高浓度CO2对条浒苔(Enteromorpha clathrata)生长和一些生理生化特征的影响

本试验利用CO2培养箱，通过不同CO2浓度的空气通气培养，研究高浓度CO2对条浒苔（Enteromorpha clathrata）生长、光合作用及有关生理生化特征的影响。高浓度CO2使得海水中的溶解性无机碳浓度增加，而pH值下降。700μL/L和5000μL/L的CO2浓度培养条件使条浒苔的相对生长速率分别提高了12％和23％。而光合能力均下降25％。5000μL/L的CO2浓度使得条浒苔光合作用光补偿点及无机碳补偿点提高；同时，条浒苔的叶绿素含量及可溶性蛋白含量下降，而可溶性碳水化合物含量增加；另外，条浒苔对NO3的吸收速度增加，而硝酸还原酶活性则下降。700μL/L的CO2浓度比5000μL/L的CO2浓度对这些指标的影响较小。     

营养盐对浒苔生长影响的围隔生态实验

2008年6月在青岛近海围隔实验研究了营养盐对浒苔生长的影响。结果表明,添加营养盐的围隔浒苔湿重生物量明显高于未添加营养盐的对照组和海区实验组。一次性添加f/2配方的营养盐和一次性添加N的2组浒苔日均相对增长率分别达10%和9%,围隔外海区对照只达4%。浒苔可在短期内快速大量地吸收营养盐,一次性添加f/2配方的营养盐储备液(水体浓度约f/8)的围隔中,浒苔24 h内对N和P的吸收速率分别为9.25μmol.g-1.h-1、0.63μmol.g-1.h-1。丰富的营养盐能够促进浒苔的迅速生长,营养盐的种类和浓度对浒苔的生长影响显著,种类多、浓度高的营养盐环境有利于浒苔生长。相对于NH4-N和PO4-P,充足的N源是浒苔快速生长的重要影响因素。     

不同温度与营养盐条件对浒苔（Ulva prolifera） 和肠浒苔（Ulva intestinalis） 的生长影响

2010 年4 月采集了江苏省南通市如东县紫菜养殖筏架上的浒苔（Ulva prolifera） 和肠浒苔（Ulva intestinalis） 样品, 对两种浒苔在不同温度和营养盐环境下的生长情况进行了研究,分析了其不同生长特点及对环境变化的响应。结果表明,浒 苔（U. prolifera）在15 益~25 益范围内,在浓度相对较高的营养盐组相对生长率较高。肠浒苔（U. intestinalis）在温度为10 益~ 20 益范围内,在浓度较低的营养盐组相对生长率较高。在两种浒苔相对生长率达到最大的同时,其对于营养盐的消耗量也达 到最大。据此,推测两种浒苔自身的生理生态特征及其对环境变化的响应是影响其生物量的重要因素。     

浒苔的利用和研究进展

综述国内外有关浒苔的研究动态,包括浒苔的生活习性、营养和药物方面利用以及对环境影响方面的研究进展,以期为浒苔研究工作的进一步开展提供一些参考和思路.     

