石油烃污染物对海洋浮游植物生长的影响--实验与模型

本文应用 1次培养实验方法 ,研究了 No.0柴油石油烃污染物对 6种海洋浮游植物生长的影响 ,结果表明 ,高浓度石油烃污染物 (CPH>1.0 5 mg· dm-3 )对裸甲藻 ,新月菱形藻 ,三角褐指藻 ,小球藻和亚心形扁藻的生长有抑制作用 ,对于中肋骨条藻 ,石油烃污染物浓度在高于 1.96 mg· dm-3 时抑制其生长。但低浓度石油烃污染物则易促进赤潮藻类 (裸甲藻 ,新月菱形藻 ,中肋骨条藻 )的生长。在 Logistic生长模型的基础上 ,结合 L orentz方程和 Exponential方程 ,引入石油烃污染物浓度项 ,建立石油烃污染物条件下的海洋浮游植物生长的模型。Lorentz方程可描述石油烃污染物对浮游植物生长速率参数的影响 ,Exponential方程可描述石油烃污染物对浮游植物生物量的影响 ,并且实验验证了该模型     

营养盐对中肋骨条藻和新用菱形藻生长及氮磷组成的影响

于１９９５年５月１９９６年３月一次２实验,研究了培养介质中营养盐含量变化对中肋骨条藻和新月菱形藻生长速率和藻体氮、磷含量的影响。根据Ｍｏｎｏｄ方程,磷酸盐影响中肋骨条藻和新月菱形藻生长速率的半饱和常数分别为０．５４μｍｏｌ／Ｌ和０．０５μｍｏｌ／Ｌ;硝酸盐影响两种藻生长速率的半饱和常数分别为４．０μｍｏｌ／Ｌ和１４．６μｍｏｌ／Ｌ,相比之下新月菱形藻更容易受到氮不足的限制。将Ｍｏｎｏｄ方程扩展得到     

不同粒径TiO_2颗粒对海洋微藻的毒性效应

本实验以新月菱形藻为受试生物,研究了低浓度不同粒径TiO2颗粒(21nm、60nm和400nm)对海洋微藻生长、抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT和过氧化物酶POD)、脂质过氧化产物(MDA)含量的影响,并测定了相应的活性氧自由基(ROS)的含量,初步探讨了TiO2颗粒对海洋微藻的作用机制。结果表明,1mg/L TiO2颗粒对新月菱形藻生长的抑制作用随着粒径的减小而逐渐增强,第48h、72h、96h呈现出显著的纳米效应。TiO2颗粒可以诱导藻细胞内ROS的含量增加,对藻细胞产生氧化胁迫,新月菱形藻的抗氧化酶活性发生应激响应,以清除过量的ROS,但剩余的ROS对藻细胞产生氧化损伤,导致MDA含量升高,并且纳米级TiO2颗粒对新月菱形藻的氧化损伤大于微米级颗粒。在不同粒径TiO2颗粒的胁迫下,藻细胞SOD和CAT活性的响应也存在差异。本研究将为开展人工纳米材料对海洋生态系统影响的潜在风险评估提供科学依据。     

