CO_(2)升高对风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)钙化速率和 基因表达的影响

本文以风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)为研究对象,以三亚珊瑚礁海域自然海水培养的珊瑚样本为对照组,模拟本世纪末海水酸化状况,并开展珊瑚模拟培养试验。以此探究海水酸化对A.hyacinthus钙化和基因表达的影响。在酸化胁迫下,A.hyacinthus净钙化速率显著下降,基因表达受到显著影响,其中有机物运输、阴离子运输、化学应激等通路上调,动物器官发育、脂质转运、细胞生物合成、细胞表面受体信号等通路下调。与钙化相关的基因中,碳酸酐酶和溶质运载蛋白下调,但是Ca^(2+)-ATP酶和钙离子运输相关的基因上调。结果表明,高CO_(2)影响了A.hyacinthus的钙化和多个生物过程的基因表达,海水酸化可能通过抑制珊瑚碳酸酐酶等基因表达,减少HCO–3运输,最终降低钙化速率。

海水酸化和升温对两种造礁石珊瑚生长和钙化的影响

以海南岛三亚鹿回头两种常见的造礁石珊瑚(鹿角杯形珊瑚Pocillopora damicornis和丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis)为研究对象,通过室内培养实验探究海水酸化和升温两种联合因子对造礁石珊瑚生长和钙化的影响。结果显示:两种珊瑚受海水酸化的影响显著,丛生盔形珊瑚在pH 8.1下的生长速率显著高于pH 7.7和7.4环境,鹿角杯形珊瑚在pH 7.4下的钙化速率显著低于pH 7.7和8.1环境。且鹿角杯形珊瑚的生长速率与钙化速率显示各温度和pH因子之间均出现拮抗现象,能有效缓解珊瑚白化;相同的拮抗现象也出现在丛生盔形珊瑚的钙化速率上,但在其生长速率则表现出协同作用,加速珊瑚白化。鹿角杯形珊瑚与丛生盔形珊瑚的生长速率和钙化速率对海水升温和酸化的响应存在种间特异性。

珊瑚礁生态系统固碳过程及储碳机制研究进展

珊瑚礁生态系统在全球碳循环和气候变化中发挥着重要作用。珊瑚礁生态系统是潜在的蓝色碳汇,我国珊瑚礁总面积约占全球的11%,每年的固碳量大约在3.5×10^(6)~4.5×10^(6)t之间。珊瑚礁生态系统的总储碳量非常巨大,同时珊瑚礁生态系统作为碳库在碳交易中具有非常大的潜在应用价值。文章综述了珊瑚礁生态系统中的固碳过程及储碳机制,包括碳酸盐泵、生物泵和微型生物碳泵,阐述了三种碳泵的研究进展。同时,针对目前研究存在的不足和问题,提出未来研究方向,以期为南海岛礁珊瑚礁生态系统的保护和管理提供科学依据。

木珊瑚科Cladopsammia gracilis和Rhizopsammia wettsteini线粒体全基因组比较与系统进化分析

木珊瑚科(Dendrophylliidae)下的枝沙珊瑚属(Cladopsammia)和Rhizopsammia属的物种分类目前仍存在模糊的界定,本研究结合形态特征与微观结构和线粒体全基因组测序对Cladopsammia gracilis与Rhizopsammia wettsteini进行形态和分子进化水平的分析比较。结果显示:形态学特征上,R.wettsteini通过生殖根出芽,珊瑚肋上具有小尖状突起,隔片薄而脆;而C.gracilis则无生殖根,珊瑚肋上突起为细瘤状,隔片颗粒感强且较厚。两个物种的线粒体基因组组成十分相似,同样包含13个蛋白编码基因、2个rRNA基因和2个tRNA基因,与大部分六放珊瑚相同;在基因重叠情况和密码子偏好性上则有别于大部分六放珊瑚。基于CO1基因的系统进化分析显示,C.gracilis和R.wettsteini关系较近,却与枝沙珊瑚属(Cladopsammia)其他物种关系较远,因此C.gracilis是否归入枝沙珊瑚属(Cladopsammia)值得探讨,同时提示我们需要重新审视枝沙珊瑚属(Cladopsammia)的分类地位。

