早渐新世钙质超微化石演变与营养盐及二氧化碳关系

南海北部早渐新世发生明显的营养供给和二氧化碳浓度的变化，相关地质记录为研究颗石藻的生理机制提供了理想的自然实验室。在本研究中，我们建立了一个新的颗石藻群落演化的指标，定义为E*比值。该比值由富营养属种和中等-贫营养属种的相对丰度计算而得（E^*=e/(e+c)×100，e代表富营养属种，c代表中等-贫营养属种）。其中富营养属种包括小Reticulofenestra， Reticulofenestra lockeri组，Reticulofenestra bisecta组和Coccolithus pelagicus组，而中等-贫营养属种包括Cyclicargolithus spp.。E^*指标与早渐新世营养盐指标具有较强的相关性，但在不同二氧化碳浓度的条件下表现不同的公变趋势。将群落组合与已发表的二氧化碳浓度数据对比，我们提出颗石藻可能在二氧化碳持续降低的环境下改变其对碳源和营养盐的利用方式，指示颗石藻的碳浓缩机制可能开始于早渐新世。     

球石藻及其生态功能

球石藻(Coccolithophore)是一类在全球海洋中广泛分布的海洋微型浮游植物,它们在海洋浮游植物功能群落中是一类极其重要的钙化生物类群,也是海洋中生源无机碳的重要来源,并且在海洋的碳循环过程中起到重要的作用。球石藻由于快速增殖而发生水华的过程中能够释放大量的具有挥发性的二甲基硫(DMS)和丙烯酸(acrylic acid),它们是影响气候变化,特别是引起区域性环境效应(温室效应)的关键性物质。本文针对球石藻的生物学特征及其生态重要性作了简要阐述。     

Autumn living coccolithophores in the Yellow Sea and the East China Sea

An investigation was carried out on living coccolithophores(LCs) distribution in the Yellow Sea and the East China Sea from October 17 to November 24, 2011. A total of 223 samples from different depths were collected at 48 stations. Totally 18 taxa belonging to coccolithophyceae were identified using a polarized microscope at the 1 000× magnification. The maximum species abundance was found at the outside of Transect P. The dominated species were Gephyrocapsa oceanica, Emiliania huxleyi, Helicosphaera carteri, and Algirosphaera robusta. The abundance of coccoliths and cells ranged 0–2 965.73 coccoliths/mL, and 0–119.16 cells/mL, with the average values of 471.00 coccoliths/mL and 23.42 cells/mL, respectively. The LCs in surface layer were mainly observed on the coastal belt and middle part of the survey area. The comparison among Transects A, F, P and E indicated lower species diversity and less abundance in the Yellow Sea than those of the East China Sea. The highest abundance of LCs was found in transect F and P. The coccolith abundance increased slightly from surface to bottom in the water column, but the highest value of the cell abundance was observed in the depth of 10–30 m. Temperature, depth and nutrient concentration were suggested as the major environmental factors controlling the distribution and species composition of LCs in the studying area based on canonical correspondence analysis(CCA).     

夏季南海西部今生颗石藻

首次报道了南海西部上层水体今生颗石藻的物种组成、群落结构和分布。根据2007年9月在南海西部海域（11°—15°N,110°—114°E）32个站位采集的200m以浅208个颗石藻样品在偏光显微镜下的分析结果,研究了该海域颗石藻群落特征,并进行了颗石藻与环境因子的典范对应分析（CCA）。调查区共发现20种今生颗石藻,其...     

南海北部夏、冬季今生颗石藻分布

本研究对2009年南海北部(17°~24°N,108°~122°E)夏季和2010年冬季的颗石藻群落结构进行了描述。颗石藻镜检工作以偏光显微镜为主,并辅助于扫描电镜进行物种的鉴定与计数,共鉴定物种11属13种。总体来说,冬季的颗石藻细胞丰度明显高于夏季,夏季细胞丰度介于0.3×103~71.8×103 cells/L之间,平均丰度6.0×103 cells/L;冬季介于0.3×103~64.4×103 cells/L之间,平均丰度6.7×103 cells/L。夏季多样性指数和均匀度指数分别介于0.30~1.98和0.30~0.99之间,冬季分别介于0.51~2.25和0.33~0.99之间。夏季颗石藻细胞表层丰度分布规律不显著,冬季颗石藻分布高值区位于珠江口的外海站位;垂直分布上,颗石藻细胞丰度高值通常出现于次表层水体。调查期间颗石藻类群出现的优势种为纤细伞球藻(Umbellosphaera tenuis(Kamptner)Paasche)、赫氏艾密里藻(Emiliania huxleyi(Lohmann)Hay et Mohler)以及大洋桥石藻(Gephyrocapsa oceanica Kamptner)。典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)结果表明,夏季优势种赫氏艾密里藻和大洋桥石藻与大部分环境因子呈正相关关系,冬季响应特征不同。     

