长江口拟长脚数量变化和对环境变暖的响应

据1959年和2002年在长江口29°00′～32°00′ N, 122°00′～123°30′ E海域四季调查资料,研究结合拟长脚丰度和同步水温资料进行曲线拟合、构造数学模型和计算最适温度.分析拟长脚(Parathemisto gaudichaudi)的生态类型、空间分布、数量动态以及对变暖趋势的响应.结果表明:长江口海域拟长脚平均丰度和出现率都表现为夏秋季较低和冬春季较高.1959年春季平均丰度最高,为1.8 ind/m3;1959年秋季平均丰度最低,为0.03 ind/m3.1959年春季出现率最高,为62.96%;1959年秋季出现率最低,为6.90%.长江口拟长脚在1959年春季丛生指标最大(7.12),在1959年秋季最小(-1.00).这说明该种春季在长江口海域有明显的集群性,秋季集群性则不明显.温度是影响拟长脚季节变化和年间变化的主要因素.长江口海域拟长脚丰度和同步温度资料曲线拟合结果符合Yield Density模型,最适温度是17.0 ℃,置信度分析和拟合统计结果均有非常高的置信度.综合拟长脚最适温度和季节变化特征,可认为该种是暖温种.近年来在春季长江口水域的拟长脚丰度有所降低,这种数量年间变化趋势应与全球气候变暖相关.该种可作为海洋变暖长期变化的指示种.     

钝顶螺旋藻形态、生长及光合作用对不同波段太阳辐射的响应

为探讨中不同波段的光合有效辐射对钝顶螺旋藻(Arthrospira platensis)形态、生长及光合作用的影响,实验将钝顶螺旋藻D-0083藻液转入带塞的石英管中, 石英管水平置于阳光下并在其上覆盖不同的截止型和带通型滤光片, 以使藻丝接受不同波段的太阳辐射; 并检测其生长、形态与光合活动的变化。结果发现: 所有波段 (320500、395700、510700和610700 nm) 光合有效辐射下的藻丝均螺旋变紧且生物量增加。其中以包含少量紫外辐射A (Ultraviolet-A)的蓝光波段 (320500 nm)和红光波段(600700 nm) 对藻丝形态变化、生长及光合速率的诱发效率较高。在320500、395700、510700和 610700 nm波段上的单位能量光照引起钝顶螺旋藻螺距变化的效率分别为0.070、0.015、0.021、0.045 m/(Wm2)。 波段320500 nm虽然会轻微抑制钝顶螺旋藻D-0083的有效光化学效率(Fv'/Fm')、电子传递速率(ETR)和藻蓝蛋白的荧光发射, 但是却能够有效诱导其藻丝变紧促进生长。此外, 钝顶螺旋藻D-0083的藻丝变紧程度、比生长速率变化与不同波段太阳辐射下藻丝体的光合性能相一致。该研究表明任何波段的光合有效辐射都能使螺旋藻藻丝螺旋变紧并引发生长和光合作用, 其中以蓝光和红光的效率最高。     

东海原甲藻对羊栖菜合子生长及光合活性的化感作用研究

为评估东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)赤潮发生对羊栖菜(Sargassum fusiformis)幼苗产量的影响并探讨其化感机理,在实验室条件下分别利用浓度为1.00×10⁵cells/mL东海原甲藻活细胞悬浮液(LC)、细胞破碎液(RC)和无细胞滤液(FC)培养羊栖菜合子,并对其生长发育及光合活性进行测定。结果显示,LC、RC和FC均会抑制羊栖菜合子的生长、叶绿素a合成和光合活性,其中FC及LC对合子的抑制程度相似且均大于RC。JIP-test分析表明,FC及LC对合子的最大量子产率(φP_o)、性能指数(PI)及PSⅡ反应中心密度(RCs/ABS)的抑制作用显著大于RC。表明东海原甲藻主要通过向细胞外释放化感物质产生抑制作用,这些化感物质抑制了羊栖菜合子PSⅡ的电子传递,使PSⅡ部分光化学反应中心(RCs)失活,进而使大量激发能转化为热能被耗散掉。而RC中可能含有某些能够刺激羊栖菜合子生长的物质,从而在一定程度上抵消了化感物质的抑制作用。结果表明东海原甲藻对羊栖菜合子的抑制作用主要是由化感物质引起的,东海原甲藻赤潮可以抑制羊栖菜合子的发育和光合活性,减少羊栖菜种苗产量,并最终阻碍了羊栖菜产业的发展。     

