基于db7小波的活体浮游植物荧光识别分析技术研究

通过小波变换可对信号的不同频率成分进行分解,为弱信号特征提取提供了有效途径。通过db7小波对分属7个门32个属的43种浮游植物的三维荧光光谱进行分析,后经Bayes判别分析选择小波分解后的第三层尺度分量作为最佳荧光识别特征谱,并通过系统聚类法将最佳特征谱在不同的条件下聚类进而得到门、属上的标准谱库。基于此,运用多元线性回归辅以非负最小二乘法建立浮游植物三维荧光光谱识别技术。利用该技术对4128个单种浮游植物样品和636个混合浮游植物样品进行识别分析。单种浮游植物样品在属水平上的识别正确率为75%,门水平上的识别正确率为95%;浮游植物混合样品中的优势种在属水平上的识别正确率为83%,门水平上的识别正确率为91%。结果表明:该技术可以实现对浮游植物的快速准确识别。     

基于南海北部海区浮游植物吸收光谱斜率变化的粒级结构反演

浮游植物的粒级结构是一个重要的生物参数。基于南海北部海区不同水体环境下测量的生物光学数据, 作者深入研究了粒级结构对浮游植物吸收光谱的影响。结果表明, 选择443和510nm波段计算得到的浮游植物光谱斜率S对粒级结构的变化具有较高的敏感性, 其随着小型浮游植物比例的增大呈不断增加的趋势。S与水体叶绿素a浓度、浮游植物吸收系数(aph(443))之间表现出明显的正相关特征。以40%为界对不同粒级浮游植物的优势进行定义, 发现在S与叶绿素a浓度、aph(443)的关系分布中小型(Micro)和微微型(Pico)浮游植物占据优势的水体表现出较为明显的分界, 叶绿素a浓度和aph(443)分别在0.70mg•m-3和0.05m-1附近, 相应的S在0.0004(m•nm)-1左右。基于实测数据建立的遥感反射率蓝绿波段比值与S之间的统计关系, 决定系数高达0.91, 为从水色遥感数据反演浮游植物粒级结构提供了重要手段。     

NaHSO3对盐生杜氏藻生长和光合色素含量的影响

为优化盐生杜氏藻营养盐配方、降低养殖成本、提高生物量及色素积累, 研究了不同浓度的安全环保的植物循环光合磷酸化促进剂--NaHSO3(≤0.40mM·L-1)溶液对盐生杜氏藻生长和光合色素含量的影响.结果表明, NaHSO3可显著促进盐生杜氏藻生长, 提高叶绿素a (Chl a)和b(Ch1 b)含量、叶绿素总量(Chl)、类胡萝卜素含量(Car)和Chl/Car;促进效应随浓度增加表现为先升后降, 低浓度(<0.10mM·L-1)效应较好, 以0.07mM·L-1为最佳.NaHSO3提高Chl b的效应大于Chl a, 降低Chl a/Chl b比值, 随浓度增加表现为先降后升, 以0.07mM·L-1降低最大.本试验条件下, 盐生杜氏藻生物量与光合色素含量间及各光合色素含量间呈显著或极显著相关, 与生物量(Y, g·L-1)相关最大的是Chl b (XChl b, μg·ml-1), 符合Y=0.284XChl b-0.883 (R2=0.994**)(**表示Y与X之间在0.01水平上极显著相关,下同);其次为Chl (XChl, μg·ml-1), Y=0.100XChl-2.022 (R2=0.993**), 为生长动态的及时掌握提供了有效的间接衡量指标.     

水体扰动对多种赤潮藻生长的影响

水体扰动是海洋环境的一个重要特征.扰动通过对藻细胞周围的营养盐边界层厚度的影响,进而影响藻细胞的生长.在其他环境因子统一的条件下,通过室内实验研究扰动条件为主要影响因素对藻类生长的影响.研究结果发现扰动对中肋骨条藻、具齿原甲藻等10个藻种生长存在不同影响,实验数据显示,100r·min-1扰动对新月菱形藻Nitzschia closterium,中肋骨条藻Skeletonema costatum、具齿原甲藻Prorocentrum dentatum、针胞藻Fibrocapsa japonica、棕囊藻Phaeocystis spp.、定鞭金藻Prymnesium patelliferium有显著作用(P<0.05),对赤潮异弯藻Heterosigma akashiwo、亚心形扁藻Platymonas subcordiformis、青岛大扁藻Platymonas helgolandica var Tsing-taoensis、塔胞藻Pyramimonas sp.、Pyramidomonas作用不明显(P>0.05).扰动促进了棕囊藻和定鞭金藻的生长,使之达到最大生物量,并延长了藻细胞的生长时间;同时100r·min-1扰动抑制了新月菱形藻,中肋骨条藻、具齿原甲藻、针胞藻的生长.这些不同的藻类对水体扰动有不同生长反应,结果表明水体扰动是藻类种间竞争的的选择推动力之一.     

