Numerical investigation of nutrient limitations in the Bohai Sea

River discharges are the important freshwater and nutrient sources for Bohai Sea (BS), and have a profound impact on the local marine environment. In this paper, the annual cycles of nutrient and phytoplankton dynamics in 1980s were reproduced using a coupled biogeochemical-physical model. Based on the validated simulations, the nutrient limitation characters were further investigated by running the model with the riverine nutrient altered, first enriching nitrogen and then phosphorus. It was found that although the riverine N:P ratios in Yellow and Haihe Rivers were much higher than the Redfield number, the nitrogen enrichment was still able to enhance the algae bloom in Laizhou and Bohai Bays. On the other hand, the response of algae growth to phosphorus enrichment was not thus obvious, which suggests that the local phytoplankton dynamics was characterized by the nitrogen limitation. Simulations also show that the nitrogen enrichment is generally accompanied by the phosphorus consumption, so a shift from nitrogen limitation to phosphorus limitation may occur if such a trend continues. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

胶州湾及其邻近海域的浮游植物－种类组成与数量变化

研究胶州湾浮游植物的物种组成与时空分布的特点，对于了解该湾生态系统的现状与历史变化趋势以及生态系统对自然条件变化和人类干扰的响应具有重要意义。 本文根据2004年每月一次采集的浮游植物样品，分析了胶州湾浮游植物的物种组成和优势种的时空分布情况。调查发现浮游植物共142种，分属于6门53属，其中硅藻门40属113种，占总物种数的79.6%；甲藻门10属24种，占总物种数的16.9%；其它为金藻门1属2种，裸藻1属1种，绿藻1属2种。浮游植物丰度周年波动范围为11.12－14602.39×104cells/m3，全年平均为1857.55×104cells/m3。全年丰度最高的藻为环纹劳德藻(Lauderia annulata)，出现在2月份，而全年的丰度最高值也出现在2月份。在胶州湾中，硅藻所占比例最大，平均为97.44%，最高为99.95%，最低为82.55%。浮游植物的丰度的周年变化：有两个高峰，分别出现在2月份和10月份，是典型的温带海域双高峰的分布形式。 胶州湾浮游植物的优势种分析，采用Kikvidze等（2002）提出的确定优势种数量的计算方法，再依据各物种的优势度排序最终确定优势种。其中在多样性最低的6月和10月，优势种数目均为1种，分别为丹麦细柱藻（Leptocylindrus danicus）和中肋骨条藻（Skeletonema costatum）。而在多样性指数较低的1月、2月，优势种数目分别为2和3；而在物种多样性比较高的5月、7月、11月，由于分布相对比较分散，所以优势种数量较多。这说明这个方法可以较好地完成对胶州湾浮游植物群落分析时确定优势种的目标。优势种出现频率较多的种类为中肋骨条藻（1、3、4、5、8、10、11、12月）、洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)（7、8、9、11、12月）、尖刺拟菱形藻(Pseudonitzschia pungens)（2、3、5、7月）、加拉星杆藻(Asteronella kariana)（1、2、3、5月）、密联角毛藻(Chaetoceros densus)（5、11、12月）、扭鞘藻(Streptothece thamesis)（7、8、9月）、夜光藻(Noctiluca scintillancs)（4、5、7月）、奇异菱形藻(Nitzschia paradoxa)（5、11、12月）,对这些种的时空分布进行了分析。 对2004年胶州湾的浮游植物数据进行分层聚类分析后，发现可以将胶州湾划分为三个海区：湾南与湾外海区、湾中西部海区、湾东海区。

