藻类的光谱吸收特征及其混合藻吸收系数的分离

利用定量滤膜技术测定了实验室培养的聚球藻(Synechococcus 7942)、铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、斜生栅藻(Scenedesmusobliquus)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、直链硅藻的吸收光谱(Melosira granulate Var.angustissima),通过其标准化吸收谱,分析了同种藻不同生长时期的吸收谱特征,并比较分析了不同藻类的标准化吸收谱.结果表明,同一藻的标准化吸收光谱在不同生长时期基本恒定不变.色素组成及其比例的不同是引起藻类间吸收光谱变化的主要原因,同时也是大型浅水湖泊中浮游植物种群演替的原因之一.蓝藻光谱主要存在620nm左右的吸收峰,使得其在水体中较易获取生长所需的光能.直链硅藻在短波范围内稍强的吸收能力被非藻类颗粒物、黄质所弱化,而其在630nm的吸收峰较低,因而难以成为浅水湖泊中的优势种;绿藻在655nm处的吸收肩峰有利于其光能竞争.通过纯种藻的标准化吸收谱,较为成功地对混合藻的吸收谱进行了分离.     

溶洞硅藻群落特征及其与水质相关性分析

溶洞地下水水质和硅藻分布有较密切关系并有季节变化特征,研究溶洞硅藻种类组成对发展硅藻生物多样性和溶洞水质变化有一定价值。于2013年9月-2014年12月对毕节市七星关区层台镇玉龙村一溶洞地下水实地测定和采集样品,分析了硅藻的种类组成、个体密度、优势种及群落结构的季节变化特征。经鉴定共发现硅藻18属174种,主要的优势属有曲壳藻属(Achnanthes)、桥弯藻属(Cymbella)、脆杆藻属(Fragilaria)、舟形藻属(Navicula)等。并讨论了硅藻与水温、硝氮、电导率等理化因子之间的关系。相关性分析表明,硅藻与水温及水体中二氧化硅、总氮、氨氮、电导率有显著相关性。     

太湖浮游硅藻时空演化与环境因子的关系

利用1992年至2002年每月1次的监测资料,系统分析了太湖北部3个区域(河口、梅梁湾、湖心)浮游硅藻(Planktonic diatoms)生物量周年变化和空间分布情况.同时,水中磷酸盐(PO43--P)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)和硅酸盐(SiO23--Si)含量等相关资料也被用于解释太湖浮游硅藻时空分布的原因.结果显示,直链硅藻(Aulacoseira sp.)是太湖浮游硅藻的优势种,其它常见种有小环藻(Cyclotella sp.)、针杆藻(Synedrasp.)等.硅藻总生物量占浮游藻类生物量百分比平均值约为20%.太湖浮游硅藻生物量在河口最大,梅梁湾其次,湖心最小,究其原因可能与河口的特殊生态环境(水流速度)有关,另外,河口丰富的营养盐,特别是磷酸盐和氨氮也是一个重要因素.温度可能是影响太湖浮游硅藻生物量季节变化的关键因素.Pearson相关分析证实,磷酸盐、氨氮和温度均与硅藻生物量显著相关(p<0.01),且蓝藻生物量百分比与硅藻生物量百分比呈显著负相关.研究结果说明,太湖浮游硅藻的生长分布受多种环境因子(磷酸盐、氨氮、温度)的影响限制,太湖浮游硅藻与蓝藻可能存在着竞争演替的趋势.     

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.     

