南沙群岛海域表层沉积物中磷的形态分布特征

根据2002年56月南沙群岛海域调查时采集的表层沉积物样品,分析了磷的含量并把磷分为总磷(PT)、无机磷(PIN)、有机磷(POR)、非磷灰石结合态磷(PNAI)、磷灰石结合态磷(PAI)5种赋存形态。利用EPM-810Q电子探针测试沉积物的化学成分,讨论了沉积物中磷的形态和分布以及沉积物的地球化学特征与环境的意义。结果表明,调查海区表层沉积物中磷灰石结合态磷与无机磷的含量变化主要受控于生物活动,它们具有同源关系,同属可被生物利用而再次进人生物地球化学循环的磷。沉积物中的总磷和有机磷与FeO显著相关。沉积物中磷灰石结合态磷与CaO显著相关,它的来源和输入方式受控于水体中碎屑颗粒沉积作用的影响。     

不同规格刺参的生物扰动作用对沉积物中磷赋存形态及吸附特性的影响

本实验研究了不同规格刺参(Apostichopus japonicus)的生物扰动作用对沉积物中磷赋存形态及吸附特性的影响。实验设置了5、15和30g/头3个刺参规格处理组和1个空白对照组,分别标记为S5、S15、S30和S0,每组设置4个重复。通过SMT分布浸提法和磷吸附特性实验,分别测定了各处理组沉积物中磷不同赋存形态的含量以及沉积物对磷的吸附特征参数。研究表明:(1)S30组大规格刺参生物扰动作用显著增加了无机磷(IP)和铁/铝结合态磷(NaOH-P)的含量,而有机磷(OP)和总磷(TP)的含量则显著减少(P0.05);生物扰动作用强度随着刺参规格减小而减弱,S5组刺参生物扰动作用对磷赋存形态的影响不显著(P0.05)。(2)底质中钙结合态磷(HCl-P)为磷的主要形态,其性质比较稳定,各规格处理组中刺参的生物扰动作用对其影响不显著(P0.05)。(3)S15和S30组底泥K_d值显著降低,ECP_0值显著增大(P0.05),而S5组刺参的生物扰动作用对K_d值和ECP_0值的影响不显著(P0.05)。(4)S0组MBC和K_f值随着时间增加而显著减小(P0.05),而处理组S5、S15和S30的MBC和K_f值随时间无显著变化(P0.05)。结果表明:随着刺参养殖规格的增加,刺参的生物扰动作用可以有效降低沉积物中有机物(包括有机磷)的含量,通过提高沉积物的氧化还原电位,促进有机磷(OP)的降解、矿化和部分向铁/铝结合态磷(NaOH-P)转变,增强了沉积物对磷的吸附能力,减少了水体富营养化的危险。     

厦门湾沉积物中磷的形态特征及环境意义

2010年3月在厦门湾采集表层沉积物,应用改进的化学试剂连续分级浸取法(SEDEX)法对其中的弱吸附态磷(Ads-P)、铁结合态磷(Fe-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑态磷(De-P)和有机态磷(OP)的含量进行了分析测定,结合沉积物的环境参数,讨论了各种形态磷的地球化学行为。Ads-P、Fe-P、Ca-P、De-P、OP和总磷(TP)平均含量分别为9.80μg·g-1、148.69μg·g-1、14.07μg·g-1、136.89μg·g-1、91.97μg·g-1和401.41μg·g-1。研究表明,沉积物中的TP受陆源输入影响较小;Ads-P和Ca-P含量主要源于海区内部生物地球化学过程;De-P、OP和Fe-P主要受陆源输入影响;Ca-P、De-P和OP与重金属(Cu、Pb、Cd和As)具有化学耦合作用,在沉积过程中,可能具有相似地球化学行为。     