胶州湾浮游动物的物种组成与优势种时空分布特征

浮游动物作为海洋食物链中承上启下的一环，其群落结构和动态变化直接影响着海洋生态系统能流、物流的方向和效率。胶州湾作为一个受自然环境和人类活动双重影响的海湾，是研究人为活动对自然生态系统影响的模式港湾。因此，深入研究胶州湾浮游动物的群落特征及时空分布特点对了解该海湾生态系统的现状与历史变化趋势以及生态系统对自然条件变化和人类干扰的响应具有重要意义，也可为其他海区的研究提供参考资料。 本文根据2004年1月－12月用浅水I型和浅水II型浮游生物网在胶州湾每月一次的垂直拖网采集的浮游动物样品，分析了胶州湾浮游动物的物种组成和优势种的时空分布特征。2004年胶州湾浮游动物共74个种，分属于暖温带近岸种和暖温带近海种。浮游动物丰度周年波动范围1006－15571 ind./m3，全年平均5187 ind./m3。在胶州湾体长<1mm的浮游动物丰度和生物量最大。浮游动物的丰度和物种多样性季节变化明显，春夏大（高），秋冬小（低）。多数月份浮游动物丰度在湾内大于湾外。物种多样性在湾北和湾南较低，在湾中心和湾外较高。 胶州湾浮游动物优势种为双刺纺锤水蚤、小拟哲水蚤、太平洋纺锤水蚤、中华哲水蚤、拟长腹剑水蚤、近缘大眼剑水蚤、长尾住囊虫、强壮箭虫、短角长腹剑水蚤、八斑芮氏水母和小介穗水母等。双刺纺锤水蚤全年都是优势种，小拟哲水蚤除了4月其余月份都是优势种。其他优势种季节更替明显，冬、春季（12月、1－5月）优势种为中华哲水蚤、拟长腹剑水蚤、近缘大眼剑水蚤、长尾住囊虫等；夏季（6－8月）太平洋纺锤水蚤代替中华哲水蚤、拟长腹剑水蚤成为优势种；秋季（9－11月）优势种更替频繁，9月为短角长腹剑水蚤和太平洋纺锤水蚤，10月为太平洋纺锤水蚤、拟长腹剑水蚤和长尾住囊虫，11月为拟长腹剑水蚤、长尾住囊虫、近缘大眼剑水蚤和强壮箭虫。 双刺纺锤水蚤与中华哲水蚤在4月达到数量高峰，丰度分别为5604ind./m3和493 ind./m3。长尾住囊虫6月丰度1809 ind./m3为全年最大。小拟哲水蚤、太平洋纺锤水蚤和近缘大眼剑水蚤在7月达到数量高峰，丰度分别为1667 ind./m3、4000 ind./m3、775 ind./m3。短角长腹剑水蚤和强壮箭虫在8月丰度最大，分别为389ind./m3和192 ind./m3。八斑芮氏水母和小介穗水母分别在3、8月大量出现，丰度分别为194 ind./m3、358 ind./m3。拟长腹剑水蚤全年有7、10月两个高峰。双刺纺锤水蚤、小拟哲水蚤、太平洋纺锤水蚤、短角长腹剑水蚤、八斑芮氏水母和小介穗水母主要在湾北密集；中华哲水蚤密集区趋向于湾中心和湾外；近缘大眼剑水蚤、拟长腹剑水蚤、异体住囊虫和强壮箭虫等分布广泛，不同月份密集区不同。 从目前我们所掌握的资料来看，近30年来，胶州湾浮游动物的种类组成和优势种群没有发生大的变化。与70年代相比，2004年的物种数基本不变，但物种组成稍有不同；优势种丰度大大降低。与90年代相比，2004年物种数有所增加，其中水母类增加了15种，八斑芮氏水母成为冬季优势种；浮游动物的丰度和优势种的水平分布格局基本不变。胶州湾浮游动物的生态类型与渤海相似，但与黄海有所差异；胶州湾优势种的丰度大于渤海，且高峰期比渤海提前一个月。

