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[博士论文] 覃志松
光学 中国科学技术大学 2017(学位年度)
摘要:浮游植物作为水体中最主要的初级生产者、食物链源头,是水体健康状况指示剂,从根本上影响着全球生物地球化学循环与气候变化。快速准确测量浮游植物光合速率对水生态环境监测、水华和赤潮灾害预防、渔业资源评估、全球气候变化预测等具有重要科学意义和应用价值。黑白瓶、14C和18O示踪等传统光合速率测量方法需要“现场采样-温育培养-离线分析”,存在测量时间长、手续繁琐、效率低,难以满足现场快速测量需求。叶绿素荧光法是一种快速高效测量方法,但目前的叶绿素荧光测量技术主要集中在叶绿素浓度和光合作用参数测量方面,缺乏对光合速率的分析,且存在测量系统复杂、信噪比低等问题。针对浮游植物光合速率现场快速测量需求以及叶绿素荧光测量技术不足,论文研究了一种基于荧光动力学的浮游植物光合速率测量技术。
  首先,研究并建立了浮游植物荧光动力学曲线测量系统。在分析浮游植物荧光动力学信号获取中激发光干扰抑制、光合电子传递链阻塞位点的精确调控、荧光信号的快速高灵敏检测等关键技术基础上,从激发与发射光路、激发光强调控以及荧光信号检测三个方面进行测量系统总体分析和设计。研究了激发光强自适应调控技术,设计了可变光脉冲调控电路,实现了不同浮游植物测量过程中的光强自适应调控,解决了光合电子传递链阻塞位点的精确调控问题;研究了快相荧光信号的快速获取和弛豫荧光的高灵敏度检测技术,设计了低噪声光电信号转换与基于时间交替的多路采样电路,实现了微秒量级快相荧光动力学曲线精确采样;针对弛豫荧光低信噪比微弱信号,设计了基于同步积分技术的豫荧光高灵敏检测电路。在此基础上,建立了高灵敏和微秒量级的荧光动力学测量系统。不同叶绿素浓度蛋白核小球藻测试结果表明,系统对准确测量快相与弛豫荧光动力曲线,对200μs快相荧光进行高分辨率16位采样,采样率达1.50MHz;0.125μg/L叶绿素浓度的浮游植物弛豫荧光信噪比达11.2dB以上。
  其次,研究了浮游植物光合速率荧光动力学曲线反演方法。基于建立的浮游植物荧光动力学测量系统获得的快相与弛豫荧光动力学曲线,研究了浮游植物光合作用参数反演算法,包括最大荧光产率滑动窗口斜率判定方法,光化学量子效率和功能吸收截面线性最小二乘算法,以及质体醌平均还原时间常数离散迭代算法,实现浮游植物光合作用参数的准确反演;基于光合作用电子传递能流过程,以QA和PQ作为节点,建立了基于光合作用参数的浮游植物光合速率分析方法,并利用Megard模型对光合速率的光响应曲线进行分析,进一步获得了表征光合速率的生物学参数最大光合速率PMax、初始斜率α、最大光强IMax。
  最后,开展了基于荧光动力学的浮游植物光合速率对比分析实验。通过测量不同光照、营养盐和铜离子胁迫条件下蛋白核小球藻的荧光动力学曲线,反演获得光化学量子效率、功能吸收截面和质体醌平均还原时间常数等光合作用参数,其中光化学量子效率与Water-PAM荧光仪具有良好的一致性,相关系数达0.95以上,其它参数的变化规律也与理论分析相符;通过对DCMU、盐浓度胁迫及不同光照、不同营养盐培养条件下蛋白核小球藻光合速率对比分析测试,结果表明荧光动力学法测量得的光合电子传递通量与Chlorolab2液相氧电极测量的光合放氧量具有良好的一致性,最小线性相关系数R2分别为0.876、0.889、0.968、0.948。
[硕士论文] 许薷方
海洋生物学 汕头大学 2017(学位年度)
摘要:深海是一个特殊的生态环境,这里有着永久的低温、高压和黑暗,生活在这些环境下的微生物都有着特殊的生理代谢途径以适应这种极端环境,但目前人们对这些微生物的耐压耐冷机理的了解仍然非常有限。一株革兰氏阳性放线菌Microbacterium sediminis YLB-01分离自西南印度洋(49.8405E,37.8111S)2327m深的海底沉积物,具有耐受高压和低温的特性。本文以YLB-01作为模型,试图从人工诱变和转录组表达两个层面上解答其耐压耐冷策略。
  通过一种新型的诱变方法——常压室温等离子体诱变,成功获得一株高压和低温敏感性突变子—9-3E5。实验结果表明,该突变子在常温常压下生长状态与野生株相似,但在高压(30MPa)和低温(4℃)条件下均生长受限(非致死性突变)。对突变子9-3E5的基因组进行重测序,一共发现了1082个单核苷酸突变(SNP),其中有838个位于编码区;27个小片段的插入与缺失(InDel),其中有个20个突变位于编码区。对突变基因分析发现,突变子9-3E5中有4个细胞分裂相关基因发生了1个或以上的SNP突变。我们猜想细胞分裂受限是突变子9-3E5在低温或高压生长受抑制的主要原因,这也提示,YLB-01细胞分裂基因的功能与其高压和低温适应性相关。
  为了进一步解答YLB-01的耐压耐冷机理,我们分别用高通量法测定了常温常压(28℃,0.1MPa,NPNT),常温高压(28℃,30MPa,HPNT),低温常压(4℃,0.1MPa,NPLT),低温高压(4℃,30MPa,HPLT)的转录组表达水平。结果表明,YLB-01在高压和低温具有相似的应对策略。另外,高压和低温抑制了YLB-01的多个生物进程,包括细胞代谢、细胞分裂、蛋白翻译、物质转运和胞外蛋白分泌、细胞运动和DNA损伤等,这些影响是YLB-01在极端环境下生长缓慢的主要原因。此外,通过对转录组数据分析,我们发现YLB-01主要是通过以下四条策略来应对高压和低温的影响,分别是:(1)高压或低温诱导了YLB-1的菌毛组装和生物膜的形成,促进了该菌的蹭行运动、营养物质的摄取和提高其压力应对;(2)通过碱基切除修复和错配修复机制修复DNA损伤位点;(3)通过富集了多种相溶性溶质来应答的低温和高压的刺激;(4)通过转录调控因子调节细胞应对环境压力的改变。
[硕士论文] 肖晶
生态学 贵州师范大学 2017(学位年度)
摘要:乌江流域作为贵州省最大的水系,为峡谷型河流,水位落差大,具有丰度的水能资源,因此在乌江流域上连续筑坝拦截蓄水用于发电、灌溉、防洪,而筑坝必然引起流域环境的变化,而浮游植物作为水生态学系统中主要的初级生产者,对人工筑坝形成连续的河流—水库生态环境变化反映最为敏感;为了解梯级筑坝对浮游植物群落结构的影响,分别于2015.10、2016.01、2016.04、2016.07对乌江流域进行采样调查,数据分析结果表明:
  乌江流域共鉴定出浮游植物4门47种(属);库区浮游植物种类数(43种)>河流(33种),库区硅藻和绿藻居多,河流主要以硅藻为主;在季节上浮游植物种细胞丰度呈现夏季>秋季>春季>冬季,秋季和夏季以硅藻和绿藻为主,而冬季和春季主要以硅藻为主;
  Jaccard浮游植物群落结构的相似性系数显示河流与河流、库区与库区之间的相似性程度较高,而河流与库区的相似性系数偏低;浮游植物功能群多样性指数呈现不同的时空变化,均值大小呈现春季>夏季>秋季>冬季,库区>河流;
  乌江流域共划分出浮游植物功能群17个,分别是A、B、C、D、F、G、J、Lo、MP、N、P、S1、T、W2、Wo、X1、X3,常见功能群为B、C、D、J、MP、P;库区功能群有16个,优势功能群为B、C、D、F、J、P、Lo;河流功能群有14个,优势功能群为B、C、D、MP、P、J;优势功能群随季节发生不同的演替规律,其中河流在季节性演替特征为:秋季B/D→冬季B→春季B/C/MP/P→夏季B/P,库区季节性演替规律为:秋季B→冬季B/P→春季Lo/P→夏季B/P;浮游植物功能群生物量呈现呈现不同的时空变化,在季节上呈现:夏季>秋季>春季>冬季,库区>河流;
