黄海浒苔绿潮研究进展

绿潮是世界性的海洋生态环境问题。自2007年以来,浒苔绿潮已肆虐黄海近岸海域达10年之久,造成了巨大经济损失和严重社会影响,成为近年来我国海洋生态学研究的焦点之一。目前,国内外学者围绕黄海绿潮起源与发生原因已经开展了一系列的研究,取得了一定的科学认知。本文综述了关于黄海绿潮起源与发生过程、浒苔的关键生物学特征以及绿潮暴发的环境驱动机制等方面的主要研究进展,分析了目前绿潮发生机制研究中未解决的科学问题和绿潮减灾防灾技术上的不足,并提出了研究展望。同时,对近期启动的国家重点研发计划重点专项"浒苔绿潮形成机理与综合防控技术研究及应用"的研究内容与预期目标进行了简要介绍。     

黄海浒苔绿潮防控对策研究

绿潮是一种全球性海洋生态灾害,在法国、美国、日本等均有发生。文章综述我国黄海浒苔绿潮发生情况,呈规模大、持续时间长、危害大等特点,已威胁渔业、养殖业和旅游业的发展,对沿海经济社会造成不利影响;提出成立联防联控工作组、建立区域联防联控机制、加大科技支撑与保障力度、健全多元投入机制和加强公众宣传教育等浒苔绿潮防控措施。     

黄海浒苔绿潮及其溯源研究进展

2007-2012年,黄海连续6a暴发了大规模绿潮。分析了过去5a国内外对黄海绿潮以及绿潮形成种浒苔的研究进展,并总结了对黄海绿潮浒苔溯源的主要观点。结合国内外对绿潮浒苔生物学研究结果,深入分析了大规模黄海绿潮暴发的关键要素(绿潮形成种、近海海水富营养化和其它海洋环境因子)以及生物生态学机制,根据已知的结果推演黄海绿潮全年发生发展过程。据此,认为黄海绿潮大暴发与江苏省近岸海域海水富营养化密切相关,辐射沙洲的浒苔微观繁殖体(孢子、配子及其不同发育程度的显微个体)在绿潮暴发过程中扮演重要角色。     

浒苔绿潮对青岛近海溶解有机氮构成和生物可利用性影响

溶解有机氮(DON)作为近海生态系统总溶解态氮(TDN)的重要赋存形态,其生物可利用性对查明绿潮爆发期间氮的供给机制具有重要意义。本文通过2015年在青岛近海浒苔(Ulva prolifera)绿潮爆发期间和消亡后两个航次调查,对比分析了该海域绿潮爆发期和消亡后溶解有机碳(DOC)、TDN、溶解无机氮(DIN)、DON及其中具有高生物可利用性组分尿素、总溶解态氨基酸(TDAA)浓度变化,以TDAA在DOC中碳摩尔比[TDAA(%DOC)]为指标,评价该海域绿潮爆发期和消亡后DON的生物可利用性。绿潮爆发期青岛近海氮浓度受陆源输入影响较绿潮消亡期明显,不同形态氮的浓度高于绿潮消亡期,DON浓度均值为(13.84±6.77)μmol·L~(-1),较绿潮消亡后高44.5%,在TDN中占比均达到(56.8±9.3)%。其中,尿素和TDAA合计占DON的(38.5±6.4)%。受浮游植物分泌和细菌降解等生物作用调控,DON生物可利用性呈现由表层到底层逐步降低的变化特征;而绿潮爆发期浒苔分泌较多新鲜的DON,导致其生物可利用性高于消亡后。DON在微生物作用下快速转化为DIN并为浒苔所吸收是绿潮爆发期间氮供给的主要机制之一。     