磷酸盐、硝酸盐组成对海洋赤潮藻生长的影响

应用 1次培养实验方法研究了不同组成磷酸盐 (PO4- P)和硝酸盐 (NO3 - N)对新月菱形藻、旋链角毛藻和中肋骨条藻 3种海洋赤潮藻生长的影响。结果表明 ,L ogistic生长模型可以很好地描述不同组成 PO4- P和 NO3 - N条件下 3种海洋赤潮藻生长状况 ,其中拟合相关系数 R2 =0 .95± 0 .0 3。进一步研究表明 ,3种海洋赤潮藻均存在营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 ,在本文实验条件下新月菱形藻的 C*PO4为 1.72μmol· L-1,C*NO3 为 4 0 .4 2μmol· L-1;旋链角毛藻的分别为 2 .0 7μmol· L-1和 4 4.76 μmol· L-1;中肋骨条藻的分别为 1.13μmol· L-1和 30 .2 6 μmol· L-1。当 PO4- P,NO3 - N初始浓度分别小于其营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 时 ,随其初始浓度增加会促进 3种赤潮藻生长 ,但当初始浓度大于营养盐生长阈值时 ,随营养盐初始浓度增加反而会逐渐限制其生长。这表明 3种海洋赤潮藻都存在 1个适宜其生长的 (N∶ P) 最佳值 ,其中新月菱形藻的 (N∶ P) 最佳值 =2 0∶ 1,旋链角毛藻的 (N∶ P) 最佳值 =19∶ 1,中肋骨条藻的 (N∶ P) 最佳值 =32∶ 1。     

中肋骨条藻和新月菱形藻对营养盐的吸收速率及环境因素影响的研究

于１９９５年３月－－１９９６年１月,通过实验室模拟培养,研究了中肋骨条菏和新月菱形藻对磷酸盐和硝酸盐的吸收速率,以及温度、光照等环境因素对新月菱形藻吸收磷酸盐的影响。结果表明,用Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－Ｍｅｎｔｏｎ方程处理,求得中肋骨条藻和新月菱形藻吸收磷酸盐的半饱和常数分别为０．６１μｍｏｌ／Ｌ和０．４８μｍｏｌ／Ｌ,吸收硝酸半饱和常数分别为７．８μｍｏｌ／Ｌ和６．０μｍｏｌ／Ｌ,新月菱形藻对磷酸盐     

水体扰动对多种赤潮藻生长的影响

水体扰动是海洋环境的一个重要特征.扰动通过对藻细胞周围的营养盐边界层厚度的影响,进而影响藻细胞的生长.在其他环境因子统一的条件下,通过室内实验研究扰动条件为主要影响因素对藻类生长的影响.研究结果发现扰动对中肋骨条藻、具齿原甲藻等10个藻种生长存在不同影响,实验数据显示,100r·min-1扰动对新月菱形藻Nitzschia closterium,中肋骨条藻Skeletonema costatum、具齿原甲藻Prorocentrum dentatum、针胞藻Fibrocapsa japonica、棕囊藻Phaeocystis spp.、定鞭金藻Prymnesium patelliferium有显著作用(P<0.05),对赤潮异弯藻Heterosigma akashiwo、亚心形扁藻Platymonas subcordiformis、青岛大扁藻Platymonas helgolandica var Tsing-taoensis、塔胞藻Pyramimonas sp.、Pyramidomonas作用不明显(P>0.05).扰动促进了棕囊藻和定鞭金藻的生长,使之达到最大生物量,并延长了藻细胞的生长时间;同时100r·min-1扰动抑制了新月菱形藻,中肋骨条藻、具齿原甲藻、针胞藻的生长.这些不同的藻类对水体扰动有不同生长反应,结果表明水体扰动是藻类种间竞争的的选择推动力之一.     

一氧化氮和铁对海洋微藻生长的交互影响

在实验室进行了一氧化氮(NO)和铁对海洋微藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长影响实验.实验结果如下:在铁限制情况下,外源NO能明显提高微藻的生长速率,增加生物量,但NO和铁对浮游植物生长影响是一个复杂的过程,它受到NO的浓度、培养液的营养水平、铁的浓度等因素的影响,同时培养液中铁的浓度也直接影响到微藻的生长和NO的释放量.因此,一氧化氮与铁在浮游植物生长过程中是交互影响的.     

