海洋围隔生态系中赤潮发生前后浮游植物群落结构的初步分析

1990年5至7月,在国家海洋局第三海洋研究所陆基水池中进行了了围隔生态系内富营养化引起的生态效应实验。实验表明,富营养的围隔袋中,浮游植物群落结构逐渐发生了变化,组成和数量都有很大的变动。形成水华和赤潮。并发生了种群的演替。水华以硅藻开始,形成高潮之后便衰退。随后微鞭毛藻和甲藻开始较大量繁殖。金藻和甲藻在实验中形成赤潮,最高值达到6.7×10~(10)cells/m~3。甲藻和硅藻的生长似乎互相抑制。实验初期,在硅藻繁盛时,甲藻的种、属和数量都很少。而在演替的后期,硅藻衰落时,甲藻占优势。数量最高达2.6×10~8cells/m~3。实验演示了发生在硅藻水华之后的甲藻赤潮发展过程,与1986年厦门西海域发生的裸甲藻赤潮的发展过程相似。实验结果为进一步研究甲藻赤潮的形成规律及其预测预报积累了资料和经验。     

海洋围隔生态系中无机氮对浮游植物演替的影响

本文评述了１９９２年秋冬季在厦门进行的一次海洋围隔生态系实验的结果。实验重现了围隔水体连续富营养引发了甲藻赤潮的现象。间歇性的供给无机氮,不会影响浮游植物演替的顺序,但会导致甲藻赤潮出现时间长短和优势种的差异。实验结果还表明,演替过程对甲藻赤潮的形成起着重要的作用。而不同种属甲藻的生活习性和它们的自养能力使它们的生存能力存在差异。这是形成甲藻赤潮优势种的一个主要因素。甲藻赤潮的发生并不完全依靠水体中营养盐浓度的大小。     

不同营养盐条件下赤潮高发区围隔生态系内多胺的变化

在东海赤潮爆发区域运用围隔生态系实验方法,研究了不同营养盐条件下围隔生态系内多胺浓度变化。结果表明:2010年选用东海原甲藻赤潮爆发处海水,东海原甲藻是各围隔生态系内主要优势种,没有种群演替现象发生。两种营养盐添加方式下各围隔内精胺浓度维持较高水平,都呈现先波折下降后波折上升的趋势,与东海原甲藻的生长变化正好相反;各围隔内腐胺浓度水平较高,变化起伏较大,其中有两个实验组腐胺整体变化趋势与东海原甲藻生长趋势类似;所有围隔内亚精胺浓度最低,波动较小。2011年取用中肋骨条藻赤潮爆发处海水,所有围隔生态系内优势种都发生了从中肋骨条藻到东海原甲藻的演替。各围隔生态系内腐胺浓度最高,在中肋骨条藻生长初期腐胺浓度下降,随着中肋骨条藻的生长有所上升,实验后期随着东海原甲藻的生长又整体呈现出下降趋势;各实验组精胺浓度较低,在中肋骨条藻消亡东海原甲藻出现的种群演替期间,都呈现出较大波动;各围隔内亚精胺浓度较低,在整个种群演替过程中没有明显的变化。围隔生态系中补充营养盐,通过对浮游植物生长的影响,间接影响围隔生态系内的多胺变化。     

沿岸海域富营养化与赤潮发生的关系

综述了赤潮的发生与沿岸海域富营养化的关系。近几十年来,人类活动使得天然水体的富营养化进程大大加速。营养负荷的增加与高生物量水华的增多相联系。控制营养输入后,浮游植物生物量或有害藻类水华事件也相应减少。营养的组成与浮游植物的种类组成及水华的形成有密切联系。有机营养对有害藻类水华的促进作用受到关注。营养输入时机影响浮游植物种间竞争的结果,因而对浮游植物的群落演替具有深远影响。由于浮游植物存在生理差异,因而对营养加富的反应因种而异。营养在调控某些有毒藻类的毒素产量方面也发挥着重要作用。此外,营养输入与藻类水华之间存在复杂的间接联系。当然,营养状况并非浮游植物群落演替的唯一决定因素。研究结果提示,控制营养输入、减缓水域富营养化是减少有害藻类水华发生的有效途径,而深入研究典型有害藻类的营养生理对策则为防治并最终消除有害藻类水华提供了理论基础。     

