基于水质浮标在线监测的米氏凯伦藻赤潮过程及环境因子变化特征分析

相较于船舶走航监测, 海洋水质浮标在线监测的优势在于能够获取目标海域长期、连续监测数据, 能更好地反映环境状况的动态变化。为了厘清米氏凯伦藻赤潮的发生、发展动态, 本文以2017年6月南麂附近海域米氏凯伦藻赤潮为例, 分析海洋水质浮标获取的连续监测数据, 探讨米氏凯伦藻赤潮过程叶绿素a和水环境因子动态变化特征及其与气象要素的关系。赤潮期间, 水温为22.8~26.0℃、盐度为28.8‰~31.8‰、气温为20.4~27.3℃, 该温盐范围均适宜米氏凯伦藻的细胞生长; 较高的光照强度能够支持较高的藻类细胞密度。Pearson相关性分析显示, 米氏凯伦藻细胞密度与叶绿素a浓度呈显著正相关; 溶解氧(DO)及其饱和度(DO%)、pH、水温、气温等环境因子与叶绿素a浓度呈极显著正相关, 盐度与叶绿素a浓度呈极显著负相关。向岸风生海流有利于藻种向近岸较高营养区域汇集, 为赤潮的爆发创造有利条件。赤潮过程中, 叶绿素a浓度、溶解氧饱和度、pH发生了协同变化, 据此特征可以开展赤潮短期预警。     

2010—2020年宁德近岸海域赤潮时空分布特征分析

文章收集整理2010—2020年发生在宁德近岸海域的赤潮事件,综合分析该海域赤潮的时空分布和种类特征,结果表明:①近11年来宁德近岸海域共发生赤潮16起,年均1.5起;总面积高达1 468 km2,年均133.5 km2;持续时间共169天,年均15.4天。②从月份上看,赤潮发生在4—6月,高发期为5月。③发生赤潮的种类共有3种甲藻和1种硅藻,其中发生次数、面积和持续天数最高的均为东海原甲藻,其次为米氏凯伦藻,最低为中肋骨条藻。④从空间分布上来看,福宁湾及其周边海域（A区）赤潮次数和持续天数最长,三沙湾外海域（D区）赤潮面积最大,三沙湾内海域（C区）的赤潮种类最多。⑤米氏凯伦藻引发的有毒赤潮共4次,主要集中在霞浦近岸海域。适宜的温度、盐度、丰富的营养盐和良好的天气是米氏凯伦藻形成赤潮的前提条件。     

环介导恒温扩增技术快速检测米氏凯伦藻方法的建立

米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi,Hansen)属于裸甲藻目(Gymnodiniales),裸甲藻科(Gymnodi-niaceae),凯伦藻属(Karenia)。它能产生溶血性(hemolytic)毒素和鱼毒(ichthyotoxins),溶解鱼类细胞,破坏鱼鳃组织结构,使鱼类无法正常呼吸而窒息死亡[1]。近年来,米氏凯伦藻引起的赤潮在世界各海域屡次发生,日本海域,墨西哥湾,新西兰、韩国、苏格兰和澳大利亚海域都有米氏凯伦藻引发赤潮的报道,对渔业造成很大损失[2]。     

2012年大规模米氏凯伦藻赤潮前后年份春季福建沿海温盐及环流结构对比

近岸海域营养物质普遍充足，因此水文气象过程往往成为赤潮暴发最重要的控制因素。基于福建海洋预报台提供的模式数据，通过对比分析2011-2013年3-5月福建近岸的温度、盐度、环流和上升流结构，阐述了2012年春季福建近岸米氏凯伦藻赤潮暴发的特殊水文结构特征，并通过经验正交函数（empirical orthogonal function，EOF）分析方法探讨了此次赤潮暴发的主要水文原因。结果表明：（1）与其他年份相比，2012年3月福建近岸浙闽沿岸流偏强，海温偏低，不利于东海原甲藻的生长。（2）3月下旬福建近岸温度较其他年份升高迅速，与台湾暖流强度变化有关。（3）3月底-5月18日赤潮暴发前，福建近岸海域整体偏暖，持续的东北风带来稳定的水体向岸流动，水平和垂向上各项要素变化较弱，为米氏凯伦藻赤潮暴发提供了稳定、适宜的环境条件。（4）5月18日赤潮暴发后一周内，赤潮优势种由东海原甲藻转变为米氏凯伦藻以及米氏凯伦藻赤潮整体稍向东迁移的过程，与近岸水温上升至24℃，且东北风转为西南风引起较弱的水体离岸流动有一定关联性。     

