附生桔色藻的碳汇作用研究

文章采用叶绿素荧光分析技术和远红外气体分析技术研究了四川贡嘎山海螺沟景区"红石滩"石头上附生的亚气生桔色藻的光合固碳能力,结果显示:该藻最大光化学效率(Fv/Fm)达到0.77±0.023,藻细胞能耐受较强的紫外辐射,10 k J/(m2·d)的辐射强度下最大光化学效率与对照组间没有显著差异(p0.05);测定其在10℃、45μmol/(m2·s)光强下的固碳能力为351.57μmol CO2/(mg·h);该藻细胞Km仅为6.2μmol,显示对二氧化碳的良好亲和力;该藻细胞具备对紫外线的良好耐受能力和对温室气体CO2的高效吸收利用能力,是温室气体的重要碳汇,据测算,海螺沟的桔色藻每年可固定近10 t CO2,充分利用该藻强大的固碳能力,发挥其碳汇作用,对于减少大气温室效应将具有积极的意义。     

环境因子对红胞藻JZB-2降解海水中对二甲苯的影响

前期研究分离得到一种隐藻门微藻—红胞藻(Rhodomonas sp. JZB-2),能够快速生物降解海水中的PX.为了判断该微藻用于PX污染海域生物修复所需的适宜条件,依次研究4种环境因子(海水pH值、温度、盐度和光强)对该微藻生长及其降解PX的影响.结果表明:各因子均对红胞藻JZB-2生长及其降解PX产生较大影响.pH 7.0～8.5时微藻生长最快,但是最有利于PX降解的pH值为7.0.微藻生长适宜盐度为14～35,而PX降解速率最大值出现在盐度35时.温度20～30℃时最有利于微藻生长,而PX降解的最适温度为30℃.光强的影响比较特别,在光照条件下,微藻在200～400μmol/(m²·s)时生长较快,但是PX降解速率在800μmol/(m²·s)时最大;黑暗条件下微藻无法生长却仍能快速降解PX,这有利于泄漏事故海域生物修复在阴雨天气和夜间正常进行.研究结果将为红胞藻JZB-2在污染海域的合理应用提供依据.     

pH值和光照对镧改性膨润土吸附水中氮和磷的影响

在不同的pH值和光照条件下考察了镧改性膨润土对模拟农田区河水中氮、磷的去除效果.结果表明,当pH值为4~8时,膨润土对氮和磷的去除效果较好,总氮去除率约82%,最高达93%;在pH值为4~6时,3d后对磷的去除率保持在95%以上,最高达99%.在光照强度为10,20μmol/(m2·s)时,镧改性膨润土的氮、磷吸附效果较好,总氮去除率在第14d前保持在72%以上,光照强度为20μmol/(m2·s),第7d时最大去除率达93%;总磷去除率保持在90%以上.     

批次培养条件下三角褐指藻对不同磷胁迫压力及恢复的响应

采用批次培养,设置5个PO₄-P浓度（0 μmol/L,0.566 μmol/L,2.26 μmol/L,9.05 μmol/L,36.2 μmol/L）进行实验,并从第9 d开始进行2 d恢复实验,研究三角褐指藻在不同磷胁迫压力及恢复下的响应。测定参数包括PS Ⅱ的最大光能转化效率（Fv/Fm）、PS Ⅱ的实际光能转化效率Y（Ⅱ）、光合电子传递效率（ETR）及藻密度。结果发现:磷胁迫对藻密度、Fv/Fm、Y（Ⅱ）和ETR有显著影响。恢复实验中,Fv/Fm、Y（Ⅱ）、ETR等恢复速率与起始所受磷胁迫程度以及再添加的磷浓度呈正相关。与藻密度相比,Fv/Fm、Y（Ⅱ）、ETR等荧光参数可以在12 h内产生更显著的变化。本实验表明,在严重的磷胁迫条件下,磷的输入可以造成藻类的补偿生长;在小时尺度上叶绿素荧光参数随磷胁迫程度可以迅速做出响应。     

五种抗生素对等鞭金藻(Isochrysis sp. CCMMS001)叶绿素荧光特性的影响

利用PHYTO-PAM测定了抗生素胁迫下等鞭金藻(Isochrysis sp.CMMS001)叶绿素荧光参数Fv/ Fm(PSⅡ的最大光能转化效率)的变化规律.结果表明:不同抗生素对等鞭金藻Fv/ Fm的影响存在很大差异,氯霉素、G-418能显著抑制其最大光能转化效率;潮霉素抑制作用次之;卡那霉素、氨苄青霉素没有抑制作用.在f/2培养基中,浓度为600 mg/L氯霉素胁迫下,第3d测得Fv/ Fm值下降97%.在f/2培养基中,浓度为1 200 mg/L潮霉素和500 mg/L G-418胁迫下,第6d测得Fv/Fm值分别下降52%、98%.在淡化5倍f/2培养基中,浓度为1200 mg/L潮霉素和500 mg/L G-418胁迫下,第6d测得的Fv Fm值分别下降77%、100%.卡那霉素、氨苄青霉素胁迫下,Fv/ Fm随着两种抗生素浓度的增加没有降低,反而上升.     

