改性粘土对浒苔(Ulva prolifera)微观繁殖体去除效果及萌发的影响

本文首先考察了不同浓度改性粘土对浒苔微观繁殖体的去除效果,实验结果显示,去除率随着改性粘土浓度增大而逐渐提高,0.4g/L的改性粘土对初始密度为4.8?105cell/m L的浒苔微观繁殖体去除率可达到80%以上。去除实验后继续研究微观繁殖体的萌发率发现,与对照组相比,不论是上层培养液中还是重新混合后的萌发率均随着改性粘土用量的增加而降低,1.0g/L的改性粘土可使其萌发率由60%左右降至低于6.5%。本文的研究结果表明,适量的改性粘土能有效去除海水中的浒苔微观繁殖体、降低其萌发率,有望成为消除或减弱绿潮灾害的有效手段。     

温度对沉积物中绿藻微观繁殖体萌发的影响

对黄海浒苔绿潮的研究表明,苏北浅滩及其附近海域是每次绿潮早期发展的重要区域,石莼目绿藻微观繁殖体在该水域大量存在。为研究海水温度对其萌发和生长的影响,我们利用2012-10在江苏近岸如东紫菜养殖区采集的沉积物样品,在实验室进行不同温度梯度条件(5,10,15,20,25和30℃)绿藻微观繁殖体的培养实验,并通过PCR-RFLP方法鉴定繁殖体幼苗的种类,分析温度对不同种绿藻微观繁殖体萌发的影响。结果表明:5℃的低温条件下,繁殖体均不能萌发。10~30℃,随温度的升高繁殖体萌发数量呈先增加后降低的趋势。15和20℃时,萌发数量出现高值,分别平均为17.0和15.8株/g。在研究区域沉积物中绿藻微观繁殖体萌发种类有浒苔、缘管浒苔、盘苔和Ulvasp.1,其萌发数量的平均值分别为13.7,6.0,2.0和15.4株/g。其中,浒苔萌发数量随温度的升高先升高后降低,在15℃时达到最高值为31.2株/g。缘管浒苔在10~20℃萌发数量相对较高,25℃时极低(仅为1.6株/g),而5和30℃时都未能萌发;Ulva sp.1在10~30℃数量变化不明显,一直保持较高值在15.0株/g左右;盘苔萌发数量一直较低,在各温度下均小于3.0株/g。据估算,在苏北浅滩紫菜养殖区(约200km2)表层沉积物中约有9.8×1013株微观繁殖体,形成一个巨大的"种子库",这将为黄海浒苔绿潮溯源提供数据支撑。     

铜藻金潮对浒苔绿潮和几种赤潮原因种生长影响的模拟研究

通过室内模拟实验研究了金潮原因种铜藻(Sargassumhorneri)的腐烂液和培养液对绿潮原因种浒苔(Ulvaprolifera)微观繁殖体萌发和幼苗生长以及五种赤潮原因种——中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、链状亚历山大藻(Alexandriumcatenella)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)生长的影响。研究发现:低浓度铜藻腐烂液(10g/L)对浒苔微观繁殖体萌发和幼苗的生长以及五种赤潮微藻的生长影响效应不显著;中等浓度铜藻腐烂液(20g/L)对浒苔微观繁殖体萌发具有抑制作用,抑制率13.3%,而对浒苔幼苗有一定的促生作用,对米氏凯伦藻的生长抑制率在第12d能达到90.4%,对其他四种赤潮微藻的抑制作用并不显著;高浓度铜藻腐烂液(40g/L)对浒苔微观繁殖体萌发的抑制率为45.8%,对浒苔幼苗的生长具有抑制作用,对米氏凯伦藻具有致死效应,对东海原甲藻的抑制率在第12d为65.9%,对其他三种赤潮微藻的生长均有抑制作用,但并不显著,其中赤潮异弯藻受到的抑制作用最小。低浓度铜藻培养液(5g/L)对浒苔微观繁殖体萌发的抑制率为22.8%,对浒苔幼苗的生长表现出一定的促进作用,对米氏凯伦藻生长的抑制率在第12d能够达到40.5%,对其他四种赤潮微藻生长的抑制作用不显著;而高浓度铜藻培养液(10g/L)对浒苔微观繁殖体萌发的抑制率为29.6%,对浒苔幼苗生长的抑制率为22.2%,对米氏凯伦藻生长的抑制率在第12d为92.9%,对其他四种赤潮微藻生长均有一定的抑制作用,但不显著,且赤潮异弯藻受到抑制作用最小。可见,铜藻腐烂液和培养液均会对浒苔微观繁殖体萌发和幼苗生长以及五种赤潮微藻的生长造成影响,且影响程度与浓度相关,五种赤潮微藻生长受到的影响与藻种有关。以上结果表明,金潮原因种对绿潮和赤潮原因种的生长有一定的影响,金潮的暴发和衰亡过程也会对绿潮和赤潮的发生产生一定的影响。     