不同磷源对米氏凯伦藻生长和碱性磷酸酶活性的影响

为了解米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)赤潮形成的磷营养机理,作者研究了不同磷源[三磷酸腺苷二钠盐(Adenosine disodium triphosphate,ATP)、甘油磷酸钠(sodium glycerophosphate,G-P)、卵磷脂(lecthin,LEC)和Na H2PO4·2H2O]对其生长和藻细胞碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity,APA)的影响。结果表明:(1)米氏凯伦藻可以有效利用无机磷(Na H2PO4·2H2O),对有机磷源如三磷酸腺苷二钠盐(ATP)、甘油磷酸钠(G-P)也能有效利用,但不能有效利用卵磷脂(LEC);(2)米氏凯伦藻碱性磷酸酶的检测中,在起始阶段,不同磷源(ATP,G-P,LEC和Na H2PO4·2H2O)的米氏凯伦藻APA达到最大值,米氏凯伦藻的APA分别为6.0,10.5,8.0和0.4 pmol/(个·h)。随培养时间的持续,各有机磷培养基中米氏凯伦藻的APA均表现出先逐渐减小,而后增强,最后在最大值维持的趋势,而以Na H2PO4·2H2O为磷源的米氏凯伦藻的APA没有明显的增加;(3)单个细胞的米氏凯伦藻的APA位点分布明显,大致位于细胞表面。通过研究发现,米氏凯伦藻在外界环境无机磷限制的条件下,能够较好地吸收利用有机磷维持生长,印证了近年来米氏凯伦藻赤潮频繁地发生在磷限制海域的事实。     

福建沿岸海域主要赤潮生物的生态学特征

福建沿岸海域是中国的赤潮多发海区之一.据统计,1962～2008年间,福建沿岸海域共发生赤潮180起以上,潜在的赤潮生物有124种,已经引发过赤潮的种类有27种.本文对中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、角毛藻（Chaetocerosspp.）、夜光藻（Noctiluca scintillans）、东海原甲藻（Proro-centrum donghaiense）、米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）、裸甲藻（Gymnodinium spp.）和球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）等福建沿岸海域主要赤潮生物的生态学特征和发生原因进行了分析和探讨,评述了福建沿岸海域赤潮发生的特点.福建沿岸海域引发赤潮频率最高的赤潮生物是夜光藻,米氏凯伦藻造成的水产养殖损失最大.其赤潮多发季节在春夏季的4～7月.其赤潮多发区主要分布在3个区域：宁德沿岸海域（以四礵列岛为中心）、厦门西港海域和平潭沿岸海域.对福建沿岸海域几种主要赤潮生物的研究表明,赤潮的发生与水温、盐度、气象、水动力、营养盐等环境条件密切相关.     

中国南海四种凯伦藻种间作用与溶血活性初步研究

凯伦藻属种类广布于世界沿海海域甚至大洋，属广域分布种。该属下多个种类曾在全球近岸海域暴发有毒有害赤潮，造成巨大的经济损失，其中不乏由多种凯伦藻同时混合形成赤潮的现象存在。在2016年香港海域的一次凯伦藻赤潮中，本团队从赤潮海水中分离出了米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）、长沟凯伦藻（K.longicanalis）、鞍形凯伦藻（K.selliformis）和蝶形凯伦藻（K.papilionacea）4种凯伦藻。本研究以此4种凯伦藻进行单种藻及多种藻混合样品的培养和溶血活性研究，以探究复合型凯伦藻的种间作用及溶血活性。结果表明，4种凯伦藻间存在种间相互作用，长沟凯伦藻会促进蝶形凯伦藻的生长，鞍形凯伦藻和米氏凯伦藻会抑制长沟凯伦藻生长。4种凯伦藻对兔血红细胞均有明显溶血活性，长沟凯伦藻溶血活性最强为46.36%±1.02%。每种凯伦藻与其他凯伦藻混合培养3天后，对兔血的溶血活性会明显增加，其中含4种凯伦藻的混合组溶血活性最高，为57.05%±1.13%。     

近10年温州近岸海域赤潮灾害特征分析

对温州近岸海域2007~2016年间发生的赤潮灾害进行综合分析,结果表明:(1)时间分布上,赤潮主要发生在4~9月,高发期为5~6月,平均每次赤潮持续时间为8.6天;(2)空间分布上,赤潮主要发生在南麂海域、苍南海域和洞头海域,其中发生在南麂海域次数最多,占赤潮发生总数的46.0%;(3)引发赤潮的生物有10种,其中硅藻门3种,甲藻门5种,着色鞭毛藻门和原生动物门各1种,引发赤潮次数最多的是东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense),其次为米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi),引发赤潮的生物种类具有演替规律,不断有新的种类引发赤潮;(4)引发有毒赤潮的藻种主要为米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi),通过对近10年温州近岸海域赤潮的全面分析,为温州赤潮的防灾减灾和赤潮预警工作提供科学合理的依据。     

