强壮前沟藻Amphidinium carterae Hulburt生消过程中水体总吸收特性研究

基于2011年7月藻类培养实验期间的实测数据研究了强壮前沟藻Amphidinium carterae Hulburt生消过程中水体的总吸收特性。结果表明,强壮前沟藻本次培养周期共21天,前15天为生长期,之后进入消亡期;整个生消过程中水体吸收光谱变化明显,未见440nm 波段浮游藻类蓝光吸收峰,但675nm 波段红光吸收峰突出,消亡期总吸收系数的日变化明显大于生长期,总吸收系数与叶绿素浓度的时间序列变化趋势一致;总吸收系数的波段关系良好,但不同生长时期相同波段的拟合曲线存在显著差别,消亡期的拟合曲线普遍高于生长期,且整体看来随波长增加,两曲线逐渐接近,到667、678nm 波段时几乎重合;特征波段(440、675nm)的总吸收系数与叶绿素浓度存在较好的乘幂函数关系,拟合曲线与藻种的生长阶段有关,决定系数均在0.98以上。     

强壮前沟藻生消过程中水色组分吸收特性

依据2011-07强壮前沟藻藻种培养实验期间的实测数据,分析了其生消过程中各水色组分的吸收特性。结果表明:在生消过程的始末阶段,以非色素颗粒物和有色可溶性有机物(CDOM)吸收为主,中间阶段,则以浮游植物吸收为主。浮游植物吸收光谱在440nm和675nm存在明显的特征峰;在整个生消周期内先上升后降低,直至消失;非色素颗粒物和CDOM吸收光谱随波长增加均呈指数衰减趋势,前者光谱幅高先增后减,但后者变化无明显规律。各水色组分与叶绿素质量浓度均存在一定的相关关系,无论在生长期或是消亡期,浮游植物、非色素颗粒物吸收系数与叶绿素质量浓度存在正相关关系;但CDOM吸收系数与叶绿素质量浓度在生长期存在正相关关系,而在消亡期变为负相关关系。这可作为改进赤潮水体叶绿素质量浓度遥感算法、有效判别赤潮以及识别赤潮优势藻种等的科学依据。     

缺氮条件对栅藻油脂积累与光合作用的影响

栅通过油脂分析、光合放氧、叶绿素荧光等手段,研究了缺氮处理对栅藻(Scenedesmus dimorphus)油脂含量、油脂组分以及光合作用影响。结果显示,总脂含量由22.4%±0.6%提高到36.3%±0.7%,其中甘油三酯含量由4.6%±1.2%提高到68.3%±2.5%而磷脂含量由92.8%±1.6%降低到26.8%±2.0%。缺氮处理1d后,叶绿素含量明显下降,呼吸速率明显升高。缺氮处理初始阶段,栅藻光系统Ⅱ最大光能转化效率(Fv/Fm)和非光化学猝灭系数(NPQ)维持稳定,4 d后Fv/Fm显著降低而NPQ显著升高。上述变化可能是光能过剩引起的防御反应,也可能是自身代谢模式发生转变的结果而与光能耗散无关。     

脱镁叶绿素对浮游植物吸收特性的影响

根据2007年6月期间对大连湾的调查数据,分析了脱镁叶绿素对浮游植物吸收特性的影响。由实测数据及相关文献推断出脱镁叶绿素蓝光和红光吸收峰分别位于412和670nm波段,并采用多元线性回归对脱镁叶绿素和叶绿素a的比吸收系数进行研究。结果表明,412nm波段脱镁叶绿素的比吸收系数远大于叶绿素a;440nm波段,叶绿素a的比吸收系数略大于脱镁叶绿素;670、675nm波段,叶绿素a的比吸收系数约为脱镁叶绿素的3倍。随脱镁叶绿素占色素总浓度比例的增大,浮游植物吸收曲线上蓝光吸收峰偏离440nm波段,逐渐向412nm波段靠近,并得到蓝光波段吸收峰的高度由脱镁叶绿素浓度决定,而红光波段吸收峰的高度由叶绿素a浓度决定。色素浓度与吸收系数进行乘幂函数拟合分析表明,412、440nm波段吸收系数与脱镁叶绿素浓度拟合相关性高于叶绿素a,而675nm波段相反。     

