2013年我国近海赤潮引发种种类和分布研究

对2013年全国海洋环境监测1626个站位生物数据进行分析, 以近2001年～2013年在我国近海海域明确发生赤潮的生物作为赤潮引发种, 开展其种类组成和数量分布研究。结果显示: (1)我国近海赤潮引发种隶属于8门60种, 其中产毒种12种, 甲藻27种, 硅藻20种。(2)2013年共监测到上述赤潮引发种50种, 各监测站位种类数在0～25种之间, 平均密度在84～1.16×10¹¹个/m³之间, 赤潮引发种种类数、密度分布大致都呈现近岸至远海递减的趋势, 但在长江口及其邻近海域, 呈现先增大后减小趋势。(3)2013年各海区赤潮引发种种类数在36～42之间, 平均密度渤海>东海>南海>黄海, 多样性指数渤海>黄海>南海>东海, 都以中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为优势种。(4)作为高频赤潮引发种,2013年中肋骨条藻(S. costatum)主要分布在我国近岸及近海海域; 夜光藻(Noctiluca scintillans)在我国近岸、近远海海域都有分布; 东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)主要分布在黄海和东海的近岸和近海海域; 米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)分布较为广泛, 但出现的站位较少; 红色中缢虫(Mesodinium rubrum)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)只在很少区域有分布。该研究结果有助于摸清我国近海海域赤潮生物种类和分布状况, 可为赤潮的预警及其防灾减灾提供基础科学依据。     

浙江梅山湾表层沉积物中甲藻孢囊分布和多样性研究

甲藻孢囊可以为赤潮提供种源, 还可用于指示海区富营养化状态。以往对甲藻孢囊分布的研究多集中于开放性水域和自然形成的海湾中, 在半封闭性人工海湾中的研究较少。梅山湾原属南北开放水域, 但于2012~2017年在向陆侧建设了北坝和南坝, 使其成为半封闭式人工海湾。通过对梅山湾内外海域采集到的6份表层沉积物样品分析, 共鉴定出37种甲藻孢囊, 其丰度介于237~1 054 cysts/g。甲藻孢囊平均丰度湾内高于湾外, 推测是筑堤后湾内水动力减弱, 悬浮物质浓度降低, 水体透明度升高, 水中颗粒物质沉积速率降低和水体富营养化所导致。调查海域甲藻孢囊物种多样性指数介于1.63~2.47, 均匀度指数介于0.58~0.82, 两者湾外均显著高于湾内, 反映出湾内生态系统稳定性更弱, 发生赤潮的可能性更高。研究共检出16种赤潮种和9种有毒甲藻孢囊, 产毒种及赤潮种丰度和种类占比湾内都高于湾外, 优势种有原多甲藻(Protoperidinium sp.)、美利坚原多甲藻(Protoperidinium americanum)、透镜翼甲藻(Diplopsalis lenticula)、微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)、链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)和锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)。“筑堤效应”加剧了湾内外表层沉积物中甲藻孢囊分布的差异性, 也加重了湾内有毒有害赤潮发生的风险, 故应重视对湾内有毒有害甲藻的监测。     

福建福宁湾表层沉积物中甲藻孢囊分布与多样性研究

孢囊是甲藻生活史中特殊的休眠阶段,被认为是赤潮发生的种源。于2018年4月采集了福建福宁湾海域表层沉积物,对沉积物中甲藻孢囊的分布规律进行了研究,重点揭示有毒有害甲藻孢囊的分布;同时测定了沉积物中生源要素含量,以揭示孢囊分布与生源要素的关系。共鉴定甲藻孢囊25种,其中别什藻(Biecheleria tirezensis)孢囊占据优势。孢囊的种类多样性指数(H'')偏低,为2.06~2.34;均匀度指数(J)为0.71~0.81。孢囊密度介于178.6~386.3 cysts/g (以干重计,下同),平均为286.0cysts/g。孢囊密度高值区位于水深较深、沉积物颗粒较细的长表岛外海域,而低值区则位于长表岛至海尾角的近岸海域。值得注意的是,研究分析鉴定出9种有毒有害甲藻的孢囊,包括麻痹性贝类毒素(paralytic shellfish poisoning,PSP)原因种奥氏亚历山大藻(Alexandrium ostenfeldii)和链状/塔玛亚历山大藻(Alexandrium catenella/tamarense)孢囊复合体、goniodomine A原因种平野亚历山大藻(Alexandrium hiranoi)、虾夷扇贝毒素(yessotoxin,YTX)原因种具刺膝沟藻(Gonyaulax spinifera)和网状原角藻(Protoceratium reticulatum)、产生鱼毒素的哈曼褐多沟藻(Pheopolykrikos hartmannii)以及赤潮藻类Barrufeta bravensis、锥状斯氏藻(Scrippsiella acuminata)和垂裂莱万藻(Levanderina fissa),其中Barrufeta bravensis、Gonyaulax spinifera和Scrippsiella acuminata的孢囊分布广泛且密度较高,需引起关注。     