Cu~(2+)对铜绿微囊藻生长及叶绿素荧光主要参数的影响研究

研究了不同Cu~(2+)浓度(0.16,0.32,0.66,1.16,2.16,4.16μmol/L)对培养基中铜绿微囊藻120h内的细胞密度、叶绿素a含量和3个主要叶绿素荧光参数的影响,并对Cu~(2+)在灭藻时易复发的问题做出了一定解释.实验结果表明,当培养体系中Cu~(2+)浓度在0.32~1.16μmol/L时,可促进铜绿微囊藻生长;当Cu~(2+)浓度低至0.16μmol/L或高于2.16μmol/L时,可抑制铜绿微囊藻生长.当培养体系中Cu~(2+)浓度小于2.16μmol/L时,对Fv/Fm(光系统Ⅱ的最大光能转化效率)、ΦPSⅡ(光系统Ⅱ的实际光能转化效率)和ETR(电子传递效率)3个荧光参数指标的影响不大;当Cu~(2+)浓度为4.16μmol/L时,Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR呈现先快速下降,后有所回升,再缓慢下降的趋势,但整个时段均显著低于其他各浓度处理组(P0.05),表现出明显的受抑制现象.     

S-异丙甲草胺与镉对斜生栅藻光合作用的影响

采用毒性试验标准方法研究了Cd2+与S-异丙甲草胺单独及联合作用对斜生栅藻叶绿素含量及叶绿素荧光特性的影响.暴露96 h后,Cd2+和S-异丙甲草胺单独作用对斜生栅藻叶绿素含量和叶绿素荧光参数F0、Fv/Fm、Fv/F0、Y(Ⅱ)、qP、NPQ和rETR均有一定影响,表明Cd2+和S-异丙甲草胺对斜生栅藻光合作用产生影响,PSⅡ受损,抑制光合作用的原初反应,阻碍光合电子传递的过程,对热能的耗散能力逐渐丧失.Cd2+对斜生栅藻叶绿素含量和叶绿素荧光参数影响要显著大于S-异丙甲草胺的影响,影响程度随有毒物质浓度的升高而增加,光强为231μmol·(m2·s)-1时,空白组Y(Ⅱ)的平均降幅为62.5%,Cd2+处理组随Cd2+浓度的升高平均降幅分别为68.0%、82.5%和100%,S-异丙甲草胺处理组平均降幅分别为66.1%、72.1%和79.6%.Cd2+与S-异丙甲草胺联合作用对叶绿素荧光参数的影响主要是Cd2+的影响.     

水稻成熟衰老期叶际及根际氮氧化物排放的光控机制

为研究水稻成熟衰老期叶际及根际NOGs(nitrogen oxides gases, 氮氧化物)排放的光控机制,在同步测定条件下,采用密闭箱法,研究了不同光质(黄、绿、白、红、蓝光)、光强〔0.00、(50.00±2.35)(75.00±2.32)(100.00±3.89) μmol/(m2·s)〕对水稻成熟衰老期叶际及根际NOGs排放的影响. 结果表明:在相同氮源〔NH₄NO₃-N,ρ(N)为90 mg/L〕下,日间光强为(75.00±2.32) μmol/(m2·s)时,水稻成熟衰老期叶际N₂O和NO的平均排放速率分别为18.09、0.39 μg/(pot·h),二者排放量分别占各自总排放量的28.88%、30.78%;在(100.00±3.89)μmol/(m2·s)光强条件下,叶际N₂O和NO的平均排放速率则分别为23.27、0.50 μg/(pot·h),二者排放量分别占各自总排放量的36.74%、27.92%. 在0.00～(100.00±3.89)μmol/(m2·s)日间光强下,水稻叶际及根际N₂O和NO排放随随光强增加而增强,但不同光照条件下水稻叶际及根际均无明显的NO₂净排放作用. 在光强一致〔(20.00±0.48)μmol/(m2·s)〕条件下,同期黄、绿、白、红、蓝光处理的水稻叶际N₂O平均排放速率分别为24.90、15.46、13.85、16.40和19.77 μg/(pot·h),红、蓝光在抑制水稻叶际N₂O及根际NO排放的同时,也促进了水稻根际N₂O的排放. 研究显示,水稻成熟衰老期叶际及根际NOGs排放均以N₂O为主,叶际N₂O的排放可以反映根际N₂O的排放情况. 光照越强,NOGs排放就越明显. 适度控制日间光强并增加红、蓝光比例,可抑制N₂O和NO排放.      