胶州湾浮游植物营养盐结构的初步研究

目前在尚不能测定天然海水中浮游植物营养盐含量及组分的情况下，通过室内培养，测定浮游植物细胞中营养盐含量及其组分，探讨天然海水中浮游植物营养盐结构特征。本论文通过对不同大小浮游植物主要优势种的C、N、P、Si含量及组成的测定，结合现场调查海水营养盐、粒级叶绿素a数据及历史资料，探讨了不同水域、不同大小、不同季节浮游植物培养后营养盐结构的差异，主要结论如下： 胶州湾表层营养盐与叶绿素a浓度平面分布一致，呈现自西北、东北部向中、南部及湾外递减的趋势。与粒级叶绿素a季节变化相反，表层营养盐浓度春、秋季较高，冬、夏季较低。 自营养盐丰富的长江口水域取得的藻种，培养后细胞中除N含量接近外，C、P、Si含量高于胶州湾，Si含量的差异尤为明显。胶州湾不同大小浮游植物细胞中C、N、P、Si的含量一般随粒级的增大而增加，C、N、P在细胞中所占比例亦是如此，但Si所占比例基本一致；粒级较小的中肋骨条藻更容易吸收Si，而粒级较大的旋链角毛藻和诺氏海链藻更容易吸收N和P。与海水营养盐浓度类似，培养后浮游植物C、N、P、Si的含量及干质量浓度亦表现出季节差异；冬季中肋骨条藻培养后细胞中C、N、P、Si的含量较高，春季较低。室内培养浮游植物N/P、C/N比值与颗粒物接近，Si/P、Si/N比值小于颗粒物。培养后胶州湾浮游植物细胞高C、N含量，低P、Si含量和高N/P比（远高于16），低Si/P比、Si/N比（远低于16，1），与海水和颗粒物中营养盐结构基本相似，说明Si可能是胶州湾浮游植物生长潜在的限制因子。

胶州湾和东太平洋海隆(~13°N)沉积物微生物多样性研究

海洋是一个巨大的生态系统，多样的微生物是构成海洋生态系统的基本元素。海洋微生物的群落结构及演变深刻的反映着海洋生态系统的变迁。本文采用分子生物学技术，研究了近海沉积物生态系统——胶州湾沉积物中细菌的多样性、群落结构的时空演替规律以及远洋深海沉积物生态系统——东太平洋海隆北纬13o附近深海沉积物中细菌和古细菌群落结构沿沉积物断层的分布情况，结果表明在两处沉积物中，微生物群落的结构都与环境因子有显著的相关性，是反映海洋沉积物环境特征的重要（分子）标志物，并且可能在这些环境中参与生物地球化学循环等重要过程。 1.从胶州湾不同区域的8个代表性站点采集4个季度的沉积物样品。提取总基因组DNA，利用16S rDNA作为分子标记，采用克隆文库对胶州湾沉积物中细菌群落的组成、空间分布和季节演替规律进行了研究。结果显示沉积物中的细菌具有高度多样性，来自于13个细菌门，同时还有28%的未鉴定克隆，表明胶州湾沉积物中蕴藏着巨大的微生物资源。其中已鉴定的优势种群是α-、β-、γ-、δ-变形细菌、绿弯菌、厚壁菌、蓝细菌和放线菌。同时还包括酸杆菌、拟杆菌、浮霉菌、疣微菌、芽单胞菌、绿菌、梭杆菌、异常球菌-栖热菌等类群的存在。将各克隆库的组成与温度、总碳、总氮等环境因子结合分析，结果显示细菌群落结构更替的主要驱动力是季节变化所带来的温度等环境因子的演变。对数据库中与本研究所获得序列具有最近亲缘关系序列的来源环境进行分析表明，胶州湾中细菌群落受航运活动、水产养殖、重金属污染等人类活动的明显影响，同时这些活动表现出显著的空间特异性，比如C4和D6等站点明显受到航运活动的影响，而A3和Y1等站点则容易受到沿岸径流所带来的淡水和油污染的影响。 2.分别利用PCR-DGGE和克隆文库技术对东太平洋海隆北纬13o附近深海柱状沉积物样品中细菌和古菌群体进行研究，结果显示这些微生物群落沿四个分别代表不同沉积年代断层明显的成层分布，与环境因子结合分析表明这种成层分布与氧化还原性质等地球化学特征的成层分布相吻合，提示我们该生态系统中的微生物受到环境因子的巨大作用，同时也表明这些微生物可能参与该生态系统中硫、金属元素代谢等过程。通过系统发育分析，四个断层中的微生物群落中呈现出很多与热液活动相关的个体（其中34.7%的细菌序列和31%的古菌序列与来源于各种热液环境的序列具有最近的亲缘关系）。但总体群落结构分析表明该区域可能属于热液活动影响区域的边缘，处于从热液活动环境到普通的低温沉积物环境的过渡区域。 3.将在胶州湾和东太平洋海隆北纬13o附近海洋沉积物生态系统中都存在的优势细菌类群（α-、β-、γ-、δ-变形细菌和放线菌、绿弯菌、厚壁菌、酸杆菌、浮霉菌）进行系统发育分析和背景比较分析，结果显示两处沉积物中的细菌优势种群虽然在大类群上很多是相同的，但是可能由于两处沉积物中不同物理化学等环境因子的选择作用（如胶州湾的近海特征和人为活动，东太平洋深海特点和热液活动），而导致优势种群在系统发育关系上距离比较远。这表明独特的微生物群落结构，特别是优势种群的群落结构信息是描述特定环境生态系统的重要方面。本研究表明在全球环境变迁中,自然环境因子和人类活动都在深刻改变着微生物群落的结构和功能。本文阐述了在环境变迁特定时期两处沉积物生态系统中的微生物群落结构及时空差异，为研究大范围生态系统的演变提供了依据，同时也为在两处沉积物环境中进行微生物参与的生物地球化学研究奠定了基础。