米氏凯伦藻对褶皱臂尾轮虫、卤虫和黑褐新糠虾存活的影响

初步研究了一株米氏凯伦藻对褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)、卤虫(Artemia salina)幼体和黑褐新糠虾(Neomysis awatschensis)的毒性效应和机制。研究发现米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)在较低密度下就能明显减少轮虫的种群数量,24hEC50仅为20个/mL左右;该藻的各组分毒性比较结果显示,只有藻液和细胞重悬液有这种毒害作用,而去藻过滤液和藻细胞破碎液的影响不明显,表明这种毒害作用可能是由于活的藻细胞引起的;在米氏凯伦藻中卤虫和黑褐新糠虾的存活数量也明显下降。结果表明,米氏凯伦藻赤潮可能通过直接影响存活从而对浮游动物产生影响。     

米氏凯伦藻细胞表面膜蛋白质组及其对温度变化的响应研究

米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)近年在我国福建、浙江和广东沿海经常形成赤潮,其赤潮不仅影响到海洋生态系统的稳定,也严重威胁到水产养殖以及人类生命健康安全。本论文以米氏凯伦藻为研究对象,建立了米氏凯伦藻细胞表面膜蛋白质荧光标记技术和细胞膜蛋白质提取方法,运用荧光差异凝胶电泳技术(2-DDIGE)对膜蛋白质进行了分析,并研究了米氏凯伦藻的膜蛋白质组及其对环境温度变动的响应。实验共鉴定到44个细胞表面膜蛋白,其中有效注释27个,主要为转运蛋白、HSP70蛋白家族和捕光蛋白等。米氏凯伦藻在20°C条件下的细胞生长和光合作用要明显好于16°C和12°C,但16°C和12°C条件下的差别不大,表明低温限制了米氏凯伦藻的生长。当米氏凯伦藻从12°C快速转移至16°C和20°C时,藻细胞密度和光合作用效率短时间迅速降低,但细胞很快即适应温度变化。细胞膜上的转运蛋白和光合作用蛋白在其适应温度变化中起着重要作用。     

2012年福建沿海大规模米氏凯伦藻赤潮暴发的水文气象原因探讨

本文利用ERA-Interim资料集、HYCOM全球再分析资料以及沿海各站点数据,通过分析比较2005、2011和2012年福建沿海春季(3—5月)气温、水温、风场、流场和降雨数据,探讨了2012年春季水文、气象要素的年际变化特征及其与米氏凯伦藻暴发的关系。结果表明:2012年春季暴发的大规模米氏凯伦藻赤潮极可能与初春水温偏低,晚春水温偏高,后期海水迅速升温有关:初春(3月)沿海水温偏低,抑制了东海原甲藻的前期孕育;晚春(5月)水温偏高,有利于各种藻类,特别是偏暖暴发的米氏凯伦藻的生长;3—5月海水过快的升温过程,使得米氏凯伦藻成为优势藻种。相对于气候态平均而言,2012年5月呈强北风特性,水体向岸堆积作用明显,有利于藻类在近岸的堆积聚集和种群密度的提高,为藻类的生长提供了稳定的动力环境,促进了赤潮的暴发。此外,2012年1—4月的大降雨量可能为米氏凯伦藻的生长提供了良好的生物化学环境。     

温度、盐度和两种麻醉剂对大泷六线鱼幼鱼耗氧率、排氨率的影响

采用静水呼吸室法,研究了温度、盐度和两种麻醉剂(丁香油、MS-222)对体质量为(6.44±0.59)g的大泷六线鱼幼鱼耗氧率和排氨率的影响。实验分别设置了5个温度梯度(8℃、12℃、16℃、20℃、24℃),5个盐度梯度(15‰、20‰、25‰、30‰、35‰),6个丁香油浓度梯度(0、8、16、24、32、40 mg/L)和5个MS-222浓度梯度(0、10、20、30、40 mg/L)。结果显示,温度、盐度和两种麻醉剂均对耗氧率和排氨率有显著性影响。8℃时,耗氧率和排氨率最低,随温度升高先升高后降低,且均在20℃时达到峰值;盐度30‰时,耗氧率和排氨率最低,盐度升高或降低都会导致耗氧率和排氨率升高;丁香油和MS-222均能有效降低大泷六线鱼的耗氧率和排氨率,其中丁香油的降低效果更为明显;丁香油浓度为24 mg/L时或MS-222为20 mg/L时可使大泷六线鱼处于深度镇定期,结合耗氧率及排氨率变化,认为上述浓度是大泷六线鱼幼鱼保活运输的最佳浓度;本研究所有处理组的O∶N比值范围均在14.77~24.11之间,表明适宜温度和盐度条件下,大泷六线鱼幼鱼主要由蛋白质和脂肪提供能量。研究认为,适度降温、自然盐度和适宜浓度的麻醉剂处理均可显著降低大泷六线鱼幼鱼的呼吸代谢强度,其中丁香油相比MS-222作用效果更加明显。本研究结果为实现大泷六线鱼高质量运输提供了科学参考。     

