浒苔过量繁殖后海区环境因子与浮游植物群落演替规律研究

为了解浒苔绿潮对周边海域环境影响,在海阳和日照海域进行了8个航次的水质和浮游植物监测.结果表明,海区共采集到浮游植物62种,隶属于4门31属.其中硅藻门20属45种,占总种数的72.58%;甲藻门8属14种,占总种数的22.58%;黄藻门2属2种,占总种数的3.23%;金藻1属1种,占总种数的1.61%.浮游植物平均数量为352.3×104 ind·m-3,其中硅藻平均324.2×104 ind·m-3,约占总数的92.02%;甲藻平均为23.6×104 ind·m-3,约占总数的6.70%;其他种类平均为4.5×104 ind·m-3,约占总数的1.28%.海区物种丰度平均为1.266,变化范围为0.96～1.89,多样性指数平均为3.012,变化范围为2.06～4.17,均匀度平均为0.638,变化范围为0.43～0.79.浮游植物细胞数量平面分布总体呈现出由近岸向远海递减趋势.两海区浮游植物群落演替具有相似性,第一优势种经历了旋链角毛藻-三角角藻-窄隙角毛藻-中肋骨条藻-菱形海线藻的演替过程.海阳和日照近海平均富营养化指数分别为0.115和0.189,整个监测期间海区水质均成贫营养化状态.浒苔过量生长主要影响浮游植物数量和种群构成,特别是营养盐大幅消耗后,硅藻数量大幅减少,群落结构由三角角藻和叉状角藻等甲藻取代硅藻成为主要种群.浒苔死亡、腐烂分解后,海区底层活性磷酸盐较表层偏高,浒苔绿潮暴发严重的海阳近海尤为明显.     

天津港南部海区水体中活性磷酸盐的分布特征

根据2006年3月天津港南部海域水体活性磷酸盐的调查数据,对该区水体中活性磷酸盐的分布特征进行了分析,并与2003年4月的调查数据进行了对比,研究了该海域磷营养元素的地球化学特征及其反映的环境意义.结果表明,磷酸盐超标率2003年4月为23.8%,2006年3月为60%,2006年3月的活性磷酸盐含量总体上高于2003年4月的,虽然在第一类环境功能区站位2006年超标率有所降低,但第二类、第三类环境功能区站位在2006年3月均出现超标现象.超标可能是由于陆源废水和养殖废水的排放使该区域营养盐结构发生变化所致.活性磷酸盐的浓度由岸向海递减,等值线几乎与海岸线平行,这与调查海域受潮汐和陆源河流输入有很大关系.     

温度与氮浓度对两种微囊藻生长和产毒的影响

采用半连续培养的方法,研究了磷限制条件下温度与氮质量浓度的交互作用对铜绿微囊藻和水华微囊藻的生长及产毒的影响.结果表明,不同温度下,氮质量浓度对两种微囊藻比生长速率的影响不同.随氮质量浓度的增加,15℃和20℃时比生长速率增加较快,25℃时增加缓慢;温度的降低对水华微囊藻的生长抑制作用较铜绿微囊藻小.两种微囊藻的单个细胞叶绿素a含量受温度及氯质量浓度的影响极显著,而交互作用的影响较主效应小.单个细胞藻毒素含量受温度影响最大,显著负相关;氮质量浓度的影响次之,显著正相关.但两种微囊藻的生长状况越好时相应的总毒素质量浓度也越高.因此,磷限制条件下,温度和氮质量浓度对两种微囊藻的生长及产毒有明显的交互作用,氮质量浓度的降低会进一步抑制微囊藻的生长并降低总藻毒素质量浓度.     

