海洋酸化和纳米银胁迫对海蜇幼蛰的生理影响

海洋酸化和纳米金属对海洋动物构成威胁,但海洋酸化和纳米金属胁迫对水母的影响却未曾报道。本研究以我国近岸大型食用水母海蜇（Rhopilema esculenta）为研究对象,研究海洋酸化和纳米银（AgNPs）胁迫对海蜇幼蛰的生理影响。将海蜇幼蛰暴露于两种水平的pH（8.10和7.60）和三种浓度的AgNPs（0、20和200 μg/L）持续14 d,测量其生长、运动行为以及生理指标。结果表明,海洋酸化能显著增强过氧化氢酶（CAT）和离子转运酶（Ca²⁺-ATPase、Na⁺K⁺-ATPase）活性,从而缓解AgNPs对幼蛰产生的氧化应激。AgNPs会抑制幼蛰的酸性磷酸酶（ACP）、碱性磷酸酶（AKP）和超氧化物歧化酶（SOD）活性,影响能量代谢,造成幼蛰生长速度减慢、收缩频率降低。随着AgNPs浓度的增加,海洋酸化导致幼蛰产生更高水平的脂质过氧化,丙二醛（MDA）含量显著增多。     

海洋酸化对日本虎斑猛水蚤发育、繁殖以及ATP酶活性的影响

大气中二氧化碳浓度增加造成海洋酸化并改变海洋化学环境,可能对海洋生物造成不利影响。桡足类是海洋生态系统中重要的次级生产者,研究桡足类如何应对海洋酸化的影响对海洋生态风险评估具有重要作用。本文分别在自然海水(pH 8.1,对照)和二氧化碳酸化海水(pH 7.3)条件下培养日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus Mori,1938),研究海水酸化对其发育、繁殖以及ATP酶活性的影响效应。结果显示,海水酸化能使日本虎斑猛水蚤无节幼体发育时间显著延长并使雌体产生的无节幼体数量显著减少,Na^+/K^+-ATP酶和Ca²⁺-ATP酶活性在酸化条件下均显著增强。研究结果表明,海水酸化胁迫下日本虎斑猛水蚤能量消耗增加,应用于发育和繁殖的能量可能减少,从而引起早期幼体发育延滞和雌体繁殖力下降的负面反应。     

秦皇岛外海夏季溶解氧与pH的变化特征分析

溶解氧(DO)是海洋生物生存不可缺少的要素。随着人类活动的增加,全球近岸海域低氧情况愈发严重,已经成为威胁海洋生态系统健康的重要因素。通过对2017年5-9月秦皇岛外海区域的观测调查,探讨了该海域低氧与酸化的形成机制并计算了月平均耗氧速率。结果表明,5月秦皇岛外海水体混合较为均匀,表、底层DO浓度一致,均大于8 mg/L;6月开始形成密度跃层,与此同时底层DO浓度和pH开始下降;8月底层呈现明显的低氧和酸化状态,DO浓度下降至2～3 mg/L,pH下降至7.8以下;9月随着层化消失,底层水体DO浓度和pH逐渐升高。相关性分析显示,DO和叶绿素a (Chl a)以及pH具有良好的耦合性,说明秦皇岛外海区域的低氧发生过程主要为局地变化。同时表明DO浓度和pH主要受水体中浮游植物的光合作用和有机物有氧分解的影响。通过箱式模型计算得到2017年6-8月密度跃层以下水体及沉积物耗氧速率为951～1 193 mg/(m²·d)[平均为975 mg/(m²·d)]。综合来看,水体分层是秦皇岛外海低氧和酸化发生的先决条件,跃层以下的有机物分解耗氧则是底层水体...     