栅藻全转录组测序与类胡萝卜素合成途径相关基因分析

栅藻(Desmodesmus sp.)是一种能产生重要次生代谢产物类胡萝卜素的海洋绿藻,为了深入了解栅藻类胡萝卜素代谢途径及关键酶基因,本研究通过Illumina高通量测序平台对栅藻进行转录组测序.利用Trinity软件对转录组数据进行从头组装,共获得37 634个Unigenes,经过与Nt、Nr、Swiss、Prot、KEGG、COG、GO数据库比对,共有23 235个Unigenes获得注释.GO分类中(level 2)注释最多的分别是代谢过程(metabolic process),细胞组分(cell part)和催化活性(catalytic activity),与KEGG数据库比对发现14 123个Unigenes与128条代谢途径相对应.根据组装和注释的转录组结果,鉴定了栅藻中与类胡萝卜素生物合成途径相关的基因,构建了栅藻类胡萝卜素代谢途径,获得的栅藻转录组数据有利于进一步研究类胡萝卜素代谢途径中相关基因的功能及调控.     

重金属镉对斜生栅藻光合作用的影响

本文研究了斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)对重金属镉(Cd)的吸附情况及不同浓度的镉处理和恢复处理下斜生栅藻的光合活性。研究表明:斜生栅藻对镉有高达97%的吸附率,Cd2+对斜生栅藻的生长半抑制浓度(IC50-96h)为119.04μmol/L。浓度高于50μmol/L的Cd2+不仅会抑制叶绿素a的合成,还会明显抑制斜生栅藻的光合活性,并且这种抑制作用对于光系统Ⅱ更显著。添加新鲜培养基的处理方式,不仅不能恢复其光合活性,反而导致其实际光合量子产量和最大光合量子产量几乎为零。而浓度为1—10μmol/L的Cd2+对斜生栅藻的损伤并不大,尚能保持较高的光合活性。因此,我们初步认为斜生栅藻作为治理镉污染水体的吸附材料有着良好的发展前景。     

中肋骨条藻和东海原甲藻的散射特性

浮游藻类是海水中的重要组成成分,对其固有光学特性的研究有助于深入了解水体光学的辐射传输。在过去的30年中,大量的研究都集中在藻类吸收特性上,缺少对其散射特性的认识。本文利用分光光度计设计了在实验室中测量含颗粒水体散射和后向散射特性的方法,并利用标准球形颗粒对该方法的可行性进行验证,结果表明,在400~700 nm范围内,散射测量结果与理论值的一致性较好,最大误差小于3%,而后向散射测量结果在蓝紫光处的一致性较好,在近红外波段处有一定误差。运用这两种测量方法对东中国海常见的赤潮藻种中肋骨条藻Skeletonema costatum和东海原甲藻Prorocentrum donghaiense进行测量,结果显示:中肋骨条藻与东海原甲藻的散射系数幅值相近但谱形差异较大,前者随波长增加散射强度递减,后者则相反;在色素吸收较强的波段,两者散射强度均出现与其它波长位置变化趋势相反的情况,这主要是受细胞物质物理性质的影响。两者的后向散射差异较小,但可以看出其谱形受色素吸收的影响很大,在幅值上,东海原甲藻略高于中肋骨条藻,在550 nm处分别为0.001 74,0.001 43 m²/mg(以藻类叶绿素a浓度归一化),后向散射概率分别为1.104%和0.723%。     

珠江口藻华水体总吸收系数的变化特性及高光谱反演模式

基于2007年8月海洋光学浮标在珠江口投放期间获得的近16天的实测生物光学数据, 对一次藻华过程中水体总吸收系数和水色光谱的变化特性及其相互关系进行了研究。结果表明, 藻华前后水体中非藻类物质尤其是有色溶解有机物在蓝光波段具有较强的吸收贡献, 而当藻华爆发时, 随着叶绿素a浓度的急剧增大, 浮游植物的吸收贡献明显增强; 各波段之间总吸收系数呈现出较好的线性相关关系, 吸收光谱蓝绿波段比值的变化对遥感反射率的光谱分布有重要的贡献; 据此建立了对水体总吸收系数反演的经验关系模型, 表现出较高的反演精度, 计算值与实测值之间相对偏差的均方根在可见光波段可控制在24%以内。     