球等鞭金藻与4种海洋微藻间的化感作用

利用交叉培养的方法,研究了球等鞭金藻与纤细角毛藻、牟氏角毛藻、新月菱形藻和三角褐指藻等4种海洋微藻间的化感作用。并利用高效液相色谱分析了这4种海洋微藻的胞外滤液萃取物。结果表明,(1)球等鞭金藻胞外滤液浓度大于40%时,显著抑制三角褐指藻、新月菱形藻和牟氏角毛藻的生长,而对纤细角毛藻的生长则有明显的促进效果,但当胞外滤液浓度大于80%时则对纤细角毛藻的生长也表现出抑制作用。纤细角毛藻、新月菱形藻、牟氏角毛藻的滤液浓度大于40%时,对球等鞭金藻表现出显著抑制作用,三角褐指藻胞外滤液浓度大于80%时才能抑制球等鞭金藻的生长。(2)4种海洋微藻胞外滤液的萃取物能明显抑制球等鞭金藻的生长。(3)纤细角毛藻、牟氏角毛藻、新月菱形藻和三角褐指藻的胞外滤液分别包含8种、5种、6种和7种物质,同时结果还表明4种海洋微藻产生的抑制球等鞭金藻生长的化感物质并不相同。     

中肋骨条藻和赫氏圆石藻生长过程中低分子量有机酸的产生动力学及其影响因素

本文首次选取海洋中具有代表性的中肋骨条藻和赫氏圆石藻,考察它们生长过程中产生的低分子量有机酸(LMWOAs)的变化情况,探究藻类生命活动对海水中LMWOAs的影响。结果显示,两种藻类在生长过程中均能向培养液释放乳酸、乙酸和甲酸,且灭菌生长条件下更有利于中肋骨条藻和赫氏圆石藻培养液中LMWOAs的积累。中肋骨条藻在生长过程中,能够积累乳酸和乙酸,而赫氏圆石藻在生长过程能够积累乙酸和甲酸。两种藻的细胞密度与培养液中pH值均和培养液总LMWOAs浓度呈显著正相关。这两种藻均能向海水释放LMWOAs,是海水LMWOAs的来源。在指数生长阶段,这两种藻释放的LMWOAs在海水中的积累对海水pH值影响显著。     

中肋骨条藻与微小亚历山大藻间的他感作用研究

在f/2全营养培养条件下,采用共培养以及滤液交叉培养的方法研究了中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)之间的竞争作用,结果表明: 微小亚历山大藻指数生长后期的无藻细胞滤液对中肋骨条藻的生长没有抑制作用,但中肋骨条藻滤液明显抑制了微小亚历山大藻的生长,且抑制作用随着中肋骨条藻滤液比例的增大而增大,他感作用是影响这两种微藻间竞争的重要方式之一;通过向培养基中添加自他感物质标准品15S-hydroxy-5Z,8Z,11Z,13E,17Z-eicosapentaenoic acid (15(S)-HEPE)考察其对中肋骨条藻自身以及微小亚历山大藻生长的影响,发现15(S)-HEPE在中肋骨条藻滤液中并不是能够抑制微小亚历山大藻生长的他感物质,今后应进一步深入分析中肋骨条藻释放的抑制微小亚历山大藻生长的他感物质。     

Long-term changes of phytoplankton community in Xiagu waters of Xiamen, China

Long-term changes of phytoplankton community by water sampling method in Xiagu Sea waters of Xiamen, China, were investigated in this study. Species composition of the phytoplankton community in these waters changed greatly since the 1950s. The numbers of Dinophyta species increased significantly, although Bacillariophyta species are generally dominant. The succession of dominant species in phytoplankton community is obvious:large-size dominant species such as Biddulphia sinensis of the 1950s were gradually replaced by small-size ones such as Cyclotella striata and Nitzschia closterium, and species that still maintain dominant such as Skeletonema costatum are also small ones, leading the whole phytoplankton community of smaller size. Cell density of phytoplankton community increased greatly, among which cell density of the most dominant species Skeletonema costatum have been increasing in exponent function. Margalef index of phytoplankton community decreased, indicating decline of biodiversity of the community, and dominant character of Skeletonema costatum increased. Generally, the structure of the entire phytoplankton community is becoming more and more singular and unstable, which makes the occurrence of red tides more frequent. The succession in the phytoplankton community is related to the long-term changes in marine environment, influenced by human activities and global climate changes, especially the increases of nutrient content.     

