海洋浮游微食物网生物在海洋颗粒形成和沉降中的作用

海洋中存在着大量的颗粒,包括大型聚合颗粒（即海雪,粒径>500μm）、小型聚合颗粒（1~500μm）和亚微米颗粒粒径（<1μm）等。颗粒在海水中营造了不同于纯海水的小生境,其中生活着与自然海水中不同的生物。异养细菌、蓝细菌、真核藻类、鞭毛虫、纤毛虫等微食物网生物可以黏附在海洋颗粒上,或生活在颗粒内部,其丰度高于周围水体中的自由生活生物,这可能是由于颗粒提供了更适宜生长的营养环境。本文综述了海洋浮游微食物网生物在海洋颗粒形成和沉降中的作用。微食物网生物在颗粒物的形成过程中起到很重要的作用,它们可以直接促进颗粒形成,也可以彼此结合成颗粒,或微型浮游动物排粪形成颗粒。微食物网生物还可以对颗粒进行转化,影响颗粒的大小、沉降速度、或对颗粒及其黏附生物进行摄食。微食物网生物由于本身较小,沉降较慢,但这些生物和颗粒的结合使得微食物网生物在碳通量中发挥重要的作用。     

海洋浮游微食物网结构及其影响因素

微食物环是海洋生态系统中重要的物质和能量过程,是传统食物链的有效补充。微食物环研究是当前海洋生态学研究的热点之一,但对其结构的系统研究较少,海洋微食物网结构在2000年才被Garrison提出。尽管微食物网各个类群的丰度在不同海洋环境中有相对变化,但是这些变化都处于一定的范围之内,其丰度结构约为纤毛虫10 cell ml-1、鞭毛虫103 cell ml-1、微微型真核浮游生物104 cell ml-1、蓝细菌104-5 cell ml-1、异养细菌106 cell ml-1、病毒107 particle ml-1。海洋浮游食物链中捕食者和饵料生物粒径的最佳比值为10:1,实际研究中该比值会略低,例如纤毛虫与其饵料的粒径比值为8:1,鞭毛虫为3:1。Pico和Nano浮游植物的丰度比（Pico:Nano）是研究微食物网结构的指数之一,该指数具有不受研究尺度影响的优点,可用于研究区域性和全球性微食物网结构。近年来,学者们从多角度对海洋微食物网的结构开展了研究,不同海区微食物网各类群丰度、生物量的时间和空间变化研究有很多报道,微食物网的结构可受空间、季节、摄食、营养盐等多种因素影响。在对不同空间微食物网的研究中,学者往往研究不同物理性质的水团中各类群生物丰度的不同,以此来表征微食物网结构的不同;同一海区微食物网结构的季节变化也是使用各个类群丰度和生物量的变化来表示,该变化主要受水文环境因素影响。摄食者对微食物网各类生物的影响通过三种途径：1. 中型浮游动物摄食;2. 中型浮游动物摄食微型浮游动物,通过营养级级联效应影响低营养级生物;3. 中型浮游动物通过释放溶解有机物、营养盐影响细菌和低营养级生物。浮游植物通过产生化感物质和溶解有机物影响微食物网结构,而营养盐的浓度及变化则可以对微食物网产生直接或间接影响。     

海洋沉积物/颗粒物在生源要素循环中的作用及生态学功能

海洋沉积物/颗粒物是生源要素循环过程中的关键源与汇,沉积物/颗粒物一方面是海水生源要素的主要归宿,生源要素从溶解态经复杂的生物-化学过程转变为颗粒态,颗粒物质再沉降形成沉积物,另一方面,海洋沉积物/颗粒物经过微生物-浮游动物-底栖生物作用分解形成溶解态的生源要素,并释放到海水中再次被浮游植物利用,进入下一轮循环,所以,海洋沉积物/颗粒物具有异常重要的生态学功能。浮游植物是海水溶解态生源要素的利用者和海源颗粒态生源要素的初始形成者,浮游动物通过摄食浮游植物或其他有机颗粒物可释放出溶解态生源要素或形成更大的颗粒物,颗粒物沉降后形成的沉积物又通过底栖生物摄食-扰动-破碎等过程将颗粒生源要素释放进入水体参与再循环。生态系统不同类群的生物在颗粒生源要素的释放-沉降中所起的作用不同而又相互关联,其中浮游动物-底栖生物的摄食与代谢、微生物参与的分解过程起着非常重要的作用。所以,海洋沉积物/颗粒物生态学功能研究作为支撑海洋环境和资源的持续利用的科学基础,已成为海洋科学的前沿领域,必将获得跨越发展。     

