近日,生态系统与生物地球化学重点实验室(LMEB)近海生态研究团队在环境科学与生态学领域Top期刊Water Research(IF=7.913)发表了题为“Oyster farming control on phytoplankton bloom promoted by thermal discharge from a power plant in a eutrophic, semi-enclosed bay”的研究论文,江志兵副研究员为第一作者,寿鹿副研究员和曾江宁研究员为通讯作者。
富营养化和暖化是近海面临的最重要的生态环境问题之一。其中,富营养化是导致近海有害藻华增加的关键驱动因素。但在全球气候变化背景下,有害藻华的发生频率、面积和持续时间常与暖化密切相关。该论文揭示了暖化背景下牡蛎养殖对浮游植物群落和水质环境的影响机制。
牡蛎养殖有效减轻了藻华和富营养化程度
前期研究表明,电厂温排水大量排放引起的暖化促进了富营养海域浮游植物的生长,甚至导致有害藻华的发生。另一方面,滤食性贝类则通过选择性摄食控制浮游植物。据此,我们假设牡蛎养殖可控制温升引起的藻华,并造成浮游植物群结构改变。
通过2009-2015年对象山港宁海电厂邻近牡蛎养殖区的研究发现,温排水引起冬季水华发生,但在牡蛎的滤食效应下,养殖区浮游植物丰度和叶绿素a浓度均显著低于对照区。此外,牡蛎养殖使得浮游植物的物种丰富度、Shannon–Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数显著增加了26.3%、38.3%和28.8%,但使得悬浮物浓度、总有机碳、溶解无机氮和活性磷酸盐分别降低了12.2%、18.4%、1.5%和3.7%。在牡蛎的选择性摄食条件下,牡蛎养殖使得小型浮游植物占比显著增加。相似性分析表明,养殖区和对照区浮游植物群落组成差异显著。然而,在牡蛎养殖场移除后,原养殖区与对照区的浮游植物丰度、叶绿素a浓度、粒级结构、物种多样性、优势种和群落组成均无显著差异。
由此可见,牡蛎养殖减轻了水体富营养化,显著增加了浮游植物多样性,并通过下行效应和上行效应显著影响浮游植物的群落组成和粒级结构,有效抑制了温排水引起的藻华。因此,牡蛎养殖适合作为富营养化海域的生态修复工具。研究成果可为海湾生态环境管理者提供参考,指导今后我国海水养殖政策的制订及近海富营养化的控制和管理。
该研究得到了国家重点研发计划项目(2018YFD0900901)、海洋二所青年英才计划(JT1602)、国重室自主课题(SOEDZZ1803)和LORCE计划等项目的联合资助。
Jiang Zhibing, Du Ping, Liao Yibo, Liu Qiang, Chen Quanzhen, Shou Lu, Zeng Jiangning, Chen Jianfang, 2019. Oyster farming control on phytoplankton bloom promoted by thermal discharge from a power plant in a eutrophic, semi-enclosed bay. Water Research, 159: 1-9. https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.04.023
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