广东珠海双胞旋沟藻Cochlodinium geminatum赤潮事件分析

多环旋沟藻Cochlodinium polykrikoides赤潮在全球频繁爆发。2006年10-11月间,在广东珠海海域爆发的双胞旋沟藻Cochlodinium geminatum赤潮则较为少见。双胞旋沟藻赤潮发生于富营养的近岸水体,赤潮发生区内水温变化范围23.41-27.54℃,盐度变化范围15.49-17.92。双胞旋沟藻的细胞密度随温度和盐度的升高而显著升高,最高细胞密度达1.6×106个.L-1。在赤潮发生后期,海区水温下降及群落中红色中缢虫Mesodinium rubrum数量的上升,可能是导致双胞旋沟藻赤潮衰亡的重要原因。

混合培养条件下几种赤潮藻对无机磷源的竞争生长研究

采用批次培养方式,研究混合培养的几种赤潮藻东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)与中肋骨条藻(Skeletonema costatum)及东海原甲藻与链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)对溶解无机磷源的竞争生长响应。结果表明,在富磷及贫磷的培养条件下,中肋骨条藻的比生长率远超过东海原甲藻,而成为培养体系中的绝对优势种。在东海原甲藻与链状亚历山大藻的混合培养体系中,原甲藻大量死亡,可能存在亚历山大藻对原甲藻的他感作用。培养体系中,碱性磷酸酶活性随藻类磷胁迫而显著升高,可能在后期种群利用代谢有机磷源时发挥重要作用,且在不同培养体系中表现出酶活性大小及状态的差异性,该结果可能影响浮游植物对有机磷源的利用效率。

海水中胞外酶及其与赤潮发生关系研究进展

胞外酶在水生生态系统的物质循环和能量转化过程中具有重要作用 ,其研究对深入了解海洋中碳的生物地球化学循环过程及赤潮藻在赤潮发生过程中的应对机制具有重要意义 .本文综述了海水中胞外酶的研究方法、活性分布特征、粒径分布特征、影响调控机制及生态学意义等方面的研究进展 ,同时介绍胞外酶作为一项新型营养状况指标的意义 .

台湾海峡南部上升流区浮游植物对磷的响应

取台湾海峡南部近岸上升流区表层海水,开展现场船基围隔实验.按照上升流区底层无机形态氮、磷和硅的浓度及比例,设置围隔袋中营养盐浓度,研究上升流输入的营养盐可能对海区表层浮游植物生物量及群落结构的影响,结合群体方法与单细胞酶标记荧光技术,检测浮游植物的碱性磷酸酶活性,指示海区浮游植物的磷营养生理状态.结果表明,营养盐的补充导致中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、角毛藻(Chaetoceros spp.)、冰河拟星杆藻(Asterionellopsis glacialis)、菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)和尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzshcia pungens)等硅藻成为优势种,并形成藻华.随环境中营养盐的耗尽,硅藻藻华迅速消退.上升流的形成及其减弱、消失,造成表层海水营养盐水平的改变,是导致此次硅藻藻华生消的主因.通过上升流补充的磷源不足以满足浮游植物的生长需求,海区浮游植物的生长遭受磷胁迫,磷成为该海区浮游植物生长的主要营养盐限制因子.

春季海南岛近岸海域尿素与浮游生物的脲酶活性

2011年春季(4—5月),对海南岛的海口湾、澄迈湾、文昌八门湾、陵水新村湾和大东海5个海湾的尿素浓度及浮游生物的脲酶活性开展调查研究,结合其它理化环境因子,分析海南岛近岸海域尿素的可利用性及其对该海区浮游植物生长可能产生的影响。结果表明,海南岛近岸水体中尿素平均浓度为2.07—3.30μmol/L,占总溶解态氮TDN含量的14%—38%,尿素占TDN比例由北向东、南方向递增。浮游生物脲酶活性为0.30—0.84μmolN.L-.1h-1,海口湾最高,从北部向东、南部逐渐减少。各海湾较高水平的尿素和脲酶活性主要分布在排污口、养殖区或旅游区的近岸海域。硅藻为优势种,甲藻种类少且密度低,部分甲藻密度达到104—105个/L的水体,尿素和脲酶活性也处于较高水平。海区浮游植物细胞密度与脲酶活性或尿素占TDN比例等因子存在相关性,表明尿素是海南海域浮游植物生长不可忽略的重要氮源。尿素在一定程度上促进春季海南岛近岸海域甲藻等浮游植物的生长,可能对浮游植物群落结构的改变产生重要影响。

