Picoplankton and virioplankton abundance and community structure in Pearl River Estuary and Daya Bay, South China

By using flow cytometry techniques, we investigated the abundance and composition of the heterotrophic prokaryotes, virioplankton and picophytoplankton community in the Pearl River Estuary and Daya Bay in the summer of 2012. We identified two subgroups of prokaryotes, high nucleic acid(HNA) and low nucleic acid(LNA), characterized by different nucleic acid contents. HNA abundance was significantly correlated with larger phytoplankton and Synechococcus(Syn) abundance, which suggested the important role of organic substrates released from primary producers on bacterial growth. Although LNA did not show any association with environmental variables, it was a vital component of the microbial community. In contrast to previous studies, the total virioplankton concentration had a poor relationship with nutrient availability. The positive relationship between large-sized phytoplankton abundance and the V–I population confirmed that V–I was a phytoplankton-infecting viral subgroup. Although the V–II group(bacteriophages)was dominant in the virioplankton community, it was not related with prokaryotic abundance, which indicated factors other than hosts controlling V–II abundance or the uncertainty of virus-host coupling. With respect to the picophytoplankton community,our results implied that river input exerted a strong limitation to Syn distribution in the estuary, while picoeukaryotes(Euk) were numerically less abundant and showed a quite different distribution pattern from that of Syn, and hence presented ecological properties distinct from Syn in our two studied areas.     

LNA和HNA细菌在反硝化过程中的迁移特征分析

低核酸（low nucleic acid,LNA）和高核酸（high nucleic acid,HNA）细菌在不同环境条件下表现出不同特性,当前尚不清楚反硝化过程对细菌的影响。为此,通过对不同反硝化条件下游离态的LNA和HNA细菌沿程变化情况及相关细菌群基因测序分析,发现游离菌在反硝化过程中会快速增多,且反硝化速率越大,增速越高。结果显示:反硝化时LNA细菌比HNA细菌更快脱离污泥絮体,只有在反硝化达到一定程度,使絮体结构疏松甚至破碎时HNA细菌才会表现出快速增多,由此推测低核酸（LNA）细菌位于污泥表面或者填充于絮体之间,而高核酸（HNA）细菌是污泥絮体的骨架部分。淀粉在反硝化时会因其网捕作用使游离菌减少,但乙酸钠的反硝化作用比淀粉的网捕作用对游离菌的影响更为显著。同时HNA细菌具有较高的丰度和多样性,是主要功能菌,而LNA细菌对反硝化反应能做出更快的响应,可作为反硝化启动的指示参数。     

基于流式细胞特性的LNA和HNA细菌相关性研究

采用流式细胞技术分析了7种不同陆地环境介质中LNA和HNA细菌的浓度变化及流式细胞特性特征.结果显示,在水体和土壤等环境中都存在LNA和HNA细菌的分类,其中,土壤环境中LNA细菌浓度(10⁷~10⁸cells/g数量级)高于水环境中浓度(10⁵~10⁶cells/mL数量级),但其相对比重(29.80%~33.94%)低于水环境(除地下水外,21.60%)中LNA细菌(42.25%~65.92%),主成分分析(PCA)显示水体和土壤环境介质中LNA和HNA流式细胞参数具有明显差异;相关分析表明,LNA与HNA细菌的流式细胞参数(绿色荧光信号FL1和侧向散色信号SSC)之间具有显著相关性(FL1:R²=0.711, P<0.01, SSC:R²=0.762, P<0.01),在不同生态系统中SSC变异大于FL1变异.结果表明,LNA和HNA细菌之间既不是各自对应的某一特殊生理阶段细菌,也不是两个完全相互独立的细菌群体,而是具有特殊共变关系的细菌.     

