汕头南澳龙须菜规模栽培对水质和浮游植物的影响

为研究大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)规模栽培对水质和浮游植物的影响,于2016年3―6月在南澳深澳湾选择龙须菜栽培区(G)、鱼类养殖区(F)和对照区(C)3个采样区域,每个采样区域3个采样点,进行每月1次的采样调查。对海水温度(WT)、盐度(salinity)、pH、溶氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、无机氮(DIN)、无机磷(DIP)、叶绿素a(Chl a)和浮游植物密度进行测试分析。结果表明:(1)在龙须菜栽培期和收获期(3―5月),龙须菜栽培区的pH和DO均显著高于其余区域(P<0.05),收获后各区域无显著性差异(P>0.05);(2)在龙须菜栽培期(3―4月),栽培区的TN、TP、DIN和DIP含量均显著低于对照区和鱼类养殖区(P<0.05);(3)龙须菜栽培期间和收获期(3―5月)栽培区浮游植物密度显著低于其他区域(P<0.05),龙须菜收获后(6月),3个采样区域浮游植物的密度大幅上升;(4)2016年南澳海域共收获龙须菜49729 t,据估算,龙须菜规模栽培从海水中移除了2212 t N、174 t P和13300 t C,至少释放了34700tO_2。研究表明,龙须菜规模栽培能有效去除N、P营养盐,防治海洋富营养化;提高栽培区域的pH和DO,有利于防治海洋酸化和低氧问题;降低浮游植物密度,抑制有害藻华的发生。

大型海藻龙须菜凋落物分解对水质的影响

大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)规模栽培具有重要的经济和环境效益,但藻体的凋落分解会对栽培区和邻近海域水环境造成一定影响。为探讨龙须菜凋落对水环境的影响,本文通过45d的室内受控实验,评估了龙须菜凋落分解过程中水体溶解氧和氮、磷的含量变化。结果发现,干龙须菜实验组在实验期内水体溶解氧浓度显著降低(较对照组降低了82.81%);水体氮、磷浓度显著提高,总氮、总磷浓度较对照组分别上升了161.78%和759.93%。鲜龙须菜+海水+沉积物组在实验前中期(第0-21天)水体溶解氧浓度持续降低(较对照组降低了53.92%),但在21d后又逐渐恢复至对照组水平;其水体氮、磷浓度在实验中末期亦显著提高,分解过程总氮、总磷浓度分别较对照组上升了36.65%和177.80%,水体氮、磷变化曲线较千龙须菜组平缓且迟滞。鲜龙须菜凋落分解过程中的营养盐释放率低于干龙须菜,沉积物对鲜龙须菜的分解及氮、磷和碳释放有促进作用,但对干龙须菜的分解及氮、磷和碳释放有--定程度的减缓作用。龙须菜失重率、分解速率及营养盐释放率均呈现如下规律:干龙须菜+海水组>干龙须菜+海水+沉积物组>鲜龙须菜+海水+沉积物组>鲜龙须菜+海水组。依据上述结果,建议在龙须菜规模栽培和收获过程中应及时打捞脱落或衰老藻体,尤其对已收获的大型海藁应妥善处理,避免大型海藻腐烂而导致水体污染。

大型海藻龙须菜抽提液对褶皱臂尾轮虫生命表参数的影响

大型海藻富含多种活性物质,具有抗衰老等生物活性;轮虫是良好的潜在抗衰老研究模式生物。本研究以褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)作为实验对象,研究了不同浓度的大型海藻龙须菜抽提液(0,250,500,750,1000 mg/L)和不同浓度的食物(蛋白核小球藻和普通小球藻)对褶皱臂尾轮虫生命表参数的影响。结果表明:与对照组相比,食物浓度为1.0×10~6个/mL蛋白核小球藻时,不同浓度龙须菜抽提液对轮虫产卵数、平均寿命、净生长率以及世代时间有显著促进效应(P<0.05);轮虫平均产卵数及寿命在龙须菜抽提液浓度750 mg/L处达到最高,分别为16只和13.9d(P<0.05)。食物浓度为2.0×10~6个/mL普通小球藻时,轮虫平均产卵数和寿命在抽提液浓度为500 mg/L处达到最高,分别为16只和13.6d(P<0.05),轮虫平均寿命和净生长率均有显著提高(P<0.05)。相同龙须菜抽提液浓度下,食物浓度为1.0×10~6个/mL蛋白核小球藻下轮虫的净生长率、世代时间均显著高于食物浓度为2.0×10~6个/mL蛋白核小球藻培养的轮虫(P<0.05);食物浓度为2.0×10~6个/mL时,普通小球藻培养轮虫的净生长率和世代时间均显著高于蛋白核小球藻实验组(P<0.05)。交互作用分析显示,龙须菜抽提液与小球藻的交互作用对褶皱臂尾轮虫的内禀增长率有显著影响(P<0.05)。研究结果表明,大型海藻龙须菜抽提液对褶皱臂尾轮虫的生长与生殖有促进作用,延长轮虫寿命。