海洋聚球藻对不同硝酸盐浓度的响应特征

近年来,由于陆源污染的加重以及近海环境治理的推进,中国近海海域营养盐浓度发生明显变化,导致浮游植物生物量及群落结构发生改变。作为一种广泛分布且丰度较高的微微型蓝藻,聚球藻在中国近海生态系统中发挥着重要的角色,但其对不同硝酸盐浓度的响应尚待研究。本文分别从渤海和黄海采集聚球藻富集样本,在不同硝酸盐浓度下进行半连续培养,通过测定生长曲线、色素含量、光合生理参数以及碳氮含量,研究聚球藻对硝酸盐浓度的响应特征。当硝酸盐浓度为0.1、1.0、10.0μmol·L^–1时,聚球藻培养体系可支持的生物量较小,光能转化效率较低;当硝酸盐浓度为100.0μmol·L^–1时,聚球藻细胞生长得到促进,其培养体系可支持的生物量约提高5倍,同时培养体系整体的光能转化效率达到最高,但单位细胞的捕光能力受到抑制,氮和磷的转化率提高。研究表明海洋聚球藻能够适应不同的硝酸盐浓度维持生长,在较高的硝酸盐浓度下,聚球藻生物量显著提高,但释放至胞外的碳氮未出现相应的当量增加。研究结果为营养盐胁迫条件下浮游生态系统的响应提供了原核微藻方面的实验依据。     

海蜇苗种培育技术的研究

论述了海蜇(RhopilemaesculentaKishinouye)苗种培育技术的操作要求 ,海蜇的繁殖经过有性繁殖和无性繁殖两个阶段 ,海蜇苗种培育时间长达9～11个月 ,着重强调了螅状幼体的越冬保存、大规格苗种培育的技术要求 ,阐述了碟状幼体变态发育到幼蜇的特征。在3年研究过程中 ,共成功越冬保存螅状幼体3×106 万个 ,培育伞径10mm幼体3300万尾 ,20mm幼体1000万尾 ,30～50mm大规格海蜇幼体200万尾。     

不同光强下长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera)直立枝和匍匐枝的光生理特征及其对升温的响应

海洋绿藻长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera,又名海葡萄)因具有较高经济和生态价值而备受关注,光照和温度变化均会改变长茎葡萄蕨藻生理代谢,最终影响其经济价值和生态功能。文章比较研究不同生长光强下(40、80、120和160μmol·photons·m^–2·s^–1)长茎葡萄蕨藻不同部位,即直立枝和匍匐枝的生理和生化特征,以及其对升温(+3℃、+6℃和+9℃)的响应。结果显示,光强由40升至120μmol·photons·m^–2·s^–1时对长茎葡萄蕨藻相对生长率(RGR)的影响不显著,但是光强升至160μmol·photons·m^–2·s^–1时可使RGR降低49%。弱光下(40μmol·photons·m^–2·s^–1)直立枝的叶绿素(Chl a)和类胡萝卜素(Car)含量为匍匐枝的1.52和1.49倍;直立枝的Chla和Car含量随生长光强升高而降低,匍匐枝随光强升高而升高,二者蛋白含量则均随光强...     

海水酸化和甲基汞胁迫条件下文蛤免疫应答和生物矿化响应

海洋酸化背景下重金属对海洋生物的毒性效应是一个重要的生态毒理学研究问题。海洋酸化不仅直接影响海洋贝类的生理过程,也通过改变重金属的存在形式和生物可利用性进而影响其生物毒性。为研究海洋酸化背景下甲基汞(MeHg)对海洋贝类免疫和生物矿化的毒理效应,本研究将采集于野外的文蛤(Meretrix petechialis)置于不同pH水平(二氧化碳分压;pH 8.10/背景水平、7.70/中度酸化和7.30/高度酸化)和甲基汞质量浓度(对照、溶剂对照、0.1,1和5 μg/L)的海水中共同暴露21 d,研究文蛤内脏团和鳃组织内免疫应答和生物矿化相关的生物标志物对海水酸化和MeHg共同胁迫的响应。结果表明,海水酸化和MeHg均显著影响其免疫应答策略,不同胁迫水平对各类生物标志物具有组织差异性。具体而言,MeHg暴露诱导内脏团中碱性磷酸酶(AKP)和溶菌酶(LZM)活性,表明MeHg对免疫解毒机制有刺激作用,在一定程度上提高了其免疫应答。海水酸化抑制了鳃和内脏团中AKP活性,抑制其免疫应答。在生物矿化相关酶中,在海水酸化和MeHg共同胁迫下钙-ATP酶(Ca²⁺-ATP)活性显著下降,干扰其离子平衡和生物矿化。海水酸化加剧了MeHg胁迫对文蛤免疫应答和生物矿化的毒理作用。相关系数分析和主成分分析表明这些生物标志物可以协同防御环境胁迫对免疫应答和生物矿化策略的毒理作用。这些生物酶对海水酸化和MeHg胁迫响应比较敏感,可以作为评价海洋酸化背景下MeHg对文蛤两种生物组织免疫功能毒性效应的潜在生物标志物。研究结果为理解海洋酸化和重金属胁迫对贝类生理功能的影响提供新见解,为评估海洋酸化背景下贝类种群变动和资源管理提供科学依据。     