胶州湾围隔实验中溶解有机物三维荧光特征

利用三维荧光激发发射矩阵光谱法(EEMS),测定胶州湾围隔实验中不同营养盐条件下产生的溶解有机物的三维荧光特性.结果显示,浮游植物可产生类蛋白和类腐殖质荧光,类蛋白荧光峰由类酪氨酸(tyrosine-like)荧光峰和类色氨酸(tryptophan-like)荧光峰组成,主要位置为Ex_max/Em_max=270 nm/290～310 nm,Ex_max/Em_max=270～290 nm/320～350 nm的荧光峰强度比较弱;在Ex_max/Em_max=250～260 nm/380～480 nm(A峰)、Ex_max/Em_max=310～320 nm/380～420 nm(C峰)和Ex_max/Em_max=330～350 nm/420～480 nm(M峰)位置均出现零散的类腐殖质荧光峰,其中以A峰为主.类酪氨酸荧光强度明显高于类腐殖质荧光强度.浮游植物量降低时,类酪氨酸荧光强度与叶绿素a浓度呈明显的负相关.硅藻和甲藻产生的类酪氨酸和类色氨酸荧光强度之间具有较好的相关性,两者来源相似, 并且甲藻与硅藻相比能够产生更多的类蛋白荧光物质.不同环境下类腐殖质混合物的组分比例不同,甲藻生长环境下相对于硅藻具有较低的A/C比值.     

氯代十六烷基吡啶缔合微粒光度法测定二氧化氯

在pH3.49的NaAC-HCl介质中,ClO2与过量的KI反应生成I3-,I3-在350nm处有一吸收峰;当阳离子表面活性剂(CS)氯代十六烷基吡啶(CPCM)等存在时,形成淡黄色的较稳定的缔合微粒(CPCM-I3)n,在354nm处产生一个吸收峰,在470nm和520nm处产生2个共振散射峰。ClO2浓度C在0.0149～1.524mg/L范围内符合朗伯比耳定律,回归方程为△A=0.1136C+0.0001,相关系数R为0.9988,检测限为0.007mg/L。据此,建立了一种痕量ClO2光度分析新方法,用于样品分析,结果令人满意。     

太子河河岸带土地利用类型与硅藻群落结构的关系

为了评价河岸带土地利用对河流硅藻群落的影响,于2012年5月对太子河河岸带4种主要土地利用类型(森林用地、森林耕作用地、耕地、城镇建设用地)下38个采样点的硅藻群落和水环境特征进行采样分析. 结果表明:森林用地的指示种为膨大桥弯藻(Cymbella turgida)、优美桥弯藻(C. delicatula)、弧形峨眉藻(Ceratoneis arcus)、Gomphonema trancatum等寡污指示种;耕地的指示种为颗粒直链藻(M. granulate)、库津小环藻(Cyclotella kuetzingiana)、线形菱形藻(N. linearis)、尖布纹藻(Gyrosigma acuminatum)等污染指示种. 聚类分析结果显示,相同土地利用类型区域内,硅藻群落结构特征较为相似. 典范对应分析显示,ρ(COD_Mn)、ρ(SS)(SS为悬浮物)和ρ(TDS)(TDS为总溶解固体)是影响硅藻群落结构特征的主要水环境因子. 不同土地利用类型区域内硅藻群落结构特征差异显著,其中,森林用地内硅藻生物指数(17.98)和硅藻属数量(17.33个)最高,Shannon-Wiener多样性指数(2.22)和Pielou均匀度指数(0.54)最低;耕地内Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数平均值最高,分别为3.37和0.82;城镇建设用地内物种丰富度(11.00)、硅藻生物指数(9.20)和硅藻平均密度(0.71×104 L-1)最低. 研究显示,不同土地利用类型通过对水环境因子的影响进而影响硅藻群落的变化,其中城镇建设用地面积所占比例较高的河流水环境质量和硅藻群落状况最差;太子河河岸带土地利用类型对河流硅藻群落结构影响显著,并表现出明显的空间异质性.      