富营养化湖泊刚毛藻建群特征及其影响因素

为研究富营养化湖泊刚毛藻建群过程及其影响因素,在草海沿岸带水深为5,25,45,65,85cm处分别放置大理石板作为刚毛藻建群的人工基质,监测人工基质上刚毛藻群落的生物量、藻丝长度以及附着硅藻的密度和组成.结果发现,2周后,水下25cm处的刚毛藻群落的生物量最大,为9.0mg/cm2.4周后,水下5cm处刚毛藻群落的生物量为14.0mg/cm~2,是25cm处刚毛藻群落生物量的1.62倍.整个实验期间,水下65,85cm处刚毛藻群落的生物量一直较少,生物量分别为2.86,1.39mg/cm~2.相对其它深度,5cm处刚毛藻藻丝长度最长,最高值为11.8cm.在第6周,水下5cm处刚毛藻群落中附着硅藻的密度最大,为7.8×10~6cell/cm~2.分析结果显示,NH_4~+-N浓度、水下光照强度和SRP浓度是显著影响刚毛藻群落特征(刚毛藻群落生物量、刚毛藻藻丝长度和附着硅藻密度)的因子,而NH_4~+-N浓度和pH值是影响硅藻群落组成的显著性环境因子.     

温度、光照和磷酸盐脉冲输入对三角褐指藻的交互影响

研究了光照和温度联合作用下磷酸盐脉冲输入对三角褐指藻生长的影响.结果表明随着温度的升高,磷酸盐脉冲输入频率对三角褐指藻生长的影响趋于显著,连续添加磷酸盐和低频脉冲更有利于三角褐指藻快速增长,但较高的光照强度[125μmol/(m2×s)]和较高的温度(18℃、25℃)同时作用将抑制三角褐指藻的磷酸盐吸收能力.研究证实了温度、光照和脉冲对三角褐指藻的生长存在交互影响.     

莫氏马尾藻(Sargassummcclurei)对氮和磷的吸收

采用单因子和正交实验方法,研究了温度、盐度和光照度对莫氏马尾藻(Sargassummcclurei)氮和磷吸收速率的影响。结果表明,温度、盐度和光照度对莫氏马尾藻氮吸收速率有显著影响(P0.05);莫氏马尾藻氮吸收最适温度范围在20~25℃,光照度为(60~140)mol/(m2s),盐度为20~30。温度和光照度对莫氏马尾藻磷的吸收速率有显著影响(P0.05),莫氏马尾藻对磷吸收最适温度范围30~35℃,光照度为(60~100)mol/(m2s)时;盐度对莫氏马尾藻磷吸收速率影响不显著(P0.05)。正交实验结果显示,影响莫氏马尾藻氮和磷吸收的主要因子为温度和光照度,在温度20~25℃、光照度100 mol/(m2s)和盐度30条件下,莫氏马尾藻氮和磷的吸收速率最大。结果说明通过控制栽培的深度来调节光照度,可有效地提高莫氏马尾藻对海水中氮和磷等营养盐的吸收速率。因此在亚热带海域大量栽培莫氏马尾藻能够有效地降低海水的富营养化程度。     

水翁(Cleistocalyx operculatus)在人工湿地的生长特性及对污染物的去除效果

研究了水翁在人工湿地的生长特性及其对污水的净化效果.结果表明:生长在人工湿地的水翁具有发达的侧根系,能保持正常的净光合速率((19.2±2.1)μmol/(m2·s))、蒸腾速率((23.5±2.3)mmol/(m2·s))、气孔传导率((657.5±53)mmol/(m2·s))、根系活力((20.9±3.2)μg/(g·min))和生长速率((9.9±0.5)mg/(g·d)).水翁人工湿地对TN,TP,C0D_cr和BOD₅的去除率分别为55.6%,44.2%,75.7%和73.2%.其中水翁对N,P的吸收量分别占人工湿地对N,P去除量的16.4%和12.6%.水翁为常绿乔木,可考虑与灌木和草本植物结合起来,建立乔、灌、草自然湿地系统,达到改善水质的目的.      

