长江口邻近海域赤潮水体浮游植物光吸收特性分析

根据2013年8月对长江口邻近海域赤潮水体浮游植物优势物种及光吸收特性进行调查,在34个调查站位中,共10个站位发生赤潮,其中,6个站位发生硅藻赤潮,3个站位发生甲藻赤潮.赤潮水体和非赤潮水体浮游植物吸收系数变化很大,440 nm处吸收系数范围分别为0.199~0.832 m-1和0.012~0.109 m-1;而比吸收系数变化相对较小,440 nm处比吸收系数在赤潮和非赤潮水体的平均值分别为0.023 m2·mg-1和0.035 m2·mg-1.从赤潮水体向非赤潮水体过渡,大粒径浮游植物所占比例减小,小粒径浮游植物所占比例上升,打包效应减小,因而比吸收系数升高.浮游植物粒径指数的变化对440 nm和675nm处的比吸收系数变化的贡献可分别达到43%和25%.不同类型赤潮(如硅藻和甲藻赤潮)在浮游植物粒级结构接近的情况下吸收光谱仍具有明显差异,这是色素组成不同的结果.甲藻赤潮中硅甲藻黄素和叶绿素c2的浓度之和与叶绿素a浓度的比值大于硅藻赤潮,是甲藻在465 nm附近出现吸收肩峰的重要原因.     

柘林湾表层沉积物中甲藻孢囊的分布与浮游植物休眠体萌发研究

于2008年11月采集了广东柘林湾表层沉积物样品,对沉积物中的甲藻孢囊进行分类鉴定,同时对沉积物进行了直接萌发,并对萌发的浮游植物进行了定性定量分析,以了解柘林湾海域甲藻孢囊的分布状况,揭示赤潮发生潜势.研究结果显示,柘林湾海域甲藻孢囊种类多样性较低,仅分析鉴定出甲藻孢囊16种,有毒有害赤潮藻类亚历山大藻和链状裸甲藻的孢囊分布广泛.孢囊组成以异养型甲藻的孢囊占优势,其中,原多甲藻孢囊种类和密度最为丰富,显示了该海域较高的富营养化程度.孢囊密度较低,在16.59~83.37 cysts·g-1(以干重计,下同)之间,平均为39.52 cysts·g-1.空孢囊百分比均较高,平均百分比达到56.3%,说明大部分孢囊已经萌发.萌发的浮游植物种类数较少,共萌发出浮游植物26属33种,硅藻优势种类主要有拟菱形藻(Pseudonitzschia spp.)、角毛藻(Chaetoceros spp.)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、圆筛藻(Coscinodiscus spp.)等.甲藻种类数较少,其中以woloszynskioid类中的Biecheleriopsis adriatica为优势甲藻.萌发的浮游植物中还出现了大量金色藻(Chrysochromulina spp.)及球形棕囊藻(Phaeocystis globaosa)等其他类别的潜在有毒种类.本研究结果表明,柘林湾海域沉积物中有毒有害赤潮藻类孢囊分布广泛,并萌发出大量的潜在有毒藻类,说明柘林湾海域具有较高的有害赤潮发生风险.     

营养盐硅在全球海域中限制浮游植物的生长

对全球海域浮游植物的结构进行分析,发现浮游植物种群结构以硅藻和甲藻两大类为主,而硅藻是浮游植物的主体.以中国近海的海湾生态中浮游植物的组成为例子,发现硅藻在浮游植物中大约占80%～99%,甲藻在浮游植物中大约占20%～1%,其它藻类仅仅占5%～1%.通过硅藻和甲藻的生理和生态行为机制以适应不同的水环境的综合研究,发现硅藻的生理特征很大的优越于甲藻等其它非硅藻,这样,在营养盐供给充足的条件下,硅藻理所应当成为浮游植物的优势种.根据光照、水温、营养盐对浮游植物生长影响的研究结果和营养盐N、P、Si的生物地球过程,发现营养盐Si决定浮游植物生长的生理特征和其集群结构的改变过程,揭示了硅藻与甲藻相互交替的变化过程.目前,在人类活动的影响下,大海中营养盐N、P在迅速增长,营养盐Si受到限制,水域呈现富营养化.那么,采取何种措施使海洋生态能够持续发展,这是人类面临重要问题.     