琼东海域今生颗石藻群落研究

通过2012年7、8月在南海北部陆架琼东上升流区域的水文、化学和生物的现场综合采样调查,对采集过滤的今生颗石藻膜样在偏振光显微镜下鉴种并统计细胞丰度,分析了夏季该海域的颗石藻群落结构特征及分布规律。结果表明,夏季琼东上升流区共检出今生颗石藻34种,优势物种有赫氏艾密里藻(Emiliania huxleyi)、大洋桥石藻(Gephyrocapsa oceanica)、纤细伞球藻(Umbellosphaera tenuis)、卡特螺旋球藻(Helicosphaera carteri)、地中海花冠球藻(Coronosphaera mediterranea)等,颗石粒细胞丰度介于0~2 040.23×103粒/L,平均值8.10×103粒/L,颗石球丰度介于0~68.90×103cells/L,平均值5.01×103 cells/L。大多数颗石藻集中分布在上升流信号强的水体中。琼东中部水域的生物多样性指数H′较雷州半岛以东水域高,颗石粒群落的均匀度指数J分布与H′呈镶嵌模式。聚类Cluster和多维定标MDS结果,将颗石粒和颗石球群落各分成4个和5个组群,经相似性分析(ANOSIM)检验证明此种划分是显著的。将生物与海区环境因子进行冗余分析(Redundancy analysis,RDA)结果表明,N/P、PO3-4、NO-2和SiO2-3是影响本次调查的今生颗石藻生物群落的主控因子。     

末次冰消期以来苏拉威西海颗石藻化石记录与古海洋变化

通过对苏拉威西海MD98-2178柱状样(3.62°N、118.70°E)颗石藻化石属种相对含量的统计,重建了2万年来海水古生产力、营养跃层的变化。其中Emiliania huxleyi、Gephyrocapsa oceanica、Florisphaera profunda占颗石藻群落的80%～90%。由于G.oceanica与F.profunda存在于两种完全不同的生态环境中,两者的变化趋势完全相反。前者代表高生产力以及高营养物质的海水,后者则代表低生产力与较深的营养跃层。推测冰消期颗石藻对环境变化具有两种响应模式:以约13.5ka的生产力峰值期为界,13.5ka之前颗石藻古生产力变化主要响应于径流对海洋营养物质的输入,而13.5ka之后则主要响应于海水-大气之间水循环的强度。全新世F.produnda含量及其所反映的营养跃层变化具有明显的百年尺度波动,与太阳活动的100～260a周期具有良好的相关性。推测全新世苏拉威西海区营养跃层变化受百年尺度的类似厄尔尼诺-南方涛动(El Nino-Southern Osillation,ENSO)的变化及太阳活动的驱动。     

海洋粘土矿物与颗石藻Emiliania huxleyi共培养的实验研究

颗石藻是海洋中广泛分布的超微型浮游藻,经生物矿化作用形成的碳酸钙质颗石,在古海洋学研究中具有重要意义。海洋粘土矿物与有机质的有机-无机相互作用在全球碳循环中扮演着重要角色。本文选取广泛分布于海洋的赫氏颗石藻Emiliania huxleyi与海洋粘土矿物中具有代表性的伊利石和蒙脱石共培养。通过对颗石藻生长曲线和Sr/Ca、Mg/Ca元素比值、颗石藻与粘土矿物样品的紫外可见光吸收光谱、红外吸收光谱和矿物物相等分析,研究海洋粘土矿物与颗石藻的相互作用规律。通过研究表明伊利石对颗石藻的影响较小,蒙脱石因对营养元素的吸附和颗石藻的絮凝作用对颗石藻的生长和Sr/Ca、Mg/Ca元素比值影响较大。颗石藻代谢分泌的生物分子未能通过层间插层作用进入伊利石层间,颗石藻分泌的生物分子可通过插层作用进入并储存于蒙脱石层间,海洋粘土矿物中的蒙脱石与海洋微生物的相互作用值得地球微生物家关注,可能有助于对古海洋环境的认识。