海洋异养浮游细菌参数的测定和估算

海洋中的异养细菌利用溶解有机物(Dissolved Organic Matter,DOM)转换为自身颗粒物(Particular Organic Matter,POM),然后被原生动物(主要是鞭毛虫和纤毛虫)捕食后再传递到后生动物构成微食物环(microbialloop)。近20多年的研究证实异养浮游细菌作为二级生产者对海洋生态系统的稳定和发展起到重要的作用。过去十几年国内研究海洋异养细菌的参数一直是细菌生物量(bacterialbiomass,Bb)、细菌生产力(bacterial production．Pb);     

海洋浮游细菌在碳循环中的作用

由于海洋浮游细菌(marine bacterioplankton)在全球碳循环中非常重要,浮游细菌的生物学和生态学研究成为当前生物海洋学最活跃的前沿领域之一。浮游细菌主要包括异养细菌(heterotrphic bacteria)和超微型光合原核生物(picoprokaryotes)蓝细菌(Synechococcus,聚球菌属,细胞粒径为0．5-1．5μm)     

温度对微食物网生物代谢的影响

生态学代谢理论(metabolic theory of ecology, MTE)指的是生物的代谢速度随着温度的升高而增加,随生物个体大小(即生物量)的增加而异速增长。根据MTE理论可预测异养过程与自养过程对温度的反应不同,低温对异养代谢的抑制要明显;而随着温度升高,异养代谢升高的速度比自养代谢升高的速度要快。MTE理论可以对海洋浮游微食物网生物的代谢研究进行理论指导,用于解释一些低温造成的海洋浮游生态学现象,以及预测全球变暖的影响。多年来人们一直根据MTE理论开展理论分析和实验检验,发现低温会抑制细菌和微型浮游动物的生长,并可以降低微型浮游动物的摄食率。春季高纬度海区的海水温度会抑制细菌的生长,而浮游植物则几乎不受影响,从而造成春季水华发生。温度和底物浓度是冷海(水温≤4℃)细菌生长率低的原因,但在永冷海(周年温度≤4℃的海区,包括极地海区和深海的大部分)中究竟是低温还是底物浓度限制了细菌的生长率仍被争论。全球变暖的预测认为本世纪海洋表层温度会升高2～6℃。根据MTE理论,温度升高对自养和异养过程的影响不同,围隔实验证明全球变暖将导致水华与细菌、水华与微型浮游动物的时滞变小,促进微型浮游动物对细菌和浮游植物的摄食,改变有机物质自养生产和异养消耗之间的平衡,使更多的物质和能量进入呼吸作用,使得生态系统变得更加异养。但在温度升高对海洋细菌生长效率和细菌生物量变化的研究方面,MTE理论还有一定的局限性,需要进一步的理论分析和实验检验。     

异养细菌在海洋生态系统中的作用

概述异养细菌的分布、生物学特点、对物质矿化分解的作用以及在海洋生态系统物质循环和能量流动中的作用 ;海洋细菌生物量和生产力的研究方法 ;异养细菌在铁限制大洋生态系中的作用 ;国内外对底栖异养细菌生态功能研究的现状 ;最后提出该领域今后应加强研究的内容     

南海南部海域异养浮游细菌生长对外源营养物的响应

于2012年8月利用现场调查结合现场培养的方法研究了南海南部海域异养浮游细菌的生物量、呼吸速率、比生长速率和生长效率对外源营养物的响应。结果表明,南海南部海域异养细菌生物量低于北部海域;外源营养物可显著影响南海南部异养细菌生物量、比生长速率和细菌呼吸速率。在海盆区域S1站,异养细菌生长主要受DOC和氮限制,同时添加DOC、氮和磷会使细菌生物量、比生长速率和细菌呼吸速率明显增加;而在近海陆架S2站主要受磷限制,DOC和磷的添加会极大地促进异养细菌生长。分析发现,外源营养物在促进异养细菌生长的也同时也提高了异养细菌的物质转换效率,使异养细菌的异养程度进一步加大。     

