长江口低氧区沉积物表层纤毛虫多样性及其时空变化

利用PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)指纹图谱和测序技术,以及Ludox-QPS(密度梯度离心-定量蛋白银染色)方法,研究了2011年4月和8月长江口低氧区3个站位表层沉积物中纤毛虫多样性及季节变化.结果表明:不同站位之间纤毛虫分子多样性存在显著差异(ANOSIM分析:R=0.896,P=0.0001),但季节变化不显著(R=0.043,P=0.207).序列数最多的类群为旋唇纲中的寡毛类和舞毛类纤毛虫.Ludox-QPS法研究的纤毛虫活动虫体的种类数及丰度可维持在较高的水平,且在夏季增高2～5倍.Ludox-QPS法与DGGE技术检测到的不同站位间纤毛虫多样性变化趋势基本一致.但Ludox-QPS法检测到纤毛虫活动虫种类数及丰度随季节更替变化显著,该法检获的纤毛虫种类数高于DGGE条带数.长江口低氧区的纤毛虫丰度及多样性较高,可为潜在的水母水螅体提供食物支撑.     

甲藻孢囊在长江口海域表层沉积物中的分布

为了了解长江口海域赤潮爆发潜势,于2002年4月至5月用采泥器采集了位于122°～123．5°E、29°～32°N之间12个站位的表层沉积物,分析沉积物中甲藻孢囊的分布．共分析鉴定出孢囊类型29种,其中自养型11种,异养型18种．每个站位的孢囊种类在10～21之间,孢囊密度为11．7～587孢囊·g-1干泥之间．远岸海域孢囊种类较为丰富,密度也较高．在调查区域内,孢囊密度及种类自西向东、自北向南逐渐增加．亚历山大藻孢囊分布广泛,最高密度为40．4孢囊·g-1干泥,其他赤潮种类的孢囊如链状裸甲藻、多边舌甲藻、锥状斯氏藻、科夫多沟藻和无纹多沟藻等都在长江口海域有分布．     

长江口低氧区异养细菌及氮磷细菌分布

2009年8月15-28日,对长江口低氧高发海域的异养细菌、无机磷细菌、有机磷细菌、反硝化细菌和氨化细菌的空间分布特征进行初步研究.结果表明:氨化细菌数量最高,表层水、底层水和表层沉积物的数量均值分别为307.52×104个·L-1、184.50×104个·L-1和199.97×102个·g-1;其次为异养细菌,数量均值分别为87.35×104 cfu·L-1、86.85×104cfu·L-1和64.26×102cfu·g-1;再次为有机磷细菌,数量均值分别为19.26×104 cfu·L-1、18.82×104cfu·L-1和19.56×102cfu·g-1;无机磷细菌只分布在长江口内和河口南槽至舟山海域,数量均值分别为18.50×104cfu·L-1、31.00×104cfu·L-1和7.17×102cfu·g-1;反硝化细菌分布广,但数量较低,均值分别为3.94×104个·L-1、23.08×104个·L-1和6.22×102个·g-1.相关性分析结果说明:盐度、硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐和pH是影响水体和表层沉积物异养细菌、磷细菌和反硝化细菌分布的主要因子;底层水和表层沉积物异养细菌、磷细菌与水温呈显著正相关;底层水异养细菌和有机磷细菌与溶解氧(DO)呈显著正相关;表层沉积物无机磷细菌与DO呈显著正相关,氨化细菌与DO呈显著负相关.聚类分析结果说明:低氧对表层沉积物的细菌群落结构产生影响.     

象山港典型生境沉积物反硝化细菌群落丰度与结构多样性

通过高通量测序和qPCR技术对象山港4种典型生境(牡蛎养殖区OA、海带养殖区SA、自然岛礁区NR、人工鱼礁区AR)和对照区CK的沉积物反硝化细菌丰度和群落结构进行了测定分析,并探讨了反硝化细菌群落与环境因子之间的相关关系.结果表明:沉积物nirK型反硝化细菌丰度在5种生境间没有显著性差异,而沉积物nirS型反硝化细菌丰...     

