龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）在营养限制胁迫后对NH4-N的超补偿吸收研究

采用营养限制胁迫处理的方法,研究龙须菜对NH4-N的超补偿吸收现象.龙须菜在低营养限制胁迫(饥饿)下培养10天后,恢复营养盐培养3天,测定其对NH4-N吸收速率.N吸收实验结果表明,对NH4-N(采用靛酚蓝分光光度法测定)表现出较强的超补偿吸收能力.与持续正常培养的对照组和持续受高浓度营养盐胁迫的处理组比较,各组在培养第一天时对NH4-N的吸收速率差异明显,饥饿处理组最高为17.73μmol/(g·h),对照组最高为12.25μmol/(g·h),高营养盐处理组最高只有6.12μmo1/(g·h).随着培养时间的推移,对照组与处理组之间的差异逐渐减小,培养到第三天时吸收速率趋于一致.而各组对NO3-N(采用锌镉还原萘乙二胺分光光度法测定)的吸收速率都很小,最高为饥饿处理组只有1.49μmol/(g·h),说明龙须菜优先选择吸收NH4-N.实验结束后称重发现对照组、饥饿处理组和饱和组生长率(SGR)分别为5.85%、5.44%、5.02%,ANOVA方差分析表明,三者存在显著差异(P=0.0046＜0.05),证实大型海藻也存在超补偿生长的现象.     

浒苔对NH+4-N与NO-3-N吸收的相互作用

在国内首次研究了大型海洋绿潮藻浒苔(Ulva prolifera)对NH4+-N与NO 3--N两种氮源的选择吸收作用。结果表明:当两种氮源等浓度比例存在时,随着NH4+-N与NO3--N浓度升高,藻体对NH4+-N的吸收速率逐渐升高,而对NO3--N吸收受到抑制;当NO3--N和NH 4+-N高浓度比存在时,藻体对NH4-N的吸收速率随着NO3--N/NH4+-N比例的升高和NH4-N浓度的下降而降低;当NO3--N和NH4+-N低浓度比存在时,藻体对NH+4-N保持较高的吸收速率,而对NO3--N的吸收效率随着NO3--N浓度的降低而降低;浒苔具有同时利用水体中较高浓度的NH+4-N和NO3--N的能力,只有当NH4+-N或NO3--N浓度较低时,才以吸收相对应的氮源为主。这说明浒苔能够快速、大量地吸收水体中氮源,为爆发性增殖贮备物质条件。同时,即便两种氮源同时存在,浒苔对NH+4-N的吸收速率也远高于对NO3--N的吸收速率,因此,控制NH4+-N的大量输入仍是预防浒苔绿潮爆发的关键。     

利用稳定同位素(15N)示踪技术研究浮游藻类氮素吸收速率特征

浮游藻类对溶解态氮的吸收同化是湖泊氮生物循环和水体富营养化发生机制探讨的关键环节。本文通过~(15)N稳定同位素添加实验以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、海链藻(Thalassiosira sp.)、卡德藻(Tetraselmis sp.)、剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)以及盐水隐藻(Rhodomonas salina)为研究对象,从浮游藻类氮素吸收时间、营养盐基质以及藻种差异三个方面研究五种藻类对铵氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、尿素氮(Urea-N)三种形态氮的吸收特征。研究发现:(1)浮游藻类对三种形态氮的吸收均在1h时吸收速率最高,其氮素吸收过程为快速吸收。(2)浮游藻类优先吸收还原态氮,其中NH_4~+-N吸收速率最高,当培养周期为1d和4d时浮游藻类对NH_4~+-N吸收速率的均值分别为4.05和4.15μmol/(L·h);浮游藻类对Urea-N吸收相对偏好系数为25.18—713.42,表现出对小分子溶解态有机氮的特定偏好性。(3)不同藻种对氮素吸收具有不同特征,其中,剧毒卡尔藻对三种形态氮的吸收速率均为最高,而铜绿微囊藻的吸收速率均为最低;不同藻种不同培养时间氮素吸收速率差异与浮游藻类生长周期等特性有关。不同浮游藻类对不同形态氮素表现出吸收特异性,对水体氮负荷和浮游藻类水华优势种形成将产生重要影响。     