温州南麂列岛海域硅藻、甲藻群落变化与环境因子的关系

于2006～2007年之间采集浙江省温州南麂列岛海域水样.研究了硅藻和甲藻群落变化与环境因子的关系.硅藻集群的高峰区主要集中在水温较高的夏季,调查期间共发生赤潮2起,分别出现在2006年8月和10月.甲藻赤潮仅在春季发生.优势种类为原甲藻种类.硅藻赤潮对N的消耗较大,甲藻赤潮对P的消耗较大.南麂海域合适的温度、盐度、丰富的N、P营养盐以及营养盐的及时补充是该海域浮游植物丰度较高和赤潮频繁发生的主要原因.     

2003～2004年大亚湾澳头养殖区水域浮游植物群落结构及数量变动特征

2003年4月至2004年4月对大亚湾赤潮高发区澳头海域进行了浮游植物群落周年调查和分析.共鉴定浮游植物57属118种.其中硅藻为优势类群,共42属84种,占总种类数的71.2%;甲藻11属27种.浮游植物数量分别在春末夏初,秋末冬初出现两个高峰值,年均值为5.68×105 /L.角毛藻属为全年优势属,平均占浮游植物数量的35.4%.Shannon-Weaver多样性指数和均匀度的年平均值分别为2.0和0.44.该海域共发现赤潮生物58种,锥状斯氏藻是最常见的甲藻赤潮生物,2003年8月该藻与海洋卡盾藻在澳头海域首次引发甲藻和针胞藻双相型赤潮.     

春季东海赤潮高发区尿素的断面分布及影响因素

根据2011年3月31日至5月27日对东海赤潮高发区ZA断面的6次调查数据,分析了该断面赤潮暴发前后尿素的断面分布及影响因素。结果表明:3月31日至4月20日硅藻赤潮暴发期间,尿素的浓度范围为0.06~3.27μmol/L,陆源输入为硅藻赤潮期间影响尿素浓度的主要因素;4月28日至5月27日甲藻赤潮暴发期间,尿素的浓度范围为0.12~3.46μmol/L,浮游植物的吸收利用是影响甲藻赤潮期间尿素浓度的主导因素。调查期间,该断面尿素浓度高值区整体呈现由近岸向远岸,再向近岸转移的分布趋势。且随着时间的推移,该断面尿素浓度整体呈现降低的趋势。根据甲藻赤潮暴发期间,ZA断面尿素浓度低于硅藻赤潮暴发期间,且低值区与叶绿素浓度高值区相对应这一尿素浓度分布特征和浓度水平,推测甲藻对尿素的有效吸收利用是维持东海赤潮高发区甲藻赤潮暴发的原因之一。     

