抑食金球藻褐潮环境影响因素研究进展

抑食金球藻（Aureococcus anophagefferens）属于海金藻纲（Pelagophyceae）,该藻水华又被称为“褐潮”,会引起扇贝滞长、水质恶化。褐潮最早于上世纪80年代出现在美国东海岸的一些河口,后蔓延至南非,近年来在中国的秦皇岛海域也有暴发,严重影响了贝类养殖业及沿海旅游业的发展。本文简要总结了抑食金球藻褐潮的发展历史及其带来的生态效应,着重介绍了影响该藻生长的环境因素,包括营养盐、温度、盐度和光照等,并概括了国内褐潮的发展和研究现状,以期加深对褐潮的暴发机制、危害方式和生态环境效应的认识,为建立褐潮暴发的预警预报方法和扇贝健康养殖的生态环境保障技术提供科学依据。     

褐潮致灾种抑食金球藻在辽东湾的分布

抑食金球藻可产生一种抑制双壳类动物摄食的胞外多糖,导致贝类大量死亡.由于抑食金球藻个体微小、形态学鉴定困难,故在辽东湾海域鲜见其分布报道,而高通量测序技术的发展极大地推动了微型/微微型浮游植物的鉴定研究.以18S rDNA V4区作为目标基因,结合高通量测序技术,设计了微型/微微型浮游植物鉴定引物V4（F/R）,并对辽东湾2014年四季海水中微型和微微型浮游植物多样性进行了检测.结果表明,辽东湾抑食金球藻春季密度（7.743×103 L-1）最高,夏季（2.094×103 L-1）、秋季（0.392×103 L-1）、冬季（0.053×103 L-1）密度逐渐下降,水温是影响该藻暴发的主要因素,也验证了渤海褐潮多暴发在春季的原因.抑食金球藻密度高值区主要分布在与河北秦皇岛交界的绥中海域,该地区与实际暴发褐潮海域相邻,验证了检测结果的可靠性.春季抑食金球藻在西南海域优势度（平均40%）最高,其密度最高达78.128×103 L-1,虽未达到警戒标准,但分布扩散较广,致灾风险较高,应引起足够的重视.      

辽东湾潜在褐潮生物时空分布及环境关联

以18S rDNA V4区作为目标基因,利用自行设计的真核浮游植物鉴定引物V4（F/R）,结合高通量测序技术,对辽东湾2014年四季海水中真核浮游植物多样性进行了检测.结果发现了8种潜在褐潮生物：抑食金球藻、金牛微球藻、微拟球藻、颗粒微拟球藻、细小微胞藻、密球藻、普通小球藻、钙质角毛藻,其中前2种生态风险较高,主要分布在辽东湾西南、东南两侧.除抑食金球藻和细小微胞藻为混合营养型外,其他6种均为自养型.细小微胞藻丰度最高（平均161445个/L）,主要分布在秋季;其次是抑食金球藻、金牛微球藻（平均13912,13717个/L）,主要分布在春季;之后为钙质角毛藻、普通小球藻（平均5498,5234个/L）,主要分布在秋季;密球藻（平均1345个/L）,主要分布在夏季;微拟球藻、颗粒微拟球藻最少（平均56,44个/L）,冬季无分布.辽东湾潜在褐潮生物丰度与水温、水深、无机氮、N/P显著相关,其群落结构演替与环境因子关联性有待于进一步研究.     

2013~2014年秦皇岛海域褐潮期间浮标主要水质参数变化

2013年6月底至7月初、2014年5月中旬至6月初,水质自动监测浮标记录了秦皇岛两次褐潮（由抑食金球藻引发）的发生过程。对两次褐潮发生期间相关监测参数的数据变化情况进行了分析。褐潮发生期间Chl a浓度最高达到50μg/L以上,波动较大;两次褐潮期间,Chl a波动过程中,其最高值多次出现在夜间。褐潮期间水温大部分时间在25℃以下,且2013年褐潮消亡前经历了水温从22℃急剧升高至28℃的过程。     

