长江口及邻近海域浮游植物色素分布与群落结构特征

根据2009年5月、11月和2010年6月对长江口及邻近海域调查结果,利用反相高效液相色谱技术(RP-HPLC)对该海域浮游植物特征色素组成和分布进行了研究,并应用CHEMTAX软件研究了浮游藻类群落组成.结果表明,在长江口及邻近海域分离鉴定了21种浮游植物色素,主要的色素种类为叶绿素a、多甲藻黄素、岩藻黄素、19’-丁酰基氧化岩藻黄素、19’-已酰基氧化岩藻黄素、叶绿素b、硅甲藻黄素、别黄素和玉米黄素,以叶绿素a的含量最高,其次是岩藻黄素,其他色素对总色素含量贡献较低.2009年5月和2010年6月航次期间通过对色素的分析检测到甲藻和硅藻藻华.主要特征色素的含量及分布特征与盐度、营养盐等环境因子关系密切.特征色素组成和分布特征表明,研究海域浮游植物种类主要存在硅藻、甲藻、隐藻、绿藻、蓝藻、定鞭藻、金藻和青绿藻等8个类群.CHEMTAX分析结果表明,2009年5月硅藻、甲藻和绿藻是最主要的类群;2009年11月硅藻在群落结构中处于绝对优势;2010年6月,硅藻、甲藻和隐藻贡献了62.5%的叶绿素a生物量,蓝藻所占的比重明显有所上升.浮游植物群落结构在空间分布上有着明显差异,呈现区域性特征,硅藻、绿藻和隐藻在近岸海域所占比重较高,而定鞭藻、金藻和蓝藻在外海区域的站位对生物量的贡献明显上升.     

优势硅藻和定鞭金藻不同生长阶段光合色素比值变化

基于高效液相色谱(HPLC)技术分析了8种定鞭金藻、2种硅藻在对数生长期的光合色素组成,比较了中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、路氏巴夫藻(Pavlova lutheri)和湛江叉鞭金藻(Dicrateria zhanjiangensis)在不同生长阶段主要光合色素组成和比值的变化。实验结果表明:8种定鞭金藻根据光合色素19’-已酰基氧化岩藻黄素的存在与否可分为两类,其中不含19’-已酰基氧化岩藻黄素的定鞭金藻与硅藻光合色素组成相似。通过对比不同生长阶段的样品发现稳定期硅藻(中肋骨条藻)中叶绿素c1+c2,岩藻黄素、硅甲藻黄素与总叶绿素a比值显著高于它们在定鞭金藻(路氏巴夫藻、湛江叉鞭金藻)中与叶绿素a的比值(P<0.05),并且随培养时间延长而增大,而路氏巴夫藻、湛江叉鞭金藻中叶绿素c1+c2,岩藻黄素、硅甲藻黄素与总叶绿素a比值则一直维持在较低水平。该结果可以作为基于CHEMTAX软件的化学分类法的依据,以提高定量分析硅藻和定鞭金藻的准确性。     

珠江口水域叶绿素a和类胡萝卜素的周年分布

本文根据1987～1988年所进行13个航次调查的资料,着重阐述珠江口水域光合色素,包括叶绿素a和类胡萝卜素含量的周年分布,综合分析和比较了各种生态因子与光合色素含量之间的相关性,提出了有关的相关模式,为进一步研究河口生态系,揭示珠江口水质特征及赤潮发生规律,规划河口资源开发利用和环境整治等提供了参考依据。     

癸二烯醛对3种常见浮游植物光合色素的影响

本研究选取东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）、并基角毛藻（Chaetoceros decipiens）和小普林藻（Prymnesium parvum）等3种常见海洋浮游藻类为材料,将处于指数生长期的藻细胞置于不同浓度的癸二烯醛（2E,4E-Decadienal,DEC）中,癸二烯醛是一种毒性较强的常见多不饱和醛,观察癸二烯醛对藻类光合色素种类及含量的影响。利用高效液相色谱技术检测到东海原甲藻含有5种光合色素,并基角毛藻含有8种光合色素,小普林藻含有9种光合色素,3种藻类的共有色素有4种。经浓度为1 mg/L癸二烯醛处理后,3种藻类的光合色素浓度无显著变化。癸二烯醛浓度为3 mg/L时,对东海原甲藻光合色素浓度产生显著的抑制作用,其所有色素浓度在第一天内几乎都未检测到;而并基角毛藻的硅甲藻黄素和硅藻黄素浓度均在第一天显著增加,其他色素浓度则无显著变化;小普林藻的硅甲藻黄素、硅藻黄素、岩藻黄素的浓度在实验的不同时间有不同程度下降,其余色素不受该浓度的癸二烯醛影响。当癸二烯醛浓度达到5 mg/L时,并基角毛藻中除玉米黄素外的其他7种光合色素浓度显著下降;小普林藻中除玉米黄素外的多种色素浓度受到显著影响。     

