秦皇岛近海褐潮高发区浮游植物的碱性磷酸酶活性分析

碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,AP)是浮游植物在磷胁迫状态下表达的一种水解有机磷源的胞外酶,可用于指示海区浮游植物的磷胁迫状态。本研究于2013年7月,对秦皇岛近海抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)褐潮发生期间浮游植物的碱性磷酸酶活性(AP activity,APA)进行研究,结合其他理化参数,分析藻华发生时浮游植物的磷营养状态及其对海水中磷源的水解与利用情况。结果表明,褐潮发生时,抑食金球藻细胞密度高达108个/L,溶解有机磷(Dissolved organic phosphorus,DOP)成为浮游植物生长利用的主要磷源。抑食金球藻的细胞密度受到海水中NO3–、DOP、溶解无机磷(Dissolved inorganic phosphorus,DIP)浓度等的显著影响。浮游植物大量表达AP水解DOP,平均APA高达217.72 nmol/(μg·h)±90.86 nmol/(μg·h)(350.44 nmol/(L·h)±130.57 nmol/(L·h)),且APA随浮游植物生物量增大而显著增加。该结果表明抑食金球藻褐潮发生时,海区遭受严峻的磷胁迫甚至限制。磷源,尤其是有机磷源的可利用性可能在秦皇岛海区抑食金球藻褐潮的发生和维持中起关键作用。     

夏季长江口不同粒级浮游植物碱性磷酸酶活性

碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity, APA)是海洋研究中用于反映浮游植物磷限制状态的重要指标。在长江口等“氮过剩”海域,磷是控制海域初级生产力水平的主要因子,然而,磷限制的范围常常难以界定,当前对不同粒级浮游植物的磷限制效应所知甚少。该文根据2020年夏季长江口航次资料,给出了海洋表层各粒级浮游植物(Net:≥20 μm;Nano:2~20 μm;Pico:0.8~2 μm)APA、浮游细菌APA(0.2~0.8 μm)和溶解态APA(<0.2 μm)的空间分布特征,并分析了APA与环境要素间的相关性。结果显示,各粒级浮游植物APA均与无机磷酸盐浓度(dissolved inorganic phosphate, DIP)呈显著负相关,这表明DIP浓度是影响浮游植物APA分布的主要因素。在平面分布上,各粒级浮游植物APA在近口门的光限制区均较低,且呈现自口门向外逐渐升高的趋势,与DIP的分布特征相反。Net和Nano级APA[平均值分别为 (40.28±32.35) nmol/(L·h)和(52.38±34.78) nmol/(L·h)]显著高于Pico级APA[平均值为(28.43±20.23) nmol/(L·h)],这表明大粒级浮游植物可能更易受DIP下降的影响。该研究中,诱导浮游植物APA快速升高的DIP浓度为0.159 μmol/L,与近岸区磷限制经验阈值相接近。该研究揭示了夏季不同粒级浮游植物对长江口磷分布的响应特征,有助于理解长江口初级生产过程的环境调控机制。     