微生物复合改性粘土去除东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)初探

近年来,随着对抑藻微生物认识的深入,利用藻-菌相互作用控制有害藻华展现出极大的应用前景。在前期改性粘土治理有害藻华方法的基础上,首次将不同种类的微生物与传统的改性粘土复合,研究了不同的复合比例、制备方式等对典型有害藻华生物——东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)去除效率的影响,初步探讨了其作用机制。结果表明:菌密度1.5×1010 cells/L的EM菌(effectivemicroorganisms,有效性微生物)及其滤液可以有效去除东海原甲藻;利用EM菌对粘土进行复合改性处理可以进一步提高改性粘土的除藻能力,呈现出1+12的效果。在适宜范围内,增加熟化时间与温度有利于复合改性粘土除藻效率的提升。文章进一步分析探讨了EM菌复合改性粘土的除藻机制,认为改性粘土通过富集EM菌和分泌的抑藻物质,增加了其对微藻的直接和间接除藻作用;适宜的熟化温度和熟化时间可促进EM菌的繁殖及其在改性粘土上的吸附,有利于复合改性粘土去除效率的提升。上述研究结果为改性粘土治理有害藻华技术的进一步提升和完善提供了新的探索。     

改性粘土对球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的去除作用

利用改性粘土去除藻华生物是目前有害藻华应急处置最常用的方法。本文研究了六种铝盐改性粘土(PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC、AC-MC、AS-MC、PAS-MC)对藻华生物球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的去除效率,考察了悬浮液pH、改性粘土颗粒表面电位及粒径分布等因子对去除效率的影响。结果显示:不同赤潮生物由于生物特征不同,其去除效率存在较大差异,PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC对东海原甲藻有较高的去除效率,但对于球形棕囊藻去除能力较差;AC-MC、AS-MC、PAS-MC对两种藻华生物均有较好的去除效果,但对水体酸碱扰动较大,在pH敏感水域应注意用量;对于同一种改性粘土,提高铝离子含量、增加改性粘土浓度有利于除藻效率的提升;自絮凝程度越低、表面正电性越强(或负电性越弱)、悬浮液pH值越低的改性粘土,除藻能力越强。本研究进一步为改性粘土应急处置有害藻华提供了参考。     

生物胺对赤潮藻生长的影响作用初探

选取东海赤潮高发区常见的两种甲藻[东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)]和两种硅藻[中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、海链藻(Thalassiosirasp.)],以2-苯基乙胺、腐胺、亚精胺、精胺四种赤潮水体中常见的生物胺为因素,设置0、5、25、100nmol/L四个浓度水平,进行L16(45)正交添加培养实验。根据Logistic生长模型进行曲线拟合,分析得到的生长参数。结果显示,不同的生物胺对各赤潮藻生长影响的大小、趋势均存在差异。其中,2-苯基乙胺对四种赤潮藻的生长影响最显著。高浓度的2-苯基乙胺对中肋骨条藻的生长具有明显的抑制作用,对塔玛亚历山大藻的生长具有明显的促进作用。多胺物质(腐胺、亚精胺和精胺)对甲藻(东海原甲藻和塔玛亚历山大藻)生长的促进作用大于硅藻(海链藻和中肋骨条藻)。多胺中的亚精胺对塔玛亚历山大藻和海链藻的生长影响最大,精胺对东海原甲藻和中肋骨条藻的生长影响最大。多胺可能是2010年东海赤潮由中肋骨条藻向东海原甲藻演替的一个诱导因素,其中精胺可能发挥的作用较大。     

