大亚湾澳头海域硅藻、甲藻的数量变动及其与环境因子的关系

于1997年7月-1998年6月采集大亚湾澳头海域水样,根据《海洋监测规范》分析调查方法,研究了硅藻和甲藻的数量变动及其与环境因子之间的关系,共鉴定出浮游植物198种,其中硅藻98种,甲藻83种。结果表明,大亚湾浮游植物细胞密度较高,年平均细胞密度为424．7cells／ml,最高细胞密度为6689．8cells／ml,硅藻为浮游植物的主要类群。调查期间共发生藻类水华7次,硅藻可在全年各季节发生水华,而甲藻水华仅在春季发生。硅藻水华的消退与N的大量消耗有关,而甲藻水华对P消耗较大。结果表明,大亚湾合适的温度、盐度、气象条件、丰富的硅酸盐含量及N、P等营养盐的及时补充是大亚湾浮游植物数量高和水华频繁发生的主要原因,同时风、流等物理因素对藻类的聚积作用对水华的发生也有一定的促进作用。     

南中国海北部大亚湾水温和赤潮的变化

近年来,大亚湾周边的经济和人口快速发展;自1994年大亚湾核电站运转以来,大亚湾的海洋环境和生态状况尤其受到关注。本研究利用实测和卫星遥感数据比较和分析了大亚湾水温和藻华在1983—1993和1994—2004两个时期的变化情况。结果表明:大亚湾核电站运转后(1994—2004)比运转前(1983—1993),年平均表层水温和表层叶绿素 a 含量分别升高1.1oC 和1.9 mg/m3;月平均有害赤潮(HAB)的发生次数也有增加;有害赤潮在 1994 年以前只出现在春季和秋季,而在1994年以后则全年都有发生;表层水温、叶绿素和有害赤潮发生次数都在5月份增加最明显。这些水环境和生态变化与来自大亚湾核电站的热排放以及由于人类活动增加导致的水体富营养化有关。     

千岛湖水华发生与主要环境因子的相关性分析

藻类水华的发生通常被认为是水体富营养化的结果或表征。然而这种对水华发生机制的经典理解却不能很好地解释千岛湖在营养盐较高时没有发生水华而在较低时却发生了水华的现实。通过对千岛湖发生水华前后与其相关的主要生态因子所做的调查和分析结果表明,千岛湖发生大面积水华时的水体营养盐(TN和TP)含量、水位和银鱼生物量等指标均没有与水体历年(1993～1997年)未发生水华时的相应指标存在显著差异(P>0.05);同时也有证据表明,水体浮游动物密度在水华发生前后出现显著差异的可能性很小,且水体也仍处于中营养程度。只有鲢鳙生物量在发生水华时显著小于没有发生水华时的历年生物量平均值。此外,温度也常被认为是诱发水华暴发的一个重要环境因素,但分析认为,水温是周期性变动因子,千岛湖历年的水温并没有显示1998和1999年有任何异常。综合上述分析后认为,千岛湖1998、1999年大面积水华的发生,可能与水体中鲢鳙生物量的显著减少有密切关系。但银鱼的大量存在,遏制了浮游动物的数量,使低鲢鳙生物量和低浮游生物量同时出现成为可能,从而也可能成为导致水华发生的原因之一。     

近10年珠江口海域赤潮发生特征及原因初探

对2000-2009年珠江口海域发生的各种赤潮灾害资料进行统计分析,研究珠江口海域赤潮发生的时空分布规律、赤潮种类的变化规律、海水营养限制的变化状况.结果表明,珠江口赤潮多发区为深圳湾海区,近年珠江口西部珠海沿岸海域频发大面积赤潮;赤潮灾害发生的持续时间呈上升趋势;赤潮多发种为中肋骨条藻,多发于深圳湾;定鞭藻类原球形棕囊藻引发的有毒赤潮明显增多且影响范围较大.研究发现,珠海沿岸海域频发大面积赤潮和深圳湾春季频发赤潮可能与出现潜在硅酸盐营养限制有关,冬季频发球形棕囊藻与季节骤然升温有关.     