Inter-annual and seasonal variations in hydrological parameters and its implications on chlorophyll a distribution along the southwest coast of Bay of Bengal

Seasonal and inter-annual variability of hydrological parameters and its impact on chlorophyll distribution was studied from January 2009 to December 2011 at four coastal stations along the southwest Bay of Bengal. Statistical analysis(principal component analysis(PCA), two-way analysis of variance(ANOVA) and correlation analysis)showed the significant impact of hydrological parameters on chlorophyll distribution in the study area. The ranges of different parameters recorded were 23.8–33.8°C(SST), 4.00–36.00(salinity), 7.0–9.2(p H), 4.41–8.32 mg/L(dissolved oxygen), 0.04–2.45 μmol/L(nitrite), 0.33–16.10 μmol/L(nitrate), 0.02–2.51 μmol/L(ammonia),0.04–3.32 μmol/L(inorganic phosphate), 10.09–85.28 μmol/L(reactive silicate) and 0.04–13.8 μg/L(chlorophyll).PCA analysis carried out for different seasons found variations in the relationship between physico-chemical parameters and chlorophyll in which nitrate and chlorophyll were positively loaded at PC1(principal component1) during spring inter-monsoon and at PC2(principal component 2) during other seasons. Likewise correlation analysis also showed significant positive relationship between chlorophyll and nutrients especially with nitrate(r=0.734). Distribution of hydrobiological parameters between stations and distances was significantly varying as evidenced from the ANOVA results. The study found that the spatial and temporal distribution of chlorophyll was highly dependent on the availability of nutrients especially, nitrate in the southwest Bay of Bengal coastal waters.     

山东乳山近海海洋卡盾藻(Chattonella marina)赤潮发展过程及其成因研究

于 2008 年 8 月 10—28 日, 在山东乳山近海赤潮发生海域采用直接采水计数法对浮游植物种类组成进行了 4 次跟踪监测。结果表明, 此次赤潮主要由海洋卡盾藻引起, 面积约 100km², 平均密度 1.46×10⁶ cells/L, 占浮游植物总数的 91.32%。 从 8 月 19 日开始, 海洋卡盾藻赤潮开始消退, 同时中肋骨条藻和尖刺拟菱形藻密度增高, 到 8 月 28 日本次赤潮完全消失。研究发现, 该海域富营养化、低盐度的理     

盐度和氨氮对方斑东风螺存活和能量收支的影响

为了探究盐度和氨氮对方斑东风螺生理代谢的影响,本文采用实验生态学方法,研究了不同盐度和氨氮浓度条件下方斑东风螺(Babylonia areolata)的存活以及能量收支变化。结果显示,方斑东风螺的存活率随着盐度上升呈现先上升后下降的趋势,当盐度为25和30时,方斑东风螺的存活率为100%,低盐96hLC₅₀为10.14,高盐为44.36;方斑东风螺存活率随氨氮浓度上升逐渐下降,当氨氮质量浓度为0~20mg/L时,存活率均为100%;氨氮96hLC₅₀为253.83mg/L。盐度和氨氮对方斑东风螺的摄食率、排粪率、耗氧率和排氨率均具有显著影响(P<0.05)。盐度实验中,方斑东风螺的摄食率、排粪率和排氨率在盐度30时达到最大值,分别为20.50、8.62和0.07mg/(g·h),耗氧率在盐度35时达到最大值,为1.84mg/(g·h)。氨氮实验中,摄食率和排粪率在10mg/L时达到最大值,分别为23.58和10.42mg/(g·h),耗氧率和排氨率在20mg/L时达到最大值,分别为2.49和0.13mg/(g·h)。通过能量收支方程发现,随着盐度和氨氮浓度的上升,方斑东风螺生长能占比均呈现先上升后下降的趋势,其在盐度30和氨氮浓度5mg/L时达到最大值。本研究首次从能量收支角度出发,探讨了盐度和氨氮对方斑东风螺生理代谢的影响,可为其工厂化养殖提供参考。     

