜污染影响面积约3.60 km2,其中开阔水域面积约占90％,海洋潮间带裸露沙滩面积约占8％,海洋潮下带沙质面积约占2％.基于溢油的环境效应系数和海洋与河口环境敏感系数计算得出厦门湾自然资源损害价值为9.35万元.     

大亚湾生态环境问题及其调控策略

主要阐述了大亚湾现存的生态环境问题及其调控策略.大亚湾生态环境的退化现状与特征主要表现为:生态系统结构遭到破坏、生物群落组成明显小型化,生物多样性降低,生物资源衰退;红树林和珊瑚礁面积锐减,生态服务功能衰退,沿岸滨海湿地萎缩;生物生境遭破坏导致生物量下降;营养环境恶化导致赤潮频发.并就因开发建设等人类活动对该区域海洋生态环境的影响,提出了调整和控制各种开发活动,为受损海湾生态环境的修复重建和持续利用的参考建议.     

海洋溢油生态环境损害因果关系判定方法与模型研究

海洋溢油对生态环境造成污染损害，构成了对海洋环境安全和人体健康的重大威胁，科学地评估溢油污染损害可以发挥为损害修复和赔偿仲裁提供依据的重要作用，为成就这一目标，亟待加强有关溢油污染损害的因果关系及其判定方法与准则的相关理论、技术方法和业务化应用的研究。为此，在对不同原油的各馏分占比和分类组分及含量进行统计分析的基础上，构建了溢油成分统计均值指标体系，基于WHO/IARC化学物质引起人类癌症危险性评价，揭示了不同种类溢油所造成的海洋生态环境损害类型和程度有所不同的因果关系，进而研究提出了基于溢油环境归宿和POPs毒性理论的损害机理分析方法，构建了包括事故发生、成分含量、分类后果、时空分布4类判定准则及其相应指标体系的海洋生态环境损害因果关系判定方法，提出了包括因果关系判定模型、多类型辅助评估模型、调查试验诊断评估方法及业务化流程、以及损害基线与程度判定准则及指标体系的海洋生态损害评估模型体系总体架构，设计阐述了多类型辅助评估模型、损害基线与程度判定准则及指标体系的构建方案。针对辅助评估模型中具有代表性的易受损因子--海水水质指标的损害因果关系判定和损害程度量化问题，构建了基于溢油风化缩比仿真试验的溢油风化水质影响评估模型，采用溢油事故引起海水水质超过不同等级水质标准的超标面积，以及事故发生前后实测的相关海域海水水质超过不同等级水质标准的超标面积发生变化以及出现峰值的状况，作为判定损害因果关系存在和评估损害程度的量化指标，通过开展"塔兹曼海"、大连"7.16"等发生于渤海和黄海的溢油及危化品事故案例调查，实施了判定方法与模型的应用研究，对模型参数进行了率定，模型和实测结果均显示，在具有连通性的渤海和黄海海域，不同时段超过不同等级海水水质标准的超标面积增量与该海域实际发生溢油事故的时间存在显著的关联响应关系。综合判断，溢油污染损害与污染事故发生的时间和位置、所处海域的连通性及扩散条件、入海溢油的总量及环境污染持久性呈密切相关的因果关系。     

海洋溢油后浮游植物藻华观测分析和机制探讨

海洋溢油事件频率增加,严重影响了生态环境。该研究收集MODIS 叶绿素a 数据和现场资料,对全球20 次重大海洋溢油事件后浮游植物进行了研究分析。结果显示,溢油可能引发大面积藻华,且一般发生在溢油20 d 以后,多数发生在3-10个月间。深入分析发现,溢油后的藻华多数发生在春季、秋季和/或温度在20℃-30℃条件下。若溢油发生在夏季,短期内发生藻华的几率较高,且可能发生多次藻华;若溢油发生时温度较低,溢油后藻华发生几率也较低。需要关注的是,2013 年晚秋我国青岛市黄岛输油管线破裂引起的溢油事件,可能提高2014 年春季胶州湾发生藻华的几率。     

基于资源等价分析法的海洋溢油生物资源损害评估

评估海洋溢油造成的生物资源损害,对我国目前迫切需要制定的海洋生态补偿政策以及生态修复计划具有重要的现实意义。针对我国2011年渤海蓬莱19-3油田溢油事故,评估生物资源受损程度,利用资源等价分析法计算修复工程规模。结果表明,底栖生物和非底栖生物(包括浮游幼虫幼体、鱼卵、仔稚鱼等)的受损程度分别为30%和71.4%,受损面积分别为1600 km2和6400 km2。若以修建海洋生态保护区作为补偿修复工程,在修复期为20 a、贴现率为3%条件下,修复工程规模应为1059km2,才能补偿溢油造成的底栖和非底栖生物资源损失。其结论可以作为海洋管理部门进行溢油生物资源损害评估和生态修复管理的技术依据。     