胶州湾浮游生物群落NH4+-N的吸收与再生通量

通过4个季节(1991年11月—1992年7月)的现场实验观测,初步研究了胶州湾表层浮游生物群落的NH_4~+-N吸收、再生通量的有关问题。结果表明,NH_4~+-N吸收、再生通量的季节变化为:夏季>春、秋季>冬季;周日变化为:吸收通量在白天大于夜间,再生通量夜间大于白天;全年平均,吸收通量为0.073μ mol/(L·h),再生通量为0.053μ mol/(L·h),再生通量始终小于吸收通量;NH_4~+-N的周转时间最长为16.34d(冬季),最短为0.68d(夏季);吸收通量主要来自Picoplankton(占总量的46％—57％);NH_4~+-N吸收具有光依赖性,不同粒级的光依赖顺序为:Netplankton>Nanoplankton>Picoplankton。     

刚毛藻对静态模拟刺参养殖池塘上覆水营养盐含量的影响

利用室内装置模拟的刺参养殖池塘上覆水,在温度为25℃,光照为(4000±200)lx条件下静态培养刚毛藻48 h,定时测定上覆水中总氮(TN)、氨态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~–-N)、亚硝态氮(NO_2~–-N)、总磷(TP)、活性磷(PO_4~(3–)-P)等营养盐含量,分析了氮磷营养盐含量的动态变化规律,探讨了刚毛藻生物量对沉积物-水界面营养盐含量变化的影响。结果表明,刚毛藻生物量对各营养盐含量的影响存在显著性差异(P0.05)。随着培养时间延长,上覆水中营养盐含量均呈现先增大后减小的趋势。上覆水中各营养盐含量在培养6～24 h时分别达到最大值,其中当刚毛藻生物量为0.5～4.5 g/L时,TN、NO_3~–-N、NO_2~–-N、NH_4~+-N、TP、PO_4~(3–)-P含量达到最大值。继续培养,上覆水中各营养盐的含量逐渐减小,其中生物量为8.5 g/L时刚毛藻对NO_3~–-N、NO_2~–-N的吸收效果最好;生物量为0.5 g/L时刚毛藻对NH_4~+-N、PO_4~(3–)-P吸收效果最好。因此,高生物量(8.5 g/L)刚毛藻可降低上覆水中NO_3~–-N、NO_2~–-N含量,但低生物量(0.5 g/L)刚毛藻能有效吸收上覆水中的NH_4~+-N、PO_4~(3–)-P。     

低盐在短时间内对绿潮浒苔(Ulva prolifera)氮磷吸收的动态影响

我国黄海出现的绿潮发源于黄海南部苏北辐射沙洲紫菜养殖区,苏北沙洲区濒临的沿岸河网众多,来自沿岸径流的淡水携带大量氮磷等营养盐间歇性入海,导致海水的富营养化并伴随着盐度的周期性波动。本研究通过模拟实验研究低盐度(15和5)对浒苔吸收氮盐(NO_3~–-N和NH_4~+-N)和磷盐(PO_4~(3–)-P)的影响,主要发现:与盐度30相比,在低盐度(15和5)时,浒苔对NO_3~–-N的1h最大吸收速率(V_(max))和亲和力(V_(max)/Ks)分别提高280%和350%左右,半饱和常数(Ks)下降15%左右,并能够维持对NO_3~–-N的高效吸收(24h);盐度15和5时,浒苔对NH_4~+-N的1h最大吸收速率(V_(max))分别提高40%和200%,亲和力(V_(max)/Ks)分别提高20%和180%, Ks分别提高15%和30%,但是盐度降低对NH_4~+-N的长效吸收产生负面影响,甚至在盐度5条件下出现吸收高浓度NH_4~+-N后再释放的现象;与盐度30相似,盐度15条件下浒苔能够快速吸收PO_4~(3–)-P,而盐度5则导致藻细胞内的PO_4~(3–)-P在早期阶段快速流失,并在后期不能有效吸收PO_4~(3–)-P。本实验的结果表明,降低盐度有利于浒苔对氮源的快速吸收,在盐度15下浒苔能够实现对硝酸盐和磷盐的高效吸收。     