鄱阳湖阻隔湖泊浮游植物群落结构演化特征：以军山湖为例

人类改造自然的行为——建闸筑堤对湖泊生态系统有着重要影响,由于缺乏生态监测对比数据,对阻隔湖泊的浮游植物群落结构变化及其响应特征缺乏足够认识.为探明阻隔湖泊浮游植物群落结构演变趋势,选取了鄱阳湖典型阻隔湖泊——军山湖,于2007~2008年和2012~2013年对其浮游植物进行丰枯水期调查,重点分析群落结构特征.结果表明,2012~2013年共检出浮游植物6门53属,主要由绿藻(种属数占47.2%)、硅藻(22.2%)、蓝藻(14.8%)、裸藻(9.3%)等组成.丰水期优势种属为飞燕角甲藻(Ceratium hirundinella)(生物量百分比20.5%)、鱼腥藻(Anabeana spp.)(18.5%)和微囊藻(Microcystis spp.)(12.9%);枯水期优势种属为卵形隐藻(Cryptomonas ovata)(生物量百分比38.4%)、颗粒直链硅藻(Aulacoseira granulata)(15.2%)和微囊藻(10.5%).浮游植物细胞数量主要由蓝藻(85.4%~87.0%)构成;丰水期生物量主要由蓝藻(45.0%)、甲藻(21.1%)、硅藻(15.6%)和绿藻(11.5%)组成;枯水期生物量则由隐藻(38.2%)、硅藻(31.3%)和蓝藻(21.1%)组成.与2007~2008年军山湖浮游植物群落结构相比,主要变化趋势有:①丰水期,浮游植物优势种从2007~2008年的甲藻-硅藻,甲藻绝对优势型转变为2012~2013年的蓝藻-甲藻,蓝藻绝对优势型;枯水期,从2007~2008年的甲藻-硅藻,甲藻绝对优势型转变为2012~2013年的隐藻-硅藻-蓝藻,隐藻绝对优势型.②浮游植物细胞数量由2007~2008年的2.66×106cell·L-1上升至2012~2013年的6.77×107cell·L-1,生物量由2007~2008年的0.72 mg·L-1增加至2012~2013年的12.30 mg·L-1.总之,军山湖浮游植物群落结构中贫营养型的甲藻比例减少,金藻消失,富营养型的蓝藻和隐藻增加.因此,通过建闸筑堤对湖泊进行人为阻隔后,湖区水体交换时间的延长,水流流速的变缓等水文条件的改变均促进了浮游植物富营养指示种在军山湖湖区内的生长聚集.     

N和P对东海中北部浮游植物的影响研究

调查海域浮游植物种类丰富,海水富营养化趋势明显.采用通径方法分析2001～2003年春夏季数据,在众多环境因子中,N、P含量及其组成与浮游植物关系最为密切,是影响浮游植物的数量和种类组成变化的首要因子.硅藻和甲藻对各种N的利用能力不同,是硅藻在调查海域占据绝对优势的重要原因;在同一季节中,硅藻和甲藻利用不同层次的氮盐,减少了两者间的竞争压力.高NO3-N/TIP对某些种类具有抑制作用,对甲藻而言,这种抑制作用更为明显.NO3-N/TIP在10～20、NH4-N/TIP或NO2-N/TIP小于1时,浮游植物的多样性最为丰富.NO2-N/TIP对硅藻的种类数变化几乎没有影响,而与甲藻的种类数成正相关.     

赤潮与环境污染

赤潮是由于海洋浮游生物大量繁殖和高度密集 ,引起海水变色的一种自然现象 ,江河、湖泊中也有类似的现象出现 ,通常称为“水花”或“水华”。赤潮并非都呈红色 ,由夜光藻、无纹多沟藻等形成的赤潮呈红色 ,赤潮也是由此得名 ;而由绿色鞭毛藻引起的赤潮呈绿色 ,由淡红束毛藻引起的赤潮呈黄褐色 ,某些硅藻引起的赤潮则呈红褐色。现已知的赤潮生物种类达六十余种 ,其分布极为广泛 ,几乎遍及世界各个海域。藻类植物甲藻门有二十多个种类能引起赤潮 ,其中夜光藻、短裸甲藻、原甲藻以及多边膝沟藻等最为常见 ,而夜光藻是热带和亚热带海区发生赤潮的…     