胶州湾海域浮游植物和赤潮物种的生物多样性研究进展

胶州湾是我国的一个典型近海海湾,也是近海生态系统的缩影.历史上胶州湾海域赤潮频发,因此也是研究赤潮暴发机制(包括赤潮物种组成、时空动态变化及对环境因子响应)的理想实验场所.迄今,几代科学家对胶州湾浮游植物和赤潮物种开展了长期而系统的调查研究,获得了大量的研究成果.为了系统跟踪胶州湾海域浮游植物群落组成,尤其是赤潮物种的...     

有害藻华的宏条形码分析:机会与挑战

宏条形码分析(metabarcoding analysis)是通过对野外样本的分子标记(即条形码)进行PCR扩增、测序,并利用测序结果分析野外样本物种组成、物种相对丰度,及其时空动态变化。这项在近20年里逐步发展起来的分子技术,得益于DNA测序技术的快速发展,包括测序通量的提升和测序成本的降低以及生物信息学分析方法的快速开发。基于可操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs)分析方法,特别是最近的扩增子序列变异(amplicon sequence variants,ASVs)方法的开发,极大促进了宏条形码分析的应用。在世界及我国的海洋生态领域,宏条形码分析的应用还处于起步阶段。随着分析方法的日趋成熟,可适用于不同应用领域的分子标记不断增加,以及参考数据库的不断完善,宏条形码分析将释放出广阔的应用潜力。可以预期,宏条形码分析将在系统分析我国近岸海域有害藻华物种(及其他浮游生物物种)的组成和相对丰度中起关键作用,通过发现新物种,辨别隐存种,跟踪物种的生物地理学,进而帮助解析有害藻华暴发机理。     

中国沿海球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)的分类、分布及其藻华

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)是全球海洋广泛分布的有害藻华种类。1997年10月,中国东南沿海首次暴发了此种藻类的大规模藻华,其后陆续在福建、广东、广西、海南、河北及天津等省市沿海暴发多起同种藻华。中国近海的球形棕囊藻藻华呈现两大独有的特点,即藻类囊体较大(可达3厘米),以及藻华可毒害养殖业。历经20多年,球形棕囊藻在中国沿海已从一个"藻华新记录种"变成了"藻华常见种"。值得注意的是, 2014年以来,广西北部湾海域棕囊藻藻华肆虐,威胁核电冷源安全,受到了社会高度关注,也对球形棕囊藻藻华的研究提出了新的挑战与要求。针对这一生态灾害的最新发展趋势,本文总结了20年来中国球形棕囊藻及其藻华灾害的发生与发展状况,分别就棕囊藻的分类、生活史特征、营养特性、藻华形成的环境驱动因素、生态毒理等诸多方面开展简要综述,冀望为棕囊藻藻华的研究及防治提供基础资料及思路。     

闽三角海域赤潮发生的时空特征

赤潮是海洋生态系统异常的重要指标。本文收集1986～2017年闽三角海域的赤潮事件,基于GIS技术分析赤潮的时空分布特征。结果表明:32年来,闽三角海域赤潮发生98次,赤潮高发区在厦门西海域、同安湾和泉州湄洲湾海域;闽三角海域赤潮年际发生次数呈波动变化,一年中赤潮高发期集中在5～8月;中肋骨条藻、角毛藻及旋链角毛藻是闽三角海域的赤潮优势种,具有一定的区域分布特征;有毒赤潮事件发生频率有增加趋势。本文系统性地总结了闽三角海域赤潮时空特征,为该区域的赤潮风险分析和预防提供依据。     