温度、氮浓度和氮磷比对长心卡帕藻(Kappaphycus alvarezii)吸收氮速率的影响

分别在室内培养箱、海滨室外跑道池和不同自然海区,通过一次性和半连续添加营养、以及检测海区水质和藻体生长的方法,研究了不同氮浓度、温度和氮磷比条件下,长心卡帕藻氮吸收速率的变化和氮吸收速率随时间变化,以及栽培该藻的环境生态贡献。小型实验、中试放大和海区规模栽培结果表明:(1)在10—50μmol/L范围内,该藻吸收氮速率随氮浓度增加而增大;(2)当氮浓度一定时,氮磷比在1—50范围内对该藻吸收氮速率没有产生显著影响(P>0.05);(3)温度对该藻吸收氮速率有显著影响(P<0.05),其中温度在28℃时氮的吸收速率最高;(4)尽管一次性添加营养实验中长心卡帕藻吸收氮速率随时间变化表现出先快后慢的趋势,但是进一步的半连续添加营养实验证实,导致吸收速率下降系底物氮浓度限制,而不是藻本身吸收能力下降,结果还显示卡帕藻具有连续吸收同化无机氮能力;在自然光温度变化和不受底物浓度限制条件下,该藻藻体去除无机氮效率最大维持在0.3μmol/(gFW·h);(5)海南陵水黎安海湾水质数据显示,栽培该藻去除海水富营养化和净化水质作用显著,其去除海水富营养化的年贡献为33t氮素。     

光照和营养盐胁迫对龙须菜生长及生化组成的影响

以龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)为实验材料,分别研究了光照强度、营养盐胁迫对其生长及生化组成的影响。结果表明,在800～3000lx的范围内随光强的升高,龙须菜生长率增加,但藻红素(PE)、叶绿素a、蛋白质和可溶性总糖含量却降低,即低光强更利于龙须菜生化组分的积累。饥饿处理组、饱和处理组及正常对照组的生长率分别为0.9%,5.01%,3.06%。饥饿处理组的总C含量最高,总N及C/N比值高(>15),饱和处理组则相反,C/N比值<10,即存在C高N低、N高C低的现象。表明水体营养状况对龙须菜生长、体内生化组分有显著影响。总C、总N及C/N比都能很好地反映藻体的营养状态。饱和处理组藻体呈现深红色,饥饿处理组藻体色泽为浅黄色,因此也可根据藻体色泽的变化来估计藻体的营养状态。     

环境条件对线形硬毛藻营养盐吸收影响的季节变化

研究了线形硬毛藻在不同温度、盐度和营养盐浓度条件下对NH+4-N、NO-3-N和PO3-4-P的吸收速率的季节性变化。实验结果显示,在5~30℃范围内,线形硬毛藻对NH+4-N、NO-3-N和PO3-4-P的吸收速率受温度和季节影响显著,最适温度范围基本维持在15~25℃,且春季和秋季的吸收速率高于夏季和冬季。低盐度(0~10)对NH+4-N的吸收没有显著影响,对NO-3-N的吸收有促进作用,而对PO3-4-P的吸收有抑制作用。除了个别低盐度条件外,NH+4-N、NO-3-N和PO3-4-P的最大吸收速率大多出现在春季,而最小吸收速率大多出现在冬季。线形硬毛藻在不同浓度的营养盐条件下大多呈现出开放型的吸收模式,在高浓度下各个季节均能吸收营养盐。本研究结果为阐明线形硬毛藻作为"绿潮"灾害藻类的爆发机制提供了理论基础,同时为线形硬毛藻作为新型工具藻在富营养化水域生境修复和陆基工厂化养殖废水处理中的应用提供了科学依据。     

