Influence of the vertical distribution of cyanobacteria in the water column on the remote sensing signal

An increased intensity of cyanobacterial blooms and their potentially harmful effects have attracted the attention of environmental agencies, water authorities and the general public worldwide. Reliable operational monitoring methods of coastal waters, lakes and ponds are needed. Mapping of the surface extent of cyanobacterial blooms with remote sensing is straightforward, but recognizing waters dominated by cyanobacteria throughout the water column and quantitative mapping of cyanobacterial biomass with remote sensing is more complicated. Unlike most algae, cyanobacteria can regulate their buoyancy and move vertically in the water column. We used the Hydrolight 4.2 radiative transfer model and the specific optical properties of three species of cyanobacteria to study the impact of vertical distribution of cyanobacteria on the remote sensing signal. The results show that the vertical distribution of cyanobacteria in the water column has a significant impact on the remote sensing signal. This result indicates that developing remote sensing methods for quantitative mapping of cyanobacterial biomass is much more complex than quantitative mapping of an algal biomass that is uniformly distributed in the top mixed layer of water column.     

太湖蓝藻水华遥感动态监测预警信息系统

太湖蓝藻水华暴发对其周边地区的生态、经济和社会造成了严重影响,对蓝藻水华进行监测预警对于改善太湖水环境具有重要意义。本文在分析蓝藻水华遥感监测预警研究动态基础上,从信息系统构建角度,结合太湖蓝藻水华监测情况,对太湖蓝藻水华遥感监测预警流程进行系统性分析,提出建立太湖蓝藻水华遥感监测预警系统的总体框架,利用C#语言和IDL语言实现了该框架的软件架构,并且论述了实现该系统框架所采用的系统集成技术和软件模式技术。     

日照港和邻近锚地及其入境船舶压舱水中浮游植物群集结构的特征

根据2003年10月到2004年3月间日照港和邻近锚地水域及其船舶压舱水中的浮游植物调查资料,对浮游植物的群集结构和压舱水对其影响进行了初步研究。结果表明,日照港的浮游植物群集主要由温带沿岸性物种组成,以硅藻为主,还有少量的甲藻。对比船舶压舱水中浮游植物群集发现:压舱水中浮游植物群集和本地群集结构有很大的差异,有害物种在压舱水中所占的比例较高。     

赤潮影响因素研究进展

通过对赤潮发生的生物、化学、物理等影响因素研究现状的分析,认为赤潮生物是引发赤潮的内在因素,化学因素是赤潮发生的物质基础,而物理因素则是提供赤潮发生的环境条件。在赤潮生物存在的前提下,化学和物理因素都可以限制赤潮的发生,所以,将生物学、化学与物理海洋学耦合仍旧是赤潮研究需要解决的问题。在分析了现有研究状况的基础上,从不同角度提出了赤潮的研究方向。     

长江口及其邻近海域有害藻华的发生情况、危害效应与演变趋势

长江口及其邻近海域是我国近海有害藻华高发区之一。自2000年以来,由东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和亚历山大藻(Alexandrium spp.)等甲藻形成的大规模有害藻华连年暴发,对海水养殖业、人类健康和生态安全构成了严重威胁。以往调查和研究工作表明,长江口及其邻近海域藻华优势类群近年来已由硅藻逐渐转变为甲藻,同时,有害藻华原因种也表现出明显的年际变异特征和有毒有害藻种增多的态势,亟待解析其演变机理、趋势和驱动因素。长江口及其邻近海域受长江径流影响,富营养化问题突出,是大规模有害藻华形成的重要原因。同时,该海域也受到来自台湾东北部黑潮分支的影响,但对其与有害藻华的关系所知甚少。在中国科学院战略性先导科技专项"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"支持下,针对这一问题开展了较为系统的调查和研究工作,本文对研究中得到的科学认识进行了初步总结。结果表明:东海黑潮分支能够到达长江口及其邻近海域赤潮区,影响该海域赤潮生物多样性状况;黑潮分支对长江口及其邻近海域甲藻赤潮发生过程具有重要调控作用;长江冲淡水和黑潮分支的共同作用决定了长江口及其邻近海域有害藻华的发生过程和演变趋势。在现有结果基础上进一步分析和讨论了未来长江口及其邻近海域有害藻华的研究方向,以期为进一步解析有害藻华演变趋势、提升有害藻华的监测和预警能力提供依据。     

广西涠洲岛滨海湿地潮下带海草、红树林与互花米草的分布和群落结构特征

系统报道了广西涠洲岛的潮下带海草、红树林以及互花米草的分布和群落结构特征.2019—2020年的调查结果表明,涠洲岛海草分布于南湾西侧,紧邻珊瑚礁区,面积4246 m2,为潮下带的生长形式,海草种类仅见卵叶喜盐草(Halophila ovalis);真红树植物有6种[红海榄(Rhizophora stylosa)、海漆...     