海洋浮游微食物网结构及其影响因素

微食物环是海洋生态系统中重要的物质和能量过程,是传统食物链的有效补充。微食物环研究是当前海洋生态学研究的热点之一,但对其结构的系统研究较少,海洋微食物网结构在2000年才被Garrison提出。尽管微食物网各个类群的丰度在不同海洋环境中存在相对变化,但是这些变化都处于一定的范围之内,其丰度结构约为纤毛虫10cell/mL、鞭毛虫10~3cell/mL、微微型真核浮游生物10~4cell/mL、蓝细菌10~4~10~5cell/mL、异养细菌10~6cell/mL、病毒10~7particle/mL。海洋浮游食物链中捕食者和饵料生物粒径的最佳比值为10︰1,实际研究中该比值会略低,如纤毛虫与其饵料的粒径比值为8︰1,鞭毛虫为3︰1。微微型(pico-)和微型(nano-)浮游植物的丰度比(pico︰nano)是研究微食物网结构的指数之一,该指数具有不受研究尺度影响的优点,可用于研究区域性和全球性微食物网结构。近年来,学者们从多角度对海洋微食物网的结构开展了研究,针对不同海区微食物网各类群丰度、生物量时间和空间变化的研究有很多报道,微食物网的结构受空间、季节、摄食、营养盐等多种因素影响。在对不同空间微食物网的研究中,众多学者往往研究不同物理性质的水团中各类群生物丰度的不同,以此来表征微食物网结构的不同;同一海区微食物网结构的季节变化也是使用各个类群丰度和生物量的变化来表示,该变化主要受水文环境因素影响。摄食者对微食物网各类生物的影响通过3种途径:(1)中型浮游动物摄食;(2)中型浮游动物摄食微型浮游动物,通过营养级级联效应影响低营养级生物;(3)中型浮游动物通过释放溶解有机物、营养盐影响细菌和低营养级生物。浮游植物通过产生化感物质和溶解有机物影响微食物网结构,而营养盐的浓度及变化则可以对微食物网产生直接或间接影响。     

海洋表层沉积物再悬浮的诱因及其对生源要素循环的影响

颗粒物质在向海底沉降的同时,在自然因素、生物扰动以及人为因素等作用下,海洋表层沉积物会再悬浮,从而引起生源要素在海水和沉积物中的再分配,进而对生物食物网、初级生产力产生影响。特别是在陆架边缘海,由于海水较浅,再悬浮剧烈,对生源要素的垂直转移及其生物地球化学过程影响严重,由于再悬浮的诱因很多,过程复杂,所以定量研究表层沉积物的再悬浮还有很多困难。作者将主要对表层沉积物再悬浮的诱因及其对生源要素循环的影响进行总结归纳,以期促进这方面的研究。     

近岸水体中海洋雪对细颗粒微塑料沉降过程影响的实验研究

海洋微塑料是全球共同面对的环境问题和挑战,然而目前海洋微塑料从源到汇的输运和沉积过程及影响机制尚不明确。已有研究发现微塑料颗粒的垂向沉降过程受到海洋雪等水体悬浮物质的影响,但是目前相关研究只局限于定性的观察分析。在实验室中模拟含有海洋雪的近岸水体环境,使细颗粒微塑料(PS微球、PVC颗粒)与海洋雪产生碰撞、聚集,观测微塑料或微塑料-海洋雪聚集体的沉降过程。研究结果表明,水体中含有海洋雪时,一方面海洋雪会促进微塑料颗粒自身的聚集,形成更大的聚集体;另一方面由于海洋雪包裹微塑料形成松散的聚集体,导致平均沉速减小。50 μm以下的微塑料其沉降过程受海洋雪的影响较大,平均沉速减小35%以上;微塑料密度越大,受海洋雪的影响越小,平均沉速减小10%以下。沉降速率的减缓,意味着微塑料在水柱中的停留时间增加,处于不同深度的水生生物可能有更多时间和概率与微塑料接触,增加了鱼类等水生生物摄入微塑料的风险。     

