海洋浮游植物初级生产力及碳生物量的检测技术研究进展

浮游植物是海洋生态系统中的主要初级生产者，构建海洋食物网、生物泵和元素循环（包括碳循环、氮循环和硅循环等）的基石。因此，海洋生态系统中的元素循环和能量流动均与浮游植物的生长和代谢息息相关。海洋碳循环是全球碳循环的关键环节，也是全球生态系统中生物地化循环的重要组成部分。尽管浮游植物在海洋碳循环中起着至关重要的作用，但是直接测定浮游植物的初级生产力和碳生物量依旧受到传统技术和方法的限制。本文详细介绍了有关浮游植物初级生产力和碳生物量检测的各种技术和方法，列举了其各自的优缺点。目前，测定海洋浮游植物初级生产力的主要方法有黑白瓶法、遥感估算法、碳同位素测定、快速重复率荧光法；测定海洋浮游植物碳生物量的主要方法有细胞体积转换法、流式细胞术、电子探针X射线显微分析、分位数回归模型估算法。通过对比分析发现碳同位素与快速重复率荧光法相结合可以更高效测定出初级生产力，而最具优势与应用前景的碳生物量检测方法是基于分位数回归模型估算法。其中，基于分位数回归模型估算法具有拟合异常值、测定结果准确等优势，能够实现现场浮游植物群落以及各个功能群碳生物量的估算，并能够与卫星遥感技术手段相结合，可以应用于大尺度和长时间序列的海洋浮游植物碳生物量估算。通过本文的综述，一方面为海洋浮游植物初级生产力和碳含量的研究提供一个基本和系统的认识，另一方面为深入研究浮游植物在海洋碳循环以及全球碳循环中的作用提供参考。     

辽东湾表层沉积物中生物标志物记录的浮游藻类生物量和群落组成特征

对渤海辽东湾海域表层沉积物中浮游植物生物标志物的分布进行了研究。通过对辽东湾51个站位的调查研究发现,硅藻、甲藻和颗石藻这3种浮游植物的生物标志物含量分布规律不明显,为了消除粒度和沉积速率的影响,将这3种生物标志物总量与总有机碳(TOC)含量做比值,得到的相对含量从湾内到湾口随着离岸距离增加而增加,生物标志物指示的初级生产力与现场调查的结果一致,表明生物标志物法基本可以用来重建初级生产力。辽东湾海域初级生产力在湾口高于湾内,表明其主要控制因素是水体浊度而不是陆源营养盐的输入。辽东湾西侧菊花岛附近初级生产力的高值主要与人类养殖、陆源排污等导致的水体富营养化相关。生物标志物的相对比例结果显示,辽东湾两侧近岸区硅藻和甲藻相对贡献高,尤其是硅藻占据绝对优势,这主要与硅藻在高营养盐的情况下具有竞争优势有关,而在辽东湾中部发现高的颗石藻相对贡献与黄海暖流入侵路径相对应。     

海洋浮游植物硝酸还原酶研究进展

硝酸还原酶(NR;EC1.6.6.1)是存在于包括浮游植物在内的光合自养生物体内的一种诱导酶[1]。作为浮游植物吸收同化硝酸盐过程中的第一种酶,它既是硝酸盐吸收过程中涉及到的主要的酶,也是硝酸盐新陈代谢过程中的主要调节酶[2,3]。该酶主要以NADH(nicotinamide adenine dinucleotid     

海洋浮游植物病毒的研究进展

海洋浮游植物病毒在海洋生态系统中,特别是在赤潮的消亡过程中起了很重要的作用。介绍了海洋浮游植物病毒的种类、多样性和丰度分布及其在海洋生态系统中的主要作用和研究现状。重点介绍和比较了海洋浮游植物病毒多样性、丰度的DNA聚合酶链扩增法(PCR)、透射电镜法、荧光显微镜法和流式细胞仪法等研究方法及其发展状况,以期为今后的研究奠定基础。     

海洋浮游植物薄层的研究进展

浮游植物薄层是指位于水体次表层、厚度从几厘米到几米的高丰度浮游植物分布层。与大洋相比,在河口、海湾和近海的浮游植物薄层往往分布浅、强度大,具有明显的时空变化。浮游植物薄层的形成和维持不仅受到层化、楔入、剪切等物理过程的调控,也与浮游植物的生长、聚集及浮游动物的差异化捕食等生物生态学过程有关,目前围绕浮游植物薄层的形成机制已提出了趋旋俘获等假说。浮游植物薄层对其生长、繁殖、防御等具有重要意义,有的浮游植物薄层聚集了大量的有毒有害藻,与有害藻华的发生关系密切。深入研究浮游植物薄层的成因,将为阐明有害藻华的发生机制和有效监测提供重要依据。     