浒苔的利用和研究进展

综述国内外有关浒苔的研究动态,包括浒苔的生活习性、营养和药物方面利用以及对环境影响方面的研究进展,以期为浒苔研究工作的进一步开展提供一些参考和思路。     

温度、盐度和光照对浒苔生长和光合作用的影响

Intensive Pyropia aquaculture in the coast of southwestern Yellow Sea and its subsequent waste, including disposed Ulva prolifera, was speculated to be one of the major sources for the large-scale green tide proceeding in the Yellow Sea since 2007. It was, however, unclear how the detached U. prolifera responded and resumed growing after they detached from its original habitat. In this study, we investigated the growth and photosynthetic response of the detached U. prolifera to various temperature, salinity and irradiance in the laboratory. The photosynthetic rate of the detached U. prolifera was significantly higher at moderate temperature levels(14–27°C)and high salinity(26–32), with optimum at 23°C and 32. Both low(14°C) and highest temperature(40°C), as well as low salinity(8) had adverse effects on the photosynthesis. Compared with the other Ulva species, U. prolifera showed higher saturated irradiance and no significant photoinhibition at high irradiance, indicating the great tolerance of U. prolifera to the high irradiance. The dense branch and complex structure of floating mats could help protect the thalli and reduce photoinhibition in field. Furthermore, temperature exerted a stronger influence on the growth rate of the detached U. prolifera compared to salinity. Overall, the high growth rate of this detached U. prolifera(10.6%–16.7% d~(–1)) at a wide range of temperature(5–32°C) and salinity(14–32) implied its blooming tendency with fluctuated salinity and temperature during floating. The environmental parameters in the southwestern Yellow Sea at the beginning of green tide were coincident with the optimal conditions for the detached U. prolifera.     

不同状态浒苔对东海原甲藻生长的影响

近年来富营养化等海洋污染现象日益加重,我国近海每年都会暴发浒苔绿潮和微藻赤潮现象。本文在实验室模拟条件下,研究了不同状态不同含量的浒苔（Ulva prolifera）,即浒苔新鲜藻体、浒苔培养液和浒苔干粉末与东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）共培养时产生的竞争抑制作用。结果表明,浒苔新鲜藻体、浒苔培养液和浒苔干粉末在初始质量含量大于1 g/L的条件下都会对东海原甲藻产生抑制作用,浒苔干粉末的抑制强度远远超过浒苔培养滤液和浒苔新鲜藻体。在二者共培养时,出现了“低促高抑”的现象,即浒苔含量较低时会促进东海原甲藻的生长,而高含量的浒苔则抑制东海原甲藻的生长,且抑制作用随浒苔含量的升高而增大。浒苔对东海原甲藻的这种抑制作用,一方面可能来自于营养物质的竞争和消耗,另一方面可能来自于浒苔释放的化感物质对东海原甲藻产生的影响。利用浒苔对东海原甲藻的抑制作用,可为东海原甲藻赤潮的生物防治提供一种思路与方法。     

不同盐度、温度及光照对漂浮浒苔生理生态的影响

为研究不同盐度、温度及光照对漂浮浒苔生理生态的影响,我们将实验室内培养的浒苔置于不同盐度、不同温度及不同光照强度条件下培养,测定藻体光合参数。不同盐度条件下,对浒苔叶绿素荧光参数测定结果表明,在盐度为0的条件下,浒苔样品实际量子效率Fv/Fm快速降低,随后Fv/Fm维持在较低水平,在盐度10‰~40‰范围内,在前5天各处理样品Fv/Fm没有明显变化,之后样品Fv/Fm有不同程度的降低。不同实验温度条件下,对浒苔叶绿素荧光参数测定结果表明,在5℃~25℃,浒苔Fv/Fm呈现先上升后下降趋势。不同光照条件下,对浒苔叶绿素荧光参数Fv/Fm进行测定,其数值都在第一天发生了显著降低,之后稍有波动。藻体Fv/Fm变化有所不同,处理的前2天中,所有条件下样品都有相同幅度的降低,处理第三天时,光强400μmol/(m²·s)下比其他光强下的要显著低14%~16%;到培养后期,则以160μmol/(m²·s)下要明显较高,即160μmol/(m²·s)下藻体Fv/Fm的降低总体较为平缓。光照实验表明,浒苔在低光照条件下的实际量子效率要高于高光照条件,且最大量子效率的测定也进一步证实了该结果,表明高光照条件会引起浒苔光合作用能力下降。     

黄海浒苔漂移输运和生长消亡过程的数值模拟与预测应用

本文在构建黄海浒苔漂移输运模型的基础上耦合了生长消亡过程的生态模块,利用CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)再分析数据、国家海洋环境预报中心全球业务化海洋学预报系统(Chinese Global operational Oceanography Forecasting Sys...     