  乌江流域主要生源要素C、N、P存在明显的时空变化,其中溶解性无机碳(DIC)总和大小依次为:秋季>夏季>冬季>春季,溶解性无机氮(DIN)总和大小依次为:夏季>春季>冬季>秋季;溶解无机磷(DIP)总和大小依次为:冬季>春季>夏季>秋季;在流域空间尺度上,DIC含量表现为河流>库区,DIP含量表现为库区>河流,DIN在河流与库区之间差异不明显,夏冬两季的为库区大于河流,春秋表现为河流大于库区;在垂直剖面上,DIC随着水深的增加而增加,DIN在30m以上随水深的增加而增加,底层的含量有减少的趋势,DIP随着水深的增加而增加;DIC最大值位于猫跳河流域,DIN最大值位于落脚河流域,DIP最大值位于乌江渡水库;DIC/DIP、DIN/DIP存在明显季节差异,秋夏两季最高,DIC/DIN在季节上的变化趋势基本一致,存在一定的耦合机制。
  浮游植功能群生物量进行主成分分析(PCA)结果看出,浮游植物功能群生物量对库区贡献大;将环境因子与浮游植物功能群进行冗余分析(RDA)的结果显示,影响库区浮游植物功能群变化的主要环境因子是温度(Temp)、溶解氧(DO)、溶解态总磷(DTP)、溶解无机氮(DIN)、钠离子、镁离子;而影响河流浮游植物功能群变化的只要环境因子有温度(Temp)、pH、总氮(TN)、溶解无机氮(DIN)以及磷酸盐。
[硕士论文] 赵本宣
海洋生物学 浙江海洋大学 2017(学位年度)
摘要:微型浮游生物在海洋中分布广泛并且具有相当高的数量,它们在海洋生态系统中占据着非常重要的位置,在系统内能量传递与转化和物质循环等过程中发挥着至关重要的作用,在环境生态研究领域备受关注。随着全球气温逐渐升高和海洋环境污染形势的恶化,近几十年来世界各国都致力于与海洋固碳、污染防治等相关的微生物研究,好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)是一类最典型研究对象之一。它们是自然界重要的一类特殊的光合异养微生物,广泛分布在各种海洋环境中,在微生物生态学、海洋碳汇和海洋生态系统的生物地球化学循环的过程中具有潜在的重要作用。
  本研究主要应用TA克隆技术和高通量测序等分子生物学方法对我国东极青浜岛贻贝养殖区海域和非养殖区AAPB的多样性情况、群落分布及其影响因子进行探讨。我们于2015年10月-2016年7月分四个季度依次在研究海域采集0.5m深度的表层海水样品,采样的同时进行水温、盐度等水质参数的检测。对采集的水样进行抽滤过膜处理,然后提取浮游微生物总基因组DNA,利用编码光反应中心的小亚基pufM基因的特定引物进行扩增,通过构建TA克隆文库进行验证性实验,然后运用高通量测序技术进行测序,进而对AAPB多样性和群落结构的分析。
  通过对海水样品进行高通量测序,总计得到个755,040条优质序列,包括18,673个OTU,分属于161个属。根据计算得到各样品的Chao指数的结果,我们推断出各样品丰度排列顺序是:DD1>DC1>DX1>DQ2>DQ1>DD2>DC2>DX2,根据Shannon指数和Simpson指数结果可知各站点微生物多样性排序结果是:DD1>DQ2>DC1>DQ1> DD2> DC2>DX1> DX2。样品的覆盖度(Coverage)的值超过了0.9,说明覆盖度和测序深度已经足够,构建的文库可用于评估AAPB多样性情况。在青浜岛贻贝养殖区和非养殖区海域,四个季度的海水样品分析结果中的细菌类群主要包括Actinobacteria(放线菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Cyanobacteria(蓝藻门)、Deinococcus-Thermus(异常球菌-栖热菌门)、Euryarchaeota(广古菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)、Fusobacteria(梭杆菌门)、Proteobacteria(变形菌门)和unclassified未分类细菌。在这个8个样品中共有的微生物是变形菌门和厚壁菌门,其中变形菌门为最优势菌群,厚壁菌门排在第二位。Proteobacteria(变形菌门)的Alphaproteobacteria(α变形菌纲)中的Methylobacterium属、Sphingomonas属、Rhodobacter属和Brevundimonas属等菌属在所有的样品中丰度都较高,说明了这些细菌适宜生存的空间和时间范围都比较广,因此也说明了变形菌对环境超强的适应能力和分布的范围非常地广。由样品聚类树状图的分析结果,纵观时间和空间尺度,秋季的养殖区和冬季非养殖区群落结构最为近似。根据PCA分析结果可知,非养殖区春、夏、秋和冬季四个样品距离较近,而来自养殖区的夏、秋和春季三个样品距离较近,则说明这些样品的组成较相似。养殖区冬季的样品和其他几个样品距离均比较远,说明这个样品具有独特的群落组成,同一个季节两个海域样品距离比较近的是春季、夏季和冬季,说明在春季、夏季和冬季,两个海域的微生物群落结构比较相似。
  RDA分析是一种可以检测环境参数、样品、微生物三者之间的关系或者两两之间的关系的线性模型。RDA分析结果显示,DO(溶解氧)、Salinity(盐度)、DIN(溶解无机氮)、SiO32-(硅酸盐)和T(温度)是影响AAPB属分布的非常重要的一些环境因子。由于PO43-(磷酸盐)在零点位置,射线很短,所以对AAPB群落分布无相关性影响。这几种环境因子中,T(温度)和Salinity(盐度)的射线比其他几个因子长,说明这两个因子是影响AAPB的群落分布的最重要的环境因素。本研究的结果显示,青浜岛海域蕴含着较为丰富的AAPB类群,为全面认识在特殊功能海域中AAPB多样性和丰度奠定基础。
[硕士论文] 何高阳
海洋生物学 汕头大学 2017(学位年度)
摘要:深海是海洋环境中一种独特的极端生境,具有高压、低温/高温、无光照、寡营养等特点。微生物广泛分布于深海环境中,在深海生态系统中起着重要作用。但由于所处环境的特殊性,深海微生物的研究相对较少,而深海真菌相较于细菌和古菌而言,关注更少。本文通过免培养和分离培养相结合的方法,对西太平洋雅浦海沟的沉积物样品进行研究,探讨深海底栖真菌多样性、群落结构及潜在的反硝化能力。
  对雅浦海沟6个站位共15个沉积物样品提取环境基因组DNA后,以ITS2为目的基因,通过高通量测序获得到有效序列1501811条,以97%相似度水平划分OTU,共得到1301个OTUs,其中572个(43.97%)可以精确到门水平,376个(28.90%)可以精确到纲水平,245个(18.83%)可以精确到属水平,共鉴定出5门、16纲、57属。以某个门在所有样品中相对丰度的平均值大于1%确定关键门为子囊菌门Ascomycota和担子菌门Basidiomycota,这两个门的真菌在相对丰度上占绝对优势,分别为47.5%和32.7%。在门水平上进行相对丰度比较,结果表明不同门类真菌不仅在不同站位中占比存在明显的差异,而且在同一站位不同深度层次的样品中也有很大差别。以某个属在所有样品中相对丰度的平均值大于0.1%确定关键属,发现雅浦海沟沉积物样品中真菌关键属包括子囊菌门和担子菌门的18个属,分别为:丝孢酵母属Trichosporon、短梗霉属Aureobasidium、毛壳菌属Chaetomium、蚁巢伞属Termitomyces、鬼伞属Coprinopsis、Toxicocladosporium、链格孢属Alternaria、曲霉属Aspergillus、着色菌属Fonsecaea、球腔菌属Mycosphaerella、隐球菌属Cryptococcus、毕赤酵母属Pichia、红酵母属Rhodotorula、马拉色氏菌属Malassezia、蜡质菌属Ceriporia、外瓶霉属Exophiala、枝孢瓶霉属Cladophialophora和Davidiella。这些关键属可进一步归类于:外担菌纲Exobasidiomycetes、银耳纲Tremellomycetes、伞菌纲Agaricomycetes、微球黑粉菌纲Microbotryomycetes、座囊菌纲Dothideomycetes、粪壳菌纲Sordariomycetes、散囊菌纲Eurotiomycetes和酵母纲Saccharomycetes8个真菌纲。本研究通过免培养方法首次从深海环境发现了球囊菌门Glomeromycota和子囊菌门古菌根菌纲Archaeorhizomycetes真菌的存在。
