深层海洋浮游植物研究综述

对深层海洋(200 m)浮游生物的研究是我国海洋浮游生物研究的前沿,已有的深层海洋浮游生物知识是我国相关研究的基础。浮游植物需要阳光进行光合作用,大多数浮游植物沉降到深海中会死亡,但有些浮游植物却能在深海中生存。综述深层海洋中存活的浮游植物的研究进展,为我国的研究提供参考。在深层海洋发现的浮游植物(2"m)种类不多,共有18种,最深分布在4000 m,颗石藻的丰度大于硅藻和甲藻,最大丰度为2220个/L,出现在500 m。在1911—1985年期间,曾经发现橄榄绿细胞,由于研究手段有限,一直没有对其进行分类学研究。1985年以后的研究怀疑这些橄榄绿细胞就是聚球藻蓝细菌,聚球藻蓝细菌在太平洋、大西洋和地中海的几个站位能分布到2750 m,在深层海洋的最大丰度为3.5×105个/mL,出现在800 m。在许多海区200—700 m发现有浮游植物色素荧光的高值,但对引起高值的原因尚不清楚。浮游植物生物量在深层海洋的垂直剖面研究不多,已有的研究表明浮游植物生物量在300 m以深为0.001—0.1"g C/L,且其随深度增加而降低。     

于桥水库浮游植物丰度与环境因子的相关性

2012 年5月-11 月,对天津于桥水库浮游植物丰度及其环境因子进行监测,并运用灰色关联分析方法对浮游植物丰度与环境因子进行相关性分析。结果表明于桥水库浮游植物丰度时间分布以11 月最高,为117.30×105 ind/L;9 月最低,为60.52×105 ind/L;空间分布表现为5 月、11 月均为5#采样点最高,分别为239.25×105 ind/L,142.80×105 ind/L;8 月、9月最高均为1#采样点,分别为111.75×105 ind/L,78.05×105 ind/L。灰关联分析结果表明,对于桥水库浮游植物丰度影响最大的环境因子是总磷,总磷的相关性系数是0.782 2,因此控制外源性磷的输入,对于维持于桥水库的生态系统的健康是非常重要的。     

降水空间插值技术的研究进展

降水的空间分布信息在水资源管理、灾害预测预警和区域可持续发展研究等方面的地位已越来越重要。然而,空间降水插值却一直是个难题,影响降水的因素很多,如经度、纬度、高程、坡度、坡向、离水体的距离等,建立一个通用的降水插值模型几乎是不可能的。空间降水插值方法很多,优缺点和适用性不同。总体上,降水的空间插值方法有3类：整体插值法（趋势面法和多元回归法等）、局部插值法（泰森多边形法、反距离加权法、克里金插值法和样条法）和混合插值法（整体插值法和局部插值法的综合）。近年来,随着应用数学和人工神经网络技术的发展,很多新方法如BP网络、径向基函数网络等逐渐应用到降水插值中。另外,研究区域和时间尺度的不同决定了所选用的插值方法及模型不同;即使是同一种插值方法,应用于不同的研究区域,所取得的结果也不同。因此,应根据具体的研究区域的自然地理特征,选择不同的插值方法建立不同的插值模型。在各种插值方法中,兼具其它插值方法优点的混合插值法有利于提高降水插值的精度,是未来降水插值研究的一个发展方向。     

海洋浮游植物的热效应

采用热效应模拟实验方法研究了冬、夏两季温度对象山港海洋浮游植物种类组成、细胞密度的影响,同时在冬季开展了温度对海水中叶绿素含量的影响研究.温度对浮游植物种类数和细胞密度的影响显著,影响程度与季节、增温幅度和实验时间有关.当夏季(自然水温为28℃)实验温度超过36℃,冬季(自然水温为12℃)实验温度超过34℃时,浮游植物种类数和细胞密度均急剧减少.温度对浮游植物细胞密度的影响显著,随着实验温度的升高,浮游植物细胞密度与温度呈峰值关系.夏季实验当温度升高至30℃时浮游植物细胞密度最高,实验至第7天时的细胞密度达到最大值为40.56 cells/dm3;冬季实验当温度升高至24℃时的浮游植物细胞密度最高,实验至第7天时的细胞密度达到最大值为625.8 cells/dm3.温度对冬季实验海水中叶绿素含量的影响显著,并且冬季海水叶绿素浓度与浮游植物细胞密度呈显著的正相关性(r=0.81,p＜0.01).实验结合自然海区海水温度的变化进行分析,并探讨人们普遍关注的热(核)电厂建设与海洋生态效应的问题,为冬、夏两季温排水对受纳海域的增温对浮游植物的热影响提供科学依据.     