沙尘和灰霾沉降对黄海春季浮游植物生长的影响

大气沉降可为上层海洋带来生物可利用性的营养元素(如N、P、Fe等),从而改变浮游植物的初级生产过程及群落结构,并影响海洋的碳循环.于2014年春季在南黄海开展2次船基围隔培养实验,通过人工添加沙尘、灰霾颗粒及多种营养盐来模拟大气沉降对海洋表层浮游植物生长的影响,结果表明:南黄海北部B07站浮游植物生长主要受到磷限制;南黄海中部H10站则主要受氮限制.沙尘添加在B07站和H10站均显著促进小型和微型浮游植物生长,对微微型浮游植物生长的促进作用不明显.灰霾添加在B07站对浮游植物生长总体呈现抑制作用,且主要抑制小型和微型浮游植物生长,对微微型浮游植物则为先抑制后促进;在H10站对浮游植物的影响整体呈现先抑制后促进,培养前期对各粒级浮游植物均有抑制作用,培养后期对微型和微微型浮游植物有促进作用.     

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。     

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.      

钦州湾外湾海域浮游植物群落结构季节变化及其影响因素分析

2013—2014年在钦州湾外湾海域共进行了4次现场调查,研究了水采浮游植物群落结构季节变化特征及其与环境因子的相关关系。共鉴定出浮游植物8门71属148种（包括变型和变种）,群落组成以硅藻为主,甲藻次之。优势种仅在2014年12月为定鞭藻球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）,其他航次均为多种硅藻,并多为广温性种。不同站位、不同季节的浮游植物物种组成和细胞丰度差异明显。除2014年12月,其他3个航次浮游植物群落多样性指数及均匀度指数较高,群落结构较稳定;2014年12月钦州湾爆发棕囊藻赤潮,与环境条件密切相关,对该海域浮游植物群落结构组成造成影响。使用PRIMER 6进行多元统计分析表明,4个航次浮游植物群落结构存在显著性差异,丰度与环境因子之间有良好的相关性,其中丰度在2013年11月和2014年12月与氮存在较好的相关性;在2014年4月也体现出与无机磷较好的相关性;温度、盐度与丰度相关性主要体现在2014年8月。调查研究发现近年来,钦州湾浮游植物群落结构较为稳定。     

太湖武进港区域浮游植物群落特征及其主要水质污染影响因子分析

2009年7月丰水期和2010年1月平水期对太湖武进港区域13个点的浮游植物进行调查,丰水期共鉴定出浮游植物6门24科46属,以绿藻和蓝藻居多,平均密度为14.8×10^6cell/L;平水期共鉴定出浮游植物5门18科29属,以硅藻为优势门类,平均密度为3 113 cell/L.浮游植物群落结构季节差异显著,丰水期密度...     

淀山湖浮游植物数量消长及其与环境因子的关系

根据2004年1月～2006年12月逐月测得的淀山湖浮游植物数量,以及水温、风力、透明度、氮磷营养盐、高锰酸盐指数等环境数据,运用Pearson相关分析和典范对应分析（CCA）对淀山湖浮游植物数量消长与环境因子的关系进行了探讨,以期为有效防治淀山湖藻类水华提供科学依据.相关分析表明,在已处于中-富营养及以上水平的淀山湖...     

千岛湖浮游植物群落结构的垂向分布特征及其影响因素

深水湖库浮游植物群落结构具典型垂向分异特征,是其水质和生态系统功能的考量要素之一;但对深水湖库浮游植物垂向分异的季节变化规律及其成因仍认识不清.以深水湖库千岛湖为例,通过春、秋两季全湖12个点位浮游植物群落结构及同步水质指标剖面变化的调查,揭示了典型深水湖库浮游植物群落结构的垂向分布特征及影响因素.结果表明,春季浮游植物丰度和叶绿素a最大值出现在次表层(2～5 m),而秋季浮游植物丰度和叶绿素a则在表层达到最大值,然后均随水深增加而下降.千岛湖浮游植物优势种属在垂向上呈现明显的分层特征,具体而言,春季表层和次表层主要以隐藻和假鱼腥藻为主,中层隐藻占据优势,而底层小环藻细胞丰度明显高于其他藻属;秋季表层优势属为假鱼腥藻和束丝藻,在次表层和中层,细鞘丝藻和假鱼腥藻占据优势地位,底层细鞘丝藻成为唯一优势属.此外,水体关键环境指标也存在明显的垂向变化,春季水体氮和磷营养盐浓度与水深呈负相关,而秋季则呈相反趋势;统计分析表明春季浮游植物丰度垂向分布与磷酸盐浓度显著正相关,秋季浮游植物丰度垂向分布则与光照强度呈现显著正相关,而水温、硝态氮和总氮则是驱动两季浮游植物优势属垂向分布的主要因素.综上所述...     