  通过分离培养的方法从前述站点的4个站位12个样品中分离到38株真菌,序列比对结果表明属于7个纲(10个属):散囊菌纲Eurotiomycetes、座囊菌纲Dothideomycetes、酵母纲Saccharomycetes、外担菌纲Exobasidiomycetes、囊担菌纲Cystobasidiomycetes、节担菌纲Wallemiomycetes、微球黑粉菌纲Microbotryomycetes,其中节担菌纲Wallemiomycetes是首次从深海环境中被分离出来;优势属是青霉属Penicillium、曲霉属和枝孢属Cladosporium。所有分离获得的真菌都属于子囊菌门和担子菌门,并且子囊菌门占优势地位。通过分离培养方法发现的7个真菌纲中除了囊担菌纲外在免培养方法的研究中都有发现,但共同发现的属只有青霉属、曲霉属、枝孢属和红酵母属。
  利用nirK和P450nor两种反硝化关键酶基因作为分子标记对分离获得的深海沉积物真菌进行检测,结果在6种真菌中发现nirK基因:黄曲霉Aspergillus flavus、黑曲霉 Aspergillus niger、杂色曲霉Aspergillus versicolor、枝孢菌Cladosporium sp.、枝状枝孢Cladosporium cladosporioides以及产黄青霉Penicillium chrysogenum;P450nor基因仅在黄曲霉Aspergillus flavus中被发现。此外还利用富集分离的方法从沉积物样品中得到两株枝孢菌,接种新到液体反硝化培养液中一段时间后均检测到NO3-含量的降低,说明这两株菌都具有反硝化能力。
  对雅浦海沟超深渊沉积物真菌的多样性研究表明,深海环境中存在丰富的真菌资源,有很多未知真菌有待发现。本研究有助于加强对深海环境真菌多样性和群落结构的认识,为深海真菌资源的开发,以及真菌在深海生态系统中作用的研究提供基础理论支持。
[硕士论文] 马盼盼
海洋科学 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:生态承载力是衡量生态系统可持续发展的重要评估指标。随着海洋开发活动蓬勃发展,海岸带出现了资源日渐匮乏、环境质量下降、生态风险升高等一系列问题,海岸带生态系统呈现出一定的退化趋势。因此,科学评估海岸带生态承载力,将人类活动控制在海岸带生态系统抗干扰调节能力之内,对实现海岸带复合系统可持续发展有着重要的现实意义。然而目前关于海洋生态承载力研究仍处于探索阶段,还尚未形成公认的理论方法体系、系统的指标体系和综合评价模型。
  浙江省是一个海岸资源丰富的大省,具有许多得天独厚的优势。随着海洋经济的发展,海洋生态环境的污染和破坏、赤潮灾害的频发、海岸带开发过程中对海洋生态资源和结构的破坏等也制约着浙江省海岸带地区生态环境健康、可持续发展。
  海岸带生态承载力评估研究是一个多学科相交又的研究课题,本文研究了海岸带生态承载力评价的理论基础,建立了海岸带生态承载力评估方法体系,以浙江省为例进行了研究,取得如下主要成果:
  (1)在对国内外承载力的研究的基础上,以复合生态系统理论、可持续发展理论和基于生态系统管理的理论为指导,提出了海岸带生态承载力概念模型,探讨了海岸带生态承载力的理论内涵,在识别海岸带生态承载力的承载体和承载对象的基础上,分析了两者之间的相互作用关系。结合评估指标构建原则,以概念模型为基础,建立了海岸带生态承载力评估指标框架。主要包括人类活动、社会经济发展和生态弹力这三个模块。
  (2)研究分析浙江省海岸带地区自然、社会和经济条件,选择了代表浙江省海岸带生态承载力的18个指标,通过对指标进行主、客观赋权,结合指标体系评价法,研究了2006年到2015年十年间浙江省海岸带生态承载力的变化趋势。结果显示,浙江省海岸带承载力总体上呈下降趋势,2006年到2010年整体处于可载状态,并且2010年生态承载力已经接近于满载状态,然后自2011年起处于超载状态。
  (3)利用回归模型,预测了浙江省海岸带地区2016年到2020年的生态承载力变化趋势。结果显示,2016年到2020年生态承载力处于缓慢回升状态,呈现较好的发展趋势,但仍处于超载状态。针对海岸带生态承载力的变化趋势,提出来改善海岸带生态承载力的可行性建议。
[博士论文] 丁辉
海洋药物学 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:本文对从温州洞头近海沉积物样品和南海深海沉积物样品中分离得到的121株菌的发酵粗提物进行了细胞毒活性筛选,选择其中两株具有显著细胞毒活性的菌株Streptomyces sp.DT-A37和Penicillium sp.NH-SL以及1株代谢产物类型丰富的菌株Alternaria sp.NH-F6进行代谢产物系统分析,共分离鉴定了46个化合物,其中9个为新化合物,并对所得化合物进行了细胞毒活性测试、BRD4蛋白抑制活性测试、抗菌活性测试等生物活性评价。
  综合运用常压硅胶柱色谱、反相高效制备液相色谱、凝胶柱色谱等方法对发酵提取物进行分离纯化,采用波谱技术鉴定化合物结构。运用One Strain-ManyCompounds(OSMAC)策略对链霉菌Streptomyces sp.DT-A37的代谢产物进行挖掘,从中分离鉴定了10个化合物,包括4个新化合物(1Z)-S, S'-dimethyldihydroholomycin(2),holomycin A(3),cis-2‘-(4"-hydroxy-4"-methylpentyl)-cyclopropylacetic acid(4),cis-2'-(4",5"-dihydroxy-4"-methylhexyl)-cyclopropylacetiacid(5),以及6个已知化合物。其中,holomycin(1)具有显著的细胞毒活性和抗菌活性,其对H1975细胞的IC50值为1μM,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC值均为64μM。
  从交链孢霉菌Alternaria sp.NH-F6的固体发酵培养提取物中共分离鉴定了26个化合物,包括5个新化合物8β-chloro-3,6aa,7β,9β,10-pentahydroxy-6,6a,6b,7,8,9-hexahydro-4(5H)-one(11),3,7β,8α,9β,10-pentahydroxy-7,8-dihydroperylen-4(9H)-one(12),2-(N-vinylacetamide)-3-ene-4-hydroxymethyl-γ-butyrolactone(13), alternarienonic acid B(15), chrysogeside F(17),以及21个已知化合物。其中,化合物11和12具有显著的BRD4蛋白抑制活性,IC50值分别为11.8μM和7.1μM。化合物12具有明显的抗菌活性,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC值分别为16μM和32μM。