黄金水母对海月水母碟状幼体捕食作用的初步研究

一种钵水母—黄金水母(Chrysaora pacifica)被怀疑是海月水母(Aurelia aurita)碟状幼体的潜在捕食者,为了验证这一假设,在实验室可控条件下进行了以黄金水母幼水母为捕食者、海月水母碟状幼体为猎物的捕食实验。实验结果表明黄金水母幼水母(伞径:9-15mm)能够以海月水母碟状幼体(ca. 2mm)为食。在2 h的实验中,黄金水母幼水母最多摄食了15只海月水母碟状幼体(实验容器容积为450mL)。黄金水母幼水母对海月水母碟状幼体的摄食率在44ind./L和111ind./L的密度下分别为0.8±0.6/ind.·h和1.3±1.0/ind.·h。滤水率在两个密度下分别为0.029±0.024和0.051±0.041L/ind.·h。滤水率随着饵料密度的降低显著提高。实验结果证实黄金水母是海月水母碟状幼体的重要潜在捕食者,并且其对海月水母碟状幼体的捕食可能是影响天然海域中海月水母碟状幼体成活率的重要因素。     

长期低温条件对海蜇横裂生殖的影响

采用实验生态学手段,研究了长期低温条件对海蜇螅状体保育存活率和横裂生殖效率的影响.结果表明:海蜇横裂生殖后的螅状体经过1a的长期低温保育后,其存活率约33%,显著高于不采用低温条件保育螅状体的成活率.横裂生殖后的螅状体经长期低温保育后仍具有横裂生殖能力,碟状幼体释放率仍然高达15%,其横裂生殖能力可与正常螅状幼体相比.采用长期低温环境条件,可以有效地提高海蜇螅状体的存活率,并可以恢复促进海蜇的横裂生殖效率,相关结果可以为海蜇苗种生产提供参考和指导.     

龙须菜对重金属汞胁迫的生理响应

研究了大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)对不同浓度重金属汞(0、0.02、0.04、0.10、0.20和0.40 mg/L)胁迫的生理响应.结果表明:当 Hg2+浓度逸0.02 mg/L 时,龙须菜藻体的相对生长速率显著下降,并且当 Hg2+浓度达到0.20和0.40 mg/L 时,龙须菜出现负增长.随着 Hg2+浓度的升高,龙须菜藻体的最大光化学量子产量、最大净光合速率和表观光合效率逐渐下降,叶绿素 a、类胡萝卜素和藻胆蛋白含量则呈先升高后下降的趋势,且当 Hg2+浓度逸0.10 mg/L 时,叶绿素 a、类胡萝卜素和藻胆蛋白含量显著下降.说明龙须菜在受 Hg2+胁迫的环境中耐受性较差,且 Hg2+对龙须菜的毒害作用较大,当Hg2+浓度逸0.02 mg/L 时,龙须菜藻体的生理活动就会受到显著抑制.     

