磷酸盐、硝酸盐组成对海洋赤潮藻生长的影响

应用 1次培养实验方法研究了不同组成磷酸盐 (PO4- P)和硝酸盐 (NO3 - N)对新月菱形藻、旋链角毛藻和中肋骨条藻 3种海洋赤潮藻生长的影响。结果表明 ,L ogistic生长模型可以很好地描述不同组成 PO4- P和 NO3 - N条件下 3种海洋赤潮藻生长状况 ,其中拟合相关系数 R2 =0 .95± 0 .0 3。进一步研究表明 ,3种海洋赤潮藻均存在营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 ,在本文实验条件下新月菱形藻的 C*PO4为 1.72μmol· L-1,C*NO3 为 4 0 .4 2μmol· L-1;旋链角毛藻的分别为 2 .0 7μmol· L-1和 4 4.76 μmol· L-1;中肋骨条藻的分别为 1.13μmol· L-1和 30 .2 6 μmol· L-1。当 PO4- P,NO3 - N初始浓度分别小于其营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 时 ,随其初始浓度增加会促进 3种赤潮藻生长 ,但当初始浓度大于营养盐生长阈值时 ,随营养盐初始浓度增加反而会逐渐限制其生长。这表明 3种海洋赤潮藻都存在 1个适宜其生长的 (N∶ P) 最佳值 ,其中新月菱形藻的 (N∶ P) 最佳值 =2 0∶ 1,旋链角毛藻的 (N∶ P) 最佳值 =19∶ 1,中肋骨条藻的 (N∶ P) 最佳值 =32∶ 1。     

4种大型海藻单养和两两混养条件下生长以及营养盐的吸收利用

近年来海水富营养化导致近海海域大型海藻过量繁殖,为研究大型海藻与营养盐的相互关系,我们采用实验生态学的方法研究了4种大型海藻(孔石莼、小珊瑚藻、缘管浒苔、石花菜)单养和两两混养条件下的生长、营养盐(PO4-P和NO3-N)含量变化以及营养盐吸收利用情况。结果表明,单养条件下,孔石莼的湿重增长最多(46.4%),其相对增长率显著高于缘管浒苔、小珊瑚藻、石花菜。孔石莼+缘管浒苔、孔石莼+小珊瑚藻、孔石莼+石花菜混养体系中,孔石莼的相对增长率显著高于缘管浒苔、小珊瑚藻、石花菜,其他混养体系中两种大型海藻的相对增长率无显著差异。在单养条件下培养10d,海藻对PO4-P、NO3-N的利用率分别以孔石莼(85.4%)、缘管浒苔(72.6%)为最大,而石花菜对两种营养盐的利用率均最小(51.1%和57.1%)。在混养条件下,PO4-P、NO3-N的最高利用率分别出现在孔石莼+小珊瑚藻(86.3%)和缘管浒苔+小珊瑚藻(81.7%)体系中。无论单养还是混养,海藻对PO4-P和NO3-N的吸收速率都在第2d达到峰值。因此,大型海藻可以有效地去除营养盐,4种藻中,孔石莼和缘管浒苔分别是去除PO4-P和NO3-N的最佳大型海藻。本研究结果可以为利用大型海藻进行环境污染的治理提供支持。     

泉州湾赤潮藻类优势种演替影响因子探讨

于2006年5—11月对东海泉州湾赤潮监控区设定4个采样站位,进行赤潮常规监测。结果表明,泉州湾藻类优势种由中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、太平洋海链藻(Thalassiosira pacifica)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)、尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)及旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)等赤潮生物组成,虽然中肋骨条藻为最主要的优势种,但有3个站位出现了上述优势种的演替。通过深入分析该海域水质营养盐含量及组成结构的动态变化对赤潮藻类优势种演替的影响,发现由于不同的赤潮藻类种群具有各自的生态习性及适应环境的生长增殖策略,海域水质营养盐含量和组成结构的变化,会引起赤潮藻类种群增殖竞争力间强弱的相对变化,而种群增殖竞争力强的种类有可能迅速增殖取代原有的优势种而演替为新的优势种,这是一个动态的过程。     