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.      

富营养化水体中微囊藻、菌、病毒数量关系初步研究

通过测定铜绿微囊藻、菌、病毒的数量以及总磷、总氮的浓度变化,研究了富营养化水体中藻、菌、病毒之间的数量关系。结果表明:病毒和第二天的藻细胞数呈显著负相关(r=-0.655,P0.01),其显著水平高于与当天藻细胞数的相关性(r=-0.578,P0.05),菌和第二天的藻也具有显著负相关性(r=-0.500,P0.05),回归分析表明,病毒的波动能够解释51.9%的藻细胞数的变化,菌的波动能够解释46.4%的藻细胞数的变化,藻细胞数与菌数的回归方程的确定系数低于藻细胞数与病毒数的确定系数。此外,藻和总磷存在极显著负相关性(r=-0.747,P0.01),病毒和总磷之间存在极显著正相关(r=0.857,P0.01)。上述结果说明,浮游病毒和浮游细菌丰度是影响藻类数量的重要因子,且富营养化水体中的浮游病毒可以通过裂解宿主细胞而加速了磷元素的循环。     

基于g23基因的武汉东湖T4类浮游病毒遗传多样性

选取武汉东湖的2个子湖——郭郑湖和庙湖,分别在冬季和夏季采样,对T4类浮游病毒的g23基因进行PCR扩增,经连接转化后,随机挑选克隆子进行测序.结果表明,共得到46条有效序列,根据系统发育分析发现其明显分为6个组,显示出较高的多样性且具有明显的时空差异,说明富营养化水平的差异和季节变化将对浮游病毒的种群结构产生影响.仅部分g23序列与海洋T4类浮游病毒同源性较高,另一部分序列则可能代表了淡水富营养化水体中特有的浮游病毒类群.人为干扰会明显影响某些淡水水体中T4类浮游病毒的遗传多样性.     

黄骅港附近海域浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系

为探究黄骅港生产运营对周边海洋生态环境产生的影响,本研究以2017年4个月黄骅港附近海域的生态现状调查数据为基础,分析该海域浮游植物群落结构特征,同时,应用冗余分析（RDA）研究了环境因子对黄骅港附近海域浮游植物群落结构的影响。结果显示,4个月共发现浮游植物74种,分隶于硅藻、甲藻以及蓝藻3个植物门、35个属;浮游植物优势种主要为硅藻,4个月的浮游植物优势种存在明显的交叉与季节演替;4个月浮游植物丰度为（19.4～2095.6）×104 cells/m3,平均为762.2×104 cells/m3,以秋季最高,春季最低,浮游植物丰度空间分布整体均表现出近岸高远岸低的分布趋势;4个季度浮游植物多样性均处于较好水平,多样性指数（H′）为2.23～2.88,夏季最高,春季最低。聚类分析（CA）结果表明,该海域浮游植物群落可以明显分为4个地理类群;RDA分析结果显示,溶解氧、悬浮物、温度、石油类以及溶解无机磷是影响该海域浮游植物群落结构的最主要环境因子,除关注港口清淤、锚地船舶排污等生产过程外,黄骅港还应加强对附近入海河流的监测,及时预警浮游植物群落结构剧变或赤潮等生态灾害。     

