湖泊生态系统弹性系数理论及其应用

在湖泊生态系统健康评价的基础上,分析城市湖泊营养状态的特殊性,论证得出响应型和非响应型湖泊的生态系统健康指数(EHI)与营养状态指数(TSI)近似呈二次函数关系.提出湖泊生态系统弹性系数,对生态系统健康指数(EHI)做出适当改进.改进后的生态系统健康指数(EHI′)能够更好地反映各类型湖泊的健康状态,完善了Xu等的EHI理论并扩展了其应用范围,是目前最为接近Costanza对HI定义的可量化计算的数学公式和方法,并成功用于厦门杏林湾生态系统健康评价.     

粤东柘林湾中肋骨条藻(Skeletonema costatum)种群生态学

于2000年5月～2004年12月对粤东大规模养殖区柘林湾的赤潮藻中肋骨条藻（Skeletonema costatum）种群的时空分布进行了长达5a的调查。结果表明,中肋骨条藻种群密度的周年变动模式基本为双峰型,平面分布没有显著的空间差异。调查期间,中肋骨条藻种群密度的站位实测值为0～1．4×10^7cells／dm^3,总均值为3．3×10^5cells／dm^3,占浮游植物总细胞数的67．1％,为调查海区第1优势种。在总共1045份样品中,有中肋骨条藻出现的样品数为1020份。其中,种群密度大于10^6cells／dm^3的样品有65份,大于10^7cells／dm。则有4份。以大于10^6cells／dm^3为中肋骨条藻的赤潮密度标准,在调查期间至少于2000年、2003年发生4次赤潮。运用灰关联理论对中肋骨条藻种群密度与13个环境因子的关系进行排序分析发现,水温、pH值和浮游动物是影响柘林湾中肋骨条藻种群时空分布的关键因子。水温还与中肋骨条藻种群密度的对数值具极显著意义的线性关系,而达到赤潮密度的样品均落在24．5～32．0℃区间,即每年的5～9月份高温季节。由于柘林湾浮游动物的年高峰期也出现在高温季节,说明浮游动物摄食压力的存在可能是柘林湾中肋骨条藻赤潮发生的重要抑制因子。2004年调查海区中肋骨条藻种群密度和在浮游植物群落中的优势度骤然降低,可能与水体营养盐结构和Fe含量的变化有关。因此,长期调查与监测对于研究海湾生态学和赤潮发生机制是极为重要的。     

粤东柘林湾中肋骨条藻（Skeletonema costatum）种群生态学

于2000年5月~2004年12月对粤东大规模养殖区柘林湾的赤潮藻中肋骨条藻（Skeletonema costatum）种群的时空分布进行了长达5a的调查。结果表明,中肋骨条藻种群密度的周年变动模式基本为双峰型,平面分布没有显著的空间差异。调查期间,中肋骨条藻种群密度的站位实测值为0~1.4×10⁷ cells/dm³,总均值为3.3×10⁵ cells/dm³,占浮游植物总细胞数的67.1%,为调查海区第1优势种。在总共1045份样品中,有中肋骨条藻出现的样品数为1020份。其中,种群密度大于10⁶ cells/dm3的样品有65份,大于10⁷ cells/dm³则有4份。以大于10⁶ cells/dm³为中肋骨条藻的赤潮密度标准,在调查期间至少于2000年、2003年发生4次赤潮。运用灰关联理论对中肋骨条藻种群密度与13个环境因子的关系进行排序分析发现,水温、pH值和浮游动物是影响柘林湾中肋骨条藻种群时空分布的关键因子。水温还与中肋骨条藻种群密度的对数值具极显著意义的线性关系,而达到赤潮密度的样品均落在24.5~32.0℃区间,即每年的5~9月份高温季节。由于柘林湾浮游动物的年高峰期也出现在高温季节,说明浮游动物摄食压力的存在可能是柘林湾中肋骨条藻赤潮发生的重要抑制因子。2004年调查海区中肋骨条藻种群密度和在浮游植物群落中的优势度骤然降低,可能与水体营养盐结构和Fe含量的变化有关。因此,长期调查与监测对于研究海湾生态学和赤潮发生机制是极为重要的。     