新型表面活性剂改性粘土去除赤潮藻研究

以赤潮异弯藻为主要研究对象,对其在有机高岭土和有机膨润土作用下的去除情况进行了研究。结果表明,以新型阳离子表面活性剂双烷基聚氧乙烯基三季铵盐改性后的粘土用量为0.03g/L时,在24h内对赤潮异弯藻的去除率可以达到100%,而未经改性的同样用量的粘土并没有对赤潮异弯藻表现出去除作用,这表明改性后的粘土对赤潮异弯藻的去除能力得到了显著的提高。同时还对改性粘土去除赤潮异弯藻的絮凝动力学及其对养殖生物日本对虾仔虾的生态毒性情况进行了研究,发现粘土的种类、用量,改性剂的用量及溶液的pH值等因素都能够影响体系的絮凝沉降速率,通过分析各种影响因素发现在粘土体系中引入有机改性剂是提高其除藻能力的主要因素。另外,毒性实验发现所用改性剂对养殖生物的毒性较小,半致死浓度约为61.9mg/L,比传统的季铵盐的毒性降低了50倍左右,是一种较为安全有效的粘土有机改性剂。     

改性粘土絮凝法对太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)稚贝的影响

本实验以太平洋牡蛎稚贝(Crassostrea gigas,～0.2cm)为对象,研究了HDTMA有机改性粘土和PAC无机改性粘土絮凝法治理赤潮时对海洋底栖生物的影响。96h急性毒性实验中二者对牡蛎稚贝的半致死浓度(LC50)分别为4.62g/L和2.67g/L。在能够有效去除赤潮微藻的浓度条件下(0.10g/L),经慢性毒性实验发现改性粘土对牡蛎稚贝成活率无影响,牡蛎生长速度较对照组没有明显差异,滤食率比培养实验初始时升高了3～4倍,同时在牡蛎超微组织结构中未发现机械损伤。通过模拟改性粘土去除赤潮生物(Heterosigma akashiwo和Prorocentrum donghaiense)过程中对生物体的影响,发现改性粘土絮凝法通过去除赤潮藻能显著提高牡蛎的存活率,所以HDTMA有机改性粘土和PAC无机改性粘土絮凝法在赤潮生物防控中可以作为一项有效的应急措施。     

江苏－山东沿岸大型绿藻微观繁殖体时空分布特征研究

为研究暴发浒苔绿潮的黄海近岸水体中大型绿藻微观繁殖体时空分布和种群演替,以及绿潮对海域繁殖体群落结构的影响,本研究在江苏－山东沿岸设置4个站位,开展周年取样调查研究。通过室内培养和分子检测结合的方法,共鉴定出6种大型绿藻:缘管浒苔(Ulva linza)、浒苔(U. prolifera)、扁浒苔(U. compressa)、孔石莼(U. pertusa)、未命名种(Ulva sp.) 和盘苔(Blidingia sp.)。定量研究结果表明,各站位微观繁殖体丰度和种类组成具有明显时空变化特征,苏北浅滩与青岛近岸周年绿藻微观繁殖体丰度明显高于连云港燕尾港和日照岚山港站位;各站位丰度呈双峰型波动,春季到初夏达最高,秋季为次高峰,其他季节丰度较低。群落结构组成研究表明,苏北浅滩周年存在较高丰度的浒苔微观繁殖体(平均为77株/L),其中造成黄海大规模绿潮的“漂浮生态型”浒苔占绝对优势,年均占浒苔微观繁殖体总数的75.7%;青岛近岸微观繁殖体种类组成波动显著,在夏季大规模浒苔绿潮到达时,优势种从缘管浒苔转变成浒苔,其中,“漂浮生态型”浒苔微观繁殖体数量急剧上升,并在绿潮消退时快速消失。对比研究显示,苏北浅滩海域是浒苔微观繁殖体“栖息地”,对维持浒苔种群、造成绿潮连年暴发具有重要作用;青岛近岸微观繁殖体群落受到大规模漂浮浒苔的季节性扰动,其组成结构在绿潮暴发期发生显著变化。     

