东海原甲藻藻华和台湾暖流种源关系的进一步研究

近20 a来,东海近岸海域频繁爆发了大规模的东海原甲藻藻华,造成了该海域生态系统的严重失衡。2013年前的调查研究显示东海原甲藻藻华发源于台湾暖流锋面,随台湾暖流锋面入侵近海而发展扩大,但受调查范围限制未能明确该藻华最早发生位置。本研究往南扩展了调查断面,于2013年春、夏季,在24°N～30°N海域进行了4次大面调查。结果显示东海原甲藻藻华最早发生于台湾海峡北端,且随台湾暖流锋面推进向北及近岸扩展。这不仅再次证实了台湾暖流锋面为东海原甲藻藻华的发生提供种源,而且明确了在东海区域东海原甲藻藻华最初发生的位置。这为该藻华的监控提供了重要的科学依据,为其他类似藻华的发生、发展提供了参考。     

米氏凯伦藻和东海原甲藻生长的光照强度生态幅研究

藻类生长的光照生态辐是指在一定光照强度范围内藻类能生长和繁殖的水平范围,由藻类生长的最适光照强度、光照强度适宜生长范围和光照强度耐受限度构成。为了定量获取藻类生长的光照生态幅,在室内培养条件下,分别研究了三个温度（18、22、25℃）条件下六个不同光照强度[28.32、55.15、75.06、96.59、111.66和135.75μmol/（m²·s）]对米氏凯伦藻和东海原甲藻细胞数和最大比生长率的影响,依据Shelford耐受性定律建立了米氏凯伦藻和东海原甲藻的光照耐受性模型,并得到了藻类生长的最适光强、光强适宜生长范围和光强耐受限度的定量表达。结果表明：无论是米氏凯伦藻还是东海原甲藻,在同一温度条件下,在实验设定的光照强度水平范围内,均分别存在一个适宜藻类生长的最适光强I_opt,且当光强I ≤ I_opt时,藻类细胞密度和比生长率均随着光强的升高而显著增大;而当I ≥ I_opt时,藻类细胞密度和比生长率随着光强的升高而显著减小。此外,随着培养温度的升高,藻类细胞密度和比生长率均呈现"先升后降"的变化趋势。建立的藻类生长光照耐受性模型与Shelford耐受定律较为吻合,并定量得到了米氏凯伦藻在18、22、25℃下的最适生长光强分别为81.48、80.15、79.27μmol/（m²·s）;光强适宜生长范围分别为33.11-162.96、32.57-160.3、32.03-158.54μmol/（m²·s）;东海原甲藻在18、22、25℃下的最适生长光强分别为79.39、78.19、76.69μmol/（m²·s）;光强适宜生长范围分别为31.89-158.78、31.77-156.38、31.18-153.38μmol/（m²·s）。     

我国近海米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)藻华发生概况、危害及其生态学机制

米氏凯伦藻(Kareniamikimotoi)隶属于裸甲藻目(Gymnodiniales)凯伦藻科(Kareniaceae)。该藻广泛分布于全球海域,是海洋中的主要有毒有害赤潮藻,也是我国第二大灾害性赤潮肇事种。米氏凯伦藻可产生半乳糖脂、溶血毒素、鱼毒素和部分细胞毒素,当其大规模暴发时会造成严重的生态灾害和经济损失,并危及海产品安全和人类健康。该藻为广温广盐种,光照耐受阈宽,多以光合作用营自养生长,主要繁殖方式为无性繁殖;另外,米氏凯伦藻能吸收利用不同形态的磷盐,并可进行吞噬营养。这些生态学特性使其具有环境适应优势,在适宜条件下过度繁殖引发藻华。     

东海米氏凯伦藻水华中中华哲水蚤的选择性摄食

提要为评估中型浮游动物选择性摄食对有害藻华发展进程的影响,应用一种新的结合Frost直接摄食法和Landry稀释法的现场培养方法,于2005年4月27日—6月5日在东海有害藻华高发区的6个典型站位进行了中华哲水蚤(Calanus sinicus)对浮游植物和微型浮游动物摄食速率的研究。比较了中华哲水蚤对米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)摄食习性的差异,并评估了其摄食在水华进程中的作用。研究结果表明,中华哲水蚤对有害藻华物种存在摄食选择性和摄食速率的阈值。当自然水体中米氏凯伦藻细胞丰度达到157cells/ml和具齿原甲藻细胞丰度达到981 cells/ml时是中华哲水蚤由偏好趋于排斥摄食的阈值。当自然水体中米氏凯伦藻细胞丰度达到176 cells/ml时,中华哲水蚤对其停止摄食。米氏凯伦藻有害藻华发生区中华哲水蚤对具齿原甲藻的无选择性滤食以及对米氏凯伦藻的排斥摄食行为,影响水华进程,最终导致水华物种向米氏凯伦藻方向演替。     