菱形藻株系MD1的脂肪酸组成及其在NaHCO3、NaCl和pH值影响下的生长特征

研究了具有嗜碱特性的菱形藻Nitzschia sp.(MD1)株系的脂肪酸组分、含量以及不同NaHCO3、NaCl和pH值水平下对其生长的影响.GC-MS测定结果显示,在NaHCO3浓度为0.2mol·L-1、NaCl浓度为30g·L-1、初始pH值为9.5时,MD1的EPA含量占干重的3.02%,占总脂肪酸的比例为17.93%.生长测定结果表明,MD1具有极强的耐碱能力,其生长适宜的NaHCO3浓度为0.1-0.2mol·L-1,在0.3mol·L-1的NaHCO3浓度下仍能良好生长;MD1最适的起始pH值范围为7.5-9.5,其生长速率在pH7.5与pH9.5之间没有显著性差异(P>0.05),可以耐受pH值为11.5的高碱性环境并保持较好的生长;MD1显示广盐适应性,NaCl浓度在0g·L-1时获得最大比生长速率,在30-40g·L-1时对其生长没有显著影响(P>0.05),在NaCl浓度30g·L-1、pH 8.5-9.5及NaHCO3 0.2mol·L-1时,获得了最大比生长速率0.56d-1.由此可见,MD1可望具有进行大规模培养开发EPA的前景.     

流式影像术在海洋浮游植物分类研究中的应用

海洋浮游植物支撑着海洋生态系统的正常运转,对其种类的定性识别、鉴定和细胞数量的定量分析是海洋科学研究中最为关键的科学问题之一。流式影像术在海洋浮游植物形态特征识别与快速定量检测上是目前先进和可行的方法,它综合了流式细胞术和图像显微识别的技术优点,不但能够对快速流动状态中的海洋浮游植物进行相应的参数检测,而且可以获取流动过程中清晰的图像,通过计算机软件的图像处理和特征筛选,实现海洋浮游植物有效的自动识别。通过对流式影像术的原理、测定方法、技术特点及其发展动态等的综述,认为基于流式影像术对高速运动的浮游植物图像的清晰实时采集,可以有效地对图像进行模式的识别和分类。它是一种理想和实用的方法,将为海洋生物学研究提供新的实时、快速、高效平台,有很好的应用前景。     

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。     

大亚湾西部海域中国毛虾种群动态变化及其对环境要素的响应

本研究依据2016年12月至2017年2月和2017年12月至2018年3月的每月上、中、下旬在大亚湾西部海域进行的5条拖网测线的中国毛虾(Acetes chinensis)调查,以及2016年10—12月浮游植物光合色素的调查,分析了中国毛虾的种群动态变化及其对主要环境因子的响应.结果表明:中国毛虾总个体密度在L2和...     

东太湖浮游植物与浮游动物群落的嵌套性及其互作网络的季节特征

浮游生物主要由浮游植物和浮游动物组成,是湖泊生态系统的重要组分.嵌套性结构及物种间的互作关系对群落的分布格局、功能乃至稳定性都具有重要意义,然而到目前为止,我们对此仍知之甚少.为此,本研究以东太湖为研究区域,在2019-2020年期间进行了春、夏、秋、冬季的观测调查,根据浮游生物群落的组成和多样性特征,结合群落分布矩阵和二分网模型研究浮游生物的嵌套性格局及其互作关系,并探讨其驱动机制.结果显示:(1)在时间上,春、秋、冬季水体的理化特征较为相似,但与夏季的水质差异显著.在空间上,西南部区域的综合污染指数显著高于东北部;(2)环境异质性使得浮游植物呈现出明显的嵌套性分布,即秋、冬季群落是春、夏季群落的子集.然而,浮游动物并未呈现该分布特征;(3)浮游生物的互作关系具有明显的季节特征:冬季的互作网络组成最简单,物种竞争最激烈,物种的特异性关系、物种脆弱性和一般性最小,说明浮游生物群落的稳定性在冬季最弱.综上所述,水环境的时空差异性造成的生态位分离可能是造成浮游生物嵌套性及其互作网络季节性变化的主要机制.     

洋山港外来船舶压载水赤潮藻分析

本文分析了洋山港12艘外来船舶的压载水样品,其中7份水样来源于近岸海域,5份来源于远海。共发现11种赤潮藻,隶属于硅藻门(8种)和甲藻门(3种)。12份样品中,丰度最高的赤潮藻是具槽直链藻(Melosira sulcata),达到(4.467±0.98)×10³ cells/L,其次是中肋骨条藻(Skeletonema costatum),达到(1.7±0.229)×10³ cells/L,其余赤潮藻的丰度相对较小,低于1×10³ cells/L。优势赤潮藻种有具槽直链藻,优势度为0.069;柔弱根管藻(Rhizosolenia delicatula),优势度为0.029;中肋骨条藻,优势度为0.150。检测出具尾翅甲藻(Dinophysis caudata)和利马原甲藻(Prorocentrum lima) 2种产毒赤潮藻,全部属于甲藻门。本研究显示,压载水中赤潮藻丰度与盐度、水温、pH和溶解氧无显著相关关系。研究表明,外来船舶压载水的排放对洋山港生态环境具有一定风险。