链状裸甲藻赤潮消亡过程及其与休眠包囊关系的初步研究

本文对2018年6月10?14日在泉州湾海域发生的一次链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）赤潮的消亡过程进行研究。在现场跟踪监测,共设置4个站位,进行6个航次海洋环境及浮游植物的调查。结合本文对泉州湾海域甲藻包囊的调查研究,探索休眠包囊与赤潮生消过程的关系。研究结果显示,赤潮发生时海况良好,水温和盐度分别介于27.1～28.2℃和29.7～31.4之间,活性磷酸盐和无机氮浓度分别介于未检出至0.045 4 mg/L和0.050～0.281 mg/L之间,赤潮生物密度与营养盐浓度没有呈现显著的相关关系,大风大浪是导致赤潮消亡的重要原因;赤潮消亡过程中共鉴定出浮游植物3门48属100种,硅藻门种类最多;赤潮消亡期间浮游植物群落结构发生变化,前期链状裸甲藻占绝对优势,最高密度达（7.02±0.11）×106 cells/L,后期中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和旋链角毛藻（Chaetoceros curvisetus）代替链状裸甲藻成为优势种,且浮游植物种类数明显增加;同时在泉州湾海域共鉴定甲藻包囊5大类37种和1种未定种,平均丰度为574 cysts/g,以异养型甲藻包囊为主;休眠包囊在赤潮生消过程中起着重要作用,赤潮消亡时形成休眠包囊,包囊数量会随着时间呈下降趋势,但仍有萌发的可能,具有重新暴发赤潮的潜在性,需要引起重视。     

大亚湾水域营养盐的分布变化

本文通过对大亚湾水域溶解氧，氮、磷、化学耗氧量、盐度、ＰＨ等环境因子的调查，对该水域溶解氧的含量分布和季节变化进行了分析，同时，对湾内ＮＯ３－Ｎ、ＮＯ２－Ｎ、ＮＨ４－Ｎ及ＰＯ４－Ｐ的时空分布以及季节变化规律进行了讨论，并以氧的饱和度、ＰＨ、化学耗氧量、无机氮等单项指标和综合指标研究了该水域的富营养状况。     

东海表层沉积物中氨氧化微生物群落的空间分布和季节性变化

Ammonia oxidation plays a significant role in the nitrogen cycle in marine sediments. Seasonal and spatial distribution of ammonia-oxidizing archaea(AOA) and betaproteobacteria(β-AOB) in surface sediments from the East China Sea(ECS) were investigated using ammonia monooxygenase α subunit(amo A) gene. In order to characterize the community of AOA and β-AOB, real-time quantitative polymerase chain reaction(q PCR) was carried out in this study, along with environmental parameters. The abundance of β-AOB amo A gene(2.17×106–4.54×107 copy numbers per gram wet weight sediment) was always greater than that of AOA amo A gene(2.18×105–9.89×106 copy numbers per gram wet weight sediment) in all sampling stations. The q PCR results were correlated with environmental parameters. AOA amo A gene copy numbers in April were positively related to temperature and nitrite concentration(p0.05). β-AOB amo A gene copy numbers in August correlated negatively with salinity(p0.01), and correlated positively with ammonium concentration(p0.05). With the increase of salinity, the amo A gene copy ratio of AOB to AOA had a tendency to decrease, which suggested β-AOB dominated in the area of high level ammonium and AOA preferred high salinity area.     

海马齿对不同盐度水质的碳汇作用以及不同形态氮利用的研究

为探讨海马齿(Sesuvium portulacastrum)对水域环境修复作用,本文研究了水培海马齿对不同盐度水质的碳汇作用以及不同形态氮的利用情况。实验设计0、10、20、30、35盐度梯度,海马齿水培时间82 d,然后测定植株干重、营养元素含量以及积累速率,最后在抑菌与不抑菌条件下研究海马齿根际与铵态氮(NH₄⁺-N)、硝态氮(NO₃^--N)、无机磷(PO₄^3-)以及色氨酸(Trp)吸收转化关系。研究结果表明,盐度10条件下海马齿植株干重、有机元素含量以及积累速率最高,有机碳、有机氮与有机磷积累速率分别为(5.572±1.611)、(0.313±0.058)、(0.057±0.013)mg/(d·ind.),而高盐环境35盐度条件下对海马齿生长造成一定胁迫。盐度0～35范围,海马齿均未出现死亡现象。不同盐度抑菌培养条件下,色氨酸与无机氮共存时均能被能被海马齿利用,色氨酸利用量远高于硝态氮、铵态氮;不抑菌条件下铵态氮则表现出增加的结果。海马齿作用在盐度...