长江口及邻近海域赤潮藻种演替过程中营养盐特征

根据2010年4～10月份四个航次典型断面的调查数据,分析了长江口及邻近海域赤潮爆发过程中藻种演替现象、营养盐含量及结构变化,并初步分析了营养盐特征对赤潮藻种演替的作用。结果表明:在4月、5月、7月三个航次"硅藻→甲藻→硅藻"的演替过程中,发现不同藻种对营养盐的需求不同,较高浓度的DIN、磷酸盐和硅酸盐以及低的DIN/P、Si/DIN、Si/P比值更有利于硅藻的生长,而甲藻在低浓度的DIN、磷酸盐和硅酸盐以及高的DIN/P、Si/DIN、Si/P比值条件下生长速度较快;至10月份,硅藻和甲藻赤潮结束,营养盐基本恢复至赤潮爆发前的状态;不同时期长江口及其邻近海域水体中营养盐的改变,使得竞争能力强的藻种逐渐成长为优势藻种,从而导致了藻种的季节演替现象。     

嘉陵江出口段水体碱性磷酸酶活性特征

于2011~2016年间,从嘉陵江重庆主城段水域的"磷营养状态-总碱性磷酸酶活性变化-藻华"之间的相关关系入手,通过原位实验总结TAPA与ALGAE及SRP变化规律,结合碱性磷酸酶反应动力学实验确定酶活参数,探讨酶活变化在"藻华"中的生态学意义.结果表明：消落期时,SRP为藻类生长活动主要的磷源."藻华"敏感期SRP含量全年最低,为0.012~0.021mg/L;TAPA全年最高,为10.503~11.587nmol/（L·min）.特征参数V_m和米氏常数K_m值的变化规律验证了"藻华"敏感期各样点碱性磷酸酶对底物的亲合力增高,酶的水解速率有了显著提升;碱性磷酸酶在其他形态的磷转化为SRP的过程中有很大的促进作用,为藻类等微生物生长提供充足的SRP,以利于其在适宜的生境中迅速增殖.     

氮磷比对东海浮游植物群落生长影响的微宇宙实验

采用微宇宙实验方法,研究了不同氮磷比条件（1N∶1P、4N∶1P、8N∶1P、16N∶1P、32N∶1P、64N∶1P、128N∶1P和256N∶1P）培养30 d对东海近岸浮游植物群落生长的影响.结果表明,不同氮磷比对浮游植物群落的物种丰富度、细胞丰度、Chl-a（叶绿素a）含量、比生长率以及硅、甲藻相对比例均产生了显著影响：6 d时高氮磷比组的物种丰富度、细胞丰度、Chl-a含量和比生长率显著高于低氮磷比组;30 d时氮磷比接近Redfield比值的处理组（8N∶1P、16N∶1P和32N∶1P）细胞丰度显著高于其它组.各处理组中浮游植物群落都呈先硅藻后甲藻的基本演替规律,不同氮磷比对甲藻发生时间和优势种产生了明显影响：实验前期（0～12 d）各处理组中硅藻占绝对优势;18 d时,4N∶1P、16N∶1P和32N∶1P组中甲藻占浮游植物总细胞丰度的比例超越硅藻;随后（24～30 d）,其它处理组中甲藻的比例也相继超越硅藻而占据优势;30 d时,除8N∶1P、16N∶1P和32N∶1P组外,其它各处理组中甲藻均占绝对优势.     

三峡水库香溪河库湾冬季甲藻水华生消机理初探

2010年1—2月在香溪河库湾上、中、下游各选取1个监测点对水体环境因子及藻类进行监测,对水温、营养盐含量等进行分析,探讨香溪河库湾冬季甲藻水华的生消机理. 结果表明:2010年冬季,香溪河库湾末端暴发了甲藻水华,持续44 d,优势藻种为拟多甲藻(Peridiniopsis sp.),最高细胞密度达到11.8×106 L-1;适宜的水温、充足的营养盐以及良好的光照、弱分层水体是香溪河库湾冬季甲藻水华暴发的主要原因;Zmix/Zeu〔Zmix(混合层深度)与Zeu(真光层深度)之比〕在2~3之间时有利于甲藻生长;库湾中下游因水体掺混强烈而在冬季未暴发水华;后期水体分层状态的加强及Zmix/Zeu的减小是甲藻水华消失的主要原因.      