海南陵水湾与新村湾浮游植物光合色素及群落结构的时空分布特征

于2010年12月至2011年5月连续采集海南岛陵水湾和新村湾表层水样,利用高效液相色谱分析技术对浮游植物光合色素进行分析,运用CHEMTAX分析不同浮游植物对叶绿素a的贡献,研究陵水湾和新村湾浮游植物群落结构的时空分布特征,结合环境因子分析浮游植物群落结构与环境因素的关系。结果表明,大部分浮游植物光合色素浓度均呈现出由新村湾向陵水湾递减的空间分布规律,其中以岩藻黄素和叶绿素a为主,其平均浓度分别为0.53 μg/L和0.22 μg/L。CHEMTAX分析表明,两海湾均以硅藻占据优势,但陵水湾青绿藻、蓝藻、金藻等粒径较小的浮游植物种群所占比例高于新村湾,说明陵水湾浮游植物群落有小型化趋势。浮游植物的分布特征受温度、营养盐等环境因子影响显著。     

东太平洋红藻诊断色素浓度的卫星遥感研究

红藻是东太平洋优势藻种之一,获取其生物量信息有助于认识浮游植物在海洋生物化学循环及物质能量交换过程中的作用。红藻中蕴含的诊断色素是准确获取其生物量信息的关键,因此,开展红藻诊断色素的反演研究具有重要科学价值。本文基于6个东太平洋航次数据集,利用三种红藻诊断色素（叶绿素c1+c2、叶绿素c3、19’-乙酰基氧化岩藻黄素）与总叶绿素a之间的“共变效应”,构建红藻诊断色素反演模型。模型验证结果表明,决定系数R2为0.68～0.88（p<0.001）,平均绝对百分比误差为39%～46%,中值误差均小于30%。卫星反演结果表明,东太平洋红藻诊断色素浓度呈现近岸高、大洋低的分布特点,且有明显的季节变化特征。本文构建的红藻诊断色素反演模型可为表征红藻分布及监测藻华灾害等研究提供数据基础与方法支撑。     

长江口-浙闽沿岸沉积色素的分布特征及其指示意义

利用高效液相色谱法分析了长江口-浙闽沿岸表层沉积物中的色素组成和含量,探讨了海洋初级生产力、浮游植物功能类群和浮游植物色素保存效率的空间分布特征及其影响因素.结果表明,沉积物中的色素类型主要为沉积绿素(chloropigments,Chlorins)[包括叶绿素a(chlorophyll-a,Chl-a)及其降解产物(pheopigments,Pheo-a),如脱镁叶绿素a(pheophytin-a,PHtin-a)、脱镁叶绿酸a(pheophorbide-a,PHide-a)、焦脱镁叶绿素a(p Pheophytin-a,p PHtin-a)、甾醇绿素酯(sterol chlorin esters,SCEs)和胡萝卜醇绿素酯(carotenol chlorin esters,CCEs)].Chlorins高值区呈南北两大斑块状分布,可能主要是受到长江冲淡水及浙闽沿岸泥质区上升流输运的营养盐的影响.研究区域内类胡萝卜素整体上无明显趋势性变化,在长江口以及浙闽沿岸各呈现一个高值区.基于沉积物中特征类胡萝卜素比例估算得到的浮游植物功能类群中硅藻、甲藻、定鞭藻、青绿藻、隐藻和蓝藻的相对贡献分别为48.8%±17.4%、10.7%±11.5%、8.1%±7.2%、18.6%±8.2%、9.4%±6.4%和4.3%±3.2%.对营养盐水平、水体盐度等外界环境的偏好导致硅藻和甲藻比例离岸降低,青绿藻、隐藻和蓝藻比例离岸增加.Chl-a/Pheo-a比值的分布表明,较高的沉积速率以及季节性的底层水体缺氧事件导致了近岸海域(长江口最大浑浊带外缘、杭州湾湾口以及浙闽沿岸上升流区)具有较高的沉积色素保存效率,这些沉积色素保存效率较高的区域可能是进行海洋生态环境历史重建的理想区域,而杭州湾水体通过舟山群岛与外部海水进行水体交换时造成的较差沉积环境可能是导致杭州湾外海具有较低沉积色素含量和较低保存效率的主要原因.     