大亚湾人工鱼礁区浮游植物的种类组成和生物量研究

于2005年11月、2006年5月及2006年12月,对大亚湾人工鱼礁投放区、拟投放区和对照区浮游植物的种类组成及生物量进行了研究.合计观察到藻类种类67种.主要由硅藻门(48种)和甲藻门(13种)组成,同时还有少量蓝藻、绿藻和着色鞭毛藻门等其他藻类(6种).优势种类主要有尖刺拟菱形藻、菱形海线藻、尖刺菱形藻等硅藻类和又状甲藻、海洋原甲藻及海洋原多甲藻等甲藻类,这些优势种类均为可能引发赤潮的赤潮生物.人工鱼礁区的藻类数量和叶绿素含量均比对照区高,说明人工鱼礁的投放促进了藻类的生长:人工鱼礁区和拟投放区的Shannonweaver多样性指数高于对照区,进一步表明人工鱼礁的投放增加了藻类的生物多样性.综合浮游植物的种类组成、生物量及多样性指数的结果表明:人工鱼礁的投放促进了浮游植物的生长,增加了生物多样性,但藻类的优势类群是可引发赤潮的赤潮生物,对海洋水环境具有极大的潜在威胁.     

东南亚近岸海区浮游植物光合色素和群落组成—印度尼西亚贯穿流和吉兰丹河口区的比较研究

Water samples were collected in order to study the spatial variation of photosynthetic pigments and phytoplankton community composition in the Lembeh Strait(Indonesia) and the Kelantan River Estuary(Malaysia)during July and August 2016, respectively. Phytoplankton photosynthetic pigments were detected using high performance liquid chromatography combining with the CHEMTAX software to confirm the Chl a biomass and community composition. The Chl a concentration was low at surface in the Lembeh Strait, which it was 0.580–0.682 μg/L, with the average(0.620±0.039) μg/L. Nevertheless, the Chl a concentration fluctuated violently at surface in the Kelantan River Estuary, in which the biomass was 0.299–3.988 μg/L, with the average(0.922±0.992) μg/L. The biomass at bottom water was higher than at surface in the Kelantan River Estuary, in which the Chl a concentration was 0.704–2.352 μg/L, with the average(1.493±0.571) μg/L. Chl b, zeaxanthin and fucoxanthin were three most abundant pigments in the Lembeh Strait. As a consequence, phytoplankton community composition was different in the two study areas. In the Lembeh Strait, prasinophytes(26.48%±0.83%) and Synechococcus(25.73%±4.13%) occupied ～50% of the Chl a biomass, followed by diatoms(20.49%±2.34%) and haptophytes T8(15.13%±2.42%). At surface water in the Kelantan River Estuary, diatoms(58.53%±18.44%)dominated more than half of the phytoplankton biomass, followed by Synechococcus(27.27%±14.84%) and prasinophytes(7.00%±4.39%). It showed the similar status at the bottom water in the Kelantan River Estuary,where diatoms, Synechococcus and prasinophytes contributed 64.89%±15.29%, 16.23%±9.98% and 8.91%±2.62%,respectively. The different phytoplankton community composition between the two regions implied that the bottom up control affected the phytoplankton biomass in the Lembeh Strait where the oligotrophic water derived from the West Pacific Ocean. The terrigenous nutrients supplied the diatoms growing, and pico-phytoplankton was grazed through top down control in the Kelantan River Estuary.     