我国近海有毒藻和藻毒素问题的研究现状与展望

海洋中的一部分微藻能够产生藻毒素,导致鱼、贝类等养殖动物染毒或死亡,甚至危及人类健康和海洋生态安全。近20年来,随着对有害藻华(Harmful algal bloom, HAB)问题关注程度的不断提高和研究手段的快速发展,对我国近海有毒藻和藻毒素的认识也在不断深入。本文针对常见的几类藻毒素,从贝类中藻毒素污染状况、毒素来源、有毒藻藻华状况等角度,对我国当前相关研究工作进展进行了综述。大量研究表明,麻痹性贝毒毒素(paralytic shellfish toxins, PSTs)和腹泻性贝毒毒素(diarrhetic shellfish toxins, DSTs)在我国近海最为常见,其中,麻痹性贝毒主要由有毒亚历山大藻(Alexandrium spp.)产生,产毒藻种常见于南海海湾、福建沿海、长江口邻近海域、海州湾、北黄海和秦皇岛近海等,中毒事件也时有发生。常见的大田软海绵酸、扇贝毒素等腹泻性贝毒毒素多由鳍藻(Dinophysis spp.)产生,我国近海贝类沾染藻毒素的现象也非常常见。近年来,随着高效液相色谱和质谱技术的发展,在我国近海发现了越来越多的有毒藻和藻毒素。在对文献进行综合分析的基础上,简单探讨了有毒藻与藻毒素对海产品食品安全的影响及风险,以及未来研究发展方向。     

Physical processes contributing to harmful algal blooms in Saldanha Bay,South Africa

The study synthesises current understanding of the predominant physical processes responsible for the seasonality of harmful algal blooms, notably Alexandrium catenella and Dinophysis spp., in the nearshore environment of Saldanha Bay on the west coast of South Africa. Saldanha Bay is one of the few naturally sheltered areas on the South African coastline suitable for in situ shellfish farming and is the major site for the production of black mussel Mytilus galloprovincialis in South Africa. Mussel farming started there in 1985 and the present level of production is some 2 700 tons per annum. Since 1994, disruption of harvesting as a result of the presence of harmful algal species has been a regular late-summer phenomenon. Toxic blooms that are ultimately advected into the bay develop on the continental shelf to the north between 32°S and St Helena Bay, a region characterized by favourable conditions for dinoflagellate growth and circulation patterns that facilitate build-up of intense blooms during late summer. Offshore dinoflagellate populations are advected shorewards and polewards in response to relaxation of upwelling at the Namaqua cell to the north. Dinoflagellate blooms are advected south from the southern Namaqua shelf during upwelling relaxation. Under such conditions, the gyre south of Elands Bay moves offshore and a barotropic flow past Cape Columbine is established. Evidence suggests that the near surface component of the flow occurs as a sudden "flood" event. These dinoflagellate-containing shelf waters are in turn advected into Saldanha Bay when upwelling relaxes, when the density gradient between the bay and the shelf drives surface inflow and bottom water outflow. These flows are reversed with the resumption of upwelling over the shelf, resulting in intrusion and entrainment of bottom water and surface outflow. Entrainment dictates that the bay acts as a net importer of bottom water and net exporter of surface waters over a synoptic cycle. This system of exchange between Saldanha Bay and the shelf curtails the duration and severity of toxic episodes in the bay relative to the shelf.     