广东沿海红树林区水质变化特征与富营养状态评估

调查了广东红树林区水质的时空变化, 分别采集了红树林区表层水体水样旱季30个样点(2017年10月至2018年1月)和湿季20个样点(2018年7月至8月)进行分析。利用单一营养状态指数(TSI Chl a)评价红树林水质特征和营养状态, 评价标准: 050为富营养, >70为高营养。红树林区环境参数的时空变化为: 盐度(2.15‰~27.14‰)、pH (6.18~8.65)、电导率(10.87~90.52µs·cm^-1)、浊度(0.0975~21.61FTU)、硝酸盐(0~127.2mg·L^-1)、亚硝酸盐(0~12.0mg·L^-1)、磷酸盐(0~34.5mg·L^-1)、硅酸盐(1.22~2.88mg·L^-1)和叶绿素a (0.19~38.08mg·m^-3)。聚类分析表明, 丰水期横跨雷州半岛右侧至广东沿海东部的水质相对较好, 而左侧则处于中营养化状态。同时, 在枯水期, 红树林区水质较差, 从雷州半岛周围的高中营养化状态, 到广东沿海东部的富营养化状态。主成分分析表明, 营养盐、盐度、pH、电导率(electrical conductivity, EC)和浊度对红树林区水质状况贡献显著, 进而影响红树林生态系统中藻类群落的变化。     

清洁疏浚物对2种海洋微藻种间竞争的影响

采用实验生态学方法,研究了不同起始密度下悬浮清洁疏浚物对中肋骨条藻Skeletonema costatum和赤潮异弯藻Heterosigma akashiwo生长的影响。研究结果表明,在实验室单培养条件下,清洁疏浚物培养液中,起始密度不同,微藻生长状况明显不同。起始密度为0.2×10⁴ cells·mL^-1时,进入指数生长期和静止期的时间延长,但生长所达到的最大细胞密度较高;起始密度为0.8×10⁴ cells·mL^-1时,进入指数生长期和静止期的时间缩短,但生长所达到的种群最大密度较低。混合培养条件下,清洁疏浚物培养液中,起始密度不同,导致了微藻种间竞争关系的变化,中肋骨条藻与赤潮异弯藻具有明显的种间竞争,赤潮异弯藻是竞争的优胜者,中肋骨条藻受到赤潮异弯藻的抑制,整个实验周期内细胞密度下降都非常明显,细胞密度明显低于单培养时的细胞密度,而赤潮异弯藻细胞密度并没有明显的减少。在3种不同质量浓度组清洁疏浚物培养液中,质量浓度最高的1 000 mg·L^-1培养液中藻细胞密度显著低于100 和500 mg·L^-1质量浓度组,而100 mg·L^-1培养液中藻细胞密度最高,说明清洁疏浚物质量浓度越高,对海洋微藻抑制影响越为明显,质量浓度越低,影响越小。     

电活化硫酸盐处理四环素类废水的研究

本文构建以掺硼金刚石(Boron-doped diamond,BDD)为阳极、不锈钢为阴极、硫酸盐为电解质的电化学体系,考察了电流密度、pH值、硫酸盐浓度以及初始四环素浓度等四个因素对电化学氧化降解废水中四环素的影响,运用响应曲面法对运行参数进行优化;通过电子自旋共振检测技术分析电化学反应中产生的自由基,探究了间歇通电模式下电化学体系持续氧化机理。结果表明,四个因素对TOC去除率的影响大小次序为:电流密度>初始四环素浓度>初始pH值>硫酸盐浓度,其中初始pH值和硫酸盐浓度与电流密度和初始四环素浓度的交互作用对TOC去除率的影响较为显著;最佳运行参数为pH值为5,电流密度为100 mA·cm^-2,硫酸盐浓度为0.25 mol·L^-1,初始四环素浓度为1000 mg·L^-1;间歇通电模式下,BDD电极表面产生的SO₄^·-等高活性物质间相互转化提供了体系的可持续氧化能力。该研究结果为电化学氧化技术的实际应用提供了节省能耗的有效途径。     