铜锈环棱螺对水华中常见藻类的抑制效应

藻类水华频发已成为全球性的水环境问题,近年来,生物控藻法因具有环境友好的特点而备受关注。本研究以我国富营养化湖泊中常见大型底栖动物铜锈环棱螺为操纵生物,通过室内培养试验,研究了其对水华水体中常见蓝藻铜绿微囊藻、绿藻普通小球藻和斜生栅藻生长及光合活性的影响,以期阐明螺-藻间相互作用关系,探究铜锈环棱螺作为生物操纵物种的可行性。结果表明: 铜锈环棱螺能在短时间内大量摄食藻细胞,其对铜绿微囊藻产毒株和不产毒株以及斜生栅藻的去除率均在12 h内达到最大值,分别为73.7%、73.2%和51.1%;其对普通小球藻的摄食强于其他藻类,至试验结束时去除率达到99.2%。产毒铜绿微囊藻产生的微囊藻毒素会在铜锈环棱螺体内累积并促发其肝脏病理学变化,进而阻碍铜锈环棱螺的摄食。试验后期各处理组藻细胞光合活性均显著低于对照组,表明铜锈环棱螺的摄食作用对藻细胞造成了损伤,抑制了其大量增殖。此外,当不产毒铜绿微囊藻与斜生栅藻混合时,铜锈环棱螺的选择摄食性导致微囊藻的优势地位被斜生栅藻所取代。因此,铜锈环棱螺可以通过摄食作用抑制藻类的光合活性并降低其生物量,从而在一定程度上抑制或减缓水华的形成。     

浙南大罗山天河水库浮游植物群落结构的季节变化及对水质的指示作用

为了探究浙南地区山区水库浮游植物群落结构的季节变化及水质状况,于2019年2月—2020年1月对位于温州大罗山天河水库的浮游植物群落结构和水体理化因子进行了调查分析。结果表明: 天河水库浮游植物隶属于7门60属89种,全年浮游植物平均丰度为2.02×10⁵ cells·L^-1,年均生物量为0.26 mg·L^-1。硅藻门在全年均占优势,绿藻门在春、秋季占优势,而蓝藻门仅在夏季占优势,裸藻门和甲藻门在全年均有出现,隐藻门在秋、冬季均有出现,但不占优势。全年主要优势种有颗粒直链藻、尖针杆藻、隐头舟形藻、美丽星杆藻、假鱼腥藻、小新月藻、二角盘星藻、二角多甲藻、圆筒锥囊藻、卵形隐藻。冗余分析(RDA)显示,水库的水温、总氮、化学需氧量(COD_Mn)和 pH值是浮游植物群落结构的主要影响因子。分别运用Shannon指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数,并结合浮游植物的丰度、优势种及综合营养状态指数分析了水体污染情况和富营养程度, 结果显示,天河水库水体介于寡污染到清洁水体带之间,为贫-中营养型水体。     

水生态系统中微囊藻毒素的分布及其生态毒理效应研究进展

有毒蓝藻产生的蓝藻毒素对淡水生态系统构成了严重的全球性环境威胁,其中微囊藻毒素(MCs)是所有蓝藻毒素中分布最广、危害最大的一类肝毒素。MCs已对水生态系统的结构、功能和稳定性造成了不良影响,并对人类健康构成威胁。本文综述了当前MCs在水体、沉积物和水生动物体内的分布,以及MCs的生物毒性机制,在此基础上,总结了MCs对水生动物、水生植物及陆生植物的生态毒理效应,及其引发的人类健康风险,并关注了MCs的生物防治方法。最后,针对当前MCs相关研究领域中存在的不足提出展望,旨在为淡水水体中MCs的风险评估与治理管控提供参考。     