CO_2浓度升高对三角褐指藻和旋链角毛藻种群生长的影响

采用室内模拟CO2加富培养的方式研究了2种pCO2(395和1 000μatm)对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)和旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)这2种硅藻的种群生长和溶解性无机碳的影响。研究表明:CO2浓度升高显著促进了三角褐指藻和旋链角毛藻种群的生长。三角褐指藻实验组的平均比生长率比对照组高出33.1%,旋链角毛藻实验组的平均比生长率比对照组高出13.4%。同时,CO2加富引起培养环境中溶解性无机碳(DIC)浓度升高,据此推测,未来海洋酸化将使藻生长的碳限制得到缓解。海洋酸化会促进旋链角毛藻种群密度增加,这预示着在未来酸化的环境下暴发赤潮的概率将增加,这将对海洋生态系统的稳定性和生物多样性构成威胁。     

旋链角毛藻对中肋骨条藻化感作用的影响因素

在已知旋链角毛藻对中肋骨条藻具有化感作用的前提下,进行了温度、生长时期、光照、细菌等因素对旋链角毛藻化感作用的影响、化感物质的萃取及粗提物对中肋骨条藻的化感效应检验等实验,研究了旋链角毛藻化感物质的性质、降解特点,并初步测定了化感物质的结构。结果表明:旋链角毛藻化感作用与生长时期有关,指数期滤液化感作用强于衰亡期;旋链角毛藻的化感物质在50℃以下保持稳定,光和细菌均引起旋链角毛藻化感物质的降解,且细菌降解强于光降解;旋链角毛藻的乙酸乙酯萃取物具有明显的化感活性,该萃取物在255～260 nm处有特征吸收峰。综合以上结果,推测旋链角毛藻化感物质可能为分解温度在50℃以上的易被光和细菌降解的苯衍生物,从极性上看较易溶于乙酸乙酯。     

旋链角毛藻对中肋骨条藻化感作用的影响因素及化感物质性质初探

在已知旋链角毛藻对中肋骨条藻具有化感作用的前提下,进行了温度、生长时期、光照、细菌等因素对旋链角毛藻化感作用的影响、化感物质的萃取及粗提物对中肋骨条藻的化感效应检验等实验,研究了旋链角毛藻化感物质的性质、降解特点,并初步测定了化感物质的结构。结果表明:旋链角毛藻化感作用与生长时期有关,指数期滤液化感作用强于衰亡期;旋链角毛藻的化感物质在50℃以下保持稳定,光和细菌均引起旋链角毛藻化感物质的降解,且细菌降解强于光降解;旋链角毛藻的乙酸乙酯萃取物具有明显的化感活性,该萃取物在255~260nm处有特征吸收峰。综合以上结果,推测旋链角毛藻化感物质可能为分解温度在50℃以上的易被光和细菌降解的苯衍生物,从极性上看较易溶于乙酸乙酯。     

环境条件对线形硬毛藻营养盐吸收影响的季节变化

研究了线形硬毛藻在不同温度、盐度和营养盐浓度条件下对NH+4-N、NO-3-N和PO3-4-P的吸收速率的季节性变化。实验结果显示,在5~30℃范围内,线形硬毛藻对NH+4-N、NO-3-N和PO3-4-P的吸收速率受温度和季节影响显著,最适温度范围基本维持在15~25℃,且春季和秋季的吸收速率高于夏季和冬季。低盐度(0~10)对NH+4-N的吸收没有显著影响,对NO-3-N的吸收有促进作用,而对PO3-4-P的吸收有抑制作用。除了个别低盐度条件外,NH+4-N、NO-3-N和PO3-4-P的最大吸收速率大多出现在春季,而最小吸收速率大多出现在冬季。线形硬毛藻在不同浓度的营养盐条件下大多呈现出开放型的吸收模式,在高浓度下各个季节均能吸收营养盐。本研究结果为阐明线形硬毛藻作为"绿潮"灾害藻类的爆发机制提供了理论基础,同时为线形硬毛藻作为新型工具藻在富营养化水域生境修复和陆基工厂化养殖废水处理中的应用提供了科学依据。     

福建省三都湾赤潮监控区福宁湾浮游植物的生态

本文于2002～2003年对福宁湾海域浮游植物进行分析,共鉴定浮游植物5个门54属共156种,其中硅藻门为主要门类.季度平均生物量为8.92×103μg/dm3,其年高峰出现于夏季为2.55×104μg/dm3.主要优势种于夏秋和春冬之间演替明显.没赤潮时主要优势种为中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、尖刺菱形藻(Nitzschiapungens)、旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus),赤潮时主要优势种为具齿原甲藻(Prorocentrumdentatum)、夜光藻(Noctilucascientillans)、米金裸甲藻(Gymnodini ummikimotoi).在常规监测中,活性磷酸盐、硝酸氮、总氮为福宁湾浮游植物生物量的营养盐限制因子.赤潮时,活性磷酸盐是福宁湾及其邻近海域赤潮生物的生物量主要营养盐限制因子之一.     