苏州平原河网区浅水湖泊冬夏季浮游植物群落与环境因子的典范对应分析

2005年12月和2006年6月对苏州平原河网区57个浅水湖泊的浮游植物群落进行了调查,共检出浮游植物8门62属73种,浮游植物主要由绿藻、硅藻和蓝藻组成.冬季浮游植物平均丰度为254.88×10⁴cells·L^-1,硅藻门丰度占总丰度的62.3％;夏季浮游植物平均丰度为2 704.28×10⁴cells·L^-1,蓝藻门丰度达93.5％.运用典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)对调查范围内的57个样点62属浮游植物与11个环境因子关系进行研究.结果表明,水温、高锰酸盐指数、NO^-₃-N和TN是影响苏州平原河网区浅水湖泊浮游植物群落分布的主要环境因子,在冬季,pH、NH⁺₄-N及TP也是主要的影响因子;浮游植物中硅藻对环境变化具有较强的适应性,绿藻能耐受较高的高锰酸盐指数、氮磷营养盐和TOC浓度,而蓝藻对环境因子的响应有待进一步的研究.     

野外模拟扰动方式对太湖浮游植物群落结构的影响

浮游植物是水生生态系统的重要生产者,扰动是水体的固有特征.为探究扰动方式对浮游植物的影响,通过野外模拟试验探讨不同扰动方式（持续扰动和间歇扰动）对太湖浮游植物的影响,并在试验期间测定各扰动条件下浮游植物生长和群落结构变化情况.结果表明:①对照组、间歇扰动组和持续扰动组中浮游植物平均生物量分别为5.92、19.42、58.27 mg/L,平均细胞密度为1.06×108、1.23×108、3.48×108 L-1,持续扰动组浮游植物生物量和细胞密度显著高于对照组和间歇扰动组.②在间歇扰动组中,浮游植物优势种始终是微囊藻,其占比平均值为84.61%;对照组和持续扰动组中,浮游植物主要优势种由微囊藻逐渐转变为湖生伪鱼腥藻,其中微囊藻占比从试验开始时的77.84%到试验结束时分别降至4.72%和5.62%,而湖生伪鱼腥藻从试验开始时的0.55%到试验结束时分别升至94.40%和90.52%.③对照组、间歇扰动组和持续扰动组中Shannon-Wiener指数分别为1.02、1.03和1.63,持续扰动组显著高于对照组和间歇扰动组.研究显示,在该试验条件下,间歇扰动有利于维持微囊藻在太湖浮游植物中的优势地位,同时表明扰动方式显著影响太湖浮游植物生长和群落结构.      

丹江口水库真核浮游植物群落分布特征及其与环境因子的关系

浮游植物是湖库生态系统物质循环和能量流动的主要参与者,了解其群落组成对保护水生生态系统平衡具有重要意义.2021年6月在南水北调中线工程水源地丹江口水库淅川库区设置7个采样点,分4层分别在0.5、5、10和20 m处共采取28个样品.采用高通量测序测定真核浮游植物群落结构,分析真核浮游植物群落在水平和垂向上的分布特征.采用冗余分析探讨了浮游植物主要类群与环境因子的关系.结果表明：①库区真核浮游植物共12门68属,物种为甲藻-硅藻-绿藻型结构.水平方向上浮游植物群落差异较大,各采样点垂直方向上浮游植物丰度和多样性存在较大差异.宋岗、土门和党子口浮游植物群落多样性和丰度随水深增加呈下降趋势,其他采样点的浮游植物群落与水深关系趋势不明显.②硝氮（NO₃^--N）、水深、溶解氧（DO）、pH和水温（WT）是影响库区浮游植物垂直分布的重要环境因子.环境因子对浮游植物门类影响各异,甲藻门与NO₃^--N和水深呈负相关,与其他环境因子呈正相关;硅藻门与NO₃^--N和水深呈正相关,与其他环境因子呈负相关;绿藻门与WT、pH和DO呈负相关,与水深无明显相关性.     