不同氮磷比对中肋骨条藻和威氏海链藻生长特性的影响

实验室条件下用不同氮磷摩尔比(4:1,16:1,64:1)的培养液培养中肋骨条藻Skeletonema costatum和威氏海链藻Thalassiosira weissflogii,对它们的比生长率、细胞状态、细胞对外界氮磷营养元素的吸收和细胞内氮磷比的变化进行了研究。结果表明,氮磷比显著影响两种硅藻的生长和生理状态,氮浓度对细胞生长的影响更大。N限制组(N:P=4:1)的比生长率、细胞数量和叶绿素a含量明显低于正常条件和P限制组(N:P=64:1);威氏海链藻生长对N的变化比中肋骨条藻更为敏感,吸收外界无机氮的速率更快。营养盐充足的情况下,水体中藻细胞的氮磷比变化会较小,但由于"奢侈消费"现象的存在,在出现营养盐限制时,细胞的氮磷比组成会跟随环境的氮磷比改变,在氮限制的条件下,细胞的氮磷比会相应减少,而相反在磷限制的条件下,细胞的氮磷比会明显增加。

东海赤潮高发区春季叶绿素a和初级生产力的分布特征

20 0 2年 4～ 5月对东海海域进行了综合调查 ,分析了海区叶绿素a和初级生产力的分布特性 .结果表明 ,大面站表层平均叶绿素a浓度为 1.0 86mg·m-3 .分级叶绿素a结果显示 ,春季东海浮游植物以微型和微微型 (<2 0 μm)占优势 ,其对海区叶绿素a的贡献为 6 4 % ,超微型浮游植物 (<5 μm)占浮游植物生物量的 2 7% .营养盐分布和浮游动物的摄食压力影响了叶绿素a及其粒级结构的分布 .平均初级生产力为 10 .0 91mg·m-3 ·h-1,赤潮跟踪的R 0 3、RL 0 1、RG 0 1站的平均初级生产力为 399.984mg·m-3 ·h-1.光和营养盐成为叶绿素和初级生产力平面分布的主要限制因子 .表层叶绿素a和初级生产力均在调查海区的 12 3°E纵断面冲淡区产生高值区 .DC 11站浮游植物生物量异常高 ,表层叶绿素a达到 9.0 82mg·m-3 ,初级生产力为 12 8.79mg·m-3 ·h-1,但并未出现水色异常 .

两种造礁石珊瑚对海水酸化和溶解有机碳加富的响应

文章选择鹿回头近岸海域常见的板叶角蜂巢珊瑚(Favites complanata)和十字牡丹珊瑚(Pavona decussata)为研究对象,采用室内连续培养的方法,探究两种不同造礁石珊瑚对酸化和溶解有机碳(DOC)加富的响应。结果表明:酸化(p H7.6)并不会影响两种珊瑚的钙化速率和生长速率;但DOC加富(524.03±78.42μmol?L-1)使两种珊瑚的钙化速率分别降低67%和47%、生长速率降低59%和40%。当二者共同作用时,两种珊瑚的钙化速率降低30%和11%、生长速率降低46%和59%,大多没有DOC单独作用时强烈,表现出一定的拮抗作用。两种珊瑚共生虫黄藻叶绿素荧光指数(Fv/Fm)均升高后降低,板叶角蜂巢珊瑚Fv/Fm最先降低。实验表明,这两种珊瑚虽然对海洋酸化的敏感度不高,但是对有机物加富有不同的响应,板叶角蜂巢珊瑚更为敏感,可能导致这两种珊瑚在未来环境变化中有不同命运。

黄海春季海洋病毒的空间分布特征

采用荧光显微技术,报道了春季(2006年4月)海洋病毒丰度在黄海的空间分布,分析了病毒丰度与细菌丰度、叶绿素a浓度、温度和盐度的相关关系。研究结果表明,黄海表层水中病毒丰度的变化范围为1.08×107～9.90×107个/mL,平均值是5.62×107个/mL±2.28×107个/mL,细菌丰度的变化范围为0.01×107～0.16×107个/mL,平均值是0.07×107个/mL±0.03×107个/mL,病毒丰度大于细菌丰度两个数量级。叶绿素a浓度表层的变化范围为0.09～4.94μg/L,平均值是0.75μg/L±0.84μg/L,最高值出现在长江口附近。通过相关性分析,在黄海春季,细菌可能控制着病毒的空间分布,并且病毒的空间分布受盐度影响较小,受温度影响较大。