北部湾棕囊藻藻华原因种分析

近年来, 棕囊藻已成为我国北部湾海域藻华发生的主要原因种, 严重影响北部湾海洋生态环境、水产增养殖业和防城港核电安全, 急切需要对棕囊藻藻华原因种作进一步分析确认。2017年2月和3月在钦州湾和涠洲岛藻华发生海域分离得到9株棕囊藻, 采用光学显微镜进行形态学初步鉴定, 并通过核糖体小亚基序列(SSU rDNA)进行系统进化分析。研究结果表明, 北部湾9株棕囊藻与球形棕囊藻形态特征基本符合, 系统发育树与不同海域来源的球形棕囊藻聚在同一大分支上, 与其他海域来源的球形棕囊藻遗传距离为0.0000~0.0071, 其中北部湾WZS3-1株与墨西哥湾株CCMP627、苏里南株CCMP628、厄瓜多尔株CCMP1528、南非株P162、中国海株RCC:K1398及汕头株Santou97的球形棕囊藻亲缘关系最近, 遗传距离为0.0000, 而北部湾WZS1、WZS2、WZS4、WZS5株与香港株SKLMP_T005和渤海株BOHAI1亲缘关系最近, 遗传距离为0.0000。球形棕囊藻的种内遗传距离(0.0000~0.0073)明显小于种间遗传距离(0.0084~0.0440), 因此可确定来自北部湾不同海域的9株棕囊藻均为球形棕囊藻。此外, 球形棕囊藻各藻株间的亲缘关系远近与其地理位置分布不能完全对应。本研究结果将为我国棕囊藻藻华藻种库构建、棕囊藻北部湾株生理生态研究和北部湾棕囊藻藻华发生机理研究等提供参考。     

有毒赤潮藻及其毒素的危害与检测

海洋中可引发赤潮的藻类约有300种,其中有毒赤潮藻为80种左右。现已知道的赤潮藻主要毒素有麻痹性贝毒、腹泻性贝毒、记忆缺失性贝毒、神经性贝毒、西加鱼度和溶血性毒素,前5种毒素的结构已经基本得到证实。有毒赤潮藻的毒素可以在海洋生物体内积累,人类误食含有藻毒素的食品时可能中毒,严重者还可能死亡。海洋有毒赤潮藻及其毒素的检测已经成为当今全球赤潮研究和监测的重要内容之一,可以通过形态学分类方法、分子生物学技术(遗传探针)和免疫学检测技术对有毒赤潮藻进行检测;可以通过生物学、物理化学检测方法和神经受体结合、免疫学检测技术对赤潮藻毒素进行检测。     

海州湾赤潮高发区浮游细菌与赤潮及环境因子的关系

海州湾是南黄海赤潮高发区之一。为研究浮游细菌与赤潮及环境因子的关系,于2020年11月在海州湾赤潮期间进行了现场调查,采集了8个站位的浮游细菌、浮游植物样品,获取了温度、盐度、叶绿素a以及氮、磷、硅营养盐浓度等环境因子信息,分析了赤潮原因种及浮游细菌群落结构情况。结果显示,此次赤潮原因种为三叶原甲藻(Prorocentrum triestinum)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)及塔胞藻(Pyramimonas sp.),发生赤潮时水温、盐度较低,盐度与赤潮异弯藻的分布有一定的联系。使用16SrRNA高通量测序方法分析调查海域的浮游细菌情况,结果显示赤潮发生站位的浮游细菌多样性略低于其他非赤潮发生站位,优势细菌与其他站位有明显不同,以假单胞菌目(Pseudomonadales)、红杆菌目(Rhodobacterales)和黄杆菌目(Flavobacteriales)为主。赤潮发生站位的浮游细菌群落结构也存在一定的差异,不同站位可能处于不同的赤潮阶段,对浮游细菌群落具有不同的影响。相关性分析显示,黄杆菌目与叶绿素a显著正相关,表明黄杆菌目与赤潮发生有一定的关系。     