浑太河不同水生态区营养盐对底栖硅藻的影响及阈值

为全面了解浑太河不同水生态区营养盐对底栖硅藻的影响状况及进行底栖硅藻群落的保护,本研究对3个水生态区共287个采样点的营养盐因子(NH_4~+-N、TP)及底栖硅藻群落进行调查分析,并通过局部加权回归散点修匀法(locally weighted scatterplot smoothing,LOWESS)探究了底栖硅藻群落的NH_4~+-N、TP保护阈值.结果表明:(1)浑太河3个水生态区NH_4~+-N、TP浓度差异性显著并呈现出水生态Ⅰ区水生态Ⅱ区水生态Ⅲ区的趋势.(2)底栖硅藻特征指标[运动性硅藻百分比、敏感性硅藻百分比、具柄硅藻百分比、Pielou均匀度指数、特定污染敏感指数(specific polluosensitivity index,IPS)、硅藻生物指数(biological diatom index,IBD)、硅藻属指数(generic diatom index,IDG)]均在3个水生态区间存在差异,运动性硅藻百分比呈现出水生态Ⅰ区水生态Ⅱ区水生态Ⅲ区的变化,而其余6个生物参数的变化与之相反,表明水生态Ⅲ区底栖硅藻受到的干扰最大,水生态Ⅰ区最小.(3)经LOWESS拟合和独立样本T检验,发现3个水生态区底栖硅藻的NH_4~+-N、TP保护阈值不同,水生态Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区的NH_4~+-N阈值分别为0.13、0.30、1.98 mg·L~(-1),TP阈值分别为0.04、0.06、0.20 mg·L~(-1).本研究可为浑太河3个水生态区底栖硅藻群落的保护和水生态区管理提供理论依据.     

白令海深海沉积物中与气候有关的氧化事件

<正> 引言美联邦地质调查局(USGS)巡测船S3-77在白令海阿留申盆地取得7个一套的重力岩心,岩心近表层有一薄层浅红褐色氧化层,其它均为绿灰色还原型沉积物。这个氧化层明显地代表了第四纪晚期的一个事件,这个事件影响了白令海深部的沉积物,但不影响白令海大陆架的沉积物。本报告的目的是提出数据和解释这个事件的模式。氧化层由褐色硅藻软泥组成,夹有灰绿色到橄榄色硅藻软泥。氧化层厚约8—10厘米,位于沉积物-水界面之下0—8厘米处。氧化层通常位于岩心5—10厘米     

基于eDNA宏基因组的草海湖泊硅藻群落及多样性分析

环境DNA(eDNA)技术作为新兴生物多样性监测方法,具有非侵入性、高效性及灵敏性的特点.为探究基于宏基因组测序的eDNA技术对喀斯特湖泊硅藻监测的适用性,以贵州草海为例,采集草海湖滨带的水样及表层沉积物样品,运用宏基因组学与eDNA相结合的方法,分析浮游及沉积硅藻的群落组成、生物多样性及KEGG代谢功能.结果表明：(1)草海硅藻群落共注释到4纲23目36科54属78种,在科分类阶元上以舟形藻科和海链藻科为优势类群.硅藻群落的Chao1指数平均值为42.88±15.35,Shannon-Wiener指数平均值为2.09±0.29.(2)硅藻群落KEGG通路功能最具代表性的是全局和概述图谱(global and overview maps),其次是能量代谢、翻译;优势KO基因主要为atpF基因、secA基因、rplT基因、rpoA基因、argH基因.(3)主坐标分析(PCoA)和相似性分析(ANOSIM)表明硅藻群落存在显著的环境介质差异;LEfSe分析揭示浮游硅藻群落的差异标志物主要为海链藻属(Thalassiosira)、小环藻属(Cyclotella),沉积硅藻主要是管状藻属(Fi...     

