Cu(Ⅱ)对海洋浮游植物生长影响的初步研究

选择赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo Hada)、三角褐指藻(Pheodactylum tricornutum Bohlin)、海洋原甲藻(Prorocentrum micans Ehrenber)、裸甲藻(Gymnodinim sp.)、亚心型扁藻(Platymonas subcordiforus)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus Cleve)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum(Greville)Cleve)、青岛大扁藻(Platymonashelgolanidica)8种浮游植物,采用一次培养实验方法,研究了重金属Cu(Ⅱ)对海洋浮游植物生长的影响,并在Logistic生长模型的基础上结合Lorentz方程和GaussAmp方程,引入Cu(Ⅱ)浓度项,建立了Cu(Ⅱ)胁迫下海洋浮游植物生长动力学模型——Logistic-W模型,描述了Cu(Ⅱ)存在条件下海洋浮游植物的生长过程.结果表明,较高浓度Cu(Ⅱ)对8种浮游植物的生长普遍具有抑制作用,而较低浓度Cu(Ⅱ)则可促进旋链角毛藻、中肋骨条藻、青岛大扁藻的生长;Lorentz方程可以描述Cu(Ⅱ)浓度对浮游植物生长速率参数的影响,而GaussAmp方程可以描述Cu(Ⅱ)浓度对浮游植物生物量的影响;Cu(Ⅱ)胁迫下浮游植物的生长可用动力学方程Logistic-W描述,实验验证该模型合理,其拟合相关系数R2为0.817～0.993,平均为0.916.论文提出的生长模型可以预测不同浓度Cu(Ⅱ)胁迫下海洋浮游植物的生长情况,也可根据浮游植物的生长情况推测相应海区的Cu(Ⅱ)浓度.     

镉和铁及其交互作用对植物生长的影响

镉是植物的非必需元素，而铁是植物生长发育过程中必不可少的元素。虽然这两种元素对植物的作用是截然相反的，但是它们在植物体内存在着交互作用关系，相互影响着对方功能的发挥。供给植物足够的铁可极大地缓解植物的镉污染毒害，利于植物合成更多的叶绿素，促进光合作用进行，降低镉对氨基酸、蛋白质合成以及酶活性的影响。相反，镉污染将诱导植物的铁营养缺乏。渍水植物根表形成的铁氧化物胶膜可促进植物对镉的吸收。     

铁限制对铜绿微囊藻光系统活性变化的影响

通过研究铁限制时铜绿微囊藻光系统活性的变化,了解铁限制控制铜绿微囊藻水华过程的机制.结果表明,铁限制使光合效率Fv/Fm明显降低,光系统Ⅱ接受的能量总体上呈减少趋势.超低温荧光发射光谱显示,铁缺乏限制了藻细胞光系统Ⅰ的活性,而相对促进了光系统Ⅱ荧光叶绿素复合物的产生,说明铁限制使铜绿微囊藻细胞的光能分配更趋向于光系统Ⅱ,其中的CP47蛋白荧光几乎完全消失,CP43蛋白荧光则相对增加.     

惠州西湖生态修复对浮游植物的影响

2007年广东惠州西湖子湖-南湖采用水生植被构建和修复等措施改变湖泊水质。通过2010年2月至11月对南湖和未修复的平湖的浮游植物群落的调查比较,研究湖泊生态系统修复对浮游植物群落结构的影响。结果表明：（1）南湖的浮游植物多样性指数高于平湖,两者峰值分别为1.93（nit）,0.88（nit）,分别在8月和2月,两湖均呈现2、8月高峰,5、11月低谷的变化特征。（2）南湖的浮游植物群落呈隐藻-绿藻（四尾栅藻Scenedesmus quadricuda）-甲藻（多甲藻Peridinium sp.）变化模式,平湖则全年以蓝藻门占绝对优势,优势种为银灰平列藻（Merismipedia sp.）和湖丝藻（Limnolothix sp.）。（3）南湖浮游植物的生物量和细胞丰度的平均值均远低于平湖。由此可知,重建水生植被为主的生态修复手段是抑制浮游植物发展和改善湖泊水环境的有效途径。     

