海洋超微型蓝细菌聚球藻的生态学研究进展

海洋超微型蓝细菌是地球上数量最多的光合自养原核类群,主要由聚球藻(Synechococcus)和原绿球藻(Prochlorococcus)两个属组成,贡献了约25%的海洋净初级生产力.聚球藻是一个古老且多样性非常高的类群,从赤道到极地都有分布.聚球藻与异养细菌及蓝细菌病毒的相互作用维系了微食物环的结构和复杂性,对于海洋生源要素生物地球化学循环过程至关重要.在全球变化的大背景下,基于模式预测,聚球藻将会在生态系统中发挥更重要的作用.本文从海洋聚球藻对初级生产力的贡献、遗传多样性,及其与异养细菌、蓝细菌病毒的互作机制4个方面综述该领域研究的新进展.     

化学风化研究的进展

化学风化是联系陆地与海洋、流域与湖泊、反演气候及环境的重要纽带.硅酸盐岩化学风化过程中造成的大气CO2净消耗在物质的地球化学循环尤其是地球长期碳循环中发挥着极其重要的作用.本文综述了化学风化作用与全球碳循环的研究现状,着重介绍了化学风化作用与碳循环的特征之间的相互作用关系,详细阐明了在二者的影响下国内外河流水化学的研究成果.提出了化学风化作用影响的长期碳循环将可能是未来的研究热点.     

大气沉降贡献海洋溶解黑碳碳库

<正>溶解黑碳在开阔大洋的年龄可达上万年,是海洋中到目前为止已知的年龄最老、最大的惰性溶解有机碳碳库~([1-2]),其源汇问题是全球碳循环研究的重要部分.通过河流向海洋输送是目前已知的海洋溶解黑碳最主要的来源~([3]).与河流输送相比,大气输送具有快速和高效的特点.近期研究表明大气沉降是海洋中黑碳的主要来源之一~([4]),而大气输送过程(例如氧化)可以增加黑碳的水     

纳米氧化铁对聚球藻生长及生理代谢的影响

用不同浓度纳米氧化铁(n Fe2O3)作用于聚球藻,并通过对聚球藻对数期的细胞数、叶绿素、总蛋白、总糖和中性脂含量等生理指标的测定,研究了n Fe2O3对聚球藻生理代谢的影响.结果表明,在0.3 mg/L至10 mg/L浓度范围内,n Fe2O3对聚球藻的生长未产生明显抑制或者胁迫的作用,表现为其细胞内的总蛋白、中性脂、总糖含量没有因n Fe2O3的存在而产生显著地变化.同时细胞数和叶绿素含量没有增加的趋势,说明在该浓度下铁元素的增加不会对聚球藻产生生长促进作用.     

利用PHYSAT方法反演南海浮游植物优势类群分布的季节变化

基于水色遥感数据用PHYSAT算法反演了南海浮游植物优势类群分布的季节变化,结果表明:微型真核生物作为优势类群全年出现几率最大,原绿球藻次之,聚球藻再次之,硅藻最小;硅藻为优势类群的区域主要在近岸和陆架区,外海原绿球藻和聚球藻的优势度增加.在季节差异上,冬季微型真核生物为优势类群的区域在整个南海海区所占面积的百分比最高,春季原绿球藻比例最高,聚球藻呈双峰结构,在春季和秋季出现峰值,硅藻为优势类群区域的季节性差异较小.陆架、陆坡和海盆区浮游植物优势类群比例的季节变化相近,都表现为冬季微型真核生物的绝对优势和春季原绿球藻优势的大大增加.营养盐浓度分布的季节变化是引起浮游植物优势类群改变的主要影响因子,随着海区中营养盐浓度的降低,浮游植物优势类群由粒径较大的微型真核浮游生物向微微型浮游植物聚球藻和原绿球藻转变.     

常见海洋细菌对纳米二氧化钛的响应

选择6种常见海洋细菌,包括非光合细菌海杆菌(Marinobacter sp.)、盐单胞菌(Halomonas sp.)、交替单胞菌(Alteromonas sp.)、副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)以及光合细菌聚球藻(Synechococcus sp.)XM-24和299,并以模式菌大肠杆菌(Escherichia coli)和枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)作为参照,通过测定生长曲线和生物量来表征纳米TiO_2(0.1,1,10,100mg/L)对其生长的影响,并通过测定叶绿素a含量来指示聚球藻的光合能力.结果显示:在低质量浓度下(0.1和1mg/L)纳米TiO_2对所试细菌的生长影响不显著(p0.05),而在高质量浓度下(10和100mg/L)纳米TiO_2则会显著抑制其生长(p0.01),并且浓度越大抑制效果越明显;100mg/L纳米TiO_2对聚球藻299的叶绿素a合成也有抑制作用;纳米TiO_2对非光合细菌生长的抑制作用一般在18h后显著显现(p0.05),而对2种聚球藻生物量的影响则在6d之后较为显著(p0.05).研究结果将为进一步评估纳米TiO_2对海洋生态环境安全造成的影响提供参考.     

