一株海洋微型硅藻的形态学和分子生物学鉴定

1 引言 微型浮游植物(粒径为2～20μm)是海洋环境中主要的初级生产者,在海洋初级生产力中占有很大比重,特别在寡营养水域,微型浮游植物可占初级生产力的80%以上[1],并且在粒级结构上微型浮游植物对初级生产力的贡献要比较大粒级的植物的贡献更大[2].     

楚科奇海陆架有机碳埋藏研究

分析了楚科奇海数个站位表层沉积物中有机碳含量、J8站位的沉积速率和有机碳含量的垂直分布.结果显示沉积物中有机碳含量为0.56%～2.00%,平均值为1.31%（m/m,下同）,J8站位有机碳含量随埋藏深度的增加呈略为降低的趋势,有机碳的埋藏速率约1.56mg/（cm2.a）,相对于楚科奇海和该站位的浮游植物光合作用合成的有机碳而言,进入沉积物的有机碳占初级生产力的比例很高.这说明楚科奇海沉积物有很高的接纳初级生产者产生的有机碳并将其固定、保存的能力.     

利用14C标记技术测定海洋初级生产力的绉议

<正>海洋初级生产力是指海洋中初级生产者(主要是浮游植物)通过光合作用或化学合成生产有机物的能力或速率[1-2],它是海洋生态系统中其他异养生物的生存基础,并从根本上影响着全球生物地球化学循环[3]与气候变化[4]。研究表明,海洋浮游植物通过光合作用不仅贡献了生物圈内的一半净初级生产力(以碳计约为5×1013 kg/a)[4],提供了生态系统中其他有机体生长与新陈代谢所需要的初级有机物能源,限制     

杭州湾——舟山渔场秋季浮游植物现存量和初级生产力

1995年9月在杭州湾和长江口至舟山海区进行了浮游植物细胞丰度、叶绿素a浓度和初级生产力的现场观测研究.结果表明,表层水浮游植物平均细胞丰度为(22.68±63.33)×104个/dm3;平均叶绿素a浓度为2.80±3.46μg/dm3,小于20μm的微型和微微型浮游生物细胞对叶绿素a的贡献占71%;平均初级生产力(C)为692.5±1192.4mg/(m2·d),小于20μm的微型和微微型浮游生物细胞对总生产力的贡献占68%.河口区悬浮物质浓度高,浮游植物光合作用受光的限制,各项生物参数与真光层深度紧密相关.生物锋区位于真光层深度10～20m、盐度26～32的长江冲淡水稀释区.同时探讨了浮游植物细胞活性(R)与光合作用同化数(AN)、叶绿素a与初级生产力、叶绿素a与海面光谱反射率的相互关系,为海洋水色遥感在初级生产力的应用研究提供科学依据     

1999年夏季南海北部和北部湾海域粒度分级叶绿素a和初级生产力的分布特征

南海是一个半封闭的边缘海，与中国和东南亚大陆相毗连。以往对南海海域物理海洋学的研究较多，对浮游植物生物量和生产力的研究较少，且大多研究均集中于西沙和南沙群岛(杨嘉东，1993；陈兴群等，1989)，对南海北部海域的研究较少(黄良民，1992)。目前，尚未见有关南海北部海域粒度分级的研究报道。 南海北部湾是中国的第四大渔场，除1994年对北部湾全海域进行过生物资源调查外(刘子琳等，1998)，其他仅见小范围的调查，如在菜州湾邻近海区(昌瑞华等，1995)，但未见其他有关浮游植物现存量和初级生产力的研究报道。 海洋光能自养浮游植物作为海洋食物网结构中的基础环节，在海洋生态系的物质循环和能量转化过程中起着重要作用。叶绿素a(Chl a)浓度是表征光能自养生物量和反映海水肥瘠程度的重要指标；初级生产力(PP)反映海域自养浮游生物生产有机碳的能力，是海洋生态系研究的重要内容，也是海域生物资源评估的重要依据。 本文报道了南海北部海域和北部湾海域粒度分级叶绿素a和初级生产力的分布特征，可为渔业资源评估和海区环境质量评价提供科学依据。而且调查中对叶绿素a和初级生产力分三级(Net级份，>20μm；Nano级份，2~20μm；Pico级份，<2μm)进行粒度分析测定，从更深层次上来研究该海区浮游植物群落生物量和生产力的粒度结构及其环境调控。     