黄龙带水库甲藻水华的脂肪酸组成特征

浮游植物是水体颗粒物中最重要的组成,同时也是生态系统中物质和能量传递的重要物质基础。脂肪酸是浮游植物细胞内一种重要的生理构件,并具有重要和特殊的生理功能。由于不同浮游植物所含的颗粒脂肪酸不同,因此自然水体中的颗粒脂肪酸种类和数量的组成与变化反映了水体中浮游植物的群落结构及演替过程。在水体富营养化过程中,浮游植物的组成也随之变化,因此研究水体中颗粒脂肪酸的浓度和组成结构可以直接反映水体的富营养化水平和特征的生化指标,也能有利于掌握不同类型浮游植物水华的发生机制。2005年4月,在中国广东一座处于北回归线中营养型水平的水库-黄龙带水库中发生了二角多甲藻水华,本研究主要研究了此次水华过程中的浮游植物群落结构的变化、水体中颗粒物的脂肪酸组成和浓度的变化,探讨了热带亚热带地区二角多甲藻水华过程中浮游植物群落与脂肪酸组成特征、脂肪酸组成特征与水体营养状态之间的关系。结果表明:黄龙带水库为中富营养水平水库,此次共鉴定出藻类28种,二角多甲藻(Peridinium bipes Stein)是这次水华的优势种。其生物量变化为0～5138μg·L^-1。在水华高峰期二角多甲藻生物量占总生物量的80%以上,水华消退期占30%以下。硅藻生物量在水华高峰期有下降趋势,水华消失期有上升趋势;蓝藻的增长趋势更加明显,绿藻在整个过程中生物量较低,波动不大。水华过程中脂肪酸的种类丰富,浓度很高。共检测出脂肪酸21种,包括各种饱和脂肪酸(SFA),单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA),含量变化为0～74.593μg·L^-1。在水华高峰期,偶碳数饱和脂肪酸占有非常明显的优势,而奇碳数脂肪酸相对浓度较少,总脂肪酸浓度为85.5～192.2μg·L^-1。与水华高峰期相比,水华消退期的总脂肪酸浓度仅有16.5～45.5μg·L^-1。水华消退期饱和脂肪酸的相对丰度要高于水华高峰期,而多不饱和脂肪酸的相对丰度则相反。C18:5和EPA、DHA等甲藻标志脂肪酸的检出频率和浓度较高,颗粒物脂肪酸特征较好地反映了甲藻水华过程浮游植物群落结构的变化;并为淡水甲藻脂肪酸的研究提供一些基础资料。     

2006年春夏期间浙江南麂海域浮游植物群落结构特征

研究了2006年春夏期间(4~6月)浙江省南麂列岛海域的浮游植物群落结构,共观察到68种浮游植物,其中硅藻53种,甲藻13种,金藻和蓝藻各1种。调查期间,该海域浮游植物群落结构变化明显,原甲藻赤潮的形成和持续是最显著的特征,三角棘原甲藻和东海原甲藻分别在5月中、下旬先后引发赤潮。原甲藻赤潮的形成与水温有密切关系,其生消引起海水中营养盐结构的相应变化。     

