利用海洋微生物防治赤潮的初探

受海洋水体富营养化的影响,近海赤潮灾害频繁暴发,给海洋生态环境带来严重的破坏并造成巨大的经济损失,赤潮同时也影响了人类自身的生活、经济发展,甚至威胁到人类的身体健康和生命安全。赤潮已经成为世界上公认的海洋灾害之一,如何有效防治赤潮,成为亟待解决的重大问题,目前治理赤潮的方法主要是物理法、化学法和生物法,其中生物法具有更广阔的应用前景和巨大的潜力。文章综述了生物防治赤潮中微生物防治赤潮的微生物种类,并对微生物防治赤潮的作用方式及机理进行了探讨。     

海洋微藻之间的化感作用研究进展

化感作用(Allelopathy)又称他感作用或相生相克,这一术语是由Moish(1937)最早提出的,用来指植物间的有益和有害的相互作用。Rice(1984)曾把它定义为:“一种植物,包括微生物通过产生化学物质并排至环境中而对另一种植物或微生物产生直接和间接的有害效应。”但是事实上,大量的自然现象和实验表明,植物释放的化学物质由于浓度、作用对象等因素的不同,既可以产生抑制效应,又可以产生促进效应。因此,Rice(1986)后来又认可了Molish(1937)最初提出的定义,并且还对促进效应方面作了综合评述,认为: Allelopathy是指一种植物通过向环境释放某些化学物质，在其周围形成一个微环境区域,从而促进或抑制该区域内其他植物生长的现象。国际化感作用学会(International Allelopathy Society)在1996年修订了Molish(1937)的定义,将化感作用定义为包括植物、藻类、细菌和真菌在内的生物产生的次生代谢产物对生物和农业系统产生的影响。这个定义包括了促进和抑制两方面的作用。 实验室研究和自然环境中的证据表明, 化感作用在陆地生态系统、淡水和海水生态系统中都广泛存在, 包括微藻、大型藻和被子植物在内的所有初级生产者都能产生和释放化感物质。 海洋微藻之间的化感作用正被越来越多的海洋科研工作者关注, 其中重要的一个原因是发生赤潮时, 化感作用可能是赤潮藻在竞争中取得优势地位的重要因素之一。许多赤潮藻分泌的次级代谢产物对其他藻类产生致死或抑制作用(Wolfe, 2000;王悠,2006)。赤潮藻分泌的毒素有些是分解的产物, 有的是自身储存的能量物质, 很多毒素有化感作用(Turneretal.,1997)。海洋藻类化感作用的研究将会为赤潮发生、演替机理的阐明和赤潮的生态调控提供新的思路。 本文作者综合国内外相关文献, 分别从化感作用的研究方法、化感物质的化学性质、影响化感物质产生和作用的因素、化感物质的作用机理和化感作用在群落演替中的作用等方面系统介绍海洋微藻之间化感作用研究的现状, 并提出今后海洋微藻化感作用的研究展望。     

浒苔生物抗藻剂的研究和应用进展

富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入流动缓慢的水体,引起藻类及其他浮游生物大量繁殖和生长,使水中溶解氧含量迅速下降,最终导致鱼类和其他水生生物死亡。近年来,沿海赤潮频发,对海洋生态环境和水产养殖带来不利影响,如何有效地控制赤潮的发生已成为当前研究的热点之一。文章简要介绍水体富营养化的现状,包括引起水体富营养化的原因、富营养化防治措施,引出利用浒苔化感物质即浒苔生物抗藻剂进行生物防治赤潮的想法,治标治本,且不会对环境造成污染,为浒苔资源化利用及赤潮防治开辟新的方向。     

微生物的环境修复功能研究进展

介绍了微生物的分类鉴定方法和应用研究进展,重点阐述了利用微生物在污水处理、赤潮和石油化工污染等方面进行防治和治理的一些研究成果及典型实例,结合当前我国所面临的严峻环境问题,指出微生物修复技术是我国今后治理环境污染的重要发展方向,具有广阔的市场和发展前景.     

赤潮灾害处理技术概述

文中介绍了包括卫星遥感、航空遥感、船载和浮标现场观测等监测技术在内的赤潮灾害监测技术;阐述了化学方法、物理方法和生物方法等赤潮灾害消除技术;论述了赤潮灾害损失评估技术;并探讨了赤潮灾害处理技术发展趋势.     