2002年夏季南极普里兹湾及其邻近海域浮游植物现存量、初级生产力粒级结构和新生产力研究

2002年1～2月,在南极普里兹湾及其北部海区对浮游植物生物量、优势种类组成、细胞丰度、初级生产力和新生产力的观测结果表明,叶绿素a浓度、初级生产力和新生产力的高值均出现在湾内及湾口陆架区,并且远高于陆坡和深海区.湾内和湾口陆架区表层叶绿素a浓度均高于1 mg/m3,平均为(2.34±0.85)mg/m3,而陆坡区和深海区平均只有(0.19±0.14)和(0.15±0.05)mg/m3.湾内和陆架区平均初级生产力[(355.8±192.1)mg/(m2·d)]高于陆坡区[(82.0±20.8)mg/(m2·d)]和深海区[(100.5±83.4)mg/(m2·d)].在陆坡和深海区初级生产力的粒级结构以微微型浮游生物(<2 μm)对初级生产力的贡献最大(分别为49.6%和46.2%),湾内和陆架区则以小型浮游生物(为20～280 μm)的贡献为主(66.2%).在湾内和湾口陆架区同时具有较高的新生产力和再生生产力.     

厦门湾水体中颗粒有机碳的垂向输出通量:234Th/238U不平衡的应用

对厦门湾塔角附近海域某站位叶绿素 a、POC、初级生产力、234Th/238U不平衡进行的周日变化研究表明,POC含量介于14.4～34.6 mmol/m3之间,其中碎屑有机碳与活体有机碳所占份额分别为74%～92%和8%～26%.POC垂直分布呈现由表及底降低的趋势,且白昼期间POC含量高于晚间,说明研究海域POC含量与生物过程具有密切联系.初级生产力水平在1d之中变化达5倍,垂直分布亦随深度增加而降低,与叶绿素a的变化相对应.短时间(2h)培养获得的初级生产力水平明显高于长时间培养(24 h)的结果,证实部分新固定的碳被优先呼吸排出.结合234Th/238U不平衡法获得的颗粒态234Th输出通量及输出界面颗粒物中的POC/P_Th比值,可计算出真光层 POC的垂向输出通量为16.0mmol/(m2·d),其中碎屑有机碳与活体有机碳贡献的数量分别为13.3和2.7mmol/(m2·d).POC输出通量与初级生产力的比值(ThE比值)平均为0.31,真光层POC停留时间平均为11d.上述结果与Aksnes和Wassmann[1]的模型计算结果相吻合,但与其他大多数模型的结果仍存在一定的差异.     

珠江口初级生产力和新生产力研究

1996年12月和1997年8月在珠江河口湾及其毗邻海域对浮游植物生物量、初级生产力和新生产力及其环境制约机制的研究.结果表明,调查海区的叶绿素a、初级生产力和新生产力均是夏季高于冬季,冬、夏两季的平均值分别为(0.95±0.41)和(1.08±0.52)μg/dm3,(69.2±75.5)和(198.7±119.1)mg/(m2·d),(1.46±0.79)和(3.05±3.09)mg/(m3·h).冬、夏两季平均f-比分别为0.45和0.38.分级叶绿素a结果显示,冬、夏两季均以微型和微微型级分(<20μm)占优势,其对海区叶绿素a的贡献分别为796%和81.6%,对初级生产力的贡献分别为70.7%和896%.调查海区具显著的空间区域化特征,叶绿素a和潜在初级生产力的高值出现在冲淡水区的中部,向口门区和远岸区逐渐降低.现场初级生产力的高值出现在远岸区,它与复合参数B_eZ_pI₀(B_e为真光层平均叶绿素a,Z_p为真光层深度,I₀为海面光辐射强度-PAR)呈很好的正相关,说明光是研究海区初级生产力的主要限制因子.新生产力冬、夏两季的高值分别出现在交椅湾和伶仃洋西南部.     

杭州湾——舟山渔场秋季浮游植物现存量和初级生产力

1995年 9月在杭州湾和长江口至舟山海区进行了浮游植物细胞丰度、叶绿素a浓度和初级生产力的现场观测研究 .结果表明 ,表层水浮游植物平均细胞丰度为(2 2 6 8± 6 3 33)× 1 0 4个 /dm3;平均叶绿素a浓度为 2 80± 3 46 μg/dm3,小于 2 0μm的微型和微微型浮游生物细胞对叶绿素a的贡献占 71 % ;平均初级生产力 (C)为6 92 5± 1 1 92 4mg/ (m2 ·d) ,小于 2 0 μm的微型和微微型浮游生物细胞对总生产力的贡献占 6 8% .河口区悬浮物质浓度高 ,浮游植物光合作用受光的限制 ,各项生物参数与真光层深度紧密相关 .生物锋区位于真光层深度 1 0～ 2 0m、盐度 2 6～ 32的长江冲淡水稀释区 .同时探讨了浮游植物细胞活性 (R)与光合作用同化数 (AN)、叶绿素a与初级生产力、叶绿素a与海面光谱反射率的相互关系 ,为海洋水色遥感在初级生产力的应用研究提供科学依据     