长江口及邻近海域浮游磷虾类数量和分布的季节特征

根据2002～2003年长江口29°00′～32°00′N、122°00′～123°30′E海域4个季节的海洋调查,运用定量、定性方法,探讨长江口邻近海域浮游磷虾类总丰度的季节变化特征以及与渔场的关系,丰度的季节差异与水团的关系,分析了优势种的数量变动、对磷虾类的贡献及对环境的适应情况,并与东海外海的生态特征作了比较。结果表明,长江口及邻近海域磷虾类丰度季节变化主要受温度的影响,平面分布变化与盐度有关。平均丰度夏季最高（10.46ind/m3）,冬季最低（0.32ind/m3）。本次调查共发现8种,优势种为中华假磷虾（Pseudeuphausia sinica）、太平洋磷虾（Euphausia pacifica）和小型磷虾（Euphausia nana）,其中中华假磷虾四季皆为优势种,太平洋磷虾是春、秋和冬季的优势种,小型磷虾仅仅是春秋季的优势种。中华假磷虾在春、夏和冬季对总丰度的贡献率较高,并占绝对优势,其更适应夏季咸淡水交错水域的环境,而太平洋磷虾和小型磷虾更适应东海近海暖温高盐环境。长江冲淡水势力强弱和中华假磷虾的数量对磷虾类时空分布有重要影响,中华假磷虾对咸淡水环境的适应则是影响该种数量变化的另一个重要原因。     

长江口邻近海域营养盐分布特征及其控制过程的初步研究

利用1997年秋季和1998年春季对长江口邻近海域两个航次的调查结果,对该海域营养盐分布、结构特征以及其主要控制过程进行了探讨．结果表明,该海域的营养盐分布及结构具有明显的季节变化,秋季海水中NO3--N、SiO3^2-．SiSiO3^2-,Si及PO4^3--P,DOP、PP均高于春季,平均含量分别为4．97、11．6、0．44、0．26、0．82μmol·L-1,而春季则是NO2--N、NH4+-N、DON、PN含量高,平均含量分别为0．70、2．26、9．88、7．88μmol·L-·PP(54％)和PO4^3--P(51％)分别为秋季和春季磷的主要形态,两个季节氮结构基本一致,均以DON和PN为主．除春季PO4^3--P外,营养盐受长江冲淡水等陆源输入的影响而呈现近岸含量较高,溶解无机氮秋季以NO3^- -N为主而春季则以NH4^+-N为主,秋季PO4^3- -P同时来源于长江冲淡水和台湾暖流．而春季则主要来源于台湾暖流．显示出春季台湾暖流对调查海区的影响程度大于秋季．     

长江口及其邻近海域生态环境综合评价

基于1984—2015年监测数据,给出长江口及其邻近海域无机氮和活性磷酸盐长时间序列的变化趋势,确定了营养盐的基准年是1987年,基准值分别是0.0705 mg/L和0.000751 mg/L。结合频数分析方法,无机氮的分区阈值为0.339 mg/L和1.15 mg/L,活性磷酸盐的分区阈值为0.0289 mg/L和0.0530 mg/L,研究区域可划分为三大分区:口内区、过渡区和口外区;结合生态红线、污染源等具有开发管理属性的分布,最终将研究区域分为8个评价单元。提出了水质环境、沉积物环境、生物生态三类三级评价指标体系,建立了海洋生态环境综合评价方法。水质环境的区域分布与生物生态相似:口内区域较差,口外区域向海逐渐趋好;沉积物环境特征:南支、北支和北港的沉积物质量略好于口外区域,口外区域好于南北槽分区和杭州湾北部。生态环境综合状况由差向好的区域变化为:Ⅳ区Ⅴ区Ⅲ区Ⅰ区Ⅱ区Ⅵ区Ⅷ区Ⅶ区;随时间有向好趋势。     

长江口及其邻近海域渔业生物的群落结构特征

根据2006年6月、8月和10月对长江口及其邻近海域渔业生物的底拖网调查数据,对该海域渔业生物的群落结构特征进行了分析.调查中共捕获渔业生物207种,主要是以暖温性和暖水性的种类为主,冷温性种类细纹狮子鱼和黄鮟鱇等也出现在调查中并成为优势种.渔业生物的多样性有所升高,种类的更替加快,部分洄游种类已成为历史记录.经济价值低、个体小、年龄结构简单和营养层次低的类群在长江口及其邻近海域占据优势地位.调查捕获渔业生物的种类数明显高于20世纪80年代相应月份的种类数,但是渔业生物的渔获率和个体数仅占80年代调查的8%左右.渔获率比较高的区域主要分布在调查区域的北部、中部及河口区域,但是渔业生物的多样性指数分布与之相反,因此在具有相对均质高多样性的群落结构条件下很难维持高渔获率.     

