浒苔提取物对4种赤潮微藻生长的抑制作用

通过测定藻细胞密度和细胞体积,观察藻细胞形态,分析藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖含量等生理指标的变化,研究了浒苔5种溶剂(甲醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿和石油醚)提取物对前沟藻(Amphidinium hoefleri)、米氏凯伦藻(Karenia mikimitoi)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的抑制作用.结果表明,5种溶剂提取物中,甲醇提取物的抑藻作用最为显著.第10 d,其对前沟藻、米氏凯伦藻、塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻的生长抑制率依次为54.0%、 48.1%、 44.0%和37.5%.同时发现,各溶剂提取物均能降低藻细胞运动能力.其中,甲醇、丙酮和乙酸乙酯提取物致使大部分藻细胞出现空洞、破碎和细胞色素明显减褪现象;而添加丙酮和乙酸乙酯提取物的部分藻细胞出现抱团现象.此外,乙酸乙酯、氯仿和石油醚提取物明显降低了藻细胞的体积.进一步研究发现,甲醇提取物明显降低了4种微藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖的含量,致使添加甲醇提取物的前沟藻、米氏凯伦藻、塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻的叶绿素、蛋白质和多糖含量比对照组的相应含量低约51%.其余溶剂提取物同样改变了4种微藻细胞内此3种生理指标的含量,但影响并不显著.在此基础上,采用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇对甲醇提取物进一步分离,获得4种提取物(石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相和水相).其中,石油醚相和乙酸乙酯相的抑制作用较强,对4种微藻的生长抑制率超过25%.结果表明,利用甲醇浸泡浒苔可以获得具有明显抑藻活性的粗提物;此粗提物通过进一步的液液分离萃取后,获得2个能抑制4种测试微藻生长的组分.     

围隔实验中浒苔在不同营养盐条件下的生长比较

近年来浒苔在我国黄海海区大规模暴发,给沿海海区造成了严重的环境问题.为了探究营养盐对浒苔生长的影响,2012年5月在黄海海区进行了现场船基围隔实验.实验共设置12个围隔装置,9种不同的营养盐条件.实验发现,浒苔对营养盐有极强的吸收能力,生长能力很强,在营养盐适中时,相对生长率最高可达82%,即使在低营养盐条件下也会保持10%左右的生长速率.在磷酸盐含量适中时,高浓度的硝酸盐更能促进浒苔的生长;充足、连续的营养盐补充是浒苔绿潮暴发的物质基础.通过浒苔吸收的营养盐含量估算其光合作用产生有机物的质量,发现与浒苔湿重增加量有着良好的线性关系.     

大型海藻与赤潮微藻以及赤潮微藻之间的相互作用研究

研究了2种大型海藻石莼(Ulva pertusa)和江蓠(Gracilaria lemaneiformis)对2种赤潮微藻:东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)和塔玛亚历山大藻(Alexandum tamarense)生长的影响以及2种微藻之间的相互作用,结果发现:①在大藻(石莼或江蓠)-微藻(东海原甲藻或塔玛亚历山大藻)的共培养体系中,石莼和江蓠均能明显影响与其共培养的微藻的生长,石莼对微藻生长的影响强于江蓠的作用.②在东海原甲藻-塔玛亚历山大藻的双藻培养体系中,东海原甲藻的生长受到明显的抑制作用,最终被完全灭杀;体系中塔玛亚历山大藻的生长未受到明显的影响.另外,塔玛亚历山大藻的培养液滤液能明显抑制东海原甲藻的生长,但东海原甲藻滤液对塔玛亚历山大藻的生长几乎没有影响.实验室条件下模拟二者相互作用的结果显示,塔玛亚历山大藻对东海原甲藻的抑制作用是其被后者抑制作用的17倍左右.③在大藻(石莼或江蓠)-东海原甲藻-塔玛亚历山大藻的多藻培养体系中,东海原甲藻和塔玛亚历山大藻的生长变化与它们在共培养体系中的变化非常类似.半数致死时间(LT50)法的检测结果显示:多藻培养体系对东海原甲藻的联合作用是协同作用,而对塔玛亚历山大藻的作用是相加作用.     