印太交汇区浮游植物和浮游动物生态学研究进展

海洋浮游植物和浮游动物是海洋生态系统中的重要组成部分,支撑了整个海洋生态系统的正常运转。因此,海洋浮游植、动物的生态学研究有利于我们全面认识和了解一个海洋生态系统的状况。印太交汇区作为全球最大的海洋生物多样性中心,是国际上生物多样性研究的热点区域,但该区域对浮游生物生态学方面的研究较少,不利于我们深入认识该区域生物多样性中心形成的生态机制。本文针对当前国内、外关于印太交汇区浮游植、动物生态学研究的进展进行综述,介绍了印太交汇区的浮游植物群落结构、生物量、粒级组成和初级生产力水平,以及浮游动物群落结构特征、生物量分布及影响因素等,对未来印太交汇区浮游生态学研究的方向进行了展望,希望可以为该区域相关生态学研究提供借鉴和参考。     

胶州湾异养浮游细菌对磷的吸收作用及影响因素研究

为了解异养浮游细菌在磷的海洋生物地球化学循环和海湾富营养化中的作用,于2003年6月、8月和2004年3月采用现场调查和实验室培养相结合的方法,对胶州湾异养浮游细菌的无机磷酸盐吸收量、周转时间及影响因素进行了研究,结果表明,胶州湾异养浮游细菌对无机磷酸盐的吸收量在春、夏、冬季分别为4.34,2.13,0.89×10-2μg/dm3.h,周转时间分别为39.78,29.29,6.56d,水温和有机质含量是其主要限制因子,胶州湾春季异养浮游细菌与藻类可能存在对无机磷酸盐的吸收竞争。     

黄海冷水团海域微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌摄食作用的初步研究黄海冷水团海域微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌摄食作用的初步研究

2006年10月在黄海冷水团海域的三个站点开展了微型异养鞭毛虫、异养细菌和蓝细菌的密度和生物量调查，进行了微型异养鞭毛虫的现场摄食实验，通过荧光标记细菌法和消化系数法获得该海区微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌的摄食率，并估算了微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌现存量及生产力的摄食压。结果显示，微型异养鞭毛虫、异养细菌和蓝细菌的密度分别为036×103~113×103，039×106~113×106和004×104~374×104cells/cm3，温跃层以上明显高于底层。微型异养鞭毛虫对异养细菌的摄食率为533~1489个/（HF·h），对蓝细菌的摄食率为026×102~2310×10-2cells/（HF·h），摄食率随深度而下降。微型异养鞭毛虫每天能消耗927%~3308%的异养细菌现存量和812%~1609%的蓝细菌现存量。同时，微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌的日摄食量各占它们生产力的266%~1310%和812%~1609%。研究表明微型异养鞭毛虫的摄食可能不是秋季黄海冷水团海域浮游细菌及其生产力的主归宿。     

黄海冷水团海域微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌摄食作用的初步研究

2006年10月在黄海冷水团海域的三个站点开展了微型异养鞭毛虫、异养细菌和蓝细菌的密度和生物量调查,进行了微型异养鞭毛虫的现场摄食实验,通过荧光标记细菌法和消化系数法获得该海区微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌的摄食率,并估算了微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌现存量及生产力的摄食压。结果显示,微型异养鞭毛虫、异养细菌和蓝细菌的密度分别为0.36×103~1.13×103,0.39×106~1.13×106和0.04×104~3.74×104cells/cm3,温跃层以上明显高于底层。微型异养鞭毛虫对异养细菌的摄食率为5.33~14.89个/(HF·h),对蓝细菌的摄食率为0.26×102~23.10×10-2cells/(HF·h),摄食率随深度而下降。微型异养鞭毛虫每天能消耗9.27%~33.08%的异养细菌现存量和8.12%~16.09%的蓝细菌现存量。同时,微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌的日摄食量各占它们生产力的2.66%~13.10%和8.12%~16.09%。研究表明微型异养鞭毛虫的摄食可能不是秋季黄海冷水团海域浮游细菌及其生产力的主归宿。     

南海北部及珠江口细菌生产力研究

2004年2~3月和2004年8~9月两个航次中对珠江口及南海北部海域的异养浮游细菌生物量、生产力及其调控机制进行了观测研究.结果表明,营养物质的供应对调查区域真光层水体内的细菌生物量和生产力起着主要控制作用,从而导致冬季航次珠江口-陆架-外海调查断面表层细菌生物量和生产力呈现沿盐度梯度向外海逐渐降低的特征.就南海北部调查区域而言,冬季真光层异养细菌生物量(C)平均为(712±290)mg/m2,夏季平均为(937±397)mg/m2;真光层细菌生产力(C)冬季平均为(65.1±42.8)mg/(m2·d),夏季平均(52.5±28.6)mg/(m2·d).本调查中,南海北部海区IBP和IPP比值范围是4%~96%,平均为26%,IBP和IPP比值与初级生产力呈负相关,其分布特征与新生产力f比的分布趋势相反,显示了异养细菌在真光层物质循环过程中所发挥的作用在南海近岸富营养海域和外海寡营养海域之间的差异.     