近4年来象山港赤潮监控区营养盐变化及其结构特征

根据2002—2005年4—9月份象山港赤潮监控区表层海水营养盐(Si,N和P)监测基础资料,分析、探讨了监控区水域的营养盐变化及其结构特征。分析结果表明:4年来,监控区水质富营养化严重,DIN的污染程度明显高于PO4-P;Si,N和P营养盐含量的空间波动程度存在明显的年际差异;SiO3-Si,PO4-P和NO3-N含量的月变化特征主要受港湾内藻类等浮游植物的生命活动和陆源径流的共同影响;NH4-N含量的月变化特征受鱼类新陈代谢强弱的影响。4年来NH4-N的含量略有升高,NO3-N和SiO3-Si的含量均有所降低,而NO2-N和PO4-P的含量则保持稳定;SiO3-Si/PO4-P比值略有所减小,NO2-N/DIN,NH4-N/DIN,NO3-N/DIN,DIN/PO4-P和SiO3-Si/DIN的比值均保持稳定。4年来整个监控区DIN一直处于热力学平衡状态,NO3-N量占DIN的83.77%～97.23%,是该海域DIN的主要存在形式,PO4-P一直是该海域初级生产力的主要潜在限制性因子。SiO3-Si/DIN<1,与DIN相比,SiO3-Si略显不足。     

荣成湾营养盐的时空分布特征及其影响因素分析

根据2009年2月、5月、8月、11月4个航次的调查数据,分析了荣成湾水体的溶解无机氮(DIN)、磷酸盐(PO4-P)、硅酸盐(Sio3-Si)的时空分布特征及其影响因素,并对荣成湾营养盐的潜在限制进行了讨论.结果表明,荣成湾营养盐含量及分布与养殖海带的生长周期有着紧密的联系:海带生长初期(11月)营养盐含量较高,营养盐的平面分布呈近岸高外海低的变化趋势,NO3-N为DIN的主要成分;海带生长后期(5月份)水体营养盐含量较低,DIN分布趋势与11月份基本一致,PO4-P表现为湾中部较高,近岸和湾外较低,NO3-N和NHL-N是DIN的主要成分;海带收获后期(8月份)营养盐含量极低,DIN呈近岸浓度低外海浓度高的变化趋势,PO4-P和SiO3-Si则呈近岸高外海低的变化趋势,DIN主要以NH4-N为主.荣成湾水体浮游植物生长在春、秋和冬季基本不受营养盐的限制,夏季主要受到P的限制,基本不受N、Si的限制.     

几种海洋微藻的碱性磷酸酶性质初步研究

对5种海洋微藻产生的碱性磷酸酶的性质进行了初步研究并确定了碱性磷酸酶的测定条件。结果表明,在pH 8.2的环境中,各藻产生的碱性磷酸酶最佳反应温度在40~50℃内,且存在一定差异;40℃下酶促反应恒速时间及米氏常数也有所不同,酶活恒速时间顺序为东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)<强壮前沟藻(Amphidinium carterae)<旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)<中肋骨条藻(Skeletonema costatum)<塔玛亚历山大藻(Al-exandrium tamarense);米氏常数大小顺序为塔玛亚历山大藻<东海原甲藻<中肋骨条藻<强壮前沟藻<旋链角毛藻。碱性磷酸酶测定条件为:温度40℃,反应时间90 min,底物浓度260μmol/L。     

2002年春、夏季东海赤潮高发区营养盐结构及分布特征的比较

20 0 2年 8月 2 6日— 9月 4日在东海赤潮高发区 ( 2 9°0 0′— 32°0 0′N、1 2 2°0 0′— 1 2 3°30′E)进行了夏季航次的调查 ,利用春、夏季东海赤潮高发区的调查数据 ,系统分析比较了其营养盐结构和分布特征 ,并初步探讨了夏季爆发的中肋骨条藻赤潮与营养盐的关系。与 2 0 0 2年春季相比 ,2 0 0 2年夏季调查海区中SiO3 Si、PO4 P、NH4 N、DON和PN平均浓度比春季有所增加 ,而NO3 N、NO2 N、DOP和PP浓度则有所减小。夏季各种形态磷营养盐主要由PO4 P和PP组成 ,其中PO4 P比春季明显增加 ,PP略有减少 ,DOP显著减少 ;各种氮形态营养盐主要由DIN和DON组成 ,与春季相比DON比例略有增加 ,DIN略有减少。DIN仍以NO3 N为主并有所增加 ,而NH4 N比例基本不变 ,NO2 N有所减少。主要溶解无机态营养盐 ,如SiO3 Si、PO4 P和NO3 N ,以及PP的平面分布整体上呈沿岸海域浓度高、外海浓度低的趋势 ,等值线与海岸线平行的趋势已减弱 ,甚至消失。NO2 N和NH4 N具有明显的水团分布特征 ,与春季有所不同 ;DON和PN与春季具有相同的斑点状分布趋势。另外 ,本航次调查中在 1 1站发现中肋骨条藻赤潮 ,该站表层SiO3 Si浓度较高 ,PO4 P很低 ,其余溶解态氮营养盐及PP与调查海区表层平均浓度接近 ,PN较高。营养盐结构中 1 1站表层     

