船基围隔条件下沙尘和营养盐添加对近海浮游植物群落结构的影响

为研究沙尘沉降和营养盐输入对中国陆架海域浮游植物群落结构的影响,于2017年3—4月在中国黄、东海进行沙尘和不同营养盐(NO^-₃、PO^-₄、尿素)添加的船基围隔培养实验。结果表明,与对照组相比,沙尘(2 mg/L)和尿素添加实验组的浮游植物群落细胞密度及群落结构变化不显著,叶绿素a含量差异不显著,优势种均为海链藻属 (Thalassiosira)。不同比值的氮、磷无机营养盐添加对水体中叶绿素a含量和细胞密度的影响不同,其中氮磷比为64∶1的实验组叶绿素a含量和细胞密度最高,分别为18.20 μg/L和7.86×10⁵cells/L。沙尘和营养盐添加对浮游植物群落的影响主要表现为叶绿素a含量、细胞密度峰值及不同优势种所占比例的差异,而各个实验组的种类组成及优势种具有一定的相似性。     

利用特征色素研究长江口海域浮游植物对营养盐加富的响应

于2009年5月和11月,在长江口邻近海域通过现场营养盐加富实验,研究了浮游植物对营养盐添加的响应。应用高效液相色谱技术分析培养样品中的特征色素组成,通过CHEMTAX软件估算了硅藻、甲藻、隐藻、定鞭藻、金藻、绿藻、青绿藻和蓝藻8个浮游植物类群对叶绿素a生物量的贡献(μg/L)。加富实验结果显示:不同海区或同一海区不同季节的浮游植物生长对营养盐响应不尽相同,这与培养实验水样采集时浮游植物所处的N、P限制状态有着密切的关系。营养盐的加富不仅能够促进浮游植物生物量的增加,也可能引起浮游植物的群落结构的变化。不同浮游植物类群对营养盐添加的敏感性不同,培养实验开始后营养盐的输入使得硅藻在竞争中取得了优势,硅藻所占比重明显上升;但随着培养的进行,营养盐逐渐消耗,一些在低营养条件下竞争能力强的浮游植物类群比如甲藻、蓝藻、隐藻等对生物量的贡献逐渐上升;同时,培养海水中初始浮游植物群落组成对营养盐加富后群落结构的变化有着重要的影响。     

氮形态组成对海洋浮游植物群落结构的影响与动力学研究

海洋浮游植物群落结构的改变与营养盐结构有关,不同形态氮可能会影响优势种生长从而改变浮游植物群落结构。本文针对莱州湾硅藻向甲藻潜在的种群演替问题,通过船基围隔生态系现场氮加富培养实验,研究NO3-N、NH4-N、陆源有机氮(DONts)和藻源有机氮(DONss)对海洋浮游植物群落结构的影响。结果表明,在NO3-N、NH4-N和DONts加富培养条件下,舟形藻(Navicula spp.,优势度60.4%)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicusm,56.6%)和密连角毛藻(Chaetoceros densus,57.4%)等硅藻是优势种,在DONss加富培养条件下,春膝沟藻(Gonyaulax verior,60.2%)等甲藻为优势种,说明硅藻主要吸收无机态营养盐成为优势种,而甲藻能够吸收DON成为优势藻。动力学过程分析发现,春膝沟藻(G.verior)等甲藻可以直接吸收利用DONss,而DONts可能是通过矿化转化为无机氮,再被密连角毛藻(C.densus)等硅藻吸收与利用。本文研究成果,有助于对硅藻向甲藻演替的营养盐动力学控制机制的认识。     

渤海原油对黄渤海浮游植物群落结构影响的围隔式实验

本实验共使用三个海上围隔实验生态系统,模拟海上溢油事故,测定了渤海原油对黄渤海浮游植物群落结构的影响.实验结果表明,在1和2毫米厚度溢油的影响下,浮游植物群落的优势种类发生了很大变化,即小型硅藻和鞭毛藻代替了大型硅藻.同时,浮游植物群落的种类多样性和总细胞数也受到一定的影响,其影响程度随溢油量的增多而增大.由于降解作用,水中油含量随时间而逐渐减少,在溢油入海后的第8天,水中油消失,第12天浮游植物群落结构也大体恢复正常.     