2009年秋季旋沟藻赤潮爆发期间珠江口表层水体的环境特征

2009年秋季在珠江口海域爆发了一次大规模的双胞旋沟藻赤潮,影响面积高达300 km2。赤潮爆发期间,我们对珠江口水域的环境因子特征进行了调查。结果表明,调查期间珠江口西侧受径流的影响程度远高于东部,营养盐一般呈西高东低的水平分布格局,其中以NO3-N、DIN和SiO3-Si的差异最为明显。表层水体的DIN、PO4-P和SiO3-Si的平均浓度分别为31.64μmol/L、0.71μmol/L和46.3μmol/L。SiO3-Si和PO4-P的高值区主要位于洪奇门及以下的珠海沿岸,PO4-P的高值区主要位于洪奇门以上的水域,虎门附近S1站位的PO4-P浓度高达6.23μmol/L。高的营养盐输入、低的降雨量和严重的咸潮入侵应该是导致这次双胞旋沟藻赤潮爆发的重要诱因。     

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。     

万山群岛海域网采浮游植物与环境因子的关系

根据2014年5月万山群岛海域生态环境调查数据,利用聚类分析和冗余分析等方法分析了网采浮游植物群落分布特征,探讨了珠江口盐度锋面生境对浮游植物群落的影响。结果表明:共发现网采浮游植物93种,硅藻门种类占73.1%。在冲淡水和外海水汇聚形成盐度锋面的混合区,水温、化学耗氧量、溶解氧、pH、叶绿素a和N:P均高,网采浮游植物丰度也最高,平均丰度为5.96×108/m3,数值达到其他两个区域平均丰度的4000倍以上,小个体硅藻中肋骨条藻丰度比例大于90.2%。在低盐区硅藻门丰度仍占80.6%,大个体硅藻门种类如锤状中鼓藻、巨圆筛藻、哈德半盘藻和美丽漂流藻等丰度呈上升趋势。在高盐区甲藻门丰度增至40.7%,形成硅藻门和甲藻门丰度联合占优势的群落结构,大个体甲藻门种类如短角角藻、纺锤角藻、大角角藻和夜光藻等丰度呈上升趋势。由于盐度变化大,网采浮游植物种类多样,且以广盐种种类和丰度占优势。万山群岛海域的水体营养特征使小型硅藻中肋骨条藻优势特别突出,而种类多样并且单一种类占主导优势的网采浮游植物群落特征,支撑了海域的高初级生产力。     

Freshwater algae chemotaxonomy by high-performance liquid chromatographic (HPLC) analysis

The study of community composition of algae is essential for understanding the structure and dynamics of the aquatic ecosystem and for evaluating the eutrophic level of the water body. A high-performance liquid chromatographic (HPLC) method based on a reversephase C₁₈ nonpolar column was developed for the main algal taxa, which includes cyanophytes, bacillariophytes, euglenophytes, dinophytes, and chlorophytes. Based on the elution order using HPLC, 19 pigments were identified, and they were chlorophyllide a, 19′-butanoyloxyfucoxanthin, chlorophyll c ₁ + c ₂, phephorbides a, peridinin, methyl-chlorophyllide a, fucoxanthin, neoxanthin, violaxanthin, myxoxanthophyll, diadinoxanthin, diatoxanthin, lutein, zeaxanthin, chlorophyll b allomer, chlorophyll b, chlorophyll a allomer, chlorophyll a, and β,β-carotene. A comparison study of cell microscopic counts and accessory pigment analysis indicated that HPLC analysis could be a useful tool for monitoring phytoplankton communities and their abundance.     

珠江口沿岸城市经济发展对珠江口水质的影响

结合近20 a来珠江三角洲地区经济发展状况,对多年来珠江口海域水质监测数据进行统计分析。结果表明:珠江三角洲地区工业化、城市化进程加快以及人口迅速膨胀所产生的污水排放量增加,是导致珠江口海域水质恶化的主要原因。采用综合指数法进一步对珠江口海域水质进行评价,结果发现:珠江口海域20 a来综合污染指数出现高一低一高的变化模式,与同期珠江三角洲工业污水处理率的提高而生活污水处理滞后相对应,也表明,珠江口海域水质污染已从20世纪80年代初期的工业污染类型转变成生活污染类型。     

调水调沙对黄河口及邻近海域环境状况的影响

近年来黄河入海水沙通量发生了巨大的变化,短期内大量陆源物质入海对黄河口邻近海域生态环境的影响值得关注。本文于2013年对黄河口及其邻近海域进行了调水调沙前、中、后3个航次的海水环境调查,分析了主要水质因子含量、分布特征及营养结构状况,并进行综合评价和相关性分析。结果表明,受到调水调沙过程的影响,黄河口邻近海域水环境状况变化显著,调水调沙中盐度、Chl a含量较调水调沙前明显降低（P < 0.05）,调水调沙后又有所回升;营养盐和COD等含量在调水调沙中含量最高,调水调沙后次之,调水调沙前含量相对较低。平面分布上盐度、营养盐、COD、石油类等在黄河口门处等值线密集,随着调水调沙的进行呈舌状向外海延伸。调水调沙过程加剧了调查海域富营养化状态和有机污染程度,但是也使黄河口海域营养盐结构比例失衡的问题在一定程度上得到了缓和。通过相关性分析,进一步显示出调水调沙过程是调查海域主要水质因子分布与变化的主控因素。     