胶州湾生态系统主要生态因子的长期变化

该文首先针对胶州湾生态系统观测站(JERS)积累的大量历史资料中存在的问题,根据生态学规律,对这些数据文件和其中的生态项目予以编码编排,对不同时间、航次调查的站位进行逻辑处理,根据胶州湾生态数据所具有的空间属性,运用MapBasic语言对地理信息系统软件Mapinfo进行二次开发,研制出了"胶州湾生态系统数据库".运用统计学方法对胶州湾生态系统主要生态因子进行时间序列分析和系统研究,发现胶州湾海域海水化学耗氧量自20世纪90年代以来呈现持续上升状态,尤其进入98年以后迅速上升,表层化学耗氧量1998年比1991年增加44.7%.研究还发现胶州湾海域亚硝酸氮、硝酸氮和氨氮自20世纪60年代以来都有了大幅度的上升,磷的含量则在80年代达到最高,90年代以来略有下降;而胶州湾海域硅酸盐的含量自80年代以来呈现持续下降状态,90年代比80年代降低了63.6%.胶州湾的浮游植物多样性指数虽然自90年代以来处于上升趋势,但作为食物链中重要环节的浮游动物的多样性指数却处于持续下降状态.

胶州湾百年来沉积环境演变与人类活动影响信息指标的提取

本文以人类活动影响下的典型海湾-胶州湾为研究对象，在对典型柱状沉积物精确定年的基础上，剖析了胶州湾百年来沉积环境演变的过程，通过对沉积物中氮、磷、重金属以及生态环境的综合分析，提取了其受人类活动影响的信息指标，获得了一系列新的结果和认识。主要结论如下： 1. 研究揭示了近百年来胶州湾沉积速率具有区域与年际变化明显这一显著特点。通常，湾内的沉积速率较高，而湾口沉积速率变化很大，湾外沉积速率明显低于湾内和湾口；且随着年代的增加，胶州湾的沉积速率呈上升趋势，如1984年左右，B3站位的沉积速率高达1.17 cm/a，而之前仅为0.30 cm/a左右，主要是由于这一时期环胶州湾工农业迅速发展导致人为排入的物质的量增加的结果，但从2000年以来由于沿岸环境治理和污控措施的加强，这种境况已经有所改善，沉积速率有减小趋势。 2. 阐明了胶州湾沉积物氮、磷的生物地球化学特征及生态环境意义，沉积物中可交换态磷、铝磷、铁磷与有机磷在一定程度上表征了磷的生物可利用性部分，而铝磷、铁磷与闭蓄态磷可用于反映沉积物受污染的程度，沉积物中的有机氮（强氧化剂浸取态氮）作为其优势存在形态，可潜在参与水体氮的循环，参与的量与沉积物粒度密切相关，沉积物中的氮可粗略反映水体的生物量。研究显示，无机磷是胶州湾沉积物中磷的主要赋存形态，在湾内、湾口和湾外，分别占到沉积物总磷的44.57% ~ 94.41%(B3)、44.83 % ~ 95.54 % (D4)和55.09% ~ 95.20 % (D7)，铝磷、铁磷与闭蓄态磷与污染程度关系密切，可以作为沉积环境污染程度的指示因子。可交换态磷、铝磷、铁磷与有机磷等四种形态磷与浮游植物的数量和水体中磷酸盐的含量呈正相关，是胶州湾潜在的生物可利用磷。