盐度对浒苔(Ulva prolifera)微观繁殖体萌发生长及藻体繁殖的影响

黄海绿潮起源于苏北浅滩,每年夏天漂移到青岛沿岸泛滥成灾,对生态环境造成严重破坏。苏北浅滩受沿岸径流输入影响,盐度变化范围大,青岛海域盐度较稳定,稍高于苏北浅滩。盐度对浒苔微观繁殖体萌发、藻体生长及繁殖过程具有重要作用,通过室内连续受控实验,系统研究了固定盐度(5、10、15、20、25、30、33、35)和变化盐度(盐度逐渐降低)对浒苔微观繁殖体固着、萌发、藻体生长和繁殖不同阶段的影响,主要结论如下:固着阶段,盐度5不利于浒苔微观繁殖体的固着,盐度10～35对微观繁殖体固着的影响不显著,相同盐度下,孢子的固着量显著高于配子。萌发阶段,不同盐度(5～35)及不同盐度变化形式对微观繁殖体(孢子和配子)的萌发没有显著影响,孢子的萌发速度快于配子,最终均能完全萌发。生长阶段,低盐(5～15)不利于浒苔幼苗的生长。繁殖阶段,当盐度≤10时,浒苔不进行生殖活动;盐度15～35范围内,浒苔可以产生微观繁殖体,完成一个完整的生活史;在绿潮形成过程中,孢子的生殖策略为K对策,配子的生殖策略为R对策。上述结论表明,在苏北浅滩和青岛海域,盐度不是限制浒苔发生发展及繁殖过程的关键环境因子,明确了盐度在绿潮发生...     

2013年春季苏北浅滩紫菜养殖区绿藻和微观繁殖体的分布现状

为了揭示苏北浅滩紫菜养殖区附着绿藻和绿藻微观繁殖体的分布现状,从2013年三月到五月份对苏北浅滩紫菜养殖区及附近海域进行航次调查。结果表明, 绿藻微观繁殖体在水体和沉积物中广泛分布,水体中的平均值为267株/L,沉积物中的平均值为43株/g。调查期间,紫菜养殖区筏架上附着绿藻的生物量持续增长。在紫菜筏架上发现有浒苔,缘管浒苔,盒管藻三种绿藻,其优势种为盒管藻,其次是浒苔。研究表明,绿潮发生早期在苏北浅滩海域存在绿藻微观繁殖体和附着绿藻,这将为中国绿潮治理提供理论支撑。     

悬浮液中硫酸根对改性粘土去除藻华生物效率的影响

本文研究了改性粘土悬浮液中硫酸根对其去除藻华生物效率的影响,通过Zeta电位、沉降速率和粒径分布等分析了改性粘土对藻华生物的去除效率,探讨了硫酸根与改性粘土的作用机制。结果显示:改性粘土对抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)的去除效率随悬浮液中硫酸根浓度的增加呈现先降低后升高的趋势,改性湖北土和改性江苏土对抑食金球藻去除率较低时(40%)的硫酸根浓度分别为6.46×10–3—2.42×10–1mol/L和6.46×10–3—2.42×10–2mol/L;改性粘土颗粒的Zeta电位随着硫酸根浓度的增加而降低,然后保持相对稳定;悬浮液中改性粘土颗粒的沉降速率和中值粒径D50呈现先增加后降低的趋势,对于改性江苏土,在硫酸根浓度为2.42×10–2mol/L时颗粒的沉降速率最大。综上所述,悬浮液中硫酸根主要通过降低粘土颗粒表面电荷密度、桥联改性粘土组分和影响粘土颗粒分散性等作用影响改性粘土对藻华生物的去除效率。     

苏北浅滩沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性

本研究通过在2017年秋冬季组织实施的2个绿潮种源调查航次,研究苏北浅滩紫菜养殖区沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性。对沉积物中的微观繁殖体的定量实验结果表明:表层泥样中绿藻微观繁殖体的丰度最高,随着深度的增加迅速降低。在9月份表层沉积物中丰度为9±2ind./g,而在11月份表层丰度达到98±25ind./g;与9月份相比, 11月份浅滩沉积物中绿藻繁殖体数量呈现出显著升高的趋势。通过对51个绿藻样品的分子鉴定发现:沉积物中存在石莼属(Ulva)、尾孢藻属(Urospora)、盘苔属(Blidingia)等大型绿藻的微观繁殖体;数量占优是石莼属繁殖体,主要包括曲浒苔(Ulva flexuosa)、浒苔(Ulva prolifera)、扁浒苔(Ulva compressa)、缘管浒苔(Ulva linza);其中曲浒苔占据的比例最高,在9和11月份分别达到80.94%和73.33%。在2个调查航次中,都从沉积物中发现了绿潮浒苔的微观繁殖体,这些微观繁殖体是绿潮浒苔在苏北浅滩种源维持的重要方式和关键阶段,也构成了黄海浒苔绿潮连年暴发的"种子库"。     

