2010 年中国黄海绿潮藻优势种分子生物学鉴定及形态特征研究

近五年来,在中国南黄海海域连续爆发了大规模的绿潮灾害。该论文主要针对采集自2010 年绿潮中绿潮优势种藻体,结合分子生物学方法和主要形态特征进行研究。对样品ITS 序列分析的结果表明,绿潮优势种为Ulva linza-procera-prolifera 类群（LPP complex）。5S rDNA 间隔区序列分析结果显示,样品中LPP类群的种类主要为Ulva prolifera,说明绿潮中最为主要的种类为Ulva prolifera。此外,在2010 年绿潮的整个过程中,漂浮Ulva compressa 一直存在,而且部分基本形态特征发生了改变。在绿潮中,Ulva compressa 可以生长为气囊状而漂浮于海面,成为其他藻体的附着基质,从而有利于绿潮的迁移和扩大。尽管发生了形态变化,绿潮的主要种类是LPP和Ulva compressa,其中管状中空分枝繁多的Ulva prolifera是最为主要的。     

利用静止轨道卫星开展绿潮业务化监测的可行性研究

针对光学遥感手段无法探测云雾覆盖下绿潮分布区域这一现状问题,本文着力于开展绿潮时空分布的监测研究,获取了近三年五月中旬到八月中旬的GOCI(geostationary ocean color imager)数据,基于该数据进行绿潮范围提取、绿潮漂移路径分析、精细化云区域提取和统计云覆盖情况,分析云量覆盖对利用静止轨道卫星监测绿潮的影响程度,进而从探测能力和动态能力两方面论证利用静止轨道卫星开展绿潮业务化监测的可行性。     

浒苔遥感监测研究进展

浒苔大规模集聚形成的绿潮灾害是海洋生态系统主要生态环境问题之一,基于卫星遥感影像监测浒苔及其扩展动态已成为一种及时有效的手段。对国内外浒苔遥感监测方面文献进行归纳整理,认为光学遥感数据、多波段比值法是最常用的遥感数据和监测方法。对遥感监测浒苔机理进行了阐述,并对分类方法进行评价认为监督分类法解译精度不高。目前单波段阈值法和多波段比值法应用广泛,但在监测漂浮浒苔和混合象元解译存在不足。辐射传输模型法能有效提高信息解译的精度,但还处于起步阶段。遥感监测浒苔灾害的未来发展需要提高影像空间分辨率,深入研究监测方法,进行多种平台和多源遥感数据相结合,并由定性走向定量,从而建立健全遥感监测预警系统。     

黄海绿潮漂移过程中浒苔挥发性风味物质研究

2007年以来,浒苔绿潮灾害年度周期性由江苏近岸向山东近海漂移,对黄海海域生态环境和生态安全造成严重威胁,如何利用大规模漂浮浒苔生物量,实现变害为宝迫在眉睫。为了探究黄海绿潮漂移过程中优势种浒苔挥发性风味物质的差异,本研究利用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱-质谱联用技术(GC-MS),对绿潮漂移过程中的8个区域浒苔的挥发性成分进行提取和分析,共检测出包括醛类、醇类、酯类、酚类、酮类、烯类、烷类及其他化合物等187种物质;其中,这8个区域浒苔分别检测出72、64、49、53、34、48、41和54种化合物。通过对绿潮浒苔香气成分在水中的阈值和化合物含量分析,发现绿潮在向北漂移过程中,主体香气成分发生变化,每个区域浒苔均呈现独特的风味,总体上南黄海绿潮漂移早期浒苔风味品质较好。本研究为绿潮浒苔食品风味研发和资源化利用提供了数据支撑。     