南麂列岛海洋自然保护区浮游植物的种类多样性及其生态分布

于2006年5月至2007年2月之间,对南麂列岛海域的浮游植物类群进行了4个季节的调查,分析了该海域浮游植物的种类组成、优势种类、群落结构以及水平分布等特征参数的季节变化。共鉴定浮游植物80种,隶属于4个门,硅藻种类最多,甲藻其次。浮游植物可划分为3个生态类群,以广温类群为主。春季和夏季分别以三角棘原甲藻和中肋骨条藻为绝对优势种,秋冬季的优势种类组成多样化。共鉴定57种赤潮生物,占浮游植物种类数的71.25%。调查期间,三角棘原甲藻和中肋骨条藻分别于春季和夏季形成赤潮。浮游植物的物种丰富度呈现春、夏、秋、冬递减的趋势。浮游植物细胞丰度的年平均值为1.03×106cells/L,春夏季显著高于秋冬季。春季和夏季时,浮游植物高值区集中在南麂岛西北近岸海域;秋季和冬季时,浮游植物高值区相对集中在南麂岛东南近岸海域。浮游植物群落的多样性指数(H')以秋季最高,冬季最低。春季的三角棘原甲藻赤潮期间,水体中N/P值显著升高;夏季的中肋骨条藻赤潮期间,水体中N/P值显著降低。     

有机磷培养下水体浮游植物竞争与群落结构演替

磷是浮游植物生长的必要元素,也是调控水体富营养化的重要因子之一。在无机磷缺乏的水域,能够有效利用有机磷的藻类有可能成为浮游植物群落的优势种。为了研究有机磷对浮游植物群落结构演替的影响,分别从3个水库采集表层水样,西陂水库(硅藻70.3%,甲藻19.1%,绿藻9.3%)、山美水库(硅藻31.3%,甲藻59.2%,绿藻3.5%)、三十六脚湖(硅藻43.1%,甲藻50.5%,绿藻5.0%),选用有机磷单磷酸腺苷(Adenosine monophosphate,AMP)作为磷源进行实验室模拟实验,并与无机磷(NaH_2PO_4·2H_2O)作为磷源实验组做同步对比,探讨有机磷源条件下浮游植物竞争及群落结构演替规律。结果显示:AMP培养20 d后,西陂水库、山美水库和三十六脚湖的浮游植物生物量分别增加了6.5倍,2.1倍和1.9倍,浮游植物群落结构都演替为以甲藻门和绿藻门为优势藻,所占比例分别为81.8%和16.7%、55.2%和33.5%、73.2%和24.3%,其中西陂水库甲藻门拟多甲藻对有机磷AMP的利用能力强,其所占比例达到81.8%。表明有机磷AMP能有效地促进甲藻门拟多甲藻属的增殖,进而改变水体浮游植物群落结构。     

赤潮过程浮游植物与营养物质时间变化率研究

利用2000年大亚湾澳头海域赤潮定点连续调查资料及其多年现场调查资料,采用灰色回归模型,综合分析赤潮发生过程水体中浮游植物细胞密度与营养物质(NO3-、NH4+、PO4^3-、SiO3^2-、Fe)的时间变化率关系,分析了叶绿素a含量与浮游植物细胞密度相互关系．结果表明,预测值与实测基值本一致,复相关系数范围在0．51～0．83．当水体叶绿素浓度为5．8μg·dm-3,预示可能发生赤潮,通过采样分析水体叶绿素a含量或利用水色卫星遥感资料反演水体叶绿素浓度,计算浮游植物细胞密度,为赤潮的预测预报提供简便有效的方法．此外．本水域初级生产力由磷控制．     

