镉对共培养赤潮微藻的急性毒性效应研究——基于流式细胞术的研究探讨

在实验条件下,利用流式细胞术探讨了重金属镉对赤潮异弯藻和微小原甲藻的种群增长和种间竞争的影响,实验结果如下:(1)共培养的条件下,Cd2+胁迫前后2种微藻的细胞体积和细胞内容物复杂程度没有一致的变化规律,但叶绿素a含量和存活率均呈下降趋势;(3)叶绿素a荧光值和存活率可以考虑作为Cd2+胁迫增强的微藻生物标志物系统的指标。     

环境要素与连云港海域赤潮发生关系研究

根据2004—2013年连云港海域赤潮事件记录和赤潮监控区监测数据,采用相关性分析等数理统计方法,对连云港海域赤潮特征及其与环境要素的关联性进行研究。结果表明,5—10月为连云港海域赤潮频发时段,每次过程持续大多在3—7天之间;赤潮发生前三日叶绿素a、溶解氧、海温、化学需氧量和p H等要素与赤潮发生表征指标浮游植物总量相关性显著;在赤潮发生发展消亡过程中,海温、叶绿素a、溶解氧和p H均呈现出先上升后下降的趋势,化学需氧量则表现为相反变化态势;赤潮发生前期和发展维持阶段,以东到东南向风为主,风速较小,赤潮消亡前夕,常伴随偏西大风过程。     

铁对三角褐指藻生长、光合作用及生化组成的影响

近来许多研究表明,不论是在无机氮丰富还是贫乏的水域,铁元素的供应对于浮游植物的生物量、生长率、种类组成及初级生产力均会产生影响。通过室内培养,研究了铁对三角褐指藻生长、光合作用以及细胞生化组成的影响。实验结果表明,在其他营养盐充足的条件下,海水中铁浓度的变化对三角褐指藻的生长及光合作用均有显着影响。在5×10-7mol/dm3铁浓度时,三角褐指藻可达到其最大光合作用速率。在添加铁的条件下,三角褐指藻细胞多种生化组成受到不同程度的影响,其中叶绿素a含量变化幅度最大,增加了25%～35%,叶绿素c、类胡萝卜素含量也有一定程度的增加,但增长幅度要小于叶绿素a;碳水化合物的含量增加了5%～10%,蛋白质含量的增加幅度在5%～15%之间;超氧化物歧化酶(SOD)的活性及DCMU荧光增强比(F_d/F)也呈明显的增加趋势。铁是海洋初级生产过程中的一种限制因子。     

光暗周期下一种海洋硅藻荧光特性和生化组成的研究——Ⅰ.营养盐的影响

本文采用连续培养方法,在光暗周期下研究了一种海洋硅藻——伪矮海链藻(Thalassiosira pseudonana 3H)的荧光特性和生化组成与营养盐的关系。研究结果表明,随着营养盐缺乏程度的加剧,藻类荧光增强比、细胞叶绿素a、蛋白质含量均降低,而荧光产额、DCMU增强荧光产额、细胞碳水化合物含量、碳水化合物/叶绿素a、蛋白质 叶绿素a、碳水化合物/蛋白质比值均升高。但是,取样时间和生长光强不同时,各参数随营养状态变化而改变的幅度也各不相同。     

长江口中肋骨条藻赤潮发生全过程调查报告

于1990年6月在长江口赤潮多发区定点观测到一次中肋骨条藻赤潮发生的全过程，对中肋骨条藻赤潮发生过程中浮游植物群落结构的变动及细胞形态的变化进行研究。结果表明，（1）中肋骨条藻赤潮发生前，水体中甲藻数量多于硅藻；赤潮发生后，中肋骨条藻增殖，逐渐成为主要优势种，硅藻在数量上超过了甲藻；浮游植物种类丰度指数的大小能较好地反映赤潮发生的各个阶段。（2）赤潮发生过程中，中肋骨条藻细胞增殖率次序为：发展阶段＞维持阶段＞起始阶段。（3）在赤潮发生的维持阶段后期和消亡阶段，有5％-7．8％的中肋骨条藻形成休眠孢子，一个中肋骨条藻细胞仅形成一个休眠孢子，且同一个中肋骨条藻群体链上的所有细胞形成休眠孢子是同步的。     