水文气象因素对东南山区水库硅藻异常增殖的影响

硅藻异常增殖是影响我国许多水库水质安全的生态灾害.为揭示水库硅藻异常增殖的影响因素,以我国东南丘陵地区大(Ⅱ)型水库天目湖沙河水库为例,基于8年逐月浮游植物群落结构及相关环境因子的监测,分析了硅藻(Bacillariophyta)及其优势属生物量与温度、降雨、水位、营养盐等环境因子之间的关系.结果表明,春季硅藻及其优势属的生物量主要受温度的影响,与水文、营养盐关系较弱;不同硅藻优势属与水温的关系差异较大:针杆藻(Synedra)的最佳生长温度为27℃,小环藻(Cyclotella)与曲壳藻(Achnanthes)的最佳生长温度为19℃,直链藻(Melosira)适合在低温下生长,生物量随温度升高而降低;硅藻生物量与环境因子的多元统计分析表明,硅藻总生物量、针杆藻和曲壳藻等优势属生物量峰值与降雨量显著性正相关(P0.05),小环藻生物量峰值与总磷、降雨量和水位显著性正相关,而与换水率显著性负相关,直链藻生物量峰值与总磷显著性正相关.年度硅藻峰值强度可以用降雨量强度和时间、冬春季的积温和溶解性总磷浓度等综合因素拟合预测.研究表明,对于我国东南丘陵山区中营养水平的水库而言,硅藻优势属的异常增殖事件受水文气象因素异常事件的影响较大,相比较而言对氮磷营养盐响应偏弱;在防控水库硅藻异常增殖灾害方面,除了积极开展流域营养盐削减措施之外,应当密切关注极端天气综合影响,采取相应的水文调节措施,开发切实有效的灾害预警技术.     

南四湖浮游硅藻季节性演替及其与环境因子的相关性

为研究南水北调东线工程调水对南四湖硅藻藻密度、种群结构变化的影响,于2010年5月—2013年4月在南四湖进行逐月采样,应用NMDS(non-metric multi-dimensional scaling,非度量性多元标度)分析硅藻种群组成的相似性,并通过冗余分析和Pearson相关性分析研究了硅藻种群结构和环境因子间的相关性. 结果表明:①共检出硅藻23属69种,硅藻藻密度在14.3×104~663.2×104 L-1之间,呈明显的季节性变化,表现为冬春季大于夏秋季;②硅藻种群演替呈明显的季节性变化,冬春季主要以冷水种尖针杆藻(冬春季所占比例分别为15.3%、24.0%)为主,夏秋季则以暖水种扭曲小环藻(夏秋季所占比例分别为17.8%、19.1%)为主;③氮磷营养盐水平、pH和表层水温是影响南四湖硅藻种群变化的主要环境因子. 南四湖硅藻种群对于环境因子变化的反应较为灵敏,可作为南四湖水质的潜在指示工具进行长期研究.      

渭河流域硅藻群落特征及水生态健康评价

为比较丰水期和枯水期硅藻群落结构特征的差异性,对渭河流域进行水生态健康评价,于2012年10月(丰水期)和2013年4月(枯水期)对渭河流域60个采样点进行调查. 结果表明,丰水期共采集到硅藻221种,枯水期为148种. 多响应置换过程结果显示,渭河水系、泾河水系和北洛河水系硅藻群落存在显著性差异. 丰水期渭河水系和北洛河水系硅藻丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数平均值分别为30、3.05、0.63和37、3.42、0.66,显著高于枯水期的23、2.11、0.46和23、2.52、0.56. 泾河水系丰水期和枯水期硅藻参数无显著性差异. 典范对应分析结果表明:丰水期影响渭河水系、泾河水系和北洛河水系硅藻群落结构的主要环境因子为Flux(流量)、ρ(SS)和ρ(TDS)(TDS为总溶解固体);枯水期主要影响因子分别为ρ(NH₄+)、ρ(SS)和Hard(硬度). 应用硅藻生物完整性评价法(D-IBI)和生物硅藻指数法(BDI)对渭河流域进行健康评价,其结果显示,渭河流域丰水期和枯水期整体健康状况一般,渭河水系上游及右岸支流、泾河水系源头及北洛河水系中游地区健康状况较好,渭河水系下游、泾河水系中下游以及北洛河水系上游和下游地区健康状况较差.      