中国沿海球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)的分类、分布及其藻华

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)是全球海洋广泛分布的有害藻华种类。1997年 10月,中国东南沿海首次暴发了此种藻类的大规模藻华,其后陆续在福建、广东、广西、海南、河北及天津等省市沿海暴发多起同种藻华。中国近海的球形棕囊藻藻华呈现两大独有的特点,即藻类囊体较大(可达 3厘米),以及藻华可毒害养殖业。历经 20多年,球形棕囊藻在中国沿海已从一个"藻华新记录种"变成了"藻华常见种"。值得注意的是,2014年以来,广西北部湾海域棕囊藻藻华肆虐,威胁核电冷源安全,受到了社会高度关注,也对球形棕囊藻藻华的研究提出了新的挑战与要求。针对这一生态灾害的最新发展趋势,本文总结了 20年来中国球形棕囊藻及其藻华灾害的发生与发展状况,分别就棕囊藻的分类、生活史特征、营养特性、藻华形成的环境驱动因素、生态毒理等诸多方面开展简要综述,冀望为棕囊藻藻华的研究及防治提供基础资料及思路。

大亚湾浮游植物光合作用特征

利用Phyto-PAM测量大亚湾浮游植物的光合作用能力、非化学淬灭并建立快速光曲线,同时研究浮游植物群落结构、组成、丰度和相应的环境因素,分析光合作用特征与浮游植物生长和分布的耦合关系。本次调查期间大亚湾浮游植物以集群化硅藻为优势物种,各站位最大光量子收益达到0.72。大亚湾浮游植物适应高光强,当光照达到1000μE/(m2.s)时电子传递速率逐渐达到饱和;光照达到1500μE/(m2.s)浮游植物依然可进行光合作用,叶黄素循环保护光合器官使其免受高光强损伤;当光照达到1700μE/(m2.s)时,光合器官可能受到损伤,此时电子传递速率下降,实际光量子收益接近于0。集群化硅藻能够耐受较广的光照范围及其活跃的光合特征有利于它们在全球海区的广泛分布。

台湾海峡微微型浮游植物的生态研究 Ⅱ. 类群组成、生长速率及其影响因子

1997年8月、1998年2～3月和1998年8月,应用荧光显微镜、14C法分别测定了台湾海峡微微型浮游植物的类群组成和生长速率,探讨了该海域原绿球藻的存在及丰度问题.结果表明,在类群的丰度组成上,该海域以含藻红素的蓝细菌(PE细胞)占优势,平均为83%～93%(航次平均范围,下同),微微型真核浮游植物(EU细胞)次之,平均为7%～11%,含藻蓝素的蓝细菌(PC细胞)最少,平均为0%～6%;在碳生物量的组成上,PE细胞仍占优势,但其贡献率降低(52%～74%),EU细胞所占比例则升高(26%～44%).台湾海峡微微型浮游植物生长速率的变异性较大(0 52～2 25d-1),这可能与其所在测站的环境异质性(如营养盐的差异等)有关.采用叶绿素估算法证实该海域存在原绿球藻,其丰度介于107～108个/dm3之间,若将此考虑在内,在类群的丰度和生物量组成上,原绿球藻占优势(1998年8月碳生物量贡献率除外,为22%),丰度贡献率为63%～99%,碳生物量贡献率为60%～94%.

大亚湾海域尿素与浮游生物脲酶活性研究

于2010~2011 年间分4 个季节, 对大亚湾海域尿素浓度及浮游生物的脲酶活性开展调查研究, 结合相关理化环境及生物因子, 分析大亚湾海域尿素的可利用性及其对浮游植物群落演替的影响.结果表明, 海区尿素浓度变化范围为0.81~8.54μmol N·L-1, 夏季尿素含量最高, 达4.32 ± 1.65μmol N·L-1; 冬季含量最低, 为1.57 ± 0.49μmol N·L-1.夏、秋季节有很多站位尿素水平甚至超过溶解无机氮（dissolved inorganic nitrogen, DIN）含量1~3 倍, 表明尿素是大亚湾海域浮游植物生长不可忽略的重要氮源.较高水平的尿素主要分布在养殖区和靠近陆地的近岸海域.浮游生物脲酶活性在秋季最高, 平均达61.0 ± 33.6nmol N·L-1·h-1, 冬、春季脲酶活性常低于检出限.在秋季, 浮游生物脲酶活性与甲藻密度密切相关.脲酶已被证明是大洋中浮游植物水解尿素的最主要途径, 因此尿素可能在-定程度上影响大亚湾甲藻等浮游植物的生长.