三角褐指藻与东海原甲藻间的他感作用研究

本文主要探究了东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)与三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)之间的他感作用。在实验室模拟条件下,分别研究了添加比例为10%、40%、60%、90%、100%的三角褐指藻无藻细胞滤液的培养基对东海原甲藻生长的影响,以及相同比例的东海原甲藻无藻细胞滤液培养基对三角褐指藻生长的影响。结果表明,低浓度三角褐指藻滤液对东海原甲藻(P.donghaiense)的生长表现为促进作用,高浓度则抑制其生长,因此,不同浓度的三角褐指藻藻液对东海原甲藻生长表现出两种相反的他感作用效果;而东海原甲藻滤液对三角褐指藻(P.tricornutum)的生长没有显著影响,说明东海原甲藻并未对三角褐指藻表现出他感作用。     

海洋底栖甲藻研究——国际有害藻华研究的一个重要领域

海洋底栖甲藻 (ＭａｒｉｎｅＢｅｎｔｈｉｃＤｉｎｏｆｌａｇｅｌｌａｔｅ)是指生活于海洋基底表面或沉积物中 ,以及大型海藻和悬浮颗粒物质表面的一个重要的甲藻生态类群 ,广布于世界各地 ,包括极地。近年来的研究发现海洋底栖甲藻具有不同于浮游甲藻的特殊的生态属性 ,对海滨环境净化有重要的意义 ,而且不少种类具有毒素 ,既是引起人类中毒事件的根源之一 ,又是极有开发前景的海洋药物资源［６］。因而 ,科学家们对海洋底栖甲藻研究的关心程度越来越高 ,同时也引起了许多政府和产业部门的重视。目前 ,该研究已经成为国际有害藻类水华 (Ｈ…     

春季东海有害藻华高发区仔稚鱼时空分布

根据2011年春季(3月29日—5月27日)海洋综合调查,对东海有害藻华高发水域(28°15′36″~30°30′16″N、121°52′36″~123°15′6″E)的仔稚鱼种类组成、时空分布以及主要优势种与环境因子的相关性进行了探讨。调查共采集到仔稚鱼27种,前几位优势种分别为日本鳀Engraulis japonicus、鰕虎科sp.(Gobiidae sp.)、六丝钝尾鰕虎Amblychaeturichthys hexanema、小黄鱼Larimichthys polyactis,该4种占据了总丰度的91.23%。优势种丰度和发育阶段组成的时空变化显示,日本鳀在调查期间有两次产卵小高峰,其仔鱼孵化后向岸漂流;小黄鱼和六丝钝尾鰕虎在此期间只有一次产卵高峰,其仔鱼在舟山群岛邻近水域进行保育。可以看出,调查水域及邻近水域是部分鱼类产卵,仔稚鱼保育、向岸漂流的场所或途径,是鱼类早期生活史中重要生境,一旦暴发有害藻华,补充群体将受到不良影响。多元分析结果显示,所选环境因子对几位优势种仔稚鱼的分布影响不大,推测产卵场位置和保育方式可能是更重要的原因。     

剧毒卡尔藻与东海原甲藻间的化感作用研究

为研究剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)与东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)之间的化感作用,在f/2营养盐条件下,分别采用了混合培养及滤液培养的方法。结果表明:剧毒卡尔藻指数生长后期的无藻细胞滤液明显抑制了东海原甲藻的生长,而东海原甲藻滤液对剧毒卡尔藻的生长几乎无影响,化感作用作为重要的影响因素使剧毒卡尔藻获得竞争优势。将剧毒卡尔藻指数生长末期的无藻细胞滤液置于固相萃取(SPE) C18小柱,经吸附、不同比例的甲醇溶液洗脱,考察不同洗脱部分对东海原甲藻生长的影响,发现80%的甲醇洗脱部分明显抑制了东海原甲藻的生长。本研究为了解剧毒卡尔藻的竞争机制提供了重要的科学依据,今后将重点分析剧毒卡尔藻释放的有效抑制东海原甲藻生长的化感物质。     