海洋微型浮游动物的丰度和生物量

综合了海洋微型浮游动物研究的历史沿革,微型浮游动物在海洋生态系统中的作用、丰度和生物量,微型浮游动物的研究方法以及我国研究海洋微型浮游动物的情况。     

一些海洋浮游植物量子产值的研究

现场实验以及用硅藻、金藻和绿藻所做的实验表明,在光饱和深度以下,随着深度的增加,浮游植物的量子产懂具有不变、增加和下降3种垂直变化趋势。偏离理论模式的后两种结果可能是由浮游植物的光强适应(Light-shade adaptation)等原因引起。还探讨了量子产值作为初级生产力模型和光利用效率模型中的参数的问题。     

一氧化氮(NO)对海洋浮游植物的作用

该文介绍海洋浮游植物内源一氧化氮(NO)的产生,NO对海洋浮游植物生长的作用,以及有关NO在海洋浮游植物环境胁迫响应中生理作用的研究现状,并对与这些问题相关的研究趋势作了分析和讨论。     

2010年夏季白令海小型浮游植物分布

根据2010年7月10-19日我国第四次北极科学考察“雪龙”号考察船在白令海(52°42.29′-65°30.23′ N, 169°20.85′ E-179°30.37′ W)采集的70份水采样品,共鉴定小型浮游植物5个门类143种(含变种和变型).其中硅藻门37属95种,甲藻门15属44种,绿藻门2属2种,裸藻门和金藻门各1属1种.聚类分析表明: 调查海区浮游植物可分为深水区群落和浅水区群落.深水区群落分布于太平洋西北部和白令海海盆,种类组成主要以温带大洋性种西氏新细齿状藻、大西洋角毛藻和广布种菱形海线藻、扁面角毛藻为主,浮游植物的丰度较低,种间分配均匀,优势种不突出,种类多样性指数高;浅水区群落分布于白令海陆坡区和北部陆架区,主要由近岸冷水种诺登海链藻、叉尖角毛藻和广温广盐种丹麦细柱藻、旋链角毛藻等组成,浮游植物的丰度高,种间分配不均匀,优势种突出,种类多样性指数低.浮游植物平均丰度为58722 cells·L^-1,变化范围在950～192400 cells·L^-1,站间差异显著.平面分布趋势总体呈白令海陆架区＞白令海陆坡区＞白令海海盆＞太平洋西北部海域.垂直分布均以表层浮游植物丰度较低,至温跃层附近出现高值.不同水域温跃层的差异决定了其垂直分布格局.     

一氧化氦（NO）对海洋浮游植物的作用

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三峡水库浮游植物初级生产力的季节变化与空间分布

研究在三峡库区选取秭归、巫山、云阳、忠县、木洞5 个断面, 自2012 年8 月至2013 年4 月采用黑白瓶法进行为期一周年季节性的原位初级生产力测定, 探讨初级生产力的季节变化、水平分布、垂直分布等动态特征。结果表明: 初级生产力平均值(以溶氧计)的四季变化规律为: 夏季5.613 mgO2/(Ld)春季3.630 mgO2/(Ld)冬季0.906 mgO2/(Ld)秋季0.552 mgO2/(Ld), 与浮游植物叶绿素a 含量的季节变化一致;在初级生产力的空间分布上, 5 个断面中库首最高(秭归)、库中次之(巫山、云阳、忠县)、库尾最低(木洞);且全年所有断面干流初级生产力均显著低于支流初级生产力;在垂直分布上, 初级生产力的最大值主要出现在水下0-1 m 间, 在水下1-5 m 随着水深增加呈现递减趋势, 光能可得性可能是限制浮游植物初级生产力的重要因子。相关性分析表明, 毛初级生产力与叶绿素a、溶解氧、pH 呈显著正相关。       

Invariant scaling of phytoplankton abundance and cell size in contrasting marine environments

Scaling relationships such as the variation of population abundance with body size provide links between individual organisms and ecosystem functioning. Previous work, in marine pelagic ecosystems, has focused on the relationship between total phytoplankton abundance and the assemblage mean cell size. However, the relationship between specific population abundance and cell size in marine phytoplankton has received little attention. Here, we show that cell size accounts for a significant amount of variability in the population abundance of phytoplankton species across a cell volume range spanning seven orders of magnitude. The interspecific scaling of population abundance and cell size takes a power exponent near −3/4. Unexpectedly, despite the constraints imposed on large phytoplankton by limited resource acquisition, the size scaling exponent does not differ between contrasting marine environments such as coastal and subtropical regions. These findings highlight the adaptive abilities of individual species to cope with different environmental conditions and suggest that a general rule such as the 'energetic equivalence' constrains the abundance of phytoplankton populations in marine pelagic ecosystems.     

熊河水库浮游植物群落结构的周年变化

自2007年5月至2008年4月对湖北省枣阳市熊河水库的浮游植物群落进行调查和分析.调查共发现浮游植物49属74种,绿藻在种类组成上占绝对优势,共40种,其次为蓝藻,有15种,硅藻11种,甲藻3种,金藻和裸藻各2种,隐藻仅1种.蓝藻存在夏季(7月)高峰,优势种为卷曲鱼腥藻(Anabaena circinalis);硅藻、隐藻和甲藻均存在一个春季(3或4月)高峰,优势种分别为双头针杆藻(Synedra amphicephala)、羽纹脆杆藻(Fragilaria pinnata)、卵形隐藻(Cryptomonas ovata)和二角多甲藻(Peridinium bipes).Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数的年平均值分别是0.60、2.20、0.76和1.15.多样性指数和均匀度指数具有明显的季节变化规律,但无明显的空间分布规律.     