长牡蛎和紫贻贝对浒苔微观繁殖体生物控制的可行性研究

近年来我国绿潮灾害频发,滤食性贝类对浒苔的生物防控是潜在的防控策略之一。本研究基于实验室内可控实验,探究了长牡蛎(Crassostreagigas)和紫贻贝(Mytilusedulis)对浒苔微观繁殖体的滤食作用,并在江苏如东紫菜养殖区进行了长牡蛎和紫贻贝离底式平挂养殖试验。室内滤除实验结果表明,牡蛎和贻贝均可有效截留浒苔微观繁殖体,平均截留速率分别为6892和1589ind/(ind·h),部分被截留的颗粒失去萌发活性,有效滤除速率为3980和574ind/(ind·h)。现场养殖实验结果表明,长牡蛎和紫贻贝可在紫菜养殖区生长存活,每天约能滤除水体中63.7万个浒苔微观繁殖体。研究证实了两种贝类对微观繁殖体的有效滤除能力及江苏浅滩进行牡蛎和贻贝养殖的可行性。养殖方式的进一步的优化改进,以及研究江苏浅滩其他滩涂贝类对浒苔的防控潜力,还需进一步深入开展。     

浒苔孢子在不同材料基质上的附着萌发差异性研究

本研究针对黄海绿潮早期发生过程,以浒苔生殖细胞附着生长特征为切入点,以其主要原因藻种浒苔(Ulva prolifera)为材料,对比研究了不同材料附着基质对浒苔孢子附着萌发的影响。发现孢子在2—6h内的附着率达到80%,尤其是在前2h内的附着速率最快,而且在不同材料的基质上都能完成附着萌发,但萌发数量存在显著差异性,孢子在紫菜养殖筏架相关材料(塑料、竹片、尼龙网衣、塑料网衣)上的萌发率显著高于浅滩、礁石和养殖池相关材料(细砂、海泥、石块)。浒苔孢子还可以在藻段上完成附着萌发,而橡胶和鱼粉袋相关材料对浒苔孢子的萌发存在抑制作用。对比浒苔孢子和配子的萌发特性发现两者有异同点,两者在塑料、竹片等筏架相关材料上萌发率均较高,而孢子在藻段以及橡胶浸出液和鱼粉溶液中的萌发数均显著高于配子。本研究发现紫菜养殖筏架更有利于浒苔孢子的附着萌发,这进一步说明苏北浅滩数十万亩的紫菜养殖筏架在绿潮早期形成过程中为浒苔孢子提供了重要的附着基质。本研究结果将为探讨紫菜养殖筏架在绿潮早期发生过程中的重要作用,并为养殖筏架防附着材料的选用提供参考。     

Quantitative,molecular and growth analyses of Ulva microscopic propagules in the coastal sediment of Jiangsu province where green tides initially occurred

From 2007 to 2011, large-scale green tides formed by unattached filamentous alga, Ulva prolifera in Ulva linza–procera–prolifera complex, have initially occurred in Jiangsu coasts of China. The real niche or the substrate(s) on which U. prolifera attaches before it starts to float is still under debate. However, great numbers of Ulva propagules would be supposed to exist in the microscopic, overwintering stage for the next spring's bloom in coastal environments. This study was designed to confirm the above prediction and investigate abundance, species composition and growth characteristics of Ulva propagules in the sediments. Quantification result showed that Ulva propagules widely distributed in the sediments and the abundance of these isolates did not change much over a 3-month testing period at low temperature in darkness. Molecular data based on three DNA markers revealed that four Ulva species existed in the sediments, among which green-tide forming alga, U. prolifera, was included. Elevated levels of temperature, irradiance as well as nutrients in seawater greatly facilitated recovery and growth of propagules. Results of this investigation indicated the possibility of microscopic propagules turning directly into floating biomass in season when temperature, irradiance and nutrients together meet the required levels in questioned coastal water area.     