国内外赤潮的发展趋势与研究热点

本文以最近10多年的赤潮典型事件、研究进展为主要依据,综合论述了国内外赤潮发生的新特点。分别从组学技术、食品安全与公共健康、赤潮生物学、赤潮监测与预测预报、赤潮应急处置等几方面,介绍了目前国际上该领域的研究热点。本文还回顾了我国赤潮研究的主要发展历程,结合科技部2017年启动的国家重点研发计划"我国近海致灾赤潮形成机理、监测预测及评估防治技术"项目,展望了我国赤潮研究的未来发展趋势。     

2006年夏季渤海湾赤潮重点监控区的赤潮生物

2006年5月至8月渤海湾赤潮重点监控区共发生3次赤潮,引发赤潮的赤潮生物分别为赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、赤潮异弯藻-海洋卡盾藻(Heterosigma akashiwo- Chattonelta marina)、夜光藻(Noctiluca scintillans)。本文研究了赤潮生消过程中赤潮生物的变化和发展情况,揭示赤潮生物的生长特性及其危害,为赤潮的预警提供基础资料。     

赤潮快速预警研究

文章研究和探讨了几种赤潮快速预警的技术,介绍了这几种赤潮预警技术在863项目赤潮重点监控区监控预警系统和青岛奥帆赛场及邻近海域赤潮防治行动项目中赤潮监测预警系统的实际应用情况,实现高精度、高时效的赤潮预警,达到了减少赤潮灾害的目的。     

赤潮快速预警研究

文章研究和探讨了几种赤潮快速预警的技术,介绍了这几种赤潮预警技术在“863”项目“赤潮重点监控区监控预警系统”和青岛奥帆赛场及邻近海域赤潮防治行动项目中“赤潮监测预警系统”的实际应用情况,实现高精度、高时效的赤潮预警,达到了减少赤潮灾害的目的。     

海上围隔羟基治理赤潮试验研究

针对化学药剂和粘土絮凝法治理赤潮存在的问题,2002年8月在胶州湾近岸进行了海上围隔杀灭赤潮生物的试验。采用强电离放电的物理方法,将空气中O2和海水中H2O电离离解成OH等自由基,溶解到一部分海水中形成高浓度的羟基溶液,喷洒在围隔内水面上,其比值浓度为4．2mg／L。当海水中羟基浓度达到0．68mg／L时,赤潮生物叶绿素α含量低于检测的最低值。24h后检测杀死灰甲多甲藻、光甲多甲藻、多纹膝沟藻等33种赤潮生物,其致死率达99．8％,其中藻类孢子的致死率达100％,海水水质亦有明显的改善。试验结果表明,羟基溶液是目前治理赤潮可行的、有效的新方法。     

潮流场数学方程交错分区并行计算方法研究

文章对潮流场数学方程进行可并行性方法研究。分析了两种可并行实现的方法，并对两种可并行化的方法可行性进行分析。最后采用虚拟区域分解法对问题进行了实现，并利用串行计算的结果对并行计算的结果进行了验证。     

《海洋有害藻华(赤潮)监测技术导则》的技术要点

本文对HY／T063-2003《海洋有害藻华(赤潮)监测技术导则》的若干技术问题作了扼要阐述，着重说明应用“有害藻华”概念的必要性与依据、《导则》的特点、“有害藻华”监测方案设计的基本原则及其监测技术与质量控制。     

珠江口赤潮生成的天气分型研究

赤潮的爆发是生物、化学、物理等多因素综合作用的结果。温度、风力、风向、气压等气象条件,海况、潮汐、海流及海水的理化特征,如海水温度、盐度、营养盐、微量元素等都是赤潮爆发的重要因子或诱导因素。当前由于海洋生态领域的数值预报仍不成熟,国内的赤潮预测主要还是依靠经验和统计方法为主,如气象条件预报法、水文条件预报法、化学条件预报法、生物条件预报法、卫星遥感预报法或是综合预报法等。本文根据2001年～2005年《沿海海洋赤潮专报》中广东省阳江到汕尾沿海(112°～116°E)即珠江口地区发生赤潮的记录,使用NCEP再分析数据,从气象条件诱发赤潮的角度分析得出最易引发珠江口赤潮的5种天气形势,并用相关性分析方法得出其中两种天气形势的典型场,对预测珠江口沿海的赤潮发生具有一定的指导意义,可在实践中加以应用。     