中肋骨条藻-裸甲藻-双毛纺锤水蚤营养传递的级联效应

中型浮游动物因摄食微型浮游动物,释放了微型浮游动物对浮游植物的摄食压力,这种营养级联效应会增加浮游植物丰度和降低中型浮游动物对浮游植物的摄食率,从而弱化浮游生物网营养传递过程中的下行控制作用。本研究在实验室模拟了食物链中肋骨条藻-裸甲藻-双毛纺锤水蚤的营养传递过程,发现在中肋骨条藻低生物量时,双毛纺锤水蚤偏好于选择摄食裸甲藻;高生物量时,双毛纺锤水蚤偏好选择摄食中肋骨条藻。营养传递过程中存在正的级联效应(0.018~0.12 d^-1),级联效应的大小与裸甲藻的摄食率和双毛纺锤水蚤对裸甲藻的摄食选择指数呈现显著的正相关关系。双毛纺锤水蚤对中肋骨条藻的直接摄食死亡率大于营养级联效应,从而导致中肋骨条藻生物量的降低。因此,营养级联效应对中型浮游动物摄食浮游植物的影响要弱于中型浮游动物的直接摄食作用。     

针胞藻海洋卡盾藻(Chattonella marina)和硅藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)藻际细菌的分离、鉴定及影响研究

对实验室培养的两株海洋微藻海洋卡盾藻和中肋骨条藻的可培养细菌进行了分离鉴定，分别在海洋卡盾藻和硅藻中肋骨条藻不同生长时期分离得到48株和34株可培养细菌，去除重复序列后得到12株不同的菌株。这些菌株分属α-变形杆菌纲、γ-变形杆菌纲、拟杆菌和放线菌。α-变形杆菌纲在两种藻的藻际环境中占据优势，其中红杆菌科是最为常见的科，中肋骨条藻的藻际细菌比海洋卡盾藻更为多样化。海洋卡盾藻生长后期细菌密度大幅度上升，可能导致了藻细胞的衰亡。中肋骨条藻相关细菌中有一株对旋链角毛藻的生长具有明显抑制作用，而大部分海洋卡盾藻相关细菌对角毛藻的生长具有抑制作用。本研究结果说明海洋卡盾藻的藻际细菌也许对其与硅藻的种间竞争中具有一定作用。     

不同紫外波段对中肋骨条藻光合生理特性的影响

人类活动导致臭氧层变薄和混合层变浅，迫使混合层的浮游植物暴露在更高的紫外辐射下。实验以中肋骨条藻（Skeletonema costatum）为研究对象，在自然光照条件下，通过在暗盒上方覆盖不同的截止型滤光板，获得不同波段紫外辐射，探讨不同紫外波段对其生理特性的影响。本实验通过在室外培养，模拟赤潮爆发状态，对中肋骨条藻进行7种不同紫外波段的处理（分别使用280、300、320、340、360、380、400 nm截止型滤光板）。实验结果表明：紫外辐射会显著抑制中肋骨条藻的光合固碳速率，随着紫外波段逐步被滤除，光合固碳速率越来越高；>280 nm和>300 nm波段下的比生长率显著低于>400 nm波段处理；280 nm~300 nm波段紫外对叶绿素a有显著的漂白效应，同时也会显著减少类胡萝卜素的含量；这表明紫外辐射对中肋骨条藻的抑制效应主要是紫外辐射B导致的，而紫外辐射A的作用不显著。在估测浮游植物海洋初级生产力的过程中，紫外辐射的作用往往被忽视。     