胶州湾浮游植物研究Ⅱ环境因子对浮游植物群落结构变化的影响

该文依据 1995年 3月～ 1996年 1月间浮游植物的调查资料 ,并结合同期水温和营养盐的资料变化 ,分析不同环境因素对浮游植物群落结构的影响。结果表明 :水温的变化对浮游植物的种类组成和数量变化都有一定影响 ,秋季和冬季优势种交替明显 ;营养盐对浮游植物群落结构的变化影响明显。根据胶州湾营养盐结构的改变状况 ,并结合历史资料对比发现 ,胶州湾网采浮游植物的物种数和细胞数量呈下降趋势 ,优势种类趋单一化 ;但初级生产力并未下降 ,可能与微型浮游植物所占份额增大相关。     

海洋围隔生态系中营养盐和重金属对浮游生物的影响

多年来北美、欧洲、日本和澳大利亚的海洋生态学家和海洋生物地球化学家广泛应用海洋围隔生态系研究营养盐浓度和通量的变化与有关的化学和生物学过程之间的关系.例如,H.S.Peter(1982)系统综述了营养盐的地球化学循环[1].Isao Koike和AkihikoHattori等人(1982)利用CEPEX详尽探讨沿岸水氮的动力学[2].K.Kremling等人(1978)论述了在围隔实验生态系中营养盐的变化和用镉处理的生态系对海洋浮游植物生长的影响[3].还有W.H.Thomas用等人(1977)评价了1976年在加拿大不列颠哥伦比亚萨阿尼奇湾的受控生态系污染实验中汞对海洋浮游植物群落的影响[4].     

夏季外海水入侵对大亚湾浮游植物群落结构的影响

夏季大亚湾存在由粤东沿岸上升流所引起的外海水入侵现象,且入侵强度存在年际差异,作者利用大亚湾2004～2017年历年夏季航次调查数据,将弱入侵年份与强入侵年份进行对比分析,以探讨外海水入侵对大亚湾浮游植物群落结构的影响。结果显示,当外海水入侵由弱变强时,湾内水体理化特征发现显著变化,水体由高温低盐转变为低温高盐,N、P等营养盐含量出现下降。海水理化性质的改变导致了浮游植物群落结构的变化,硅藻、甲藻种类数以及浮游植物Shannon-wiener指数均出现升高;浮游植物总丰度和硅藻丰度下降,甲藻丰度变化不明显;常见浮游植物种类伪菱形藻属(Pseudo-nitzschiasp.)、角毛藻属(Chaetocerossp.)和叉角藻(Ceratiumfurca)丰度出现下降,而中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)和菱形海线藻(Thalassionemanitzschioides)丰度出现升高;优势种由单一硅藻种类向硅藻和甲藻共为优势转变。此外,外海水入侵还会通过改变海水理化因子的空间分布以及湾内上层水体流向来影响浮游植物群落结构的空间分布。     

大亚湾生态监控区的浮游植物年际变化

依据国家海洋局、国家海洋局第三海洋研究所等权威机构2004~2007年所获的数据和资料,对大亚湾生态监控区近4a长时间尺度的浮游植物群落年际变化进行分析,通过物种组成、丰度变化、优势类群演替、群落结构及赤潮灾害事件来反映生境的退化,探讨其变化的主要原因及趋势。结果表明,浮游植物群落由暖水种占绝对优势转变为广温广布种占主导地位。种类与丰度呈逐年下降的态势,浮游植物丰度的分布保持西高东低,近岸高于远岸的特征,浮游植物的高丰度与营养盐丰富及温排水有关。终年以硅藻为优势种群,优势种演替具有明显的季节与年际变化,细长翼根管藻(Rhizosolenia alataf.gracillima)是春季稳定的优势种,柔弱拟菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissma)是夏季稳定的优势种,春末甲藻的优势度增加明显。浮游植物群落多样性指数呈逐年下降趋势,均匀度呈逐年上升态势。浮游植物的异常增殖及过度集中导致多样性较低,种间比例不均匀,群落结构单一。赤潮季节性发生频繁,发生频率及引发种类呈上升趋势,海洋环境脆弱。     