2013年夏季北黄海浮游植物群集

利用Utermöhl方法,对2013年夏季取得的北黄海浮游植物样品进行鉴定分析,共鉴定出浮游植物3门60属114种(不包括未定名种),其中,硅藻42属75种,甲藻16属37种,金藻2属2种。群落组成以硅藻为主,其次是甲藻,然后是金藻。调查海区浮游植物的生态类型以温带近岸性为主,主要优势种为:小等刺硅鞭藻 Dictyocha fibula、裸甲藻 Gymnodinium sp.、螺旋环沟藻 Gyrodinium spirale、蜂腰双壁藻 Diploneis bombus 和具槽帕拉藻 Paralia sulcata。浮游植物细胞丰度介于0.037 0 × 10³ ～ 32.3 × 10³ cells·L^-1,平均值为2.04 × 10³ cells·L^-1;浮游植物细胞丰度大致从近岸到外海呈逐步降低趋势,在北黄海西部近岸的表层水体达到最高值32.3 × 10³ cells·L^-1,调查区东南部靠近外海区域也出现了丰度高值区;浮游植物垂直分布总体特征是随水深的增加而减少,由近岸向外海逐步降低。香农-威纳多样性指数在调查区西南部较高,而Pielou均匀度指数则在东部呈现高值区域。典范对应分析(CCA)显示,影响浮游植物优势种丰度分布的主要因素是营养盐,而跟盐度和温度的相关性不明显。     

夏季珠江口及近岸海域悬浮颗粒物生物硅分析

2017年6月在珠江口及近岸海域61个站位采集了悬浮颗粒物生物硅(BSi,biogenic silica)和叶绿素a(Chl a)。利用RAGUENEAU et al(2005)提出的碱提取法测定了悬浮颗粒物生物硅,探讨不同环境条件下BSi浓度以及碱性提取液中岩源硅(LSi,lithogenic silica)的干扰程度。结果显示,Chl a质量浓度范围为0.06~8.64 μg·L^-1,悬浮颗粒物BSi浓度从低于检测限到14.3 μmol·L^-1,LSi浓度范围为0.00~9.56 μmol·L^-1;LSi/(LSi+BSi)比均值为0.38 mol·mol^-1。提取液中测得的Si/Al比均值为2.42 mol·mol^-1,与RAGUENEAU et al(2005)报道值接近。研究区域内的表层BSi反映了硅藻的生物量,与Chl a存在显著线性相关。LSi对BSi测量的干扰程度存在明显的空间差异,总体上近岸BSi和LSi高,LSi/(LSi+BSi)比低;外海BSi和LSi低,LSi/(LSi+BSi)比高;河口内BSi低,LSi高,LSi/(LSi+BSi)比高;上升流区BSi和LSi高,LSi/(LSi+BSi)比高;底层较表层具有更高的LSi和LSi/(LSi+BSi)比。最后,对常用的几种碱提取法在应用时存在的问题作了探讨。     

两种造礁石珊瑚对海水酸化和溶解有机碳加富的响应*

文章选择鹿回头近岸海域常见的板叶角蜂巢珊瑚(Favites complanata)和十字牡丹珊瑚(Pavona decussata)为研究对象, 采用室内连续培养的方法, 探究两种不同造礁石珊瑚对酸化和溶解有机碳(DOC)加富的响应。结果表明: 酸化(pH 7.6)并不会影响两种珊瑚的钙化速率和生长速率; 但DOC加富(524.03±78.42μmol•L^-1)使两种珊瑚的钙化速率分别降低67%和47%、生长速率降低59%和40%。当二者共同作用时, 两种珊瑚的钙化速率降低30%和11%、生长速率降低46%和59%, 大多没有DOC单独作用时强烈, 表现出一定的拮抗作用。两种珊瑚共生虫黄藻叶绿素荧光指数(F_v/F_m)均升高后降低, 板叶角蜂巢珊瑚F_v/F_m最先降低。实验表明, 这两种珊瑚虽然对海洋酸化的敏感度不高, 但是对有机物加富有不同的响应, 板叶角蜂巢珊瑚更为敏感, 可能导致这两种珊瑚在未来环境变化中有不同命运。     

Increased light availability enhances tolerance against ocean acidification-related stress in the calcifying macroalga Halimeda opuntia