Winter-spring phytoplankton blooms in Dabob Bay, Washington

Scientific investigations in Dabob Bay, Washington State, USA, have been extensive since the early 1960s, but phytoplankton blooms have been studied mostly with regard to chlorophyll concentrations and little is known about the phytoplankton species themselves. Here we provide information on the species present, their abundances during blooms, their contribution to organic carbon concentrations and the ability of some phytoplankton species to produce toxic aldehydes that may impact metazoan grazers.Multiple blooms of phytoplankton, dominated by diatoms, occurred in the late winter-early spring period, with depth-integrated chlorophyll levels ranging from <20 to 230 mg m⁻² and peaks in February and April. The major bloom species included Skeletonema costatum, Thalassiosira spp. and Chaetoceros spp; Phaeocystis cf. pouchetii occurred in 2002 and 2004. Other taxa or groups of organisms that were sometimes abundant included unidentified small flagellates <10 μm in size and unidentified heterotrophic dinoflagellates. Large diatoms usually comprised most of the cell carbon, but a large, heterotrophic dinoflagellate, identified only as Gyrodinium “tear” because of its shape, was a major contributor to the microplankton carbon when present even in small numbers. Five Thalassiosira species and S. costatum were found to produce polyunsaturated aldehydes (PUA) that are known to affect copepod reproduction and hatching success. Our findings are similar to the few previous studies in the last four decades that included phytoplankton species and suggest long-term similarities and relative stability in the phytoplankton species present and their timing in Dabob Bay.     

大鹏湾夜光藻种群的季节变化和分布特征

于1990年3月－1992年6月对中国南海大鹏湾盐田附近海域的夜光藻种群动态及时空分布进行综合调查。结果表明，夜光藻种群的出现期间一般为每年的1－6月，最早是1991年的12月，数量高峰期为3－5月，种群密度的波动极为显著；调查期间共发生8次赤潮，且都发生在3月初至5月初；大鹏湾夜光藻赤潮的发生特点是，赤潮的发生和消失突然，持续时间短，一般不超过3d；调查海域夜光藻种群的空间分布模式为近岸的高于中央水域的，表面的高于底层的。     

大鹏湾夜光藻种群的季节变化和分布特征

于１９９０年３月－１９９２年６月对中国南海大鹏湾盐田附近海域的夜光藻种群动态及时空分布进行了综合调查，结果表明，夜光藻种群的出现期间一般为每年的１－６月，最早是１９９１年的１２月，娄量高峰期为３－５月，种群密度的波动极为显著；调查期间共发生８次赤潮，且都发生在３月初至５月初；大鹏湾夜光藻赤潮的发生特点是，赤潮的发生和消失突然，持续时间短，一般不超过３ｄ。     

改性黏土法消除球形棕囊藻赤潮的现场实验与效果评估

球形棕囊藻是一种具有复杂异型生活史的有毒有害赤潮生物,近年来在我国近海频繁暴发成灾,形成的巨大囊体为国内外罕见。迄今还未见到有效消除囊体型球形棕囊藻赤潮的方法报道。本文通过海上围隔实验和现场赤潮消除工程跟踪监测,考察了喷洒改性黏土消除囊体型球形棕囊藻赤潮的可行性与效率,并分析了改性黏土法治理赤潮时对水体及沉积环境的可能影响。围隔实验结果表明,喷洒改性黏土可以有效消除水体中过量的微藻细胞,其中以少量多次喷洒方法的效果最好,生物量(chl a)去除率90%。在对2016年2月广西防城港附近海域球形棕囊藻赤潮消除时的跟踪监测结果表明,改性黏土法适用于工程化消除赤潮作业,能够快速消除水体中的大量球形棕囊藻囊体,随改性黏土絮凝体沉入海底的赤潮藻可以快速分解而失去活性。喷洒改性黏土对于赤潮水体的主要理化指标影响不显著,所监测的水体COD、pH和不同形态氮、磷、硅等生源要素浓度都在原有水质水平范围内波动。     

Germination of phytoplankton resting cells from surface sediments in two areas of the Southern Chinese coastal waters