青岛近海浒苔光谱特征研究

针对从2008年以来,每年夏季我国黄海南部暴发大面积的浒苔(Enteromorpha)灾害,对海洋环境及经济造成不利影响的状况,为了进一步研究浒苔特性,为利用遥感手段监测浒苔提供一定的理论依据,通过实地测量不同条件下浒苔的光谱反射率曲线,定性分析了浒苔的光谱特征。结果表明,浒苔的基本光谱特征表现为在蓝光波段和红光波段形成反射谷,在绿光波段形成反射峰,而在近红外波段反射率明显增大,形成高反射峰。因此将红光波段和近红外波段作为敏感波段,利用NDVI(归一化植被指数)提取遥感图像上的浒苔信息,可取得较好效果,有利于浒苔监测。     

浒苔漂流聚集绿潮现象的初步分析

由石莼科绿藻大量增殖形成的绿潮已成为全球常态发生的生态现象之一.中国近年来也发生的孔石莼、浒苔等大型海藻异常增殖和聚集的现象,与国外报道的发生生物种类、发生基本过程和方式完全不同,可以作为绿潮一类新的模式进行研究和探讨.文中分析和探讨了漂流聚集浒苔绿潮发生的基本现象,浒苔因管状中空藻体内由光合作用产生的气泡增加了其浮力而进行漂浮生活,通过营养生殖的方式不断进行藻体的增殖,在适宜条件下日生长速率高达10%～37%,并在风场、流场以及潮汐的作用下不断聚集形成大规模的连片;漂浮聚集的浒苔会因藻体衰老死亡、光合作用速率下降、海水盐度降低以及水体泥沙等悬浮物附着使其聚集藻体浮力发生改变,而由海面表层沉降在水体表层以下.     

浒苔“绿潮”规模预测取得进展

近年来,大规模浒苔“绿潮”频频侵袭山东沿海。目前,研究人员已经能在浒苔暴发前估量海水中的浒苔数量,为预防浒苔灾害和减轻灾害损失奠定基础。     

2008年黄海浒苔绿潮ISSR标记溯源分析

利用简单序列重复区间扩增多态性标记(ISSR),对2008年绿潮暴发期间我国黄海近海漂浮浒苔样品,以及青岛、大丰和温州等地对虾养殖池塘的浒苔样品进行种群间亲缘关系分析.结果表明青岛海域的漂浮绿潮浒苔与南黄海海域的漂浮绿潮浒苔遗传相似度达到0.95,应属于同一个种;此外沿海养殖池塘间尽管存在地理间隔,ISSR标记分析表明...     

黄海绿潮浒苔漂浮生态型的发现与启示

黄海绿潮已经成为常态化发生的海洋生态灾害。遗传分析结果表明,黄海绿潮藻主体由浒苔(Ulva prolifera)的单一群体构成。基于其特殊的基因型、表型,及其占据的独特生态位与生活方式,将其命名为"漂浮生态型"(floating ecotype)。浒苔漂浮生态型的发现,为黄海绿潮关键生态学过程的量化表征提供了重要抓手。基于SCAR特异分子标记的示踪研究表明,在绿潮早期浒苔入海阶段,苏北浅滩紫菜筏架发挥了重要作用;在海上暴发漂移阶段,漂浮生态型在漂浮藻中具有极高的优势度。上述发现提示,黄海绿潮存在重要的生物学成因,应加强针对漂浮生态型适应性特征及其遗传基础的比较研究。鉴于漂浮生态型在山东半岛南岸已零星定殖,提出应关注由于种源北侵和紫菜栽培产业北移带来的潜在风险。上述科学认识对于深刻理解黄海绿潮的成因与发生机制、建立可行的灾害防控措施、科学预测黄海绿潮的演变趋势具有重要意义。     