长江口及其邻近海域春季无脊椎动物群落时空变化

为了研究长江口及其邻近海域无脊椎动物群落结构和多样性的时空变化特征, 我们于1999-2012年春季在长江口及其邻近海域采用定点底层双拖网调查方式进行无脊椎动物调查。结果表明: (1)1999-2012年长江口水域共记录无脊椎动物41种, 隶属6纲10目23科, 其中甲壳动物种类最多(26种), 其次为软体动物(13种)。不同年份种类数量呈先下降后上升的趋势。(2)优势种主要包括日本枪乌贼(Loligo japonica)、三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)、葛氏长臂虾(Palaemon gravieri)和鹰爪虾(Trachypenaeus curvirostris)等, 其在年间存在剧烈变动, 但日本枪乌贼几乎每年都是优势种。(3)长江口无脊椎动物丰度、种类丰富度和多样性在年间均存在显著差异, 1999年和2001年最高, 2004年后呈先下降后恢复上升的趋势。(4)长江口水域的无脊椎动物在每个航次调查中都存在2-3个群聚类型, 并有不同的指示种类。(5)1999-2012年长江口无脊椎动物群落的时间变化可划分为3个阶段: 1999-2001年多样性程度最高, 2004-2007年下降至最低水平, 2009-2012年多样性显著回升, 但尚未恢复到1999-2001年的水平。与20世纪80年代相比, 蟹类减少导致长江口无脊椎动物生物量整体水平下降, 高营养级生物资源衰退带来了无脊椎动物中低营养级生物种群的迅速发展。     

2006年冬季长江口海域表层沉积物中甲藻孢囊的分类学研究

于2006年12月23日至2007年2月3日,采集长江口海域(121° ～127°E, 30°～32.5°N)19个站位0～10cm的底泥样品,根据孢囊的形态特征共鉴定出分属5大类的27种甲藻孢囊类型.其中自养型孢囊10种,异养型孢囊17种,9种为国内首次报道,它们是Scrippsiella sp.、Scrippsiella crystallina、Pentapharsodinium tyrrhenicum、Scrippsiella sp.1、Scrippsiella sp.2、Cochlodinium sp.cf.Geminatum、 P.sp.1、P.sp.2 和Gotoius abei,并发现了Alexandrium tamarense/A.catenella complex、 A.minutum/A.affine complex两种有毒种,Polykrikos kofoidii、Gonyaulax spinifera complex (Spiniferites mirabilis*)和Gonyaulax spinifera complex (Spiniferites cf.ramosus*)3种有害种.各站位孢囊物种数在1～15种之间,M4-13和N11-4最低,O7-6最高,且种类组成上基本以异养型甲藻孢囊为主.在长江口、苏北、杭州湾、舟山海域、外海海域分别鉴定出15、15、12、15、13种甲藻孢囊类型.对每种孢囊的分类学特征和分布情况进行了详细的描述,丰富了长江口海域甲藻孢囊种类记录,对研究该海区的甲藻群落结构及其目标赤潮生物的种群动力学具有重要意义.     

Seasonal distribution of dinoflagellate resting cysts in surface sediments from Changjiang River Estuary

In order to understand the distribution of dinoflagellate cysts, surface sediments were collected from 15 stations in Changjiang River Estuary from 122°E to 123.5°E and from 29°N to 32°N in four cruises from May 2002 to February 2003. In the present study, 38 different cyst morphotypes representing 21 genera and 6 groups were identified, while 1 type was not identified into genus level. Species number and cell density of dinoflagellate cysts ranged from 10 to 25 species and from 12 to 587 per gram of dry weight, respectively. There were no obvious differences in cyst composition and density among seasons. However, the highest cyst species number and density were recorded in summer and winter, respectively. Cysts of heterotrophic dinoflagellates, which held 55.7% of the overall cyst density averagely, dominated cyst assemblages. Cyst density and species number increased from the west to the east, from the north to the south within the study area. Cysts of toxic dinoflagellates Alexandrium cat‐enella and Alexandrium tamarense complex distributed widely and were observed in almost all stations, with the maximum cell density of 81 per gram of dry weight.     

长江口潮间带底栖生物生态及变化趋势

基于长江口3个区域潮间带(崇明东滩、南汇边滩和嵊山岛)监测数据,对长江口区域潮间带底栖生物生态现状及变化趋势进行评价。结果表明,2019年长江口海域泥相和岩相潮间带共鉴定大型底栖生物9门57种,软体动物、甲壳类和多毛类构成主要类群。崇明东滩、南汇边滩两个泥相潮间带底栖生物平均栖息密度分别为96.4个/m~2和160.4个/m~2,平均生物量分别为68.42 g/m~2和45.71 g/m~2;嵊山岛岩相潮间带平均栖息密度和生物量分别为488.9个/m~2和763.72 g/m~2。各断面多样性、丰富度和均匀度指数分别位于1.36—3.24、0.75—2.88和0.48—0.77,泥相潮间带低潮区生物多样性优于中潮区和高潮区,岩相潮间带中潮区生物多样性最好。聚类分析可见长江口海域潮间带底栖生物分为泥相和岩相2个大组群,物种分布存在明显的分潮区现象,高潮区站位成群或与个别中潮区站位成群,低潮区站位成群或与个别中潮区站位成群,表明底质类型和潮汐是影响潮间带大型底栖生物群落结构的主要因子。近30年来,崇明东滩和南汇边滩底栖生物种类数存在一定波动,嵊山后陀湾断面生物种类数明显下降;3个区域潮间带...     