浒苔衰亡过程中营养盐的释放过程及规律

为探究浒苔衰亡过程中营养盐的释放规律,在实验室内模拟浒苔衰退过程中主要营养盐氮、磷的释放过程。结果表明:浒苔藻体重量和叶绿素含量分别呈现下降趋势,第12 d时,漂浮浒苔和培养浒苔的藻体重量分别下降到0.46 g和0.79 g,叶绿素含量分别下降到0.64 mg/g和0.99 mg/g。实验组水体中的磷和总无机氮（DIN）浓度均呈现先下降后上升的趋势,漂浮浒苔实验组的磷和DIN浓度增加量高于培养浒苔实验组,到第12 d时,漂浮浒苔实验组的磷和DIN浓度分别达到3.95 μmol/L和76.55 μmol/L。从第6 d开始漂浮浒苔向水体中大量释放NH₄-N,使得总无机氮浓度迅速升高。大量聚集漂浮浒苔的衰亡会引起水体缺氧,并释放大量的营养盐,导致水体的恶化,因此必须及时的清理海面聚集的漂浮浒苔。     

浒苔绿潮与苏北近岸海域营养盐浓度的关系研究

根据2010年3～6月5个航次对苏北近岸浒苔绿潮暴发区海域进行的调查数据,研究了该海域营养盐的浓度变化和分布特征.结果表明,受陆地径流和苏北沿岸流的影响,调查海区为营养盐高值区,为绿潮暴发提供了一定基础.溶解性无机氮(DIN)、磷酸盐(PO34--P)和硅酸盐(SiO23--Si)最高浓度分别为23.04、0.55和15.85μmol.L-1,春季浮游植物生命活动旺盛和浒苔绿潮对营养盐的吸收导致从第一至第五航次硝酸盐(NO3--N)、磷酸盐(PO34--P)、硅酸盐(SiO23--Si)和溶解性无机氮(DIN)整体呈下降趋势.此外,水体中N/P与浮游生物体中N/P越接近越有利于浮游生物生长.第四和第五航次的N/P比值比较有利于浒苔的生长.各航次营养盐的分布特征均表现为近岸高,远岸低的趋势.     

2,2’,4,4’—四溴联苯醚对2种赤潮微藻种间竞争的影响

基于Logistic种群增长模型,研究了2,2’,4,4’—四溴联苯醚(BDE-47)的亚急性毒性胁迫对不同初始接种生物量比的赤潮异弯藻(Heterosigmaakashiwo)和米氏凯伦藻(Kareniamikimotoi)种间作用的影响.结果发现:不同的初始接种生物量比影响微藻间的竞争.加入0.05、0.25 mg/LBDE-47后,对于K. mikimotoi而言,不同初始生物量比的处理组表现出高浓度组的最大环境容纳量、种群瞬时增长率均大于低浓度组(P<0.05),而H. akashiwo高浓度组的最大环境容纳量、种群瞬时增长率均小于低浓度组(P<0.05).微藻之间的竞争表现出向着对K. mikimotoi有益方向发展的规律,因此一定浓度下的BDE-47干扰了两种微藻之间的竞争.     

竞争条件下光照对两种淡水藻生长的影响

研究了铜绿微囊藻与斜生栅藻在单种和三种配比(10:1、1:1、1:10)共同培养条件下,不同的光照强度对其生长的影响,计算了不同培养体系中两种藻的磷吸收半饱和常数。结果表明:单独培养时,铜绿微囊藻在3000lx获得最大增长率,而斜生栅藻在5000lx时增值最快;共同培养时,两种藻的生长速率相对单独培养条件下均有不同程度的下降,两种藻之间存在着互相的竞争抑制作用;在10:1共培养条件下,栅藻对微囊藻的抑制作用超过了微囊藻对栅藻的抑制作用;在1:1和1:10共培养条件下,光强低于6600lx时,微囊藻对栅藻的抑制作用相对于栅藻对微囊藻的抑制作用更大。从光吸收半饱和常数看,微囊藻的光吸收的半饱和常数总是小于栅藻,可见微囊藻对光更具亲和性。总体上看,较低光照下,微囊藻的竞争能力强于栅藻,微囊藻竞争成为优势种具有较高的概率;而光照强度较大时,栅藻竞争成为优势种具较高的概率。     

