为探究凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)盐碱水养殖池塘沉积物-水界面中氮元素的转化规律,于2019年5-7月测定了山东省滨州市3个不同盐度(28、45和55)的池塘上覆水和沉积物间隙水中各种形态氮的含量.利用Fick第一定律估算了池塘沉积物-水界面氮元素交换通量,分析了环境因素与交换通量的相关性.结果表明:(1)总体来讲,DIN、DON、TN由沉积物向水体扩散,即沉积物为DIN、DON和TN的源;NO3--N由水体向沉积物扩散,沉积物为NO3--N的汇.在养殖期间,盐度28、45和55组,DIN总交换通量分别为1.69、23.07和19.36 mg/m2,DON总交换通量分别为36.60、27.90和19.98 mg/m2,TN总交换通量分别为38.09、43.66和32.56 mg/m2.(2)从季节变化来看,DIN、DON、TN在养殖初期(5月)的交换通量显著高于养殖末期(7月);从盐度组来看,在5月,盐度28、45和55组,DIN平均交换通量分别为2.08、6.37和12.47 mg/(m2·d),7月分别为-0.48、0.06和1.47 mg/(m2·d),盐度55组显著大于其他两组(P＜0.05);DON交换通量5月分别为13.91、5.32和6.79 mg/(m2·d),盐度28组显著大于其他两组(P＜0.05),7月分别为5.82、10.94和5 mg/(m2·d),盐度45组显著大于其他两组(P＜0.05);5月TN平均交换通量分别为15.9、8.79和19.16 mg/(m2·d),盐度45组显著小于其他两组(P＜0.05),7月分别为5.31、9.1和3.28mg/(m2·d),盐度45组显著大于盐度55组(P＜0.05).(3)冗余分析结果显示,盐度与NO2--N、NO3--N、NH4+-N交换通量显著正相关;有机质与NH4+-N、TN通量显著正相关;温度与NH4-N交换通量显著负相关;含水率、孔隙度与NO3-N、DON交换通量显著正相关.综上所述,沉积物是氮的潜在污染源,此污染潜力在养殖末期显著小于养殖初期;高盐度组有利于释放DIN,中低盐度组有利于释放DON.研究结果将有助于认识盐碱水养殖池塘的氮交换通量,为该种养殖模式的科学管理提供数据支撑.

研究通过调查分析湖北省重要的水产养殖区——洪湖周边的鱼塘、河蟹塘和龙虾塘等三种淡水养殖池塘的水体和水产品微塑料污染特征,可以为评估该养殖区的微塑料生态风险和了解我国淡水养殖环境微塑料污染现状提供数据支撑.结果表明,三种养殖塘水体微塑料丰度在(296±140)-(992±558)items/m3.与国内外其他淡水养殖水体相比,该地养殖塘水体微塑料丰度处于中等水平.该地养殖池塘中超过一半的水产品受到了微塑料的污染,微塑料丰度为0-16items/ind..纤维状微塑料是水体和水产品主要的微塑料类型.相关性分析和微塑料群落相似度分析表明,水体微塑料污染特征并不是影响生物暴露微塑料的直接原因,同时生物微塑料污染水平也不受生物种类的影响.考虑到水产品安全与人类健康关系密切,建议加强对养殖环境和水产品中微塑料污染的关注.