珠江口外临时海洋倾倒区持续使用中浮游植物群落结构特征的变化

根据2009-2013年对大万山南临时倾倒区启用前后调查资料,分析了临时倾倒区使用过程中浮游植物群落的时空变化特征及其与环境因子的关系。结果表明,该临时倾倒区启用后,海水水质因子季节性波动变化,其中,盐度受珠江径流冲淡水影响较大,营养盐特别是磷酸盐出现显著降低趋势,但各要素均基本符合海水一类水质标准。浮游植物生态群落结构变化较大,群落的演替率较高,群落相似性较低,但种类组成和优势群落特征符合珠江口外海域自然环境特点。统计分析表明群落特征变化受盐度、温度、营养盐特别是磷酸盐的影响较大,其中,营养盐结构组成变化与倾倒活动初期优势群落演替有较大相关性。尽管群落特征与倾倒量方有一定相关性(春季负相关,秋季正相关),但未发现二者存在规律性关系。因倾倒活动引起水质环境变化差异不显著,且浮游群落结构季节性变化较大,浮游植物群落结构特征变化主要驱动因子可能与盐度、营养盐等海区自然环境季节性变化有关。     

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。     

象山港大型底栖动物群落特征

2006年7月—2008年8月,对象山港全港海域设立的13个采样站位采集的调查资料,用物种丰富度指数、物种均匀度指数和物种多样性指数分析象山港大型底栖动物物种的多样性和群落种类的组成,以及采用ABC曲线方法和大型多元统计分析软件PRIMER5对象山港大型底栖动物进行Bray-Curtis相似性聚类分析和非度量MDS标序,研究象山港大型底栖动物群落结构。调查显示象山港大型底栖动物不同采样站位之间物种丰富度指数(d)、均匀度指数(J)、辛普森多样性指数(D)和香农-威纳多样性指数(H’)差异皆高度显著(P0.01)。群落结构聚类分析和MDS标序表明,13个采样站位的大型底栖动物群落大致可分为3组。根据所调查象山港大型底栖动物的丰度和生物量资料做的ABC曲线分析表明,该海域大型底栖动物群落受到了严重的环境污染或者扰动,逐渐由一种或几种个体较小的种类占优势。     

牡蛎对浮游植物群落下行控制作用的围隔实验研究

牡蛎的滤食作用不但能控制浮游植物丰度,还能通过摄食选择性影响群落结构。通过在较高营养水体的围隔实验表明,牡蛎养殖在持续磷限制条件下,促使浮游植物群落由甲藻向小型硅藻优势转变。实验结束时对照组中浮游植物群落由扁压原甲藻主导,占总丰度的77%;而牡蛎养殖组新月柱鞘藻丰度占比达到93%。牡蛎养殖组中,甲藻去除速率随养殖密度增长,但是硅藻最终丰度在高密度牡蛎组最高。研究结果说明大量的贝类养殖能够提升小型链状硅藻的优势度,增加此类赤潮发生风险。     

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。     

Dynamics and molecular composition of dissolved organic material during experimental phytoplankton blooms