对羟基苯甲酸对2种赤潮微藻生长的影响

通过测定藻细胞密度和细胞体积,观察藻细胞形态,分析藻细胞内硝酸还原酶(NR)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)含量等生理指标的变化,研究了对羟基苯甲酸对2种赤潮微藻-米氏凯伦藻和塔玛亚历山大藻生长的影响。结果表明,浓度1.6mmol/L时,对羟基苯甲酸能明显地抑制这两种微藻的生长。同时发现,添加对羟基苯甲酸的藻细胞运动能力降低,藻细胞体积减小,并出现空洞、破碎以及部分抱团现象。进一步研究发现,对羟基苯甲酸明显降低了塔玛亚历山大藻NR和SOD活性,但对POD活性无明显影响;其低浓度时能增大米氏凯伦藻NR、POD和SOD活性,高浓度时则明显降低此三种酶的活性;它显著提高了两种微藻细胞内的MDA含量。     

营养条件对微藻碳、氮稳定同位素组成的影响

以5种微藻(甲藻3种,硅藻、绿藻各1种)为试验材料,探讨了不同营养条件对微藻不同生长阶段碳氮稳定同位素组成的影响.结果表明,不同纲微藻的δ13C值和δ15N值在稳定生长期高于指数生长期,且与生长速率没有相关性(P0.05).硅藻的δ13C值低于甲藻和绿藻,绿藻和甲藻的δ13C值比较相近;甲藻的δ15N值低于硅藻和绿藻,绿藻和硅藻的δ15N值比较相近,且同属甲藻纲的海洋原甲藻、塔玛亚历山大藻和强壮前沟藻的δ15N值有较大的差异.5种微藻在不同营养条件(营养盐充足、缺氮、缺磷)下培养,氮限制和磷限制导致微藻具有更正的δ13C和δ15N,磷限制的影响不明显,且弱于氮抑制.     

营养条件对微藻碳、氮稳定同位素组成的影响

以5种微藻(甲藻3种,硅藻、绿藻各1种)为试验材料,探讨了不同营养条件对微藻不同生长阶段碳氮稳定同位素组成的影响.结果表明,不同纲微藻的d13C值和d15N值在稳定生长期高于指数生长期,且与生长速率没有相关性(P>0.05).硅藻的d13C值低于甲藻和绿藻,绿藻和甲藻的d13C值比较相近;甲藻的d15N值低于硅藻和绿藻,绿藻和硅藻的d15N值比较相近,且同属甲藻纲的海洋原甲藻、塔玛亚历山大藻和强壮前沟藻的d15N值有较大的差异. 5种微藻在不同营养条件(营养盐充足、缺氮、缺磷)下培养,氮限制和磷限制导致微藻具有更正的d13C和d15N,磷限制的影响不明显,且弱于氮抑制.     

南黄海浒苔绿潮暴发区氨基酸时空分布特征

根据南黄海绿潮发展过程将浒苔绿潮区分为35°N以南和35°N以北2个区域,并利用2018年南黄海海域春、夏季2个航次的调查数据研究分析了浒苔绿潮发生前后2个区域总溶解氨基酸(TDAA)、溶解游离氨基酸(DFAA)的分布特征及变化规律.结果表明,TDAA和DFAA的浓度均基本呈现近岸高远岸底的水平分布特点,35°N以南海...     