水产养殖、城镇建设等引起的土地利用变化使红树林生态系统遭受严重破坏,是红树林生物多样性面临的主要威胁之一.了解雷州半岛红树林鱼类群落结构,探究人类活动强度对鱼类群落结构的影响,对红树林鱼类资源保护至关重要.基于2021-2022年雷州半岛7片红树林共21条潮沟的鱼类数据,结合周边土地利用数据,研究鱼类群落结构及其与土地利用类型的关系.结果显示,共采集鉴定鱼类49种,隶属于8 目25科,鲈形目鱼类最多,共33种占总种类数的75.5％,其中,虾虎鱼科种数最多,共15种占30.6％;食性上,主要为杂食性和肉食性鱼类,分别为53.06％和44.90％;各红树林Shannon-Wiener多样性指数在秋冬春三季的变化范围均为0-2.5,Simpson多样性指数均为0-0.9;各红树林鱼类个体数、物种数和生物量均存在显著差异(P＞0.05);除秋季北潭与流沙湾的鱼类群落无显著差异(P＞0.05)外,其余红树林间的鱼类群落在三个季度均有显著差异(P＜0.05);人类活动强度、红树林面积和东西岸对鱼类多样性指数、个体数、物种数和生物量均有显著的主效应和交互效应(P＜0.05);青斑细棘虾虎鱼Acentrogobius viridipunctatus等杂食性鱼类丰度与城镇用地、耕地和林地的面积占比呈正相关,眶棘双边鱼Ambassis gymnocephalus等肉食性鱼类丰度呈负相关,尼罗罗非鱼Oreochromis niloticushh等鱼类丰度与养殖塘面积占比呈正相关.研究结果表明人类活动对鱼类群落结构已产生负面影响,对红树林周边土地利用的合理规划可作为鱼类保护与利用的重要手段.

为提高生物炭对磷的去除效果和将厨余废弃物的资源化利用,文章以废弃虾壳为原料,用NaOH将LaCl3以La(OH)3沉淀形式附着在虾壳表面,进行热解得镧改性生物炭(CSLa).采用XRF、SEM、BET、FTIR和XRD对改性前后的生物炭表征分析.采用吸附等温线模型和吸附动力学模型拟合生物炭的吸磷特征.研究了改性剂用量、初始pH、共存干扰离子对生物炭吸附磷的影响.结果表明镧化合物负载在生物炭表面,对磷吸附能力明显提高,最大理论吸附量为160.51 mg/g,与CS400磷最大吸附量(100.60 mg/g)相比约提高60％.在低浓度或高浓度磷溶液条件下,CSLa对磷吸附量和去除率均高于CS400,在实际水产养殖废水中更实用.吸附过程主要受化学吸附、颗粒内扩散控制.有关机理分析的结论表明表面沉淀作用、静电吸引、配体交换和内层络合作用是CSLa吸附磷的主要机理.CSLa更适合在弱酸性环境中除磷,不过在碱性环境条件下其吸附量也比较高.HCO3-和CO2-3对CSLa磷吸附有一定的抑制作用.研究以低温400℃为热解温度制备镧改性生物炭,不仅提升了生物炭对磷的吸附量和去除率,而且消耗热能较少,更有利于实际应用.

通过对虾池塘内浮游植物群落结构的生态学特征指标进行连续采样监测,研究分区养殖系统对于虾塘水质和浮游植物群落组成的影响.采用进排水管和水泵将虾塘和鱼塘相连,通过泵出虾塘底层水和回流鱼塘上层水实现水体流动.分区组(R)由对虾单养塘和鱼类混养塘组成,对照组(C)为对虾单养塘,监测时间为30天.结果显示:通过定期循环处理可使对虾养殖池塘内总悬浮颗粒物(TPM)、颗粒有机物(POM)含量分别降低36％—45％ 和15％—20％.R组虾塘水质改善,溶解态活性磷含量(PO4–P)增加,显著高于C组(P<0.05);实验结束时R组虾塘NH4+–N含量显著低于C组(P<0.05).实验期间,R组浮游植物种类多于C组,均表现为绿藻门>蓝藻门>硅藻门>裸藻门;R组蓝藻生物量低于C组,尤其C组具有较高比例的颤藻.实验结束时,R组绿藻门的优势度明显高于C组(P<0.05);R组浮游植物的香农多样性指数(2.91)略高于C组(2.62)(P>0.05).实验期间,2个处理组浮游植物群落的Margale丰富度指数均逐渐升高,并且R组在第20、30 d高于C组(P<0.05).结果表明:分区养殖可以通过减少颗粒物而改善水质,水体流动可以加速含磷物质释放.水体流动和较低的N/P可能有助于提高虾塘内绿藻种类优势度而减少蓝藻发生,并且在提高浮游植物种类多样性以及丰富度方面具有积极作用.