海洋固氮生物多样性及其对海洋生产力的氮、碳贡献

固氮生物及其共生体在自然生态系统的氮素供给和生产力的持续发展中有重要作用。是贫营养盐海域和海洋生态系统中新生产力的主要贡献者。就海洋固氮生物研究的历史和现状,以及在世界不同海域和海洋生态环境条件下,海洋固氮生物的物种多样性和在海洋生态环境中的生存方式、共生互作关系多样化,作较全面的概述。综合分析了海洋固氮生物的固氮能力（活性）、在光合固碳中的作用和对初级生产力的贡献。介绍了固氮生物在海洋生物链和海洋不同生态系统和生物群落中的作用及其对环境的影响的最新研究概况。     

南极海-陆界面营养物质流动和磷循环

南极大陆气候严寒、营养贫瘠,企鹅、海豹等生物能传递海洋中的营养物质到陆地,这些营养物质是维系南极无冰区生态系统的基础.本文首先阐述了海洋向南极无冰区输入营养物质的方式,重点介绍了生物方式输入的营养物质对无冰区生态系统组成、结构和功能的影响,以及无冰区向近海输入营养物质的方式及其影响.然后,以西南极法尔兹半岛为例,对企鹅、海豹传输的营养物质磷在陆地、淡水生态系统中的记录进行了分析,讨论了南极近海磷的生物地球化学循环及其机理,估算了磷循环通量.结果表明,南极阿德雷岛磷的外来营养源包括物理输入、生物输入和大气沉降输入3种,其中,生物输入(企鹅粪)占94.34％ ～ 99.74％,在近海磷循环中起着关键作用.     

南极海洋生物持久性有机污染物:水平、传递与风险评价

尽管南极被认为是远离人类污染的净土,但近年来不断发现有机氯农药、多氯联苯、多溴联苯醚和全/多氟化合物等传统和“新型”持久性有机污染物(POPs)存在于南极的非生物及生物环境中,由此引发了全球各国对南极生态系统的不断关注。POPs性质稳定,能够久存于环境中,并具有毒性,易富集于生物体内并产生一定的健康风险。为了解南极和南大洋持久性有机污染物的生物地球化学过程及其对生物种群和生态系统产生的影响,本文以南大洋典型食物链为主线并结合南极海洋生物生活习性,综述了近年来国内外学者对南极海洋食物链不同营养级生物体内POPs的研究现状,并对南极海洋生态系统POPs研究前沿和热点提出了展望。研究显示,南极地区是世界上污染程度最低的地区,但过去几十年有关南极海洋生物中POPs的类型不断增加,表明该地区受到地区内/外活动的影响日益增加。零散的研究数据以及各异的技术方法使得目前仍无法阐析POPs沿食物链传递的机制。有关南极海洋生态系统POPs动态的长期监测与评估计划亟待建立。     

中国海洋生物多样性的保护和管理对策

本文全面介绍了中国海洋物种多样性的现状,并分析其受到的人类影响和主要威胁。详细阐述了国家海洋局及其下属部门在海洋生物多样性保护管理中制定的有关政策、法规及行动计划,以及海洋生物多样性的科学调查研究及海洋生态环境监测体系建设,海洋自然保护区的建设与管理,海洋生物多样性可持续利用等方面的工作和进展。同时,在生物多样性管理现状的基础上,提出了包括预警系统与事故处理能力建设、将生物多样性保护管理纳入区域经济社会发展计划、建设生物多样性管理机构及法规之间的协调机制以及基于生态系统的生物多样性管理和公众参与等若干针对性的管理对策。     

DNA damage in eelpout (Zoarces viviparus) from Göteborg harbour

The relationship between DNA damage and the exposure of marine organisms to environmental contaminants was examined in the G?teborg harbour area. This research is part of a wider ecotoxicological study planned to evaluate the biological impact of chemical contamination in the River G?ta estuary, following a bunker oil (10-100 tonnes) spill occurred in June 2003. Here we present data on the DNA strand breaks derived using the comet assay and the presence of apoptotic cells using the diffusion assay in nucleated erythrocytes of the eelpout (Zoarces viviparus) from the study area and at a clean reference site. Polycyclic aromatic hydrocarbon metabolites were also analyzed in the bile of exposed fish. The results showed a high level of damaged DNA, paralleled by a peak in bile PAH metabolites, in fish from the most impacted site, 3 weeks after the oil spill. A significant recovery was observed in specimens from the spill site, 5 months later, but not in fish caught in the middle part of G?teborg harbour, which is chronically subjected to heavy chemical pollution. The levels of apoptic cells did not show any marked variations, but a significant recovery was observed in fish from the oil impacted site 5 months after the spill.     