2种潮间带大型海藻种间竞争作用对UV-B辐射增强的响应

选择2种代表性的潮间带大型海藻孔石莼(Ulva pertusa)和蜈蚣藻(Grateloupia filicina),采用单独培养和共同培养的方法,以生物量为主要测定指标,研究了二者种间竞争关系及这种关系在UV-B辐射增强时的响应趋势.结果表明,孔石莼和蜈蚣藻二者的种间竞争同时包含营养竞争和相生相克2种机制,试验中营养充足及营养限制的共养处理下孔石莼特定生长率是蜈蚣藻相应值的2.54和2.47倍,蜈蚣藻在竞争关系中处于劣势;UV-B辐射对单独培养的孔石莼和蜈蚣藻的生长均有抑制作用,且随着UV-B胁迫时间延长及辐射剂量的增加,抑制作用愈加显著;共同培养条件下,低剂量[1.6kJ·(m2·d)-1]、中剂量[4.8kJ·(m2·d)-1]的UV-B辐射时孔石莼虽占据竞争优势,但其种群竞争能力有弱化趋势,孔石莼和蜈蚣藻的生物量比共养对照分别下降6.81%、3.88%和10.47%、6.98%,二者的种间竞争趋向均衡;12d时高剂量[9.6 kJ·(m2·d)-1]UV-B辐射使孔石莼的生物量下降13.09%,而蜈蚣藻生物量降低更多达14.72%,从而导致孔石莼在高剂量辐射处理中的优势地位更趋于明显,因此UV.B辐射增强可改变共培养体系中孔石莼和蜈蚣藻种间竞争的关系,且对应于不同uV-B辐射剂量其表现不同;长期UV-B辐射可能会影响孔石莼和蜈蚣藻产生克生物质的代谢过程.     

UV-B辐射增强和蒽对3种赤潮微藻生长的相互作用

通过实验生态学的方法,研究了赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻的生长对UV-B辐射增强和蒽处理的响应.结果表明:低剂量的UV-B辐射和低浓度的蒽处理对3种赤潮微藻的生长有刺激作用,而高剂量的UV-B辐射处理和高浓度的蒽处理对3种赤潮微藻的生长均显示出抑制作用.UV-B辐射对赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻的96 h半抑制剂量分别为1.63、2.34和2.58 J/m2,蒽处理对赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻的96 h半抑制剂量分别为0.078、0.119和0.112 mg/L.在刺激浓度的蒽处理的同时,添加刺激剂量的UV-B辐射条件下,3种赤潮微藻的生长同样表现出了抑制作用.     

孔石莼水溶性抽提液抑制3种海洋赤潮藻的生长

研究了孔石莼水溶性抽提液对3种赤潮藻(赤潮异弯藻、中肋骨条藻和塔玛亚历山大藻)生长的影响.在实验的前4d内,孔石莼水溶性抽提液(0 25～2 0g·L-1)对各赤潮藻种的生长皆表现出明显的抑制效应,最大抑制效应表现在接种后的第2～3d.各藻种生长受抑制的量随孔石莼水溶性抽提液浓度的增加而增加,当孔石莼水溶性抽提液的浓度达2 0g·L-1时,赤潮异弯藻和中肋骨条藻被完全致死,塔玛亚历山大藻的生长受到强烈抑制.实验后期(5d后),低浓度处理组(0 25～1 0g·L-1)的藻种加速生长,表现为促进效应.经高温处理后的孔石莼水溶性抽提液对赤潮异弯藻和中肋骨条藻的抑制效应完全消失,对塔玛亚历山大藻的抑制效应明显减弱.     

浒苔绿潮灾害损失调查与评估方法构建

本文借鉴了自然灾害相关损失评估方法和思路,立足于浒苔绿潮的影响对象,以科学性、全面性、可行性和实用性为原则,从海水养殖、滨海旅游、海上交通、工业取排水、灾害应急管理和海洋生态影响几方面构建损失调查与评估方法,为浒苔绿潮防灾减灾决策提供理论支撑和数据参考。     

Allelopathic inhibition on red tide microalgae Skeletonema costatum by five macroalgal extracts