To understand the role of phytoplankton resting cells in the outbreak of algal blooms, particularly harmful algal blooms, surface sediments were collected monthly from April 2007 to March 2008 from two bays near the international ports in the Southern Chinese coastal waters. Sieved sediments were incubated for 20 and 40 days, and germinated vegetative cells were observed. Altogether, 97 taxa were recorded, of which 50 were diatoms and 35 dinoflagellates. Vegetative cells of cyanobacteria, chlorophytes, dictyophytes, euglenophytes, haptophytes, and raphidophytes were also observed. Centric diatoms such as Chaetoceros, Melosira, Skeletonema, and Thalassiosira dominated. Scrippsiella, Gymnodinium, and Alexandrium were common dinoflagellate taxa. Diatom spores germinated in samples from all seasons but were abundant in the autumn and winter samples. Low numbers of dinoflagellate cells germinated in the winter samples. The nanophytoplankton taxa, Gymnodinium corii and Chrysochromulina sp., which have not been recorded in the previous phytoplankton surveys, were abundant, suggesting either their new appearance in the water column or perhaps that they were overlooked in routine phytoplankton monitoring due to their small sizes. Vegetative cells of harmful or potentially harmful taxa were germinated, and some of them such as Amphidinium, Gambierdiscus, Ostreopsis, and Coolia have not previously been reported in the study area. Based on the results of the incubation of sediments from the two bays near the international ports, it is suggested that international shipping increases the risk of the introduction of new phytoplankton species and thus promotes the incidence of harmful algal blooms.     

胶州湾海域浮游植物和赤潮物种的生物多样性研究

胶州湾是我国一个典型的近海海湾,也是近海生态系统的缩影。历史上胶州湾海域赤潮频发,因此也是研究赤潮暴发机制(包括赤潮物种组成、时空动态变化及对环境因子响应)的理想实验场所。迄今,几代科学家对胶州湾浮游植物和赤潮物种开展了长期而系统的调查研究,获得了大量的研究成果。为了系统跟踪胶州湾海域浮游植物群落组成,尤其是赤潮物种的组成变化,解读基于分子标记的宏条形码分析结果,本文对近84年间(1936年-2019年)胶州湾海域涉及浮游植物调研的54个调查数据进行了系统的统计和比较分析。文献共报道了549种浮游植物,包括硅藻326种、甲藻164种、绿藻21种、金藻9种、隐藻9种、淡色藻6种、定鞭藻5种、蓝藻3种、黄藻3种、下睫虫2种、裸藻1种和针胞藻1种。其中只有不到一半(40.29%)的浮游植物的全长18S rDNA序列得到解析,表明分子标记数据库需要继续完善,促进宏条形码分析的有效应用。胶州湾海域的优势浮游植物随时间发生了较大变化,但是甲藻与硅藻数目的比例没有显著的变化。统计表明,胶州湾共鉴定到153种赤潮物种,包括硅藻79种、甲藻67种、定鞭藻2种、金藻2种、淡色藻1种、黄藻1种和针胞藻1种。胶州湾海域典型的优势赤潮物种包括中肋骨条藻、短角弯角藻、旋链角毛藻、加氏星杆藻、日本星杆藻、星脐圆筛藻和尖刺拟菱形藻。本文通过系统综述胶州湾浮游植物和赤潮物种的生物多样性,为利用宏条形码和宏基因组等方法跟踪研究胶州湾和其他海域的浮游植物和赤潮物种的演化奠定了基础。     

泉州湾赤潮藻类优势种演替影响因子探讨

于2006年5—11月对东海泉州湾赤潮监控区设定4个采样站位,进行赤潮常规监测。结果表明,泉州湾藻类优势种由中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、太平洋海链藻(Thalassiosira pacifica)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)、尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)及旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)等赤潮生物组成,虽然中肋骨条藻为最主要的优势种,但有3个站位出现了上述优势种的演替。通过深入分析该海域水质营养盐含量及组成结构的动态变化对赤潮藻类优势种演替的影响,发现由于不同的赤潮藻类种群具有各自的生态习性及适应环境的生长增殖策略,海域水质营养盐含量和组成结构的变化,会引起赤潮藻类种群增殖竞争力间强弱的相对变化,而种群增殖竞争力强的种类有可能迅速增殖取代原有的优势种而演替为新的优势种,这是一个动态的过程。