洞庭湖浮游植物增长的限制性营养元素研究

近20年水质监测资料表明,洞庭湖水体富营养化日趋严重。洞庭湖水体主要污染物为氮和磷,而营养盐赋存形态及其含量对浮游植物生长的影响在洞庭湖尚未见报道。2011年9月至2012年8月对洞庭湖浮游植物生物量及主要营养盐赋存形态与含量进行监测,同时利用藻类增长的生物学（NEB）评价方法对限制浮游植物增长的营养盐进行了研究,并分析了浮游植物生物量与各营养元素之间的相关性。结果表明：洞庭湖主要污染物总氮（TN）和总磷（TP）的年平均值分别为1.90 mg·L-1和0.093 mg·L-1,溶解态无机氮（DIN）平均占ρ（TN）比例为87%,溶解态总磷（DTP）平均占ρ（TP）比例为70%。洞庭湖水体中,DIN是TN的主要贡献者,且不同形态DIN的贡献大小依次为ρ（NO3--N）〉ρ（NH4＋-N）〉ρ（NO2--N）;磷形态组成中,TP主要以溶解反应性磷（SRP）存在。春季洞庭湖水体中ρ（TN）、ρ（TP）较高,这一结果可能源于春季面源污染。洞庭湖水体中ρ（Chla）与氮显著正相关,与磷显著负相关。NEB 实验结果表明氮对洞庭湖浮游植物生长有明显的促进作用,其幅度随氮浓度的增加而加强,而磷对浮游植物的生长影响不大,有时出现抑制作用,硝态氮与磷之间不存在交互作用。因此,氮可能是洞庭湖浮游植物增长的主要限制性营养因子,这一研究暗示在洞庭湖富营养化控制过程中应特别注重氮的控制。     

惠州西湖浮游植物磷脂脂肪酸特征研究

对富营养化水体常见浮游植物进行了分离和培养,测定了其磷脂脂肪酸（PLFA）。同时,检测了惠州西湖浮游植物的磷脂脂肪酸;结合惠州西湖浮游植物群落组成数据,分析了浮游植物磷脂脂肪酸特征及其与浮游植物群落结构的关系。结果表明：结合PLFA与细胞丰度和生物量的分析,α-亚麻酸（18：3ω3）的质量浓度与蓝藻（除湖丝藻外）呈正相关;二十碳四烯酸ARA（20：4ω6）和二十二碳六烯酸DHA（22：6ω3）的质量浓度与硅藻呈正相关;二十碳五烯酸EPA（20：5ω3）和16：3ω3的质量浓度与绿藻呈正相关等,其中16：3ω3为绿藻门独有的脂肪酸。这些均与室内实验得到的结果相符合。本研究表明,磷脂脂肪酸可以作为生物标志物来分析浮游植物组成,它将是一种可行的研究浮游植物群落结构的新方法。     

采伐迹地青()和云杉两种人工群落生长规律的初步研究

研究了采伐迹地32a生的青(x)(Picea wilsonii)和29 a生的云杉(Picea asperata)两种人工群落平均木地径(Db/cm)、胸径(DBH/cm)、树高(h/m)、生物量(Vind/m3)以及群落的生物量(V/m3hm-2)生长过程,探讨了两群落的生物量和两种群个体数分布规律.主要结果为:①云杉的平均带皮地径(Dbb/cm)、带皮胸径(DBHb/cm)、平均h和Vind分别为16.3、12.9、9.14、0.05908,而青的则分别为8.1、5.2、5.65、0.00571.②云杉和青群落的V/m3.hm-2分别是155.09和23.55.③云杉Db、DBH、h、和Vind生长高峰期分别在树龄10～16 a、14～18 a、20～24 a和20 a;而青(x)的上述值生长高峰期则分别在树龄24 a、18～22 a、20～24 a和32 a.④按胸径级分布,云杉和青(x)群落中胸径＜13 cm的个体的V分别占各群落总生物量(Vt)的25.51%和100%;其个体数分别占各群落总个体数的58.74%和100%.⑤按生长级分布,云杉和青群落的I、II级木的V分别占各群落Vt的90%和57.64%;其个体数分别占各群落总个体数的63.7%和22.08%.     

增温及秸秆施用对大豆-冬小麦轮作农田土壤真菌群落组成及多样性的影响

为研究增温及秸秆施用对农田土壤真菌群落组成及多样性的影响,设置随机区组田间试验,试验包括对照（CK）、增温（WA）、秸秆施用（SA）、增温及秸秆施用（WS）4个处理,采用高通量测序研究大豆(Glycine max L.)-冬小麦(Triticum aestivum L.)轮作农田土壤真菌门、纲、目水平上的组成及α、β多样性。结果表明,在门水平上,大豆田相对丰度最高的土壤真菌门包括子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、接合菌门（Zygomycota）等,WA处理子囊菌门相对丰度显著低于CK(P=0.023)及SA(P=0.007)处理,且与WS处理存在边缘显著差异（P=0.063）。在纲水平上,增温减少了相对丰度最高的粪壳菌纲（Sordariomycetes）相对丰度,但秸秆施用抵消了增温的这种效应。在目水平上,大豆田相对丰度最高的土壤真菌目为肉座菌目（Hypocreales）。冬小麦田相对丰度最高的真菌门、纲与大豆田相同。冬小麦田CK与WS处理子囊菌门相对丰度之间存在显著差异（P=0.047）,各处理粪壳菌纲、肉座菌目相对丰度之间无显著差异（P>...     