强氧化剂浸取态（SOEF-N，主要为有机氮）是沉积物可转化氮的优势形态，其含量分别为0.070 mg/g（B3）、0.069 mg/g（D4）和0.049 mg/g（D7），且随沉积物的粒度变细，其含量越高。沉积物中不同形态氮与水体中的硝酸盐、浮游植物数量和叶绿素a呈正相关，可粗略反映水体的生物量。 3. 通过系统研究胶州湾沉积物中重金属的地球化学特征，阐明了人为活动对其沉积环境的影响，提出了胶州湾沉积环境演变的“三段论”论点。胶州湾沉积物重金属的富集因子和地质累积指数的研究显示胶州湾沉积物的Cd、Pb和Cu是受人类活动影响较为严重的三种元素，并且重金属在沉积层序的分布特征说明重金属的污染在20世纪70、80年代开始加重，但在本世纪初，这种状况已经得到较大改善。胶州湾的环境演变过程可分为三个阶段，即1980年以前，1980年至2000年左右和2000年后。第一个阶段可以看作是胶州湾环境演变的一个背景值，该段时期内明显的特征是相对较低的沉积速率，较轻的重金属污染和富营养化状况；第二阶段是青岛地区工农业迅猛发展的阶段，加上治污措施和环境保护措施较少，这段时期胶州湾的环境一度恶化，是人类活动影响最为明显的一个阶段；第三个阶段是胶州湾环境质量不断改善的一个阶段，由于各项治污措施的实施，到本世纪初，胶州湾的环境质量较20世纪的最后20年里有了较大的改善。

胶州湾毛颚类生态学研究

毛颚类是海洋浮游动物中的一个重要类群，它是上、中层鱼类和幼鱼的食物组分之一，又摄食大量的其他浮游动物（主要是桡足类）及鱼卵和仔稚鱼，在海洋食物链中居于重要环节。毛颚类在胶州湾生态系统中占有重要地位，因此深入研究毛颚类生态特征对胶州湾生态系统动力学研究具有重要意义。 本文根据2006年9月—2007年8月胶州湾浅水Ⅰ型浮游生物网的调查资料，分析了胶州湾毛颚类的种类组成、数量分布、摄食、生物量和生产力情况。DNA测定结果表明：目前尚存争议的四种不同形态的强壮箭虫属于同一种。本次调查共出现毛颚类3种：强壮箭虫(Sagitta crassa)、拿卡箭虫（Sagitta nagae）和百陶箭虫（Sagitta bedoti）。强壮箭虫全年出现，并且在数量上占有绝对优势，其丰度在全年出现两个峰值，最高峰出现在8月，丰度达到99.03 ind/m3，次高峰出现在3月，丰度为86.48 ind/m3，年平均丰度为45.3 ind/ m3；拿卡箭虫和百陶箭虫在秋、冬、春季出现，丰度最高值都出现在11月，分别为0.62 ind/m3和1.63 ind/m3。 胶州湾毛颚类年平均生物量为107.92 mg m–2，年平均生产力为1.47 mg C m–2d–1，占浮游动物总生产力的11.6%。毛颚类对浮游动物生物量和生产力的摄食压力在冬季达到全年最大值，分别为5.71%和83.47%，由此可见毛颚类的摄食对浮游动物群落结构、生物量和生产力等产生重要影响。不同体长组摄食分析研究表明，毛颚类主要摄食体长在0.3—1.8 mm之间的中小型浮游动物，并且在不同季节，其食物粒径范围大小存在差异。