逐日气象要素空间插值方法的比较

采用距离反比权重法(IDW)、协克里格法(CK)和薄盘样条法(TPS) 3种不同的空间插值方法,对我国1951-2005年气象数据完整的559个气象站点逐月第15日的平均基本气象要素(最高气温、最低气温、日照时数和降水量)进行了插值分析与评价.结果表明：3种插值方法中,TPS法对最高气温和最低气温插值的根均方差（RMSE）最小(1.02 ℃和1.12 ℃)、R²最大(0.9916和0.9913);不同季节中,TPS法对秋季最高气温、夏季最低气温进行插值的RMSE均最小(0.83℃、0.86 ℃),R²均为秋季最高.对于日照时数和降水量而言,TPS法的RMSE最小(0.59 h和1.01 mm)、R²最大(0.9118和0.8135);不同季节中,TPS法对冬季日照时数进行插值的RMSE最小(0.49 h)、R²最大(0.9293),TPS法对冬季降水量进行插值的RMSE最小(0.33 mm),IDW法对夏季降水量进行插值的RMSE最小(2.01 mm),CK法对春季降水量进行插值的R²最大(0.8781).TPS法可作为我国大量逐日基本气象要素的最优空间插值方法.     

Systematic variation in the logarithmic ranges in abundance of freshwater phytoplankton populations

相似文献   

Carbon fixation and carbon availability in marine phytoplankton

It is widely believed that inorganic C does not limit the rate of short-term photosynthesis, the net productivity, or the maximum biomass, of marine phytoplankton. This lack of inorganic C restriction is less widely believed to hold for phytoplankton in many low alkalinity freshwaters or for seaweed in nutrient-enriched rock pools. These views are examined in the context of the physical chemistry of the inorganic C system in natural waters and of the ways in which various taxa of phytoplankton deal with inorganic C and discriminate between ¹²C and ¹³C. Using this information to interpret data obtained in the ocean or in freshwater suggests that short-term photosynthesis, production rate, and achieved biomass, of phytoplankton are rarely limited by inorganic C supply but, rather, that the widely suggested factors of limited light, nitrogen or phosphorus supply are the resource inputs which restrict productivity. Global change, by increasing atmospheric CO₂ partial pressure and global mean temperatures, is likely to increase the mean CO₂ concentration in the atmosphere, but the corresponding change in the oceans will be much less. There are, however, genotypic differences in the handling of inorganic C among the diversity of marine phytoplankton, and in impact on use of limiting nutrients, so increases in the mean CO₂ and HCO₃ ^- concentrations in surface ocean waters could cause changes in species composition. However, the rarity of inorganic C limitation of marine phytoplankton short-term photosynthesis, net productivity, or the maximum biomass, in today's ocean means that global change is unlikely to increase these three values in the ocean.     

The shape of a species' spatial abundance distribution

Aim The shape of a species' spatial abundance distribution may change with spatial scale. We predict that the shape will typically change from strictly downward‐sloping (falling) to humped (rising then falling) as the spatial scale increases. The prediction, motivated in part by central limit reasoning, is intended for common or abundant species over reasonably homogeneous habitats. We test the prediction using data on 800+ tree species, one ant species, and 14 bird species. Location Tree data are for Malaysia and Central America; ant and bird data are for North America. Methods For each species, histograms and relative mode shape statistics are compared across multiple spatial scales. Results The predicted pattern is broadly confirmed. Main conclusions The emerging hump pattern is a candidate for listing among macroecological regularities. In appropriate contexts, spatial theories might be asked to predict the pattern.     

Isometric size-scaling of metabolic rate and the size abundance distribution of phytoplankton

The relationship between phytoplankton cell size and abundance has long been known to follow regular, predictable patterns in near steady-state ecosystems, but its origin has remained elusive. To explore the linkage between the size-scaling of metabolic rate and the size abundance distribution of natural phytoplankton communities, we determined simultaneously phytoplankton carbon fixation rates and cell abundance across a cell volume range of over six orders of magnitude in tropical and subtropical waters of the Atlantic Ocean. We found an approximately isometric relationship between carbon fixation rate and cell size (mean slope value: 1.16; range: 1.03-1.32), negating the idea that Kleiber's law is applicable to unicellular autotrophic protists. On the basis of the scaling of individual resource use with cell size, we predicted a reciprocal relationship between the size-scalings of phytoplankton metabolic rate and abundance. This prediction was confirmed by the observed slopes of the relationship between phytoplankton abundance and cell size, which have a mean value of -1.15 (range: -1.29 to -0.97), indicating that the size abundance distribution largely results from the size-scaling of metabolic rate. Our results imply that the total energy processed by carbon fixation is constant along the phytoplankton size spectrum in near steady-state marine ecosystems.