溶解有机物的光降解及其对浮游细菌和浮游植物的影响

作为海洋中最大的动态有机碳储库,溶解有机物的光降解(主要是紫外波段)对生源要素的生物地球化学循环以及海洋生态系统的结构和功能具有重要的影响。本文探讨了影响溶解有机物光降解的环境因素、其光化学过程和产物,并重点阐述了溶解有机物的光降解对浮游细菌和浮游植物的影响。溶解有机物的来源和成分复杂,其光降解在不同海区有不同的生态效应,为了能更准确地把握其生态效应,需要更全面和深入的研究。

3种传统方法对不同珊瑚表面积测量的适用性及其校准方法——以3D扫描技术为基准

造礁石珊瑚的表面积是珊瑚生物学和珊瑚礁生态学研究中重要的参数,因其形态结构复杂,准确测量十分困难。由于测量方法的不同,导致不同珊瑚之间的重要指标无法被直接比较,因此系统比较不同的表面积测量方法十分必要。以块状的普哥滨珊瑚Porites pukoensis和分枝状的鹿角杯形珊瑚Pocillopora damicornis为研究对象,以3D扫描技术测量的珊瑚表面积作为标准值,对比石蜡包埋法、锡箔纸包裹法以及简单几何近似法3种传统方法测量珊瑚表面积的准确度;讨论了不同的表面积测量方法对于不同形态结构珊瑚的适用性;并通过简单回归分析,校准传统测量方法的测量准确度。研究结果表明,无论在普哥滨珊瑚还是鹿角杯形珊瑚中,简单几何近似法的测量准确度最高(72.71%和94.52%),石蜡包埋法其次(68.86%和83.08%),锡箔纸包裹法最低(65.27%和58.07%)。简单回归分析结果表明,除了锡箔纸包裹法测量普哥滨珊瑚表面积与3D扫描测量结果的相关性较低(r^2=0.76)外,其他传统测量方法与3D扫描测量结果均具有较强相关性(r^2>0.95)。因此,研究认为可通过简单回归分析构建回归方程对传统测量方法进行校准,以提高传统方法的测量准确度。

控释海水植物肥中氮、磷的测定

为评价控释肥的肥效,探讨、建立了相应的氮、磷测定方法。用硫酸作消解剂,消解液可以同时被用来测定氮、磷。钼锑抗坏血酸络合物作为显色剂,用紫外可见分光光度计测定磷的浓度;用改良式微量凯氏定氮蒸馏滴定法测定氮的含量。该方法灵敏、准确,易操作。用海水浸泡自制的控释海水植物肥样品(编号:MRF-0201,中速型),运用建立的氮、磷测定方法测定浸取液中的氮、磷含量,实验证明该方法可以用于研究控释海水植物肥在海水中的氮、磷的化学动力学行为。

海水电沉积作用碳酸钙结晶与珊瑚骨骼晶体的比较

电沉积促进珊瑚生长和岸礁修复技术是国际上常采用的生态修复方法,但电沉积技术中电流条件与沉积晶体之间的关系却鲜有研究,关于其形成的电沉积物的晶体结构的报道更是少有。本文探索了在不同电流密度的条件下海水形成碳酸钙晶体的特点,并与珊瑚骨骼晶体进行了对比。本实验设置了300、600、900和1200 m A/m2四组电流密度,在海水中进行5 d电沉积反应,实验后称量了阴极上形成的电沉积物质量,用扫描电子显微镜和X-射线衍射分析了电沉积物中晶体特点并与珊瑚骨骼进行了比较。结果发现,随着电流密度增大,电沉积物质量增加,电流密度为600 m A/m2条件下电沉积物形成的速率与南海的滨珊瑚的生长速率相当。在各个电流密度梯度条件下形成的晶体均与珊瑚骨骼的晶体结构相似。较低电流密度下电沉积物中碳酸钙比例较高。其中,在电流密度为600 m A/m2的条件下,形成的沉积物碳酸钙文石比例最高,和珊瑚骨骼晶体最为接近。本研究为促珊瑚生长的电沉积技术提供了基础数据和理论。