粤东柘林湾柱状沉积物中氮、磷的垂直分布

对柘林湾代表性水区柱状样沉积物中不同形态氮、磷的含量进行了分析,研究了其垂直分布规律及其历史演变趋势。研究结果显示,除湾西北三百门(S2站)和湾中央大规模网箱渔排养殖区中心(S6站)外,其余各测站柱状沉积物中的有机氮(TOM)、凯氏氮(TKN)及各形态磷含量基本呈现"沉降-降解-堆积"三阶段的分布特征,反映了成岩作用的结果。S2、S6测站柱状沉积物中的多项氮磷指标,在表层10 cm以深不降反升与这两测站的高污染压力和弱水体交换能力导致的污染物快速堆积有关。底栖动物对沉积物垂直方向的扰动可能是各氮磷指标在沉降和降解阶段产生波动变化的重要原因之一,但生物扰动对NH4 的垂直变化影响最大。自生磷(Au-P)与有机磷(OP)在表层以下随深度呈一定的镜像关系,与Au-P和OP在成岩过程中的相互转化有关。Au-P随深度的变化幅度比OP的大,表明磷在Au-P和OP之间的转移并不是磷再分配的唯一途径,其它形态的磷也可能参与磷的再分配,而两者在表层不呈镜像关系主要与微生物对两者的降解有关。     

渤海湾氮、磷营养盐在水体和沉积物中的分布特征及其相互关系

近岸海域水体和沉积物是营养盐迁移转化的重要场所。2016年8月对渤海湾水体和沉积物进行采样监测,分析了渤海湾水体和沉积物中不同形态氮、磷的含量,并研究了营养盐在水体和沉积物中的分布特征及其相互关系。结果表明:渤海湾水体中的营养盐在西部近岸地区含量较高,而在离海岸线较远的开阔海域含量较低,表现出一个明显的质量浓度梯度。说明人类活动对近岸海域水体中营养盐含量的贡献较为明显。水体中营养盐主要是以无机态为主,无机氮和无机磷分别占到总氮和总磷的76.65%和76.46%。沉积物中氮、磷营养盐表现出和水体中营养盐含量类似的空间分布特征,但形态主要以有机氮为主,无机磷的含量也仅占到30.42%。这说明夏季渤海湾水体中氮、磷营养盐主要由水中有机体通过同化作用将无机态营养盐合成为有机态营养盐进入沉积物,渤海湾西北海域的富营养化过程是水体中营养盐向沉积物迁移的一个主要驱动力。     

海洋中碱性磷酸酶及其活性的研究进展

为加深对海洋生物地球化学循环过程和海洋生态系统功能的认知,并为相关研究提供科学依据,文章综述海洋中碱性磷酸酶及其活性的研究进展,并提出展望。研究结果表明：碱性磷酸酶主要来源于浮游植物、浮游动物和细菌,通常根据滤膜孔径等进行分类,对于海洋碳、氮、磷循环和调节生物群落组成具有重要意义;碱性磷酸酶活性通常采用水解荧光模拟底物法定量研究,并在全球海洋范围具有一定的水平、垂直和季节分布特征,影响碱性磷酸酶活性的典型环境因子包括太阳辐射、海水温度、河流输入、上升流、溶解态有机磷、溶解态无机磷、溶解态无机氮、金属离子以及病毒裂解、浮游动物捕食和排遗作用等。     

河口潮滩沉积物磷的季节性累积和生物有效性

对长江口潮滩表层沉积生磷的赋存形态和含量的研究表明,碎屑态磷为沉积物中磷的主要形态,约占总磷的62.52%;铁结合态磷和有机磷次之,分别占总磷的18.06%和14.69%;自生磷灰石加钙结合态磷和吸附态磷最少。综合研究区内的各种理化条件,指出弱吸附态磷、铁结合态磷和有机磷是长江口潮滩潜在生物可利用磷,约占总磷的33.16%,是导致水体富营养化的潜在因素。上覆水的盐度效应是影响沉积物铁结合态磷含量的关键性因子;而自生磷灰石加钙结合态磷的含量变化则与上覆水的温度、溶氧量及沉积物有机质的分解有关;有机磷在时间和空间尺度上都存在较大变化,主要与潮滩生物动态过程,即磷的再矿化有关。     

东、黄海柱状沉积物中有机磷与无机磷的含量与分布研究

研究了东、黄海海域典型站位柱状沉积物中总磷(TP)、无机磷(IP)及有机磷(OP)的含量及其分布特征.东海、黄海海域3种形态磷的浓度范围分别如下:东海:TP 13.73～19.85 μmol·g~(-1),IP 11.39～16.03 μmol·g~(-1)和OP 2.11～3.81 μmol·g~(-1);黄海:TP 14.44～18.33 μmol·g~(-1);IP 11.79～15.88 μmol·g~(-1)和OP 2.45～2.65 μmol·g~(-1).两海区沉积物中IP/TP和OP/TP变化范围分别为79%～88%和12%～21%.IP是研究海域沉积物中磷的主要存在形式,陆源输入为影响沉积物磷浓度的主要因素.地处长江口附近的E4站和东海中部海区的E6站分别为所有调查站位中各形态磷浓度的最高和最低者.不同海区柱状沉积物中各形态磷浓度的垂直分布特点不同.其分布特征在一定程度上反映了相应历史时段该站位营养盐输入水平、自然条件和人类活动的重大变化.     