漂浮浒苔藻体健康评价及其在青岛近岸海域绿潮监测中的应用

我国黄海绿潮是目前世界上发生规模最大的绿潮灾害。浒苔(Ulva prolifera)由于其独特的生物学特性,在与其他海藻竞争中占据明显优势,导致暴发性生长从而形成浒苔绿潮。目前迫切需要验证并完善有效可行的漂浮浒苔藻体健康评价体系,来判断其生长状态、健康状况及增殖潜力。文章研究了黄海青岛海域漂浮绿潮藻浒苔光合作用的基本特性,并评价了其健康状况的等级。根据藻体状态对应其颜色和最大光量子产量(Fv/Fm)的差异,对2016年6—7月青岛近岸海域的漂浮浒苔藻体健康状态等级进行了测定和评价,发现各采样站位的浒苔藻体处于以下3个不同等级:Ⅱ级亚健康藻体,其Fv/Fm最高出现在站位L24,仅为0.66;Ⅲ级半健康藻体,其Fv/Fm最高出现在L2,为0.59;Ⅳ级衰老藻体,其Fv/Fm最高出现在L1,仅为0.40。其中,6月各采样站位主要以Ⅲ级和Ⅳ级藻体为主;而7月各站位主要以Ⅳ级藻体为主。结果表明,漂浮至青岛海域的绿潮藻浒苔大多状态较差,趋于衰亡,不能健康存活。研究处于不同时期漂浮浒苔藻体的光合生理参数,筛选合适的评价指标,并试用于绿潮监测和评价业务化工作中,对于今后确立黄海漂浮浒苔藻体健康评价方法以及预测绿潮发展趋势具有重要意义。     

海洋弧菌对青岛近岸浒苔暴发的响应研究

本研究拟针对浒苔(Ulva prolifera)暴发过程中微生物群落结构的变化规律进行探索,研究结果将对了解浒苔暴发期间的生物地球化学循环具有重要意义。本研究以海洋弧菌为研究对象,通过原位取样、传统培养以及高通量测序等分子生物学手段,探究青岛近岸浒苔暴发过程中弧菌丰度和群落组成的演替规律。研究结果表明,弧菌丰度随着浒苔暴发出现显著性增加,且主要发生在浒苔暴发末期。浒苔暴发过程中营养物质吸收与释放,特别是浒苔释放的溶解有机物(DOM),使弧菌群落结构出现明显演替,优势类群由浒苔暴发前的灿烂弧菌(Vibrio splendidus)转变为消退后的坎贝氏弧菌(Vibrio campbellii)。另外,温度和SiO₃^2-是影响弧菌丰度和群落组成的重要环境因子。     

浒苔绿潮消亡腐败过程中的营养盐释放及其对近海环境的影响

为探讨浒苔绿潮消亡腐败过程中的营养盐释放规律以及浒苔绿潮聚积腐烂对海水水质的影响,在室外模拟近岸浒苔绿潮聚积腐烂过程,并于2018年6月在浒苔绿潮靠岸前开始对主要浒苔绿潮聚积地(鳌山湾、鳌山湾口的海参池、石老人海域)进行观测,实时记录浒苔腐烂状况及对周边环境的影响。模拟实验结果表明:各形态氮、磷营养盐在浒苔腐烂分解过程中升高明显,且以溶解有机态、颗粒态为主。其中生物量为5 g/L实验组溶解有机氮(Dissolved Organic Nitrogen,DON)、颗粒态氮(Particulate Nitrogen, PN)、溶解有机磷(Dissolved Organic Phosphorus, DOP)、颗粒态磷(Particulate Phosphorus,PP)的浓度在浒苔腐烂分解过程中达本底浓度的5～10倍以上。现场调查结果显示,随着浒苔绿潮在青岛近岸聚积,各调查站点的溶解无机氮(Dissolved Inorganic Nitrogen,DIN)、DON、DOP受浒苔绿潮吸收影响均降至最低值,后随着浒苔绿潮腐烂逐渐上升,水质恶化。其中鳌山湾受浒苔绿潮腐烂影响最为严重,在调查期间水体甚...     