单种和多种群落湿地对污水的净化效果和植物生长生物量研究

对单种和多种植物人工湿地对污水的净化效果和植物生长生物量进行了研究.结果表明,两种湿地对有机物CODcr的净化效果差异不明显,但多种群落湿地对TP的净化效果优于单种群落湿地,而单种群落湿地对TN的净化效果又强于多种群落湿地.风车草在单种群落里生长旺盛,而在多种群落里生长稍差,单种群落的群落覆盖度明显高于多种群落的群落覆盖度;单种群落地上部分生物量为2395.6g/m2,比多种群落的地上部分生物量多1倍强,而多种群落的地下部分生物量为688.0g/m2,比单种群落的地下部分生物量多80%强;植物根系主要分布在0～5cm表层,该层根系生物量占根系总生物量的60%强.图1表2参12     

富营养化水体降磷对浮游植物群落结构特征的影响

浮游植物是水生态系统中物质循环和能量流动的基础,作为初级生产者,浮游植物的群落结构直接影响着水生态系统的结构和功能。在水产养殖生产中,如何根据养殖生物对生活环境的需求开展精准培水、定向培水,培养养殖生物所需要的浮游植物,在维持养殖水域生态平衡的同时又能为养殖生物提供一定的饵料资源,这一直是摆在水产科技工作者面前的重要难题和研究热点。已有的资料大都是通过添加磷的方式研究磷改变对浮游植物生长的影响,而有关富营养化水体降磷对浮游植物群落结构影响的研究尚未见报道。为此,试验通过向取自富营养化湖泊的水体中加入磷去除剂,采用Pielou均匀度指数、Mcnaughton优势度指数和Shannon多样性指数,研究自然水体中的磷被降低后水体浮游植物群落结构的变化情况。结果表明,所取富营养化水体中共检出绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta）、裸藻（Euglenophyta）、隐藻（Cryptophyta）、甲藻（Pyrrophyta）6门29种（包括变种和变型）;其中绿藻、蓝藻、硅藻、隐藻、裸藻、甲藻分别有7、4、2、1、1种,分别占总种数的24.13%、13.79%、6.90%、3.45%、3.45%。富营养化水体降磷后,虽然试验组和对照组在浮游植物种类组成上没有差异,但浮游植物群落结构特征发生了很大变化,浮游植物数量明显降低,由13 238.8×104cells·L-1降低至3 997.5×104cells·L-1,下降了69.8%;浮游植物优势种从1门（蓝藻（Cyanophyta））6种增加到3门（绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta））12种,优势度指数从97.29%降低至86.30%,优势种门数和优势种种数远远高于对照组,优势度明显低于对照组;同时,浮游植物多样性指数和均匀度分别从1.85和0.38升高至2.60和0.54,显示出试验组浮游植物多样性和均匀度优于对照组。研究表明富营养化水体降磷对浮游植物群落结构产生了明显影响,使群落结构处于更加复杂、完整和稳定的状态。     

Nutrient-limited toxin production and the dynamics of two phytoplankton in culture media: A mathematical model

In this paper we have proposed and analyzed a simple mathematical model consisting of four variables, viz., nutrient concentration, toxin producing phytoplankton (TPP), non-toxic phytoplankton (NTP), and toxin concentration. Limitation in the concentration of the extracellular nutrient has been incorporated as an environmental stress condition for the plankton population, and the liberation of toxic chemicals has been described by a monotonic function of extracellular nutrient. The model is analyzed and simulated to reproduce the experimental findings of Graneli and Johansson [Graneli, E., Johansson, N., 2003. Increase in the production of allelopathic Prymnesium parvum cells grown under N- or P-deficient conditions. Harmful Algae 2, 135–145]. The robustness of the numerical experiments are tested by a formal parameter sensitivity analysis. As the first theoretical model consistent with the experiment of Graneli and Johansson (2003), our results demonstrate that, when nutrient-deficient conditions are favorable for the TPP population to release toxic chemicals, the TPP species control the bloom of other phytoplankton species which are non-toxic. Consistent with the observations made by Graneli and Johansson (2003), our model overcomes the limitation of not incorporating the effect of nutrient-limited toxic production in several other models developed on plankton dynamics.     

