金潮原因种铜藻外源无机碳利用特征初步研究

为揭示铜藻(Sargassum horneri)对无机碳利用的基本特性及铜藻在漂浮过程中生物量迅速累积并最终发展为金潮的生理生态学机理,以我国近海金潮原因种铜藻为研究对象,在不同pH (6.5、8.0和9.5)条件下研究了添加TRIS缓冲剂、碳酸酐酶抑制剂(AZ、EZ)和阴离子交换蛋白抑制剂(DIDS)后藻体的固碳速率、光合作用-无机碳响应曲线(P-C曲线)及pH漂移曲线。结果显示,TRIS缓冲剂对铜藻的固碳速率无显著影响(P>0.05),而3种抑制剂均显著(P<0. 05)抑制铜藻的固碳速率且抑制效率从大至小依次为DIDS> EZ>AZ。藻体的固碳速率随着外源无机碳浓度的增加而增加,并渐趋饱和。此外,藻体的最大固碳速率(V_(max))随着pH的升高而降低,而半饱和常数(K_(0.5))则随着pH的升高而升高,藻体的pH补偿点为9.0左右。结果表明,铜藻既可以利用海水中的CO_2也可以利用HCO_3~-进行光合作用;并且铜藻对HCO_3~-的吸收存在通过阴离子交换蛋白直接转运吸收和利用碳酸酐酶将HCO_3~-转化为CO_2后再吸收两种方式。对HCO_3~-的高效吸收利用能力可能是铜藻保证维持较高光合作用、快速积累生物量并最终演变为金潮的重要因素之一。     

Fe~(3+)对鼠尾藻光合呼吸作用和生化组成的影响

研究了不同浓度Fe~(3+)对鼠尾藻光合作用、呼吸作用和体内不同生化组成的影响。结果表明,不同的Fe~(3+)浓度对鼠尾藻真光合速率和呼吸速率均有显著的影响,在0.04 mg/L的Fe~(3+)浓度下鼠尾藻的光合作用能力达到最强,而0.06 mg/L的Fe~(3+)浓度下鼠尾藻的呼吸作用达到最高;不同Fe~(3+)浓度下,鼠尾藻体内叶绿素a浓度和类胡萝卜素浓度变化显著,可溶性蛋白含量和可溶性糖含量变化不显著。     

温度、光强和营养史对羊栖菜无机磷吸收的影响

为了探讨温度、光照和营养史对羊栖菜（Hizikia fusiforme）无机磷吸收的影响，在不同条件下培养藻体，于第0小时、第0.5小时、第1小时、第2小时、第4小时、第6小时和第9小时分别测定培养海水中磷（P）浓度，以此来计算藻体对P的吸收速率。培养条件设置为10℃、20 ℃和30 ℃3个温度梯度；0、1 500 lx和6 500 lx 3个光强梯度；营养史通过藻体在不同营养盐浓度下培养96 h后获得，其中不同P营养史设0、5 μmol·L-1和50 μmol·L-1 3个梯度，不同氮（N）营养史设0、10 μmol·L-1和200 μmol·L-13个梯度。结果表明, 羊栖菜对P的吸收速率在20 ℃时达到最大值（0.197±0.005） μmol·（h·g）-1，在10 ℃时最小值为（0.105±0.001） μmol·（h·g）-1；随着培养光强的升高，P吸收速率逐渐递增；随着营养史中P饥饿程度的增加，P的吸收速率递增；而不同N营养史处理的藻体，无氮（0 μmol·L-1）和低氮（10 μmol·L-1）处理之间无显著差异，高氮营养史（200 μmol·L-1）的藻体具有最高的P吸收速率。     