海南岛南北近岸海湾浮游生物对尿素的生物可利用性比较研究

2011年1-4月,分3个航次对海南岛北部海口湾和南部陵水新村湾的尿素浓度和浮游生物脲酶活性开展调查研究,结合相关理化环境因子,比较分析海南岛南北部近岸海湾冬、春季尿素的可利用性及对浮游植物群落的影响。结果表明,冬季（1-2月）,北部海口湾尿素浓度范围（以N计,以下同）为0.93-4.13μmol/L,显著高于南部陵水新村湾0.38-2.05μmol/L。春季,海南岛南北部尿素浓度均有所升高,平均占总溶解态氮源的含量由冬季的5%-7%增加到24%-30%,变化显著,表明尿素是海南岛近岸海湾不可忽视的氮源。海南岛南北部海湾冬季大部分浮游生物样品脲酶活性低于检出限。春季,海口湾平均脲酶活性为44 nmol/（L·h）±23 nmol/（L·h）,呈现近岸入海口水体高于离岸的特征；南部海湾平均脲酶活性升高到21 nmol/（L·h）±10 nmol/（L·h）,新村湾养殖区水体的脲酶活性高于陵水湾。水温和浮游植物细胞丰度是影响海南岛脲酶活性冬、春季变化的重要因素。冬季,海口湾浮游植物细胞丰度显著低于陵水新村湾；春季,海口湾浮游植物细胞丰度增长到5.09x10^6个/L±.45x10^6个/L,冬、春季变化显著。海南岛南北部硅藻和甲藻细胞丰度冬、春季的变化均与硝酸盐和DIP负相关,而与脲酶活性和水温正相关,尿素在不同程度上影响南北部细胞丰度的变化。

不同氮源对海洋卡盾藻生长和硝酸还原酶活性的影响

在实验室条件下,研究了不同氮源对海洋卡顿藻(Chattonella marina)生长和藻细胞硝酸还原酶活性(NRA)的影响。结果表明,海洋卡盾藻可以有效利用无机氮源,如NH4Cl、NaNO3、NaNO2,对有机氮源如尿素、甘氨酸和1,4-丁二胺盐酸盐也有一定的利用能力,但不能有效利用丙氨酸。海洋卡顿藻的生长速率与营养盐的同化速率不一致,存在一定的滞后效应,最大比生长率可达到0.7 d-1。藻细胞硝酸还原酶活性在以NaNO3为氮源时,藻细胞酶活性(NRAmax)最大,为20.6 fmol/(min.cell)。

海南清澜港水母暴发期间浮游生物生态特征研究

自2010年12月-2011年5月,调查研究了海南清澜港海域的浮游生物群落特征,重点跟踪监测了2011年5月黄斑海蜇(Rhopilema hispidum)暴发期间海水营养盐水平及浮游生物群落结构变化。通过样品分析,共鉴定出浮游植物111种(变种和变型),细胞密度范围为(2.25×104)-(8.19×108)cells/L,浮游动物36种,丰度范围为19.39-25798.74ind/L,其中浮游动物以桡足类为优势种群,浮游植物以硅藻为主要优势种。在水母暴发期间浮游植物以热带骨条藻(Skeletonema tropicum)为主,浮游动物以桡足类为主。清澜港养殖区为水母水螅体提供生长发育的环境和水母暴发前期浮游植物大量增殖,为浮游动物提供充足的食物,在一定程度上促进了水母的暴发。