海洋浮游细菌生长率和被摄食的研究综述

海洋浮游细菌利用海水中的溶解有机碳合成自身物质,是海洋浮游生态系统的二次生产者。微型浮游动物是细菌的主要摄食者,也是细菌生产向较高营养级传递的中介。研究海洋浮游细菌的生长率和被(微型浮游动物的)摄食率对理解海洋浮游生态系统的功能具有重要作用。本文综述了利用改变海水中生物类群组成(或功能)的培养方法研究海洋浮游细菌生长率和被摄食率的历程和现状,为我国的同类研究提供借鉴。改变海水中生物类群组成(或功能)进行培养的方法有海水分粒级培养、海水稀释培养和添加选择性抑制剂培养。这些方法各有其局限性,应用并不广泛。细菌及其主要摄食者异养鞭毛虫群落在自然海区和实验室内都有生长周期,鞭毛虫的生长周期落后于细菌,因此细菌的生长率有时会小于被摄食率,有时会大于被摄食率。我国这方面的研究相对落后,应值得引起重视,建议从海水稀释培养法入手开展相关研究。     

A study on relation between heterotrophic bacteria and shrimp disease

Ａ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｈｅｔｅｒｏｔｒｏｐｈｉｃ　ｂａｃｔｅｒｉａ　ａｎｄ　ｓｈｒｉｍｐ　ｄｉｓｅａｓｅ￥／／ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＨｅｔｅｒｏｔｒｏｐｈｉｃｂａｃｔｅｒｉａ，ｗｈｉｃｈｏｂｔａｉｎｎｕｔｒｉｅｎｔ...     

酸洗法测定海洋沉积物有机碳和无机碳含量的致命缺陷

Organic and inorganic carbon contents of marine sediments are important to reconstruct marine productivity,global carbon cycle, and climate change. A proper method to separate and determine organic and inorganic carbons is thus of great necessity. Although the best method is still disputable, the acid leaching method is widely used in many laboratories because of its ease-of-use and high accuracy. The results of the elemental analysis of sediment trap samples reveal that organic and inorganic carbon contents cannot be obtained using the acid leaching method, causing an infinitely amplified error when the carbon content of the decarbonated sample is 12%±1% according to a mathematical derivation. Acid fumigation and gasometric methods are used for comparison, which indicates that other methods can avoid this problem in organic carbon analysis. For the first time, this study uncovers the pitfalls of the acid leaching method, which limits the implication in practical laboratory measurement, and recommends alternative solutions of organic/inorganic carbon determination in marine sediments.     

春、夏季惠州市海水环境质量及其有机污染评价

为加强惠州市海洋生态环境保护工作,并为其提供科学依据,文章利用2016年春季和夏季惠州市海洋环境综合调查数据,选取溶解氧、化学需氧量、无机氮和活性磷酸盐4个环境因子,分析其近岸海域和海洋基本功能区的海水环境质量,并评价海水有机污染状况。研究结果表明:春季近岸海域海水环境质量优于夏季,无机氮和活性磷酸盐为主要超标因子;港口航运区海水环境质量良好,其他功能区均有环境因子超标现象;近岸海域受到有机污染,旅游休闲娱乐区在2个季节均受到有机污染;海水环境尚未对海洋生物产生影响。     

酸化过程对海洋沉积物中有机碳同位素分析的影响

海洋沉积物中有机碳同位素(δ13C)可以示踪海洋生态系统中有机质来源,对环境研究具有重要意义。分析沉积物中有机物的δ13C,需要对样品进行酸化,以去除无机碳的影响。由于不同来源的沉积物中无机碳的含量和组份存在差异,需要针对样品性质,优化酸化处理过程。本研究分别选取了无机碳含量不同的温带与热带河口、海湾沉积物样品,比较了3种不同酸化过程对有机物δ13C分析的影响。研究结果表明:方法1(酸洗法)中6%H_2SO_3和1mol/L H_3PO_4对无机碳含量较高的热带河口、海湾样品去除效率较低,而2mol/L HCl去除无机碳酸盐的效果较理想。方法2(酸蒸法)并不适用于无机碳含量较高的热带河口、海湾样品;而对于无机碳含量相对较低的温带河口、海湾样品,9h酸蒸较为适宜。方法3(非原位酸洗)的结果较方法1和方法2偏正,表明其对含13C丰富的有机组分破坏较小,且方法3中残留的酸对δ13C的分析没有影响。因此,方法3是去除海洋沉积物中无机碳较理想的方法。     