海洋寄生性甲藻——阿米巴藻Amoebophrya spp.的研究进展

寄生性甲藻阿米巴藻Amoebophrya是一类广泛寄生于纤毛虫类、放射虫类、甲藻类等海水浮游生物的原生生物,在北大西洋、北太平洋和地中海等营养盐丰富、宿主密度较高的河口和近海水环境中普遍存在,是海洋浮游食物网的重要组成部分。这类寄生性甲藻能够特异性感染海洋浮游甲藻,在有害藻华(harmful algal bloom,HAB)的发生过程中起下行控制作用,将逃脱了浮游动物摄食的浮游植物补充到微食物环(microbial loop)中去。Amoebophrya在近海海洋生态系统中的独特作用日益受到国际上越来越多研究者的关注和重视,并逐渐成为国际上海洋微型生物研究的新热点之一。近年来,已有初步调查研究表明这类寄生性甲藻在我国近海海域广泛存在;然而,目前我国尚缺乏该类寄生性甲藻的相关研究。本文系统综述了国际上该类寄生性甲藻的研究进展,针对目前研究中存在的问题并结合我国有害藻华发生机制相关研究的现状做出了分析和展望,以期推动我国该类寄生性甲藻的相关研究,为进一步阐释寄生性甲藻等海洋微型生物在有害藻华消长过程和海洋微食物环中的作用奠定基础。     

海洋雾状层的成因及其对海洋碳循环过程的影响

海洋雾状层既是陆源物质进入海底的输送通道,又是海洋水体中沉降颗粒及底部再悬浮颗粒物的停留场所。雾状层物质来源主要有陆源、生源以及海底表层沉积物的再悬浮,不同海区、不同层位的雾状层的物质来源有所差异;雾状层的成因具有复杂性,既有物理作用,又有生物及化学作用,大量研究表明,海底洋流、内波(潮)等物理作用是雾状层形成的主要控制因素。雾状层中碳的存在形态主要有颗粒有机碳(POC)、溶解有机碳(DOC)、胶体有机碳(COC)以及无机碳,雾状层与其上下海水之间、雾状层与海底表层沉积物之间不同形态碳在生物-化学-物理动力系统作用下不断发生物质交换与迁移,对海洋碳循环生物地球化学过程起重要的控制作用,是整个海洋碳循环的一个不可忽视的环节。     

黄海南部海域不同类群微型浮游原生生物生长对亚洲沙尘和磷添加的响应

海洋原生生物是微食物环的重要组成部分,在海洋生态系统的物质循环和食物传递中发挥着不可替代的作用;亚洲沙尘颗粒经长距离输运后沉降入黄海,会对海洋生态系统产生显著影响。本研究在黄海南部海域进行了现场模拟培养实验,分析了不同浓度沙尘和P添加对不同粒径、异养类型浮游原生生物生长速率的影响。结果表明,在培养早期,P和沙尘的添加都会促进各营养类型浮游原生生物的生长,特别是对10~20μm自养型生长速率的促进作用最为显著,其在高、低浓度P和高、低浓度沙尘添加组的生长速率分别为1.39、0.96、0.69和0.47 d-1,分别是对照组的5.35、3.69倍和2.65、1.81倍(P<0.05),表明研究海区为P潜在限制海区,沙尘对原生生物的促进作用可能和P的溶出有关;沙尘对异养型和兼养型原生生物早期是抑制作用。在培养后期,沙尘添加对各类群原生生物的生长以促进作用为主,对2~5μm异养型的促进作用最为显著,其在高、低浓度沙尘组的生长速率分别为0.84和0.40 d-1,显著高于对照组的-0.46 d-1(P<0.05)。沙尘沉降早期对大粒径自养型原生生物生长的促进作用会加速富营养海区赤潮的发生,但对异养型的抑制作用会削弱海区物质循环和食物传递的效率;沙沉降对不同粒径和营养类型浮游原生生物生长的影响会改变黄海南部海区微型食物网的结构,影响原生生物在该海区物质转化和食物产出中的生态功能,研究结果可为深入探讨沙沉降对海洋生态系统的作用机制和生态效应提供科学参考。     