氮磷营养盐对浒苔生长影响的初步探讨

在实验室条件下,设置不同的N、P浓度,研究单因子(P:30μmol/L,N:0～500μmol/L和N:500μmol/L,P:0～30μmol/L)对浒苔(Enteromorpha prolifera)生长的影响。结果表明:在高N、P浓度(N:500μmol/L,P:30μmol/L)条件下浒苔生长态势最好,具有较高的相对生长率(0.451)。添加N可以明显促进浒苔的生长,而且随着添加N浓度的提高促进作用增强,浒苔的相对生长率有较大幅度提高。添加P对浒苔的生长也具有一定的促进作用,但促进作用不如添加N的明显;随着添加P浓度的提高,浒苔的相对生长率提高幅度不大,这说明浒苔生长对N变化更为敏感。     

CO2升高和阳光紫外辐射对坛紫菜生长和光合特性的耦合效应

大气CO₂持续升高,导致溶入海水中的CO₂增多,海水表层的H+浓度增加,从而引起海洋酸化。为了探讨近岸定生大型海藻对这种环境变化的响应,本文选择经济海藻坛紫菜为实验材料,研究海洋酸化与紫外辐射对藻体生长以及光合特性的影响。实验分两个CO₂处理,分别为正常空气水平(390 ppmv)和高CO₂水平(800 ppmv); 三种辐射处理,分别为全波长辐射(PAB)、滤除紫外线B(PA)和仅接受可见光处理(PAR)。研究结果表明,CO₂培养下的坛紫菜,在仅有可见光(P)或者同时有紫外线A(PA)存在的情况下,显著促进藻体的生长;但在全波长辐射处理下(PAB),这种作用不明显。高CO₂降低了藻体在P和PA处理下的光合作用速率,但对PAB处理作用不显著。高CO₂处理下的藻体,UV-B显著降低了全波长辐射下藻体紫外吸收物质的含量,但在正常CO₂水平下,紫外辐射的作用不显著。这表明高CO₂导致的生长优势被紫外辐射的负面效应所抵消,在全球变化的过程中,紫外辐射的进一步加强在海洋酸化的背景下甚至有可能降低坛紫菜的产量。     

CO_2加富对盐生杜氏藻(Dunaliella salina)叶绿素荧光参数的影响

大气中CO_2浓度不断升高导致的海水酸化,已经引起了广泛的环境、生态和气候问题。本实验采用实验生态学的方法,以盐生杜氏藻(Dunaliella salina)为研究对象,分析其在CO_2加富的条件下叶绿素荧光参数的变化。研究表明,CO_2加富对盐生杜氏藻光系统Ⅱ最大光化学量子产额(Fv/Fm)和最大相对电子传递速率(rETRmax)无显著影响(P0.05),显著促进了光系统Ⅱ实际光合效率(P0.05)和光能利用效率(α)(P0.05),并且降低了饱和光强(Ek)(P0.05)。然而,CO_2升高增加了盐生杜氏藻的光抑制参数(β)(P0.05)和非光化学淬灭(NPQ)(P0.05),这说明在光照充足的情况下,CO_2加富会对盐生杜氏藻产生负面效应,使其更容易受到光抑制。     

南海东北部春季海表pCO_2分布及海-气CO_2通量

2013年南海东北部春季共享航次采用走航观测方式,现场测定了表层海水和大气的二氧化碳分压(pCO2)及相应参数。结合水文、化学等同步观测要素资料,对该海域pCO2的分布变化进行了探讨。结果表明,陆架区受珠江冲淡水、沿岸上升流及生物活动的影响,呈现CO2的强汇特征;吕宋海峡附近及吕宋岛西北附近海域受海表高温、黑潮分支"西伸"、吕宋岛西北海域上升流等因素影响,呈现强源特征。根据Wanninkhof的通量模式,春季整个南海东北部海域共向大气释放约4.25×104 t碳。     