一种提高粘土矿物去除赤潮生物能力的新方法

在研究粘土颗粒与赤潮生物絮凝作用的基础上，建立了粘土表面改性对其絮凝作用影响的理论模型，认为改变粘土颗粒的表面性质提高其去除赤潮生物能力的主要途径，提出在粘土中引入ＰＡＣＳ（聚羟基氯化铝）的改性方法。结果表明，对于微型原甲藻（Ｐｒｏｒｏ－ｃｅｎｔｒｕｍ ｍｉｎｉｍｕｎ）体系，粘土中引入微量ＰＡＣＳ后，其去除率达９０％以上的高岭土用量由原来的２ｇ／Ｌ降至０．１ｇ／Ｌ，去除效率提高近２０倍。考察了ＰＡ     

铁铝复合改性粘土去除藻华生物的效率与机制初探

粘土表面改性是提高粘土絮凝有害藻华效率的重要方法。本文融合铁系与铝系絮凝剂的优点,将两者复合,制备出了不同Fe含量的铁铝复合改性粘土,考察其对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)的去除效率。结果表明,铁的复合对原改性粘土去除藻华生物的效率具有提升作用,该作用随Fe含量的增加而增大,最高可达20%—30%。本研究还采用Zeta电位仪和粒子成像测速仪测定了复合改性粘土在海水中的表面特征和絮凝特性,发现与原改性粘土相比,铁铝复合改性粘土体系中,随Fe含量的增多,粘土表面电位最高可提升15%;稳定絮凝体指数(γ)降低,絮体强度增加。因此, Fe盐的引入,可以有效提高改性粘土颗粒表面正电性和絮体的抗破坏能力,从而增强改性粘土的絮凝除藻效果。     

聚苯乙烯微塑料对东海原甲藻生长的影响

微塑料是海洋中的一种污染物,近年来已成为全球关注的热点环境问题。东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）是我国东海海域常见的有害赤潮藻,目前尚未有关于微塑料污染对东海原甲藻影响研究的报道。为了探讨聚苯乙烯（PS）微塑料对东海原甲藻生长的影响机制,阐明海洋微塑料对东海原甲藻生长的影响,本研究开展了东海原甲藻在聚苯乙烯微塑料差异化暴露条件下的生长动力学室内模拟实验。结果显示：①5 mg/L溶解性有机质（DOM）可促进东海原甲藻的生长;②10 mg/L（0.1 μm粒径）的聚苯乙烯微塑料对东海原甲藻前期生长的影响,表现为先抑制、后促进;③聚苯乙烯微塑料会抑制处于稳定期和衰退期东海原甲藻的生长;微塑料粒径越小、浓度越高抑制作用越强;浓度的抑制效应强于粒径的。我们研究发现聚苯乙烯微塑料会影响东海原甲藻的生长,这将为微塑料和赤潮藻复合污染生态效应以及海洋生态系统保护提供新的科学依据。     

三种海洋浮游微藻的分子鉴定及培养条件研究

采用分子生物学手段结合形态特征对海洋中生活着的浮游单细胞海藻进行准确无误的分类鉴定,正在成为一种普遍接受的方式。这样做的前提是首先需要从海水中分离得到纯藻株, 掌握它们的生活条件, 获得生物量, 并进而完成鉴定。作者对一株裸甲藻类似种和两株新分离的赤潮单细胞海藻进行了分离、培养和鉴定。核糖体18S RNA 基因(18S rDNA)和转录单元内间隔区(ITS)序列分析结果显示这三株藻分别为共生甲藻(Symbiodinium sp.)、锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)和赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)。作者以广泛使用的光密度值A₆₈₀作为衡量藻体生物量变化的指标, 研究了这三种藻在不同培养条件下的生长。结果表明, 在批次培养中, 共生甲藻、锥状斯氏藻和赤潮异弯藻的生物量都在22℃达到最大, 分别为9.28×10⁵个/mL、7.9×10⁴个/mL 和4.75×10⁵个/mL; 强光和长时间光照促进生长, 但锥状斯氏藻在强光下更早进入衰退期; 三种藻都表现出较强耐受盐度变化的能力,在盐度为15～36 的培养液中生长良好; 营养实验表明, 使用882 μmol/L 的NO₃^- 和36.2 μmol/L 的PO₄^3-能够维持三种海藻的快速生长。     