抑食金球藻对翡翠贻贝生长及摄食的影响研究

在室内以翡翠贻贝（Perna viridis）为对象,研究单种抑食金球藻（Aureocuccos anophagefferens）及其与亚心形四爿藻（Tetraselmis subcordiformis）混合藻液条件下抑食金球藻对贻贝的生长和摄食的影响。结果表明,抑食金球藻对翡翠贻贝的生长和摄食均有显著的负面影响。单种高、中浓度抑食金球藻组贻贝的鲜重、干重及无灰分干重均显著低于混合藻组,贻贝的个体生长条件指数（CI）下降明显,其下降率甚至高于饥饿组。混合藻组中贻贝的CI、软组织的鲜重、干重、无灰分干重等均显著低于对照组,其抑制程度与混合藻组中抑食金球藻浓度有关,当混合藻组中抑食金球藻浓度较大时（≥ 4×105 cells/mL）,贻贝的上述指标更低。四组混合藻中贻贝的摄食率也均显著低于对照组,抑食金球藻对贻贝的抑食作用也与其藻细胞密度有关,混有较高密度抑食金球藻组中贻贝的摄食率更低,说明抑食金球藻并非因其个体太小而不能被贝类正常摄食,可能产生了某种生物活性物质抑制了贻贝的摄食和生长,亚心形四爿藻能在一定程度上可以缓解抑食金球藻对贝类摄食和生长的抑制作用。     

几种典型有害藻对皱纹盘鲍急性毒性及其抗氧化酶活性的影响

为更好地了解有害藻华对鲍的影响及其原因,本文选择米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）、链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）、东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和抑食金球藻（Aureococcus anophageffferens）4种典型有害藻,开展对皱纹盘鲍（Haliotis discus hannai）的急性毒性及其成体抗氧化酶活性研究。研究发现,米氏凯伦藻和链状亚历山大藻均可致皱纹盘鲍幼虫、幼鲍和成体死亡。在米氏凯伦藻藻华现场密度下（5000/mL）,皱纹盘鲍幼虫的致死效应最显著,96 h时的存活率为4.7%。暴露在4000/mL藻密度链状亚历山大藻中,96 h时幼虫存活率为25.5%,暴露在10000/mL藻密度链状亚历山大藻中,48 h时幼鲍和成体存活率降至3.3%和6.7%。东海原甲藻和抑食金球藻对幼鲍和成鲍没有急性毒性影响,但能够降低皱纹盘鲍幼虫的存活率。米氏凯伦藻和链状亚历山大藻能够抑制皱纹盘鲍鳃的SOD酶活性和CAT酶活性、肝胰组织的SOD酶活性和GSH-Px酶活性,对皱纹盘鲍免疫系统造成损伤,而东海原甲藻和抑食金球藻对鲍体内的3种抗氧化酶活性的影响不明显。以上结果表明,米氏凯伦藻和链状亚历山大藻藻华能对鲍养殖产业造成严重威胁,东海原甲藻和抑食金球藻藻华可对鲍的资源补充存在不利影响。     

对桑沟湾海域一次藻华事件原因种的初步分析

2011年6月,桑沟湾海域爆发一种微微型藻类(藻细胞大小约2μm)形成的藻华。于6月1日、6月8日和6月17日采集的分级过滤浮游植物样品色素分析结果显示,19-丁酰氧基岩藻黄素(19-butanoyloxyfucoxanthin,But-fuco)、岩藻黄素(Fucoxanthin,Fuco)、硅甲藻黄素(Diadinoxanthin,Diad)和叶绿素a(Chlorophyll a,Chl a)等色素应是藻华原因种的主要色素组分。据此推断,藻华原因种可能属于海金藻类(Pelagophytes)、定鞭藻类(Haptophytes)或硅鞭藻类(Silicoflagellate)。色素化学分类软件CHEMTAX分析表明,藻华原因种对浮游植物总Chl a的贡献在22%～97%。桑沟湾海域藻华原因种的细胞大小和色素组成特征与近年来秦皇岛沿岸海域藻华原因种基本一致,这些藻华事件的一些共同特征,如藻细胞数量高、细胞个体小、But-fuco色素含量高、初夏爆发、对养殖贝类摄食具有抑制效应等,与美国东海岸抑食金球藻(Aureococcus anoph-agefferens)引发的"褐潮"现象非常相似,值得密切关注。     

秦皇岛海域微微藻褐潮遥感监测方法初探

微微藻褐潮在我国是一种新出现的海洋生态灾害。本文针对秦皇岛海域微微藻褐潮高发区,探讨利用卫星遥感技术监测微微藻褐潮的可行性。首先利用MODIS数据反演秦皇岛海域叶绿素a（Chl a）浓度和海面温度（SST）判别水色异常区域,然后通过HJ-1号卫星真彩色影像中褐潮水体与非褐潮水体之间的水色差异,综合判读褐潮,最后以2014年5月秦皇岛海域的卫星遥感数据为实验数据进行实例研究。结果表明,当Chl a≥2.5 mg/m3和15℃≤SST≤25℃时为海水水色异常阈值,并且褐潮水体在HJ-1号卫星真彩色影像中呈明显的黄绿色,该综合判别法用于微微藻褐潮监测是可行的,这为进一步开展微微藻褐潮业务化监测奠定了基础。     