Factors influencing biodeposit production by the New Zealand freshwater mussel Echyridella menziesii

Laboratory experiments on the New Zealand freshwater mussel Echyridella menziesii were used to investigate the short-term effects (7–8 days) of food type on rates of biodeposition and benthic substrate respiration. Post-feeding biodeposition rates ranged from 0.34 to 1.52?mg?g^?1?h^?1 (mean?=?0.50?mg g^?1?h^?1) and were unaffected by the addition of toxin-producing Microcystis. Addition of suspended sediment (30?mg?L^?1) visibly altered substrate composition, and increased total and inorganic biodeposit production rates by 24–33% compared to mussels fed commercial phytoplankton stock. Biodeposition rates of mussels in lake bed substrates were 38% higher than those in silica sand for identical feeding regimes, suggesting that a significant proportion of material produced in this experiment could have been derived from feeding on organic matter in the lake bed sediments. Respiration rates were higher in treatments with Microcystis but were unaffected by the presence of mussels. This laboratory study suggests that biodeposition by E. menziesii is resilient to short-term exposure to Microcystis, and highlights the ability of mussels to alter benthic substrate composition by incorporating suspended sediment into substrates.     

通过水体置换降低水库富营养化风险：长江口青草沙水库案例研究

城市淡水系统的富营养化风险是世界范围内普遍关注的问题。多种物理、生物和化学技术手段被应用到富营养化湖库的治理当中,以期抑制水体的富营养化程度和藻类生物量。经证实,在未有效降低营养盐来源的情况下,这些手段的效果有限。而在发展中国家,控制营养盐来源可能需要花费数十年的时间。本研究旨在分析某一高营养盐负荷的沿海水库的富营养化和藻类水华风险,以期确认通过水利调度来抑制水库富营养化状态的可行性。该案例水库为位于长江口的青草沙水库。该水库2009至2012年期间的库内五个点位的水质数据被用于进行案例分析。水质指标包括水温、透明度、溶解氧、总氮、总磷和浮游植物叶绿素a。该水库的建设期为2009年4月至2010年10月,期间水库未曾与长江口发生水体交换。该水库的试运营期为2010年10月至2011年1月,正式运营期为2011年1月至今。在运营期间,库内与长江口的水体交换逐步上升。综合营养状态指数（TLI）被用于评估该水库的营养状态变化情况,该指数是通过数个代表性水质指标计算得到。库区的TLI指数峰值在2009年夏季可达51,在2011年夏季可达55,超过TLI指数的富营养化阈值50。TLI的谷值32出现在2010年的夏季。水质观测期的其他时段的TLI指数均可保持在50以下。以上分析结果表明：水库在2009年和2011年夏季由于过量的营养盐负荷和藻类水华迅速恶化到富营养化状态。水库在2010年和2012年均未出现富营养化状态和藻类水华,这是由于2010年期间水库缺少营养盐输入,2012年期间水库调度充分地置换了库区水体。库区水质指标的时空变化均通过文中的观测资料和数据分析进行展示。经分析表明,通过潮汐涨落来充分置换库区水体的水库调度手段是一个极为经济有效的抑制高营养盐水体富营养化和藻类水华的工程手段。     

发现于我国渤海辽东湾的海洋甲藻新种-渤海异冒藻(Heterocapsa bohaiensis sp. nov.)

A small armed dinoflagellate bloomed in the aquaculture ponds off the coast of Liaodong Bay, Bohai Sea of China,resulting in heavy mortalities of the cultured prawns(Penaeus japonicus) and larvae of Chinese mitten handed crabs(Eriocheir sinensis). The bloom-forming species was successfully isolated, and cellular morphology of the specimen was consequently investigated through light, fluorescent and electron microscopy. The small((14.4±1.6) μm in length) ellipsoid cells show typical Heterocapsa thecal plate arrangement(Po, cp, 5′, 3 a, 7′′, 6 c,5 s, 5′′′, 2′′′′). The episome is evidently bigger than the hyposome. One to three spherical pyrenoids are located above or beside the large elongated nucleus. The body scale is characterized by a triangle basal plate with one central upright and nine peripheral spines. Above all, Heterocapsa bohaiensis could be distinguished from other Heterocapsa species by the combination of the cell size, morphology, cellular structure and body scale. Sequence analyses of both ITS and LSU regions reveal the significant genetic divergence between H. bohaiensis and other established species in this genus, further supporting novelty of this species. Noticeably, different sample treatment methods resulted in morphological variation of the apical pore complex(APC) of H. bohaiensis, which needs to be taken into account in future study.     

蓝藻钙信号的研究进展

近年来对钙离子在蓝藻信号传导中的潜在作用进行了研究。大量证据表明,蓝藻能够“感知”与“区分”不同的环境刺激,并以钙瞬变的形式产生反应。这是不同的环境刺激所引起的钙离子的内流或外流的结果。由氮缺乏所引起的钙信号对丝状蓝藻鱼腥藻异型胞的分化非常关键。鱼腥藻PCC7120中钙结合蛋白（CcbP）的发现为钙信号在蓝藻中的作用提供了进一步的证据,CcbP的降解或表达下调是氮缺乏时钙信号产生的主要原因。但是与真核生物相比,蓝藻钙信号的编码与解码机制还不清楚。因此,为了解钙信号如何在蓝藻中发挥作用,还要进行系统的、深入的研究,特别是从细胞水平了解钙信号的动力学特征。