2017年春、夏季黄海35°N共发的绿潮、金潮和赤潮

于2017年4月至6月，沿南黄海35°N断面出现了罕见的绿潮、金潮和赤潮等有害藻华共发现象。本研究通过现场定时定速拖网等方法，对黄海35°N断面不同站位的大型漂浮藻类进行了定量观测，并对赤潮区浮游植物进行了显微镜观察。结果表明：沿35°N断面的漂浮绿藻和马尾藻生物量具有明显的时空变化特征，4月下旬漂浮绿藻和马尾藻开始零星出现，5月下旬生物量和分布范围明显增加，在6月上旬达到最大，随后在6月下旬降低。漂浮绿藻和马尾藻的分布区域存在差异，120°30''—122°30''E为两者共同分布海域，向西以漂浮绿藻为主，向东则以马尾藻为主。分别于5月下旬和6月下旬在黄海35°N断面发现了1次米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）赤潮和1次赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）赤潮。基于现场获取的水文数据，本文对南黄海海域的环境条件及其对有害藻华分布的影响进行了讨论。沿35°N断面共发的绿潮、金潮和赤潮现象表明黄海海域正面临严峻的海洋生态问题，通过对该海域赤潮、金潮和绿潮的长期观测，可望揭示这些藻华灾害形成机制和演变规律，为针对性地开展有害藻华预报、预警和防控提供科学依据。     

赤潮的监测和防治简介

近海水域有机物污染,引起海水富营养化,是形成赤潮的主要原因。赤潮不仅给渔业生产、海水养殖业带来重大损失,而且破坏了海洋环境,危及人民的健康。近年来,我国沿海赤潮时有发生,应加强对有发生赤潮潜在危险海区的经常性观测和监测;切实控制沿海工业和生活污水的任意排放;科学、合理地开发利用海洋资源;推广科学养殖技术,防止海水养殖自身污染;大力开展有关赤潮科学的研究,特别是赤潮的防治方法和技术研究,避免或减少赤潮造成的危害     

粘土-MMH体系絮凝赤潮生物的动力学研究

根据分子碰撞理论和粘土表面改性对絮凝作用的影响,进行了粘土－ＭＭＨ体系絮凝沉降赤潮异弯藻（Ｈｅｔｅｒｏｓｉｇｍａ ａｋａｓｈｉｗｏ针藻）和新月菱形藻（Ｎｉｔｚｓｃｈｉａ ｃｌｏｔｅｒｉｕｍ）硅藻）表面电性,并对上述两种藻进行絮凝动力学实验。结果表明,一定颗粒度的粘土对赤潮异弯藻和新月菱表藻的絮凝速率随体系中ＭＭＨ比例的增大而呈不同程度的提高,对于粘土／ＭＭＨ比一定的混合体系,絮凝速率随粘土浓度的增     

赤潮的危害和预测预报

近岸水域有机物污染,引起海水富营养化是形成赤潮的主要原因。近年来,我国沿海赤潮频发,不仅给渔业生产、海水养殖业带来重大损失,而且破坏了海洋环境,危及人类的健康。对赤潮的观测和监测是开展赤潮预测预报的基础,应加强对时有发生赤潮潜在海区的经常性观测和监测,卫星遥感监测赤潮是目前所采用的一种先进技术。对赤潮的预测分为长期预测、中期预测和短期预测,根据观测结果发布长、中、短期预报应加强对赤潮的防治方法和技术的研究,避免或减少赤潮造成的危害。     

浮游植物多样性与表观增氧量的关系及其在赤潮预警中的应用

近年来应用微型围隔生态实验探讨了浮游植物多样性与表观增氧量(AOI)的关系及其在赤潮预警与评价中的应用。结果显示,在赤潮发生过程中,浮游植物多样性与生物量(以AOI计)存在显著的相关关系。多样性指数H'与AOI呈密切的负相关关系,优势度D₂呈密切的指数正相关关系。该研究以赤潮预警与评价的AOI参考指标为依据,利用H'和D₂与AOI的相关模式,提出了赤潮预警与评价的H'和D2的指标值,赤潮预警的H'和D₂指标分别为0.72和0.36,赤潮判别的H'和D₂指标分别为0.66和0.51。     