牛场肥水灌溉对土壤nirK、nirS型反硝化微生物群落结构的影响

以徐水县梁家营长期定位施肥试验田为研究对象,利用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析和克隆文库构建,研究了5种施肥处理(清水灌溉CK、无机肥灌溉CF、牛场肥水不同浓度、不同次数灌溉T4、T5和T11)下土壤中nirK、nirS型反硝化细菌群落多样性及其群落结构的演变。结果表明,不同施肥处理下nirK、nirS型反硝化细菌群落多样性无显著差异,但群落结构却有明显变化:nirK型反硝化细菌群落结构既受施肥种类又受施肥量影响,优势种群尤其对施肥种类和施肥量响应显著;nirS型反硝化细菌则主要受施肥种类影响,施肥量影响微弱。牛场肥水处理和无机肥处理分别促进和抑制不同的nirS型反硝化细菌,群落主成分受无机肥促进、牛场肥水抑制。系统发育分析结果表明,土壤中nirK型反硝化细菌主要与假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)和根瘤菌属(Rhizobium)的反硝化细菌具有较近的亲缘关系;nirS型反硝化细菌主要与劳尔氏菌(Ralstonia)和红长命菌属(Rubrivivax)有较近的亲缘关系。试验土壤中反硝化微生物多与目前已报道的好氧反硝化细菌亲缘关系较近,这可能与微生物分析取自表层土有关。     

长江口及邻近海域浮游动物群落结构及季节变化

根据2006—2007年长江口及其邻近海域(29°30'N—32°30'N,120°00'E—127°30'E)150个站位4个季节的调查资料,对长江口海域浮游动物群落结构、种类组成、优势种及其季节变化进行研究。结果表明,长江口及其邻近海域浮游动物群落物种多样性丰富,四季共鉴定浮游动物460种,隶属7个门,246属,此外,另有54类浮游幼体。其中,桡足类是最优势类群,有193种,占41.96%;端足类为第二优势类群,有51种,占11.09%;水螅水母为第三优势类群,有34种,占7.39%。长江口及其邻近海域浮游动物的物种多样性呈现明显季节变化,其特征为:夏季(317种)秋季(309种)春季(230种)冬季(138种)。中华哲水蚤和百陶带箭虫为长江口及其邻近海域的四季优势种。长江口及其邻近海域浮游动物大体可划分为5种生态类群:近岸低盐类群、广温广盐类群、低温高盐类群、高温广盐类群和高温高盐类群。结合同步调查的水文和水化学数据,进行浮游动物群落丰度与环境因子的相关分析表明:盐度是影响长江口及其邻近海域的浮游动物群落丰度的主要环境因子。     

Real-time PCR assay for the simultaneous quantification of nitrifying and denitrifying bacteria in activated sludge

In order to improve wastewater treatment processes, a need exists for tools that rapidly give detailed insight into the community structure of activated sludge, supplementary to chemical and physical data. In this study, the advantages of microarrays and quantitative polymerase chin reaction (PCR) methods were combined into a real-time PCR assay that allows the simultaneous quantification of phylogenetic and functional genes involved in nitrification and denitrification processes. Simultaneous quantification was possible along a 5-log dynamic range and with high linear correlation (R ² > 0.98). The specificity of the assay was confirmed by cloning and sequencing analyses of PCR amplicons obtained from activated sludge. The real-time assay was validated on mixed liquid samples of different treatment plants, which varied in nitrogen removal rate. The abundance of ammonia oxidizers was in the order of magnitude of 10⁶ down to 10⁴ ml⁻¹, whereas nitrite oxidizers were less abundant (10³–10¹ order of magnitude). The results were in correspondence with the nitrite oxidation rate in the sludge types. As for the nirS, nirK, and nosZ gene copy numbers, their abundance was generally in the order of magnitude of 10⁸–10⁵. When sludge samples were subjected to lab-scale perturbations, a decrease in nitrification rate was reflected within 18 h in the copy numbers of nitrifier genes (decrease with 1 to 5 log units), whereas denitrification genes remained rather unaffected. These results demonstrate that the method is a fast and accurate tool for the analysis of the (de)nitrifying community structure and size in both natural and engineered environmental samples. Electronic supplementary material Supplementary material is available in the online version of this article at and is accessible for authorized users.     