2010年夏季珠江口海域颗粒有机碳的分布特征及其来源

于2010年8月对珠江口海域20个站位的颗粒有机碳(POC)进行采样,分析了POC的空间分布特征,讨论了POC与环境因子之间的关系,并利用碳稳定同位素(δ13C)分析了POC的来源及其贡献率。结果显示,研究区域POC的浓度范围98.5—1929.8μg/L,平均浓度541.9μg/L,空间分布总体呈现自北部海域向中部海域逐渐降低,中部海域至南部海域又逐渐升高,底层大于表层的特点。总悬浮颗粒物、叶绿素a、水动力是影响POC空间分布的重要原因。研究区域总悬浮颗粒物δ13C值的变化范围-27.05‰—-21.03‰,平均为-24.57‰,反映出珠江口海域颗粒有机碳为陆源和水生源混合来源,其分布呈现沿盐度梯度自口门内向口门外逐渐递增,底层高于表层的特点。陆源输入和海洋生物生产是影响δ13C值分布的主要原因。运用二元混合模型计算得知,珠江口北部和中部海域POC以陆源有机碳为主,贡献率平均为64%;南部海域POC以水生源有机碳为主,贡献率平均为68%。与20多年前相比,POC的分布特征与来源已经发生了改变,珠江口海域含沙量减少与营养盐含量增加可能是导致POC组成发生变化的主要原因。     

珠江口表层沉积物石油类含量、分布及变化趋势

采用紫外分光光度法测定了2006、2009、2010和2011年夏季珠江口表层沉积物中的石油类含量,并与历史数据进行了比较。结果表明:5年中夏季珠江口表层沉积物的石油类平均含量分别为127.2μg/g、318.0μg/g、134.1μg/g、和118.5μg/g;珠江口内站位的石油类含量明显高于口外站位;相同站位的石油类含量年际间波动较大;本世纪的石油类含量明显高于二十世纪八九十年代。以《海洋沉积物质量》第一类标准来评价,4年珠江口表层沉积物石油类含量的站位超标率分别为0、25%、10%和5%。影响珠江口海域沉积物中石油类含量的主要因素有陆源排污输入、溢油和水动力条件等。     

Long-term reproductive impairment in a seabird after the Prestige oil spill

Large oil spills are dramatic perturbations on marine ecosystems, and seabirds are one of the worst affected organisms in such events. It has been argued that oil spills may have important long-term consequences on marine organisms, but supporting evidence remains scarce. The European shag (Phalacrocorax aristotelis) was strongly impacted at population level by the Prestige oil spill, the biggest spillage in the eastern North Atlantic. In this paper, we report on the long-term consequences on reproduction of this coastal seabird, using temporal and spatial replicated data (before–after–control–impact design). Our study revealed long-term reproductive impairment during at least the first 10 years since the Prestige oil spill. Annual reproductive success did not differ before the impact, but after the impact it was reduced by 45% in oiled colonies compared with unoiled ones. This is a rare documentation of long-term effects after a major oil spill, highlighting the need for long-term monitoring in order to assess the real impact of this type of disturbance on marine organisms.     

珠江口浮游桡足类的生态研究

根据2002～2003年珠江口12个航次的调查资料,分析了浮游桡足类种类组成、优势种演替和丰度的时空变化,探讨其影响因素。以表层盐度(S)变化将调查海域划分三个区域:I区(S<25)、Ⅱ区(2530)。结果表明:调查海域共出现桡足类65种,Ⅱ区和Ⅲ区的种类多于I区;桡足类的平均丰度为118ind·m^-3,三个区域之间的比较为Ⅱ区(165ind·m^-3)>I区(129ind·m^-3)>Ⅲ区(62ind·m^-3),春、夏季的丰度高于冬季;优势种有明显的时间和区域上的变化。I区9个航次的研究结果表明:I区桡足类种类较少;各月份之间的平均丰度差别大,由河口内往外呈增加趋势。盐度是影响珠江口桡足类种类组成和数量变化的主要因素。     

Hemocyte parameters of the Pacific oyster Crassostrea gigas a year after the Hebei Spirit oil spill off the west coast of Korea