温度, 光照和盐度对产麻痹性贝类毒素藻类生长及产毒的影响

为探究温度、光照和盐度对产麻痹性贝类毒素（PSP）藻类生长及产毒的影响,本文选取了4株产麻痹性贝毒的藻种（塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense）香港株（ATHK）、微小亚历山大藻（A.minimum）台湾株（AMSY）、链状亚历山大藻（A.catenella）南海株（ACSY）和链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）防城巷株（GCFC））在不同光照（60、120和200 μmol/（m2·s））、温度（16、22和28℃）和盐度（25、30和35）条件下生长及产毒的变化。结果显示,22℃最适宜4株藻的生长。低温可促进PSP的产生,除GCFC外,其余3株藻的单位细胞产毒量均随温度的升高而降低。ATHK和AMSY的生长与光照正相关。AMSY和GCFC的单位藻细胞产毒量与光照强度正相关,光照为120 μmol/（m2·s）时ATHK和ACSY产毒量最高,弱光均不利于4种藻产毒。盐度30条件下ATHK,AMSY和GCFC长势较好,高盐度（盐度35）促进ACSY的生长。ATHK的单位细胞产毒量均随盐度的升高而增加,AMSY和ACSY在高盐和低盐条件下产毒量均较大,GCFC则在盐度为30条件下产毒量最高。     

白塔堡河上覆水与沉积物间隙水N、P分布特征

为研究河流沉积物与间隙水间营养盐的迁移规律,采集白塔堡河干流平水期上覆水和沉积物间隙水样品,分析N、P分布特征,计算沉积物-水界面N、P扩散通量,并对上覆水与间隙水中营养盐含量进行回归分析. 结果表明:上覆水和间隙水中ρ(TN)、ρ(NH₃-N)和ρ(TP)均为农村带河段最低,城镇带和城市带河段较高. N、P的主要来源,农村带河段为农村灰水和面源污染,城镇带河段为生活污水和工业园排水,城市带河段为城市生活污水和工业废水. 间隙水中各营养盐质量浓度基本上都高于上覆水,空间分布趋势相似. NH₃-N、NO₂--N、NO₃--N和PO₄3--P在沉积物-水界面的平均扩散通量分别为0.429、0.134、0.080和0.143μmol/(m2·d),表明沉积物是上覆水重要的N、P源. 表层沉积物间隙水与上覆水中的ρ(NH₃-N)(R2=0.874,P=0.0002)和ρ(PO₄3--P)(R2=0.704,P=0.0005)均呈极显著相关,ρ(NO₂--N)呈显著相关(R2=0.501,P=0.0020),ρ(NO₃--N)的相关性(R2=0.353,P=0.0150)不显著,说明白塔堡河沉积物间隙水中的N主要以NH₃-N形态向上覆水中扩散;而间隙水中的P主要以PO₄3--P形态向上覆水中扩散.      

两种漂浮植物的生长特性及其水质净化作用

采用自主研发的漂浮水槽,对两种常用于水体净化与修复的漂浮植物（凤眼莲和水浮莲）在水质净化效果和生长特征等进行了比较研究.结果表明,水浮莲对水体氮磷浓度有更高的要求,对水体中浮游藻类和叶绿素a去除率分别高达94.38%和95.06%,优于凤眼莲;凤眼莲对水体TN的去除率（82.08%）以及其叶片净光合速率（20.28～27.90μmol CO₂/（m²·s））和叶绿素a含量（1.05～1.08mg/g鲜重）均显著高于水浮莲（分别为71.82%、8.64～16.50μmol CO₂/（m²·s）和0.25～0.31mg/g鲜重）（P<0.05）.与凤眼莲共存情况下,水浮莲有更强的扩繁能力,但后者在实际工程应用中更具逃逸风险.为使两种漂浮植物的优势得到充分发挥,我们提出了基于这两种水生植物水体净化的“三明治”模式,为今后选用水生植物进行水体净化与修复的工程实践提供借鉴.     

基于四尾栅藻响应的有机磷农药生态风险评估

以系统评价有机磷农药在水域生态系统风险为目标,采用批次培养的方法研究了草甘膦和毒死蜱两种有机磷农药在高浓度下的毒性效应、低浓度下的刺激效应及微量条件下的无机磷替代效应.结果表明,草甘膦和毒死蜱对四尾栅藻(Scenedesmus quadricanda)的96h EC50值的分别为12.98,2.02μmol/L.低浓度草甘膦(0.014~1.35μmol/L)条件下细胞密度和最大光能转化效率表现出了显著的刺激作用,最大促进效应分别为13%和6.0%;草甘膦(0.40~0.67μmol/L)表现出显著的无机磷替代效应,而毒死蜱处理组未观察到刺激作用和替代效应.有机磷农药对微藻种群变化的作用方式以低浓度下的刺激作用为主,同时可以引发无机磷不足时某些可利用有机磷种类微藻的种群增长.