不同类型含磷营养物质对微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)生长和毒素产生的影响

采用显微镜细胞计数和麻痹性贝毒的高效液相色谱分析方法,通过对比磷酸二氢钾、磷酸甘油和三磷酸腺苷（ATP）等含磷营养物质对微小亚历山大藻生长和毒素产生的影响,研究了微小亚历山大藻对不同类型含磷营养物质的利用情况.结果表明,在磷限制条件下,加入磷酸二氢钾、磷酸甘油和ATP均能促进微小亚历山大藻的生长,所获得的最大藻细胞密度分别为22700、28400和27800藻细胞/ml,对数期生长速率分别为0.12/d、0.14/d和0.15/d,溶解态有机磷对藻生长的促进作用稍好于溶解态无机磷.三种含磷营养物质对毒素产生的效应没有明显差别,稳定期藻细胞毒素含量分别为22.87、23.98和21.80fmol/cell.磷限制对毒素组成的影响很大,磷限制条件下膝沟藻毒素GTX1/4的含量占绝对优势,GTX2/3含量很少.在添加含磷营养物质后,GTX1/4所占比例降低,GTX2/3比例增加,说明磷限制显著改变了微小亚历山大藻的毒素组成.对藻体碱性磷酸酶活性分析的结果显示,磷限制组具有最高的碱性磷酸酶活性,添加有机磷化合物实验组的碱性磷酸酶活性显著高于添加无机磷化合物的实验组.研究结果表明,微小亚历山大藻可以利用实验中采用的无机磷化合物和有机磷化合物,但其利用溶解态有机磷化合物的机制尚不清楚,可能是通过诱导合成碱性磷酸酶来水解培养基中的溶解态含磷有机物,从而释放无机磷酸盐用于藻细胞的生长.     

大鹏澳海域水体磷的形态及其分布特征

根据１９９２年１２月（冬季）和１９９３年７月（夏季）对大鹏澳海域２４ｈ定点连续观测和夏季大面调查，统计了该海域各种形态磷的变化范围和平均含量；计算了各种形态磷分别占总磷（ＴＰ）和总溶解磷（ＴＤＰ）的百分比；讨论了各种形态磷之间的相互关系；分析了影响ＴＰ和ＴＤＰ分布的环境因素。     

黄河口及莱州湾海域磷的时空分布及浮游生物对低磷胁迫的响应

本文利用2019—2021年在黄河口及莱州湾海域进行的4次陆海同步调查结果,分析了环莱州湾主要入海河口和排污口陆源输入磷的季节变化、黄河口及莱州湾海域内不同形态磷及不同碱性磷酸酶活性(APA)的时空分布特征,探讨了海域内磷受限状况及浮游植物和浮游细菌对低磷胁迫的响应。结果表明,磷的陆源输入中黄河贡献最大,小清河次之;总磷(TP)入海通量呈现出夏季>春季>秋季>冬季的季节变化,春、夏、秋季磷输入以颗粒态磷(PP)为主,冬季以溶解态磷(DP)为主;受农业施肥及河道内浮游生物活动的影响,春季陆源DP以溶解有机磷(DOP)为主,其他季节以活性磷酸盐(PO₄-P)为主。研究海域内TP浓度及构成不仅受陆源输入的影响,还受浮游生物消亡、海上养殖活动和沉积物释放等作用共同调控,TP浓度呈现出春季>夏季≈秋季>冬季的季节变化、近岸高远岸低的分布特征,高值区主要位于黄河和小清河河口区域;TP构成上,春季以DP为主,夏、秋季DP与PP相当,冬季以PP为主;春、秋季DP以DOP为主,而夏、冬季DP以PO₄-P为主。海域内浮游植物普遍受到...     

溶解态磷在海洋微藻碱性磷酸酶活力变化中的调控作用

在实验室批量培养条件下,测定了海洋微藻培养体系中碱性磷酸酶活力(APA)和各形态溶解磷的动态变化,分析了二者之间的关系.结果表明,在批量培养过程中,APA的动态变化呈"S"形曲线,各形态溶解磷在其变化过程中所起的调控作用不同,介质中溶解无机磷和小分子溶解有机磷的浓度是激发APA发生变化的主要调控因子,大分子溶解有机磷的浓度对APA的作用不明显,但APA的增大可加速微藻利用大分子溶解有机磷的速率.微藻的种类和丰度不影响APA的动态变化形式及其调控机理.     