空间分辨率对绿潮覆盖面积、密集度卫星遥感信息提取的影响

研究表明,多源卫星数据提取的绿潮信息存在较大差异,通常认为可能的主要原因是不同卫星遥感器的的空间分辨率、过境时间差、波段设置等各不相同,但对此仍缺乏深入的研究。本文采用波段设置和过境时间完全相同、仅空间分辨率不同的四景 MERIS 全、降分辨率（300 m 和1200 m）影像,利用统一的算法（NDVI）进行绿潮信息提取,量化了空间分辨率对绿潮覆盖面积、密集度（由斑块个数、聚合度表征）卫星遥感信息提取的影响。结果表明：空间分辨率对绿潮覆盖面积卫星遥感信息提取影响显著,全、降分辨率 MERIS 影像提取的绿潮覆盖面积最大相对偏差可达67％,遥感影像的空间分辨率对绿潮面积提取结果的影响既与绿潮 NDVI 探测阈值有关,还可能与绿潮发展阶段有关。绿潮密集度卫星遥感提取结果也受遥感影像空间分辨率的影响,全分辨率 MERIS 影像提取的绿潮斑块个数为降分辨率影像的7～21倍,绿潮聚合度较降分辨率影像高15％～25％。     

2007年夏季青岛石莼科(Ulvaceae)绿藻无机元素含量分析

2007年夏季对青岛沿海石莼科绿藻,包括定生石莼Ulva、定生浒苔Enteromorpha以及漂浮浒苔Enteromorpha进行了样本采集,针对其17种金属元素和3种非金属元素进行了含量分析与比较。结果表明,石莼科绿藻对铅、镉、铜、砷、锌等元素有较强的富集作用,可以作为海洋环境的藻类指示生物。另外,漂浮浒苔中多种元素含量明显少于定生种类,特别是铁、铝、磷等元素含量差别非常悬殊,最高可达100倍;相反的是,漂浮浒苔的钙元素含量接近于定生种类的两倍。上述结果可为石莼、浒苔等大型绿藻的加工利用提供参考。     

从藻类生理生态学角度解析绿潮爆发的内在机制

绿潮是在特殊环境条件下,海水中某些大型绿藻爆发性增殖或高度聚集而引发的海洋生态异常现象。自2007年起,黄海已连续15年爆发绿潮,对沿岸生态环境、社会发展、经济建设造成极其严重的危害,解决绿潮问题刻不容缓。绿潮的形成是外因和内因综合作用的结果。目前,国内外学者对绿潮爆发的外因,即环境因子已具有科学的认知,并围绕绿潮藻类对某些环境因子的生理响应展开系列研究,且取得了一定成果。然而,针对绿潮爆发的内因,即绿潮藻类为应对大幅波动的环境因子而产生的极强的生理生态适应性尚未进行深入探讨。本文从藻类生理生态学角度入手,综述绿潮成因种对多种生态因子波动的响应机制,包括光照强度、二氧化碳、温度、盐度与干出、营养盐、重金属及生物因素,归纳了绿潮藻类的光合生长生理、营养生理和繁殖生理对环境因子波动的适应性调节机制,揭示了绿潮藻类爆发的内因。     

瓜实蝇对虚拟波长下不同颜色的趋性（英文）

利用害虫对不同颜色的趋性进行害虫防治, 如利用黄板对实蝇的监测和防治已有很长的历史, 然而尚未见把颜色量化进行实蝇对颜色偏嗜性研究的报道。为探明对瓜实蝇Bactrocera cucurbitae最具吸引力的颜色及其虚拟波长, 本试验应用Dan Bruton的虚拟波长与RGB值的函数关系, 把RGB值转换为虚拟波长; 选择RGB值［(0, 213, 255), (0, 255, 146), (54, 255, 0), (129, 255, 0), (195, 255, 0), (255, 255, 0), (255, 190, 0)和 (255, 119, 0)］的颜色进行打印, 这些颜色对应的虚拟波长分别是480, 500, 520, 540, 560, 580, 560和600 nm; 在八面体内进行瓜实蝇对8种颜色的偏嗜性试验。结果表明： 波长在520~560 nm 之间对应的颜色对瓜实蝇的吸引率高于其他虚拟波长对应的颜色, 而540 nm (黄绿色, RGB值为 129, 255, 0)对应的颜色纸对瓜实蝇的吸引率最大。此外田间颜色偏嗜性试验也证实了黄绿色对瓜实蝇有最强的引诱作用。结果说明, 黄绿色（虚拟波长540 nm）是吸引瓜实蝇的关键颜色, 黄绿色粘虫板可作为监测与防治瓜实蝇的一种有效方法。     