胶州湾柱状沉积物中无机与有机磷的形态研究

研究了胶州湾柱状沉积物磷的存在形态、浓度水平及其分布特征.结果表明3种形态磷的浓度为:总磷(TP) 12.78 μmol·g-1;无机磷(IP)9.60 μmol·g-1;有机磷(OP)3.18 μmol·g-1.无机态磷占总磷的75%,为沉积物中磷的主要存在形式.磷在柱状沉积物中的分布呈上层低(0～10cm),中间层段(66～90cm)略高,155cm以深层段浓度稳定且较低的态势,尤以TP和IP表现明显.磷在上层沉积物中浓度水平较低的现象可能与近年来入湾河流磷的输入量较低有关.     

黄河口沉积物中无机磷酸盐的存在形态

本文对1989年5月和8月采集的黄河口附近浅海表层沉积物及柱状沉积物进行了磷酸盐形态(吸附态磷、铝磷、铁磷、闭蓄态磷和钙磷)的分析,并对几个样品的不同粒级也分别作了形态分析。结果表明,钙磷占无机磷的大部分;闭蓄态磷次之;铝磷和吸附态磷再次之;铁磷含量极微。除钙磷(由于有矿物磷的存在)在粉砂粒级中含量最高外,其它各形态磷的含量均随粒度变细而增高。     

缢蛏混养对三疣梭子蟹-日本囊对虾综合养殖系统理化环境和小型底栖动物的影响

滤食性贝类在生态系统中可通过自身生理活动促进系统的物质循环和能量流动,进而影响养殖环境。为从养殖系统底质环境角度为综合养殖系统优化提供依据,建立了4个实验生态系统,即在三疣梭子蟹-日本囊对虾养殖系统中混养3个不同密度的缢蛏(由低到高分别表示为PMB₁,PMB₂,PMB₃),并以三疣梭子蟹-日本囊对虾养殖系统(PM)为对照。通过对不同养殖系统底泥理化性质及小型底栖动物丰度、生物量的比较分析,探究缢蛏不同混养密度对养殖系统底质环境的影响。结果显示,总体而言,试验期间缢蛏高密度混养系统PMB₃底泥pH与氧化还原电位(ORP),显著高于其他系统,而底泥有机质含量显著低于其他系统。从小型底栖动物群落物种组成来看,不同养殖系统中线虫在丰度上占主要优势,占总丰度的35.9%~42.7%;介形类在生物量上占最大优势,占总生物量的74.2%~81.1%,PMB₃总丰度和总生物量显著高于其他系统。较高混养密度下,缢蛏能通过滤食残饵、粪便等有机物减少底泥有机物质的积累,改善底质环境,提高小型底栖动物丰度和生物量。本试验条件下,根据养殖系统底质环境变化特征,缢蛏放养密度34.7×10⁴ ind./hm²为最优放养密度。     

Alkaline phosphatase activity and phosphatase hydrolyzable phosphorus for phytoplankton in hiroshima bay, Japan

We investigated the seasonal variability of free alkaline phosphatase activity in seawater and alkaline phosphatase hydrolysable phosphorus (APHP) at 3 stations in Hiroshima Bay using alkaline phosphatase extracted from the dinoflagellates Alexandrium tamarense and Gymnodinium catenatum. The dissolved inorganic phosphorus (DIP) was lower than 1 μM in all samples; the lowest values were in May. The amount of APHP was high at the surface and bottom waters of all stations in May, showing DIP-depleted conditions. In August and November, the amount of APHP was much less than the amount of APHP in May, indicating that the availability of dissolved organic phosphorus (DOP) for these species was low and/or uptake during the dinoflagellate blooming might have occurred in the area. The results obtained from short-term variations of AP activity might suggest that the growth of dinoflagellates in this season may be partly supported by the AP produced by other diatoms.     