九龙江河-海系统夏季浮游植物磷胁迫研究

采用群落水平和细胞水平碱性磷酸酶活性(APA)相结合的方法,研究了2010年夏季(6-7月)九龙江河-海系统(河流-河口-邻近海域)浮游植物的磷胁迫,结果表明,单位叶绿素a的APA在河流下游区[(48.80±14.69)nmol/(h.μg Chl a)]显著高于河口区[(10.60±15.58)nmol/(h·μg Chl.a)]和邻近海域[(23.54±25.41)nmol/(h·μg Chl.a)],表明河流区的浮游植物磷胁迫显著高于河口区和邻近海域.三个区域高比例的游离态APA表明该水域浮游植物已较长时间处于磷胁迫状态.细胞水平的浮游植物荧光标记结果显示,河口区(20％±20％)与邻近海域(38％±20％)无显著差异(P＞0.05),此结果与群落水平APA结果相一致;但河口-邻近海域浮游植物的标记比例显著高于河流下游区(9％±3％)(P＜0.05).     

三门湾水体营养盐变化及其对人类活动的响应

我国沿海重点海湾水体富营养化与陆源输入和海湾开发活动密切相关,海湾特殊的弱交换水动力环境使得水体环境治理面临更为严峻的挑战,浙江省近年来实施陆域生态环境治理“千万工程”和海域“蓝色海湾整治”工程,陆域和海湾水环境提升显著。以浙江省第2大海湾三门湾为研究对象,对近30年三门湾海域水体营养调查监测数据进行对比分析,结合2019年9月在三门湾开展的流域-海域水体质量联合调查取得的54个流域水样、30个海域水样和6个雨水样的营养盐分析结果（NO3−,NO2−,NH4+,PO43−）,分析了三门湾水体营养盐的空间分布特征和影响因素,分析营养盐长期变化特征和人类活动的影响。目前三门湾水体富营养化的问题依然突出,湾内海域DIN和DIP含量在0～439和18～59 μg/L,平均值分别为233和37 μg/L,河流DIN和DIP含量在77～1586和3～126 μg/L,平均值分别为466和48 μg/L。河流中氮、磷营养盐含量整体上呈现由上游到下游增长的趋势,其中农业生产对水体NH4+-N、NO3−-N影响大,城镇生活和工业生产排放对水体中NH4+-N、NO2−-N和DIP影响大。海域中氮磷营养盐的高值区主要分布在水体交换弱的港汊顶部和河流入海处,营养盐浓度呈现由近岸高值向外海逐渐降低的趋势,海水养殖是近岸营养盐的主要贡献者。三门湾水体营养盐在1987—2007年中处于持续增长趋势,2010年后随着海陆生态环境治理政策的实施,DIN和DIP呈现明显下降趋势,海湾水环境状况得到较大改善。     

广西钦州湾海域生态健康评价与分析

根据2009-2011年对广西钦州湾海域的综合调查结果,采用《近岸海洋生态健康评价指南》中的河口及海湾生态系统健康评价方法对该海域的生态系统健康状况进行评价与分析。结果显示,水环境健康指数、沉积环境健康指数、生物残毒健康指数、栖息地健康指数、生物健康指数分别为14.61,9.93,9.00,7.50,13.38,海域生态系统健康指数为54.42。表明,钦州湾近岸海域水环境和沉积环境都处于健康状态,未受生物残毒污染,而栖息地和生物指标分别处于不健康状态。综合5类评价因子的评价结果,判定该海域生态环境处于亚健康状态。     

钦州湾的生态环境特征及其与水体自净条件的关系分析

利用1990-1999年10a问6个航次的调查资料,分析研究了该湾的生态环境特征及其与水体自净条件的关系。结果表明：该湾水体的自净条件较好,与水体的物理、化学和生物因素有密切关系。其中较强的水动力作用是污染物输送和扩散的有利条件：水体中硝酸盐含量及其所占DIN的百分比值较高,既体现了陆源含氮化合物的输入影响,也体现了含氮有机物在化学净化过程中的净化效果;R(NO3-N)与Chl-α的显著正相关性以及水域中生物种类的多样性和较高的生物资源量,则显示了水体自净能力对海洋生物的重大影响作用。     

Effect of dissolved phosphorus on alkaline phosphatase activity in marine microalgae