环境污染及其防治 海洋污染及其防治

X55200603351鼠李糖脂对硅藻生长的影响及其选择性抑藻作用/龚良玉(中国海洋大学化学化工学院)…∥中国环境科学/中国环境科学学会.-2006,26(1).-96~100环图X-58以尖刺拟菱形藻[Pseudo-nitzschiapungens(PS0201-01]、双突角毛藻(Chaetoceros Didymus)、柔弱角毛藻(Chaertocerosdebilis)、旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)和新月菱形藻(Nitzschia-closterium)5种硅藻为研究对象,探讨了铜绿假单长的影响。结果表明,当鼠李糖脂的浓度从0.5mg/L至10.0mg/L逐渐递增时,对5种硅藻的生长表现出了不同程度的抑制作用。通过各海洋硅藻脂肪酸组…     

北方大型居住区景观水体富营养化特征研究

对天津某大型居住区内的一处景观水体进行了长期水质监测,结果表明:水体总磷(TP)、总氮(TN)含量分别为0.06~0.26 mg/L、0.69~2.6 mg/L;综合富营养化指数(TLI)为45~65,该景观水体属于中-富营养化水平;浮游植物群落主要由蓝藻、绿藻及硅藻组成。对位于下风向湖滨区水面漂浮絮体分析发现,该絮体主要成分为浮游植物,其活体成分以硅藻为主,藻密度达1.49×109个/L,显著富集氮(189.83 mg/L)、磷(27.4 mg/L)。若对该富集絮体进行定期打捞,可有效降低水体内源营养物质含量,有利于景观水体水质保持。     

汉江中下游冬春季硅藻水华成因研究

文章通过研究冬春季硅藻水华发生前后汉江中下游水质、水文及气象因素的变化,分析了环境因素对汉江中下游硅藻水华形成的影响。根据研究,汉江中下游硅藻水华发生时,浮游植物中以硅藻门种类最多,且以硅藻门的小环藻生物量最大。统计分析表明,汉江中下游冬春季硅藻生物量与平均气压、p H值、透明度呈显著负相关关系,而与化学需氧量、总氮指标呈显著正相关关系,说明早春季节特有的气候条件(气压值较低)、水文水质条件(枯水期水体流速缓慢、COD及氮含量略高、透明度较低)可能给硅藻生长繁殖创造了适宜条件,是汉江中下游硅藻水华发生的重要影响因素。     

鼠李糖脂对硅藻生长的影响及其选择性抑藻作用

以尖刺拟菱形藻[Pseudo-nitzschiapungens(PS0201-01)]、双突角毛藻(ChaetocerosDidymus)、柔弱角毛藻(Chaertocerosdebilis)、旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)和新月菱形藻(Nitzschiaclosterium)5种硅藻为研究对象,探讨了铜绿假单胞菌产鼠李糖脂类生物表面活性剂对海洋硅藻生长的影响.结果表明,当鼠李糖脂的浓度从0.5mg/L至10.0mg/L逐渐递增时,对5种硅藻的生长表现出了不同程度的抑制作用.通过各海洋硅藻脂肪酸组成的差异分析了鼠李糖脂对不同硅藻生长抑制作用具有差异的原因.结果表明,这种差异性与各海洋硅藻生物膜的脂肪酸组成不同相关,海洋硅藻的各种多不饱和脂肪酸的含量越低,相对应的96h-EC50值越低,鼠李糖脂对其生长抑制作用越强,反之亦然.进一步探讨了鼠李糖脂抑藻效果与分属不同门类的多种海洋微藻的脂肪酸组成的关系,确证了鼠李糖脂的选择性抑藻作用与不同海洋微藻生物膜的脂肪酸组成不同相关.     