海洋浮游植物metacaspase蛋白酶研究进展

Metacasapase蛋白酶在植物生长发育及适应逆境胁迫方面发挥着重要的调控作用。近年来发现,在逆境胁迫诱导海洋浮游植物细胞程序性死亡(PCD)的过程中,metacaspase蛋白酶执行类似于其在高等植物中的功能,但它们的结构与生化特性等却有别于高等植物metacaspases。在对比分析metacaspases及其家族成员的基础上,本文总结了近年来海洋浮游植物metacaspase蛋白酶的相关研究成果,分别对其结构、生化特性、底物及功能等进行了阐述,旨在为深入研究其调控网络途径及作用机制提供参考。     

海洋浮游植物铁限制的研究进展

介绍了海洋铁限制的研究进展和它对全球气候的影响,铁对海洋浮游植物的生长有着重要的作用,在高营养盐低叶绿素（HNLC）区域,铁是藻类生长的限制因子,海洋施铁对降低温室效应有着很好的前景,铁也是近岸赤潮发生的激发因子之一。     

北冰洋中心区表层淡化层的藻类色素组成

季节性海冰融化在北冰洋中心区表层形成淡水层,影响了浮游植物的类群。研究发现岩藻黄素（Fuco,指示硅藻）是冰芯底部检测到的主要光合色素,叶黄素（Lut）和叶绿素b （Chl b）（指示绿藻）是冰水界面浓度最高的类胡萝卜素。海冰底部硅藻占据了绝对的优势,但在冰水界面藻类类群转变了以绿藻为主的结构。冰下水中,浮游植物群落随着深度的增加,由绿藻为主快速转变为以硅藻为主,盐度可能是导致这种变化的原因。     

海洋浮游藻色素分析和化学分类研究进展

综述了海洋浮游藻色素分析和化学分类研究的最新进展。指出目前以色谱柱串联技术为基础的高分辨高效液相色谱质谱联用已经成为色素分析方法的主要发展趋势。利用此方法对藻类特征色素进行再分析有助于获得对藻类色素分布的新认识。CHEMTAX是在宏观上对浮游藻进行化学分类的良好工具,采用多次运算的方式可以减少其对初始色素比值的依赖,使结果向"真实值"收敛,提高结果的准确性。指出研究以特征色素比值组合为基础的浮游藻精细化学分类方法,以及将以色素分析为基础的浮游藻化学分类应用于了解浮游藻功能类群在生源要素和生物矿物质等的生物地球化学循环过程中的作用是未来的发展趋势。     

施肥对盐沼沉积物微生物生物量和细菌群落组成的影响

The effects of nitrogen(N) addition on microbial biomass, bacterial abundance, and community composition in sediment colonized by Suaeda heteroptera were examined by chloroform fumigation extraction method, real-time quantitative polymerase chain reaction, and denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE) in a salt marsh located in Shuangtai Estuary, China. The sediment samples were collected from plots treated with different amounts of a single N fertilizer(urea supplied at 0.1, 0.2, 0.4 and 0.8 g/kg(nitrogen content in sediment) and different forms of N fertilizers(urea,(NH_4)_2SO_4, and NH_4NO_3, each supplied at 0.2 g/kg(calculated by nitrogen).The fertilizers were applied 1–4 times during the plant-growing season in May, July, August, and September of 2013. Untreated plots were included as a control. The results showed that both the amount and form of N positively influenced microbial biomass carbon, microbial biomass nitrogen, and bacterial abundance. The DGGE profiles revealed that the bacterial community composition was also affected by the amount and form of N.Thus, our findings indicate that short-term N amendment increases microbial biomass and bacterial abundance,and alters the structure of bacterial community.     

海洋浮游植物粒径组成及其生物粒径效应研究

海洋生态系主要由生产者、消费者和分解者构成[1],它们的群落结构和功能 ,生理、生物过程 ,以及在生态系中的物质、能量流动等在很大程度上都与生物粒径大小有关[2～4]。自20世纪60年代 ,随着生物粒径测量技术的不断完善人们提出了海洋生物粒径谱假说 ,即海洋生态系是由最小生物 (如细菌 )至最大生物 (如鲸 )组成的一个生物粒径连续分级谱[5～7]。海洋浮游植物是主要的海洋初级生产者 ,是海洋食物网(链 )的初始环节 [8],因此在生物粒径谱假说的指导下 ,人们逐渐开展了海洋浮游植物粒径组成及其影响因素 ,以及海洋浮游植物生物、化学过程粒径…     