深圳湾浮游植物的季节变化

2008年2月至11月对深圳湾的浮游植物和理化环境因子进行了4个季度月的调查,结果共检出浮游植物150种（包括变种和变型）：春季66种、夏季72种、秋季54种、冬季50种,其中硅藻门36属108种,甲藻门14属36种,绿藻门3属3种,蓝藻门2属3种。优势种共有湖沼圆筛藻Coscinodiscus lacustris、中肋骨条藻Skeletonema costatum、夜光藻Noctiluca scientillans 3种：春季1种、夏季1种、秋季1种、冬季2种,优势种群由春夏季的湖沼圆筛藻演替至秋季的中肋骨条藻、冬季的中肋骨条藻和夜光藻,没有全年广布优势种;4季均出现的种类共有9种,其中硅藻8种,甲藻1种,各季节间共有种类数在13～31种,Jaccard种类相似性指数范围在0.12~0.35,季节更替明显。多样性指数和均匀度的变化范围分别为0.006~1.724和0.001~0.306,群落结构较脆弱。细胞密度在1.25×107~217.90×107 cells.m-3,夏季最高,春季次之,冬季最低,属季节单峰型变化,与一般亚热带春、秋季出现密度高峰不一致,这与深圳湾陆源营养物质的扰动有关,其无机氮和活性磷酸盐含量均劣于国家海水水质标准的四类水,因此,该海域水质营养类型属于亚热带富营养型。细胞密度与硅酸盐呈极显著的负相关,相关系数为-0.446（p〈0.01,n=36,双尾）,与水温呈显著的正相关,相关系数为0.371（p〈0.05,n=36,双尾）,与其他因子的相关性不明显。从优势种的种类数和多样性指数分析,深圳湾浮游植物的群落结构已趋于单一化,生态系统抗干扰能力极为脆弱。     

大亚湾浮游植物群落结构变化及其对水温上升的响应

大亚湾核电站1994年建成运行。文章研究大亚湾长时期的生态和环境变化,分析大亚湾浮游植物群落结构变化与环境变化,特别是水温上升的相关性。研究显示,网采浮游植物种类数目在1994年后减少了16种;1994—2004年间,网采浮游植物细胞相对密度以2.13×107m^-3·a^-1的速率下降,而在1985—2004年间核电站建站的下降速率为2.85×106m^-3·a^-1;与1982年和1994年相比,1998年的浮游植物群落优势种中细胞个体相对较大的种的比重下降,细胞个体相对较小的种的比重上升;从1985年到2003年,叶绿素a（Chl-a）质量浓度的上升速率为0.069mg·m^-3·a^-1,而1994年到2003年的上升速率加快,为0.076mg·m^3·a^-1。与此同时,大亚湾的水温在1994年后明显上升,海水盐度、溶解氧（DO）、化学耗氧量（COD）、和营养盐在1994年后变化幅度也增大。研究结果揭示,核电站热排放导致的水温上升是影响大亚湾浮游植物群落结构的主要因素。     

Succession and growth limitation of phytoplankton in the Gulf of Bothnia (Baltic Sea)

A one year field study of four stations in the Gulf of Bothnia during 1991 showed that the biomass was ca. two times, and primary productivity ca. four times, lower in the north (Bothnian Bay) than in the south (Bothnian Sea) during the summer. Nutrient addition experiments indicated phosphorus limitation of phytoplankton in the Bothanian Bay and the coastal areas in the northern Bothnian Sea, but nitrogen limitation in the open Bothanian Sea. A positive correlation between the phosphate concentration and the production/biomass ratio of phytoplankton was demonstrated, which partly explained the differences in the specific growth rate of the phytoplankton during the summer. Differences in photosynthetic active radiation between the stations also showed a covariation with the primary productivity. The relative importance of nutrient or light limitation for photosynthetic carbon fixation could not, however, the conclusively determined from this study. Marked differences in phytoplankton species composition from north to south were also observed. The number of dominating species was higher in the Bothnian Sea than in the Bothnian Bay. The distribution of some species could be explained as due to nutrient availability (e.g. Nodularia spumigena, Aphanizomenon sp.), while salinity probably limits the distribution of some limnic as well as marine species. The potentially toxic phytoplankton N. spumigena, Dinophysis acuminata and Chrysochromulina spp. were common in the Bothnian Sea but not in the Bothnian Bay. The pico- and nanoplankton biomass during late summer was higher than previously reported due to a revised carbon/volume ratio.     

湄洲湾浮游植物群落结构特征与水质污染关系分析

通过湄洲湾水质状况和浮游植物群落结构及特征指数的分析,认为湄州湾目前总体上仍属轻污染寡营养型,但中、内湾有机污染物排放已使浮游植物群落结构和稳定性发生改变,存在富营养化和产生赤潮可能性。