四列藻继盐胁迫后的超补偿生长

以海洋微藻四列藻(Tetraselmistetrathele)为试验材料,在试验前阶段,置于设定的多种低盐度和高盐度胁迫条件下培养10d;在试验后阶段,将各处理组盐度恢复至正常(35),并将该藻置于此条件下培养10d。在藻恢复生长阶段,发现盐度为15的低盐处理组和盐度为100的高盐处理组与持续在正常盐度(35)条件下培养的对照组比较,处理组有更强的生长能力(P<0.05),主要表现为在恢复生长的中后期(6～8d),藻细胞平均相对生长率提高,细胞数增多,叶绿素a含量和生物量增高。同时,对于盐度条件的变化,藻细胞能通过细胞内蛋白质、糖含量的相应改变,来启动渗透调节机制以维持正常的生理机能。试验表明,四列藻继盐胁迫后的培养过程中,具有超补偿生长的特性。     

2017年绿潮浒苔(Ulva prolifera)生理特征及孢子囊形成情况分析

近几年来在我国青岛海域连续暴发的浒苔绿潮造成了巨大的经济损失并且破坏了近海海洋生态系统平衡。因此,浒苔绿潮受到了越来越多的关注。本研究重点关注了绿潮暴发期间不同海域浒苔藻体生理特征和孢子囊形成情况。研究发现,不同海域里浒苔藻体生理特征差异显著,孢子囊比例显著不同,并且观察到漂浮浒苔的原位萌发。2017年5月中旬,我们在苏北浅滩紫菜养殖区域(33.78°N,121.29°E)对筏架绠绳上生长的绿藻,退潮后滩涂散落的绿藻和涨潮时海面上漂浮的绿藻进行为期5天的野外采集。另外,在2017年6月随科考船对浒苔暴发海域的浒苔样本进行采集。采集范围在(33.5°—36.5°N, 120°—124°E)。结果表明,从低纬度到高纬度,浒苔F_v/F_m(光系统Ⅱ最大光化学量子产量)值从0.65逐渐降低至0.3左右;YⅡ(光系统Ⅱ实时光化学量子产量)值也从最高0.5左右降低至最低0.1。此外,定生浒苔F_v/F_m值为0.6—0.8左右,明显高于漂浮浒苔; YⅡ值也有类似趋势。在孢子囊形成比例方面,定生浒苔约有5%藻体形成了孢子囊,而漂浮浒苔中孢子囊形成比例达到20%。数据表明,低纬度区域为浒苔来源地,浒苔生理活性良好,孢子囊形成比例低。随着浒苔往北漂移,其生理活性降低。并且,漂浮浒苔孢子囊形成比例显著性高于定生浒苔。本文认为,浒苔脱离来源区后,孢子囊的快速形成、成熟和孢子释放以及孢子的原位萌发是浒苔生物量激增的重要原因。     

鳗弧菌(Vibrio anguillarum)对青蛤(Cyclina sinensis)的毒性及半致死浓度研究

利用不同浓度的鳗弧菌对青蛤进行了急性毒性实验,观察青蛤在菌液胁迫下的存活情况,进一步统计得到鳗弧菌对青蛤的半致死浓度。结果表明,青蛤在鳗弧菌液浓度OD600为1.0—2.2范围内,胁迫96h以内死亡率呈逐渐上升趋势,并且在OD600=2.2时所有受试个体全部死亡。在相同的胁迫时间内,受试个体死亡率与胁迫浓度均呈正相关。经SPSS16.0软件分析后,最终得到鳗弧菌对青蛤的半致死浓度(LC50)为OD600=1.57,说明鳗弧菌对青蛤有明显的毒害作用。     

盐度对河川沙塘鳢(Odontobutis potamophila)胚胎、仔鱼发育过程中能量收支的影响

提要在淡水、1.00、2.00、3.00、4.00盐度等条件下,采用鱼类生物能量学的方法,测定了河川沙塘鳢胚胎、仔鱼发育过程中的耗氧率、NH3-N排泄率,并对不同盐度下河川沙塘鳢胚胎、仔鱼发育过程中的能量流转进行了研究。结果表明,在不同发育时期,盐度对耗氧率和NH3-N排泄率都有显著影响,以1.00盐度条件下的耗氧率为最低,而NH3-N排泄率则在淡水条件下为最低并随着盐度的升高逐渐增高;盐度对河川沙塘鳢胚胎、仔鱼发育过程中的能量收支有显著影响,以1.00盐度条件下的能量分配模式为最佳模式,代谢耗能占食物能的比例(R/C)最低,为35.06%,而生长能占食物能的比例(G/C)最高,达到58.55%,能量收支方程为:100C=6.40U 35.06R 58.55G。     