1996年德国石荷西部沿岸水域浮游植物种群变动及其整齐圆筛藻赤潮

1996年早春至初夏,德国石荷州西海岸水域尤其是在易白河河附近海区发生了数次赤潮事件,河口区的高叶绿素浓度总是与低盐、高营养盐浓度的分布区吻合。从早春3月至5月底,发生了持续时间很长的大规模赤潮事件,其引发赤潮原因种为整齐圆筛藻,6月份对浮游植物生物量的贡献主要来自几种硅藻如微小细柱藻、聚生角毛藻、远洋角毛灌以及属于鞭毛藻类的棕囊藻群体,7月中旬,自养的纤毛虫类Myrionecta rubra (Mesodinium rubrum）达到数量高峰。从7月下旬至8月中旬,以梭形角藻、叉状角藻占优势的甲藻类几科贡献了全部的浮游植物生物量,8月中旬至9月上旬为甲藻和硅藻等类别的混合期,9月中旬以后,硅藻重新占据浮激植物 数量的绝对优势,主要优势种为浮动弯角藻、复瓦根管藻等,该海域浮游植物种群的演替反映了温带海域的特征。在早期发生的大规模赤潮期间,整齐圆筛藻的细胞密度达到2180cells dm^-3,与之相对应的生物量为758.1μg C dm^-3,占浮游植物生物量的94.2%,整齐圆筛藻的爆发性增殖所产生的大量油膜覆盖了黑尔果兰岛和东Frisian群岛周围的海域,这一现象有史以来第一次被卫星所观测到。     

浮游植物对溶解态Al的清除作用实验研究

近期黄、东海溶解态Al调查结果显示,赤潮爆发过程中溶解态Al的含量会明显降低,说明浮游植物生长对Al的生物地球化学循环有着重要的影响。本文在此背景下通过实验室培养,初步探讨了不同浓度Al加富条件下部分硅藻（新月菱形藻、中肋骨条藻、威氏海链藻）和甲藻（东海原甲藻）对溶解态Al的清除机制。结果表明：培养液中溶解态Al在硅藻的指数生长期会出现明显的下降,在衰亡期略有回升,而甲藻生长过程对水体中溶解态Al的这种清除相对于硅藻并不明显。采用痕量元素淋洗试剂对浮游植物进行淋洗,以区分细胞内结合态Al和细胞外吸附态Al的含量。淋洗实验结果表明：指数生长期硅藻细胞内结合态Al占浮游植物细胞内总Al含量的比例约为20%-80%,且稳定期的硅藻细胞内结合态Al的比例较指数生长期有不同程度的增加,说明硅藻在生长过程中会主动吸收溶液中的溶解态Al,实验结果对深入认识Al的海洋生物地球化学循环提供了重要的证据。     

深圳海域近20年赤潮发生的特征分析

本文根据深圳海域1981-2002年发生的93起赤潮记录,综合分析了赤潮发生的特征,可归纳为5点：①深圳海域的赤潮多发区位于大鹏湾、大亚湾和深圳圳湾,其中大鹏湾的盐田水域、大亚湾两部的东山和坝光水域、深圳湾的后海与东角头水域为赤潮多发地段;②赤潮发生的频率增高,赤潮持续时间延长;③全年中有两个赤潮多发季节,主要集中在3～5月,其次为9～11月;④赤潮引发种类丰富,约有39种,其中甲藻最多,其次为硅藻,具有一定的区域分布特征;⑤赤潮引发种类具有明显的演替规律,不断有新的种类引发赤潮。     

深圳湾海域赤潮生物演变及赤潮预警关键因子分析

2020年5月初,深圳湾海域发生近5年来首次赤潮, 面积达到6 km2, 前期赤潮优势种为中肋骨条藻(Skeletonema costatum), 后期转变为赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)。布放于深圳湾海域的海洋环境综合浮标自动监测到了赤潮发生过程的海水水质和生态数据变化: 赤潮发生前(4月底)硝酸盐和磷酸盐均大幅升高; 赤潮发生期间, 叶绿素a浓度迅速升高, 最高值达到127.1 μg·L-1(5月2日), 海水温度持续升高, 盐度整体下降; 5月4日开始, 赤潮逐渐消散, 当日水温日均值达到28 ℃以上, 风力也开始升高, 盐度则继续降低。经研究分析, 本次深圳湾赤潮的主要调控因素可能是水温, 活性磷酸盐大幅升高可能是引发中肋骨条藻大规模增殖的诱因, 而赤潮后期的陆源水体输入导致的悬浮物增加导致了赤潮快速消亡。本次赤潮优势种从硅藻到针胞藻的转变, 主要原因可能是赤潮前期磷酸盐快速消耗导致的磷供应不足。通过数据分析发现, 近十几年来, 深圳湾海域赤潮生物逐渐从硅藻转变为甲藻及其他藻类, 其原因与海域氮磷比持续升高、磷成为限制因子有关, 故海域赤潮监测预警应重点关注磷酸盐的变化。     