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.     

广东南澳岛大型海藻龙须菜与浮游植物对营养盐的竞争利用

广东南澳岛近海是我国龙须菜养殖的重要基地。为了探究龙须菜养殖对藻华防治的贡献,分别于2016年3月、5月和6月在广东南澳岛北部海域不同养殖功能海区进行采样,研究龙须菜养殖前后海水中营养盐含量和结构的变化,分析不同粒径的浮游生物对有机营养盐的水解利用,探讨龙须菜养殖对浮游植物竞争利用营养盐和生长产生的影响。结果表明,研究海区水质较清洁,无机氮磷含量较低,春季至夏季,随着龙须菜和浮游植物生物量增加,溶解无机磷(dissolved inorganic phosphorus,DIP)浓度不断下降,至6月南澳海区成为磷限制海域。在5月龙须菜生长高峰期,龙须菜养殖区和龙须菜鲍鱼混养区的DIP浓度显著低于鲍鱼区和非养殖区,龙须菜养殖区的叶绿素a浓度明显低于其他区域,亮氨酸氨肽酶(leucine amino peptide,LAP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)活性显著升高,表明龙须菜养殖区浮游植物受到较为明显的营养胁迫。而龙须菜收割后,该养殖区的叶绿素a含量则显著上升,甚至高于其他区域。该结果表明在南澳岛海域,龙须菜养殖通过营养竞争关系(尤其是磷)抑制浮游植物的生长,大规模龙须菜养殖可能有助于抑制有害藻华的发生。     

凡纳滨对虾-缢蛏生态循环养殖池塘中浮游植物群落结构与水质因子相关性研究

为研究凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）与缢蛏（Sinonovacula constricta）生态循环养殖过程中浮游植物群落结构及其与水质因子变化特征之间的相关性,本实验于2018年6月至11月在宁波市鄞州区椿霖养殖场对虾蛏循环养殖池塘中水质及浮游植物的动态开展了逐月采样监测,分析了养虾塘与养蛏塘中的浮游植物群落结构变化及水质因子变动。结果显示：（1）对虾养殖期间共鉴定出6个门101种浮游植物（包含9个未定种）,从种的数量上来看,硅藻门 > 甲藻门 > 绿藻门 > 蓝藻门 > 裸藻门 > 隐藻门,其中包含优势种14种,养殖初期优势种为硅藻门的新月菱形藻（Nitzschia closteriu）、牟氏角毛藻（Chaetoceros muelleri）等,随后甲藻门的海洋原甲藻（Prorocentrum micans）和绿藻门的小球藻（Chlorella vulgaris）等逐渐占据优势,后期仍以硅藻门为主要优势种。（2）浮游植物的丰度介于6.8×10⁵-2.5×10⁸cell/L,生物量为2.04-65.72mg/L,Shannon-Wiener多样性指数范围为1.34-2.56,均匀度指数范围为0.43-0.72,多样性水平较高,物种分布的均匀度较好。（3）对浮游植物群落结构与水质因子进行CCA分析后得到硅藻门种群变化主要与温度、盐度、pH密切相关（P<0.05）;绿藻门种群优势受氮含量（总氮、亚硝酸盐氮、氨氮）的影响较大;而甲藻门、蓝藻门种类则与磷含量（总磷、活性磷）与温度相关。     

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.     

海水中碱性磷酸酶活力的测定及其在磷的循环中的作用初探

建立了海水介质中浮游植物、细菌及游离态三种碱性磷酸酶活力的分光测定法。在厦门西港海域及实验生态中分别测定了这三种碱性磷酸酶的活力;同时采用~(32)P示踪法探讨了碱性磷酸酶对小球藻直接利用溶解有机磷(DOP)的影响。结果表明,浮游植物体的碱性磷酸酶活力占主导地位;当水体溶解无机磷降低到一定浓度时,浮游植物体碱性磷酸酶活力可突增,它提供了浮游植物直接利用DOP的条件。     