三峡水库干流底栖硅藻群落组成及其与环境因子的关系

为了解三峡水库长江干流不同水文期底栖硅藻群落变化及其与环境因子的关系,分别于非蓄水期(2015年7～9月)和蓄水期(2015年12月～2016年3月)对干流32个样点进行底栖硅藻采集和分析.结果表明,蓄水期与非蓄水期在水温(WT)、水下光强(PAR)、p H、电导率(Spc)、溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)、浊度(Tur)、透明度(SD)、流速(v)和高锰酸盐指数具有显著性差异. 2个水情期共鉴定出底栖硅藻96种,隶属28属,非蓄水期鉴定出13种优势种,蓄水期鉴定出3种,且2个时期优势种在组成和分布上存在一定的差异,但α-中污染性、富营养化的种类变异直链藻(Melosira varians)为两个时期的绝对优势种.通过冗余分析(RDA)发现,非蓄水期显著影响长江干流底栖硅藻群落组成的环境因子是pH、流速和正磷酸盐,且上、下游样点存在明显分区;而蓄水期影响底栖硅藻群落的主要环境因子是水温、浊度、高锰酸盐指数和溶解氧,上、下游样点分区不明显.这些结果表明三峡库区蓄水对底栖硅藻群落组成具有重要影响,导致群落结构发生变化.     

铁屑-微生物协同还原去除水体中Cr(Ⅵ)研究

考察了铁屑和微生物对受污染水体中Cr(Ⅵ)的还原去除能力以及Cr(Ⅵ)去除效率的影响因素,分析了反应后铁屑表面的组成以及Cr(Ⅵ)还原产物的形态特征.结果表明,铁屑-微生物协同处理对水体Cr(Ⅵ)的去除具有促进作用,在18 h内Cr(Ⅵ)去除率就可达到100%.在25～42℃范围内,温度升高有利于Cr(Ⅵ)的去除;Cr(Ⅵ)还原去除的最适宜初始pH为5.8.Cr(Ⅵ)去除效率随着铁屑投加量和微生物接种量的增大而增大,随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而减小.Mn2+、Zn2+、Co2+、Cu2+和Ni2+离子对Cr(Ⅵ)的还原去除都有一定的抑制作用,其中Mn2+的影响最小,Ni2+的抑制作用最为明显.XPS分析结果显示,铁屑表面吸附和沉积了Cr元素,且有Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)两种价态;Cr2p3/2轨道处的出峰由Cr(Ⅲ)在(576.8±0.1)eV处的峰和Cr(Ⅵ)在(578.1±0.1)eV处的峰叠加而成,还原产物Cr(Ⅲ)极有可能以Cr(OH)3以及铁铬氧化水合物[FexCr1-x(OH)3]形式存在.     

太子河流域硅藻群落与驱动因子的定量关系

定量研究水生生物对水环境参数的适宜值是评估栖息地质量和维持生物完整性的主要途径. 以辽宁省太子河流域为研究范例,选择Y(优势度指数)大于0.000 1的硅藻为研究对象,结合水环境参数,采用CCA(典范对应分析)、CART(分类回归树)和WA(加权平均回归分析)等方法,分析硅藻与水环境因子的关系,并计算硅藻对驱动因子的最适值. CCA结果表明,IOS(底质指数)、ρ(TDS)(TDS为总溶解固体)和ρ(COD_Mn)是硅藻群落的驱动因子;CART预测结果表明,IOS高的水环境硅藻密度高于IOS低的水环境,ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)低的水环境硅藻密度高于ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)高的水环境;WA结果显示,96种硅藻对IOS、ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)的最适值范围分别为1.00~6.44、60.29~820.30 mg/L和0.46~2.89 mg/L. 钝端菱形藻解剖刀变种和尖端菱形藻适宜栖息于IOS较低而ρ(COD_Mn)较高的水环境, Gomphonema trancatum和肿大桥弯藻则适宜栖息于IOS较高的水环境;缠结异极藻二叉变种和尖细异极藻适宜栖息于ρ(TDS)较高的水环境,弧形峨眉藻和克洛钝脆杆藻则适宜栖息于ρ(TDS)较低的水环境;弧形峨眉藻和隐头舟形藻威蓝变种适宜栖息于ρ(COD_Mn)较低的水环境. 针杆藻和桥弯藻对IOS的最适值高于舟形藻和菱形藻以及其他藻种,96种硅藻对ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)的最适值均表现为菱形藻和异极藻较高、针杆藻和桥弯藻较低.