敌百虫对两种赤潮微藻生长的毒性效应研究

敌百虫是使用最为广泛的有机磷农药之一,在水产养殖中主要用于防治甲壳类寄生虫。本文研究了72 h的急性暴露以及25 d的亚慢性暴露下,敌百虫对两种赤潮微藻海洋卡盾藻和锥状斯氏藻生长的影响,以了解敌百虫对海洋微藻的毒性及海洋初级生产力的影响。在急性暴露下,高质量浓度敌百虫能明显抑制两种藻细胞的生长,而低质量浓度则对藻细胞的生长影响不明显,敌百虫对海洋卡盾藻和锥状斯氏藻生长的72 h EC50分别为32.1 mg/L和22.1 mg/L。在亚慢性暴露下,两种藻细胞对敌百虫的敏感性相近,高质量浓度组(25 mg/L)的藻细胞在暴露的第7~9天就全部死亡;1 mg/L的低质量浓度组,藻细胞的生长状况与对照组相近;5 mg/L和10 mg/L质量浓度组在暴露初期对藻细胞生长具有抑制作用,但在暴露后期则明显刺激了藻细胞的生长。本研究说明水环境背景质量浓度下的敌百虫不会抑制浮游植物的生长,但施药一段时间后,可刺激藻细胞的生长,从而增加了引发赤潮的风险。     

湛江港浮游植物与赤潮植物的初步研究

于1987年8月在湛江港设13个点采样。鉴定表明，共有浮游植物37属94种和变种；优势种类有中肋骨条藻、日本星杆藻、佛氏海毛藻等。湛江港浮游植物密度较高，港内外平均达1．3×104cell／L和7．3×105cell／L。经单项营养指数和营养状态结合指数分析表明，除两个点无机氮浓度略超标外，所有站位均未达到富营养化水平。调查期间，共发现赤潮生物31种，其中主要有中肋骨条藻、日本星杯藻、佛氏海毛藻、尖刺菱形藻和夜光藻等，中肋骨条漠和日本星杆藻曾形成水华。     

海州湾条斑紫菜养殖对浮游藻类群落结构及遗传多样性的影响

为了研究条斑紫菜(Porphyra yezoensis)养殖对江苏海州湾浮游藻类群落结构及遗传多样性的影响,于江苏省海州湾条斑紫菜养殖及非养殖海区各设置4个采样位点,采集表层海水,提取海水中浮游藻类的总DNA,PCR扩增浮游藻类核酮糖1,5-二磷酸羧化/氧化酶大亚基(rbc L)基因片段,构建了养殖及非养殖海区rbc L片段质粒文库。在文库中随机选择50个阳性克隆并测序。经比对分析,在条斑紫菜非养殖区发现8种海洋微藻,隐鞭藻占总克隆数22%,海链藻和骨条藻分别占6%和2%;养殖海区发现10种微藻,其中异丝藻占总克隆数22%,优势度明显,仅3种微藻为二海区共有(骨条藻、隐鞭藻及小球藻),表明紫菜养殖及非养殖区浮游藻类群落组成差异显著。条斑紫菜非养殖区及养殖区的浮游藻类香农指数均值分别为3.273和3.654,均匀度指数均值分别为1.090和1.040,显示养殖区浮游藻类遗传多样性较丰富,而群落的成熟度与稳定性非养殖区高。研究证实,表层海水浮游藻类群落结构及组成是动态的,条斑紫菜的养殖行为形成浮游藻类群落结构及遗传多样性较大差异性。     