南海北部藻类粒级结构及色素成分对浮游植物吸收系数的影响

在珠江口、广东沿岸及南海北部三个航次生物-光学数据的基础上,研究了色素打包效应和色素成分的变化对浮游植物吸收系数的影响,结果表明,两种因素对吸收系数都有较大的贡献,但在不同的水体它们的影响程度各有不同.对网采浮游植物含量较高的珠江口和广东沿岸的水体而言,色素打包效应较强,对675 nm处比吸收系数的贡献平均分别为40%和20%;对微型浮游植物占主导地位的南海北部航次的水体,打包效应较弱,对675 nm处比吸收系数的影响平均仅为6%.采用多元线性回归的方法对吸收光谱进行分析,发现除叶绿素a之外的辅助色素对吸收系数的贡献主要表现在蓝绿光波段,三个航次440 nm波长处对总吸收的贡献平均分别为44%,43%和53%,其中对珠江口和广东沿岸航次的水体主要是光合类胡萝卜素的吸收贡献,而对南海北部航次的水体除了光合类胡萝卜素以外还要受到光保护类胡萝卜素的影响.由于河口、近岸和外海水体藻类粒级结构和辅助色素成分对浮游植物吸收系数的贡献有明显的差异,在南海北部水体建立比较精确的生物光学模型时,需考虑藻类粒级结构及色素成分对浮游植物吸收系数的影响.     

海洋浮游植物的脂肪酸:组成、功能及其生态学意义

脂肪酸在海洋生物的各种生理和生态过程中发挥着重要作用.浮游植物是海洋中脂肪酸的主要生产者,并通过各种过程被各级海洋生物利用.本文综述了浮游植物不同类群中脂肪酸的组成特点,各种环境因素对浮游植物胞内脂肪酸含量和组成的影响,以及海洋微藻中脂肪酸对浮游植物细胞及海洋其他生物的作用及意义;并探讨了浮游植物的脂肪酸组成在浮游植物...     

自然海水中浮游植物生物量和叶绿素的比值

自从Ｎｉｅｌｓｅｎ在１９５７年提出１４Ｃ法测定海洋中的初级生产力以后 ,对各个海区的光合作用和初级生产力有了较好的了解。但是还没有直接测定浮游植物生物量（Ｃ）的方法 ,多数研究是通过测定叶绿素浓度（Ｃｈｌ）和记数浮游植物细胞来估计浮游植物生物量。了解浮游植物生物量具有重要的生态学意义。（１）目前 ,对海洋中浮游植物的生长率（ｋ）还有很多争议 ,在相同的海区得到的结果相差很多倍。这些差异无疑反映了浮游植物生长率的时、空变化 ,但是也有一些差异是因为缺乏确切地测定浮游植物生长率的方法造成的。如果知道了Ｃ ,ｋ就…     

海洋酸化对浮游植物生理生态影响的研究进展

当前全球气候变化下的上层海洋变暖与酸化对以浮游植物为主的海洋生态系产生了重大影响,理解此背景下的海洋浮游植物生理生态响应,对我们理解和抑制全球气候变化具有重要意义。在全球大气二氧化碳分压(p CO2)升高情景下,浮游植物通过光合作用、微生物循环等过程,通过不同功能群对海洋生源要素循环模式的改变,进而影响区域及全球海洋的生物地球化学循环。研究全球浮游植物对海洋酸化生理生态的响应使得我们对生物地球化学系统的认识更加全面、系统。     

海洋浮游植物对硒的摄取和转化

本文研究海洋浮游植物考长过程对硒的摄取和转化。结果表明，在藻类生长初期，快速选择摄取，并积累于藻相。在指数生长期，以溶解有机物形式排出体内多余硒。在稳定生长期各形态基本趋于稳定。藻类混种培养能提高对Ｓｅ的摄取程度及溶解有机硒代谢速度。     

台湾海峡中北部海洋线虫群落的种类组成及分布

1998年2月对台湾海峡中北部3个断面13个取样站进行了自由生活海洋线虫调查，获得了海洋线虫100种，隶属于3目28科91属，其中密度较高的种有萨巴线虫（Sabatieria sp.1)、变异矛咽线虫（Dorylaimopsis variabilis)、Vasostoma sp．、花斑线虫（Spilophorella sp.)、吞咽线虫（Daptonema sp.)、Linhystera sp.1、吸咽线虫（Halalaimus sp.1)和（Filoncholaimus sp.)等。虽然这些海洋线虫绝大多数只鉴定江口外海降低。从优势种分布看，不同取样站其密度差异很大。海洋线虫的取食类型以选择性食沉积物者（1A）占优，有38种，但刮食性种类（2A）和非选择性食沉积物者（1B）也分别为29种和25种，表明了台湾海峡中北部海洋吸虫取食类型的复杂性。文中还探讨了海洋线虫分布与海流等环境因子的关系。