溶解氧(dissolved oxygen, DO)是维持海洋生态系统平衡和稳定的关键因子。受气候变暖和人类活动增强的双重驱动, 全球沿海水体的低氧程度持续加剧、影响范围不断扩大, 已成为威胁近海生态系统健康的突出环境问题。作为典型的半封闭海域, 渤海生态环境面临着海水暖化、富营养化与人口经济增长等多重压力, 近年来其多个区域相继出现不同程度的低氧现象, 低氧中心主要位于黄河口东北侧和秦皇岛东南部海域(频次≥3)。该文梳理了国内外学者在该海域低氧的相关研究, 刻画了近20年来渤海夏季低氧的空间分布格局, 综述了其主要控制过程; 总结了渤海低氧的长期发展趋势及其影响因素, 并对渤海低氧研究的重点方向提出了建议, 旨在为渤海生态健康评估和海洋资源管理提供科学依据与决策支持。

过去几十年以来我国近海有害藻华特别是由甲藻引起的赤潮事件频发, 严重威胁海洋生态安全、经济社会发展甚至人类健康。基于中国四大海域267个站位2014~2018年沉积物中甲藻孢囊多样性和丰度数据, 并整合历史藻华事件记录和水体中营养细胞分布和丰度文献, 运用前期构建并局域应用的典型赤潮发生风险评估方法, 绘制了中国海域26种重要目标甲藻的赤潮发生风险地图, 并对该评估结果进行阐释和讨论。结果表明, 目标甲藻具有不同程度的赤潮发生风险, 其中11种甲藻(尖顶斯氏藻、东海斯氏藻、具刺膝沟藻、链状亚历山大藻、垂裂莱万藻、深沟假旋沟藻、太平洋亚历山大藻、微小亚历山大藻、多纹膝沟藻、红色赤潮藻和东海原甲藻)在部分监测站位呈现高风险特征, 共有21种甲藻呈现中高风险特征。而不同甲藻在中国四大海域的风险值具有差异并呈现明显的区域特征, 如东海原甲藻和深沟假旋沟藻的赤潮发生风险值分别在东海和南海显著高于其他海域。相关性分析结果显示, 37对和5对甲藻的赤潮发生风险值分别呈现显著正相关和显著负相关关系, 体现了其在生态位上存在一定的协同性或竞争关系。本研究可为我国近海赤潮预警预测和防控提供科学依据, 也为全球其他海域同类研究以及赤潮的预测预报提供参考。

海洋微生物以其巨大的生物量、快速的环境响应和关键的生态功能, 成为评估海洋生态系统健康的灵敏指示器。文章系统综述了基于微生物群落的海洋生态监测与健康评估研究进展。首先讨论了海洋微生物作为生物指示剂的关键特性, 如对环境压力的高度敏感性和在维持生态系统功能中的冗余作用, 并列举了一系列通过微生物监测成功应对气候变化、污染事件及生态灾害的例子。随后, 全面评述了海洋微生物监测技术体系的演进, 涵盖从传统培养方法到高通量测序、拉曼光谱等现代技术, 并比较了各类技术在应用中的优势与局限性。最后, 针对当前研究中数据标准化与量化评估指标不足的问题, 提出了未来发展的系统性框架, 重点包括推进从采样到数据分析的全流程标准化、构建“拉曼光谱—基因—环境”多维信息融合的智能诊断模型, 以及建设国家层面的专业化监测网络。该综述旨在为构建新一代高分辨率、实时化的微生物海洋生态健康评估体系提供理论支持与技术路径。