我国东海赤潮原甲藻应属哪种？

阐述并讨论了中国东海长江口外经常发生的原甲藻赤潮原因种的种类认知问题．论述了自从Stein提出具齿原甲藻(Prorocendrum dentatum Stein)新种后迄今中外专家报告该种的描述及分布,并对比了具齿原甲藻与长江口的原甲藻的异同．研究证实我国东海的原甲藻与具齿原甲藻有较大的差别,主要表现在体积大小、藻体末端形态以及藻体前端突起的大小和形态等方面．本文汇集了国内外对具齿原甲藻与我国原甲藻的研究成果,对比认为。我国长江口外经常发生赤潮的原甲藻为东海原甲藻(Prorocendrum donghaiense Lu)．文中还讨论了由陆斗定发表的东海原甲藻需要补充修正的观点．在过去的数年中,我国东海长江口海域频繁爆发大面积的原甲藻赤潮,但对于赤潮原因种原甲藻(Prorocentrum)的定种问题存在两种不同的观点,一种观点认为本种是具齿原甲藻,另一种观点认为是东海原甲藻．为了阐明此种原甲藻的命名问题,于2002年11月在深圳召开了题为“我国东海赤潮原因种原甲藻分类学国际研讨会”．认为是P．dentatum的依据是长期以来国际上通常把类似我国东海的原甲藻定为P．dentatum,其根据是它的前端有突起等．而持不同观点的专家认为我国东海的这种原甲藻在细胞长度上与Stein描述的原P．dentatum差异很大,并且除少数样品末端尖伸外,大多数细胞末端是钝圆的．专家们还认为在日本、韩国等亚洲海域分布的被报告为P．dentatum的原甲藻与我国东海的此种原甲藻为同一种．综观各种观点,作者认为东海本种原甲藻应为东海原甲藻.     

汉江中下游春季浮游植物群落结构特征及其影响因素

针对汉江中下游春季硅藻水华频繁暴发的现状,研究了水华暴发不同时期浮游植物群落结构特征,并结合水体理化因子分析,揭示硅藻水华发生的主要影响因子。结果表明:汉江春季水华暴发期间,共鉴定出浮游植物7门48属64种(含变种),其中硅藻种类所占比例最大(18属23种),不同样点所占比例介于44.13%~51.29%,其次是绿藻类(16属22种),不同样点所占比例介于28.21%~35.14%,蓝藻门和隐藻门种类数在水华期间较少,各样点仅发现2~3种,金藻门和甲藻门种类最少;水华发生期间主要优势种为硅藻门的小环藻,水华暴发初期和中期往往形成单优种,而水华末期随着其优势度的降低,蓝藻门、隐藻门和硅藻门其他种类也会形成优势种;水华暴发期间浮游植物密度最高可达2.34×107cells·L-1,其中小环藻种群数量最高可达2.06×107cells·L-1,占浮游植物群落总数的88%;浮游植物多样性指数中,Margalef物种丰富度指数无显著时空差异,Shannon多样性在水华中期较低,而水华初期和末期相对较高,Berger-Parker指数变化与Simpson指数相反;浮游植物与理化因子的冗余分析(RDA)发现,浮游植物总数量与磷酸盐、溶解氧、总磷呈正相关,与硝酸盐、温度、透明度呈负相关。     

深圳市污染物排放总量与其东部水体赤潮发生的关系

探讨了深圳市污染物排放总量对深圳东部海域赤潮发生的影响.结果表明：深圳市总氮(TN)、总磷(TP)净排放量以及排污中的N∶P与东部海域甲藻赤潮发生频率呈明显正相关;推算出东部甲藻赤潮爆发的TP、TN年排污阈值分别为3.917×10³ t和2.123×10⁴ t;而近岸排污与硅藻赤潮发生的相关性不明显.举例说明了深圳排污总量控制的具体方式.     