Phytoplankton community structure and environmental parameters in aquaculture areas of Daya Bay, South China Sea

Environmental characteristics and phytoplankton community structure were investigated in two aquaculture areas in Dapeng Cove of Daya Bay, South China Sea, between April 2005 and June 2006. Phytoplankton abundance ranged between 5.0 and 8877.5 cells/mL, with an average of 751.8 cells/mL. The seasonal cycle of phytoplankton were demonstrated by frequent oscillations, with recurrent high abundances from late spring to autumn and a peak stage in late winter. Diatoms were the predominant phytoplankton group, accounting for 93.21% of the total abundance. The next most abundant group was the dinoflagellates, which made up only 1.24% of total abundance. High concentrations of Alexandrium tamarense (Lebour) Balech with a maximum of 603.0 cells/mL were firstly recorded in this area known for high rates of paralytic shellfish poisoning (PSP) contamination. Temperatures and salinities were within the suitable values for the growth of phytoplankton, and were important in phytoplankton seasonal fluctuations. The operation of the Daya Bay Nuclear Power Station (DNPS) exerts influences on the phytoplankton community and resulted in the high abundances of toxic dinoflagellate species during the winter months. Dissolved inorganic nitrogen (DIN) and dissolved silicate (DSi) were su cient, and rarely limited for the growth of phytoplankton. Dissolved inorganic phosphorus (DIP) was the most necessary element for phytoplankton growth. The enriched environments accelerated the growth of small diatoms, and made for the shift in predominant species from large diatom Rhizosolenia spp. to chain-forming diatoms such as Skeletonema costatum, Pseudo-nitzschia spp. and Thalassiosira subtilis.     

高滤食压力下贻贝筏式养殖场及周边海域浮游植物群落特征

本文基于2020年7月至2021年3月浙江省枸杞岛贻贝筏式养殖场及周边海域5个航次的调查数据,分析了养殖场内、外浮游植物群落特征及其优势种与环境因子变化的关系。调查海域共鉴定到浮游植物4门63属146种,优势种主要有中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、夜光藻（Noctiluca scintillans）、具槽帕拉藻（Paralia sulcata）等,优势种组成、香农-威纳指数、物种均匀度和物种丰富度随季节的更替变化显著。浮游植物细胞丰度在时间上呈现7月>10月>9月>12月>3月的变化趋势。空间分布上,在浮游植物高生物量的季节,5 m以浅养殖贝类所处水层中养殖场内的浮游植物平均丰度较养殖场外表层显著偏低,也显著低于场内的全水层平均丰度,最大可低一个数量级以上。上述现象在浮游植物生物量较高的7月和10月尤为明显;低生物量的冬季,冷却对流导致水体垂向混合强烈,且贻贝因水温偏低和浊度升高而降低了滤食率,故场内外和表底层的浮游植物丰度差异均较小。养殖贻贝分别通过滤食和排泄改变浮游植物种群构成和水体营养盐循环速率,直接或间接影响了养殖场内浮游植物群落...     

莱州湾海洋浮游和底栖生物多样性分析

利用莱州湾海域历年综合调查和生态监测资料,综合分析了莱州湾浮游植物、浮游动物、底栖生物等主要海洋生物类群的多样性状况及其长期变化特征。结果表明,莱州湾浮游植物种类繁多,不同航次调查物种数在几十至上百种不等,优势种周年变动和年际变化具有群落演替的特征,总细胞丰度在季节和年际间均呈指数变化,多样性指数H' (log2)平均值为2.64,秋季相对高于春季和夏季,且1959年显著高于20世纪80年代后的年份。莱州湾浮游动物种类以桡足类为主,单航次调查物种数相对浮游植物较少,优势种组成相对稳定,个体密度近几年有下降的趋势,多样性指数H'在1.74~2.52之间波动。莱州湾底栖生物种类众多,单航次调查大型底栖动物物种数一般就超百种,优势种以多毛类和双壳类为主,近几年呈现高丰度和低生物量的特点,多样性指数H'近几年监测结果有升高趋势,但相对20世纪80年代仍属低值。