紫外辐射对两种海洋微藻生长及培养体系碳流的影响

以硅藻威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)和甲藻锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)为实验材料,通过室内模拟华南地区秋季晴天紫外辐照强度,研究两种不同波段的紫外辐射(Ultraviolet radiation,UVR)对两种微藻生长以及培养体系碳流的影响。结果表明:UV-A对两种微藻的生长有显著的促进作用,而UV-B则表现为抑制作用。锥状斯氏藻对UV-B的耐受性更强。在UV-A的作用下,培养体系中溶解无机碳(Dissolved inorganic carbon,DIC)的净消耗量低于对照组,但释放出更多的溶解有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)。对照组的有色溶解有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)含量显著升高,表明浮游植物生长过程是CDOM的来源之一。然而,在UV-A的作用下,两种微藻培养体系的CDOM浓度变化呈现相反趋势,说明不同藻种的CDOM产物受光漂白和光腐殖化的影响不同。在UV-B的作用下,微藻碎屑的分解使水体DIC和DOC浓度轻微升高。总体上,锥状斯氏藻比威氏海链藻净释放出更多的DOC和CDOM。

升温对丛生盔形珊瑚两种形态型代谢和共生藻光合生理的影响

文章研究了温度升高对一种造礁石珊瑚——丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)的两种形态型(H和S型)代谢和共生藻光合生理的影响。研究显示H型和S型对升温的生理响应差异明显:在虫黄藻水平上,H型丢失了大量的虫黄藻,减轻了共生体呼吸代谢的负荷;S型中虫黄藻数目尚可维持共生体呼吸代谢的需求,同时提高叶绿素b含量增强光的吸收。在宿主水平上,H型充分利用虫黄藻输送的营养物质,并通过异养摄食补偿能量消耗;S型宿主所储存的营养物质可以协助共生体适应热环境。结果表明,丛生盔形珊瑚两种形态型通过不同的能量利用方式适应环境的变化,H型倾向于维持共生体的代谢平衡,而S型倾向于提高共生藻的能量分配。

海水升温对非虫黄藻共生型珊瑚Cladopsammia sp.的生理影响

文章以非虫黄藻共生型珊瑚Cladopsammia sp.为研究对象,将对照组的海水设置为26℃恒温,试验组从26℃升温至33℃,以此探究海水升温对Cladopsammia sp.代谢和钙化生理的影响。结果显示:在高温胁迫下,虽然Cladopsammia sp.钙化相关酶(Ca^(2+)-ATP酶和Mg^(2+)-ATP酶)的活性出现了负响应,但是珊瑚的呼吸速率、生长速率、组织中总蛋白和粗脂肪都没有显著改变(p>0.05)。比较历史文献结果和本研究结果表明:Cladopsammia sp.可能由于体内没有虫黄藻共生,表现出了比大部分虫黄藻共生珊瑚更高的温度耐受能力。

紫外线B对中国南部海湾浮游植物光合作用速率的影响

紫外线B(UVB)能抑制浮游植物的光合作用.但紫外线在水中会较快的衰减,因此在水柱中UVB抑制浮游植物光合作用的程度也不同.此研究的目的是:定量研究UVB对水柱中浮游植物的光合速率和光量子产额垂直分布的影响,以及在浮游植物有不同光暴露历史的情况下UVB对浮游植物的抑制率.在亚热带的广东沿岸海湾(澳头的一个半封闭水域)的实验表明:在自然光(有UVB)照射下时,水柱的光合作用速率(P)和光量子产额(Φmax)比在无UVB照射下更小,其中最大光合作用速率(Pmax)比在无UVB照射下减少了11%～22%,最大光量子产额Φmax减少了17%～49%.文中用了简化的模型(指数衰减曲线函数)来描述水柱中UVB光合作用的抑制率的垂直分布,并计算出UVB对整个水柱的光合抑制率.光变换实验中,表层和底层(4m)的水分装到几个平行瓶中进行有UVB和没UVB的培养;实验表明在相同的UVB照射下,相对于表层浮游植物的光合作用速率,底层(4m)浮游植物将更容易受UVB的抑制.