针对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)高位池越冬棚养殖模式,采集养殖中后期水样,分析水体微生物群落结构、优势菌种类和水体理化因子的动态变化.结果表明:越冬棚保温效果良好,池塘水温由搭棚前最低的20.6℃上升并维持稳定于26.5℃左右,可满足对虾正常生长需求;养殖中后期水体异养细菌数量在5.10×104 ～2.95×105 cfu·mL-1波动,菌群结构相对稳定,优势菌数量在养殖后期略有增加;嗜冷杆菌(Psychrobacter)、亚硫酸杆菌(Sulfitobacter)等在养殖中后期均为优势种,搭棚后黄杆菌(Flavobacteria)、生丝微菌(Hyphomicrobium)等形成优势;亚硝氮、硝氮和水温是影响养殖中后期水体微生物群落分布的主要理化因子.研究表明,搭建越冬棚有利于保持养殖池塘水环境的相对稳定,养殖中后期水体氮素水平的控制尤为重要.因此,为促进水中有益菌的生态优势,调控水体菌群结构和生态功能,建议在养殖中后期,尤其是搭建越冬棚前后合理使用益生菌制剂,净化水质,稳定生态环境.

以福建闽江和九龙江河口陆基养虾塘为研究对象,通过野外原位观测和室内模拟培养实验,开展了河口陆基养虾塘养殖期间水体溶解性有机碳(DOC)和溶解性无机碳(DIC)及养虾塘沉积物-水界面碳交换通量变化特征的研究.结果表明:时间变化上,养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量在闽江河口呈现8月中旬＞10月中旬＞6月中旬的特征,在九龙江河口表现为随养殖阶段推移而增加的趋势;空间变化上,闽江河口养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量显著高于九龙江河口;沉积物释放溶解性碳速率与水体溶解性碳浓度呈现显著正相关关系,沉积物碳释放过程是引起养虾塘水体溶解性碳浓度时空变化的重要因素.表明河口区水产养虾塘碳循环研究时需考虑不同形态碳生物地球化学循环的时空差异性.

对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)和泥蚶(Tegillarca granosa)综合养殖池塘内浮游纤毛虫进行了采集与种类鉴定,并利用聚类分析和冗余分析(RDA分析)方法,对纤毛虫群落结构的变化、与环境因子的关系进行了分析.共鉴定出46种浮游纤毛虫,主要包括:寡毛目17种,腹毛目9种,钩刺目4种,盾纤目4种,管口目3种.丰度以寡毛目占绝对优势种,其他目丰度较低,试验期间总丰度呈现先下降后快速攀升再下降的趋势,总体上纤毛虫的丰富度指数上升,多样性指数和均匀度指数变化一致.纤毛虫群落结构变化主要体现在寡毛目下拟盗虫属(Stro-bidinopsis),急游虫属(Strombidium),拟铃虫属(Tintinnopsis)及钩刺目下柱毛虫属(Cyclotrichium)和中缢虫属(Meso-dinium)的交替变化.试验期间主要优势种与溶氧(DO)呈显著正相关(P<0.01),其硝酸盐氮(NO3-)、亚硝酸盐氮(NO2-)和磷酸盐(PO3-4)含量的最适值较低.结果表明,对虾养殖池塘内纤毛虫以寡毛目为主,其他目占比偏低,群落结构与环境因子(DO,SD,NO2-,PO3-4及NO3-)呈现较好的相关性.