珠江口海域条纹环沟藻赤潮的生消过程和环境特征

2002年6月4—9日珠江口海域发生了较大规模的条纹环沟藻Gyrodiniuminstriatum赤潮,面积约150—200km2。赤潮高峰期平均盐度为4.98,细胞密度最高达2.5×106cells·L-1,占浮游植物总数量的60%—77%,持续时间为2d,其后逐渐消失,优势种被中肋骨条藻Skeletonemacostatum所取代。对该次赤潮的生消过程和环境因子变化的监测分析表明,赤潮盛期表层水体各形态氮的含量较高,是本次赤潮发生的主要诱因之一。赤潮盛期叶绿素a最大值为136.78mg·m-3,高出正常海区数十倍。DO和pH均出现异常高值现象。从6月9日起出现强降雨天气,是导致本次赤潮逐步消亡的原因。     

可溶性铁对某些硅藻赤潮生物增殖的影响

评述了在厦门进行的一次围隔实验结果。在同等富营养的各围隔桶中添加不同浓度的柠檬酸铁，研究可溶性铁对浮游植物的增殖效应。对结果回归分析表明：水体中可溶性铁的浓度与相应的叶绿素含量存在着明显的相关，且添加可溶性铁的围隔体内的细胞净增长速率快于同等富营养的天然海水。实验结果证明提高海水中可溶性铁浓度会促进某些硅藻（尤其是中肋骨条藻）的增殖。进而改变浮游植物的群落结构，引发硅藻赤潮并增大赤潮的规律。     

围隔生态系内不同粒级浮游植物群落变化研究

通过现场围隔实验,模拟赤潮发生过程,研究了种群不同生长阶段中不同粒级浮游植物种群的变化情况。结果表明,添加营养盐能有效促进浮游植物的生长,东海原甲藻围隔（M1）和自然水体围隔（M2）中浮游植物分别于第7天和第4天出现生长高峰,叶绿素a最大值分别为112．79mg／m和235．60mg/m。微型浮游植物与微微型浮游植物存在竞争,微型对微微型生长的抑制作用：M2〉M1。在营养盐丰富时,硅藻的增殖速率比东海原甲藻快,达到高峰期时间短,消亡也快。硅的减少促进硅藻水华的消亡。     

光暗周期下一种海洋硅藻荧光特性和生化组成的研究 Ⅱ.光强的影响

采用半连续培养方法,在光暗周期下研究了光强对一种海洋硅藻——伪矮海链藻(Thalassiosira pseudonana 3H)荧光特性和生化组成的影响.研究结果表明,随着生长光强的增强,DCMU增强荧光产额、荧光增强比、细胞碳水化合物含量、碳水化合物/叶绿素a、碳水化合物/蛋白质的比值均增高,荧光产额、细胞叶绿素a含量降低;而细胞蛋白质含量在10—100μE·m~(-2)·s~(-1)光强范围内,随光强的增强而降低,当光强大于100μE·m~(-2)·s~(-1)时则升高.取样时间对生长光强与细胞叶绿素a、碳水化合物含量、碳水化合物/叶绿素a比、碳水化合物/蛋白质比的关系有很大影响.     

转基因与野生型三角褐指藻生理特性的比较研究

利用叶绿素荧光仪分别测定转基因和野生型三角褐指藻的最大光能转化率,利用流式细胞仪分别测定它们的细胞大小和叶绿素含量,通过血球计数板计数绘制其生长曲线并计算比生长速率。统计分析结果显示:在培养周期内,野生型和转基因三角褐指藻的最大细胞密度有显著差别,野生型藻株的比生长速率显著高于转基因藻株,说明转基因影响了三角褐指藻的生长;野生型与转基因藻株的F_v/F_m在第2天差别不显著,但到第8天时,转基因藻株的F_v/F_m却显著高于野生型的;特基因藻株的叶绿素含量和细胞大小均显著高于野生型藻株。研究结果表明,转基因对藻细胞的生理特性产生了一定的影响,该结果为微藻转基因研究提供一定的理论依据。     

渤海叶绿素浓度时空特征分析及其对赤潮的监测

基于2014—2015年MODIS数据分析了渤海表层水体叶绿素浓度的时空特征,并对赤潮进行了遥感监测。结果表明, 5—10月,渤海表层叶绿素浓度总体较高,其中在5月份达到峰值;空间上,叶绿素浓度由近岸向渤海中部递减,其中秦皇岛附近海域、莱州湾、渤海湾、辽东湾叶绿素浓度相对较高。基于16 mg/m3的叶绿素浓度阈值和ERGB影像,成功提取了渤海赤潮信息。秦皇岛附近海域是渤海赤潮的频发区和重灾区,赤潮发生于5月份,其分布范围在5月下旬达到最大。渤海赤潮分布与底部两个低氧区位置吻合,说明赤潮爆发可能对低氧区的形成和发展起重要作用。     