  从青霉菌Penicillium sp.NH-SL的液体发酵培养提取物中共分离鉴定了10个化合物,其中具有异戊烯基取代的吲哚生物碱类化合物verrucofortine(38)表现出显著的细胞毒活性,其在测试浓度为0.7μM时对Hepa lclc7细胞的抑制率为85.8%。采用多级质谱法对该化合物进行裂解规律的研究,并根据其裂解规律,从该菌株的总提取物中检测到其它三个异戊烯基吲哚生物碱类似物47~49,为异戊烯基吲哚生物碱类化合物的快速发现提供了参考依据。
[硕士论文] 李汝伟
海洋科学 浙江海洋大学 2017(学位年度)
摘要:本文主要研究了浙江近海海域超微型浮游生物的时空生态分布及与环境因子的相关性,于2014年11月(秋)、2015年1月(冬)、2015年5月(春)和2015年7月(夏)连续4个季节采集了浙江近海海域表层海水样品,利用流式细胞仪技术对样本浮游病毒、异养细菌及超微型浮游植物丰度进行检测,对其时空分布特征及与环境因子的相关性做了分析。浮游病毒和异养细菌的分析结果表明,从水平分布来看,4个季节中浮游病毒、异养细菌丰度均为宁波、沈家门、岱山等近岸站位的丰度低,远陆海域东极与枸杞站位的丰度高。从季节变化来看,浮游病毒、异养细菌丰度的季节分布特征均为夏>春>秋>冬,相关性分析结果表明,春、夏、秋、冬4个季节,浮游病毒丰度和异养细菌丰度均表现出显著正相关。浮游病毒丰度在春、秋、冬季节均与病毒/细菌比值(VBR)为显著正相关关系;夏、秋季节均与盐度表现为显著正相关;春、夏季节均与总磷显著负相关;春季分别于与溶解氧、pH、化学耗氧量(COD)显著正相关。异养细菌在春、夏季节与溶解氧为显著正相关,冬季与溶解氧显著负相关;春、夏季节与总磷显著负相关;秋、冬季节均与盐度、温度显著正相关;冬、春季节均与COD显著正相关。
  对超微型浮游植物的分析结果,从水平分布来看,在4个季节中超微型浮游植物丰度均为宁波、岱山、沈家门沿岸站位的丰度低,远陆海域东极与枸杞站位的丰度高。从季节变化来看,原绿球藻的变化特点为夏季>秋季>冬季>春季,聚球藻的变化特点为秋季>冬季>春季>夏季,超微型真核浮游植物的变化特点为夏季>秋季>春季>冬季。相关性分析结果表明,春季,原绿球藻、聚球藻、超微型真核浮游植物均与pH显著正相关;秋季,原绿球藻、聚球藻、超微型真核浮游植物均与温度显著正相关;冬季,聚球藻、超微型真核浮游植物均与盐度显著正相关。春季,原绿球藻与总磷、氨氮显著负相关;夏季,超微型真核浮游植物与总磷显著负相关,与氨氮显著正相关;冬季,聚球藻、超微型真核浮游植物与COD显著正相关。
  本研究表现为近岸站位超微型浮游生物丰度普遍较低,远陆海域站位丰度高的分布特征。长江等河道输沙量大及人类生产生活等影响要素明显,海区水质混浊,透明度不高,会制约浮游植物的光合作用。这使得近岸初级生产力并不高,间接上也限制了噬藻体和异养细菌的生长繁殖。超微型浮游生物的丰度基本为夏季高,冬季低。分析结果表明,夏季水温升高,太阳辐射强烈,陆源输入带来丰富的营养盐,有利于超微型浮游植物的光合作用,从而使超微型浮游生物大量繁殖。冬季的低水温限制了超微型浮游生物的生长。
[硕士论文] 覃英莲
水生生物学 重庆师范大学 2017(学位年度)
摘要:饥饿是鱼类常常面临的胁迫之一,是影响其生理和行为的关键因素。为了探究食物资源对鱼类生理和行为的影响,本研究以中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)幼鱼为实验对象,分别测定了对照组和饥饿组实验处理前后实验鱼的标准代谢率(SMR)、实验处理后实验鱼的个性行为(包括活跃性、勇敢性和探索性)和集群行为(群体的凝聚力和协调性)。
  本实验主要研究结果如下:
  (1)饥饿组和对照组实验过程中SMR均显著下降,但仅饥饿组SMR实验过程显著相关(即具有重复性);
  (2)饥饿导致探索性显著增强,但对其他个性指标没有显著影响;(3)饥饿导致群体成员距离缩短,游泳速度及其同步性上升;
  (4)无论饥饿组还是对照组,SMR和活跃性、探索性、勇敢性的参数没有相关性,但某些个性行为指标之间存在关联;
  (5)饥饿组的SMR与群体行为显著相关,而对照组不相关;
  (6)无论是饥饿组还是对照组的个性行为都与群体行为显著相关,且对照组中自发活跃性和勇敢性与群体行为的关联更显著,而饥饿组中探索性与群体行为的关联更显著。
  研究表明:
  (1)饥饿导致中华倒刺鲃的能量代谢及行为发生改变。
  (2)饥饿使中华倒刺鲃能量代谢和群体行为的关联产生。
  (3)中华倒刺鲃的个性行为和群体行为之间存在关联,且饥饿条件下的关联更显著。
[硕士论文] 徐长栋
海洋科学 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:有色溶解有机物(Chromophoric or Colored dissolved organic matter, CDOM)在海洋生态环境和全球碳循环中发挥着不可或缺的作用,CDOM的组成、来源和动力学特征对于研究不同生态系统的生物地球化学循环过程具有重要的意义。本文应用三维荧光光谱-平行因子法(Excitation-emission matrix fluorescencespectroscopy parallel factor analysis, EEMs-PARAFAC)研究了台湾绿岛热泉系统CDOM的来源和动力学特征,同时研究了钱塘江区域CDOM的光谱特性和空间分布。
  本文研究了台湾绿岛上的陆上热泉系统朝日温泉的温度、盐度、pH和溶解有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)的日变化特征以及它们的相互关系,应用吸收光谱法和EEMs-PARAFAC研究了热泉系统中的CDOM的组分、来源和动力学特征。研究结果表明热泉系统中的中温区是由热泉系统高温区、海水和地下水三个来源混合形成,混合比例约为2∶3∶1;高温区可能是由于绿岛周边区域的深海水通过地下的岩层渗透进入岩浆区域,经高温高压后输送到地表而形成。中温区的DOC浓度在一天内变化较大,最低时为84μM,最高时为130μM,而且与温度呈显著的负相关,与磷酸盐呈正相关,但与潮汐无明显相关性;高温区的DOC浓度基本不变,不受温度、磷酸盐浓度变化和潮汐规律的影响。CDOM的荧光特征分析表明热泉系统和周边海水中存在四种荧光组分:类色氨酸组分C1,类腐殖质组分C2和C3,以及可能是类色氨酸组分或与海洋浮游生物相关的组分C4。高温区是荧光组分C1和C4的荧光强度明显高于中温区和周边海水,说明高温区是中温区和周边海水的部分CDOM的来源。中温区和高温区的CDOM主要来源于本地生物和微生物的内源性生产,具有较高的荧光指数和生源指数以及相对较低的腐殖化指数。
  本文同时研究了钱塘江区域CDOM的来源和空间分布特征。钱塘江DOC浓度在空间分布上呈浦阳江支流最高,钱塘江段次之,富春江段最低的趋势,这与富春江段汇入浦阳江支流后流入钱塘江段的实际情况相符合。CDOM的吸收系数a355与DOC浓度呈显著的正相关,说明钱塘江水体中CDOM与DOC的空间分布类似,且DOC中可能具有较大比例的CDOM。EEMs-PARAFAC分析表明钱塘江水体中存在三种荧光组分:类腐殖质组分C1,类色氨酸组分C2和C3。荧光指数、生源指数和腐殖化指数的研究也证明钱塘江水体本地生物和微生物活动占主导地位,CDOM主要是内源产生,具有非常低的腐殖化程度。本研究同时发现相对于富春江段,浦阳江支流和钱塘江段中类腐殖质组分的含量较低,类蛋白质含量较高,说明浦阳江支流和钱塘江段内源性生产的CDOM的比例较高,由此推测这两个区域受人类活动影响较多,水体中的营养成分相对较多,进而促进生物和微生物活动,导致了内源性生产升高。相对于绿岛热泉系统,钱塘江水体中具有更高的DOC的浓度,更高的CDOM含量,相对较高的CDOM分子量和更低的腐殖化程度。