Responses of alkaline phosphatase activity to wind-driven waves in a large, shallow lake: Implications for phosphorus availability and algal blooms

Phosphorus is a vital nutrient for algal growth, thus, a better understanding of phosphorus availability is essential to mitigate harmful algal blooms in lakes. Wind waves are a ubiquitous characteristic of lake ecosystems. However, its effects on the cycling of organic phosphorus and its usage by phytoplankton remain poorly elucidated in shallow eutrophic lakes. A mesocosm experiment was carried out to investigate the responses of alkaline phosphatase activity fractions to wind waves in large, shallow, eutrophic Lake Taihu. Results showed that wind-driven waves induced the release of alkaline phosphatase and phosphorus from the sediment, and dramatically enhanced phytoplanktonic alkaline phosphatase activity. However, compared to the calm conditions, bacterial and dissolved alkaline phosphatase activity decreased in wind-wave conditions. Consistently, the gene copies of Microcystis phoX increased but bacterial phoX decreased under wind-wave conditions. The ecological effects of these waves on phosphorus and phytoplankton likely accelerated the biogeochemical cycling of phosphorus and promoted phytoplankton production in Lake Taihu. This study provides an improved current understanding of phosphorus availability and the phosphorus strategies of plankton in shallow, eutrophic lakes.     

福建龙岩市龙潭湖甲藻水华成因的研究

2009年12月初,在福建龙岩市龙硿洞风景名胜区龙潭湖首次发现拟多甲藻水华,最高细胞密度达到1.11×107cells.经过应急处置,甲藻和其他藻类被杀灭.监测发现,上游小溪和溶洞地下水营养物质均优于国家Ⅱ类标准,但入湖后,TN和TP浓度明显上升.结果表明,龙潭湖蓄水改变了小溪的自然流态,形成了营养盐的累积和甲藻的快速增殖;环境和水温度的明显升高,也起到了一定的促进作用;沉积物营养盐蓄积和内释放对甲藻水华具有重要的贡献,而TP可能是本次水华的主要限制因子.     

红色赤潮藻主导的混合赤潮对浮游生物群落结构的影响——以浙江南部沿海为例

根据2016年6月中旬浙江南部沿海一次红色赤潮藻主导的混合赤潮的调查数据,分析了赤潮海域和非赤潮海域浮游生物的种类及丰度、优势种、多样性指数差异以及其与水环境因子的相关性。结果表明,该海域共鉴定出浮游植物22种,浮游动物20种,赤潮区浮游植物平均丰度显著高于非赤潮区,赤潮区与非赤潮区浮游动物平均丰度和生物量差异不显著。赤潮区浮游植物均匀度指数显著低于非赤潮区,而赤潮区和非赤潮区浮游动物各指数均差异不显著。赤潮发生对桡足类影响较大,其在赤潮区的种类和丰度均显著少于非赤潮区。主成分分析结果表明非赤潮区最主要优势种红色赤潮藻与氮磷浓度呈正相关,赤潮区则相反。浮游动物总丰度在非赤潮区及赤潮区均与叉状角藻丰度呈正相关,与有毒赤潮生物具刺膝沟藻丰度呈负相关。以上结果表明红色赤潮藻为主的混合赤潮爆发能够显著改变赤潮发生海域浮游生物的群落结构。     