2005～2007年厦门岛周边海域水体叶绿素含量的时空变化特征

利用2005～2006年每年5、8、11月份和2007年5、8、10月份厦门周边海域27个测站共9个航次现场跟踪监测资料,研究了该海域水体叶绿素含量的时空变化特征.结果表明：监测期间厦门岛周边海域表层水叶绿素a含量在0.28～28.55μg/dm^3之间,平均值为3.47μg/dm^3,平均占总叶绿素含量的70.4%;底层海水的相应值分别为0.29～18.69、3.36μg/dm^3和71.8%.表层海水叶绿素b含量在0.00～6.95μg/dm^3之间,平均值为0.78μg/dm^3;底层水的相应值分别为0.00～4.15、0.72μg/dm^3.表层水叶绿素c含量在0.00～8.13μg/dm^3之间,平均值为0.93μg/dm^3;底层水的相应值分别为0.00～5.51、0.83μg/dm^3.表、底层水叶绿素a含量的年际变化趋势相似,高峰值都出现在2006年,低谷值都出现在2005年,总体上呈逐年上升趋势.各年中叶绿素a含量的季节变化与某季节是否出现赤潮有明显的关系.在正常年份中,表、底层水叶绿素a含量季节变化曲线的峰、谷值较多出现在8月和11月;但出现赤潮时,则发生赤潮的当月（如2006年5月）一般都成为当年叶绿素a含量的峰值所在月.监测期间调查海域水体叶绿素a含量的平面分布较复杂,在正常情况下,尽管其各季的平面变化梯度差异明显,但仍大致呈西北沿岸水体的较高,向东南逐渐递减的分布态势,其高值区常出现在宝珠屿以西和九龙江口附近海域.但在发生赤潮时,其叶绿素a含量的平面变化增大,赤潮区水体的叶绿素a含量为高值中心.如2006年5月调查海域水体叶绿素a含量的平面变化大,出现赤潮的东南部海域的最高,九龙江口海域的次之,未观测到赤潮的同安湾和厦门西港大部海域水体的叶绿素a含量最低.     

2017年春、夏季黄海35°N共发的绿潮、金潮和赤潮

于2017年4月至6月,沿南黄海35°N断面出现了罕见的绿潮、金潮和赤潮等有害藻华共发现象。本研究通过现场定时定速拖网等方法,对黄海35°N断面不同站位的大型漂浮藻类进行了定量观测,并对赤潮区浮游植物进行了显微镜观察。结果表明：沿35°N断面的漂浮绿藻和马尾藻生物量具有明显的时空变化特征,4月下旬漂浮绿藻和马尾藻开始零星出现,5月下旬生物量和分布范围明显增加,在6月上旬达到最大,随后在6月下旬降低。漂浮绿藻和马尾藻的分布区域存在差异,120°30''—122°30''E为两者共同分布海域,向西以漂浮绿藻为主,向东则以马尾藻为主。分别于5月下旬和6月下旬在黄海35°N断面发现了1次米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）赤潮和1次赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）赤潮。基于现场获取的水文数据,本文对南黄海海域的环境条件及其对有害藻华分布的影响进行了讨论。沿35°N断面共发的绿潮、金潮和赤潮现象表明黄海海域正面临严峻的海洋生态问题,通过对该海域赤潮、金潮和绿潮的长期观测,可望揭示这些藻华灾害形成机制和演变规律,为针对性地开展有害藻华预报、预警和防控提供科学依据。     

An overview of remote sensing of chlorophyll fluorescence

Besides empirical algorithms with the blue-green ratio, the algorithms based on fluorescence are also important and valid methods for retrieving chlorophyll-a concentration in the ocean waters, especially for Case II waters and the sea with algal blooming. This study reviews the history of initial cognitions, investigations and detailed approaches towards chlorophyll fluorescence, and then introduces the biological mechanism of fluorescence remote sensing and main spectral characteristics such as the positive correlation between fluorescence and chlorophyll concentration, the red shift phenomena. Meanwhile, there exist many influence factors that increase complexity of fluorescence remote sensing, such as fluorescence quantum yield, physiological status of various algae, substances with related optical property in the ocean, atmospheric absorption etc. Based on these cognitions, scientists have found two ways to calculate the amount of fluorescence detected by ocean color sensors: fluorescence line height and reflectance ratio. These two ways are currently the foundation for retrieval of chlorophyl l - a concentration in the ocean. As the in-situ measurements and synchronous satellite data are continuously being accumulated, the fluorescence remote sensing of chlorophyll-a concentration in Case II waters should be recognized more thoroughly and new algorithms could be expected.     