粤东大规模海水增养殖区柘林湾浮游细菌的时空分布

2001年9月至2004年12月对粤东大规模海水增养区柘林湾表、底层水体中浮游细菌的时空分布进行调查。结果表明,柘林湾浮游细菌总均值为59．4×10^4／dm^3,与国内外富营养化程度较高的内湾海域大致相当。在平面分布上,浮游细菌总体上表现出湾内高于湾外、养殖区高于非养殖区的分布格局,说明大规模增养殖业对浮游细菌的时空分布具有重要的影响,其中网箱养殖的影响尤其显著。湾顶黄冈河口浮游细菌呈现显著的逐年增加趋势,其原因一方面与调查期间降雨减少有关;另一方面可能是受周边陆源污染输入加剧的影响。在周年变化上,浮游细菌表现为典型的单峰型周年变化模式,主要是受水温的调控。年度峰值出现在夏季高温季节（6～8月）,低谷出现在冬季低温季节（12～2月）。浮游细菌与溶氧呈现显著意义的负相关关系,但低溶氧可能是湾内养殖区初级生产力低下所致,而非浮游细菌耗氧所为。相反,溶氧降低可能会促进专性或兼性厌氧细菌的增加,使养殖环境进一步恶化。     

UK~(37)沉积地层记录:三门湾海表温度(SST)和EI Nio现象及其对大型底栖动物生命活动的影响

应用UK37估算三门湾(1916~2003年)表层海水温度,SST波动范围在15.97~18.00℃之间,年平均为17.03℃,此计算值比当年实测海水全年平均温度低3.52℃,与秋季海水实测温度相接近。研究显示出,三门湾的EI Nio事件在大尺度上与东太平洋一样,均受制于气候影响因素,但在变化尺度上又受到地理位置和地方性气候(季风)的影响,事件在形式和年代上相互对应,但其颤动幅度远不如东太平洋强烈。同时通过比较EI Nio期间(2003/2002)和非EI Nio期间(2006/2005)大型底栖生物的群落结构变动信号、生物量、栖息密度以及物种多样性等,研究显示出三门湾若干大型底栖生物对EI Nio事件产生响应迹象,若干大型底栖生物对EI Ni o的响应主要是通过海洋环流的影响来体现生命和生态效应的,主要表现在改变了底栖生物种类数和多样性、以及生命活动及栖息密度分布模式。在EI Nio影响下,台湾暖流入侵势力加强,2003/2002年底栖生物群落种类数减少与海流入侵及盐度密切相关;通过与同海域浮游动物对比研究,三门湾海域浮游动物和底栖生物对EI Nio的生态响应均较大,前者可能与三门湾海域水域较浅,外海暖水从底部入侵改变水温和盐度,直接影响底栖生物的生态环境,致使种类数大大减少有关;而后者由于入侵暖水强度增大,携带大量暖水性浮游动物,呈现出在EI Nio时期浮游动物种类数、生物量和丰度有偏高趋势。     

基于可变模糊评价模型的东山湾生态系统健康评价

根据东山湾海域环境污染现状和生态系统的特点,从水质环境、沉积物环境、生物残毒以及海洋生物方面构建了东山湾生态系统健康评价指标体系,提出了基于可变模糊评价模型的海湾生态系统健康评价方法,并利用该方法对东山湾生态系统健康状况进行了评价。结果表明:东山湾春季生态系统健康指数为2.36,秋季为2.44,均处于"良与中之间,偏良"水平,春季略优于秋季。影响东山湾生态系统健康状况的主要负面指标因子为鱼卵及仔鱼密度(春秋季健康指数均值为4.95)、营养水平(秋季健康指数为4.47)和底栖生物生物量(春季健康指数为3.59)。实例研究表明该方法通过准则参数α和距离参数p的不同组合变化,以线性与非线性相结合,能够较客观系统、标准量化地评价海湾生态系统健康状况的优劣,。     

钦州湾大型底栖动物生态学研究

通过2008年~2009年在钦州湾及附近海域进行的4个航次的大型底栖动物调查,共获大型底栖动物8门62科94种,软体类最多,其次为多毛类,种类季节变化较大。以优势度指数Y>0.02为判别标准,调查区春季优势种为方格皱纹蛤（Periglypta lacerata (Hanley)）、刺足掘沙蟹（Scalopidia spinosipes Stimpsom）和独齿围沙蚕（Perinereis cultrifera Grube）,夏季优势种为方格皱纹蛤、刺足掘沙蟹和持真节虫,秋季优势种为曲波皱纹蛤和网纹藤壶,冬季优势种为肋鲳螺和方格皱纹蛤。春、夏季优势种变化不大,秋、冬季优势种变化较大,除方格皱纹蛤外均为季节特有种。海区底栖生物平均总密度和平均总生物量分别为439ind./m2和115.14g/m2。与20世纪80年代钦州湾茅尾海调查结果相比,平均栖息密度有所升高,但是平均生物量却有较大程度的降低。底栖动物群落的丰富度指数（D）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）和均匀度指数（J′）平均值分别为4.01、1.80和0.73,水平不高。用SPSS软件将各站大型底栖动物的平均密度、平均生物量、多样性指数等生态特征值与水深等理化因子进行了Pearson相关分析,结果表明春季各特征指数与环境因子相关性不显著;夏季丰度、多样性指数和均匀度指数均与水深呈显著负相关,种类数、丰富度和多样性指数与沉积物pH呈显著负相关;秋季密度与硫化物呈显著正相关;冬季生物量与硫化物和有机质均呈显著正相关。     