用模糊数学对珠江口近20a来水质进行综合评价

运用模糊数学综合评价模式,对珠江口海域近20a水质进行综合评价分类.结果表明,水质多年变化总的趋势是不断恶化,主要污染物质已由重金属污染过渡到营养盐污染;与单项分指数法比较,认为模糊数学综合评价模式更为合理和全面.     

长江河口表层沉积物中PAHs的生态风险评价

2005年11月26—29日对长江河口部分表层沉积物中多环芳烃类化合物(PAHs)的污染现状进行了调查和研究,分析了其中16种PAHs单体含量. 结果表明,长江河口表层沉积物中属于美国优先控制的16种PAHs共检出15种,仅萘未被检出,w(PAHs)为355.72～2 480.85 ng/g,平均值为1 040.29 ng/g. 表层沉积物中以4环和5～6环PAHs为主,二者之和占w(PAHs)的80%以上. 长江河口表层沉积物中PAHs污染主要来源于矿物燃料的高温燃烧,但部分区域也不排除石油源输入的可能性. 与沉积物风险评估值相比,严重的生态风险在长江河口表层沉积物中不存在,然而排污口附近沉积物存在一定的生态风险.      

中国主要河口沉积物污染及潜在生态风险评价

采用单因子指数法和Hakanson生态风险指数法,通过分析长江口、珠江口、鸭绿江口和辽河口沉积物中典型污染要素PCB,Hg,Cd,Pb和As的含量,评价了上述河口沉积物的质量现状,定量确定了诸河口的潜在生态风险程度,结果表明,综合污染程度,长江口<鸭绿江口<珠江口<辽河口,长江口和鸭绿江口典型污染物的平均综合指数Cd分别为0.91和1.02,海域沉积物质量良好;而辽河口Cd污染程度较高(平均污染指数C if为3.38),珠江口As为中等污染参数(平均污染指数C if为1.57),潜在生态风险由低到高的排列顺序为鸭绿江口<长江口<珠江口<辽河口,Cd在辽河口具有较高的潜在生态风险(平均潜在风险参数E ir达101.53),而Hg在珠江口的局部海域具有中等潜在生态风险(潜在风险参数E ir达51.20).     

苏北海域表层沉积物中PH_3的分布

为研究海洋生态系统中PH3的迁移转化规律及其产生机制,2006年12月对苏北海域表层沉积物中磷化氢(PH3)、总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)及有机质(OM)的分布进行了系统分析和讨论。结果表明,PH3在苏北海域表层沉积物中普遍存在,含量在[(2.63±0.38)~(39.35±5.49)]×10-12之间,最大值出现在长江口,最小值出现在辐射沙洲海域。辐射沙洲海域TP和IP的含量较低,长江口及吕四一带含量相对较高,且沿着长江入海方向逐渐减少。OP和OM分布的总体趋势是由南至北,由西到东含量逐渐减小,长江口及吕四港一带含量较高。区与区间PH3与TP、IP及OP的相关性分析表明,IP作为PH3的生成前体物可能性比OP高。     

长江口及邻近海域异戊二烯的浓度变化及海-气通量研究

于2014年2月(枯水季)和7月(丰水季)对长江口及其邻近海域海水中异戊二烯的浓度分布、季节变化及影响因素进行了研究,并计算了其海-气释放通量.分析结果表明:枯水季和丰水季表层海水中异戊二烯平均浓度(范围)分别为(6.28±2.33)((2.96～13.68))和(57.01±80.60)((6.82～432.6)) pmol·L~(-1),季节变化明显,但两个季节浓度高值均出现在长江口东侧及浙江东南部海域.丰水季异戊二烯在不同盐度梯度的浓度分布表明,海水中异戊二烯主要来源于浮游植物的原位生产,而不是直接由陆源输入.相关性分析中,仅发现枯水季温度与异戊二烯浓度存在一定的相关性.此外,枯水季和丰水季异戊二烯海-气通量平均值(范围)分别为(3.82±5.29)(0.07～27.18)和(12.29±16.61)(0.08～61.14) nmol·m~(-2)·d~(-1),表明长江口海域是大气中异戊二烯的源.