利用稳定同位素(15N)示踪技术研究浮游藻类氮素吸收速率特征

浮游藻类对溶解态氮的吸收同化是湖泊氮生物循环和水体富营养化发生机制探讨的关键环节。本文通过~(15)N稳定同位素添加实验以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、海链藻(Thalassiosira sp.)、卡德藻(Tetraselmis sp.)、剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)以及盐水隐藻(Rhodomonas salina)为研究对象,从浮游藻类氮素吸收时间、营养盐基质以及藻种差异三个方面研究五种藻类对铵氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、尿素氮(Urea-N)三种形态氮的吸收特征。研究发现:(1)浮游藻类对三种形态氮的吸收均在1h时吸收速率最高,其氮素吸收过程为快速吸收。(2)浮游藻类优先吸收还原态氮,其中NH_4~+-N吸收速率最高,当培养周期为1d和4d时浮游藻类对NH_4~+-N吸收速率的均值分别为4.05和4.15μmol/(L·h);浮游藻类对Urea-N吸收相对偏好系数为25.18—713.42,表现出对小分子溶解态有机氮的特定偏好性。(3)不同藻种对氮素吸收具有不同特征,其中,剧毒卡尔藻对三种形态氮的吸收速率均为最高,而铜绿微囊藻的吸收速率均为最低;不同藻种不同培养时间氮素吸收速率差异与浮游藻类生长周期等特性有关。不同浮游藻类对不同形态氮素表现出吸收特异性,对水体氮负荷和浮游藻类水华优势种形成将产生重要影响。     

海马齿浮床对富营养化海湾营养盐削减的模型评价：以东山湾八尺门养殖海域为例

Many coastal seas are severely eutrophic and required to reduce nutrient concentrations to meet a certain water quality standard. We proposed a method for nutrient removal by planting Sesuvium portulacastrum at the water surface using the floating beds in the aquaculture area of the Dongshan Bay as an example, which is an important net-cage culture base in China and where dissolved inorganic nitrogen(DIN) and dissolved inorganic phosphate(DIP) reach 0.75 mg/L and 0.097 mg/L, respectively far exceeding China's Grade IV water quality standards.Numerical simulations were taken using the ecological model, field observations and field plantation experimental results to assess the environmental restoration effects of planting S. portulacastrum at some certain spatial scales. Our field experiments suggested that the herbs can absorb 377 g/m~2 nitrogen and 22.9 g/m~2 phosphorus in eight months with an inserting density of ～60 shoot/m~2. The numerical experiments show that the greater the plantation area is, the more nutrient removal. Plantation in ～12% of the study area could lower nutrients to the required Grade II standards, i.e., 0.2 mg/LDIN≤0.3 mg/L and 0.015 mg/LDIP≤0.03 mg/L.Here the phytoremediation method and results provide helpful references for environmental restoration in other eutrophic seas.     

基于分光光度法的多量程海水营养盐原位传感器检测系统设计

针对传统海水营养盐检测方法不能满足海水营养盐长期原位监测需求的问题,研制了一种基于分光光度法的多量程海水营养盐原位传感器检测系统,通过对系统的高度集成及对多量程检测、低功耗技术、漏液保护技术的应用,实现了对海水5项营养盐参数快速、宽范围、高精度的原位测量。经过实验室和青岛中苑码头现场测试,表明本营养盐传感器检测系统具有低功耗、高可靠性能,可满足对5项营养盐参数的快速精确测量要求,实现了对海水营养盐参数的原位监测,为相关部门及时了解海洋生态环境和水体富营养化程度提供了数据支持,具有重大现实意义。     

区域农业用地营养盐剩余量的长期变化研究

根据太湖南部长兴县农业统计资料,对该地区1949~2002年农业用地上N、P的剩余量作出评估。评估结果认为,1949~2002年期间,单位农业用地面积的N、P剩余量具有显著地增加趋势。20世纪50及60年代期间,N的剩余量增加缓慢,自70年代中期以后增加迅速。1996年达到历史最大值。1996年后,N剩余量呈现减少趋势。60年代初期以前,P处于亏损状态。1975~1980年期间,P剩余量呈现缓慢增长趋势,其后出现回落,自80年代中期以后出现迅速增加趋势。1992~1998年期间,P剩余量维持在35~45 kg/(hm²·a)之间的高水平变化,自1999年以后出现显著回落。     

生物土壤结皮铁代谢微生物组成及其功能基因对演替的响应

采用微生物宏基因组学微阵列GeoChip 5.0技术,选择腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同年代人工固沙植被区的生物土壤结皮（BSC）为对象,分析BSC演替过程中参与铁代谢的功能微生物组成及其功能基因变化特征,研究微生物铁代谢对BSC演替的响应及调控。结果表明：真菌参与铁吸收和转运过程,古菌参与铁转运和贮存过程,细菌则在铁代谢吸收、转运和贮存过程中均起主要调控作用。门水平上,BSC铁代谢功能微生物组成变化对演替的响应不敏感,BSC铁代谢微生物主要为变形菌门（Proteobacteria）。BSC铁代谢功能基因多样性的显著提高和三类铁代谢过程基因信号强度达到最高水平需要经过61 a的演替。调控BSC铁吸收过程的主要功能基因为亚铁氧化酶编码基因iro;调控原核生物铁转运过程的主要功能基因,为羟基苯甲酰丝氨酸铁外膜转运体编码基因cirA和Fe（Ⅱ）转运蛋白编码基因feoB,真菌铁转运过程主要依靠含铁细胞转运体和铁氧化酶高亲和力的作用;调控铁贮存过程的主要功能基因为固定相类核蛋白编码基因dps。在BSC演替阶段末期,上述铁代谢功能基因强度的显著增加促进了微生物的铁代谢潜能。干旱、半干旱荒漠生态系统植被恢复过程中微生物铁代谢潜能的恢复需要较长时间。     