海洋微型生物碳泵——从微型生物生态过程到碳循环机制效应

微型生物是海洋生态系统中"看不见的主角",在资源环境以及全球变化中扮演着举足轻重的角色.本研究通过方法创新和大量现场调查,从一类特殊微型生物类群——好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)入手,展开了微型生物生态过程与机制的系统研究,修正了国际同行AAPB计数方法的误差,获得了全球海洋AAPB的分布规律,解释了以往现场实测结果的分歧,澄清了以往理论上的偏颇认识;建立了包括不产氧光能利用途径的上层海洋碳循环模型,并通过大量现场实测揭示:细菌光能利用关系到海区碳循环的"源""汇"格局;在这些研究基础上探讨了新的海洋碳循环机制,提出了"微型生物碳泵"理论框架,为全面认识海洋储碳机制、促进学科交叉、研发海洋碳汇奠定了基础.     

开展我国陆地生态系统碳氮循环的生物地球化学遥感动态评估的思路与建议

全球变暖是目前全球变化研究中一个热点问题 ,温室气体被人们认为是造成全球升温的主要原因 ,碳循环不仅是ＩＰＣＣ、ＩＨＤＰ和ＩＧＢＰ中ＧＣＴＥ等一系列国际组织和核心项目的研究内容 ,并且已成为联合国气候变化框架协议、京都会议的一个重要话题。在自然界 ,各种温室气体的交换主要发生在大气、海洋与陆地生态系统之间 ,因此陆地生态系统的碳氮循环一直是人们的研究焦点。一、植被碳库、土壤碳库及其影响因素是陆地生态系统碳循环研究重点陆地生态系统中的碳库形式按生态类型分 ,主要有森林、草原、湿地、耕地等几种 ,其余如冻原和沙漠…     

开展我国陆地生态系统碳氮循环的生物地球化学遥感动态评估的思路与建议

 全球变暖是目前全球变化研究中一个热点问题 ,温室气体被人们认为是造成全球升温的主要原因 ,碳循环不仅是IPCC、IHDP和IGBP中GCTE等一系列国际组织和核心项目的研究内容 ,并且已成为联合国气候变化框架协议、京都会议的一个重要话题。在自然界 ,各种温室气体的交换主要发生在大气、海洋与陆地生态系统之间 ,因此陆地生态系统的碳氮循环一直是人们的研究焦点。一、植被碳库、土壤碳库及其影响因素是陆地生态系统碳循环研究重点陆地生态系统中的碳库形式按生态类型分 ,主要有森林、草原、湿地、耕地等几种 ,其余如冻原和沙漠 ,所占比例很小。     

铁限制诱导对聚球藻转录组的影响

为探究Fe元素限制对聚球藻转录组的影响,该文以聚球藻Synechococcus sp.PCC 7002为研究对象,采用高通量测序技术对经过铁限制处理的聚球藻Synechococcus sp.PCC 7002进行转录组分析.以铁的3种摩尔浓度进行处理,其中每组数据重复3次实验,一共获得9组实验数据;对照组摩尔浓度为10....     

陆地生态系统的碳循环机理研究

碳循环在生态系统中具有十分重要的地位,是全球气候变化研究中的重要组分,其中陆地生态系统的碳循环是最复杂且受人类活动影响最大的部分.笔者简要介绍了各种类型的陆地生态系统在碳循环中的作用,探讨了影响陆地系统碳循环的关键因素,从空间尺度上对碳循环的模型研究做了对比分析,并对今后陆地生态系统碳循环的研究提出了几点建议.     

海洋溶解有机碳循环简介

海洋在全球碳循环中扮演着重要的角色,人类每年向大气排放的CO2约有30%都被海洋所吸收。海洋中溶解有机碳的储量巨大,与大气中的无机碳储量相当,可能对大气CO2浓度产生重要影响。本文主要简介了海洋溶解有机碳的研究进展。     

气候驱动的中国陆地生态系统碳循环研究进展

近年来,碳循环问题日益成为全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,其中,陆地生态系统碳循环又是全球碳循环中最复杂、受人类活动影响最大的部分.本文主要对气候驱动的中国陆地生态系统碳循环研究进展做了综述,介绍了陆地生态系统中植被和土壤两个主要碳库以及陆地生态系统碳循环的基本过程,总结了陆地碳汇的形成机制、研究进展及气候变化对碳失汇的影响,提出了对陆地生态系统碳循环的研究应采用多尺度的研究方法,并简要叙述了中国陆地生态系统碳循环的研究展望.     

海带中3-吲哚乙酸对海洋微藻生长代谢的影响

利用反向高效液相色谱、UV光谱扫描和质谱方法对海带(Laminaria japonicaAresch.)提取物中的3-吲哚乙酸进行定性和定量分析,结果表明海带提取物中含有3-吲哚乙酸.在此基础上,利用反向高效液相色谱方法对3-吲哚乙酸进行制备,并研究其对小球藻(Chlorellasp.)、盐藻(Dunaliellasalina)、角毛藻(Chaetoceros muelleri)、紫球藻(Porphyridiumcruentum)和球等边金藻(Isocrydid galbana)5种海洋微藻生长代谢的影响.实验表明海带3-吲哚乙酸浓度为0~100μmol/L时,小球藻、盐藻和紫球藻细胞生长均被促进;海带3-吲哚乙酸浓度对小球藻和紫球藻胞内蛋白质含量影响显著,对小球藻叶绿素含量影响极显著.研究为海带生长素类物质活性及海洋中大型藻与微藻生长关系的研究奠定了基础.     