This study examined the formation and degradation of dissolved organic carbon (DOC), combined neutral sugars (DCNS) and amino acids (DCAA) during phytoplankton blooms in two mesocosms differing in nutrient levels and phytoplankton species composition. Concentrations of DOC increased by 16% and 50% in unenriched and nutrient-enriched mesocosms, respectively. The accumulated DOC was eventually degraded in the unenriched mesocosm. In contrast, 32% of the bloom-derived DOC in the nutrient-enriched mesocosm was still present after 7 weeks. Concentrations of DCNS in the mesocosms increased by 127% and 203% in the unenriched and enriched mesocosm, respectively. The increase in DCNS was caused by the enhanced release of fucose-, galactose-, and glucose-rich polymers by the bloom-forming diatom species. The introduced sugar polymers appeared to be labile since concentrations and the molecular composition of the DCNS pool quickly returned to the initial conditions after the bloom ended. Concentrations of DCAA in the nutrient-enriched mesocosm increased by 81%, but DCAA did not change in the unenriched mesocosm. Our observations suggest that phytoplankton blooms differing in biomass levels, phytoplankton species composition and nutrient availability can lead to different short- and long-term variations in the concentrations of DOC, DCNS and DCAA. However, the blooms had little long-term impact on DCAA and DCNS composition, suggesting that degradation pathways rather than production processes were more important in determining the molecular composition of these compound classes and perhaps of the entire DOC pool.     

“底充式增氧”技术对梭子蟹养殖池塘水质环境及浮游植物群落结构的影响

于2009年6-9月在浙江省宁海县三门湾海域养殖场,选取2口水文环境相似的梭子蟹Portunus trituberculatus养殖池塘,分别采用“底充式增氧”(实验塘)和传统水车式增氧(对照塘)方式,比较研究了池塘水质环境及其浮游植物群落结构的变化.结果显示:(1)实验塘水质的溶解氧和氨氮指标均优于对照塘,其中实验塘...     

生物集群相似性系数分析的适用性探讨

相似性系数的选择可能会影响生物集群间的β多样性分析。Bray-Curtis相似性系数是目前使用最广的系数之一,还有一些研究使用了欧氏距离等系数。通过非度量多维标度的结果直观对比了两个相似性系数在处理生物数据时的结果,以便了解两个系数的差异。分析结果表明,Bray-Curtis相似性系数比欧氏距离更适合处理包含很多零值的生物数据。生物数据中的零值与环境数据中的不同,不应该影响集群间相似性的计算。如果遇到完全没有生物的集群,可以选用零调整的Bray-Curtis系数,或者剔除此类集群后再计算Bray-Curtis相似性系数。一些研究忽略了相似性系数的差异,在比较和分析多元分析结果时应该慎重,以免在生态环境评价时被误导。     

胶州湾浮游植物群落结构及其变化的初步研究

利用2003年胶州湾调查资料，分析了浮游植物群落结构及其与温度和营养盐的相关性。结果表明，胶州湾浮游植物群落主要由硅藻和甲藻组成，生态类型为近岸广布种、温带种和暖温带种以及少数暖水种。浮游植物数量一年中出现2次高峰期，主高峰出现在9月，次高峰出现在2月，低值期在7月和10月至翌年1月期间。浮游植物数量较近几年继续降低，尤其是峰值。浮游植物在春季以角毛藻、丹麦细柱藻、中肋骨条藻和冰河拟星杆藻为优势种群，夏季至秋初暖水性近岸种中华齿状藻、泰晤式旋鞘藻和广温性种星脐圆筛藻占优势地位，而秋季至冬初羽纹硅藻和派格棍形藻逐渐占优势地位，并一直持续整个冬季。溶解无机氮、硅酸盐和磷酸盐与硅藻丰度无明显相关性（R^2〈0．1）。中心硅藻丰度与溶解态无机氮呈线性负相关（R^2=0．4399），而与硅酸盐和磷酸盐无明显相关性（R^2〈0．1）。群落多样性指数与中心硅藻丰度和硅酸盐呈线性相关（R^2=0．3198和0．4443）。     