海洋寡毛类纤毛虫的室内培养

海洋寡毛类纤毛虫包括无壳寡毛类纤毛虫和砂壳纤毛虫,是一类微小的单细胞原生动物（粒径大小在5-200μm）。它们是微型浮游动物和海洋微食物环的重要组成部分,在微食物环和经典食物链中起着重要的枢纽作用,即完成物质和能量由pico-和nano-级生产者的初级消费者和营养再生者向meso-级浮游动物和鱼类幼虫的传递。     

海洋微塑料对海水青鳉毒性效应研究进展分析

海水青鳉是研究微塑料对海洋生物毒理作用的理想模式生物。文章围绕微塑料在海水青鳉中毒性研究,通过查阅相关文献,对已发表文献年度变化和地区分布进行了统计分析;通过分析实验所用微塑料种类、颗粒大小和实验浓度、暴露时间和方式以及不同生长阶段海水青鳉实验对象选择,总结归纳微塑料在海水青鳉体内代谢、肠道损伤、生长和发育毒性、生殖毒性、遗传毒性以及对其他海洋污染物的放大或缓解效应6个方面的研究结果,并以分析结果为基础,建议在后期研究海洋微塑料对海水青鳉毒性效应,应重点考虑实验时间长短、实验材料选择和实验设计、毒理作用机制分析等因素。     

海洋浮游植物粒径组成及其生物粒径效应研究

海洋生态系主要由生产者、消费者和分解者构成[1],它们的群落结构和功能 ,生理、生物过程 ,以及在生态系中的物质、能量流动等在很大程度上都与生物粒径大小有关[2～4]。自20世纪60年代 ,随着生物粒径测量技术的不断完善人们提出了海洋生物粒径谱假说 ,即海洋生态系是由最小生物 (如细菌 )至最大生物 (如鲸 )组成的一个生物粒径连续分级谱[5～7]。海洋浮游植物是主要的海洋初级生产者 ,是海洋食物网(链 )的初始环节 [8],因此在生物粒径谱假说的指导下 ,人们逐渐开展了海洋浮游植物粒径组成及其影响因素 ,以及海洋浮游植物生物、化学过程粒径…     

浮游生物对海洋中碳及其微量金属转移的控制作用

在海洋环境污染为人类所关注的今天,海洋环境学家不仅想知道有害金属元素在海水中的浓度,而且更迫切地要知道这些微量金属如何从溶解态转化为颗粒态?如何从水体转移到底质? 过去几十年中,海洋化学家对这些问题作了许多探讨,形成了三种主要的理论:沉降模     

海洋微型底栖生物调查方法与操作规程

海洋微型底栖生物包括底栖细菌、底栖微藻及底栖原生动物等单细胞原核和真核生物,是底栖微食物网中能量传递的基础和关键环节,在海洋生物地球化学循环过程中起着重要作用.然而我国现有的<海洋调查规范>国家标准中有关底栖生物的研究仅涉及利用网筛分选的大型和小型底栖动物,缺少微型底栖生物调查的方法与规程,严重制约了对海洋整体食物网能...     

海洋微塑料污染的生物效应研究进展

微塑料是粒径小于5mm的各类塑料碎片的总称。在环境领域中,微塑料污染已经成为人们的关注热点。近年来,海洋环境中微塑料污染日益严峻,其引发的生物与环境问题也备受关注。本文系统总结了海洋微塑料污染的生物效应研究进展,介绍了微塑料的定义、来源、分类、分布特征等研究现状,分析了微塑料对海洋环境中海水水质和沉积环境的影响,综述了微塑料对海洋生物的毒性效应,并基于研究进展提出了未来需关注的研究方向,以期为海洋微塑料对环境与生物的影响研究提供借鉴和参考。     