压力式波潮仪检定校准装置研究

文章基于压力式波潮仪的应用需求,根据压力式波潮仪的工作原理和量值溯源的基本方法,结合水位计(验潮仪)检定装置已有的技术和实践基础,通过对检定校准装置波浪垂向运动模拟方式、关键技术参数控制、建设工程设计和不确定度等主要内容进行分析,提出具有可行性的压力式波潮仪检定校准装置技术方案。     

赤潮铜绿微囊藻rDNA基因间隔区的序列分析以及与淡水微囊藻的比较

采用ＰＣＲ及序列测定 厦门西港海域采集的赤潮铜绿微囊藻１６Ｓ和２３Ｓ ｒＤＮＡ基因间隔区Ｉｎｔｅｒｇｅｎｉｃ Ｓｐａｃｅｒ Ｒｅｇｉｏｎ（ＩＳＲ）区进行了序列测定和分析,并通过与两种淡水微囊藻的比较,找出了其特征性核苷酸作为专一性分子探针设计的靶序列,为该藻种以及微囊藻属的快速鉴定及系统学研究提供了分子基础。     

港珠澳大桥隧道沉管安装定位及姿态监测技术

重点介绍了针对港珠澳大桥海底沉管对接过程中水下精密定位及姿态监测技术方法,采用了水上RTK定位与水下姿态监测技术相结合,并实时监测测量塔挠度,通过三维坐标转换实现了高精度的对接定位及姿态监测,开发可视化仿真模拟软件,指导沉管水下对接。简要介绍了安装定位过程的实施步骤、关键工序和定位精度分析。     

相关法在提高浅水港口潮汐预报质量方面的应用

根据相关法思想,编制了潮汐分析程序并对中国海区典型的浅水港口进行了分析及预报。结果表明,相关法可以提高浅水港口的潮汐预报质量。     

GPRS数据通信在天津沿海潮位监测系统中的应用

介绍了GPRS技术及其在天津沿海潮位监测系统中的应用,并且讨论了在数据中心使用V isua l C 中动态链接库和ADO的软件设计方法。     

数字滤波技术在潮汐观测中的应用研究

潮汐是重要的海洋物理要素。瞬时变化的海面高度信息除了包含潮汐信息外,还包括波浪等高频干扰信息,因此需要对干扰信息进行滤除。如何从获取到的海面瞬时高度变化中提取出潮汐信息就成为一个关键问题。海洋学中通常是通过低通滤波来获取低频的潮汐信息。通过分析常用的3种低通数字滤波的方法,即滑动平均法、快速傅里叶变换法和小波变换法,对3种低通滤波方法应用于潮汐数据处理的效果进行了比较分析,得出滑动平均法在潮汐信息提取中具有较高应用价值的结论。     

利用水文、气象要素因子的变化趋势预测南海区赤潮的发生

有些文献指出:“赤潮发生起因因种而异,但大体上气候气象条件诸如温度、风力、风向,季风转换、气压等;海况、潮汐、流等以及海水的理化特征,如盐度、营养元素等,这些皆会成为某种赤潮爆发的因子或诱导因素[1]”。根据赤潮监控区监测资料分析:在南海赤潮多发区,海水富营养化条件已经具备,因此气象、水文要素条件就成为赤潮爆发的重要启动因子,而天气环流的维持与变化决定了气象、水文要素因子的稳定与变化,再根据赤潮生物培养试验,从初期繁殖到后期的爆发性繁殖,直至达到赤潮生物密度,这一过程一般都需要4~5d的时间。针对这一现象,通过对近10a的赤潮发生个例进行统计分析,统计其生成前期的天气环流形势和水文气象要素,分析出赤潮生成前期的环流模式和筛选出诱发赤潮爆发的重要因子,并依此来作为预报赤潮生成的方法,依照此方法对2003年的赤潮进行预报,其效果是另人满意的。