无机氮磷对双胞旋沟藻(Cochlodinium geminatum)生长的影响

结合2009年双胞旋沟藻赤潮现场调查无机营养盐和双胞旋沟藻细胞密度数据,在实验室条件下用批次培养的方法研究了不同浓度的无机氮、磷源对双胞旋沟藻生长的影响。固定氮源(NaNO3)浓度为160μmol/L,以NaH2PO4为磷源,氮磷比为12时,比生长速率最大为0.42 d-1;氮磷比为4～32时,细胞密度均能达到4×103～6×103cells/L;氮磷比为64和100时,对数期较短且最大细胞密度较低。固定磷源(NaH2PO4)浓度为5μmol/L,研究了3种无机氮源(NaNO3,NaNO2,NH4Cl)对双胞沟藻生长的影响。以NaNO3为氮源,氮磷比为4和8时对数期较短且最大细胞密度也较低,氮磷比为16时获得最大比生长速率(0.40 d-1)和最大细胞密度(6×103cells/L),氮磷比达到100时也未对细胞生长产生明显抑制;以NaNO2为氮源,氮磷比为64时比生长速率最大,氮磷比为20时获得最大细胞密度,氮磷比大于32时初期生长受到一定抑制;以NH4Cl为氮源,延迟期较长,氮磷比为12时比生长速率最大,氮磷比大于32时初期生长也受到抑制,氮磷比为64和100时细胞基本没有生长。综合以上结果可以发现,以NaH2PO4为磷源、NaNO3为氮源时双胞旋沟藻的生长情况取决于氮磷的浓度而不是比例。而以NaNO2和NH4Cl为氮源时,氮源浓度超过一定值后会对双胞旋沟藻生长产生抑制。     

铁对铜绿微囊藻生长活性及产毒的影响

以MA培养基为基础,向无铁培养基中添加不同质量浓度的FeCl3,对对数生长期的铜绿微囊藻进行接种培养,比较不同Fe3+浓度下,铜绿微囊藻的生长、活性及产毒状况.结果表明,无Fe3+时,藻的生长、细胞活性和产毒受到抑制;Fe3+浓度增大时,有利于藻的生长,且当Fe3+质量浓度为0.42 mg/L时,培养42 d后细胞密度达到最大(4.5×1010个/L).过高或过低浓度的Fe3+均会抑制藻细胞活性和毒素的产生.Fe3+质量浓度为0.04 mg/L时,脱氢酶活性较好;质量浓度为0.10 mg/L时,适宜藻毒素MCLR的生成,且单位生物量藻细胞的MCLR产量可达0.32 mg.研究表明,Fe3+浓度对藻细胞完整性的影响不大,而且藻细胞的最佳生长条件并不是其最佳产毒条件.     

HgCl2对铜绿微囊藻的急性毒性效应研究

研究了铜绿微囊藻在HgCl2胁迫下的生理指标变化.试验以藻OD680值的变化及光合色素质量浓度为指标检测藻种生长状况,研究了不同质量浓度HgCl2对微囊藻的毒性效应.结果表明,0.05-1.00 mg/L的HgCl2各处理组对藻种的生长均有抑制作用,且胁迫质量浓度与生长抑制间呈现正相关.随着HgCl2质量浓度的升高,藻光合色素质量浓度降低.l mg/L组抑制程度最显著,藻液由黄绿色变为白色,颜色变化明显,72h生长抑制率为50.76％,96h叶绿素a合成抑制率为90.09％.胁迫96h后,各处理组叶绿素和类胡萝卜素的比值均比对照组低,Hg对叶绿素的影响比类胡萝卜素更为显著.     

豆瓣菜对铜绿微囊藻生长及生理特性的抑制影响

探讨了豆瓣菜(Nasturtium officinale)干粉对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长及生理特性的影响,由可溶性蛋白质量浓度、多糖质量浓度、叶绿素a质量浓度、电导率、核酸相对含量、抗氧化系酶(SOD、CAT和POD)活性和丙二醛(MDA)含量的变化研究了其抑藻的生理生化机制。结果表明,当豆瓣菜干粉质量浓度小于0.5 g/L时,对铜绿微囊藻无显著影响(p0.05);当豆瓣菜干粉质量浓度大于1 g/L时,具有较强的抑制效应,其10 d的半效应质量浓度EC50为1.802 g/L。化感作用可引起藻体内可溶性蛋白、多糖和叶绿素a质量浓度下降,藻液中电导率和核酸相对含量上升,藻体中SOD、CAT和POD活性上升和MDA含量增加。这表明化感作用导致膜脂过氧化,引起藻细胞膜系统受损,代谢发生紊乱。为了清除活性氧(ROS),细胞通过提高抗氧化系酶的活性来保护其免受氧化损伤。因此,推测豆瓣菜干粉的抑藻机理可能是通过化感物质引起细胞质膜的膜质过氧化,造成细胞膜通透性改变,并导致DNA等生物大分子的损伤,从而抑制了叶绿素a和相关蛋白质的合成,最终使藻细胞死亡与溶解。     