珠江口赤潮生物及其与环境关系

样品于１９８７年２月至１９８８年２月采集于珠江口水域。从珠江口水域鉴定出２６种赤潮生物，分析了赤潮生物的季节更替现象，讨论赤潮生物与温度、盐度、营养盐的关系。     

改性黏土对褐潮生物种Aureococcus anophagefferens的去除研究

褐潮是一种由微微型藻引发的藻华,已连续4年在渤海海域暴发,给当地带来巨大的经济损失。目前,在褐潮尚不能有效预防、预控情况下,如何控制和减少其对生态环境和沿海经济带来的危害,成为一个急需解决的问题。利用改性黏土消除藻华是一种快速有效、并得以多次现场成功应用的方法。考察比较了多种不同产地、不同类型的黏土及其改性后对褐潮生物种Aureococcus anophagef ferens(抑食金球藻)的去除效果,选取5种典型的黏土作为主要的实验材料,开展了不同条件下黏土及其改性后对A. anophagef ferens去除效率的影响研究。实验发现,因A. anophagef ferens个体微小、藻华时密度大,相同用量的黏土或改性黏土对其去除效率低于常见的硅藻、甲藻生物;不同类型黏土对其去除效率有影响,高岭土的去除效率高于蒙脱土;而黏土改性后对A. anophagef ferens的去除效率提高3倍以上。在此基础上,还考察分析了黏土粒径、分散介质等因素对A. anophagef ferens去除效率的影响,为进一步研发安全、高效的褐潮应急消除材料做了有益探索。     

基于深度学习的赤潮发生预报方法研究

赤潮作为海洋灾害,对海洋渔业、生态、经济,以及人类生产、生活造成了严重影响。一直以来,赤潮受到研究者的广泛关注,但由于它的形成机制比较复杂,使得赤潮预报极具挑战性。针对赤潮预报的研究问题,本文收集了厦门海域赤潮发生前后的海洋监测数据,结合皮尔逊相关系数、散布矩阵、复相关系数方法,分析多环境因子与赤潮发生多要素的关联情况,重点采用基于深度学习的LSTM与CNN融合方法,挖掘环境因子的时序依赖,发现序列数据的局部特征,对赤潮发生进行预报。在厦门一号和厦门二号数据集中,本方法在预报未来12 h内的赤潮情况时,RMSE、MAE误差分别达到0.521 8、0.504 3。通过协同对比模型进一步确定赤潮发生的预报概率,在两个数据集上的最终预报准确率分别为67.58%和63.49%。本研究为赤潮的分析预报提供了探索经验,证明了将深度学习方法应用于赤潮预报的可行性。     

不同体系改性粘土对浒苔(Ulva prolifera)微观繁殖体去除及萌发的影响

本文研究了2种无机改性粘土在3种不同改性配比下对浒苔微观繁殖体去除效果及萌发的影响。结果发现,去除率随改性粘土及改性剂用量的增加而升高,相同条件下硫酸铝(AS)改性粘土对浒苔微观繁殖体的去除效果优于聚合氯化铝(PAC)改性粘土,其中1:5 PAC改性粘土在0.5 g/L时去除率为62%,AS改性粘土则可达到80%。添加改性粘土后上层水体中浒苔微观繁殖体相对萌发率随改性粘土及改性剂用量的升高而降低,总体系相对萌发率表现为先升后降趋势,在改性剂浓度为0.1 g/L时相对萌发率达到最高。两种改性体系中微观繁殖体在1:3配比、1.0 g/L浓度下均未能萌发。该结果显示,改性粘土可以有效去除浒苔微观繁殖体并抑制其萌发,这为我国绿潮灾害的防控提供了一种新思路。     

基于GIS的近30年长江口及其邻近海域赤潮时空分布特征研究

收集了1990年—2019年长江口及其邻近海域(120°30'E～123°30'E,29°00'N～32°30'N)记载的赤潮事件,基于GIS软件对所有赤潮事件进行整理,分析了赤潮的时空分布规律,并绘制长江口及邻近海域赤潮分布图.结果表明:近30年来,长江口及其邻近海域赤潮经历了先升高后下降的过程,赤潮次数共计144次,赤潮面积>1000 km2有28次.赤潮发生核心区集中在长江口外、花鸟山-嵊泗列岛、岱山岛-中街山列岛、舟山岛-朱家尖岛海域;长江口及邻近海域赤潮多发期为5—8月,5、6、7、8月发生的赤潮次数分别占总数的28.37％、34.75％、17.78和9.29％;东海原甲藻(Prorocenrum donghaiense)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)是长江口及其邻近海域最常见赤潮肇事种,发生次数分别为55次和40次,占统计总次数的38.19％和27.78％,2000年以来,东海原甲藻赤潮发生频率呈上升态势.