东北太平洋中国合同区的叶绿素a和初级生产力

根据东北太平洋中国合同区东区和西区从1994年至2003年6个航次(DY85-4,DY95-7,DY95-8,DY95-10,DY105-11和DY105-12.14)初级生产力调查资料编写.结果表明:次表层高值分布为叶绿素a分布的一般特征,从表层至水深50 m,数值为0.1 mg/m3左右,在水深50~100 m上下,数值约在0.2~0.4 mg/m3之间,在水深大于100 m,特别是150 m以深数值逐渐减小为零;东区初级生产力(C)测值在76.8~191.9 mg/(m2·d),平均为116.1 mg/(m2·d);西区的在73.1~222.5 mg/(m2·d),平均为127.1 mg/(m2·d);在水深0~125 m,0.2~2μm颗粒的微微型浮游植物的叶绿素a比例占叶绿素a总量的70%以上,而在水深125 m以深,占50%以下;反之,2~20μm和大于20μm两种粒级所占比例的和在0~125 m深度范围占30%以下,在水深125m以深时为50%以上.调查显示东、西两区属于初级生产力比较低的海域.     

海洋透光率仪的设计及其在初级生产力研究中的应用*

海洋浮游植物光合作用固碳在全球碳循环中扮演着极为重要的角色, 获取不同光衰减对应的海水深度, 对于采集水样用于海洋初级生产力的研究具有重要意义。本研究于国际上首次开发了无缆便携式海洋透光率仪, 特殊的光学结构设计和光谱滤光技术使得光谱响应在波段400~700nm范围内超过了同类海洋传感器, 特定光衰减下对应的深度误差小于0.5m。将本设备应用于南海中尺度涡旋初级生产力的研究中, 在采样率和自动化方面验证了仪器的便携性; 通过对涡旋中初级生产力的空间分布规律进行分析, 检验了仪器数据结果的可靠性。海洋透光率仪在价格、准确性、可靠度和操作的便携性上具有不可比拟的优势, 将在未来海洋生态环境的研究中发挥重要作用。     

Microalgal productivity in an estuarine lake during a drought cycle: The St. Lucia Estuary,South Africa

The St. Lucia estuarine lake on the north coast of KwaZulu-Natal, South Africa, is one of the largest estuarine systems in Africa and of unique importance for the adjacent marine and terrestrial ecosystems. The area regularly experiences periods of drought, resulting in hypersaline conditions in its shallow lakes and the closure of the estuarine mouth. This study aimed to assess the primary production rates of phytoplankton and microphytobenthos throughout an annual cycle of this drought phase. Primary production rates were assessed at representative sites, namely the Mouth, Narrows, South and North Lakes from June 2006 to May 2007. Because of the drought, the salinity gradient from the mouth to the head of the estuary was reversed by comparison to estuarine systems with a steady freshwater inflow and regular marine exchange. In March 2007, during the study, the mouth opened as a result of rough seas, and the marine influence broke the existing reversed gradient, producing a marine salinity throughout the system. Microphytobenthic primary productivity varied between 0 and 34 mg C m⁻² h⁻¹ and showed strong correlations with salinity, DIN:DIP ratios and irradiance. Benthic productivity was high across the system after breaching of the mouth. Pelagic primary productivity (between 0 and 180 mg C m⁻² h⁻¹), showed a correlation with temperature and irradiance and was highest across the system in February 2007 when the mouth was still closed. There was no significant correlation between production rates and biomass (chl-a) in either the benthic or pelagic habitats. The negative correlation between DIN:DIP ratio and benthic primary productivity indicated that phosphorus was the limiting nutrient. This study shows that salinity, along with seasonally dependent parameters such as temperature and irradiance, correlates with the rate of microalgal production. Hence, in these shallow lakes, the largest primary productivity can occur in either the pelagic or benthic subsystems, depending on prevailing conditions at the time.     