This study aims to identify effective antialgal allelochemicals from marine macroalgae that inhibit the growth of red tide microalgae. Practically, new algicidal agents were developed to control red tide. The growth inhibitory effects of 5 marine macroalgae Porphyra tenera, Laminaria japonica, Ulva pertusa, Enteromorpha clathrata, and Undaria pinnatifida on Skeletonema costatum were evaluated by adding crude seawater extracts of macroalgal dry tissue into the culture medium containing S. costatum. The half-effective concentrations at 120 h (EC_{50, 120 h}) of the seawater extracts were 0.6, 0.9, 1.0, 1.0, and 4.7 g/L for the five macroalgae above, respectively. E. clathrata, L. japonica and U. pertusa showed strong allelopathic effect on the growth of S. costatum. There have been no previous reports with regard to the allelopathic effects of the former two macroalgae so far. The possible allelochemicals of 21 compounds of the E. clathrata were detected using Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis. Unsaturated fatty acids, acrylic acid (C₃H₄O₂), and linolenic acid (C₁₈H₃₀O₂) were the most likely allelochemicals in E. clathrata.     

Effects of UV-B radiation on the growth interaction of Ulva pertusa and Alexandrium tamarense

Enhanced UV-B(280-320nm) radiation resulting from ozone depletion is one of global environmental problems. Not only marine organisms but also marine ecosystems can be affected by enhanced UV-B radiation. The effects of UV-B radiation on interaction of macro-algae and micro-algae were investigated using Ulva pertusa Kjellman and Alexandrium tamarense as the materials in this study. The results demonstrated that UV-B radiation could inhibit the growth of Ulva pertusa and Alexandrium tamarense when they were both mono-cultured, and the growth inhibition of algae was more significant with increasing doses of UV-B radiation. Alexandrium tamarense could inhibit the growth of Ulva pertusa in mixed culture, and the growth inhibition was more significant when increasing the initial cell density. However, Ulva pertusa could inhibit the growth of Alexandrium tamarense in early phase and stimulate the growth in latter phase when they were grown in mixed culture. Lower initial cell density(10^2 cell/ml) of Alexandrium tamarense could inhibit the growth of Ulva pertusa under UV-B radiation treatment,however, with the initial cell density increasing( 10^3 and 10^4 cell/ml), the growth of Ulva pertusa was stimulated under lower dose of UV-B radiation and inhibited under higher dose of UV-B radiation by Alexandrium tamarense. Compared with that in mixed culture, Ulva pertusa showed more positive inhibition to the growth of Alexandrium tamarense under UV-B radiation treatment.     

共培养体系中石莼和江蓠对赤潮异弯藻生长的影响

研究共培养体系中2种大型海藻石莼(Ulva pertusa)和江蓠(Gracilaria lemaneiformis)的鲜组织和培养液滤液对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)生长的影响.结果发现:①石莼和江蓠均能明显影响赤潮异弯藻生长,鲜组织的作用更明显,能在短时间内完全灭杀共培养的赤潮异弯藻;石莼对微藻的影响强于江蓠的作用.②除菌作用和补充充足的碳酸盐不能消除或缓解石莼和江蓠对赤潮异弯藻生长的影响,说明细菌和碳限制不是导致大藻对微藻作用的原因.③对共培养体系中硝酸盐和磷酸盐的跟踪测定结果显示,营养盐限制不是造成石莼对赤潮异弯藻影响的原因,但却在江蓠的作用中起重要作用.当向江蓠体系中补充f/2营养盐后发现,充足的营养盐能够减轻但不能完全消除江蓠对赤潮异弯藻生长的影响.另一方面,石莼的起始浓度与其对赤潮异弯藻的生长影响之间存在明显的相关性,石莼的起始浓度越高,对赤潮异弯藻的影响越明显.④实验初步说明,石莼可能通过相生相克作用影响共培养体系中赤潮异弯藻的生长,而相生相克和营养竞争的共同作用是导致江蓠作用的根本原因.     

近海赤潮发生与环境条件之间的关系

根据近20a来的有关资料，综述了近海赤潮发生与气象，水文，化学及生物等环境条件之间的关系。结果表明，赤潮发生与气象，水文，化学及生物条件之间的关系非常密切，但目前这些关系的研究多数只停留在定性分析上，而定量和半定量的研究则很少，有关环境条件对赤潮发生机理的影响尚不清楚，有待进一步深入研究。