In marine bivalves, hemocytes support various physiological functions, including immune defense, nutrient transport, shell repair, and homeostatic maintenance. Although the effects of marine contaminants on the immunological functions of bivalves have been extensively investigated, the impacts of oil spills are not well understood. Therefore, we investigated hemocyte parameters in the Pacific oyster Crassostrea gigas 13 months after the Hebei Spirit oil spill (December 2007) off the west coast of Korea. The parameters studied included hemocyte concentration and mortality, relative proportion of hemocyte populations, and immunological functions such as phagocytosis and oxidative activity using flow cytometry. These immune-related parameters in oysters damaged by the oil spill were also compared to control oysters that were collected from an area unaffected by the spill. The flow cytometry study indicated that granulocyte population, phagocytic capacity, and reactive oxygen species production in oysters exposed to crude oil 13 months prior were depressed compared to the unexposed control oysters. Our data suggest that immunocompetence in oysters affected by the oil spill had not fully recovered 1 year after the accident, although more detailed studies on the physiology and disease resistance should be performed.     

Demographic trends of Brown Pelicans in Louisiana before and after the Deepwater Horizon oil spill

Marine oil spills may have extensive and deleterious effects on coastal waterbirds, but pre‐spill data sets are often not available for making comparisons of demographics to the period following a spill. The 2010 Deepwater Horizon oil spill allowed us to compare Brown Pelican (Pelecanus occidentalis) demographics during pre‐ and post‐spill years. We banded 1114 pelicans on Louisiana barrier islands from 2007 to 2009, tracked their distribution via band re‐sighting surveys from 2008 to 2011, and conducted age‐structure surveys. Across Louisiana coastal islands in 2011, we detected 7% of pelicans that had been oiled during the 2010 spill and released following rehabilitation. Similarly, 6% of pelicans (not oiled) banded at the same release site in 2007 were observed across coastal islands 1 yr after banding. We observed variation in proportions of pelicans that were 1, 2, and 3 or more years old among years (2008–2011) and across islands, but little variation could readily be assigned to spill‐related mortality. These Brown Pelican demographic trends one year following the Deepwater Horizon oil spill are contrary to other assessments of the impacts of oil contamination on marine birds. However, additional research is required to evaluate potential long‐term population trends.     

极端天气陆地河流面源污染对珠江河口叶绿素分布的影响——评价方法构建与应用

近十年来,随着我国粤港澳大湾区的建设,珠江流域人口增长十分迅速,食品和能源需求急剧增加,导致流域上游省份农业用地面积增加,下游省份城市化进程加速,随之导致含农业化肥的农田灌溉用水和生活污水排放大幅度增加。流域的面源污染物进入珠江河口,导致河口海域赤潮发生频率明显增高。此外,全球变暖加剧了南海和西太台风等极端天气事件的发生频率,大量的台风在珠江口附近登陆,对人类活动产生的营养盐在海水中再分布产生较大影响。现场及卫星观测表明,台风等极端天气影响浮游植物时空分布的4个主要影响因子为：海水的垂直混合、流域的降水增加、河流淡水及营养盐的大量输入及风场变化。但是,尚未对这些因子如何影响叶绿素分布进行过清晰阐释。研究构建了粤港澳大湾区陆海气集成模拟系统,一方面通过控制实验来对模式敏感性进行测试,另一方面以台风“天鸽”过境珠江口为例,来对台风过境期间海表叶绿素时空变化机理进行探究。结果表明,陆地模式径流分辨率的提高对模拟结果有很大影响,台风“天鸽”过境时,向岸的风抑制了珠江冲淡水排出,促进外海水涌入,提高海表盐度,降低叶绿素浓度。而台风所致的陆地降水在过境后四天(8月27日)通过径流输出至河口,此次剧...     

珠江河口的浮游细菌生态学研究进展

河口地区是海陆交互作用的集中地带,生态环境十分脆弱敏感,物质循环机制复杂,而浮游细菌(bacterioplankton)参与的生态过程是河口生态系统物质循环的重要环节。珠江河口是独特的典型亚热带河口。近年的研究表明,浮游细菌在珠江河口生态系统物质循环中占有重要地位,其生产力和丰度受噬菌原生动物(鞭毛虫)和病毒的控制,而且其生物量与浮游植物的数量具有显著的相关性。珠江河口的优势浮游细菌类群为变型菌门(Proteobacteria)和蓝藻菌(Cyanobacteria)等,浮游细菌丰度和群落结构变化主要受到盐度、温度、营养盐水平等因素的影响。珠江河口浮游细菌与地球物质循环功能鲜有报道,而且珠江河口生态系统中有机质的浮游细菌转化机制和生态学效应更是没有深入研究。基于此,本文全面综述了珠江河口浮游细菌种类组成、分布、生物量、地球物质循环及其环境影响因素等方面的研究进展,有助于系统性地揭示近海生态系统的特征;同时,本文作者还对珠江河口浮游细菌生态学研究今后值得关注的科学问题进行了探讨。