光强和硝态氮水平对铜藻(Sargassum horneri)生长和光合生理特性的影响

以金潮种铜藻(Sargassum horneri)为对象,探讨了不同硝态氮水平下光照强度对其生长和光合生理特性的影响,以期为金潮暴发机制的研究提供一定的参考。实验设置了高(100μmol·L-1)、低(自然海水,50μmol·L-1) 2个硝态氮浓度和高(150μmol photons·m-2·s-1)、中(60μmol photons·m-2·s-1)、低(10μmol photons·m-2·s-1)三个光照水平,检测了藻体在不同硝态氮浓度和光照条件下适应培养7 d后生长、色素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、氮吸收速率及最大光合放氧速率(Pmax)等生理指标的变化。结果表明:氮浓度相同时,铜藻的生长速率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、氮吸收速率、Pmax均随光照强度的增加而增加,而色素含量随着光照强度的增加而降低;低氮条件下,除类胡萝卜素外,以上指标在高光处理下均显著高于低光处理(P0.05);高氮条件下,除可溶性糖外,以上指标在高光条件下也均显著高于低光处理(P0.05);同一光照强度下,色素及可溶性蛋白含量、氮吸收速率及Pmax随氮浓度的增加而增加;可溶性糖含量随着硝态氮浓度的增加而减少;且在3个光照条件下,高氮处理下藻体的Pmax均显著高于低氮处理。总之,不同光照和氮浓度处理7 d后,高光、高氮适应后的藻体表现出较高的生长和光合作用潜能。铜藻断裂后漂浮于海面极易获得较高光强条件,而富营养海水中的高氮条件会刺激铜藻的光合潜能而使其加速生长,进而加剧铜藻金潮的暴发。     

东海原甲藻对羊栖菜合子生长及光合活性的化感作用研究

为评估东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)赤潮发生对羊栖菜(Sargassum fusiformis)幼苗产量的影响并探讨其化感机理,在实验室条件下分别利用浓度为1.00×10⁵cells/mL东海原甲藻活细胞悬浮液(LC)、细胞破碎液(RC)和无细胞滤液(FC)培养羊栖菜合子,并对其生长发育及光合活性进行测定。结果显示,LC、RC和FC均会抑制羊栖菜合子的生长、叶绿素a合成和光合活性,其中FC及LC对合子的抑制程度相似且均大于RC。JIP-test分析表明,FC及LC对合子的最大量子产率(φP_o)、性能指数(PI)及PSⅡ反应中心密度(RCs/ABS)的抑制作用显著大于RC。表明东海原甲藻主要通过向细胞外释放化感物质产生抑制作用,这些化感物质抑制了羊栖菜合子PSⅡ的电子传递,使PSⅡ部分光化学反应中心(RCs)失活,进而使大量激发能转化为热能被耗散掉。而RC中可能含有某些能够刺激羊栖菜合子生长的物质,从而在一定程度上抵消了化感物质的抑制作用。结果表明东海原甲藻对羊栖菜合子的抑制作用主要是由化感物质引起的,东海原甲藻赤潮可以抑制羊栖菜合子的发育和光合活性,减少羊栖菜种苗产量,并最终阻碍了羊栖菜产业的发展。     

温度变化对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长和光合作用的影响

近年来, 随着水体富营养化的加剧, 在世界各地经常发生微囊藻水华, 并且因有些微囊藻品系能够产生毒素和异味物质, 从而严重影响饮用水安全并威胁人类健康自然水体中的微囊藻水华通常由产毒品系和非产毒品系微囊藻共同引发, 并且很多研究表明气候变暖将使蓝藻水华进一步扩张。研究铜绿微囊藻产毒品系 FACHB-905 (Microcystisaeruginosa FACHB-905)和非产毒品系 FACHB-469 (M. aeruginosa FACHB-469)在不同温度下适应 10 天后的生长、光合作用以及对强光胁迫耐受性的差异。结果发现两品系在 15 ℃ 下都基本没有生长, 在 40 ℃ 下甚至无法存活。而在 20 至 30 ℃间, 两品系的比生长速率均随着培养温度的升高而增大, 当温度进一步升高到 35 , ℃ 其又开始降低。在 20 至 35 ℃ 之间,铜绿微囊藻产毒品系 FACHB-905 比非产毒品系 FACHB-469 的比生长速率略高, 但是尚未达到显著差异水平。在 20 至35 ℃ 下适应 10 天后, 产毒品系 FACHB-905 的最大光合作用速率(Pmax)和暗呼吸速率(Rd)均显著高于非产毒品系 FACHB-469。将两品系转移至强光下(600 μmol·photons·m–2·s–1)照射 4 小时后, 两者的最大光化学效率(Fv/Fm)都显著降低, 但是产毒品系 FACHB-905 的 Fv/Fm 在 30 和 35 ℃ 时显著高于非产毒品系 FACHB-469。总之, 在适应了不同温度梯度 10 天后, 与非产毒品系 FACHB-469 相比, 产毒品系 FACHB-905 表现出较高的生长、光合作用潜能以及耐光性。根据以上研究结果我们推测气候进一步变暖有可能使产毒品系微囊藻处于优势地位, 从而加剧其水华危害。