北黄海大鹿岛海域营养盐分布特征

根据１９９０年７月辽宁省海岛调查资料，本文讨论了北黄海大鹿岛海水营养盐（ＰＯ４－Ｐ，ＳｉＯ３－Ｓｉ，ＮＯ３－Ｎ，ＮＨ４－Ｎ，ＮＯ２－Ｎ）分布特征，并对海域环境质量作了初步评价。     

Benthic Nutrient Recycling in Port Phillip Bay, Australia

Benthic chamber measurements of the reactants and products involved with biogenic matter remineralization (oxygen, ammonium, nitrate, nitrite, phosphate, silicate, TCO₂and alkalinity) were used to define solute exchange rates between the sediment and overlying water column of Port Phillip Bay, Australia. Measurements at various sites throughout the bay, conducted during the summers of 1994 and 1995, indicate that the variability in flux values within a site is comparable to year-to-year variability (±50%). Four regions of the bay were distinguished by sediment properties and the northern region was identified as having 3–30 times greater nutrient regeneration rates than the other regions. Benthic recycling accounted for 63 and 72% of the annualized N and P input, respectively, to the entire bay as determined by summing benthic, dissolved riverine, atmospheric and dissolved effluent sources. However, bay-wide sedimentary denitrification accounted for a loss of 63% of the potentially recyclable N. This fraction is higher than many other coastal regions with comparable carbon loading. Denitrification efficiency is apparently not enhanced by benthic productivity nor by bio-irrigation. The rate of bio-irrigation is negatively correlated with denitrification efficiency. Bio-irrigation was studied using radon-222 and CsCl spike injection chamber measurements. Radon fluxes from sediments in Port Phillip Bay were enhanced over the diffusive flux by 3–16 times. The modelled rate of loss of Cs from chamber water was positively correlated with radon flux enhancement results. Both methods identify regions within Port Phillip Bay that have particularly high rates of non-diffusive pore-water overlying water solute exchange.     

2001年夏季胶州湾浮游植物群落结构的特征

本文根据 2 0 0 1年 8月 2 0～ 2 2日期间对胶州湾海域进行的大面积调查资料 ,对浮游植物的群落结构进行了初步研究。结果表明 ,浮游植物群落主要由沿岸暖水性种类组成 ,以硅藻为主 ,还有少量的甲藻、金藻和绿藻。湾中央出现的种类最多 ,湾口其次 ,湾边缘最少。细胞数量的高值区出现在B断面和 A5站周围的水域 ,低值区出现 D断面和 E断面。此外 ,对群落多样性的研究表明 ,Shannon指数在湾北部的多数站位高于湾南部水域 ,在 D2和 B1站出现 2个低值区 ;Margalef指数在湾内东部和 D4站周围水域明显高于湾内西部和湾口水域 ;均匀度则在 B1和 D2站周围水域偏高。浮游植物群落同营养盐的相关分析表明 ,调查期氨盐和磷酸盐是影响浮游植物生长的主要营养盐 ,中肋骨条藻、浮动弯角藻和旋链角毛藻等几种优势种类决定了这一关系     

中肋骨条藻和新月菱形藻对营养盐的吸收速率及环境因素影响的研究

于１９９５年３月－－１９９６年１月,通过实验室模拟培养,研究了中肋骨条菏和新月菱形藻对磷酸盐和硝酸盐的吸收速率,以及温度、光照等环境因素对新月菱形藻吸收磷酸盐的影响。结果表明,用Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－Ｍｅｎｔｏｎ方程处理,求得中肋骨条藻和新月菱形藻吸收磷酸盐的半饱和常数分别为０．６１μｍｏｌ／Ｌ和０．４８μｍｏｌ／Ｌ,吸收硝酸半饱和常数分别为７．８μｍｏｌ／Ｌ和６．０μｍｏｌ／Ｌ,新月菱形藻对磷酸盐     

蛋白核小球藻在废水污泥中培养的研究

啤酒厂废水污泥中含有一定的营养元素和活性物质。本研究利用废水污泥培养蛋白核小球藻（Chlorellapyrenoidosa）取得了初步结果。将一定比例的活性污泥掺入普通培养液形成混合培养基,其中80：20试验组无论从蛋白核小球藻的生物量还是粗蛋白的含量均与普通培养基的培养产物近似,具有实践意义。结果表明,混合培养基培养某些藻类,不仅降低了养殖成本,还可净化环境,为废水污泥用于藻类养殖开辟了一条新途径。