河北省近岸海域赤潮灾害特征分析

对河北省近岸海域1989~2014年间发生的赤潮灾害进行综合分析,结果表明:全省赤潮灾害发生的频次及累计面积呈现上升趋势;每年的5~10月是赤潮灾害的发生期,其中5~6月是赤潮频发期;秦皇岛市、黄骅市附近海域是河北省赤潮灾害的多发海域,也是深受赤潮灾害危害较为严重的海域;甲藻门引发赤潮灾害的比例较大,尤其夜光藻引发的赤潮灾害的次数最多;有毒赤潮生物种较多,达12种;新的赤潮生物种抑食金球藻引发的赤潮灾害扩散快,影响面积大,持续时间长。建议采取有效措施,严格控制陆源污染物超标排放;加强海水养殖业的科学管理,控制养殖废水的排放;加大对抑食金球藻引发赤潮的机理、快速检测与识别方法的研究,减少或避免赤潮灾害的发生。     

渤海长兴岛海域微型和微微型浮游植物多样性

为研究微型/微微型浮游植物在褐潮生消过程的多样性变化,以18S rDNA V4区作为目标基因,结合高通量测序技术,对2014年5月、7月和2015年5月、7月长兴岛近岸海域海水中微型/微微型浮游植物多样性进行了检测.结果表明,高通量测序技术可有效地检测长兴岛近岸海域海水中微型/微微型浮游植物多样性,自行设计的V4(F/R)引物在微型/微微型浮游植物群落鉴定方面更为高效.2014年5月、7月在长兴岛海域分别检出微型/微微型浮游植物143、165种,2015年5月、7月分别检出123、167种.微型/微微型浮游植物群落中绿藻门相对丰度最高,2014年5月、7月分别为44.5%、65.6%,2015年5月、7月分别为81.8%、73.7%.微型/微微型浮游植物多样性指数和种类数都是同年7月高于5月,说明7月海水中微型/微微型浮游植物群落结构较5月稳定.同时发现了渤海海域的褐潮致灾种微拟球藻(Nannochloris sp.)和金牛微球藻(Ostreococcus tauri),2014年和2015年其平均优势度分别为0.37和0.39;而已发现的褐潮致灾种——抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)在长兴岛海域的4次调查中虽都有检出,但其优势度(平均为0.000 3)较低.      

黄海浒苔绿潮生态效应研究进展

自2007年至今,黄海海域连续14年发生大规模浒苔绿潮,这已成为我国一类常态化的海洋生态灾害。黄海浒苔绿潮暴发规模大,持续时间长,影响范围广,可以产生不良的生态效应。本文分析了大规模绿潮暴发对近海旅游业、水产养殖业、生态系统的影响和作用机制,总结了当前绿潮研究中存在的问题,并对未来进行了展望。     

海洋真核微藻粒级结构及其环境影响因素

采用高通量测序-分子鉴定分级技术于2018年对大长山岛临近海域微藻粒级结构进行了研究,同时探讨了叶绿素a分级法测算微藻粒级结构的误差.结果发现,叶绿素a分级法测算微微型藻类（< 3μm）误差高达82%,严重低估了小粒径微藻的组成,分子鉴定分级法测算春季小粒径微藻生物量组成平均为86%,夏季平均为52%,秋季平均为20%.春季优势种抑食金球藻生物量占41%,夏季优势种金牛微球藻生物量占21%,这2种微微型藻类会严重影响滤食性贝类正常摄食生长,养殖风险较高.总氮、总磷、溶解硅等环境因子和贝类摄食的下行效应影响着该海域微藻粒级结构的变化.     

基于SST的东海原甲藻比生长率时空分布规律研究

以东海近岸海域为研究区,结合2005年—2016年月均海水温度卫星遥感产品,根据比生长率的温度响应关系,模拟了东海原甲藻比生长率的时空分布。在此基础上,分析了东海原甲藻比生长率的月际变化、年际变化,并与赤潮发生频次进行了对比分析,结果表明,东海原甲藻在每年4月—6月间的比生长率较高,相应的赤潮高发时段也出现在该时段;其中,5月份东海原甲藻赤潮发生频次约占全年的69%,这与藻种比生长率月际变化有较好的一致性;赤潮一般发生在月度增温阶段,且赤潮发生频次与增温幅度呈正相关;此外,赤潮发生频次与比生长率年际变化趋势总体有一定相关性,但个别年份有所出入。本文研究结果可为进一步定量开展海洋生态系统评价技术,及其对气候变化的响应研究提供参考。