I~IOXThe alkaline phOSPhataSe (AP) has been more and more studied following the study of thephosphorus limitation (Suttle and Harrision, 1988; Hu et al., 1989; Huang et al., 1996). PeOple used to take dissolved inorganic phOSphorus (DIP) level and uptake rate by algae as phosphOrus limitation indicators (Vera and Petterson 1992; Huang and HOng, 1994). But recent resultsindicate that diSSOlved organic phosphorus (DOP) and particulate organic phOSphorus (PP) couldalso be utilized b…     

枯水期钦州湾浮游植物群落结构组成与分布特征

应用浮游植物特征光合色素的分析方法,研究了2011年枯水期钦州湾浮游植物的结构组成与分布特征。结果表明:枯水期含量较高的浮游植物光合色素按含量高低依次为叶绿素a、岩藻黄素、叶绿素b、青绿素和多甲藻素,其他特征光合色素的含量很低。经CHEMTAX对光合色素转化计算,枯水期普遍检出的浮游植物类群为硅藻、青绿藻和甲藻,是枯水期浮游植物的优势类群,其生物量的平均值(±标准差)分别为(2.36±2.38)μg/L、(0.87±0.53)μg/L、(0.13±0.14)μg/L,变化范围为0.18~7.45μg/L、0.10~1.80μg/L和0.02~0.60μg/L。硅藻、青绿藻和甲藻占枯水期浮游植物生物量比例的平均值(±标准差)分别为59%±21%、30%±16%、6%±4%,占比变化范围为29%~96%、1%~53%和0.4%~14%,其他藻类所占比例很低。河口和外湾靠外海域两个区域以硅藻为优势类群,内湾及外湾近岸硅藻和青绿藻共同为优势类群。河流营养盐输入量和比例的不同决定了钦州湾河口海区浮游植物群落结构的差异,大面积贝类养殖导致了内湾至外湾近岸海区硅藻比例的降低,而外湾水温的增加引起暖水性硅藻大量增长成为优势类群,在温度进一步增加和营养盐持续输入等条件下存在会发生硅藻赤潮的风险。     

厦门西海域水体中碱性磷酸酶活力分布及其影响因子分析

1993年8和11月,1994年3,5和10月,应用荧光法测定了厦门西海域水体中各载体相(浮游植物、细菌和游离态)碱性磷酸酶活力(APA),结果表明:APA呈较为明显的季节变动,总APA表现为夏季(1993年8月)最高,春(1994年5月)秋(1993年11月)最低;结果亦显示,该海域浮游植物和海水是碱性磷酸酶的主要载体,平均分别占44.7%和40.5%;与环境因子的相关分析表明,各形态磷,硝态氮、溶解氧、化学耗氧量、初级生产力、细菌生长速率(BP)对APA有较明显的影响;其中除BP与APA成正相关外,其余均为负相关。还对碱性磷酸酶作为水体磷状况的指示和在磷的生物地球化学循环的作用进行了初步讨论。     

Alkaline phosphatase activity of water column fractions and seagrass in a tropical carbonate estuary, Florida Bay