Appraisal of gas-hydrate/free-gas from VP/VS ratio in the Makran accretionary prism

Existence of gas-hydrate in the marine sediments elevates both the P- and S-wave seismic velocities, whereas even a small amount of underlying free-gas decreases the P-wave velocity considerably and the S-wave velocity remains almost unaffected. Study of both P- and S-wave seismic velocities or their ratio (V_P/V_S) for the hydrate-bearing sediment provides more information than that obtained by the P- or S-wave velocity alone for the quantitative assessment of gas-hydrate. We estimate the P- and S-wave seismic velocities across a BSR (interface between gas-hydrate and free-gas bearing sediments) using the travel time inversion followed by a constrained AVA modeling of multi channel seismic (MCS) data at two locations in the Makran accretionary prism. Using this V_P/V_S ratio, we then quantify the amount of gas-hydrate and free-gas based on two rock-physics models. The result shows an estimate of 12–14.5% gas-hydrate and 4.5–5.5% free-gas of the pore volume based on first model, and 13–20% gas-hydrate and 3–3.5% free-gas of the pore volume based on the second model, respectively.     

CO_2加富对盐生杜氏藻(Dunaliella salina)叶绿素荧光参数的影响

大气中CO_2浓度不断升高导致的海水酸化,已经引起了广泛的环境、生态和气候问题。本实验采用实验生态学的方法,以盐生杜氏藻(Dunaliella salina)为研究对象,分析其在CO_2加富的条件下叶绿素荧光参数的变化。研究表明,CO_2加富对盐生杜氏藻光系统Ⅱ最大光化学量子产额(Fv/Fm)和最大相对电子传递速率(rETRmax)无显著影响(P0.05),显著促进了光系统Ⅱ实际光合效率(P0.05)和光能利用效率(α)(P0.05),并且降低了饱和光强(Ek)(P0.05)。然而,CO_2升高增加了盐生杜氏藻的光抑制参数(β)(P0.05)和非光化学淬灭(NPQ)(P0.05),这说明在光照充足的情况下,CO_2加富会对盐生杜氏藻产生负面效应,使其更容易受到光抑制。     

海底环境促使C4, C5异构体分异因素的研究

模拟海底微环境,研究促使C4,C5异构体分异的因素。39 d后,i-C4/n-C4变化率:灭菌固液混合组为1.67%,灭菌固液分离组为7.96%,未灭菌固液混合组为2.54%,未灭菌固液分离组为14.21%;i-C5/n-C5变化率:灭菌固液混合组为1.19%,灭菌固液分离组为8.18%,未灭菌固液混合组为2.26%,未灭菌固液分离组为10.19%。表明海底环境对烷烃组分产生复杂的溶解、吸附和生物降解作用,使异构体产生分异效应;碳原子数增加,综合作用相对减弱;同碳原子数,对正构烷烃的作用效果更显著。碳同位素分析发现:i-C4,n-C4,i-C5,n-C5的δ13C均有微弱的变重趋势,CO2的δ13C则发生明显的变轻趋势,并且未灭菌组比灭菌组变化大。表明海底环境使烷烃组分发生了碳同位素分馏,生物降解作用显著。     

Cd~(2+)对青蛤(Cyclina sinensis)的毒性及蓄积过程研究

利用水生动物急性毒性实验方法,在6个浓度下Cd2+对青蛤的急性毒性进行测定,经回归分析后,得到Cd2+对青蛤96h半致死浓度为20.09mg/L,安全浓度为0.201mg/L。分别对半致死浓度和安全浓度下Cd2+在青蛤体内不同组织的蓄积情况进行了分析。结果表明,在半致死浓度条件下,168h青蛤各组织Cd2+的含量依次为肌肉内脏团鳃;而在安全浓度下,其结果为内脏团鳃肌肉,内脏团对于Cd2+富集能力远高于肌肉。讨论了青蛤的养殖环境及产品检验等问题。