气候变化和人类活动双重压力叠加影响下, 海洋生态系统正在经历前所未有的变化, 准确评估海洋生态系统质量状况及其时空变化特征, 是迫切需要解决的科学问题。在海洋生态系统质量状况评价体系中, 大型底栖动物因其特有的生理和生态习性, 成为重要的评价依据。然而目前依据大型底栖动物的评价指标较多且单一, 缺乏综合性评估体系, 常常出现评价偏差, 造成海岸带经济开发和生态保护与修复的损失和偏离。针对这个现状, 该研究拟从生态学角度出发, 兼顾群落结构与功能, 构建一个包含生物指数(M-AMBI、BENTIX指数)、群落结构(香农-维纳指数、物种数、类群组成、栖息密度、生物量)、功能和稳定性(功能多样性、稳定性)等3个一级指标和9个二级指标的多维度多指标评价体系, 并根据指标的重要性进行权重赋值, 通过计算大型底栖动物群落生态质量评价指数(macrobenthic community ecological quality index, MCEQI), 进行底栖生态状况评估。该研究应用MCEQI分析了胶州湾大型底栖动物群落生态状况, 证实该指数与单一指数相比, 具有准确性高、信息依据全面、实用性强的优点, 能够更全面准确地反映群落的生态质量状况。

为评估中国近海营养盐结构特征及潜在营养限制状况, 基于国家自然科学基金委共享航次调查数据, 系统分析了渤海中部、黄海、东海陆架区及长江口海域表层水体溶解无机氮、磷酸盐及其摩尔比(N/P)的空间分布和年际变化特征, 并结合历史观测资料开展长期变化对比分析。结果表明, 渤海中部与黄海在2015年和2017年大部分海域N/P比较高, 普遍显著高于Redfield比值(16 : 1), 反映出明显的氮磷结构失衡及潜在磷限制倾向; 东海陆架区多数年份也表现出较高N/P比, 仅在外陆架及黑潮入侵影响区域出现相对较低的N/P比, 指示局部海域可能存在潜在氮限制; 长江口海域常年维持高N/P比(>64 : 1), 显示其潜在磷限制倾向较其他海区更为显著。历史资料对比结果显示, 渤海中部和黄海的N/P比长期变化均呈现“先升高、后降低”的趋势, 峰值分别出现在2008年和2005年, 近20年来两海域总体处于较高N/P比的状态。本研究揭示了中国近海普遍存在的、具有显著区域差异的潜在磷限制格局及其长期演变特征, 为近海营养盐协同调控与生态环境管理提供了重要科学依据。

浮游植物作为初级生产者, 是海洋生态系统中的重要组分, 其群落结构很大程度上影响着海洋生态系统的稳定。此前有关莱州湾浮游植物群落结构的研究主要基于短时期内或一两个航次的数据, 多年连续调查数据比较缺乏, 浮游植物群落结构演变鲜有分析。文章基于2016~2023年夏季莱州湾调查资料, 分析了莱州湾浮游植物种类、丰度和优势种等年际变化规律, 并采用Pearson相关性分析方法识别影响浮游植物群落的环境因子。结果表明, 2016~2023年夏季共鉴定浮游植物3门106种, 主要为硅藻, 甲藻次之; 不同年际间种类数变化较大, 2019年最低(48种), 2020年最高(68种); 细胞丰度变化范围为(39.1~2 687.3)×10⁴ cells/m³, 2017年最高, 2021年最低。细胞丰度平面分布上, 黄河口、小清河口等河口近岸海域高于湾中部。莱州湾浮游植物优势种为尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和大洋角管藻(Cerataulina pelagica)等。相关性分析表明: 硝酸盐-氮是影响夏季莱州湾浮游植物丰度的主要环境因子。多样性指数H'、丰富度指数d和均匀度指数J'的年际变化总体呈波动上升趋势, 浮游植物群落结构趋好。该研究有助于摸清莱州湾浮游植物的演变趋势及影响因素, 为莱州湾海域生态环境保护决策提供依据。