The Status and Characteristics of Eutrophication in the Yangtze River (Changjiang) Estuary and the Adjacent East China Sea, China

Eutrophication has become increasingly serious and noxious algal blooms have been of more frequent occurrence in the Yangtze River Estuary and in the adjacent East China Sea. In 2003 and 2004, four cruises were undertaken in three zones in the estuary and in the adjacent sea to investigate nitrate (NO₃–N), ammonium (NH₄–N), nitrite (NO₂–N), soluble reactive phosphorus (SRP), dissolved reactive silica (DRSi), dissolved oxygen (DO), phytoplankton chlorophyll a (Chl a) and suspended particulate matter (SPM). The highest concentrations of DIN (NO₃–N+NH₄–N+NO₂–N), SRP and DRSi were 131.6, 1.2 and 155.6 μM, respectively. The maximum Chl a concentration was 19.5 mg m⁻³ in spring. An analysis of historical and recent data revealed that in the last 40 years, nitrate and SRP concentrations increased from 11 to 97 μM and from 0.4 to 0.95 μM, respectively. From 1963 to 2004, N:P ratios also increased from 30–40 up to 150. In parallel with the N and P enrichment, a significant increase of Chl a was detected, Chl a maximum being 20 mg m⁻³, nearly four times higher than in the 1980s. In 2004, the mean DO concentration in bottom waters was 4.35 mg l⁻¹, much lower than in the 1980s. In comparison with other estuaries, the Yangtze River Estuary was characterized by high DIN and DRSi concentrations, with low SRP concentrations. Despite the higher nutrient concentrations, Chl a concentrations were lower in the inner estuary (Zones 1 and 2) than in the adjacent sea (Zone 3). Based on nutrient availability, SPM and hydrodynamics, we assumed that in Zones 1 and 2 phytoplankton growth was suppressed by high turbidity, large tidal amplitude and short residence time. Furthermore, in Zone 3 water stratification was also an important factor that resulted in a greater phytoplankton biomass and lower DO concentrations. Due to hydrodynamics and turbidity, the open sea was unexpectedly more sensitive to nutrient enrichment and related eutrophication processes.     

黄河口西南侧小岛河河口天然牡蛎礁的牡蛎种群结构

牡蛎礁是生态系统服务价值高、但退化最严重及受关注度最高的海洋生境之一,牡蛎礁修复亦成为国际海洋生态修复的热点。掌握牡蛎自然种群状况及动态变化是评估牡蛎礁修复效果的基础。目前,我国天然牡蛎礁的牡蛎种群状况相关的背景资料较为缺乏。在黄河口西南侧的小岛河河口新发现天然活体牡蛎礁,但该牡蛎礁曾被大规模的商业采捕,亟需推进针对性的保护和修复研究工作。基于2021年11月对该牡蛎礁开展的牡蛎种群生态调查,分析其种类组成、年龄结构及生长特征。结果显示:该牡蛎礁分布有近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)和长牡蛎(Crassostrea gigas)。牡蛎礁上以活体牡蛎为主,死亡牡蛎壳体数仅占6.1%-6.7%。活体牡蛎的密度和生物量分别为(2811±778)个/m²和(21.97±30.43)kg/m²,近江牡蛎较多,其密度和生物量分别占比55.7%和76.4%。近江牡蛎和长牡蛎的年龄分别介于0+-4+ 龄和0+-2+ 龄,它们都以壳高介于30-40 mm及壳质量<5 g的0+ 龄个体数量居多(>80%)。近江牡蛎的壳体形态参数均值都高于同龄组长牡蛎的相应值。两种牡蛎壳体均呈负异速增长,不同龄级的壳体延展方向不同。拟合von Bertalanffy生长方程得到,近江牡蛎和长牡蛎的渐近壳高分别为286 mm和173 mm,估算的拐点年龄分别为5.47 龄和2.56 龄,两种牡蛎的生长曲线分布存在极显著差异(P<0.001)。以上结果表明,小岛河河口的天然牡蛎礁的牡蛎自然种群资源较丰富,具有高密度、低龄和低死亡率等特点,有较好的活力和扩张潜力,有利于被采捕后的礁体的恢复。两种牡蛎中,近江牡蛎因其具有较高的生物量和较长的生长年龄,对礁体形成和扩繁可能更为重要。建议对该天然牡蛎礁及牡蛎种群开展周期>3年的原位保护、修复和连续监测计划。