海洋产业结构升级对海洋全要素生产率影响的实证研究

文章基于2000—2019年中国11个沿海省（自治区、直辖市）的面板数据,实证分析了海洋产业结构升级对海洋全要素生产率的影响,并以海洋产业结构升级作为门槛变量,进一步研究海洋产业结构升级对海洋全要素生产率的非线性影响。结果说明,海洋产业结构升级对海洋全要素生产率有显著的正向作用;海洋产业结构升级在推动海洋全要素生产率提高的过程中存在一重门槛,随着海洋产业结构升级越过一重门槛,海洋产业结构升级对海洋全要素生产率的推动作用逐渐增大。根据研究结论,未来应加速推进涉海产业转型,鼓励海洋新兴产业发展,同时结合我国海洋产业发展现状,针对不同产业制定具体的对策。     

海水铝浓度对海链藻活性、生产力及其固碳性的影响

近年来,随着人类工业活动的增多及强淋溶性酸雨的频繁出现,大量的铝被输入到海洋中,导致海水环境中铝浓度的急剧增加。由于可溶性铝对绝大多数水生生物具有生物毒害性,其浓度的增加势必将影响到水生生物,尤其是对环境变化较为敏感的水生植物等的生命活动及其所涉及的元素地球化学循环作用。作为全球生产力的主要贡献者,硅藻提供了40%的海洋初级生产力,并通过“生物泵”作用,调控着全球碳循环。海水中铝浓度的增加,是否将影响其生物作用及其固碳能力,尚不清楚。基于上述问题,本研究通过对近海典型硅藻(威氏海链藻)的实验室富铝培养,以探讨可溶性铝浓度对该硅藻的生物活性、生产力及其所驱动的碳元素的生物地球化学循环的影响及机制。结果表明:当海洋环境中铝浓度略有升高时(≤50 nmol/L),海链藻未发现有铝毒害产生,其初级生产力反而有所提高。然而,不同铝浓度条件下,海链藻的固碳能力表现出明显差异:在铝浓度为20 nmol/L时,海链藻的固碳能力较之未添加铝时有显著提高。对铝迁移的研究发现,环境中的铝可被硅藻通过生物作用捕获,并用于其硅质壳体的构建。上述结果表明,海水中铝浓度对于硅藻的生命活动有显著影响,也可以影响硅藻的固碳能力,进而影响到硅藻在全球海洋“生物泵”中的作用。     

冬季东海及南海北部海域初级生产力和新生产力的初步研究

采用14C与15 N核素示踪方法,于2008年12月—2009年1月对东海和南海北部海域的初级生产力和新生产力的分布进行了研究,并对其环境制约机制进行了初步探讨。结果表明:调查海域叶绿素a质量浓度在空间分布上呈近岸高、外海低,表层高、真光层底部低的分布趋势。东海海域的积分初级生产力(IPP)和积分新生产力(INP)均低于南海北部海域,f比值为东海海域>南海北部海域,东海海域新生产力(NP)对初级生产力(PP)的贡献大于南海北部海域。浮游植物对氨盐的吸收速率(ρNH4)显著大于对硝酸盐的吸收速率(ρNO3)(P<0.05)。水柱平均新生产力与环境参数的相关性分析结果表明,营养盐是影响冬季调查海域新生产力的主要因素,温度和盐度为次要因素。     

典型自然源气溶胶沉降引起的海洋初级生产响应

大气沉降是陆源物质向海洋输入营养盐的重要方式,沙尘、野火和火山喷发均能够产生气溶胶,这些典型的自然源气溶胶在风场的作用下,能够进行远距离的输运,期间由于沉降作用进入海洋,为上层海洋提供限制性营养盐促进海洋浮游植物生长,提升海洋的初级生产力,促进碳循环过程。以海表叶绿素浓度作为海洋初级生产力的重要指标,通过海表叶绿素浓度的响应,探究沙尘、野火和火山这三种典型自然源气溶胶的传输路径及其沉降对海洋初级生产的影响。结果显示,海洋初级生产对气溶胶沉降的响应不仅与气溶胶排放类型有关,也与温度、动力过程、光合有效辐射等海域初级生产影响因素有关,体现了海洋初级生产对自然源气溶胶的敏感性,自然源气溶胶沉降所驱动的海洋初级生产在全球碳循环中具有重要的潜在影响。     