胶州湾悬浮颗粒物中脂肪酸的时空分布及其在初级生产者到初级消费者食物传递中的作用

研究初级食物供给与初级消费之间数量与质量的关系在海洋浮游生态系统食物网研究中占有基础地位。悬浮颗粒物及浮游动物中脂肪酸的组成和含量可以很好地为食物关系研究提供信息。当悬浮颗粒物在时空上存在数量和质量差异时，这种差异就可能在浮游动物中体现出来，而且通过脂肪酸的信息可以追踪到这种差异。本研究旨在阐明脂肪酸在悬浮颗粒物组成中的生物标记作用和在悬浮颗粒物到浮游动物食物传递过程中的营养指示作用，同时应用这一标记物研究胶州湾海域悬浮颗粒物的大体分布及其与浮游动物间的食物关系。 文章首先依据2005年3月－2006年2月胶州湾颗粒有机碳及叶绿素a的数据估测碳生物量的转化系数，发现该系数受时空环境差异的影响，平均为56，从而推导出胶州湾浮游植物有机碳浓度，进而探讨浮游植物对颗粒有机碳的贡献。对各参数分析结果显示胶州湾颗粒有机碳、叶绿素a和浮游植物有机碳年平均浓度分别为为0.47 mg.L-1、4.16 μg.L-1及0.23 mg.L-1，三者表现出相似的时空变化动态，即湾内沿岸水域较高，湾外较低，夏季较高秋冬季较低。浮游植物对颗粒有机碳的贡献较高，年平均接近37%。 对悬浮颗粒物的脂肪酸组成分析后发现饱和脂肪酸（SSFA）16:0，14:0，18:0及单不饱和脂肪酸（MUFA）Σ16:1(ω7+ω5+ω9)所占比例较高，多不饱和脂肪酸（PUFA）中EPA和DHA也相对较高。总脂肪酸在水体中的绝对浓度及在颗粒有机碳中的相对含量均存在着时空变异，二者的平均变动范围分别在4.7－60.2 μg . L-1及20.1－86.7 μg . mg-1之间，夏季高于秋冬季，空间分布上二者均在湾东部相对较高，而在湾外较低。不同脂肪酸组合的时空变化可以反映出悬浮颗粒物组成的时空动态，其中16:1ω7/18:1ω9、Σ16:1/18:1ω9、Σ16:1/Σ18:1、Σ16/Σ18、Σ16/ΣFA及20:5ω3/22:6ω3等脂肪酸组合在研究海域可以较好的指示硅藻组成，而Σ18/ΣFA 及22:6ω3/ΣFA可以指示甲藻组成，BSFA/ΣFA、Σ(Br+St)/ΣFA 、Br/St (15:0)及 Br/St (15:0+17:0)可以较好的指示细菌，SSFA/ΣFA及(24:0+26:0)/ΣFA可以示踪碎屑组分及其中的陆源成份。ω3系列脂肪酸在有机碳中的含量及在总脂肪酸中的比例以及不饱和指数可以表征悬浮颗粒物的食物质量。通过标志脂肪酸对悬浮颗粒物组成的指示发现冬季2月悬浮颗粒物组成中硅藻所占比例较高，多数月份湾内近岸水域尤其是湾东部细菌组成相对较高，而湾口至湾外水域碎屑含量相对较高。 浮游动物总平均干重生物量为72.6 mg.m-3，平面分布表现为湾内北部及中心区域生物量普遍较高，湾东部水域较低，季节变化表现为总生物量在春季4月及冬季12月形成峰值，总体上在春季5月、夏季7月及秋冬大部分月份相对较低，但不同粒径组成其动态不尽相同。浮游动物的脂肪酸组成与悬浮颗粒物存在一定差别，表现为MUFA比例下降，PUFA比例升高；SSFA中14:0的比例下降，18:0及20:0比例提高，MUFA中20:1ω9比例升高，PUFA中，EPA及DHA所占比例也相对较高。8月份总脂肪酸含量较高，9月与10月相对较小，各粒级内差别不大。 利用主成份分析发现悬浮颗粒物的组分在浮游动物中能够用相应脂肪酸指标进行示踪，当食物数量充分满足需求时，浮游动物脂肪酸特征与悬浮颗粒物组成一致性较高，同时通过脂肪酸示踪发现当潜在食物数量较丰富时，浮游动物的摄食存在选择性，这种选择可能受食物质量的调控，而当食物数量较低时，其选择性也降低。 悬浮颗粒物中EPA含量及不饱和指数是相对重要的食物质量指示物，通过对其指示特征的分析发现胶州湾总体上浮游动物的摄食会影响其食物质量组成；但在8月，浮游动物的生物量受悬浮颗粒物质量的调控，而浮游动物生物量对食物数量的摄食压力较小，认为该时期是食物质量限制对浮游动物生物量影响相对重要的时期，可以用特征脂肪酸进行清晰的分析。