[硕士论文] 苏悦
海洋科学 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:南海位于西北太平洋内,不仅是世界第三大边缘海,也是我国面积最大的海域,被认为是全球海洋系统中物种多样性水平最高的生物热点区域。而由于其所处地理位置特殊,海域内国家众多,并且彼此间国际关系复杂,南海虽然蕴藏着丰富的微生物资源,却在国际学术研究上报导较少,并且局限于对表层海水、沉积物及共生体(如海绵)中微生物多样性及群落结构的研究。而对于从表层到深海中各个深度及层区中可培养细菌多样性研究还未有系统研究调查。
  本研究主要通过可培养的研究方法,以南海北部海域海水为研究对象,对其0m、100 m、200m、300 m、500 m、1,000 m、1,400 m和2,500 m共8个深度、3个层次(表层、中层、深层)海水进行细菌多样性分析及群落结构研究,研究方法比较系统,并且涉及到深海、分层调查挖掘南海微生物资源。同时,对分离自深海区2,500 m的两株细菌进行多相分类学研究,确定了其分类地位。
  首先,通过可培养的方法,对8个深度的海水样品进行稀释涂布培养2-4周,共分离得到202株菌、80个种,分布于58个属,其中有17株为疑似新种,并且主要分离自深海区。统计结果显示,在各深度中2,500m海水的细菌多样性优于其他深度,并且在各层区中深海区的细菌多样性要优于其他两个层。所研究的南海北部海域以α-变形杆菌纲为主,放线菌门次之,拟杆菌门和厚壁菌门较少。
  其次,对分离自深海区2,500 m的16S rRNA基因相似度小于97%的两株细菌HSF7T和HSF11T进行多相分类学研究,确定了其分类地位。经过基因型特征、化学分类特征及表型特征分析,菌HSF7T被鉴定为红螺菌科(Rhodospirillaceae)内Thalassobaculum属的一个新种,并命名为Thalassobaculum fulvum;而菌株HSF11T被鉴定为红菌科(Rhodobiaceae)内一个新属的新种,并命名为Microbaculum marinum。
  通过以上研究,不仅挖掘出了种类多样的南海微生物资源,为了解及认识南海北部海域微生物群落结构作了前期准备,并且为完善物种进化的科学研究奠定基础,也将有利于未来对海洋资源的开发与应用。
[硕士论文] 袁洪伟
海洋科学 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:盐沼地是位于陆地与海洋交界处的海岸湿地,拥有较高的碳埋藏和沉积速率,其埋藏的碳也以“蓝碳”著称。在全球碳循环过程中湿地承担着碳“汇”的功能,来自陆源和大气中有机碳都可以被长久封存在湿地系统内。然而,由于湿地本身会释放出大量的温室气体甲烷,所以也被视为温室气体的“源”。湿地碳源、碳汇的功能在全球及区域碳循环过程中具有重要影响。因此,研究盐沼湿地生态系统中有机碳的来源和成岩作用有助于理解湿地碳循环的过程,对研究全球碳循环和气候变化具有重要的意义。
  本文以木质素为标志物,结合C/N(碳氮元素比)和δ13C(稳定碳同位素)等参数,对庵东盐沼湿地有机质和木质素的来源、分布和成岩降解程度进行了研究。同时,对比研究了庵东湿地和长江口、钱塘江三大系统中有机碳和木质素的差异,从空间上揭示盐沼湿地特征。柱状沉积物从时间上分析庵东湿地近30年来有机质变化情况,以研究极端天气和人类活动对湿地产生的影响。
  通过对庵东盐沼湿地、长江口和钱塘江表层样品的分析发现,虽然三个区域木质素都来自于草本和木本被子植物的混合,但是各参数具有各自的特征。钱塘江沉积物中陆源有机质的信号最强,而长江口有机质中来自海源的比例最高。在庵东盐沼湿地各参数均处于长江口和钱塘江之间,这与其沉积物来源于钱塘江、长江以及临近海域有关。庵东盐沼地中的海源有机质来自长江和附近海域。杭州湾涌潮和水流运动对沉积物筛选作用明显,不但导致粒度较大的颗粒沉积在近海端,而且使靠近钱塘江的近海端有较高的陆源有机质输入。
  C1和C2柱状沉积物分析结果表明,2004年之前庵东盐沼地陆源有机质输入一直增加。1997年超强台风“Winnie”导致杭州湾内出现了历史最高潮位,之后柱状沉积物中草本组织输入的增加可能与此有关。2004年之后,表层各参数(有机质整体指标和木质素参数)变化更加稳定、连续是因为长江流域大坝的影响。三峡大坝的修建和2006年的干旱导致长江流域的沉积物输入降低。长江流域沉积物输入的减少导致了高潮位区C2柱的有机质含量降低,而低潮位的C1柱并没有降低,原因是河道侵蚀使得C1柱的沉积物得到一定的补充。另外,2003-2007年杭州湾大桥的修建也可能导致临近C1柱中陆源有机质的输入增加。
[硕士论文] 胡保存
渔业 河北农业大学 2016(学位年度)
摘要:本研究利用2015年秋季、2016冬季、春季和夏季,对河北省近岸海域底拖网渔业资源调查资料和相关历史资料,分析了该海域游泳动物、底栖生物、鱼卵及仔稚鱼种类组成、群落的时空分布格局、生物多样性,并对比近5年调查数据结果分析了其生物量变化趋势。
  调查结果显示:
  (1)本次调查四个航次共捕获游泳动物种类57种,其中包括鱼类39种,隶属于8目23科,全部为硬骨鱼纲;甲壳类14种,隶属于2目8科,全部属于软甲纲;头足类4种,隶属于3目3科,全部为头足纲;共采集浅海底栖生物127种,分别隶属于10个门类,其中环节动物种类数最多,共有58种;其次是软体动物,共有26种,节肢动物共有25种,棘皮动物共有8种,腔肠动物共有5种,纽形动物、腕足动物、半索动物、底栖鱼类、螠虫动物都为1种;共采集到鱼卵14种,隶属于5目9科;共采集到仔稚鱼16种,隶属于7目13科。
  (2)鱼类各季节优势种均为2种,秋、冬、春三季均为尖尾鰕虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)和焦氏舌鳎(Cynoglossus joyneri),夏季为尖尾鰕虎鱼和鯷(Engraulis japonicus)。无脊椎动物优势种秋季数量为4种,分别为日本枪乌贼(Loligo japonica)、口虾蛄(Oratosquilla oratoria)、短蛸(Octopus ocellatus)、三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)。冬季为4种日本枪乌贼、口虾蛄、短蛸、三疣梭子蟹,春季为1种,口虾蛄,夏季为2种口虾蛄和日本枪乌贼,均为经济价值较高种类。底栖生物各季节优势种均为2种,秋季为不倒翁虫(Sternaspis scutata)、丝异须虫(Heteromastus),冬季为长偏顶蛤(Modiolus elongatus)、丝异须虫,春季为不倒翁虫和角海蛹(Ophelina acuminata),夏季为尖叶长手沙蚕(Magetona cineta)、丝异须虫。鱼卵优势种分别为鳀、斑鰶(Konosirus punctatus)焦氏舌鳎,仔稚鱼优势种分别为斑鰶、黄鲫(Setipinna taty)、梭鱼(Mugil soiuy)、许氏平鮋(Sebastodes fuscescens)。
  (3)鱼类的Shannon-Wiener生物多样性指数整体水平较低,各季节平均值范围为0.83-1.11;无脊椎动物Shannon-Wiener种类多样性指数各季节平均值范围为0.76-1.16。与游泳动物相比,底栖生物的Shannon-Wiener种类多样性指数整体水平较好,各季节平均值范围为1.08-1.49。