光照及营养盐对3种赤潮甲藻吞噬营养行为的影响

通过在室内批量培养实验中添加活体藻类及荧光标记藻类(Fluorescent Labled Algae,FLA)的方式,研究不同光照及营养盐条件下3种赤潮甲藻米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)及东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的吞噬营养行为;通过现场船基围隔实验,研究2010年春季,东海原甲藻赤潮发生时其对荧光标记的球等鞭金藻(Fluorescent Labled Isochrysis galbana,FLIg)和骨条藻(Fluorescent Labled Skeletonema sp.,FLS)的摄食行为。结果表明,米氏凯伦藻、链状亚历山大藻和东海原甲藻均具有吞噬营养行为,属混合营养甲藻。米氏凯伦藻能摄食活体球等鞭金藻;链状亚历山大藻摄食荧光标记的旋转海链藻(Fluorescent Labled Thalassiosira curvis-eriata,FLTc)。在围隔实验前期,东海原甲藻可对FLIg、FLS进行摄食,但该摄食行为随培养时间的延长近乎消失。无论是在黑暗或是在营养盐胁迫的条件下,仅发现极个别目标甲藻存在摄食行为,发生摄食的概率极低;在围隔现场,东海原甲藻对FLA的摄食概率仅为0.4%～1.4%,表明吞噬营养并非3种目标甲藻的主要营养方式,它们属于主要依赖光合自养获取营养的种类。

尖刺拟菱形藻和抑食金球藻碱性磷酸酶生理学特性的比较研究

采用批量培养的方法,比较研究尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)和抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)两种海洋微藻碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,AP)的生理学特性,分析细胞内、外磷含量的变化对AP表达的调控。结果表明,尖刺拟菱形藻和抑食金球藻的AP均为诱导酶,藻的碱性磷酸酶活性(AP activity,APA)表达受到外部溶解态无机磷酸盐(Dissolved inorganic phosphate,DIP)与细胞内颗粒磷含量(Particulate phosphorus,PP)的共同调控。尖刺拟菱形藻APA对磷胁迫的灵敏度较高,在DIP尚高(1.80μmol·L–1)且PP充分(222.19 fmol·cell–1)的条件下,尖刺拟菱形藻就开始大量表达APA。而抑食金球藻则是在内外磷源都即将耗尽(DIP和细胞PP分别为0.26μmol·L–1和4.49fmol·cell–1)的条件下才开始大量表达APA。尖刺拟菱形藻的AP基本是结合在细胞上的,而抑食金球藻会释放一定量(6.1%—20.9%)的AP于水体中。抑食金球藻单位体积的最大APA约为尖刺拟菱形藻的73倍。尖刺拟菱形藻与抑食金球藻依靠AP水解溶解态有机磷(Dissolved organic phosphorus,DOP)的能力有差异。

6种赤潮甲藻对荧光标记藻类的吞噬行为研究

选取6种在中国沿海广泛分布的赤潮甲藻米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、海洋原甲藻(Prorocentrum micans)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)和锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea),采用经5-(4,6-二氯三嗪基)氨基荧光素(DTAF)标记灭活的荧光饵料藻进行投喂,观察目标甲藻是否存在吞噬行为,研究光照、营养盐条件对目标甲藻的吞噬行为的影响。结果发现,链状亚历山大藻能吞噬旋转海链藻(Thalassiosira curviseriata),东海原甲藻能摄食球等鞭金藻(Isochrysis galbana),但其摄食概率非常低,且不受光照和营养盐条件的影响。实验中,未观测到米氏凯伦藻、海洋原甲藻、微小原甲藻和锥状斯氏藻的吞噬行为。在黑暗中培养48-72h后,目标甲藻均出现不同程度的死亡,尤其是东海原甲藻和链状亚历山大藻。虽然东海原甲藻和链状亚历山大藻具吞噬行为属于混合营养生物,但光合自养是目标甲藻获取营养、维持生长最主要的方式。

夏秋季珠江口水域COD、DO、营养盐分布特征及其富营养化评价

在2012年夏季(8月)和秋季(11月)对珠江口海域进行化学需氧量(COD)、溶解氧(DO)和氮磷营养盐调查分析,并研究了其分布特征,采用富营养化指数法和潜在性富营养化法对珠江口水体营养化状况进行了分析和评价.结果显示,珠江口海域COD质量浓度较低,夏季平均值为1.85 mg/L,秋季为1.10 mg/L;DO质量浓度较高,夏季平均值为6.95 mg/L,秋季为7.63 mg/L;无机氮污染严重,平均质量浓度夏季为0.85 mg/L,秋季为0.79mg/L,总体上从北向南递减;无机磷秋季平均质量浓度(0.015 mg/L)显著低于夏季平均质量浓度(0.010 mg/L).富营养化严重海域主要集中在东北部及伶仃洋一带,基本呈自北向南逐级递减趋势.秋季富营养化程度显著高于夏季,珠江口海域基本上属于磷限制潜在性富营养水平.