Although the adverse impacts of ocean acidification (OA) on marine calcifiers have been investigated extensively, the anti-stress capabilities regulated by increased light availability are unclear. Herein, the interactive effects of three light levels (30 μmol photons/(m2·s), 150 μmol photons/(m2·s), and 240 μmol photons/(m2·s) combined with two pCO₂ concentrations (400 ppmv and 1400 ppmv) on the physiological acclimation of the calcifying macroalga Halimeda opuntia were investigated using a pCO₂-light coupling experiment. The OA negatively influenced algal growth, calcification, photosynthesis, and other physiological performances in H. opuntia. The relative growth rate under elevated pCO₂ conditions significantly declined by 13.14%?41.29%, whereas net calcification rates decreased by nearly three-fold under OA conditions. Notably, increased light availability enhanced stress resistance through the accumulation of soluble organic molecules, especially soluble carbohydrate, soluble protein, and free amino acids, and in combination with metabolic enzyme-driven activities, OA stress was alleviated. The carotenoid content under low light conditions increased markedly, and the rapid light curve of the relative electron transport rate was enhanced significantly by increasing light intensities, indicating that this new organization of the photosynthetic machinery in H. opuntia accommodated light variations and elevated pCO₂ conditions. Thus, the enhanced metabolic performance of the calcifying macroalga H. opuntia mitigated OA-related stress.     

2011年长江口-东海P-PN断面碳酸盐体系参数的季节分布特征及影响因素

海水碳酸盐体系参数是反映碳循环调控机理和季节性酸化过程的重要海水化学参数.本文根据2011年3月、7月、11月和12月4个不同季节航次获取的长江口海域海水碳酸盐体系参数,探讨了长江口-东海P断面溶解无机碳(DIC)和总碱度(T A)的空间分布特征及其影响因素.结果表明:内陆架区,DIC和T A的平均值均表现为:夏季<秋...     

珠江口典型海岛周边水域浮游植物分布特征及其影响因素*

旅游业为海岛带来可观经济效益的同时, 人类活动也导致水体生态环境恶化, 如水体富营养化加剧、赤潮频发等。文章通过对珠江口东南部典型海岛——庙湾岛和外伶仃岛周边水域丰水期和枯水期现场环境数据与浮游植物分布特征的对比研究, 分析珠江径流等自然因素以及人类活动对河口天然海岛周边水体生态的潜在影响。枯水期外伶仃岛和庙湾岛周边水域海水分别镜检鉴定出76种和74种浮游植物, 两个海岛浮游植物平均细胞密度分别为2.62×10⁴个·L^-1和2.08×10⁴个·L^-1; 丰水期则分别鉴定出38种和47种浮游植物, 平均细胞密度分别为52.91×10⁴个·L^-1和170.57× 10⁴个·L^-1。在外伶仃岛和庙湾岛, 丰水期中肋骨条藻(Skeletonema coatatum)均为绝对优势种, 而枯水期两个岛的最主要优势种分别为窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)和新月筒柱藻(Cylindrotheca closterium), 物种多样性指数均明显高于丰水期。两个海岛微型浮游植物相对于其他两个粒级常占据优势地位, 但在丰水期, 小型浮游植物贡献明显上升, 其中外伶仃岛相对于枯水期由16.32%升至26.75%, 庙湾岛则由12.12%升高至24.78%。两个海岛在丰水期和枯水期均仅检出聚球藻(Synechococcus, Syn)和真核微微型藻类(eukaryotic, Euk)两大微微型浮游植物类群, 两者细胞密度分别为~10⁷个·L^-1及~10⁸个·L^-1量级。与环境因子的对比分析表明, 两个海岛浮游植物的区域分布与季节变化受多种因素影响, 其季节性差异主要受径流影响强度、影响范围以及相应的盐度、营养盐等环境因素的季节变化所调控。丰水期岛屿屏蔽效应对浮游植物丰度的区域分布特征有显著影响, 无论小型浮游植物还是微微型浮游植物均发现存在迎流面出现丰度高值分布的现象, 但对群落结构的分布影响不明显; 在枯水期, 水体环境很可能主要受人类活动与水体垂直混合扰动的综合影响, 总体上浮游植物分布的区域差异较小。