8种微藻抗菌活性研究

实验室培养的3种海洋微藻和5种淡水微藻，用甲醇和甲苯（3：1）混合液进行提取，亚心形扁藻和紫球藻还另用乙醚和丙酮2种溶剂进行了提取。提取物用圆形纸片法对4种细菌和3种真菌的生长进行了抑制实验，结果表明：在8种微藻中，有2种微藻（铜绿聚球藻和塔胞藻）的抗菌谱最广，分别对4种菌的生长有抑制作用。铜绿聚球藻的甲醇和甲苯（3：1）提取物对枯草芽孢杆菌的抗性最强。在所有的菌中，黑曲霉对微藻提取物最敏感，不同的微藻对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有不同的抑制作用。微藻对细菌的抑制作用大于对真菌的抑制作用。     

辐球藻(Radiococcus nimbatus(wild.)Schmidle)在云南省的新发现

辐球藻是一种罕见的绿藻,它属于绿藻纲、绿球藻目、卵囊藻科、辐球藻属的植物。目前已知辐球藻属有三种植物,即辐球藻、魏特曼辐球藻(R.wildemannii Schmidle)及近柱胞辐球藻(R.subcylindricus Korschi)。辐球藻的细胞直径为8至15微米,色素体较薄。魏特曼辐球藻的细胞直径为3—5微米,色素体较厚。近柱胞辐球藻的细胞为近园柱形,细胞直径约10微米;放射纤维状胶质结构分布在群体外部的较稀疏,分布在群体内部的较稠密。     

聚球藻对镍的富集作用及影响因素

研究了环境因素与自身因素对聚球藻富集镍的影响.聚球藻对镍的富集时间在80min可以达到平衡;镍藻质量比最优值为16%～18%,此时富集量达到最大值即饱和吸附范围;pH值是影响富集的一个重要因素,同样条件下随pH值的增加富集量会不断增加,但由于过高pH会导致氢氧化镍生成,因此最佳pH值在9～10;温度和光强是调节富集量的两个因素,温度在35℃、照度在30001x左右是最佳的富集条件;同样条件下,死藻比活藻的富集量略高.     

脂肪酶催化微拟球藻磷脂制备二十碳五烯酸

在海洋微藻中,微拟球藻是最有潜力合成可食用二十碳五烯酸(EPA)的藻种之一.以富含EPA的微拟球藻磷脂为底物,筛选适合乙醇醇解催化EPA磷脂制备乙酯型EPA的脂肪酶,优化其催化工艺.实验研究表明,固定化酶Novozym 435是最适合催化微拟球藻磷脂制备EPA的生物催化剂.经优化催化条件(酶加量为磷脂量的15%,含水量为底物总量的2%,醇油质量比9∶1,反应温度40℃,反应时间12 h)后,Novozym 435催化磷脂的最高乙酯转化率为98.33%.结果表明,Novozym 435可能是潜在催化微拟球藻磷脂高值化生产开发EPA的脂肪酶.     

海洋生物-光学研究进展与展望

从生物-光学特性的区域研究、真光层光辐射传输、区域及全球初级生产力估算的生物-光学模式发展状况及面临的问题、深层叶绿素的影响和生物-光学变异性等方面综述了与海洋初级生产力及上层海洋碳循环问题相关的生物-光学研究状况.提出了中国近期生物-光学研究需要解决的核心问题.     

浮游植物类群遥感算法PHYSAT在台湾海峡的适用性研究

浮游植物类群遥感是海色遥感的热点问题,关乎全球变化生态响应研究及有害藻华的辨识.针对目前广泛应用的浮游植物类群遥感全球算法PHYSAT,应用台湾海峡夏季表层浮游植物光合色素与SeaWiFS同步卫星遥感数据,探讨其区域适用性.结果显示两种主要类群(硅藻(Diatom)和聚球藻(Synechococcus))的遥感光谱异常(Ra)分布交错,且同一类群的Ra在不同航次、不同站位之间也存在差异,用PHYSAT算法阈值标准均不能得到有效识别.在建立归一化离水辐射率nLwref(λ,Chla)台湾海峡区域查找表的基础上,重新生成硅藻和聚球藻的Ra,不同类群的Ra依旧混杂.这可能与建立PHYSAT算法的标准海域和台湾海峡水体光学组分差异及台湾海峡的水体光学组分时空差异,尤其是颗粒后向散射系数bbp的变动有关.采用K-means和FCM(Fuzzy c-means)方法对443nm归一化的Ra进行聚类,准确率超过70%.该结果说明在类似台湾海峡的区域水体,浮游植物类群的遥感分辨可能需要更多考虑光谱谱形上的差异,而非如PHYSAT算法进行量值范围区分.