日照和降水对青岛近海海域浒苔影响的分析

基于2008-2010年浒苔发生的事实,着重分析研究了日照时数和降水量对浒苔生消的影响。分析表明,5月上旬浒苔生成时,其发生地附近江苏近岸平均日照时数85.2h,比常年偏多14.7h;6月下旬浒苔覆盖青岛海域的面积一般在400～800km2,影响较明显,此时青岛平均日照时数74.3h,比常年偏多8.2h,表明日照充足,光合作用加强,适合浒苔生长繁殖。5月中旬江苏近岸降水量39.6mm,比常年偏多13.7mm,加快了浒苔生长发育;青岛近海浒苔大面积发生时,降水量是由5月中旬29.8mm转为6月下旬8.7mm(光照充足),再到7月上旬63.0mm,呈从偏多到偏少再到偏多交替出现。降水偏多促进了浒苔大发生。     

黄海浒苔绿潮防灾减灾现状与早期防控展望

截至2019年,浒苔绿潮连续12年大规模暴发,对近海生态系统、沿岸环境与社会经济造成严重影响,已经成为黄海最严重的生态环境问题。本文总结了黄海浒苔绿潮防灾减灾现状与成效,分析了存在的问题,然后基于对该绿潮起源与成因的认识,将其早期分为3个关键过程,即浒苔微观繁殖体在养殖设施上的着生与生长过程,定生浒苔脱离附着基形成漂浮浒苔过程,浅滩漂浮浒苔进入深水区形成大面积绿潮过程。最后分别从加强新材料与技术研发防控绿藻着生、强化养殖设施回收管理严控定生绿藻落滩、浅滩汇聚通道拦截打捞等3种途径提出了早期防控措施建议,以期为黄海浒苔绿潮的源头防控提供科学依据。     

青岛海域浒苔中挥发油成分分析

将青岛海域采集的浒苔在挥发油测定器中通过水蒸气蒸馏法提取,用 GC/MS 进行分离和检测,得到35种化合物。采用色谱峰面积归一法在MSD化学工作站下进行数据处理得到相对含量,其中主要成分及其含量为：棕榈酸(hexadecanoic acid,29.676%),顺-9,12,15-十八碳三烯-1-醇(9,12,15- Oc-tadecatrien-1-ol,(ZZZ)-,6.957%),鲨烯(Squalene ,5.567%),顺-11-十六碳烯酸(Z-11-Hexadecenoic acid ,4.494%),顺-7-十六碳烯酸(Z-7-Hexadecenoic acid,3.997%),9,12-十八碳二烯酸甲酯(9,12-Octade-cadienoic acid, methyl ester ,3.144%),十七碳酸(Heptadecanoic acid ,2.827%),邻苯二甲酸双庚酯(1,2-Benzenedicarboxylic acid, diheptyl ester,2.531%),二十碳烷(Eicosane,2.483%),十六碳酸甲酯(Hexadecanoic acid, methyl ester,2.468%),异植醇(Isophytol,2.183%),邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯(1,2-Benzenedicarboxylic acid, mono(2-ethylhexyl) ester,1.885%),油酸(Oleic acid,1.479%),14-甲基十七酸甲酯(Heptadecanoic acid,14-methyl-, methyl ester,1.473%)。这35种化合物占总检出量的82.199%。     

绿潮藻浒苔微生物高效降解及生物乙醇制备

从绿潮藻暴发海域的底泥和腐烂浒苔(Ulva prolifera)中,筛选出一株可高效降解浒苔纤维素的微生物菌株(F菌株),通过刚果红染色实验以及真菌的ITS分析,鉴定为曲霉属真菌。以浒苔为诱导培养基制备F菌株的粗酶液,测得其滤纸纤维素酶活为34.79 U/m L。在发酵实验中,当酶解条件为6%的粗酶液添加量、反应温度为38℃、反应时间为60 h、pH为6.8时,浒苔纤维素降解效果最好,酶解液发酵乙醇产量最高达到28.98 g/L。     

青岛开发区200余渔民捞浒苔

近日,青岛开发区海洋与渔业局和薛家岛办事处积极组织甘水湾、后岔湾等沿海社区的渔民在辖区海域全力打捞清理浒苔,截至目前已出动渔船近百航次,出动渔民近200余