基于MODIS数据黄海绿潮覆盖面积精细化提取

针对MODIS数据绿潮提取存在大量混合像元导致绿潮覆盖面积偏大这一问题,基于3 m分辨率的机载SAR高分影像,结合归一化植被指数(NDVI),对MODIS研究区中大于NDVI阈值的像元进行混合像元分解得到绿潮的"覆盖面积";获取的准同步3 m机载SAR提取的绿潮面积为"真实值",然后建立二者之间的关系模型,并选取不同的样本区域对该模型进行了验证。实验结果表明:NDVI等传统算法所提取的绿潮覆盖面积约为"真实值"的2.68倍;基于混合像元分解的方法所提取的绿潮面积较"真实值"偏小,约为"真值"的0.56倍;与传统的NDVI等多波段比值法相比,该精细化模型方法提取的绿潮覆盖面积更接近于"真实值",与"真实值"误差仅为6.7%。     

小型无绿藻的分离及形态特征

无绿藻（Ｐｒｏｔｏｔｈｅｃａ）是一种少见的条件致病菌^［１］,可引起人畜共患的无绿藻病。在其所致人类疾病中,主要有三种临床类型：皮肤损害、局限性感染、系统性无绿藻病^［２］。本文于１９９７年从一名女患者面部丘疹处的皮肤结节活检,分离培养出一株无绿藻菌,并进行了分离培养鉴定,利用光学显微镜、电子显微镜对其形态特征和超微结构进行观察,并通过直接组织压片和组织病理切片观察和生化试验特性,确定为一例由小型无绿藻（Ｐｒｏｔｏｔｈｅｃａｗｉｃｋｅｒｈａｍｉｉ     

《植物与细胞生理学》：研究阐明浒苔对环境胁迫响应分子机制

近日,中国科学院海洋研究所的研究人员在浒苔生物学研究取得重要进展,阐明了浒苔对环境胁迫响应的分子机制和“绿潮”发生时漂浮浒苔的生理状,为全面认识由浒苔引发的海洋”绿潮”现象提供了重要理论基础。相关研究成果发表在在国际期刊《植物与细胞生理学》（Plantand Cell Physiology）上。     

2010年—2011年山东近海石莼属绿潮藻的种类鉴定

山东近海近年来连续遭遇绿潮危害,绿潮种类组成是否发生变化?尚未有研究加以解决。2010年—2011年,对山东近海海域漂浮藻进行了调查和取样,选取采集的29株漂浮石莼属样品和2株固着石莼属样品,进行了形态学观察,并对其核糖体ITS、叶绿体rbcL基因和5S rDNA间隔序列进行了分子系统发育分析。结果表明,山东近海石莼属绿潮由浒苔U.prolifera、孔石莼U.pertusa和扁浒苔U.compressa共同构成,浒苔是优势绿潮藻种群,其次为孔石莼,扁浒苔发生很少。     

科研快讯

《植物与细胞生理学》:研究阐明浒苔对环境胁迫响应分子机制近日,中国科学院海洋研究所的研究人员在浒苔生物学研究取得重要进展,阐明了浒苔对环境胁迫响应的分子机制和"绿潮"发生时漂浮浒苔的生理状,为全面认识由浒苔引发的海洋"绿潮"现象提供了重要理论基础。相关研究成果发表在在国际期刊《植物     