苏北沿岸流对浒苔暴发及漂移过程的影响

根据2009年5月的温度、盐度和溶解氧观测数据,应用"对应分析法"对水团的分布范围和特性进行了分析,并探讨了苏北沿岸流对浒苔(Enteromorpha prolifera)暴发及漂移过程的影响。结果表明,春季苏北沿岸流向东南流动过程中,可以将海水中悬浮的浒苔繁殖体向南输运至长江冲淡水与苏北沿岸流交汇处,此处的浒苔繁殖体在适宜的条件下生长繁殖。在夏季风的作用下,长江口北部的浒苔与苏北沿岸海域的浒苔,随表层海流向北漂移,在地球偏转力作用下,漂移路径不断向右偏转,并最终在山东半岛南部海域聚集堆积。苏北沿岸流在浒苔暴发初期将繁殖体输送到条件适宜的生长区,并对浒苔向北漂移起到了重要作用。长江冲淡水向北扩展范围的增大对于浒苔的生长和繁殖起到了促进作用。查明浒苔扩散路径及输运机制不仅具有重要环境意义,而且对深入了解沿岸和河口区泥沙及污染物的扩散和输运机制具有指示作用。     

绿潮藻浒苔微生物高效降解及生物乙醇制备

从绿潮藻暴发海域的底泥和腐烂浒苔(Ulva prolifera)中,筛选出一株可高效降解浒苔纤维素的微生物菌株(F菌株),通过刚果红染色实验以及真菌的ITS分析,鉴定为曲霉属真菌。以浒苔为诱导培养基制备F菌株的粗酶液,测得其滤纸纤维素酶活为34.79 U/m L。在发酵实验中,当酶解条件为6%的粗酶液添加量、反应温度为38℃、反应时间为60 h、pH为6.8时,浒苔纤维素降解效果最好,酶解液发酵乙醇产量最高达到28.98 g/L。     

苏北浅滩筏架附生绿藻群落结构变化及与环境因子的相关性探究

苏北浅滩是研究浒苔绿潮早期形成机制的重要区域,该区域紫菜养殖筏架上附生绿藻的群落结构变化对浒苔绿潮的发生具有重要影响,环境因素在其中发挥了重要作用.为了探明导致苏北浅滩绿藻群落结构变化的主要环境因素,本文通过分子生物学和种群生态学方法对筏架附生绿藻群落结构进行了研究,结果表明:(1)苏北浅滩筏架附生绿藻群落主要由浒苔(...     

改性粘土絮凝后残留的太平洋亚历山大藻(Alexandrium pacificum)毒素变化研究

改性粘土法是一种高效、环保的有害藻华应急处置技术,可通过絮凝作用有效去除水体中藻华生物。但利用改性粘土絮凝产毒藻后,水体中胞内外藻毒素的变化情况目前尚不清楚。文章考察了I型改性粘土(MCI)絮凝典型产毒甲藻——太平洋亚历山大藻(Alexandriumpacificum)后,水体中残留藻细胞内和胞外麻痹性贝类毒素(paralytic shellfish toxins, PSTs)含量、组分的变化情况。实验结果表明, MC I对密度为6.11×10~3 cells/mL的A. pacificum 3小时去除率达62%,水体中残留藻细胞单细胞毒素含量和PSTs组分与对照组无显著差异,但水体中总PSTs含量大大降低,其中由絮凝沉降导致的胞内PSTs被去除量占水体中PSTs总减少量的90%以上。另外,针对MC I对胞外PSTs吸附效果的研究发现,低于0.5 g/L的MC I对胞外PSTs无明显吸附效果,而在利用0.2 g/L MC I絮凝去除大部分亚历山大藻后,水体中胞外PSTs含量无明显变化。由此可以推测该用量下的MC I未造成大量藻细胞破裂向水体中释放毒素。该研究结果将为改性粘土治理有毒甲藻藻华的现场应用提供科学依据。     

基于无人机遥感的黄海绿潮搁浅生物量估算

浒苔在近岸搁浅后会破坏海岸景观,干扰水上运动,给滨海旅游业造成严重影响。本文使用无人机搭载的多光谱和可见光传感器对山东半岛的海阳、乳山和文登的三个海滩搁浅的浒苔进行航拍监测,并结合地物光谱测量数据,分别选择归一化植被指数（NDVI）、差值植被指数（DVI）和虚拟基线高度浮藻指数（VB-FAH）对海滩搁浅浒苔与岸边植被及非植被（海水、沙滩）进行识别评估,并分别估算了三个研究区搁浅浒苔的生物量。研究结果表明：NDVI可以识别植被和非植被,但无法区分潮间带上部和潮间带下部分布的浒苔;DVI和VB-FAH对植被和非植被的区分度不高,但对不同分布的搁浅浒苔具有一定的区分度,其中,DVI对潮间带上部和潮间带下部分布浒苔的识别能力优于VB-FAH。因此,通过对岸边植被进行腌膜,利用DVI构建海滩搁浅浒苔生物量估算模型,实现了海滩搁浅浒苔生物量的估算。海阳、乳山和文登三个海滩搁浅浒苔的生物量分别为1 468 t、745 t和5 034 t,本文提出的方法可以为搁浅浒苔的清理和资源合理分配提供技术支持。