生物和非生物因子对东海南麂岛海域表层沉积物甲藻孢囊分布的影响

本文首次对东海南麂岛海域的甲藻孢囊群落进行了为期一年（2014-2015）的定量分析研究。在南麂岛近岸8个采样点中,鉴定并定量了6个种群,34种形态的甲藻孢囊,其中包括14%的潜在产毒物种。自养型孢囊占总孢囊数量的74%。通过与邻近海域的研究结果比较,南麂海域总孢囊数量（2-33个孢囊/毫升沉积物）相对较低。Scrippsiella trochoidea和Protoperidinium avellana分别是丰度最高的自养和异养型孢囊。我们采用多元统计方法评估了甲藻孢囊分布同非生物或生物变量之间的关系。在DCA排序图中,发现季节之间有明显的分化。尽管采样点之间的水动力条件有所不同,甲藻孢囊的空间分布差异并不显著。可溶性活性磷酸盐,氮磷比和米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）藻华是通过CCA确定的与表层沉积物孢囊分布相关的三个重要因素（P<0.05）,这表明该区域营养盐状况对甲藻孢囊分布影响较大。虽然本研究未能明确近年来南麂岛海域有害赤潮的源头,但对于进一步了解南麂岛的甲藻孢囊动态和潜在的毒素威胁具有重要的参考意义。     

中国南海四种凯伦藻种间作用与溶血活性初步研究

凯伦藻属种类广布于世界沿海海域甚至大洋,属广域分布种。该属下多个种类曾在全球近岸海域暴发有毒有害赤潮,造成巨大的经济损失,其中不乏由多种凯伦藻同时混合形成赤潮的现象存在。在2016年香港海域的一次凯伦藻赤潮中,本团队从赤潮海水中分离出了米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）、长沟凯伦藻（K.longicanalis）、鞍形凯伦藻（K.selliformis）和蝶形凯伦藻（K.papilionacea）4种凯伦藻。本研究以此4种凯伦藻进行单种藻及多种藻混合样品的培养和溶血活性研究,以探究复合型凯伦藻的种间作用及溶血活性。结果表明,4种凯伦藻间存在种间相互作用,长沟凯伦藻会促进蝶形凯伦藻的生长,鞍形凯伦藻和米氏凯伦藻会抑制长沟凯伦藻生长。4种凯伦藻对兔血红细胞均有明显溶血活性,长沟凯伦藻溶血活性最强为46.36%±1.02%。每种凯伦藻与其他凯伦藻混合培养3天后,对兔血的溶血活性会明显增加,其中含4种凯伦藻的混合组溶血活性最高,为57.05%±1.13%。     

东海藻华高发区塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)的形态、分子及分布特征

本文对分离自我国东海藻华高发区的亚历山大藻进行了详细的形态特征描述和分子系统进化分析,通过运用光学显微镜、荧光显微镜、扫描电镜和分子生物学方法,确定该藻株为塔玛亚历山大藻Alexarium tamarense(Lebour)Balech,并对其ITS序列进行了系统进化分析。该藻体长21—35μm,体宽20—33μm,ITS序列长度为592bp,系统发育树中与中国东海、南海两株A.tamarense以及一株代表"亚洲温带"基因型的A.catenella聚合在一起,支持率为100%,形态特征与A.tamarense基本一致,核糖体基因型则为塔玛复合种"亚洲温带"基因型。通过现场观测,研究浙南至闽北东海藻华高发区的塔玛亚历山大藻分布变化特点,在东海原甲藻藻华消散期,塔玛亚历山大藻逆势而上,其细胞密度达到1.7×104cell/L,并逐渐向沿岸靠近,这与季风转向,台湾暖流入侵及水体层化密切相关。     

东海海域典型赤潮水体反射光谱模拟研究

东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)是我国东海海域的典型赤潮藻种,其在水体中通常呈垂直非均匀分布,并存在季节性和日内的垂直迁移现象。本文通过量化垂直迁移过程中东海原甲藻的分布状态,利用Hydrolight软件数值模拟各状态下的水体反射光谱,研究其光谱特征和变化规律。利用叶绿素浓度高斯垂向模型表征东海原甲藻在水体中的垂直分布,结合东海近岸海域二类水体的生物光学模型,模拟得到垂直迁移过程中东海原甲藻赤潮水体的反射光谱。对比分析叶绿素浓度垂向分布参数(背景叶绿素浓度、甲藻主体水层厚度、水体总生物量和叶绿素浓度峰值深度)对水体反射光谱的影响。研究结果表明,在东海原甲藻从次表层向表层垂直向上迁移过程中,水体反射光谱数值在蓝绿波段(400—570nm)减小,在黄红波段(570—720nm)增大,特别是在叶绿素荧光效应波段(680nm)处的变化尤为明显。     