Few phosphorus-depleted coastal ecosystems have been examined for their ability to hydrolyze phosphomonoesters. We examined seasonal (August 2006–April 2007) alkaline phosphatase activity in Florida Bay, a phosphorus-limited shallow estuary, using fluorescent substrate at low concentrations (≤2.0 μM). In situ dissolved inorganic and organic phosphorus levels and phosphomonoester concentrations were also determined. Water column alkaline phosphatase activity was partitioned into two particulate size fractions (>1.2 and 0.2–1.2 μm) and freely dissolved enzymes (<0.2 μm). Water column alkaline phosphatase activity was also compared to leaf and epiphyte activity of the dominant tropical seagrass Thalassia testudinum. Our results indicate: (1) potential alkaline phosphatase activity in Florida Bay is high compared to other marine ecosystems, resulting in rapid phosphomonoester turnover times (2 h). (2) Water column alkaline phosphatase activity dominates, and is split equally between particulate and dissolved fractions. (3) Alkaline phosphatase activity was highest during cyanobacterial blooms, but not when normalized to chl a. These results suggest that dissolved, heterotrophic and autotrophic alkaline phosphatase activity is stimulated by phytoplankton blooms. (4) The dissolved alkaline phosphatase activity is relatively constant, while the particulate activity is seasonally and spatially dynamic, typically associated with phytoplankton blooms. (5) Phosphomonoester concentrations throughout the bay are low, even though potential hydrolysis rates are high. We propose that bioavailable dissolved organic P is hydrolyzed by dissolved and microbial alkaline phosphatase enzymes in Florida Bay. High alkaline phosphatase activity in the bay is also promoted by long hydraulic residence times. This background activity is primarily driven by carbon and phosphorus limitation of microorganisms, and regeneration of enzymes associated with cell lysis. Pulses of inorganic phosphorus and labile organic phosphorus and nitrogen may stimulate autotrophs, particularly cyanobacteria, which in turn promote biological activity that increase alkaline phosphatase activity of both autotrophs and heterotrophs in the bay.     

钦州湾潮流特征分析

根据1994年5月和11—12月两个航次的调查及近年有关海湾的海流观测资料，分析了钦州湾的潮流特征，观测资料来自分布于该海湾东中西三个航道及相关区域的8个测站。钦州湾涨落潮流特征：落潮流速大于涨潮流速：东部最大涨落潮流速小于西部：夏季落潮流总是大于冬季：龙门水道附近的流速最大，而其余区域的流速相对较小。外湾(钦州湾)余流，是气旋式环流：水体东进而西出。从湾内来的泥沙和污染物质，主要从西部进入外海；中、东槽是主要“进水”通道，外海低泥沙含量、少污染物质的清洁水从这里潮流而上。因此，与西部相比，东部盐度高，水质清洁，底质重金属含量少。     

混合培养条件下几种赤潮藻对无机磷源的竞争生长研究

采用批次培养方式,研究混合培养的几种赤潮藻东海原甲藻(PrDrocentrum donghaiense)与中肋骨条藻(Skeletonema costatum)及东海原甲藻与链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)对溶解无机磷源的竞争生长响应.结果表明,在富磷及贫磷的培养条件下,中肋骨条藻的比生长率远超过东海原甲藻,而成为培养体系中的绝对优势种.在东海原甲藻与链状亚历山大藻的混合培养体系中,原甲藻大量死亡,可能存在亚历山大藻对原甲藻的他感作用.培养体系中,碱性磷酸酶活性随藻类磷胁迫而显著升高,可能在后期种群利用代谢有机磷源时发挥重要作用,且在不同培养体系中表现出酶活性大小及状态的差异性,该结果可能影响浮游植物对有机磷源的利用效率.     

The use of surface alkaline phosphatase activity in the seagrass Posidonia oceanica as a biomarker of eutrophication

Eutrophication is one of the most relevant man‐induced changes occurring in coastal waters. The identification and assessment of specific responses to eutrophication in seagrasses can provide a useful tool for the detection of changes in the water quality in coastal zones, given the wide range of distribution of these organisms. In this study, we combine a correlational (across‐sites comparison) and a manipulative (fertilization experiment) approach to evaluate the usefulness and potential of alkaline phosphatase activity (APA) in the endemic Mediterranean seagrass Posidonia oceanica as an eutrophication biomarker. Our results showed that APA decreases promptly following nutrient additions, the response being maintained except during the winter period. APA also varies across natural meadows under different levels of nutrient discharges at scales relevant for monitoring purposes. AP activity seems to be an optimal ‘physiological biomarker’ that responds promptly and reliably to a pulse of eutrophication exposure. However, other considerations, such as the seasonality (the response disappears in winter), suggest its use with some caution and, as far as possible, as a complement of other bio‐indicators.