光照对脆江蓠生长及光合色素含量的影响

将福建宁德海区人工养殖的脆江蓠分别于40、80、120、160、200μmol/m2.s光照下进行培养。测定其相对生长速率、干重、光合色素含量、光合作用速率等指标,并绘制光合作用曲线,计算其光饱和点和光补偿点。结果表明,在低光照(40μmol/m2.s)下,脆江蓠呈现负生长,但光合色素含量较高;短期(7d)内,80～120μmol/m2.s的光照强度适宜脆江蓠生长,相对生长速率显著高于其他光强,光合色素含量也显著高于高光强各组;经长期(14～28d)培养,高光强(160～200μmol/m2.s)下的脆江蓠相对生长速率和光合色素含量逐渐升高,随光照增强,藻体干重不断增大,在200μmol/m2.s下干重达到最大;20℃时,脆江蓠呼吸作用速率为0.07±0.03μmolO2/g.min,最大光合作用速率为0.40±0.12μmolO2/g.min,光补偿点为35±15μmol/m2.s,光饱和点为200±60μmol/m2.s。     

鼠尾藻池塘栽培生态观察

2009年3月～2010年7月对鼠尾藻池塘栽培生长情况进行了研究分析。试验根据池塘水环境因子（水温、光照强度、盐度和pH）及鼠尾藻的生长特性，设置了自然苗、人工苗、帘子苗生长对比试验，不同水层、不同流速栽培试验及不同光照强度对鼠尾藻生长影响的试验。结果表明，1）相同试验条件下，自然苗生长最好，帘子苗其次，人工苗生长最慢；2）不同水层栽培结果显示，40～60cm水层鼠尾藻生长最好，其次是O～20cm水层，再次80～100cm水层，150～200cm水层生长最慢，并且于5月中旬即开始衰退脱落；3）流速1m/s条件下鼠尾藻生长最快，随着流速的逐渐降低，鼠尾藻生长也逐渐变慢；4）光照强度为4000～6000lX时鼠尾藻生长良好，高于10000lX或低于3000lX则鼠尾藻生长相对较缓慢。观察发现，池塘水温在12～18℃时鼠尾藻生长最快，在9～12℃和18～24℃时生长较缓慢，24℃以上停止生长并出现腐烂脱落现象。     

不同温度、光照强度和硝氮浓度下龙须菜对无机磷吸收的影响

龙须菜的细胞壁含有丰富的胶质成份,是琼胶生产的良好原料,在中国沿海已经形成了大规模的人工养殖。同时,随着中国近海富营养化现象的日趋严重,龙须菜的规模养殖被认为是缓解海水富营养化的一条有效途径。以探讨龙须菜的生物修复功能为目的,研究了龙须菜对无机磷吸收的基本特征以及不同温度、光照强度和硝氮浓度对其的影响。整个实验在实验室可控条件下进行,分别设置了3个不同温度:15、23和31 ℃;3个不同的光照强度:0、30和200 μmol photons/(m²·s)和3个不同的硝氮浓度:0、30和200 μmol/L,测定了在不同的条件下培养的龙须菜对无机磷吸收的动力学曲线。结果表明:龙须菜对无机磷的吸收动力学曲线符合典型的米氏方程特征,并且吸收能力随温度和硝氮浓度的升高而增大,吸收效率在较低温度(15 ℃)和接近自然海水的硝氮浓度条件(30 μmol/L)下较高;而低光照强度下［30 μmol photons/(m²·s)］的吸收能力和吸收效率均高于黑暗和高光强条件［200 μmol photons/(m²·s)］。由此可见,温度、光照强度及硝氮浓度等环境因子都影响龙须菜对无机磷的吸收特性,但是,其具体的机制仍需进一步深入研究。     