基于F型mtDNA D-Loop的厚壳贻贝(Mytilus coruscus)群体遗传多样性研究

为研究东海区厚壳贻贝(Mytilus coruscus)遗传多样性,以厚壳贻贝F mtDNA D-loop为标记,对浙江省舟山嵊山岛、宁波渔山岛、温州南麂岛、福建省宁德湾和莆田南日岛五个海区的厚壳贻贝群体进行了遗传分析。结果表明,厚壳贻贝各群体的遗传多样性差异不明显,在5个群体中,宁德群体的遗传多样性相对最丰富;将5个群体作为一个整体时,呈现出较高的单倍型多样性和较低的核苷酸多样性。对厚壳贻贝5个群体间的遗传分化系数(Fst)和基因流(Nm)进行检测,结果显示群体间Fst值都很低,但Nm值都很高(Nm绝对值1),表明5个群体间存在丰富的基因交流。但宁德群体与浙江沿海的3个群体(嵊山、渔山、温州)的Fst值相对较高,且差异显著(P0.5),表明宁德群体与这3个群体间出现遗传分化。本研究旨在为海洋经济贝类资源的保护管理提供理论依据。     

南黄海首次暴发“巨囊”生态型球形棕囊藻藻华

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)常在热带至温带近海海域形成有害藻华,该种具有种内遗传多态性,且有囊体大小、特征色素组成等性状分化。在我国南海形成有害藻华的球形棕囊藻可形成“巨型囊体”,以19''-丁酰氧基岩藻黄素(But-fuco)为特征色素,是一种独特的“巨囊”生态型。2021年11月底至12月初,南黄海青岛沿岸暴发大规模球形棕囊藻藻华。藻华发生期间,对青岛沿岸3个站位的水文和化学要素进行了观测,分析了球形棕囊藻囊体的数量、直径和色素组成,并应用一种高分辨率种下分子标记——叶绿体rbcS-rpl27基因间隔区分析了其遗传特征。结果表明,藻华发生期间青岛沿岸表层海水温度较低 (12~14℃),海域营养盐组成具有高溶解有机氮、低溶解无机氮的特征;球形棕囊藻囊体丰度超过20个/L,最大囊体直径为18 mm,以But-fuco为特征色素, rbcS-rpl27序列分析表明其与南海“巨囊”生态型球形棕囊藻具有相同的遗传特征。南黄海首次暴发的球形棕囊藻藻华是由“巨囊”生态型形成,该藻华可能对海洋生态系统、水产养殖业发展和核电设施运行等构成威胁,亟待开展藻华成因与监测预警对策研究。     

黄海春季水华过程中微微型浮游生物的变化特点

于2007年3—4月在黄海中部海域采用流式细胞术研究了春季水华过程中聚球藻、微微型真核浮游生物和异养细菌的生物量变化。聚球藻和微微真核型浮游生物的生物量与叶绿素a浓度变化基本呈现相反的趋势,在水华前期较高,水华期迅速下降,直至水华后期又有所升高。异养细菌在整个水华过程中变化较小,生物量在水华期最高,与水柱叶绿素a浓度呈极显著正相关(r=0.319,p<0.01)。水华期这三类微微型浮游生物对浮游植物总碳生物量的贡献很低。纤毛虫和鞭毛虫捕食可能是导致聚球藻和微微型真核浮游生物在水华期生物量降低的主要原因。     

东海沿岸上升流的数值计算

运用Ｂａｃｋｈａｕｓ的三维非线性模型,同时考虑潮,风和台湾暖流的作用,本文计算了夏季我国东海沿岸上升流。结果表明,东海沿岸从杭州湾口外一直到闽北的海底坡折区上存在明显的上升流,它呈带状分布,宽约４０ｋｍ,舟山近海的强上升流出现在３０ｍ层,向南则可达到较深的水层,流速一般为６．５×１０＾－３ｃｍ／ｓ。     

东海异养细菌生产力的时空分布

1997年 2— 3月和 1 998年 7月 ,在东海海区乘“科学一号”考察船进行两个航次的调查 ,利用异养细菌特异示踪物 [甲基 - 3H]胸腺嘧啶核苷 (3H -Tdr)并入DNA的速率测定东海 (2 7°— 32°N ,1 2 2°— 1 30°E)异养细菌生产力 (BP)。结果表明 ,1 997年 2— 3月 (冬季 )异养细菌生产力较低 [0 46— 2 62 μgC/(L·h) ],1 998年 7月 (夏季 )异养细菌生产力较高 [3 50—1 5 70 μgC/(L·h) ]。冬季和夏季在长江口和 41 0站附近都有一个异养细菌生产力的高值区。通过两个连续站的昼夜观测发现冬季异养细菌生产力变化是底层 >中层 >表层 ,夏季是中层>底层 >表层。异养细菌生产力与初级生产力 (PP)之比 ,即BP PP ,冬季的均值为 0 1 7(0 0 4— 0 30 ) ,夏季的均值为 0 32 (0 2 1— 0 43)。BP PP冬季的高值区在长江口附近 ,夏季的高值区在 1 1 1站附近 ,这与长江冲淡水有密切相关。