壬基酚对小球藻生理及光合特性的影响

为了评价壬基酚(NP)的水环境生态风险,研究了不同浓度壬基酚对小球藻(Chlorella vulgaris)生理及光合特性的影响。设置了0. 635 mmol/L、1. 905 mmol/L、3. 175 mmol/L和4. 445 mmol/L 4个NP浓度梯度和1个对照组,测定了藻液细胞密度、叶绿素a含量、叶绿素荧光参数(Fv/Fm、φPSⅡ、I_(k)、α和ETR_(max))、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性及丙二醛含量,探讨了NP影响小球藻生长的机制。结果表明:低浓度NP(0～1. 905 mmol/L)对小球藻的生长及光系统Ⅱ具有促进作用; NP浓度超过1. 905 mmol/L时,随NP浓度升高,小球藻生长和光合活性受到明显的抑制,藻细胞叶绿素a、可溶性蛋白质含量逐渐下降,而丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性持续增高。研究表明,不同浓度的NP对小球藻的生理和光合活性产生了一定程度的毒性效应,进一步证实了NP对小球藻生长的影响呈现"Hormesis效应"。     

池塘水体微生物群落代谢活性的动态变化及其与水质的关系

全程跟踪监测罗非鱼混养池塘的微生物群落代谢活性的动态变化,并分析了微生物群落代谢功能与水质之间的相互关系.结果表明,异养细菌数量和微生物群落代谢活性在各时间点无显著性差异(p＞0.05),9月和5月的代谢功能多样性指数均显著高于6月(p＜0.01),微生物群落对糖类及其衍生物、代谢中间产物及次生代谢物的平均利用率显著高于氨基酸及其衍生物、脂肪酸及脂类(p＜0.05).不同的微生物群落代谢指标与水质因子的相关性有所差异,其中,水体异养细菌数量与pH值和TOC呈显著负相关(p＜0.05);微生物群落代谢活性与PO43-呈极显著负相关(P＜0.01);群落代谢功能多样性与PO43-呈显著负相关,与NO2--N呈显著正相关(p＜0.05).微生物群落对糖类及其衍生物、脂肪酸及脂类、代谢中间产物及次生代谢物等碳源的利用率均与PO43-呈显著的负相关关系,表明磷元素在微生物群落降解不同类型的碳源物质过程中具有重要作用.     

理化因子对多变鱼腥藻溶血素活性的影响

采用对兔血红细胞的溶血实验,测定和分析了多变鱼腥藻(Anabaena variabilis OL S1)培养液在不同生长时期的溶血活性以及温度、pH和金属离子等理化因子对其溶血素活性的影响.结果表明,在对数生长中期多变鱼腥藻开始向胞外分泌活性较高的溶血性毒素,在稳定期溶血活性达到最高.4℃低温几乎完全抑制了溶血素活性;在溶血反应最初的30 min内,溶血活性随着温度的升高而迅速增强;但在反应持续60 min后,16～37℃温度下溶血素活性趋于一致;溶血素在偏酸性条件下活性较高,而pH为7.2～9.0时活性无明显差异;Mg2 、Ca2 能显著增加其溶血活性,Cu2 、Mn2 则显著抑制其活性,Ge2 、Fe3 、Zn2 对其影响不大.红细胞膜组分胆固醇、鞘磷脂和卵磷脂均能竞争性结合溶血素,显著抑制溶血反应,因此可能是溶血素在红细胞膜上的作用受体.