为探究辽东湾北部蛤蜊岗大型底栖动物群落特征及其生境质量状况, 于2024年6月在蛤蜊岗海域布设12个站点(含非采捕区、四角蛤蜊采捕区及大竹蛏采捕区), 开展大型底栖动物和环境因子调查。结果显示: (1) 共鉴定出大型底栖动物35种, 以甲壳类(14种)、软体动物(10种)和多毛类(9种)为主, 优势种包括光滑河蓝蛤(Potamocorbula laevis)、四角蛤蜊(Mactra veneriformis)等5种, 群落平均丰度和生物量分别为163.67 ind./m²和284.47 g/m²。(2) 聚类分析与多维尺度分析(NMDS)表明, 非采捕区与四角蛤蜊采捕区群落相似性较高, 而大竹蛏采捕区群落单独归为一支。(3) 丰度-生物量比较曲线(ABC)结果显示群落结构整体稳定, 未受显著干扰。Mantel检验结果显示叶绿素a和水温是影响蛤蜊岗大型底栖动物群落结构的重要环境因子。(4) 基于AMBI与M-AMBI指数的生境质量评估结果表明, 仅个别站点(如3号)受中度或重度扰动, 底栖生境质量整体处于良好状态, 且M-AMBI指数在机械化采捕扰动下的适应性优于单一指数。研究结果揭示了蛤蜊岗底栖生态现状, 为平衡贝类资源开发与生境保护提供了科学依据, 建议优先采用M-AMBI指数进行长期监测与管理评估。

天津海岸带是京津冀城市群的重要生态安全屏障, 为科学评估其生态健康演化过程。基于驱动力-压力-状态-影响-响应(driving forces-pressure-state-impact-response, DPSIR)模型, 结合2018~2023年环境监测及统计数据, 构建了包含30个指标的天津海岸带生态健康评价体系, 采用层次分析法和熵权法确定指标权重, 综合评价了天津海岸带健康水平, 同时分析DPSIR各子系统间的耦合协调度, 并根据权重敏感性实验确定结果的可靠性。结果显示, 天津海岸带的生态健康水平整体呈波动上升趋势, 健康等级由“较不健康”上升为“中等健康”, 各子系统呈中度协调状态, 表明在政策推动下天津海岸带健康状况逐年改善; 该区域初步形成海洋经济“绿色增长”模式, 但生态系统状态恢复对响应措施存在一定滞后性, 且仍面临潜在生态灾害风险; 权重敏感性分析结果显示本研究构建的评价体系具有较高的稳健性, 能够较为客观地反映天津海岸带的生态健康演化过程, 为该区域精细化治理提供科学依据。

探究浮游动物关键种中国毛虾(Acetes chinensis)在其专项限额捕捞期间的时空分布特征及环境驱动机制, 对基于海洋生态系统的渔业管理至关重要。基于2021年北斗船位监控系统(vessel monitoring system, VMS)数据运用具有噪声的基于密度空间聚类算法(density-based spatial clustering of application with noise, DBSCAN)提取含毛虾渔获的捕捞网位, 结合相应的海洋环境遥感监测数据, 使用MaxEnt模型和地理探测器探究夏季海州湾毛虾栖息地时空分布特征及环境驱动机制。结果显示, 毛虾适宜栖息区域主要集中在3片海域: 120°01′~120°17′E、34°43′~34°47′N, 119°48′~119°58′E、34°34′~34°42′N, 119°58′~120°12′E、34°25′~34°33′N。毛虾虽为浮游性小型虾类, 但其栖息地时空分布并非完全由上层余流主导, 不同捕捞时期毛虾栖息地分布的主导因子有所差异。从整个捕捞时期看, 水深、浮游植物丰度、海表温度和海表盐度是毛虾栖息地分布的主要驱动因子, 水深3.5~11.0 m, 浮游植物丰度9.5~17.0 mmol/m³、27.5~30.0 mmol/m³, 海表温度24.2~25.5 ℃, 海表盐度21.0‰~23.6‰是海州湾毛虾适宜栖息环境。捕捞高峰期时, 余流亦成为影响毛虾栖息地分布的重要因素。后期研究可建立关键种毛虾观测指标体系并进行评估, 实现毛虾资源的可持续生产。