A simple and accurate method for determining accurately dissolved inorganic carbon in seawaters

Dissolved inorganic carbon (DIC) account for more than 95% of total carbon in seawater, so it is necessary to make reliable and precise measurements of DIC to study marine carbon cycling. In order to establish a simple and speed method, an airproof device of gas extraction-absorption was designed. Finally a simple method was developed for the determination of DIC in seawater through a large mount of experiments. The determination procedure is as follows: 100 similar to 150 mL seawater was put into conical flask, then add 10% H3PO4, the DIC in seawater sample was dissolved to form CO2 gas and carried by pure N-2, then the CO2 gas was absorbed by two grades 0.1 mol/L NaOH solution. Finally the absorbed solution was titrated by HCl standard solution of 0.01000 mol/L with the end points detected with the indicator phenolphthalein and bromocresol green-methyl red mixture. The precision and accuracy of the method were satisfied. This method was used to analyse seawater samples from Jiaozhou bay in June, 2003. The result shows that the average DIC in surface seawater is 2066 mumol/L, DIC in bottom seawater is 2075 mumol/L inside bay, but the average DIC in surface seawater is 1949 mumol/L, DIC in bottom seawater is 2147 mumol/L outside bay.

Phosphine in various matrixes

Matrix-bound phosphine was determined in the Jiaozhou Bay coastal sediment, in prawn-pond bottom soil, in the eutrophic lake Wulonglan, in the sewage sludge and in paddy soil as well. Results showed that matrix-bound phosphine levels in freshwater and coastal sediment, as well as in sewage sludge, are significantly higher than that in paddy soil. The correlation between matrix bound phosphine concentrations and organic phosphorus contents in sediment samples is discussed.

Dynamics of dimethylsulfide and dimethylsulfoniopropionate produced by phytoplankton in the Chinese seas - Distribution patterns and affecting factors

Distribution of dimethylsulfide (DMS) and/or particulate dimethylsulfoniopropionate (DMSPp) concentrations in the Jiaozhou Bay, Zhifu Bay and East China Sea were investigated during the period of 1994 - 1998. Both DMS and DMSPp levels showed remarkable temporal and spatial variations. High values occurred in the coastal or shelf waters and low values in the offshore waters. The highest levels were observed in spring or summer and lowest in autumn. DMS or DMSPp distribution patterns were associated with water mass on a large geographical scale, while biological and chemical factors were more likely influential on smaller-scale variations. Diatoms could play an important role in total DMS or DMSPp abundance in coastal waters. Nitrate was found to have a two-phase relationship with DMSPp concentrations: positive when nitrate concentration was lower than 1 mumol/L, and negative when it was above. Anthropogenic factors such as sewage input and aquaculture also showed influences on DMS or DMSPp concentration.

Application of Neomysis awatschensis as a standard marine toxicity test organism in China

The small mysid crustacean Neomysis awatschensis was collected in the west coast of Jiaozhou Bay, Qingdao, China in 1992 and acclimated and cultured in laboratory conditions since then. Standard acute toxicity tests using 4-6 d juvenile mysids of this species were conducted and the results were compared with Mysidopsis bahia, a standard toxicity test organism used in the US in terms of their sensitivities to reference toxins, as well as their taxonomy, morphology and geographic distributions. Because of its wide distribution along the Chinese coast, similar sensitivity to pollutants as M. bahia, short life history, small size and the case of handling, this study intended to use N. awatschensis as one of the standard marine organisms for toxicity testing in China. The species were applied to acute toxicity evaluations of drilling fluid and its additives I organotin TPT and toxic algae, and to chronic ( life cycle) toxicity assays of organotin TPT and a toxic dinofalgellate Alexandrium tamarense, respectively. Using N, awatschensis as a standard toxicity testing organism in marine pollution assessment in China is suggested.

