利用稳定同位素(15N)示踪技术研究浮游藻类氮素吸收速率特征

浮游藻类对溶解态氮的吸收同化是湖泊氮生物循环和水体富营养化发生机制探讨的关键环节。本文通过~(15)N稳定同位素添加实验以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、海链藻(Thalassiosira sp.)、卡德藻(Tetraselmis sp.)、剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)以及盐水隐藻(Rhodomonas salina)为研究对象,从浮游藻类氮素吸收时间、营养盐基质以及藻种差异三个方面研究五种藻类对铵氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、尿素氮(Urea-N)三种形态氮的吸收特征。研究发现:(1)浮游藻类对三种形态氮的吸收均在1h时吸收速率最高,其氮素吸收过程为快速吸收。(2)浮游藻类优先吸收还原态氮,其中NH_4~+-N吸收速率最高,当培养周期为1d和4d时浮游藻类对NH_4~+-N吸收速率的均值分别为4.05和4.15μmol/(L·h);浮游藻类对Urea-N吸收相对偏好系数为25.18—713.42,表现出对小分子溶解态有机氮的特定偏好性。(3)不同藻种对氮素吸收具有不同特征,其中,剧毒卡尔藻对三种形态氮的吸收速率均为最高,而铜绿微囊藻的吸收速率均为最低;不同藻种不同培养时间氮素吸收速率差异与浮游藻类生长周期等特性有关。不同浮游藻类对不同形态氮素表现出吸收特异性,对水体氮负荷和浮游藻类水华优势种形成将产生重要影响。     

海洋浮游藻色素分析和化学分类研究进展

综述了海洋浮游藻色素分析和化学分类研究的最新进展。指出目前以色谱柱串联技术为基础的高分辨高效液相色谱质谱联用已经成为色素分析方法的主要发展趋势。利用此方法对藻类特征色素进行再分析有助于获得对藻类色素分布的新认识。CHEMTAX是在宏观上对浮游藻进行化学分类的良好工具,采用多次运算的方式可以减少其对初始色素比值的依赖,使结果向"真实值"收敛,提高结果的准确性。指出研究以特征色素比值组合为基础的浮游藻精细化学分类方法,以及将以色素分析为基础的浮游藻化学分类应用于了解浮游藻功能类群在生源要素和生物矿物质等的生物地球化学循环过程中的作用是未来的发展趋势。     

《中国海洋湖沼学报》(英文版, SCI-E 收录) Chinese Journal of Oceanology and Limnology 2012 年第3 期论文导读

Pigment characterization for the 2011 bloom in Qin-huangdao implicated"brown tide"events in China孔凡洲,于仁成等:渤海秦皇岛沿岸海域近年来发生大规模藻华,对贝类养殖业构成巨大危害,但藻华原因种(一种细胞大小约2μm的微藻)一直未能鉴定。通过对2011年该海域藻华期间浮游植物色素的分析发现,高含量的19-丁酰氧基岩藻黄素是最为突出的特征色素,据此判断藻华原因种应为海金藻类     

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。     

几种典型藻种吸收光谱特性的比较

以小球藻、扁藻、裸甲藻和它们的混合物为研究对象,通过实验室培养连续观测其吸收光谱,对不同生长期藻类的吸收光谱进行了比较,分析了不同藻类675 nm处吸收系数与Chla浓度的关系,并分析了不同藻类的比吸收光谱。由于色素组成及其比例的不同、色素的包囊效应以及附属色素对吸收的贡献,不同藻种的比吸收光谱有所差异。研究表明,在Chla浓度范围为(27.69～2 856.47)mg.m-3时,比吸收系数在特征波段下的吸收值在440nm为(0.016 9～0.087 9)m2·mg-1,在675 nm为(0.011 2～0.054 9)m2·mg-1。     

基于诊断色素分析的胶州湾浮游藻功能类群研究

分析了2003年12月至2004年10月胶州湾18个站位7个航次的浮游藻色素组成(包括叶绿素和类胡萝卜素)。使用岩藻黄素、多甲藻黄素、色素组合(别黄素+19'-丁酰氧基岩藻黄素+19'-己酰氧基岩藻黄素+青绿藻黄素)和玉米黄素作为特定功能类群的诊断色素指标定义了四个浮游藻功能类群(PFTs), 即硅藻、甲藻、微型鞭毛藻和蓝细菌, 并根据各浮游藻功能类群的诊断色素(组合)占诊断色素总量的比例研究了各功能类群在胶州湾的时空分布特点, 结果表明硅藻是胶州湾的优势类群(平均占65.8%), 微型鞭毛藻次之(26.0%), 甲藻和蓝细菌最低(分别为6.3%和1.9%)。基于诊断色素指标的浮游藻功能类群分析是一种简便的判断优势浮游藻类群组成和丰度的方法。     