  (4)以秋季为例对比近5年的调查结果,从游泳动物平均生物量变化分析,总变化趋势呈“V”状分布,2013年最低,生物量仅为24.52kg/h,2015年的生物量在近5年最高,其次是2014年,近年生物量有所恢复。底栖生物近5年生物量与生物密度的变化趋势一致,呈现“W”状,生物量变化范围15.07-83.60g/m2,生物密度变化范围125.8-234.7ind/m2,最低年份均为2012年,最高年份均为2013年。
[硕士论文] 周文楚
环境科学 厦门大学 2016(学位年度)
摘要:海洋沉积物是海水溶解有机质(Dissolved organic matters,DOM)的重要来源。DOM作为海洋异养微生物生存的主要物质和能量来源,影响着微生物群落的结构,而微生物群落也同时影响着DOM的化学组成和最终命运。近年来,海洋沉积物DOM成为海洋生物地球化学领域的热点研究对象,但其生物可利用性一直存在争议,且沉积物DOM释放到上层水体后将如何影响微生物群落的结构也不清晰。为了研究沉积物DOM的生物可利用性,以及沉积物DOM与上层海水微生物群落之间的相互关系,本论文采集了厦门近岸沉积物表层DOM,添加至上层自然海水中,开展了长时间培养实验。通过高通量测序方法监测微生物群落组成动态变化,运用超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱(Fouriertransform-ion cyclotron resonance-mass spectrometry, FT-ICR MS)分析培养体系DOM组成、特性的变化,探讨了微生物与DOM相互作用关系。本文主要的研究结果:
  (1)厦门近岸沉积物表层DOM中含有大量不饱和脂肪族化合物等活性溶解有机物(Labial dissolved organic matter,LDOM),这些物质在表层水体中能够迅速被微生物所利用。大约有66.5%的表层沉积物DOM在2天内被微生物消耗掉,经过110天的培养后,约13.1%相对惰性的DOM留存于体系中。FT-ICR MS结果表明,在培养过程中不饱和脂肪族、饱和脂肪族、糖类等LDOM比例不断降低,同时芳香烃、富含羧基的不饱和脂环族化合物(Carboxyl-rich alicyclicmolecules,CRAM)等惰性物质(Recalcitrant dissolved organic matter,RDOM)比例逐步升高,说明微生物将LDOM降解、矿化的同时也会产生RDOM并累积于水体中。
  (2)将沉积物表层DOM添加至上层水体后,微生物群落组成明显发生变化,P seudoalteromonadaceae、Piscirickettsiaceae、Flavobacteriaceae分别在第6h至第1天、第2天、第4天成为优势物种。结果表明LDOM是影响环境中微生物优势物种组成的主要因素,除此之外,病毒裂解作用是导致优势物种演替的另一主要原因,因为病毒裂解产物一定程度上改变了环境中DOM的组成及特性,由于不同微生物对DOM偏好不同,因而DOM的变化又将催生新的优势物种。
[博士论文] 纪建达
环境科学 厦门大学 2016(学位年度)
摘要:病毒是海洋生态系统中数量最多、多样性最为丰富的一类生命形式,具有极为重要的生态地位。为了深入认识海洋浮游病毒及其裂解浮游细菌释放的裂解产物的生态效应,本论文首先研究了西太平洋典型寡营养海区的浮游病毒对浮游细菌的致死效应;接着研究病毒裂解产物如何在不同营养水平(寡营养和富营养)特征的海洋水体中影响浮游细菌的生长、群落组成等生态特性。此外,本论文以海洋生态系统中一类生态地位非常重要的浮游细菌-玫瑰杆菌(Roseobacter)为研究对象,对其裂解性病毒进行了分离纯化和鉴定,为系统性地探索海洋病毒裂解产物的生态效应奠定基础。本论文主要研究结果是:
  (1)研究了西太平洋寡营养海区中浮游病毒对于浮游细菌种群的致死作用。基于流式细胞计数法和高通量测序技术等手段,一方面,观察到浮游病毒在模拟原位环境的培养体系中对浮游细菌丰度的增加及生长活性的促进方面有着突出的作用,特别是在培养的中、后期;其中,高核酸含量细菌在模拟原位环境的围隔实验中与细菌生产力、丰度成一定线性关系,它是细菌丰度变化和细菌生长状况的主要参与者;培养体系中浮游病毒的存在显著限制了主要细菌类群Rhodobacteraceae的发展,但对Sphingomonadaceae和Rhodospirillaceae细菌类群的生长有利;除此之外,发现有其他11个科的细菌类群对病毒致死作用不敏感。围隔实验中,浮游病毒的存在一定程度影响着细菌群落组成、多样性的变化。这些说明西太平洋寡营养海区中浮游病毒具有调控细菌丰度、种群结构、生长活性的重要生态作用;在本研究区域内不同细菌应对病毒裂解作用的响应也进一步证实浮游细菌受病毒感染的敏感程度不同。
  (2)研究了西太平洋寡营养海区病毒裂解产物对于自然细菌群落的影响。结果显示,由浮游细菌受病毒感染释放的裂解产物对应的碳量大约为0.90-1.64μg/L/day;在模拟原位环境进行的培养实验中,该部分病毒裂解产物的利用对自然浮游细菌种群尤其是HNA细菌类群的影响显著,包括对细菌生长的促进、丰度的增长和稳定群落多样性等内容;与此同时,高通量测序结果显示不同细菌类群响应病毒裂解产物的方式显著不同,主要为原位环境中生长活跃的稀有类群,如Rhodobacteraceae和Halomonadaceae;病毒裂解产物在环境中的作用具有同病毒致死作用相类似的生态功能。结合细菌、病毒丰度变化及病毒裂解释放量的关系,估算了培养体系中释放的病毒裂解产物的利用率(占其裂解细胞总量的比例)为37.52-68.21%。这些说明浮游病毒的裂解致死功能及释放的裂解产物会是该生态系统中非常重要的一类生态因子,而在之前往往缺乏对许多自然海区中病毒裂解产物的生态效应的关注。
  (3)研究调查了富营养海区病毒裂解产物对于自然细菌群落的影响。结果显示,由浮游细菌受病毒感染释放的裂解产物对应的碳量大约为2.12-7.67μg/L/day,这明显与寡营养地区的影响程度不同;在模拟原位环境进行的培养实验中,该部分病毒裂解产物的利用显著影响着自然浮游细菌的种群变化,包括一些在近岸环境中常出现的细菌类群Piscirickettsiaceae和Flavobacteriaceae。结合细菌、病毒丰度变化及病毒裂解释放量的关系,估算了研究区域内释放的病毒裂解产物的利用率(占其裂解细胞总量的比例)为22.47-81.25%;这稍高于我们之前研究的寡营养地区。这些结果表明富营养环境水体中的病毒裂解产物对维持浮游细菌生长和群落多样性等方面具有较为突出的生态作用。
  (4)研究描述了一株Dinoroseobacter shibae DFL12的噬菌体——vB_ DshP-R1,它是第一株可感染玫瑰杆菌中Dinoroseobacter属的烈性噬菌体。基于电镜观察和基因组序列分析,vB_ DshP-R1是属于短尾病毒科中的代表类群N4-like噬菌体。同目前已有的海洋N4-like噬菌体相比,尽管它们分离的环境相差甚远,但vB DshP-R1基因组结构同其他海洋N4-like噬菌体同源性高,包括相对保守的转录基因,DNA代谢基因,DNA复制基因等。本研究证实了海洋生态系统中一类非常保守的N4-like烈性噬菌体;构建此类海洋优势细菌与保守噬菌体的侵染体系,将进一步有助于我们了解海洋病毒侵染与细菌抵抗病毒侵染机制;也为能够系统性地研究海洋病毒裂解产物的生态效应奠定基础。
[硕士论文] 张皓
水产养殖 大连海洋大学 2016(学位年度)
摘要:辽河口地处渤海辽东湾顶部,是辽河水系的一个重要入海口,来自辽河的陆源营养物质输入对整个辽东湾乃至渤海海洋生态系统产生重要影响。本文于2013年8月(夏季)、2013年10月(秋季)和2014年5月(春季)在辽河口周边海域共布设32个采样站位开展对浮游动物群落的调查研究,分析了浮游动物群落结构、优势种空间生态分化及其与环境因子变化的关系,探讨主要植食性桡足类摄食对浮游植物现存量的摄食压力。