2004-2016年夏季长江口网采浮游植物及其影响因素

基于2004-2016年夏季长江口生态监控区13年的生态环境调查数据,开展网采浮游植物年际变化及其与环境因子关系研究。结果表明：（1）共鉴定出浮游植物7门263种,以硅藻占绝对优势,甲藻次之,物种数呈增加趋势,其中硅藻种类数占有比下降,而甲藻的种类数占有比呈上升趋势;（2）总细胞丰度、硅藻细胞丰度和甲藻细胞丰度都呈上升趋势,除2014年外,其余年份硅藻细胞丰度都占绝对优势并与总细胞丰度的分布曲线和变化趋势基本一致;（3）水平分布模式及其年际变化受环流变化和水团消长的影响,总体趋势是河口区细胞丰度较低,由河口到外海呈逐渐增大趋势,部分年份呈现先增大后减小的趋势;（4）生物多样性多年呈下降趋势,物种组成随空间和时间变化较大,只有较少的种类能够保持稳定,多数物种只是偶尔被检出;（5）中肋骨条藻有10年为区域第一优势种,41种常见种中有31种细胞丰度呈增加趋势,10种细胞丰度呈下降趋势。（6）浮游植物细胞丰度与活性磷酸盐和无机氮具有相关性,种类数、多样性指数除了与溶解氧、氨氮、叶绿素a无相关性外与其他10种环境因子都相关。本研究能够较好反映研究区域浮游植物的本底情况及演变趋势。     

Factors controlling the temporal variation of fatty acids in piculate matter during a phytoplankton bloom in a marine mesocosm

Fatty acids present in suspended particles were examined following the onset of a phytoplankton bloom in an experimental marine mesocosm set up in Patricia Bay, Saanich Inlet, British Columbia, Canada. The predominantly diatom bloom, triggered by the addition of nutrients at the commencement of the experiment, was succeeded by several other phytoplankton forms, which in turn led to changes in particulate chl a, and organic carbon, and nitrogen within the experimental enclosure. An examination of individual fatty acids indicated that the variation of individual fatty acids can be classified into three groups, although the variation pattern of individual fatty acids differed from one another. An attempt was made to establish the factors controlling particulate fatty acid concentrations by principal component analysis. After Varimax rotation, six factors were extracted, of which four factors contributed to 83% of the data matrix. These were mainly dependent on the source of the particles i.e., diatoms, dinoflagellates, and bacteria.Fatty acid concentrations obtained by analysis of different lipid class fractions indicated that the production of fatty acids was distinctly related to the growth stage of the phytoplankton bloom. Fatty acids in triglycerides peaked during stationary phase, whereas fatty acids in polar lipids were high during the stage of an increase of phytoplankton biomass. However, fatty acid composition in both lipid classes changed under the influence of species succession of the phytoplankton population. This strongly suggested that species succession of the phytoplankton exerted the most significant control on fatty acid composition of particulate matter.     

Succession of phytoplankton functional groups from spring to early summer in the central Bohai Sea using HPLC–CHEMTAX approaches

Phytoplankton is a key component in the functioning of marine ecosystems, phytoplankton community structures are very sensitive to their environment. This study was conducted in the central Bohai Sea in the spring and early summer of 2015. Spatial variations in phytoplankton functional groups were examined through high-performance liquid chromatography pigment–CHEMTAX analysis. Results suggested that the phytoplankton biomass (chlorophyll a [Chl a]) in spring was mainly derived from the diatom community and was 3.5-fold higher than that in the summer. Meanwhile, the phytoplankton in the early summer sustained more diverse marker pigments than that in the spring. Despite the overwhelming predominance of microsized phytoplankton in the spring, some smaller phytoplankton (pico- or nanosized), including flagellates, such as prasinophytes, chlorophytes, and cryptophytes, highly contributed to the total Chl a in the summer. Various physico-chemical variables were recorded, and their correlations with phytoplankton density were established by redundancy analysis. Temperature, water stratification, nutrient availability, and even nutritive proportion influenced the succession of phytoplankton functional groups from diatom dominance in the spring to flagellate (mainly haptophytes and prasinophytes) dominance in the early summer. In conclusion, our work comprehensively evaluated the phytoplankton diversity and dynamics in the central Bohai Sea and suggests the need for long-term monitoring for further investigation.