Bioremediation potential of the macroalga Gracilaria lemaneiformis (Rhodophyta) integrated into fed fish culture in coastal waters of north China

Fed fish farms produce large amounts of wastes, including dissolved inorganic nitrogen and phosphorus. In China, fish mariculture in coastal waters has been increasing since the last decade. However, there is no macroalgae commercially cultivated in north China in warm seasons. To exploit fish-farm nutrients as a resource input, and at the same time to reduce the risk of eutrophication, the high-temperature adapted red alga Gracilaria lemaneiformis (Bory) Dawson from south China was co-cultured with the fish Sebastodes fuscescens in north China in warm seasons. Growth and nutrient removal from fish culture water were investigated in laboratory conditions in order to evaluate the nutrient bioremediation capability of G. lemaneiformis. Feasibility of integrating the seaweed cultivation with the fed fish-cage aquaculture in coastal waters of north China was also investigated in field conditions. Laboratory seaweed/fish co-culture experiments showed that the seaweed was an efficient nutrient pump and could remove most nutrients from the system. Field cultivation trials showed that G. lemaneiformis grew very well in fish farming areas, at maximum growth rate of 11.03% day(-1). Mean C, N, and P contents in dry thalli cultured in Jiaozhou Bay were 28.9 +/- 1.1%, 4.17 +/- 0.11 % and 0.33 +/- 0.01 %, respectively. Mean N and P uptake rates of the thalli were estimated at 10.64 and 0.38 mu mol g(-1) dry weight h(-1), respectively. An extrapolation of the results showed that a 1-ha cultivation of the seaweed in coastal fish fanning waters would give an annual harvest of more than 70 t of fresh G. lemaneiformis, or 9 t dry materials; 2.5 t C would be produced, and simultaneously 0.22 t N and 0.03t P would be sequestered from the seawater by the seaweed. Results indicated that the seaweed is suitable as a good candidate for seaweed/fish integrated mariculture for bioremediation and economic diversification. The integration can benefit economy and environment in a sustainable manner in warm seasons in coastal waters of north China. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Feeding and growth on bivalve biodeposits by the deposit feeder Stichopus japonicus Selenka (Echinodennata : Holothuroidea) co-cultured in lantern nets

Suspension aquaculture of filter-feeding bivalves has been developing rapidly in coastal waters in the world, especially in China. Previous studies have demonstrated that dense populations of filter-feeding bivalves in shallow water can produce a large amount of faeces and pseudofaeces (biodeposits) that may lead to negative impacts on the benthic environment. To determine whether the deposit feeder Stichopus (Apostichopus) japonicus Selenka can feed on bivalve biodeposits and whether the sea cucumber can be co-cultured with bivalves in suspended lantern nets, three experiments were conducted, two in tanks in the laboratory and one in the field. In a 3-month flow-through experiment, results showed that sea cucumbers grew well with specific growth rate (SGR) reaching 1.38% d(-1), when cultured in the bottom of tanks (10 m(3) water volume) where scallops were cultured in suspension in lantern nets. Moreover, results of another laboratory experiment demonstrated that sea cucumbers could survive well on bivalve biodeposits, with a feeding rate of 1.82 +/- 0.13 g dry biodeposits ind(-1) d(-1), absorption efficiency of organic matter in biodeposits of 17.2% +/- 5.5%, and average SGR of 1.60% d(-1). Our longer-term field experiments in two coastal bays (Sishili Bay and Jiaozhou Bay, northern China) showed that S. japonicus co-cultured with bivalves also grew well at growth rates (0.09-0.31 g wet weight ind(-1) d(-1)) depending on individual size. The results suggest that bivalve lantern nets can provide a good habitat for sea cucumbers; and the co-culture of bivalve molluscs with sea cucumbers may provide an additional valuable crop with no additional inputs. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.