Distributions and air-sea fluxes of CO2 in the summer Bering Sea

The 3rd Chinese National Arctic Research Expedition(CHINARE–Arctic III) was carried out from July to September in 2008. The partial pressure of CO2(pCO2) in the atmosphere and in surface seawater were determined in the Bering Sea during July 11–27, 2008, and a large number of seawater samples were taken for total alkalinity(TA) and total dissolved inorganic carbon(DIC) analysis. The distributions of CO2 parameters in the Bering Sea and their controlling factors were discussed. The pCO2 values in surface seawater presented a drastic variation from 148 to 563 μatm(1 μatm = 1.013 25×10-1 Pa). The lowest pCO2 values were observed near the Bering Sea shelf break while the highest pCO2 existed at the western Bering Strait. The Bering Sea generally acts as a net sink for atmospheric CO2 in summer. The air-sea CO2 fluxes in the Bering Sea shelf, slope, and basin were estimated at-9.4,-16.3, and-5.1 mmol/(m2·d), respectively. The annual uptake of CO2 was about 34 Tg C in the Bering Sea.     

富油微藻富碳培养下油脂积累及固碳研究

微藻固碳是一种新型节能减排技术,具有长期可持续发展的潜力。本文对两株富油微藻（球等鞭金藻和微拟球藻）进行了富碳培养下生长特性及中性脂积累特性的研究。两株富油微藻的最佳培养条件为10%CO₂浓度和f培养基。本研究对两株富油微藻的最大生物量产率、总脂含量、最大油脂产率、微藻的C含量和CO₂固定率进行了测定。球等鞭金藻的各参数指标分别为：142.42±4.58g/（m²·d）,39.95%±0.77%,84.47±1.56g/（m²·d）,45.98%±1.75%和33.74±1.65g/（m²·d）。微拟球藻的各参数指标分别为：149.92±1.80g/（m²·d）,37.91%±0.58%,89.90±1.98g/（m²·d）,46.88%±2.01%和34.08±1.32g/（m²·d）。实验结果显示,两株海洋微藻均属于高固碳优良藻株,适合应用于微藻烟气减排技术开发,具备用于海洋生物质能耦合CO₂减排开发的潜力。     

急性CO2酸化对菲律宾蛤仔钙壳和呼吸作用的影响

基于渤海表层典型的碳酸盐系统,通过实验室密闭培养实验,分析急性CO₂酸化条件对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum) CaCO₃形成速率(G)和CO₂呼吸速率(R_C)的影响,以探讨局部海域CO₂酸化的底层海水在潮流或者风海流等因素的驱动下,脉冲式影响贝类栖息地时养殖贝类可能的响应。结果表明,菲律宾蛤仔在急性CO₂酸化条件下发生轻微的钙壳溶解和显著的呼吸抑制。CO₂酸化和菲律宾蛤仔的呼吸作用共同驱动钙壳溶解,溶解速率随Ω_文石下降而升高,G(μmol/(FWg·h))=0.14 × Ω_文石-0.49 (n=12, r=0.95, p<0.01)。活体菲律宾蛤仔钙壳保持稳定的Ω_文石临界值为3.5,而在Ω_文石=1.0的条件下,每天溶解的钙壳相当于贝壳总重的2‰。相较于钙壳溶解,Ω_文石改变对菲律宾蛤仔呼吸作用的影响更大,R_C(μmol/(FWg·h))=0.27 × Ω_文石+0.90 (n =12, r=0.82, p<0.01)。由于呼吸代谢决定了摄食等各种耗能行为的效率,因此本研究的结果表明,尽管菲律宾蛤仔可以通过摄食等自身调节机制来抵御造成钙壳溶解的环境胁迫,然而这一机制本身就可能受到酸化环境的不良影响。     