溶解有机物的光降解及其对浮游细菌和浮游植物的影响

作为海洋中最大的动态有机碳储库,溶解有机物的光降解(主要是紫外波段)对生源要素的生物地球化学循环以及海洋生态系统的结构和功能具有重要的影响。本文探讨了影响溶解有机物光降解的环境因素、其光化学过程和产物,并重点阐述了溶解有机物的光降解对浮游细菌和浮游植物的影响。溶解有机物的来源和成分复杂,其光降解在不同海区有不同的生态效应,为了能更准确地把握其生态效应,需要更全面和深入的研究。     

海洋微微型蓝藻与异养细菌相互作用的研究进展

菌藻相互作用是海洋生态学领域研究的重要方向之一.海洋微微型蓝藻(Marine picocyanobacteria)是遍布全球海洋的重要初级生产者,在全球碳循环和微食物网中发挥重要作用.原绿球藻属(Prochlorococcus)和聚球藻属(Synechococcus)是海洋微微型蓝藻最重要的两个类群.原位调查和培养实验...     

一种基于16S rRNA基因检测海洋浮游细菌群落的微阵列基因芯片

A better understanding of bacterioplankton community shifts following change in marine environments is critical to predict the marine ecosystem function. In order to get a snapshot of the microbial taxonomy profiling of a wide range marine area, a quick, convenient and low cost method would be favorable. In this study, we developed a 16S rRNA gene-based microarray using ARB software, which contained 447 probes targeting 160 families of marine bacteria. The specificity, sensitivity and quantitative capability of this microarray were assessed by single cloned16S rRNA genes. The reliability of this microarray was tested by eight environmental samples. The results showed that the microarray was specific, only 1.16% false results were detected in five single-clone hybridization tests. The microarray could detect DNA samples as few as 1 ng/μL and the signal intensity could reflect the relative abundance of the bacteria in the range of 1 ng/μL to 100 ng/μL of DNA concentration. Hybridization with environmental samples showed that it can discriminate bacterioplankton communities by sites and time. High throughput sequencing results from the eight samples confirmed the hybridization results. It indicated that this developed microarray could be used as a convenient tool to monitor the bacterioplankton community in marine environment.     

The humin structure of mucilage aggregates in the Adriatic and Tyrrhenian seas: hypothesis about the reasonable causes of mucilage formation

Sixteen mucilages sampled in the Adriatic and Tyrrhenian seas during 1999–2001 were characterised using spectroscopic [Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR); colorimetric], chromatographic [thin-layer chromatography (TLC)], and elemental analysis techniques. Most samples contained comparable fractions of organic and inorganic compounds, with the exception of a few samples where the inorganic fraction was greater than the organic fraction. Carbohydrates were important in the samples rich in organic matter, while carbonate and silica (quartz and biogenic silica) were the most important constituents of the inorganic fraction. Carbonate and silica were the only important constituents of the samples with a very low organic content.According to chemical analyses, mucilage aggregates show the typical structure of humin—the insoluble fraction of the humic substance. Classification of mucilage samples as humin-like compounds, together with a reexamination of the factors involved in the formation of organic aggregates in marine environment, has led to the formulation of a reasonable hypothesis for mucilage formation.     

Pollutant—particle associations and dynamics in coastal marine environments: a review

A wide variety of substances, including known or potential pollutants, become associated with particles in coastal marine environments. This association may result from: (1) ion exchange, precipitation, or hydrophobic interactions with the particle surface, (2) co-precipitation with iron and manganese hydrous oxide coatings, (3) complexation with organic substances bound or aggregated with particles, (4) incorporation into mineral lattices, organisms or fecal material, or (5) flocculation of colloidal organic and inorganic matter during river and sea water mixing. The transport, accumulation and fate of such chemically-reactive pollutants in coastal marine environments are governed to a great extent by particle dynamics. Understanding of the mechanisms and processes affecting pollutant-particle associations and dynamics allows the prediction of the fate of a wide variety of pollutants in estuarine, coastal and marine environments.