【摘 要】
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海洋牧场是促进海洋渔业升级的有效方式,是实现近岸海域生态系统环境和资源可持续发展的有效途径。生态环境监测是保证海洋牧场高效运营的基础环节。目前,主要采用化学监测评估海洋牧场生态环境,然而化学监测不能反应环境对生物体的影响,亟待开展基于生物体响应的海洋牧场环境检测。本文以芙蓉岛西部海域国家级海洋牧场示范区为研究海域,在人工鱼礁区、人工鱼礁区附近、风电区、示范区毗邻区域对照区四个区域设置12个调查站位
【基金项目】
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国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”专项“黄渤海现代化海洋牧场构建与立体开发模式示范（2019YFD0902102）”子任务“资源养护效果评估技术示范”与烟台市重点研发计划“基于生物标志物的海洋牧场生态环境评价技术构建与示范（2019XDHZ097）”；
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海洋牧场是促进海洋渔业升级的有效方式,是实现近岸海域生态系统环境和资源可持续发展的有效途径。生态环境监测是保证海洋牧场高效运营的基础环节。目前,主要采用化学监测评估海洋牧场生态环境,然而化学监测不能反应环境对生物体的影响,亟待开展基于生物体响应的海洋牧场环境检测。本文以芙蓉岛西部海域国家级海洋牧场示范区为研究海域,在人工鱼礁区、人工鱼礁区附近、风电区、示范区毗邻区域对照区四个区域设置12个调查站位,于2020年7月与2021年3月开展调查,采集环境和生物样品,测定样品重金属含量,选择四种不同生态习性的物种许氏平鲉（Sebastes schlegelii）、花鲈（Lateolabrax maculatus）、脉红螺（Rapana venosa）、日本蟳（Charybdis japonica）作为指示生物,筛选与环境样品重金属含量显著相关的生物标志物指标,建立基于生物标志物的海洋牧场重金属污染评价技术,从生物体响应的角度评价海洋牧场重金属质量状况。主要结果如下:1.水体铜（Cu）、铅（Pb）、砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、无机氮、活性磷酸盐符合《海水水质标准》（GB3097-1997）一类标准,锌（Zn）符合《海水水质标准》（GB3097-1997）二类标准。海洋牧场区水体质量优于对照区。沉积物Cu、Zn、Pb、As、Cd、Cr符合《海洋沉积物质量》（GB 18668-2002）一类标准。地累积指数法评价显示部分站位Pb属于低污染至中度污染水平,其余重金属均为无污染水平。H（?）kanson潜在风险指数法评价表明重金属生态风险排序为:Cd＞Pb＞As＞Cu＞Cr＞Zn,部分站位Cd为中度生态风险,各站位其它重金属为低风险水平,建议加强对Cd污染防范。2.四种指示生物Pb、Cd、Cr含量均符合《食品安全国家标准-食品中污染物限量》（GB2762-2017）标准。沉积物生物累积因子表明,许氏平鲉对As、Zn富集能力较强,花鲈对Cd与Zn富集能力较强,脉红螺与日本蟳均对As与Cd富集能力较强。3.指示生物防御指标超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、谷胱甘肽硫转移酶（GST）、金属硫蛋白（MT）的基因表达量和酶活性（蛋白含量）、丙二醛（MDA）水平具有空间和季节差异性,海洋牧场区指示生物防御指标水平低于对照区,表明海洋牧场区指示物种应激水平较低,生理状况较好。4.通过防御指标水平与水体、沉积物重金属含量的相关性分析,筛选出两套生物标志物组合分别评价水体、沉积物重金属质量状况。指示水体重金属质量状况的生物标志物组合为许氏平鲉SOD活性与MT含量、花鲈GST与CAT活性、脉红螺GPx活性、日本蟳MDA含量;指示沉积物重金属质量状况的生物标志物组合为许氏平鲉GPx与GST活性、脉红螺SOD活性与MDA含量、日本蟳GPx活性与MT的基因表达量。利用综合生物标志物响应（IBR）法整合多种生物标志物,建立基于生物标志物的海洋牧场重金属质量状况评价技术。夏、春两季海洋牧场区水体IBR指数值（1.53-8.32、0.02-14.12）与沉积物IBR指数值（0.6-9.59、0.84-7.38）均低于对照区水体IBR指数值（11.20-22.16、11.65-25.26）与沉积物IBR指数值（9.79-17.32、4.66-12.50）。这表明海洋牧场区重金属质量状况优于对照区。IBR指数评价结果与化学评价结果一致。因此,基于生物标志物的重金属污染评价技术,能够准确科学地从生物体响应角度评价海洋牧场重金属质量状况。
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