不同氮源加富对海带生长、光合固碳和氮吸收特性的影响

为比较海带在适应不同氮源加富后的生理特点,本研究设置了自然海水、氨氮加富和硝氮加富3种不同的氮培养条件,在不同氮条件下适应培养7 d后,分别测定海带孢子体的生长、不同无机碳浓度下的光合速率(P-Ci曲线)和氮吸收情况。结果显示,2种氮源加富均能促进藻体的生长,但二者之间没有显著差异。P-Ci曲线符合饱和动力学曲线,2种氮源加富均提高了最大光合速率(Vmax)和半饱和常数(Ks),但Vmax在2种氮源加富培养中没有显著差异,而氨氮加富的藻体具有较大的Ks值。与自然海水相比,硝氮加富提高了Vmax/Ks比值,氨氮加富对其没有影响。叶绿素a(Chl.α)和类胡罗卜素(Car)的含量均被氮加富提高,且在氨氮加富和硝氮加富之间没有显著差异。可溶性糖含量被2种氮加富降低,且在氨氮加富中具有更低的值。与自然海水相比,氨氮加富促进了海带对氨氮的吸收,同时抑制了对硝氮的吸收;而硝氮加富仅提高了硝氮的吸收速率,对氨氮吸收没有影响。综上所述,2种氮源加富虽都能提高海带的碳、氮吸收速率,但氨氮加富在氮利用中具有优势,而硝氮加富在碳固定中的促进作用更加明显,氨氮加富对氮利用的促进和硝氮加富对碳固定的促进作用互相抵消,因而2种氮源加富培养藻体之间的生长速率未出现显著差异。     

鼠尾藻池塘秋冬季栽培生态观察

2010年10月～2011年3月对鼠尾藻池塘秋冬季栽培的生长情况进行了观察与分析。选择池塘水温、光强、盐度和pH,研究其对鼠尾藻1年苗、两年苗在不同水层的养殖效果。结果表明,1)40～60cm水层鼠尾藻生长最好;其次是80～100cm水层;0～20cm水层生长最慢;2)1年苗、2年苗在整个试验期间均未发现生殖托。其中部分两年苗藻体生长出1～2cm左右次生分枝,而1年苗均未发现次生分枝;1年苗于11月中旬开始生长出气囊,两年苗于试验开始时就有气囊,12月中旬鼠尾藻气囊开始腐烂脱落,至翌年1月上旬池塘水温降至0℃以下,池塘水体表层出现结冰现象,此时鼠尾藻气囊已大部分脱落,同时有腐烂脱落现象,藻体缩短、变瘦,湿重降低,体色呈黑褐色。2月下旬随着水温的逐渐回升,鼠尾藻又有生长现象,体长及湿重均有增长,至3月上旬发现气囊。3)鼠尾藻两年苗生长情况比1年苗略好,其同一时期测量的藻体平均体长和单株藻体平均湿重均比1年苗大,鼠尾藻两年苗S值(S=单株藻体平均湿重(g)/藻体平均体长(cm))大于1年苗。     

大型海藻吸收氮磷营养盐能力的初步研究

将日本马泽藻Mazzaella japonica、孔石莼Ulva pertusa、鼠尾藻Sargassum thunbergii、红毛菜Bangia fusco-purpurea、蠕枝藻Helminthocladia australis、扇形拟伊藻Ahnfeltiopsis fla-belliformis6种大型海藻培养在富含氮磷海水中72 h,分析海水中氨氮、硝氮和活性磷浓度的变化,目的在于比较它们对营养盐去除效果。实验结果表明,6种海藻对氮磷都有明显的去除作用,日本马泽藻和孔石莼对氨氮、硝氮和活性磷的去除效果最好,分别吸收了培养水体中氨氮初始总量的98.0%和97.1%、硝氮初始总量的76.9%和82.0%、活性磷初始总量的90.8%和86.9%。     

温度对几种大型海藻硝氮吸收及其生长的影响

以大型红藻真江蓠Gracilaria asiatica、脆江蓠Gracilaria chouae、蜈蚣藻Grateloupia filicina大型褐藻鼠尾藻Sargassum thunbergii、海黍子Sargassum pallidum为实验材料,研究了在10～25℃不同温度下这几种海藻对硝氮(NO3-N)的吸收和生长情况。结果表明,几种大型海藻对水体中NO3-N的吸收效果明显,其中真江蓠和脆江蓠的吸收速率15℃时最高,为0.507±0.136和0.448±0.095μmol/g·h,蜈蚣藻和鼠尾藻在20℃时最高,为0.614±0.033和0.289±0.019μmol/g·h,海黍子在25℃时吸收速率最高,为0.748±0.015μmol/g·h。结合去除效率常数来看,海黍子对NO3-N有更好的去除效果。温度变化对大型海藻的生长具有显著的影响,在20℃下大部分海藻相对生长速率达到最高,其中以脆江蓠最高,达到4.79%±0.45%/d。