微囊藻毒素分子致毒机理研究近况

目前,日趋严重的水体富营养化使水华发生已成为全球性环境问题,产生水华的藻类因而也受到越来越多的重视。海洋赤潮中甲藻所产生的毒素已引起人类的严重的中毒事件,虽然淡水水华还未发现引起人类急性中毒事件1,2,但由于饮用发生水华水体的水而导致家畜、家禽及野生动物死亡的事件频繁发生3,4,淡水水华已引起科学家的关注。       

舟山海域春季浮游植物生物量及东海原甲藻赤潮频发机制初探

通过2002和2003年春季2个航次对东海舟山群岛及其邻域大面站的浮游植物及期间爆发的大规模东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)赤潮的综合调查,研究了调查海区浮游植物叶绿素a和营养盐的分布特性,分析了赤潮高发区域的生态环境特征,探讨了诱发和控制海域赤潮发生的环境因子.结果表明,2002和2003年春季大面站表层平均叶绿素a浓度分别为1.09±1.63和4.21±5.33 mg·m^-3,调查海区平均为0.70±0.48和2.60±2.99 mg·m^-3,叶绿素a浓度的高值区基本上位于122.5°～123°E间冲淡水形成的锋面区域,此区域营养盐可以得到充分补充,光照条件适宜,也是浮游植物生产力的高值带.2002和2003年东海原甲藻赤潮跟踪期间,表层平均叶绿素a浓度分别高达18.45±11.04和12.47±8.15 mg·m^-3.赤潮发生海域盐度在26～30,赤潮藻生长易受磷的限制.光照条件适宜、营养盐(特别是磷酸盐)能得到较快的补充及锋面辐聚带的形成是赤潮形成的重要条件.     

围隔藻类水华演替过程中二甲基硫化物的含量动态

于2005年6月至7月,研究了海洋围隔不同藻类水华演替过程中二甲基硫化物的含量动态,并考察了相关环境参数对二甲基硫化物含量的影响。2个围隔实验组均出现未知藻水华-硅藻水华-甲藻水华的演替过程,这3次不同藻类水华分别对应了二甲基硫化物含量的3次高峰,表明藻类水华对二甲基硫化物含量有重要贡献。不同藻类水华的贡献有较大差异,甲藻水华的贡献最大,硅藻次之,未知藻类水华的贡献最小。实验结果还表明PO4^3-、NO2^-和NH4^＋主要通过影响藻类生长状态,进而影响DMSP和DMSO的含量;NO2^-和NH4^＋亦可能通过调节DMSP和DMSO在藻细胞内的生理功能,影响DMSP和DMSO的含量;PO4^3-、NO2^-和NH4^＋与DMS含量无显著相关。     

水体富营养化与浮游植物的指示作用

水体富营养化是当今人类面临的诸多环境问题之一。当一些流动缓慢的水体,如湖泊、河流、水库以及近海水域,水中氮、磷等营养盐类和有机物含量增高时,在适宜条件（主要是光照和温度）下,水生生物（主要是浮游植物）就会大量繁殖,在水面成层或水中成团分布。由于占优势的浮游植物所含的色素不同而使水体产生不同的颜色,如蓝绿色、黄色、乳白色、红色等,这种现象被人们称为“水华”或“赤潮”。发生水华或赤潮的水体与大气的气体交换受阻,加之水中生物呼吸作用对溶解氧的消耗,使水体溶解氧严重缺乏（特别是日落后至日出前）,造成鱼类…