海月水母(Aurelia sp.1)对中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)摄食的研究

采用饵料浓度差减法,在实验条件下研究了不同细胞密度的中肋骨条藻和东海原甲藻对海月水母水螅体、碟状体和水母体摄食活动的影响。结果表明,不同种类和密度的微藻细胞密度对水螅体、碟状体和水母体的摄食有显著影响。在实验的藻细胞密度范围内,随藻细胞密度的增加,水螅体和碟状体对中肋骨条藻和东海原甲藻的摄食率一直升高。水螅体对中肋骨条藻和东海原甲藻的最大摄食率均发生在藻细胞密度最高处,分别为4623cells/(ind.h)和4118cells/(ind.h)。碟状体对中肋骨条藻和东海原甲藻的最大摄食率也是发生在藻细胞密度最高处,分别为174671cells/(ind.h)和47218cells/(ind.h)。清滤率随着藻细胞密度增加而降低。在相似细胞密度下,碟状体对中肋骨条藻的摄食率高于东海原甲藻。水螅体和碟状体对同种藻的摄食情况不同,在相似藻细胞密度下,碟状体的摄食率比水螅体高。经过藻类饵料适应处理的水螅体对藻类的摄食率会有显著增加,约为未经饵料适应处理的10倍。水母体对中肋骨条藻和东海原甲藻未发生摄食。     

Allelopathic interactions between the macroalga Ulva pertusa and eight microalgal species

Growth of Ulva pertusa and eight microalgal species, Heterosigma akashiwo, Skeletonema costatum, Tetraselmis subcordiformis, Nitzschia closterium, Chaetoceros gracile, Chroomonas placoidea 1967, Isochrysis galbana 8701, and Alexandrium tamarense, was examined in a series of batch, semi-continuous and isolated co-cultures (U. pertusa and one microalgal species). The results of the experiments with co-cultures confirmed the secretion of allelopathic substances by U. pertusa. Growth was significantly (p<0.05) suppressed in each of the macroalgal species in batch co-cultures, nutrient replete semi-continuous co-cultures and isolated co-cultures. The percentage growth reduction varied between 42 and 100% in batch co-cultures, between 28 and 100% in semi-continuous co-cultures, and between 21 and 100% in isolated co-cultures. In addition, we examined the potential allelopathic effect of U. pertusa culture filtrate. The Ulva culture filtrate significantly (p<0.01) inhibited the growth of C. placoidea from 2 days after incubation until the end of the experiment, and it exhibited no inhibitory effect on the growth of the other microalgal species. This may suggest that the allelochemicals released from U. pertusa are rapidly degradable.The microalgae tested exhibited different (stimulatory, inhibitory or no) effects on the growth of U. pertusa. U. pertusa grew faster with H. akashiwo (+16%) and S. costatum (+9%), less with T. subcordiformis (−20%), N. closterium (−23%) and C. gracile (−30%), but was not significantly affected by I. galbana, A. tamarense and C. placoidea. The microalgae tested exhibited no clear allelopathic effects on U. pertusa.     

赤潮异弯藻有色可溶性有机物的变化以及对其他微藻的影响

赤潮消长显著影响海洋中有色可溶性有机物(CDOM)的变化.赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)是一种常发的鱼毒性赤潮种类,是产生CDOM较显著的种类.本文以赤潮异弯藻CDOM为研究对象,分析了CDOM在种群消长中的变化特征,研究了光对赤潮异弯藻CDOM组成物质变化的影响,并就此变化对其他微藻种群生长造成的影响进行了定量研究.结果表明:(1)以紫外吸收的定量变化为指标,赤潮异弯藻CDOM的量与种群消长呈互逆相关:种群密度增加, CDOM降低;种群密度降低, CDOM增加;长期培养种群中, CDOM含量增加.(2)光对该藻产生的CDOM物质组成和定量有显著影响,紫外照射能显著漂白CDOM,类腐殖质和腐殖酸降解明显.(3)该藻CDOM变化影响其他微藻种群生长:CDOM显著促进微小卡罗藻(Karlodinium micrum)、小硅藻(Nitzschia closterium f. minutissima)的种群生长,受光降解后对小硅藻的促进作用降低,但对微小卡罗藻的促进作用不变; CDOM 抑制海洋原甲藻(Prorocenturm micans)种群生长,光降解后,其抑制作用降低.赤潮异弯藻赤潮产生的大量且稳定的CDOM可以影响海洋微型生物群落结构.