大型海藻规模栽培是增加海洋碳汇和解决近海环境问题的有效途径

当前,世界各国均关注于减缓气候变暖、降低大气二氧化碳(CO2)排放为核心目标的低碳和碳中和理念。海洋是地球最大的碳库,在降低大气CO2浓度方面具有重要作用。地球上超过一半的生物碳由海洋生物完成。大型海藻栽培具有成本低、产量高、碳汇可计量、栽培可控性强等优势;在近海可形成产业化的蓝碳,是海洋碳汇值得推崇的可持续发展模式。此外,规模栽培大型海藻可解决栽培海区海洋酸化、低氧、富营养化、有害藻华等海洋环境问题。文章从大型海藻栽培、环境修复作用及综合效益评估等方面综述了大型海藻碳汇功能及其解决近海环境问题的潜力。大型海藻规模栽培是发展低碳经济、增加海洋碳汇、实现碳中和,以及解决近海环境问题的有效途径。

盐度和低温冷藏对桡足类休眠卵萌发的影响

休眠卵是桡足类渡过不良环境的重要生存策略,是水体桡足类种群的重要潜在补充来源。通过采集珠江口南沙海域表层沉积物,研究了不同盐度和低温冷藏对桡足类休眠卵萌发的影响。结果表明:南沙沉积物中休眠卵萌发量和萌发率在盐度为20和盐度为5的实验组中最高;用50μm孔径筛绢过滤后,<50μm粒径沉积物中休眠卵萌发量显著高于>50μm粒径的休眠卵(P<0.05);冷藏30 d后休眠卵萌发量显著高于冷藏前休眠卵萌发量(P<0.05);冷藏前的休眠卵主要是静止卵和已渡过不应期的滞育卵,而冷藏后的休眠卵主要是未渡过不应期的滞育卵,表明<50μm粒径沉积物中休眠卵主要以滞育卵为主。研究结果为进一步了解河口桡足类受到盐度干扰后的潜在补充机制提供了基础数据,对揭示河口桡足类种类演替规律具有重要科学意义。

南澳海域龙须菜和篮子鱼重金属含量及食用安全分析

大型海藻龙须菜能吸收营养盐,改善养殖海区水质,同时还可被直接食用并作为鲍及篮子鱼等水生经济动物的饵料。为调查大型海藻和篮子鱼的食用风险,于2014年12月至2015年6月采集南澳岛深澳湾养殖海域龙须菜栽培区、鱼类养殖区、贝类养殖区、过渡区和对照海域不同功能区样品。结果显示,龙须菜能富集水中的重金属离子但不同季节富集能力(BCF)不同,富集能力最大值出现在5月份,分别为Cr(2.45×10~5)、Zn(1.67×10~5)、Pb(1.14×10~5)和Cd(0.16×10~5)。调查海域篮子鱼Cd(0.045×10^(-6)~2.916×10^(-6)),Cr(0.57×10^(-6)~49.185×10^(-6))和Pb(0.12×10^(-6)~1.452×10^(-6))含量均超过国家食品中污染物限量标准。龙须菜和篮子鱼非消化器官的生物放大因子(BMF)均较低,表明篮子鱼非消化器官对重金属的吸附主要来源于海水。研究结果表明,龙须菜和篮子鱼体内Cd、Cr和Pb含量分别超过了国家食品中污染物限量标准中的蔬菜和鱼类食用安全标准,因此,龙须菜及篮子鱼的食用安全应引起关注。

广东汕头南澳岛近岸海域浮游植物群落结构与环境特征

浮游植物是海洋生态系统的主要生产者,其群落结构与水质密切相关.为揭示汕头南澳岛环境特征,于2018年1月(冬季)和4月(春季)在环南澳岛近岸海域设置12个采样站位,开展浮游植物群落结构和水环境调查.冬季共发现浮游植物74种,以硅藻为主,优势种为具槽帕拉藻(Paralia sulcate),浮游植物丰度平均值为(3.45±1.59)×104 cells/L;春季共发现浮游植物80种,以硅藻和甲藻为主,优势种为新月菱形藻(Nitzschia closterium),浮游植物丰度平均值为(5.23±6.02)×104 cells/L.春季浮游植物丰度和物种数较冬季高,优势种季节变化明显.冬季和春季浮游植物丰度均以青澳湾S11最高,该站位受到人类活动影响严重;深澳湾龙须菜栽培区S7浮游植物密度相对较低,说明龙须菜规模栽培对浮游植物生长抑制效应明显.冗余分析表明,冬季影响浮游植物群落结构的主要环境因子为总氮(TN)和水温(WT),春季为活性磷酸盐(PO43--P)、亚硝酸盐(NO2--N)和铵盐(NH4+-N).上述结果表明南澳岛近岸海域浮游植物群落结构与环境因子的时空分布差异显著,且浮游植物分布特征与水体营养盐关系密切,其中个别样点受人类活动影响较大,水质指标和浮游植物丰度都较高,呈现富营养化趋势;因此,应加强海岛环境和旅游业管理,控制陆源生活污水排放,保护海岛近海环境.