三门湾大型底栖动物时空分布及其与环境因子的关系

2006年11月、2007年1月、4月和8月在三门湾18个采样点对大型底栖动物进行调查,分析了其时空分布及其与环境因子的关系.结果表明:调查共采集到大型底栖动物124种,其中多毛类44种、软体动物34种、甲壳动物22种、棘皮动物11种、其他类动物13种;多毛类和软体动物种数占总种数的62.9％,二者构成了三门湾大型底栖动物的主要类群.双鳃内卷齿蚕、小头虫和不倒翁虫是春季三门湾大型底栖动物的优势种;不倒翁虫、双鳃内卷齿蚕和海稚虫为夏季的优势种;不倒翁虫、小头虫、双鳃内卷齿蚕和白沙箸为秋季的优势种;双鳃内卷齿蚕、不倒翁虫、小头虫和海稚虫为冬季的优势种.三门湾大型底栖动物年均生物量为17.36 g·m-2,年均栖息密度为72 ind·m-2.不同季节大型底栖动物的平均生物量和平均栖息密度存在显著性差异.大型底栖动物群落平均Shannon多样性指数在1.53 ～ 1.89,平均Margalef物种丰富度指数在2.25 ～2.96,平均均匀度指数在0.83 ～0.94,3个指数在不同季节间均存在显著性差异.经典范对应分析,影响三门湾大型底栖动物群落的主要环境因子包括海水的温度、盐度、溶解性无机氮以及表层沉积物中的有机质、总氮和总磷等,环境变量可以较好地解释主要类群的变化.     

兴化湾和闽江口海域春夏季鱼类区系特征

为反映我国亚热带河口和海湾鱼类区系特点,作者于2008年春季(4月)和夏季(9月)在闽江口和兴化湾海域,采用单拖网进行鱼类学调查,并分析了两个海域鱼类种类组成和生态适应性等,进一步运用Ochilai相似性系数分析两个海域鱼类种类相似性.结果表明,在兴化湾共捕获鱼类108种,其中春季出现48种,夏季出现81种.春季竹筴鱼(Trachurus japonicus)是关键种,矛尾虾虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)等是常见种;夏季六指马鲅(Polynemus sextarius)是关键种,赤魟(Dasyatis akajei)等是常见种.闽江口共捕获鱼类77种,其中春季出现36种,夏季出现57种.春季,凤鲚(Coilia mystus)和龙头鱼(Harpodon nehereus)是优势种,赤鼻棱鳀(Thryssa kammalensis)等是常见种;夏季凤鲚是优势种,横纹东方鲀(Takifugu oblongus)等是常见种.温度适应上,兴化湾和闽江口鱼类均以暖水种为主,分别占总种数的76.62%和75.00%,其余是暖温种;在盐度适应方面,则是沿岸种和近海种居多,分别占总种数的91.67%和87.01%.闽江口的河口种多于兴化湾.两个海域鱼类种类组成的相似度较高,而各自水体不同季节之间的相似度较低.由此推测,季节变化是导致兴化湾或闽江口鱼类种类组成变化的主要因素,盐度差异是次要因素.     

兴化湾浮游动物群落季节变化和水平分布

兴化湾为福建北部最大的海湾,于2006年对该海湾浮游动物群落进行了四季9个站位的调查。共检出浮游动物及幼虫124种,其中春季42种,夏季89种,秋季71种,冬季20种;分属近岸暖温、近岸暖水和广布外海3个生态类群;优势种15种,春季以水母和桡足类占优势,夏季以水母占优势,秋季以水母、桡足类和箭虫占优势,冬季则以桡足类占优势。不同季节兴化湾浮游动物生物量湿重和丰度水平分布特征变化明显,并与温度和盐度呈显著相关。聚类分析显示兴化湾浮游动物群落夏季类群和秋季类群相似度较高;各季节水平分布基本可分为湾口区和湾内区两大类群。与20世纪80年代相比,尽管本次调查浮游动物群落没有表现出显著差异,但随着电厂等大规模工程的投产,兴化湾海域生态系统健康面临着极大威胁,其环境压力需引起持续关注。