秦皇岛近海褐潮高发区浮游植物的碱性磷酸酶活性分析

碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,AP)是浮游植物在磷胁迫状态下表达的一种水解有机磷源的胞外酶,可用于指示海区浮游植物的磷胁迫状态。本研究于2013年7月,对秦皇岛近海抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)褐潮发生期间浮游植物的碱性磷酸酶活性(AP activity,APA)进行研究,结合其他理化参数,分析藻华发生时浮游植物的磷营养状态及其对海水中磷源的水解与利用情况。结果表明,褐潮发生时,抑食金球藻细胞密度高达108个/L,溶解有机磷(Dissolved organic phosphorus,DOP)成为浮游植物生长利用的主要磷源。抑食金球藻的细胞密度受到海水中NO3–、DOP、溶解无机磷(Dissolved inorganic phosphorus,DIP)浓度等的显著影响。浮游植物大量表达AP水解DOP,平均APA高达217.72 nmol/(μg·h)±90.86 nmol/(μg·h)(350.44 nmol/(L·h)±130.57 nmol/(L·h)),且APA随浮游植物生物量增大而显著增加。该结果表明抑食金球藻褐潮发生时,海区遭受严峻的磷胁迫甚至限制。磷源,尤其是有机磷源的可利用性可能在秦皇岛海区抑食金球藻褐潮的发生和维持中起关键作用。

广东南澳岛大型海藻龙须菜与浮游植物对营养盐的竞争利用

广东南澳岛近海是我国龙须菜养殖的重要基地。为了探究龙须菜养殖对藻华防治的贡献,分别于2016年3月、5月和6月在广东南澳岛北部海域不同养殖功能海区进行采样,研究龙须菜养殖前后海水中营养盐含量和结构的变化,分析不同粒径的浮游生物对有机营养盐的水解利用,探讨龙须菜养殖对浮游植物竞争利用营养盐和生长产生的影响。结果表明,研究海区水质较清洁,无机氮磷含量较低,春季至夏季,随着龙须菜和浮游植物生物量增加,溶解无机磷(dissolved inorganic phosphorus,DIP)浓度不断下降,至6月南澳海区成为磷限制海域。在5月龙须菜生长高峰期,龙须菜养殖区和龙须菜鲍鱼混养区的DIP浓度显著低于鲍鱼区和非养殖区,龙须菜养殖区的叶绿素a浓度明显低于其他区域,亮氨酸氨肽酶(leucine amino peptide,LAP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)活性显著升高,表明龙须菜养殖区浮游植物受到较为明显的营养胁迫。而龙须菜收割后,该养殖区的叶绿素a含量则显著上升,甚至高于其他区域。该结果表明在南澳岛海域,龙须菜养殖通过营养竞争关系(尤其是磷)抑制浮游植物的生长,大规模龙须菜养殖可能有助于抑制有害藻华的发生。

广东大亚湾中肋骨条藻种群动态及其与环境因子的相关性分析

对广东大亚湾海域1997年7月至1998年6月期间中肋骨条藻Skeletonema costatum种群动态及其与环境因子之间的关系进行研究。结果表明,中肋骨条藻在该海湾全年出现,有春季与秋季两个藻细胞密度高峰期,其中秋季时的藻密度最大。1998年4—6月密集采样期间,各站位中肋骨条藻种群数量变动基本上呈现出表层密度高于底层的趋势,各站位间的数量变动具有一定的空间差异,呈现出养殖区、生活区等近岸海域藻细胞密度高于远岸海域的趋势。中肋骨条藻高频率、高密度出现的温度范围为25—26℃,盐度范围为30.6‰—31.6‰,溶解性无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)、可溶性无机磷(dissolved inorganic phosphorus,DIP)和SiO32--Si范围分别为9.2—78.3、3.7—5.9和564.0—1054.6μg.L-1。相关性分析表明,影响大亚湾海域中肋骨条藻种群数量的主要环境因子有SiO32--Si、DIN、化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和氮磷比值,同时水温、溶解氧(dissolved oxygen,DO)也在一定程度上影响着中肋骨条藻的种群动态。