基于蛋白组学分析杜氏盐藻对不同浓度CO2的响应

用气体混合仪设置不同的CO_2浓度处理组,测定了杜氏盐藻(Dunaliella salina)细胞密度、碳酸酐酶活性、甘油含量等生理指标,结合蛋白质组学分析方法,比较了不同CO_2浓度下细胞内主要代谢路径蛋白表达的差异。结果表明:在一定范围内,随着CO_2浓度的升高,杜氏盐藻的生理活性及光合活性提高;而CO_2浓度过高对盐藻生长呈抑制作用; 3%CO_2浓度最适于本实验杜氏盐藻藻株的生长。随着CO_2浓度的升高,胞外碳酸酐酶活性下降。低浓度的CO_2有利于β-胡萝卜素的积累,且光系统Ⅱ(PSⅡ)光合活性在CO_2浓度0.03%～3%范围内上升, CO_2浓度达9%时降低,与光合作用相关蛋白的表达趋势接近。上述结果说明杜氏盐藻可能通过调节光合作用中叶绿素等捕光色素的合成及相关蛋白的表达笼统,以响应CO_2浓度的变化;而过高浓度的CO_2可对细胞产生氧化损害,引起热激蛋白和超氧化物歧化酶等蛋白含量的上调以应对氧化胁迫。     

The effects of elevated-CO2 on physiological performance of Bryopsis plumosa

An increase in the level of atmospheric carbon dioxide (CO2) and the resultant rise in CO2 in seawater alter the inorganic carbon concentrations of seawater. This change, known as ocean acidification, ...     

不同粒径TiO_2颗粒对海洋微藻的毒性效应

本实验以新月菱形藻为受试生物,研究了低浓度不同粒径TiO2颗粒(21nm、60nm和400nm)对海洋微藻生长、抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT和过氧化物酶POD)、脂质过氧化产物(MDA)含量的影响,并测定了相应的活性氧自由基(ROS)的含量,初步探讨了TiO2颗粒对海洋微藻的作用机制。结果表明,1mg/L TiO2颗粒对新月菱形藻生长的抑制作用随着粒径的减小而逐渐增强,第48h、72h、96h呈现出显著的纳米效应。TiO2颗粒可以诱导藻细胞内ROS的含量增加,对藻细胞产生氧化胁迫,新月菱形藻的抗氧化酶活性发生应激响应,以清除过量的ROS,但剩余的ROS对藻细胞产生氧化损伤,导致MDA含量升高,并且纳米级TiO2颗粒对新月菱形藻的氧化损伤大于微米级颗粒。在不同粒径TiO2颗粒的胁迫下,藻细胞SOD和CAT活性的响应也存在差异。本研究将为开展人工纳米材料对海洋生态系统影响的潜在风险评估提供科学依据。     

Dark respiration in the light and in darkness of three marine macroalgal species grown under ambient and elevated CO2 concentrations

Dark respiration (non-photorespiratory mitochondrial respiration),which occurs both in the light and in darkness,is vital for growth and survival of algae and plays a critical role in modulating the carbon balance of them.In the present study,we have investigated dark respiration in the light (R L) and in darkness (R D) in three marine macroalgal species,Hizikia fusiformis (phaeophyta),Gracilaria lemaneiformis (Rhodophyta) and Ulva lactuca (Chlorophyta),cultured at 20℃ using aeration with two CO 2 conditions:current ambient (CO 2 concentration about 380 μl/L) and elevated CO 2 (approximately 720 μl/L) air.R L was estimated by using the Kok method,whereas R D was determined as the rate of O 2 influx at zero light.The results showed that both R L and R D were unchanged for the elevated CO 2-grown algae relative to ambient CO 2 concentration for all the algal species tested.However,R L was significantly lower than R D across all the algal species and growth CO 2 treatments,demonstrating that daytime respiration was partly depressed by the light.The percentage of inhibition of respiration by light was similar between ambient and elevated CO 2 grown algae.The ratio of respiration to photosynthesis,which tended to decrease when estimated using R L instead of R D,was not altered for the elevated relative to ambient CO 2 concentration.The results suggest that R L,rather than R D,is a more accurate estimate of nonphotorespiratory carbon loss in marine macroalgae during the daytime.It would not be anticipated that elevated atmospheric CO 2 would exert a substantial influence on respiratory flux either in the light or in darkness in these particular marine macroalgal species.