[背景]海水混养池塘环境微生物以及动物肠道微生物的群落结构已有研究,但对混养环境中多品种动物肠道与环境微生物群落的关系尚未见报道.[目的]研究海水虾蛤混养环境中微生物多样性以及与养殖动物健康之间的关系.[方法]采用Illumina高通量测序技术测定冬季莆田市北江养殖区2个混养池塘中水体、底泥以及虾蛤肠道的菌群结构.[结果]同一池塘水体与底泥之间、不同池塘水体或底泥之间的微生物结构存在一定的差异;同一养殖区2个混养池塘虾与蛤肠道微生物结构之间具有极高的相似性,与养殖环境存在显著的差异.微生物多样性和丰富度差异很大,表现出底泥＞水体＞肠道;虾蛤肠道微生物以厚壁细菌和γ-变形细菌为主;池塘水体以放线菌、α-变形细菌以及拟杆菌为主,底泥以γ-变形细菌和δ-变形细菌为主.养殖动物肠道微生物主要优势种为乳球菌属和假单胞菌属,池塘环境内存在较高丰度的黄杆菌类潜在致病菌,而在虾和蛤的肠道中基本未检出.2个池塘底泥硫还原细菌含量较高,增加了底质产生硫化氢等有害物质的风险.[结论]比较混养池塘中水体、底泥以及虾蛤肠道三者之间微生物群落结构的差异,揭示虾、贝混养模式微生物与养殖环境的关系,为池塘养殖虾、贝疾病防治和混养结构的优化提供参考.

[背景]高度集约化的对虾养殖业面临着日益严重的水污染问题,同步高效降解养殖废水中的有机物、氨氮和亚硝酸盐是对虾养殖业健康可持续发展的重要保障之一.[目的]通过分别固定化硝化菌群(Nitrifying bacterial consortia,NBC)和芽孢杆菌,优化菌群空间结构,提高菌群功能,实现同步高效降解对虾养殖废水中的有机物、亚硝酸盐和氨氮,保障南美白对虾养殖的可持续发展.[方法]采集养殖虾塘底泥进行硝化细菌自养富集和连续培养,利用16SrRNA基因高通量测序技术分析硝化菌群组成.从5株芽孢杆菌中筛选化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)降解能力最强的菌株.选用吸附和成球效果好的无毒包埋材料,通过正交实验优化固定化配方提高机械强度.选择硝化菌群和芽孢杆菌最适使用浓度进行分别固定化并联合应用于对虾养殖废水的处理.[结果]高通量分析结果显示硝化菌群中变形菌门(Proteobacteria,61.10％)占绝对优势,具有自养硝化功能的类群丰度达12.69％并呈高多样性.还包含丰度达47.44％的具有反硝化功能或者潜在反硝化功能的优势菌群和丰度达12.85％的光合细菌,是高有机负荷下硝化作用的重要补充,并可通过反硝化作用实现真正脱氮.COD降解能力最强的是解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefacien) YL-10,48 h内COD降解率达100％.固定化最佳配方为贝壳粉5％、海藻酸钠3％、交联剂氯化钙为4％、优化后的固定化小球其机械强度可达129.68 mN.固定化使硝化菌群的氨氮和亚硝酸盐降解率分别提高了128.13％和130.11％ (P＜0.05),但对芽孢杆菌YL-10的COD降解率无明显提高.1×108 CFU/mL为硝化菌群和芽孢杆菌YL-10在养殖废水中最适使用浓度.在固定化硝化菌群和芽孢杆菌YL-10联合作用下,对虾养殖废水的氨氮、亚硝酸盐和COD浓度在48 h内分别由初始的6.32±0.12、5.69±0.11和65.29±1.14 mg/L降至0.03±0.03、0.06±0.01和0 mg/L (P＜0.05),降解率分别为99.57％、99.03％和100％.[结论]通过优化固定化有效提高硝化菌群的硝化作用,联合COD降解能力强的芽孢杆菌,同步高效降解对虾养殖废水中的有机物、氨氮和亚硝酸盐,为规模化应用于南美白对虾高密度养殖提供科学依据.