实际海域的赤潮生消过程数值模拟

目前所了解的众多与发生赤潮有关的因素均非赤潮发生的充分必要条件，而且不存在稳定的赤潮诱发因子。赤潮的发生是富营养化、适合的光合作用条件和赤潮藻本身的死亡率三方面的综合结果。这3个因素以及这3个因素有关的其他因素都可能成为赤潮发生的激发因子。根据此概念建立了赤潮生消过程的动力－营养盐－赤潮藻间的耦合数值模式，成功地数值模拟了1998年3－4月在香港沿海实际发生的赤潮生消的全过程。该模式对于研究赤潮的发展过程及预报是有益的探索。     

胶州湾增养殖海域营养状况与赤潮形成的初步研究

根据对胶州湾女姑山增养殖海域1998年5月～9月的连续监测资料,参照潜在性富营养化的概念,应用NQI指数对该海域的营养状况进行分析。认为该海域水质富营养化是7月3～8日Skeletonemacostatum和Biddulphiaaurita混合型赤潮形成的基础,磷、硅营养盐的消耗是赤潮消亡的主要原因;赤潮消亡之后浮游植物群落发生演替,水体叶绿素a仍保持较高含量,NQI指数也相应较高,水质表现为磷限制潜在性富营养化,由于磷酸盐的限制没有发展为赤潮。     

古赤潮与古营养状况的沉积记录研究进展

大量的研究证实，赤潮与海水的富营养化有密切的关系。近年来，国内外一些学者通过分子地层学记录来探讨赤潮演变历史及其与富营养化的关系，希望找到赤潮演化与发展的科学依据。本文综述了甾醇、生物硅、色素、孢囊、同位素等指标在古赤潮及其相关古营养研究中的应用及研究动态与进展。甾醇是重要的藻类生物标志化合物，4-甲基甾醇及其衍生物可指示沟鞭藻的输入。孢囊可用来反映生物种群、表层海水营养和生产力水平。生物硅被用来指示硅藻生产力。色素可以很好地反映水体中富营养水平及生产力高低，颤藻黄素的升高被认为是湖泊人为富营养化的重要依据。利用C、N同位素组成的变化指示水体中营养状况的变化。     

<Emphasis Type="Italic">Cochlodinium polykrikoides</Emphasis> red tide detection in the South Sea of Korea using spectral classification of MODIS data

To distinguish true red tide water (particularly Cochlodinium polykrikoides blooms) from non-red tide water (false satellite high chlorophyll water) in the South Sea of Korea, we developed a systematic classification method using spectral information from MODIS level products and applied it to five different harmful algal bloom events. Red tide and nonred tide waters were classified based on four different criteria. The first step revealed that the radiance peaks of potential red tide water occurred at 555 and 678 nm. The second step separated optically different waters that were influenced by relatively low and high contributions of colored dissolved organic matter (CDOM) (including detritus) to chlorophyll. The third and fourth steps discriminated red tide water from non-red tide water based on the blue-to-green ratio in areas with lower and higher contributions of CDOM to chlorophyll, respectively. After applying the red tide classification (using the four criteria), the spectral response of the red tide water, which is influenced by pigment concentration, showed different slopes for the blue and green bands (lower slope at blue bands and higher slope at green bands). The opposite result was found for non-red tide water, due to decreasing phytoplankton absorption and increasing detritus/CDOM absorption at blue bands. The results were well matched with the discoloration of water (blue to dark red/brown) and delineated the areal coverage of C. polykrikoides blooms, revealing the nature of spatial and temporal variations in red tides. This simple spectral classification method led to increase user accuracy for C. polykrikoides and non-red tide blooms (>46% and >97%) and provided a more reliable and robust identification of red tides over a wide range of oceanic environments than was possible using chlorophyll a concentration, chlorophyll anomaly, fluorescence analysis, or proposed red tide detection algorithms.     

粘土矿物对尖刺拟菱形藻多列型生长和藻毒素产生的影响

于１９９４年１－７月在加拿大贝德福（Ｂｅｄｆｏｒｄ）海洋研究所进行粘土矿物（ｈａｌｌｏｙｓｉｔｅ）对尖刺拟菱形藻（Ｐｓｕｅｄｏｎｉｔｚｓｃｈｉａｐｕｎｇｅｎｓｆ．ｍｕｌｔｉｓｅｒｉｅｓ）生长和藻毒素软骨藻酸（ＤｏｍｏｉｃＡｃｉｄ,下简称ＤＡ）生成的影响研究,在Ｇｏｍｐｅｒｔｚ菌类生长方程的基础上,建立了尖刺拟菱形藻生长速率模型,得到各实验条件下的藻细胞最大生长速率,结果表明,粘土矿物对藻细胞的“遮