我国近海有毒藻和藻毒素问题的研究现状与展望

海洋中的一部分微藻能够产生藻毒素,导致鱼、贝类等养殖动物染毒或死亡,甚至危及人类健康和海洋生态安全。近20年来,随着对有害藻华(Harmful algal bloom, HAB)问题关注程度的不断提高和研究手段的快速发展,对我国近海有毒藻和藻毒素的认识也在不断深入。本文针对常见的几类藻毒素,从贝类中藻毒素污染状况、毒素来源、有毒藻藻华状况等角度,对我国当前相关研究工作进展进行了综述。大量研究表明,麻痹性贝毒毒素(paralytic shellfish toxins, PSTs)和腹泻性贝毒毒素(diarrhetic shellfish toxins, DSTs)在我国近海最为常见,其中,麻痹性贝毒主要由有毒亚历山大藻(Alexandrium spp.)产生,产毒藻种常见于南海海湾、福建沿海、长江口邻近海域、海州湾、北黄海和秦皇岛近海等,中毒事件也时有发生。常见的大田软海绵酸、扇贝毒素等腹泻性贝毒毒素多由鳍藻(Dinophysis spp.)产生,我国近海贝类沾染藻毒素的现象也非常常见。近年来,随着高效液相色谱和质谱技术的发展,在我国近海发现了越来越多的有毒藻和藻毒素。在对文献进行综合分析的基础上,简单探讨了有毒藻与藻毒素对海产品食品安全的影响及风险,以及未来研究发展方向。     

波吉卵囊藻对氮和磷营养盐需求的研究

通过单因子实验和正交实验方法,研究了对虾高位池一种优良藻株波吉卵囊藻Oocystis borgei对N和P营养盐需求.结果表明波吉卵囊藻在NO3-N浓度为11.32 mg.L和PO4-P浓度为1.29 mg L-1时,比增长率最大值(μmax)出现最佳值,各种密度波吉卵囊藻培养均能得到较好的生长效果.相对于相对增长常数K和平均倍增时间G,μmax可更好地反映微藻种群对多因子的适应性和在对虾池塘中的竞争能力.     

太湖底泥中微囊藻环境适应性的实验研究

研究太湖冬季底泥和经过处理后的底泥中活体微囊藻 (Microcystisspp .)细胞的数量 ,并将分离出来的微囊藻经过低温 (3～ 4℃ )、高温 (>38℃ )、干燥、无光等处理 ,探讨了太湖微囊藻对不良环境的适应 ,为研究太湖藻类季节性变化规律和微囊藻水华的爆发机理。结果表明 ,微囊藻能在低温、高温、干燥、低光或无光的环境中长时间生存 ,条件适宜时又能快速增殖。这些特性使得微囊藻不仅具备良好的环境适应性和耐受性 ,而且具备良好的传播和增殖能力。讨论了微囊藻对不良环境的适应与其在水华中的优势地位的相关性。     

太湖秋季水体体散射和散射相函数特征

利用Fournier and Forand(FF)体散射函数近似计算方法模拟太湖水体的体散射函数以及散射相函数,进而分析太湖水体体散射函数和散射相函数的特性,以及与波段、深度之间的变化关系,空间分布差异。研究表明,太湖水体体散射函数表现为具有极强前向散射特性的大颗粒物散射特征,体散射函数随波段变化的差异性主要体现在后向方向上,散射相函数的变化规律与体散射函数较为相似;而随着深度的变化体散射函数几乎没有变化,但散射相函数表现出了较为明显的层状特征;体散射函数和散射相函数在空间上表现出了较大的差异性,这种差异性随着散射角的增大而不断地加强。     

海水黄色物质光吸收特性实验研究

实验测量了干样配制的不同浓度黄色物质水溶液、实验室藻类培养和胶州湾水域黄色物质水样的光吸收特性。测量结果表明，海水黄色物质光吸收系数与波长是单调变化关系，即不存在“波峰”和“波谷”；在蓝紫光波段，海水黄色物质光吸收比海水自身、海洋叶绿素和悬浮粒子光吸收大，它是海洋中对该波段光吸收起着主导作用的物质；海水黄色物质光吸收系数与波长呈指数函数关系，其指数斜率s数值范围分别为：胶州湾水域在0.0131-0.0180nm^-1，实验室配制、培养样品是在0.0105-0.0139nm^-1。该研究为海水黄色物质含量的遥感探测提供了基础性实验依据。     

珠江口颗粒物吸收系数与盐度及叶绿素a浓度的关系

海水中总颗粒物的吸收系数可表达成非藻类颗粒物与浮游植物的吸收系数之和，利用可定量测量的滤膜技术(QFT)测定水体中颗粒物光谱吸收系数。非藻类颗粒物的吸收系数随着波长的增大而减小，可用指数衰减规律来描述；光谱斜率S较离散，但平均值与文献报道的一类水体S的平均值很接近；光谱截距ad0(λ0)随盐度增大而减小，二者有很好的线性关系。浮游植物的比吸收系数和叶绿素a浓度之间存在非线性关系，但是，比吸收系数与叶绿素a浓度之间的非线性关系同时还与波长有关，在叶绿素a的2个吸收峰443nm和670nm附近非线性关系特别明显，而在530-640nm之间两者的非线性关系则较弱。     