华北农业干旱监测与冬小麦估产研究

评估了基于植被光学厚度(VOD)和日光诱导叶绿素荧光(SIF)等植被广义光学特性构建的标准化植被指数(Z_VI)监测农业干旱的适用性;并采用VOD、SIF两种指数和土壤水分等环境变量的不同组合建立冬小麦估产的岭回归模型,以探究其对冬小麦产量的预报能力。结果表明：相较于Z_VOD,旬尺度Z_SIF对华北地区的农业干旱具有更好的监测能力,对重旱的正确检测率达到77%。Z_SIF能够有效反映干旱发生、发展直至减轻的演变过程,其低值区与站点记录的干旱空间分布相吻合。在华北地区南部,生长季C波段和Ku波段的VOD对冬小麦单产的预报能力优于SIF;利用VOD、SIF两种指数和环境变量的全变量模型取得了最好的估产精度,影响冬小麦产量估算精度的关键预测变量为生长高峰期的SIF。研究可为大范围农业干旱监测和粮食安全提供技术支持。     

几种盘星藻的分离培养和形态观察

盘星藻属(Pediastrum)属于绿藻门,绿藻纲,绿球藻目,水网藻科。原植体为定形,自由漂浮群体。群体通常呈圆盘状,单层辐射排列。主要产于淡水。对气候环境的适应能力很强。近几年来,在我国的第三纪古地层中多次发现大量盘星藻化石,在世界许多国家也有发现盘星藻化石的报道。     

光学成像观测大鼠局灶性脑缺血的动态过程

采用 550 nm 内源信号光学成像 (optical intrinsic signal imaging , OISI) 监测左侧大脑中动脉栓塞 (middle cerebral artery occlusion , MCAO) 局灶性脑缺血大鼠顶叶皮层 . MCAO 后 4 h 内,观测到一系列自发扩散性抑制 (spreading depression , SD) 波 (10.3±4.6) 次 . 前 2 h 内的 SD 波通常会侵袭整个左侧顶叶皮层,但光信号有明显的区域差异 . 后 2 h 内的 SD 波局限于顶叶皮层中央区域,且传播面积逐次减少;旁侧区域光强基线逐步升高, 4 h 时,反射光强升高 (8.4±1.2) %. 随后 TTC 染色证明上述旁侧区域已经梗死 . 实验表明光学成像为确定缺血半暗带并监测其动态发展提供了一种有效方法 .     

基于Sentinel-2数据的草地植物功能多样性遥感反演及其与生产力的关系

生物多样性与生态系统功能的关系是当前生态学研究的焦点和难点。植物功能多样性是影响生态系统功能的重要指标, 开展植物功能多样性的研究对了解生物多样性与生态系统功能之间的关系有着重要意义。传统的草地植物功能多样性研究多以实地调查为主, 不仅费时费力, 而且由于受到时空的限制, 很难拓展到大尺度的研究中。遥感技术的发展为评估草地功能多样性提供了一种经济、有效的手段。该研究选取内蒙古自治区锡林郭勒盟乌拉盖管理区草甸草原为研究区, 利用Sentinel-2卫星影像和野外实测数据, 选取了波段及植被指数等46个特征变量, 探讨了逐步回归、偏最小二乘法(PLSR)和随机森林(RFR)等3种不同方法对草地植物功能丰富度(FRic)、功能均匀度(FEve)和功能离散度(FDiv)的反演精度, 并基于PLSR反演草地地上生物量, 进一步分析了研究区功能多样性与生产力的关系。研究结果表明: (1)波段B11、优化型土壤调节植被指数(OSAVI)、水波段指数(WBI)对FRic解释度最高; 波段B6、B10、B12、类胡萝卜素反射指数1 (CRI1)、双峰光学指数(D)、归一化差值指数45 (NDI45)等6个特征变量对FEve解释度最高; 波段B5、B9、B10、B11、加权差分植被指数(WDVI)、凸包面积等对FDiv解释度最高; (2)基于十折重复交叉验证, 利用逐步回归估算的FRic和FEve反演精度远高于其他两种回归方法, R²分别为0.52和0.44; 而利用PLSR方法估算的FDiv反演精度最高(R² = 0.61); (3)群落地上生物量反演精度为R² = 0.61; FRic与地上生产力的关系最好(R² = 0.40), 其次为FDiv (R² = 0.28)和FEve (R² = 0.27)。研究发现, 基于Sentinel-2卫星影像能较好地反演草地功能多样性和生产力, 为下一步能在大尺度上进行草地功能多样性估算及其与生产力关系研究提供了参考和依据。     