长江口营养盐结构特征及其对浮游植物的限制

根据2013年5月、11月两个航次的调查资料,分析了长江口营养盐浓度及其结构的分布变化,并探讨了营养盐对浮游植物的限制情况。长江口营养盐分布存在季节差异:口门外NO3-N、NO2-N浓度均为春季高秋季低,PO34-P、3SiO2-Si、NH4-N浓度则秋季高春季低,口门内除NO2-N外,NO3-N、PO34-P、SiO23-Si、NH4-N浓度均为秋季高于春季。NO3-N、PO34-P、SiO23-Si浓度从近岸向外海逐渐降低,NO2-N、NH4-N浓度分布规律不明显。NO3-N是DIN的主要存在形态,其占DIN的比例为春季95%、秋季83%。春季、秋季DIN/P均高于16,表现出长江口过量的DIN输入,春季Si/DIN基本小于1,秋季Si/DIN大于1。春季由于硅藻的局部生长使DIN/P异常升高、Si/DIN异常降低,秋季西北部海区受苏北沿岸流影响,呈低DIN/P值和高Si/DIN值分布。受含过量DIN、SiO23-Si的长江冲淡水的影响,春、秋季均表现为PO34-P潜在相对限制。春季由于浮游植物的大量吸收,局部出现PO34-P、SiO23-Si的绝对限制。当同时考虑绝对限制和潜在相对限制时,春季15.38%的站位受PO34-P限制,限制情况较上世纪90年代更为突出。     

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。     

磷酸盐对两种东海典型赤潮藻影响的围隔实验

采用了围隔生态实验方法,研究了围隔中营养盐含量及结构变化和磷酸盐对东海典型赤潮藻种(东海原甲藻和中肋骨条藻)生长的影响。结果表明,在高磷条件下,中肋骨条藻快速增殖,稳定期缩短,细胞数很快下降,而东海原甲藻由于氮源的限制生长期明显缩短。在磷限制条件下,中肋骨条藻细胞增殖受到明显抑制,生物量偏低,而东海原甲藻受到的影响较小。磷可能是东海原甲藻及中肋骨条藻生长的限制因子。氮磷比会影响浮游生物的生长,较高的氮磷比可能对东海原甲藻的生长有利,较低氮磷比则可能有利于中肋骨条藻生长。东海原甲藻能在营养盐浓度较低的生长环境中占有优势,相反,营养盐浓度较高的环境更适合中肋骨条藻的生长,中肋骨条藻具有更强的竞争能力。     

脉冲式营养盐输入对中肋骨条藻生长的影响

脉冲输入营养盐是陆源输入营养盐的一种方式。用室内模拟脉冲营养盐输入的方法,研究了脉冲营养盐输入对于典型赤潮藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的影响。结果发现脉冲输入营养盐对于中肋骨条藻生长有明显的影响,营养盐脉冲输入的频率和中肋骨条藻生长波动的频率相同。每天输入一次营养盐中肋骨条藻出现藻密度峰值的时间要比每5天输入一次营养盐和每10天输入一次营养盐的中肋骨条藻要滞后,而且藻密度峰值也比后两种情况低。对于3种营养盐的吸收速率而言,每10天输入一次营养盐的中肋骨条藻的吸收速率最大,其次是每天输入一次营养盐的中肋骨条藻,最小的是每5天输入一次营养盐的中肋骨条藻;3种营养盐脉冲输入模式下,每5天输入一次营养盐的中肋骨条藻对于N盐和Si盐的营养需求最少。     

针胞藻海洋卡盾藻(Chattonella marina)和硅藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)藻际细菌的分离、鉴定及影响研究