近30年来东海长江口泥质区浮游植物生产力与群落结构变化的生物标志物记录

随着人类活动的增加和全球气候变化的加剧,东海生态环境受到了人类活动和自然环境变化的双重影响。本文选择位于东海长江口泥质区的柱状样DH3-1进行生物标志物分析,利用多种生物标志物含量及相对比例重建了东海近30年(1983-2010年)浮游植物生产力、群落结构和陆源输入相对贡献的变化,并探究人类活动与自然因素产生的综合影响。结果表明:近30年来,浮游植物生产力呈现上升趋势;约1992-2001年,硅藻比例下降、甲藻比例上升,约2001年后硅藻比例上升、甲藻比例下降。陆源有机质含量在约1992-2004年呈现增加趋势,约2004年后相对降低;海源有机质含量则呈现持续增加趋势。东海近30年来浮游植物生产力的升高主要是因为人类活动剧增与上升流引发东海营养盐输入量增加。群落结构与陆源有机质含量交替变化可能是由不同年份人类活动与自然因素的作用强度不同导致的。     

我国海洋初级生产力研究二十年

回顾和论述了我国学者近 2 0年来在海洋初级生产力观测研究的进展。随着我国资源与环境问题的日益突出 ,初级生产力研究越来越受到重视 ,研究海域也越来越广阔 ,研究的方法不断改进与完善。 2 0年来我国海洋初级生产力研究取得了很大成绩 ,基本搞清了我国海域的状况 ,为生态系结构与功能研究、为渔业资源的合理开发与可持续发展、为海洋环境质量的评价和赤潮的监测与预报等提供了重要科学基础。目前该项研究正在向更广和更深的层次发展 ,并且与特定的研究目标紧密联系 ,有些研究项目已与国际接轨。加强大空间尺度和长时间序列的观测研究及其与相关学科的综合研究 ,和采用现代化的观测手段 ,必将使该领域的研究提到一个更高的水平。     

渤海沉积物氮的生物地球化学功能

20世纪90年代,科学家们对海洋沉积物中氮的行为等进行了较深入的研究(宋金明,1997; Hammond et al.,1996;Jordan et al.,1998)。如氮的早期成岩过程、氮的去营养化作用、氮在沉积物-海水界面的转移过程及交换通量。近年来实施的全球性重大合作计划,如 JGOFS、GLOBEC、SOLAS等进一步加强了对海洋中的氮循环的研究(Collier,1991;Smith et al.,1996)。随着研究的深入,沉积物中氮循环的控制机制、氮循环与其他生源要素循环的关系及其生物地球化学功能等方面的研究已经成为目前研究的焦点。以往的研究工作大多集中于从沉积物间隙水这一角度研究沉积物中的氮循环,而对沉积物本身研究较少,主要是由于研究手段、方法的缺乏(甄别沉积物中氮的各种赋存形态极为困难)。而通过对沉积物初步的研究已证明(马红波等,2001),沉积物固体颗粒本身的特征,如颗粒大小及氮在其中的赋存形态对较长时间尺度上的氮循环过程具有重要影响。本文作者在研究沉积物氮形态基础上,对渤海沉积物氮的生物地球化学功能进行了探讨,以期对深入研究生源要素的循环过程提供基础依据。     

海洋浮游植物初级生产力及碳生物量的检测技术研究进展

浮游植物是海洋生态系统中的主要初级生产者，构建海洋食物网、生物泵和元素循环（包括碳循环、氮循环和硅循环等）的基石。因此，海洋生态系统中的元素循环和能量流动均与浮游植物的生长和代谢息息相关。海洋碳循环是全球碳循环的关键环节，也是全球生态系统中生物地化循环的重要组成部分。尽管浮游植物在海洋碳循环中起着至关重要的作用，但是直接测定浮游植物的初级生产力和碳生物量依旧受到传统技术和方法的限制。本文详细介绍了有关浮游植物初级生产力和碳生物量检测的各种技术和方法，列举了其各自的优缺点。目前，测定海洋浮游植物初级生产力的主要方法有黑白瓶法、遥感估算法、碳同位素测定、快速重复率荧光法；测定海洋浮游植物碳生物量的主要方法有细胞体积转换法、流式细胞术、电子探针X射线显微分析、分位数回归模型估算法。通过对比分析发现碳同位素与快速重复率荧光法相结合可以更高效测定出初级生产力，而最具优势与应用前景的碳生物量检测方法是基于分位数回归模型估算法。其中，基于分位数回归模型估算法具有拟合异常值、测定结果准确等优势，能够实现现场浮游植物群落以及各个功能群碳生物量的估算，并能够与卫星遥感技术手段相结合，可以应用于大尺度和长时间序列的海洋浮游植物碳生物量估算。通过本文的综述，一方面为海洋浮游植物初级生产力和碳含量的研究提供一个基本和系统的认识，另一方面为深入研究浮游植物在海洋碳循环以及全球碳循环中的作用提供参考。