大口黑鲈(Micropterus salmoides)不同养殖模式氮磷收支及养殖效果研究

为了揭示池塘内循环流水养殖模式(Inner-Pond Raceway Aquaculture,IPRA)氮磷收支变化及养殖效果情况,阐明其生态特征及营养物质的来源与归宿,合理评价IPRA的经济与生态效益,通过定期采样计算氮磷的输入和输出项目,同时设置传统常规养殖池塘(usual pond aquaculture,UPA)为对照组。结果表明:(1)两种养殖模式中,饲料是池塘氮、磷输入的主要来源,分别占IPRA和UPA池塘氮输入的95.02%±2.31%和94.57%±1.82%,占两种模式磷输入的93.19%±2.75%和91.81%±4.44%;(2)底泥沉积是氮、磷输出的主要方式,占IPRA和UPA氮输出的45.16%±1.31%和53.98%±1.48%,占磷输出的40.28%±3.19%和59.59%±4.45%,差异显著(P0.05),其次是养殖产出,IPRA渔获物氮输出比例37.73%±0.91%高于UPA的35.07%±0.99%,差异不显著(P0.05),磷输出比例25.50%±1.77%显著高于UPA的20.78%±1.33%(P0.05);(3)IPRA对氮的绝对和相对利用率高于UPA,但差异不显著(P0.05),而对磷的利用率显著高于UPA (P0.05), IPRA提高了养殖对象对氮、磷的吸收利用率;(4) IPRA耗水系数、排水系数及排污系数均显著低于UPA (P0.05),但IPRA养殖效益显著高于UPA (P0.05)。综上所述, IPRA是一种清洁高效的新型养殖模式,可以进行推广应用。本研究旨在为今后更好地开展IPRA水质管理和科学养殖提供数据支撑,同时为IPRA模式在节水生态、经济效益等评价方面提供理论依据。     

桑沟湾磷循环

The phosphorus cycle is studied during 2013–2014 in the Sanggou Bay(SGB), which is a typical aquaculture area in northern China. The forms of measured phosphorus include dissolved inorganic phosphorus(DIP), dissolved organic phosphorus(DOP), particulate inorganic phosphorus(PIP), and particulate organic phosphorus(POP).DIP and PIP are the major forms of total dissolved phosphorus(TDP) and total particulate phosphorus(TPP),representing 51%–75% and 53%–80%, respectively. The concentrations and distributions of phosphorus forms vary among seasons relative to aquaculture cycles, fluvial input, and hydrodynamic conditions. In autumn the concentration of DIP is significantly higher than in other seasons(P0.01), and higher concentrations are found in the west of the bay. In winter and spring the phosphorus concentrations are higher in the east of the bay than in the west. In summer, the distributions of phosphorus forms are uniform. A preliminary phosphorus budget is developed, and shows that SGB is a net sink of phosphorus. A total of 1.80×10~7 mol/a phosphorus is transported into the bay. The Yellow Sea is the major source of net input of phosphorus(61%), followed by submarine groundwater discharge(SGD)(27%), river input(11%), and atmospheric deposition(1%). The main phosphorus sink is the harvest of seaweeds(Saccharina japonica and Gracilaria lemaneiformis), bivalves(Chlamys farreri),and oysters(Crassostrea gigas), accounting for a total of 1.12×10~7 mol/a. Burial of phosphorus in sediment is another important sink, accounting for 7.00×10~6 mol/a. Biodeposition by bivalves is the major source of phosphorus in sediment, accounting for 54% of the total.     

缢蛏(Sinonovacula constricta)EST-SSR 分布特征及引物开发利用

采用CAP3软件对NCBI上的5296条缢蛏ESTs序列进行了微卫星特征分析。结果表明,经拼接、去冗得到非冗余EST序列3453条,含SSR位点的EST序列267条,共307个SSR位点,检出率为8.89%,平均每6.83kb出现1个SSR位点。设计了40对EST-SSR引物并进行PCR扩增,29对引物能扩增出理想的PCR产物,其中多态性引物14对。利用14对多态性引物分析了乐清湾缢蛏遗传多样性,共检测到等位基因数(Na)61个,每个位点的等位基因数为2—12个。二核苷酸、三核苷酸和四核苷酸重复是最主要的重复类型,分别占15.96%、37.13%和35.50%。乐清湾缢蛏群体观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)和多态信息含量(PIC)分别为0.569、0.490和0.449,表明乐清湾缢蛏遗传多样性较丰富。