红色中缢虫赤潮衰亡过程中营养盐的循环和利用及对浮游植物种群组成的影响

高生物量赤潮频繁地发生在香港的半封闭海湾,但这些海湾水体中的营养盐不足以支持如此高生物量的浮游植物生长.这些高生物量赤潮在衰亡期会释放大量无机营养盐到环境水体.我们假设这些来自赤潮衰亡释放的大量无机营养盐将加速其他种类浮游植物的生长,进而影响浮游植物种群组成.我们在香港的一个半封闭的海湾——牛尾海,利用由红色中缢虫(Mesodinium rubrum)引发的一次赤潮事件来检验这一假设.在赤潮发生水域,水体中细胞密度的达到5.0×10~5cells L^(-1),叶绿素a高达63.71μg L^(-1).在赤潮和非赤潮水域,水体中无机营养盐(硝酸盐:NO_3,铵盐:NH_4^+,磷酸盐:PO_4~3,硅酸盐:SiO_4~3)的浓度均较低.将营养盐添加到赤潮和非赤潮水体中,进行为期9天的营养盐加富培养实验.实验发现:赤潮水体中,无机营养盐的添加不能维持高细胞密度的红色中缢虫生长,第1天后红色中缢虫细胞密度迅速下降;非赤潮水体中,无机营养盐的添加并不能促使红色中缢虫细胞密度达到赤潮水体中的密度.这证实了营养盐并不是此次赤潮事件的形成或衰亡的主要驱动因素.红色中缢虫赤潮在第1天衰亡后,释放出了高浓度的NO_3、PO_4~3、SiO_4~3、NH_4^+和尿素.细菌丰度和异养活性明显增加,在第3天或第4天达到最高,并随红色中缢虫细胞密度的下降而降低.赤潮衰亡释放出来的营养盐刺激了诸如:角毛藻变种(Chaetoceros affinis var.)、卷曲鱼腥藻(circinalis)、伏氏海毛藻(Thalassiothrix frauenfeldii)和菱形藻属(Nitzschia sp.)等硅藻生长,这种刺激作用在添加SiO_4~3的处理组中更明显;同时也刺激其他藻种的生长.这些结果表明,海湾中的红色中缢虫赤潮不是直接由营养盐驱动引发的.然而,赤潮衰亡时释放的大量无机营养盐会引起寡营养环境水体中藻华的二次爆发,进而影响浮游植物种群的组成.

台湾海峡微型浮游动物的摄食压力及其对营养盐再生的贡献

于2005年3月台湾海峡的5个站位采样分析了微型浮游动物的空间分布,用稀释法研究了浮游植物的生长率和微型浮游动物对浮游植物的摄食压力,同时对微型浮游动物的氨氮产生率进行了推算.结果表明,各站微型浮游动物主要为红色中缢虫(Mesodinium rubrum)和以急游虫(Strombidiumspp.)为主的无壳纤毛虫,其次为异养甲藻-螺旋环沟藻(Gy-rodinium spirale)和砂壳纤毛虫.各类群在表层呈不均匀分布:红色中缢虫A6站最低,为425个/L,E2站达最大值,为27 125个/L,且在E2,E9和E13站占绝对优势,占微型浮游动物总量的84%以上;无壳纤毛虫丰度为203-5 025个/L,E13站最低,E2站最高;异养甲藻E9站表层没有分布,A6站达最大值,为463个/L;砂壳纤毛虫丰度为0-438个/L,F1站最高.垂直分布上,除A6站外,一般表现为表层多,中层和底层逐渐减少.表层浮游植物的生长率为0.36-0.50 d-1,微型浮游动物的摄食率为0.12-0.30 d-1,相当于每天摄食浮游植物现存量的11.09%-25.67%,初级生产力的28.38%-84.04%.利用微型浮游动物的摄食率推算其氨氮产生率为0.16-2.40 mg N/m3d,达到维持现场初级生产所需氮量的8.7%-28.1%.

赤潮光谱特征及其形成机制

采用海面以上光谱测量方法（Above water method）,利用美国FieldSpe Dual VNIR光谱仪测量了丹麦细柱藻、中肋骨条藻、海洋褐胞藻等三种浮游植物赤潮以及红色中缢虫这一原生动物赤潮的离水辐射光谱数据.强调赤潮与正常海水的光谱差异在于687～728 nm波段的特征反射峰,指出了浮游植物赤潮与原生动物赤潮间的显著光谱差异,并认为可据此进行某些赤潮种类的遥感识别.给出了浮游植物赤潮光谱反射峰、吸收峰成因;红色中缢虫这一原生动物引起的水色异常,与其体内的共生藻类及浮游植物色素碎屑有关;其摄食偏好、与藻类的共生特性研究以及藻类常温下的荧光发射特性研究,将有助于加深对于红色中缢虫赤潮光谱成因的认识.

纤毛虫与藻类共生关系的研究现状与展望

纤毛虫与藻类的共生关系在水体环境中广泛存在并有着重要的生态功能。文章回顾了国内外纤毛虫与藻类共生研究的发展历程,主要介绍了纤毛虫与藻类共生的生态功能,以及显微观察与分子生物学技术在纤毛虫与藻类共生研究中的应用;阐述了包括草履虫与小球藻共生关系建立的4个过程及其互作机制、红色中缢虫与隐藻的共生关系、宿主与共生体之间的互作等内容;提出了纤毛虫与藻类共生研究中亟待解决的科学问题,包括草履虫食物泡膜(digestive vacuole,DV)与围藻膜(perialgal vacuole,PV)发挥作用的分子机制、红色中缢虫与隐藻共生关系的建立过程、红色中缢虫在共生过程中的功能作用等,并展望未来的研究方向。