厦门港海水光合色素特征

应用反相高效液相色谱（RP-HPLC）方法分析测定了冬季厦门鼓浪屿水文观测站两周内不同潮位海水中的光合色素的组成与含量，包括多甲藻素、19‘-已酰基氧化岩藻黄素、硅甲藻黄素、硅藻黄素、玉米黄素、叶绿素a、脱镁叶绿素a、β-胡萝卜素等。同时还实测了小于藻、金藻、盐藻、甲藻、角毛藻、螺旋藻等多个实验室培养藻种的色素组成。数据表明，不同种类的藻类具有不同的色素组成特征，从海水中光合色素的分析数据可推测其浮游植物主要种类组成情况。潮汐的水动力情况在色素组成变化上有所反映，表明港内外的乳游植物组成分布有梯度存在，且在特征上有所不同。     

西赤道太平洋暖池区光合色素分布及其对浮游植物群落的指示作用

利用光合色素的生物标志性可以在"纲"水平上表征浮游植物群落结构。依托大洋科学考察第20航次和21航次,通过对西赤道太平洋不同区域5个站位的HPLC藻类色素分析及CHEMTAX程序因子分析,获取了暖池区光合色素及浮游植物群落的垂直分布信息。结果显示在寡营养的暖池区,玉米黄素(Zeaxanthin)及乙二烯叶绿素a(DV Chl a)与叶绿素a浓度呈显著的正相关,浮游植物群落结构以蓝细菌、原绿球藻及定鞭金藻为优势藻纲,按对生物量的贡献率原绿球藻大于蓝细菌大于定鞭金藻的。蓝细菌和原绿球藻分布在真光层不同深度,而在营养盐丰富的次表层优势浮游藻类为定鞭金藻。     

太湖水中可溶性有机质,悬浮质和浮游藻类色素的光学特性的测定

本文着重分析了分光光度计测定的太湖水体中悬浮质、可溶性有机质和浮游藻类色素在可见光波段(400nm—700nm)的吸收;讨论了对池塘及两种高等植物色素吸收的对比测定;并利用迭代回归方法对测试样品的散射效应进行了订正。结果表明:(1)可溶性有机质吸收在短波部分较强;并且随着入射波长的增大,吸收几乎呈指数律减小,减小速率比国外海洋中的测量结果小。(2)水中悬浮质对光具有较强的散射作用,散射系数约按入射波长呈倒数变化。(3)不同植物中的色素的吸收光谱有明显差异。此外,利用所测数据,本文还对冬季太湖水体的反射光谱和向下光照衰减系数进行了数值计算,表明该水体对入射光照的反射和衰减与纯净水情况有很大差别,目此,太湖水光学特性研究中必须考虑水中物质的影响。     

中肋骨条藻和东海原甲藻的散射特性

浮游藻类是海水中的重要组成成分,对其固有光学特性的研究有助于深入了解水体光学的辐射传输。在过去的30年中,大量的研究都集中在藻类吸收特性上,缺少对其散射特性的认识。本文利用分光光度计设计了在实验室中测量含颗粒水体散射和后向散射特性的方法,并利用标准球形颗粒对该方法的可行性进行验证,结果表明,在400~700 nm范围内,散射测量结果与理论值的一致性较好,最大误差小于3%,而后向散射测量结果在蓝紫光处的一致性较好,在近红外波段处有一定误差。运用这两种测量方法对东中国海常见的赤潮藻种中肋骨条藻Skeletonema costatum和东海原甲藻Prorocentrum donghaiense进行测量,结果显示:中肋骨条藻与东海原甲藻的散射系数幅值相近但谱形差异较大,前者随波长增加散射强度递减,后者则相反;在色素吸收较强的波段,两者散射强度均出现与其它波长位置变化趋势相反的情况,这主要是受细胞物质物理性质的影响。两者的后向散射差异较小,但可以看出其谱形受色素吸收的影响很大,在幅值上,东海原甲藻略高于中肋骨条藻,在550 nm处分别为0.001 74,0.001 43 m²/mg(以藻类叶绿素a浓度归一化),后向散射概率分别为1.104%和0.723%。