  本研究主要内容包括:⑴辽河口周边海域春季、夏季和秋季三个航次共鉴定出浮游动物7大类26种,浮游幼虫(体)14类。浮游动物丰度及生物量春季最高,从春季到秋季呈下降趋势,大网丰度各季节高值区主要分布在河口上部,而中网丰度高值区分布则表现出从春季到夏季向河口东部和南部转移的特点,生物量分布特点与中网丰度分布相似。辽河口浮游动物群落Shannon-Weaver多样性指数与Pielou均匀度表现为夏季>春季>秋季。⑵辽河口周边海域各季节(春、夏、秋)浮游动物优势种(类)以桡足类为主,占种类组成的66.7%,优势种(类)季节更替明显,春季到夏季、夏季到秋季优势种(类)的更替率分别为53.33%和46.15%。洪氏纺锤水蚤、火腿伪镖水蚤、强壮箭虫和小拟哲水蚤在各季节均占有较大比重,为该海域主要优势种。运用Levins公式和Petrailis指数测定了优势种的生态位宽度和生态位重叠程度,各季节优势种(类)生态位宽度介于0.04~0.73,各优势种之间生态位宽度存在较大差异,种对间生态位重叠介于0.00~0.99,平均生态位重叠指数为0.47。广生态位种类之间常表现出较高的重叠程度,窄生态位的种类与其他种类的之间常表现出较低的重叠程度,生态位较相近且受环境因子影响相似的物种之间常会表现出较高的重叠程度。⑶通过对数据进行Pearson相关性分析,辽河口周边海域各季节(春、夏、秋)浮游动物优势种(类)种群的生态位宽度主要受海水盐度、温度和水体中溶解氧含量的影响。辽河口盐度指示种为火腿伪镖水蚤,各季节(春、夏、秋)均大致可以分成3个环境区域。浮游动物群落结构在各季节均受到环境因子不同程度的影响,其中,海水盐度、温度、pH值和水体中氮、磷含量是对浮游动物群落结构起到主要影响作用的环境因子。⑷计算主要种类摄食率及群体摄食率,进而推算出对浮游植物现存量的摄食压力。结果显示,各季节群体摄食率平均为119.56μg·m-3·d-1,且夏季>春季>秋季;各季节植食性桡足类对浮游植物现存量的摄食压力平均为0.94%,且春季>夏季>秋季。洪氏纺锤水蚤为辽河口周边海域主要植食性桡足类,其肠道色素含量介于0.04~0.71 ng·ind-1,平均含量为0.28 ng·ind-1,群体摄食率介于12.89~77.81μg·m-3·d-1之间,平均达到53.62μg·m-3·d-1,对浮游植物现存量的摄食压力平均达到0.49%。
[硕士论文] 陈甘霖
海洋生物学 国家海洋局第三海洋研究所 2016(学位年度)
摘要:随着社会经济的迅速发展,针对海洋的多元化开发利用给海洋生态系统带来了很大程度的威胁和损害,国内外先后开始运用海洋空间规划技术进行海洋空间的合理安排。海洋生态红线区划是我国在海洋空间规划中的一项新的实践。红线区划方案分地市制定,研究尺度相对较小,而国内外对海洋空间规划技术在小尺度范围内的应用研究很少,已有的海洋空间规划技术不能直接应用于小尺度的海洋生态红线区划。本文在总结国内外海洋空间规划技术的基础上,分析不同尺度海洋空间规划技术的应用方法。并从中找出小尺度海洋空间内适用的技术,结合海洋生态红线区的内涵,制定小尺度海洋生态红线区划的技术方法,并以东山县管辖海域为例进行方法验证。主要成果如下:
  (1)总结目前国内外海洋空间规划技术方法,对国内外海洋空间规划方案的实施的海域尺度进行探讨,确定海洋生态红线区划由小尺度单元组合而成的模式,在此基础上尝试建立小尺度海洋生态红线区划的技术方法。
  (2)对海洋生态红线区重点关注的海洋重要生态功能区和海洋生态敏感/脆弱区的内容进行分析,初步识别出潜在的海洋生态红线区类型。包括:河口生态系统,滨海湿地生态系统,红树林生态系统、珊瑚礁生态系统、海岛生态系统及海草床海洋生态系统,海洋自然景观和历史文化遗迹,渔业资源分布区,优质沙源海域,珍稀濒危物种分布区及其他海洋生物多样性丰富区。
  (3)参考海洋重要生态功能区和海洋生态敏感/脆弱区相关的评价指标体系,从海洋生态系统服务的角度出发,针对潜在海洋生态红线区类型进行指标的选取和评价标准的建立,尝试建立海洋生态红线区评价标准。
  (4)采用所建立的小尺度海洋生态红线区划技术方法,对东山县管辖海域进行海洋生态红线划定,将研究区划分为31个单元,并依照海洋生态红线区评价指标进行评价和筛选。共确定19个红线单元,包括7个“一级红线区”单元,12个“二级红线区”单元,最终确定东山县管辖的海洋生态红线区总面积为1007平方公里,占全县管辖海域总面积(1800平方公里)的56%,一级红线区占红线区总面积的18%,二级红线区约占红线区总面积的82%。
[博士论文] 肖伟
环境科学 厦门大学 2016(学位年度)
摘要:海洋颗粒有机质(particulate organic matter, POM)作为初级生产力的承担者,是链接生物泵和微型生物碳泵的重要桥梁,在海洋物质和能量循环中扮演重要角色。海洋颗粒附着(particle-attached,PA)细菌能够寄居在颗粒物上,通过细菌水解酶作用将POM转化成溶解有机质(dissolved organic matter, DOM),在颗粒物周围形成羽流。POM在去除过程中直接为PA细菌提供底物,影响PA细菌群落组成,而颗粒物释放的小分子化合物则影响周围的浮游(free-living,FL)细菌群落组成。因此,相对于FL细菌群落,POM生物化学特征可能与PA细菌群落关系更加密切。为了1)验证这个假说;2)阐明POM对PA细菌和FL细菌群落的影响;3)揭示POM如何链接生物泵和微型生物碳泵,本研究通过两个现场航次,以元素分析仪-稳定同位素质谱、热裂解-气质联用和高效液相色谱技术为主要研究手段,检测分析了沿着珠江口到南海海盆的颗粒物生物化学特征,包括稳定同位素组成、碳氮比率、色素组成和化学组成。同时,通过16S rRNA基因高通量测序分析PA细菌(>3μm)和FL(0.2-0.8μm和0.8-3μm)细菌的群落组成。主要的研究结果如下:
  南海水体中颗粒物特性的空间变化。沿淡水至海盆方向,POM含量呈现出逐渐降低的变化趋势。同时,POM生物化学特征(包括POM稳定碳、氮同位素、碳氮比率、浮游植物生物量和群落结构组成、化合物组成)存在显著空间变化。分析结果表明:河口颗粒物主要为陆源和海洋生物混合来源,而陆架颗粒除Pico-浮游植物来源,还受陆源输入和沉积物再悬浮影响。海盆颗粒物主要是由Pico-浮游植物贡献。另外,沿着淡水向海盆的颗粒浓度梯度,颗粒物芳香烃化合物相对含量降低,而脂肪酸和烷烃类化合物相对含量增加,表明颗粒物的生物可利用性呈现增加趋势。陆源输入的抗逆性POM能够免受降解而储存在陆架沉积物中,这对海洋抗逆性溶解有机碳的产生可能具有重要意义。
  南海水体中颗粒附着细菌和浮游细菌群落结构变化。南海异养细菌群落可分为淡水、河口、陆架和海盆4个聚类。淡水-河口区细菌类群主要为放线菌目、伯克氏菌目和根瘤菌目,陆架和海盆区主要以SAR11为主。除海盆区外,不同粒径细菌群落间无显著性差异。海盆区细菌群落差异主要由厌氧细菌(如厌氧绳菌科)和喜好厌氧环境(如着色菌科)的细菌群落贡献,表明颗粒物上存在一个低氧微区,而颗粒物的这种微孔属性是影响PA细菌和FL细菌群落差异的重要因子。另外,细菌群落网络分析结果显示PA细菌群落相互作用关系要强于FL细菌群,表明颗粒物小的空间结构有助于细菌群落间的相互作用,进而促进细菌群落间的新陈代谢和基因交换,进一步证实颗粒微孔结构对PA细菌群落的影响。