昌黎生态监控区夏季浮游植物群落年际变化特征分析

为研究昌黎生态监控区夏季浮游植物群落结构特征及其与环境因子关系,采用2005~2013年夏季(8月)昌黎生态监控区海域浮游植物及环境因子的监测资料,基于Arc GIS 10.0和Canoco软件平台,运用典范对应分析方法,对浮游植物群落结构进行分析.结果表明,近9 a共鉴定出浮游植物3门23科39属105种,其中,硅藻门16科32属90种,占浮游植物总数的85.7%;甲藻门共6科6属14种,占总种类数的13.3%;金藻门1种.各年的优势种存在很大差异,按照优势度Y值的大小包括辐射圆筛藻(Coscinodiscus radiatus)、柔弱角毛藻(Coscinodiscus debilis)、笔尖根管藻(Rhizosolenia styliformis)、柏氏角管藻(Cerataulina bergoni)、威氏圆筛藻(Coscinodiscus wailesii)、海链藻(Thalassiosira sp.)、三角角藻(Ceratium tripos)、洛氏角毛藻(Coscinodiscus wailesii)、中肋骨条藻(Ceratium tripos)等.夏季细胞丰度年际变化较大,呈现逐渐降低的趋势.浮游植物的多样性指数H'值介于0.015~3.889,均匀度指数J值介于0.009~1,年际变化幅度较小;各站位间物种分布不均匀,优势种较少且优势度较大.对浮游植物群落与环境因子进行典范对应分析(CCA),结果表明影响夏季浮游植物群落结构变化的环境因子包括水温、营养盐(磷酸盐、硝酸氮、氨氮)、盐度等,且是各个环境因子相互作用的结果.     

Phytoplankton community structure and environmental parameters in aquaculture areas of Daya Bay, South China Sea

Environmental characteristics and phytoplankton community structure were investigated in two aquaculture areas in Dapeng Cove of Daya Bay, South China Sea, between April 2005 and June 2006. Phytoplankton abundance ranged between 5.0 and 8877.5 cells/mL, with an average of 751.8 cells/mL. The seasonal cycle of phytoplankton were demonstrated by frequent oscillations, with recurrent high abundances from late spring to autumn and a peak stage in late winter. Diatoms were the predominant phytoplankton group, accounting for 93.21% of the total abundance. The next most abundant group was the dinoflagellates, which made up only 1.24% of total abundance. High concentrations of Alexandrium tamarense (Lebour) Balech with a maximum of 603.0 cells/mL were firstly recorded in this area known for high rates of paralytic shellfish poisoning (PSP) contamination. Temperatures and salinities were within the suitable values for the growth of phytoplankton, and were important in phytoplankton seasonal fluctuations. The operation of the Daya Bay Nuclear Power Station (DNPS) exerts influences on the phytoplankton community and resulted in the high abundances of toxic dinoflagellate species during the winter months. Dissolved inorganic nitrogen (DIN) and dissolved silicate (DSi) were su cient, and rarely limited for the growth of phytoplankton. Dissolved inorganic phosphorus (DIP) was the most necessary element for phytoplankton growth. The enriched environments accelerated the growth of small diatoms, and made for the shift in predominant species from large diatom Rhizosolenia spp. to chain-forming diatoms such as Skeletonema costatum, Pseudo-nitzschia spp. and Thalassiosira subtilis.     

Simultaneous elimination of cyanotoxins and PCBs via mechanical collection of cyanobacterial blooms: An application of “green-bioadsorption concept”

In this study, the distribution, transfer and fate of both polychlorinated biphenyls (PCBs) and cyanotoxins via phytoplankton routes were systematically investigated in two Chinese lakes. Results indicated that PCB adsorption/bioaccumulation dynamics has significantly positive correlations with the biomass of green alga and diatoms. Total lipid content of phytoplankton is the major factor that influences PCB adsorption/bioaccumulation. Cyanobacterial blooms with relatively lower lipid content could also absorb high amount of PCBs due to their high cell density in the water columns, and this process was proposed as major route for the transfer of PCBs in Chinese eutrophic freshwater. According to these findings, a novel route on fates of PCBs via phytoplankton and a green bioadsorption concept were proposed and confirmed. In the practice of mechanical collections of bloom biomass from Lake Taihu, cyanotoxin/cyanobacteria and PCBs were found to be removed simultaneously very efficiently followed this theory.