不同颜色粘虫板对花蓟马的田间诱集效果

明确花蓟马的嗜好颜色对于采用色板防控花蓟马具有重要意义。基于Dan Bruton虚拟波长与RGB值的定量函数关系,本研究比较了8种不同虚拟波长对应颜色的粘虫板对花蓟马的田间诱集效果,同时针对最嗜颜色的不同形状色板及田间挂板高度的诱集效果进行测定。结果表明,花蓟马对蓝色的嗜好性最强,其次为白色,通过对蓝色对应的波段(435-480 nm)进一步筛选,虚拟波长为435-450 nm的蓝板对花蓟马诱集效果较好。色板形状和挂置高度对诱集效果的影响在挂板4-5 d后影响显著(Sig.0.05),圆形蓝板对花蓟马的诱集效果优于长方形、三角形和正方形,且挂置高度为0.6 m时诱集到的虫口数量最多,这可能与蓟马自身的入土化蛹习性有关。     

以浮游植物评价达赉湖水质污染及营养水平

1987—1988年在30个样点,四季采样,对达赉湖的浮游植物进行了种类组成,生物量、种群数量、优势种、污染指示种、硅藻指数、综合指数等群落生态学的初步研究,应用后五项参数对达赉湖水质污染及营养水平进行了评价。达赉湖浮游植物年均值达54.7×106个/L(细胞数,或个体数为2.3×106个/L),硅藻指数为149.3,综合指数为5.6。群落组成中污染指示种占65%,春季以绿藻的十字藻、卵囊藻为优势种,其它3个季节均以蓝藻中的微囊藻、鱼腥藻、腔球藻占优势,表明达赉湖已受到中等程度污染,属于蓝、绿藻型富营养湖。       

安徽沱湖夏季浮游植物群落结构特征与环境因子关系

为了揭示沱湖浮游植物群落结构特征及其与水环境因子的关系,于2016年7月(夏季),对沱湖流域上游至下游11个采样点浮游植物种类组成、细胞丰度、生物量等进行调查研究。结果显示,沱湖共有浮游植物96种(含变种),隶属8门48属,其中绿藻门(Chlorophyta)和硅藻门(Bacillariophyta)种类最多,绿藻门有23属39种,占总种数的40.63%,硅藻门有7属20种,占总种数的20.83%;其次为裸藻门(Euglenophyta),有5属17种,占总种数的17.71%,蓝藻门(Cyanophyta) 8属14种,占14.58%;甲藻门(Pyrrophyta) 2属2种,隐藻门(Cryptophyta) 1属2种,各占总种数的2.08%,黄藻门(Xanthophyta)与金藻门(Chrysophyta)均有1属1种,均占总种数的1.04%。绿藻和硅藻类物种在沱湖浮游植物群落结构中处于优势地位,沱湖夏季浮游植物种类组成表现为绿藻-硅藻型。沱湖夏季浮游植物细胞丰度与生物量从上游到下游呈逐渐增加趋势,细胞丰度与生物量平均值分别为4.022×106cells/L与3.046 mg/L,蓝藻门和绿藻门类群为沱湖浮游植物细胞丰度主体,硅藻门和裸藻门类群为沱湖浮游植物生物量的主体;上游浮游植物多样性指数与均匀度指数均略高于下游采样点,沱湖水质呈β中污型-无污染型,上游水质优于下游水质。浮游植物群落结构与水环境因子的典型对应分析(CCA)结果表明,电导率、透明度、水深及pH值等环境因子与沱湖夏季浮游植物群落结构有较强的相关性。