常德柳叶湖及其连通水体浮游甲壳动物群落结构与水环境特征

为研究连通水体中浮游甲壳动物的群落结构,于2018年6月至2019年3月,对常德市柳叶湖、穿紫河和沅江常德市区河段组成的连通水体浮游甲壳动物和理化环境进行每季度一次的采样调查.共发现浮游甲壳动物27种,其中桡足类10种,枝角类17种.连通水体浮游甲壳动物丰度变化范围为1-132 ind./L,沅江常德市区河段浮游甲壳动物年平均丰度显著低于柳叶湖(P <0.01)和穿紫河(P <0.05),柳叶湖和穿紫河丰度均呈现夏秋季高于春冬季的现象.多刺裸腹溞(Moina macrocopa)和模糊秀体溞(Diaphanosoma dubium)在夏秋季为主要优势种;简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)、近邻剑水蚤(Cyclops vicinus)和汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii)在冬春季为主要优势种.群落结构相似性分析(ANOSIM)表明,不同季节之间浮游甲壳动物群落结构差异显著,尤以夏季与春季差异性最大,优势种丰度差异是造成不同季节间群落结构差异的主要原因.线性回归分析表明:浮游甲壳动物丰度与叶绿素a浓度呈极显著正相关(P <0.01).浮游甲壳动物群落结构与环境因子的典范对应分析(CCA)表明,影响柳叶湖及其连通水体浮游甲壳动物群落结构的主要环境因子为水温(WT)、透明度(SD)和高锰酸钾指数(CODMn).综合浮游甲壳动物群落结构和水环境特征,发现沅江常德市区河段水质较好,柳叶湖其次,穿紫河水质较差,因此城市水生态的保护和管理应进一步加强.(图5表5参42)

池塘桡足类休眠卵对浮游种群的潜在补充及其影响因素

休眠卵是桡足类的重要生存策略,其在沉积物中的丰度对水体种群的补充具有重要意义.干塘是池塘养殖管理的重要措施,对池塘生态系统具有重要影响.2014年2月15日(干塘前)和3月2日(干塘后),分别采集广州市南沙区养殖池塘内表层沉积物,研究沉积物中桡足类休眠卵对浮游种群的潜在补充及影响因素.结果表明:干塘前未冷藏沉积物样品在盐度20时的潜在补充量和孵化率最高,4℃冷藏4周后最高值出现在盐度为15的处理组.干塘后未冷藏沉积物样品在盐度15时的潜在补充量和孵化率最高,冷藏4周后最高值出现在盐度为20的处理组.这说明干塘前桡足类休眠卵的潜在补充量显著高于干塘后,且干塘对沉积物中休眠卵的持续孵化时间有影响.

SiO2@Gd2O3:Eu3+纳米核壳颗粒的制备及其荧光特性研究

近年来,稀土荧光纳米材料在生物影像、传感检测等方面的应用已成为生物医学领域研究热点。稀土离子具有发光性质优异、材料本身毒性较低等特征,然而稀土氧化物纳米颗粒密度大、分散性差以及容易聚沉的问题限制了其作为新型荧光标记探针的应用。二氧化硅因其良好的尺寸调节性、化学稳定性、生物相容性等特点,已经在生物医学领域获得广泛应用。采用溶胶-凝胶法制备了具有核壳结构的SiO2@Gd2O3:Eu3+纳米核壳颗粒,使其在获得优质光致发光特性的同时,改善稀土氧化物纳米颗粒密度大、分散性差以及容易聚沉等问题。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、稳态荧光光谱仪等研究了SiO2@Gd2O3:Eu3+纳米核壳颗粒的形貌结构以及光致发光特性。

核壳结构上转换荧光复合纳米颗粒的制备及其光学特性的研究

上转换发光纳米材料具有独特的反斯托克斯发光,在生物医学应用方面具有重要的研究价值和广阔的应用前景。特别是,将上转换发光与传统的有机光敏剂结合,可实现近红外诱导的光动力治疗,在大尺寸或深层组织肿瘤治疗的应用引起了科学家们的广泛关注。然而,由于商用光敏剂化学特性稳定,以物理吸附、孔道装载、或共价接枝等方式无法保证光敏剂有效负载量,导致光动力治疗效果难以保障。本文以提高光动力治疗效率与稳定性为目标,将稀土上转换材料与无机半导体ZnO光敏剂复合,成功研制出了具有核壳结构的稀土上转换/半导体复合荧光纳米颗粒,并对材料的结构、组分及光学特性等方面进行了研究。