海洋浮游生态系统中D MS P的来源及在食物链中的传递和转化研究进展

β-二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)是一种在海洋中普遍存在的重要生源有机硫化物,其降解产物二甲基硫(DMS)挥发到大气中会形成云凝结核,进而对大气温度产生负反馈效应。DMSP主要由浮游植物和部分细菌生物合成,在浮游食物链和微食物环中进行传递和转化,并进一步通过食物网进入更高营养级。浮游生物是驱动全球碳、硫循环的关键环节,在DMSP生物地球化学循环中的作用越来越受到人们的重视。本文针对DMSP的来源、归宿及在浮游食物链中的传递和转移等方面进行综述,介绍了浮游食物链和微食物环在DMSP传递、转化中的作用。DMSP在海洋食物链中仍有不少传递和降解途径为研究空白,今后应针对目前的研究不足深入开展DMSP的产生、传递和转化机制研究,进一步完善DMSP的生物地球化学循环机制。     

海洋细菌在微食物环中的作用

２０多年前科学家就认识到海洋细菌在海洋食物网中的作用 ,主要是消耗有机碳。１９７４年 ,Ｐｏｍｅｒｏｙ提出了微型食物网的概念 ,并认为微型食物网在海洋生态系中是非常重要的 ,同时 ,根据各方面的数据指出 ,微小的异养生物能消耗大量溶解的和颗粒的有机物。他的这些观点和假设到１９７７年Ｈｏｂｂｉｅ将落射荧光显微镜技术应用于海洋细菌的计数后 ,得到了广泛的认同。因为荧光技术的应用使人们发现海洋中存在着大量的细菌。随后在１９７９,１９８０,１９８２年,Ｈａｇｓｔｒｕｍ,Ｆｕｌｒｍａｎ和Ａｚａｍ相继发现异养细菌生产力也…     

海洋纳米塑料污染现状及其对双壳类的生态毒理效应

随着纳米塑料在海洋中的分布越来越广泛,纳米塑料逐渐演变成目前海洋生态系统中面临的严重环境问题之一,引起人们的广泛关注。纳米塑料比微塑料粒径更小,具有更大的比表面积与吸附力,成为海洋中污染物的重要载体之一,影响深远。双壳类具有滤食特殊摄食方式,可通过食物链影响其他营养级生物,是食物链中重要一环。本文主要就纳米塑料的定义与来源、在海洋中的污染现状、对海洋双壳类的生态毒理效应进行阐述。纳米塑料可以通过海洋生物呼吸和进食过程中摄入体内,在吞噬细胞中诱导氧化应激、线粒体损伤和细胞毒性并产生严重的炎症反应。研究表明,在有其他污染物的存在下,纳米塑料的存在,会增加污染物在海洋生物体内的留滞时间,从而加大其毒性。纳米塑料可以通过食物网对海洋生态系统构成威胁。     

海水和海洋食物链网传递137Cs、60Co规律的研究

本文叙述在人工条件下,利用示踪法和S-8O智能多道分析器与Ge(Li)探头测量放射性,研究137Cs60Co在海水及以扁藻、泥蚶、对虾和罗非鱼等生物组成的食物链网中的传播规律,测定了食物链网各环节对核素的转移率,结果表明放射性核素在海洋食物链中的传递要考虑海水的影响。纯粹的食物传递是微弱的;食物链网中各环节对60Co的传递率比137Cs大;并且探讨了各种生物摄食核素的主要途径。     

海洋微塑料污染研究进展

微塑料是海洋中一类重要的污染物,海洋微塑料污染已引起全球关注。根据目前的研究成果和研究热点,本文探索了将海洋微塑料从来源、材料、形状、颜色、大小、密度和状态7个方面进行了分类,综述了海洋微塑料在海水、沉积物和生物中的分布特征、相互迁移及影响因素,污染源、环境条件和微塑料本身的特征对其分布的影响最大,迁移使得微塑料在海洋环境中普遍存在,并且已经对海洋生物的代谢、生存和繁殖都构成了威胁。未来应对微塑料的分类、采样和测定进行统一规范;重点关注100μm以下的微塑料,发展微塑料定量和鉴别的新方法;在此基础上逐步建立起微塑料的动力模型和生态风险评价模型;探索海洋微塑料污染的应对方法。