抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)褐潮研究概述

1985年由抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)引发的褐潮首次出现于美国东北部的一些沿海海湾,后来又于1997年在南非的萨尔达尼亚湾暴发;2009年秦皇岛海域褐潮的暴发使中国成为世界上第三个受其影响的国家。尽管抑食金球藻对人体健康没有直接的不利影响,但是它会导致贝类生长缓慢甚至死亡,从而造成巨大的经济损失和严重的生态问题。本文对国内外学者近年来在抑食金球藻的生理生化特征、暴发与消亡的原因、生态危害及预防措施等方面的研究进行了系统总结,为抑食金球藻褐潮防治及维持海洋生态系统的稳定提供科学依据。     

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.      

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。     

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。     

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。     

昌黎近岸海域扇贝养殖区沉积物-水界面溶解无机氮磷及尿素扩散通量研究

分别于2015年12月、2016年4月和2016年9月,分3个航次采集了昌黎近岸海域扇贝养殖区沉积物柱状样品和原位底层海水,通过实验室培养法对该水域沉积物-海水界面DIN,DIP和尿素的扩散通量进行了测定。结果表明,昌黎近岸海域扇贝养殖区沉积物-海水界面DIN的扩散通量平均为52.72 μmol/（m2·h）,DIP年平均通量为0.074 μmol/（m2·h）,尿素年平均通量为1.00 μmol/（m2·h）,扩散方向总体表现为从沉积物向上覆水扩散。昌黎近岸扇贝养殖区沉积物-海水界面尿素的通量为胶州湾通量的2~3倍,为黄海通量的2倍多,沉积物所提供的尿素为北戴河抑食金球藻褐潮的爆发提供了可能。沉积物每年向养殖系统输入的DIN总量估算为1680.73 t,溶解无机磷为2.36 t,尿素为136.66 t,表明沉积物是昌黎近岸海域扇贝养殖区水体氮磷,尤其是溶解无机氮和尿素的重要输入源。     

黄海北部真核微藻粒级结构及环境关联

采用高通量测序-分子鉴定分级技术于2019年对黄海北部海域真核微藻粒级结构进行了研究.结果发现,春季以中、小粒级为主,夏季以小、大粒级为主,秋季以大粒级为主,春、夏、秋季小、中、大粒级微藻比例为39：51：11、40：24：36、26：13：62.小粒级微藻优势种为细小微胞藻和金牛微球藻,中粒级微藻优势种为剧毒卡尔藻,大粒级微藻优势种为柔弱几内亚藻、平野亚历山大藻、多纹膝沟藻,综合整个真核微藻群落,春季由中粒径的剧毒卡尔藻占据优势（21.3%）,夏季由大粒径的平野亚历山大藻占据优势（23.6%）,秋季由大粒径的多纹膝沟藻占据优势（56.6%）,有毒甲藻在该海域中占有绝对优势,贝毒累积风险较高,小粒径微藻中金牛微球藻和抑食金球藻曾在渤海引发褐潮,潜在威胁黄海北部贝类养殖业.     

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。     

辽东湾毒害微藻潜在风险分布及环境关联

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年四季海水中真核藻类多样性进行了检测.结果发现了辽东湾毒害藻类共29种,曾引发赤潮或褐潮的种类有19种,可导致鱼类大规模死亡的有8种,主要为甲藻门.有18种疑似为辽东湾新记录种,其中9种在中国海域未见报道;发现麻痹性贝毒（PSP）产毒藻8种,腹泻性贝毒（DSP）产毒藻2种,产虾夷扇贝毒素（YTX）产毒藻3种,神经性贝毒（NSP）产毒藻2种,溶血毒素（hemolysin）产毒藻13种,另外还有1种褐潮产毒藻（EPS）.辽东湾检出的毒害藻类中有8种自养型、1种异养型、20种混合营养型藻类.麻痹性贝毒、虾夷扇贝毒素、溶血毒素在夏季风险较高,神经性贝毒在秋季风险较高,腹泻性贝毒在春、夏季风险均较高,辽东湾东西两岸是贝毒风险高发区.辽东湾春季水温对YTX、NSP产毒藻影响显著负相关;夏季COD、Oil、DIN、Pb、Cd对各产毒藻类影响显著正相关;秋季各环境因子对各产毒藻类影响不显著;冬季Zn、As、Oil、DIN对各产毒藻类影响显著正相关,水温对各产毒藻类影响显著负相关,各产毒藻类与环境因子关联性有待于进一步研究.     

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。     

海水增养殖区生态风险评价方法研究

海水养殖在促进经济社会发展的同时也带来了一系列生态环境问题。针对我国海水养殖规模巨大及海水养殖生态环境压力突出等问题,为客观评价我国海水增养殖区面临的生态风险,本文基于养殖生物能否被养成和养殖产品能否安全食用的理念,综合考虑海水增养殖区环境质量风险、养殖产品食用安全风险、病害发生风险和赤潮发生风险四个方面,构建了海水增养殖区生态风险指数评价方法。该方法将海水增养殖区评价从环境角度拓展至生态环境角度,为我国海水增养殖区评价方法体系提供有益补充,评价结论可为我国海水增养殖区生态风险管控提供支撑。     

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.      

对排海污染物实行“纳污区”管理探讨

我国近海是经济增长和发展最重要和最集中的区域。然而,随着沿海工业的发展,大量未经处理的陆源污染物随间排海,沿岸水域形成“黑潮”、“赤潮”致使我国近海海域污染加剧,生态平衡失调,严重影响了海域资源环境的可持续发展。     

海岸整治修复国内外研究进展与展望

随着人们对海岸资源环境重要性认知程度的加深,海岸资源环境整治修复成为提高海岸资源开发利用价值、维护海岸生态与环境功能的重要方式。本文从海岸资源环境损害问题诊断与整治措施、海岸整治修复技术方法、海岸整治修复效果评估等方面系统分析了近20 a来国内外海岸整治修复研究进展。通过对近年来我国海岸整治修复工程实践中存在的问题和未来发展需求分析,提出未来海岸整治修复研究应重点注重和聚焦以下方面:（1）海岸资源环境问题形成机理及受损程度评估研究;（2）海岸整治修复技术研究与集成;（3）海岸整治修复效果评估研究;（4）海岸整治修复监管技术研究。