对实验室培养的两株海洋微藻海洋卡盾藻和中肋骨条藻的可培养细菌进行了分离鉴定,分别在海洋卡盾藻和硅藻中肋骨条藻不同生长时期分离得到48株和34株可培养细菌,去除重复序列后得到12株不同的菌株。这些菌株分属α-变形杆菌纲、γ-变形杆菌纲、拟杆菌和放线菌。α-变形杆菌纲在两种藻的藻际环境中占据优势,其中红杆菌科是最为常见的科,中肋骨条藻的藻际细菌比海洋卡盾藻更为多样化。海洋卡盾藻生长后期细菌密度大幅度上升,可能导致了藻细胞的衰亡。中肋骨条藻相关细菌中有一株对旋链角毛藻的生长具有明显抑制作用,而大部分海洋卡盾藻相关细菌对角毛藻的生长具有抑制作用。本研究结果说明海洋卡盾藻的藻际细菌也许对其与硅藻的种间竞争中具有一定作用。     

石油烃污染物对海洋浮游植物生长的影响--实验与模型

本文应用 1次培养实验方法 ,研究了 No.0柴油石油烃污染物对 6种海洋浮游植物生长的影响 ,结果表明 ,高浓度石油烃污染物 (CPH>1.0 5 mg· dm-3 )对裸甲藻 ,新月菱形藻 ,三角褐指藻 ,小球藻和亚心形扁藻的生长有抑制作用 ,对于中肋骨条藻 ,石油烃污染物浓度在高于 1.96 mg· dm-3 时抑制其生长。但低浓度石油烃污染物则易促进赤潮藻类 (裸甲藻 ,新月菱形藻 ,中肋骨条藻 )的生长。在 Logistic生长模型的基础上 ,结合 L orentz方程和 Exponential方程 ,引入石油烃污染物浓度项 ,建立石油烃污染物条件下的海洋浮游植物生长的模型。Lorentz方程可描述石油烃污染物对浮游植物生长速率参数的影响 ,Exponential方程可描述石油烃污染物对浮游植物生物量的影响 ,并且实验验证了该模型     

象山港氮、磷营养盐环流和分布规律的研究

采用定点监测分析方法,研究了象山港狭湾内设置的六个固定站位1992-2007年时间段内的硝酸氮(NO3-N)、亚硝酸氮(NO2-N)、铵氮(NH4-N)和磷酸盐(PO4-P)浓度的监测数据,探讨了象山港狭湾内(122°00'E以西)氮、磷营养盐的环流和分布规律.结果表明,(1)除个别年份外,16年内硝酸氮、亚硝酸氮、铵氮和磷酸盐浓度的空间分布,从港顶1号站向港口6号站呈降低趋势,其中以PO4-P、NO2-N的降低趋势最为明显,而NH4-N的降低趋势相对较弱.(2)NO3-N的空间变化规律较为复杂,并且3号站的浓度往往达到最大值.(3)无论是平水期(4月)还是丰水期(7月),表层盐度均低于底层,而表层温度高于底层;盐度从港顶1号站向港口6号站递增,而温度递减.这种分布规律基本上可用余环流模式进行解释,但余环流输运并不是促使营养盐入海的唯一原因,潮振荡的垂向剪切造成的纵向弥散和潮混合亦对营养盐输运有重大贡献.(4)与1992年相比,2007年各站的NO3-N浓度几乎都增加了一倍,PO4-P浓度增幅更大,说明象山港的氮、磷污染与日俱增.     

中国海洋浮游植物和赤潮物种的生物多样性研究进展(四):长江口

长江口海域是我国的一个典型水域,具有很高的浮游植物物种多样性,其中包括很多种赤潮物种,引起赤潮频发。本文总结了过去40年间长江口海域历次航次调查的研究结果,比较分析了52个航次调查鉴定的浮游植物组成,重点探索了赤潮物种的组成,并详细描述了长江口海域的6种典型赤潮物种:中肋骨条藻、东海原甲藻、旋链角毛藻、夜光藻、米氏凯伦藻和尖刺拟菱形藻。在文献报道的657个浮游植物物种(包括571个物种和86个鉴定到属的未定种)中,硅藻(368个物种和55个未定种)和甲藻(149个物种和15未定种)占绝大多数。这些浮游植物中赤潮物种占125个,包括硅藻69种、甲藻49种、金藻2种、隐藻1种和蓝藻3种。本文为比较研究不同海域赤潮物种的生物多样性,探讨生物多样性的起源与演化,为解读宏基因组学及宏条形码分析结果提供了基础。