海面风场与3.2厘米微波散射特性的研究

海面风场遥感的基础工作之一是微波散射特性的研究。美国于一九七八年发射了一颗海洋卫星Seasat-A[3],卫星上载有微波散射计,它被用来遥感全球风场,其测量风速范围为3—25m/s,测风速的精度为±2m/s或±10%,海面上分辨率达50公里。在海洋卫星发射以前,他们对海面风速与海面微波散射特性之间的关系已作了充分的研究,这样才能判读星载或机载上所得到的遥感数据。国外在这方面做了大量的工作,积累了大量的数据。例如,美国学者格兰特和易普利将雷达散射计架在桥上俯视河水,找出了3.2厘米、1.25厘米、8.6毫米海面回波与风速的函数关系[1]。     

黄海、东海水体总吸收系数光谱特性及其统计反演模式研究

利用现场实测的表观光学量和固有光学量数据,得到了我国黄海、东海近岸二类水体多个波段的总吸收系数的统计反演模式。此反演模式采用412/555、490/555两个波段遥感反射比比值的二项式,得到波长412、440、488、510、532、555nm处的总吸收系数,其反演值和实测值的平均相对误差不大于25.8%,相关系数R2达到了0.75到0.85。水体总吸收系数几种统计模型的误差敏感性分析表明,反演模式对±5%的遥感反射比输入误差导致结果增加误差最大为24.0%,因此反演模式是可用的。同时给出了412、488、510、532、555nm各波段的总吸收系数同波段440nm的总吸收系数之间的关系。结果表明,在400—600nm波段范围内,每一个波段的总吸收系数与440nm波段的总吸收系数的相关性均较高,相关系数R2都超过了0.99。通过对拟合直线的斜率与波长进行回归,得到斜率和波长的关系,其相关系数R2为0.99,这样利用本文中建立的各波段总吸收系数关系模型,可以从一个已知波段的总吸收系数反演出任何另外一个波段的总吸收系数,这就在水色反演与应用中大大减少了未知因子的个数。     

青岛三种海产红藻的光合和呼吸特性的初步研究

于1981年在青岛近海采集真江食、石花莱和角叉菜样品，用氧电极法测定它们在不同生长季节和发育阶段的光合和呼吸速率，并研究不同温度对其光合和呼吸速率的影响，同时计算出它们的呼吸温度系数。结果表明，3种红藻具有典型的潮间带海藻的光合特性，即高光饱和点为600—1000μE／（m2·s），较高的光补偿点为12－40μE／（m2·s）和较高的光合适温≥25℃。温度对3种红藻的光合和呼吸的影响均很明显，在5，15，25℃下测试，它们的最高光合和呼吸速率都出现在25℃。3种红藻的呼吸温度系数（Q10），在5－15℃较高，为1．4－5．5在15－25℃较低，为1．1－2．7。说明它们在低温下的呼吸受温度变动影响较大。经计算3种红藻在适宜生长温度下的净光合速率：角又菜和真江蒿在15℃分别为4．90O2mg／（g·h）和8．14O2mg／（g·h）；石花菜在25℃为11．87O2mg／（g·h），在3种红藻中最高。这说明，石花菜的光合效率并不象人们预料的那样低，其秋季幼体在25℃，1000μE／（m2·s）光强下，净光合速率达到19．19O2mg／（g·h）。看来在自然界石花菜生长缓慢主要是由于生境中低光照强度和较低水温所致。     

天然气水合物物性实验研究进展——第7届国际水合物大会交流成果综述

天然气水合物的物理性质是勘探和开发天然气水合物的重要基础。基于第七届国际水合物大会(IGGH-7)的交流成果,从水合物合成与分解实验、物性参数测量技术以及数值模拟研究等方面,总结了水合物声学、力学及渗透率、电学、热物理等物性参数的最新实验研究成果及其进展,并对今后的研究工作提出了一些展望和建议。     

溶藻细菌MS7的分类鉴定及其溶藻活性的初步研究

采用形态学、生理生化指标和16SrRNA基因序列同源性分析的方法,对菌株MS7进行鉴定,并通过溶藻试验测定该菌株对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的溶藻活性和溶藻方式。结果表明,MS7菌株为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis),对铜绿微囊藻具有高效溶藻效果,当菌浓度为108cells/mL,初始藻液叶绿素a浓度为0.7mg/L时,48h溶藻率达到91%。主要通过分泌胞外物质的间接方式溶藻,溶藻物质属于具有很强的热稳定性的非蛋白质类物质。