  颗粒物特性对PA细菌和FL细菌群落影响。沿着淡水向海盆的颗粒浓度梯度,细菌群落组成和POM化学组成存在一致的空间变化趋势。CCA和Mantel检验分析结果表明,相对于PA细菌群落,POM元素组成和POM化学组成与FL细菌群落的关系更加密切。因此,颗粒微孔属性驱动着PA细菌群落组成,而POM组分显著影响FL细菌群落组成,暗示颗粒物释放的活性和半活性碳贡献了DOM库的生物可利用性,进而通过微型生物碳泵贡献海洋碳固存。
[硕士论文] 杨茜露
海洋生物学与生物技术 暨南大学 2016(学位年度)
摘要:海洋原生动物通过对浮游细菌、浮游植物等的摄食将能量沿食物链传递,其摄食效率影响着能量传递的效率,摄食作用对有害藻华可能有控制作用。此外,在海洋生态系统中,它们通过排泄作用在碳循环和营养盐再生中发挥重要作用。原生动物再生的营养盐的化学计量学比例将直接影响营养盐能否被浮游植物等有效利用。本文选取我国近海3种不同类型原生动物的常见种类:海洋尖尾藻(Oxyrrhis marina)、海洋尾丝虫(Uronema marinum)、扇形游仆虫(Euplote vannus),通过它们对褐潮藻抑食金球藻中国株的单种和混合摄食时的生长率和摄食率,来研究其对有害藻华是否有控制作用。此外,本文还选取原生动物扇形游仆虫摄食不同C:N:P比饵料(球等鞭金藻(Isochrysis galbana)、海洋尖尾藻(O. marina)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas. putida),研究饵料种类对原生动物排泄率的影响。
  三种原生动物摄食抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)或球等鞭金藻(I. galbana)时,生长率随着饵料浓度的增加而增大,饵料到达一定浓度后,生长率不再增加,生长率与饵料浓度的相互关系符合米氏方程。摄食率虽仍增大,但与饵料浓度的关系同样符合米氏方程。海洋尖尾藻、海洋尾丝虫、扇形游仆虫摄食球等鞭金藻时的最大生长率0.56d-1,0.49d-1,0.74d-1,最大摄食率1.89±0.56,7.02±3.08,165.9±46.5 ng C grazer-1 d-1大于摄食抑食金球藻时,最大生长率为0.49d-1,0.46 d-1,0.56d-1,最大摄食率为0.64±0.15,1.6±0.43,149.4±52.3ng C grazer-1 d-1。比较三种原生动物摄食抑食金球藻和球等鞭金藻时的毛生长率(Gross growth efficiency, GGE),发现球等鞭金藻是更好的饵料。
  混合实验中,原生动物摄食不同比例(20:80,50:50.80:20)和不同时期的抑食金球藻(对数期、稳定期)和球等鞭金藻。摄食对数期抑食金球藻混合饵料时, Ivlev’s和 Jacob’s选择性指数都显示三种原生动物选择性摄食抑食金球藻,三种原生动物的总摄食率没有变化。摄食稳定期抑食金球藻混合饵料时, Ivlev’s和Jacob’s选择性指数都显示三种原生动物选择性避食抑食金球藻,随着抑食金球藻的比例增加,三种原生动物的总摄食率显著减少。我们推测稳定期的抑食金球藻可能分泌了某种黏性有毒物质,阻碍原生动物对其摄食。由选择性指数来看,褐潮爆发时,海洋尖尾藻对抑食金球藻产生的摄食压力最大,扇形游仆虫受到抑食金球藻的毒害作用最大。
  原生动物排泄实验中,摄食恶臭假单胞菌的实验组,氨盐排泄率78.98±29.14 pmol cell-1d-1、硝酸盐排泄率7.58±6.01 pmol cell-1d-1、尿素的排泄率12.24±9.4 pmol cell-1d-1最大;摄食球等鞭金藻的实验组中,氨盐排泄率47.83±13.92 pmol cell-1d-1、硝酸盐排泄率8.07±2.97 pmol cell-1d-1居中,摄食海洋尖尾藻的实验组中,氨盐排泄率6.50±4.39 pmol cell-1d-1、硝酸盐排泄率1.26±0.78 pmol cell-1d-1、尿素排泄率1.94±0.29 pmol cell-1d-1、磷酸盐排泄率4.36±2.97 pmol cell-1d-1最小。饵料的N:P比(恶臭假单胞菌12:1、海洋尖尾藻19:1、球等鞭金藻19:1)均比摄食者扇形游仆虫N:P比6:1大,因而扇形游仆虫摄食过程中排泄大量的氮营养盐,其中摄食恶臭假单胞菌时,氮营养盐的排泄率应该最小。然而,比较扇形游仆虫摄食三种饵料排泄的氮(氨盐、硝酸盐、尿素):磷比值时发现,摄食恶臭假单胞菌时氮:磷比值(17:1)大于摄食海洋尖尾藻时氮:磷的比值(12.4:1)。推测差异出现的原因是扇形游仆虫不只通过排泄可溶性有机氮营养盐的方式排泄氮营养盐,还可能通过排泄粪便等颗粒性有机氮的形式来维持自身氮磷营养盐的稳定。
  本文测定扇形游仆虫摄食球等鞭金藻、海洋尖尾藻和恶臭假单胞菌时,呼吸速率分别为9.92±2.98,49.02±22.6,3.72±1.89nmol CO2μg-1DW h-1,表明摄食海洋尖尾藻时,呼吸作用排出的碳的能力最强,恶臭假单胞菌排出碳的能力最弱,同时分析比较海洋尖尾藻、恶臭假单胞菌自身碳氮比6.8:1、1.3:1时发现,扇形游仆虫摄食海洋尖尾藻时,碳的排泄率更高,摄食恶臭假单胞菌时碳的排泄率最低。二者结果一致,表明扇形游仆虫可能通过调节呼吸速率来维持自身碳元素的稳态。
[硕士论文] 李磊
生态学 贵州师范大学 2016(学位年度)
摘要:为了解万峰水库与龙滩水库的浮游植物功能群时空分布、富营养化状况以及浮游植物功能群如何响应富营养化特征,于2015年枯水期(1月)、平水期(4月)、丰水期(7月)分别对两座水库的浮游植物与水样进行分层采样分析。
  研究结果表明:万峰水库检出7门34种(属),龙滩水库共检出6门32种(属),浮游植物群落均表现为绿藻-硅藻型,绿藻门种类与丰度最高,硅藻门种类与丰度次之。两座水库的主要优势种均为双对栅藻、小球藻与小环藻,但同一季节其优势种(属)存在差异。浮游植物丰度均表现为枯水期<平水期<丰水期的特征。
  万峰划分出B,D,E,F,G,J,Lo,MP,P,S1,T,W1, W2,X1,X2,Xph,Y共记17个功能群,其中优势功能群为J,X1, B,P,D,Xph,G,T;龙滩水库划分出B,D,E,F,G,J,Lo,MP,P,S1,T,X1,X2,Xph,Y共记15个功能群,优势功能群为J,X1,B,P,G,MP,Lo,T,两者功能群相似度达到88.2%,说明水体环境较为相似。
  万峰优势功能群季节动态为:枯水期J/B/P→平水期X1/J/Xph→丰水期J,生长策略为:枯水期CR/R策略藻种→平水期CR/C策略藻种→丰水期CR策略藻种;龙滩水库优势功能群季节动态为:枯水期J→平水期X1/J/B→丰水期J/P/G/X1/Lo,生长策略为:枯水期CR策略藻种→平水期CR/C策略藻种→丰水期C/CR/S/R/CS。龙滩水库多出S/CS策略藻种,季节分布过程更为完善,与湖泊系统完善的C-R-S分布模式较为相似。
  万峰水库主要优势功能群J、X1、B在同一季节、同一样点的垂直分布上差异较小,优势功能群中的Xph、G、T垂直差异也较小,功能群P变化明显,只在水体上层占据优势,功能群Lo仅在某个样点的某一水层占据优势;龙滩水库枯水期各层均以J为绝对优势功能群,平水期小马厂、红水河镇与双江口不同水层均以X1占据第一优势地位,大坝不同水层X1、J、B相继成为第一优势功能群,丰水期小马厂、红水河镇与双江口均以X1、J相继成为第一优势功能群,大坝以J占据第一优势地位。
  两座水库枯水期与平水期均为中营养水平,丰水期万峰水库中层与底层呈中营养水平,表层呈轻度富营养水平,而龙滩水库整体上呈中营养水平,轻度富营养水平仅在丰水期出现一次,丰水期营养水平大多数已处于中营养水平顶端,与以往研究相比,万峰水库富营养化水平变化较小,而龙滩水库营养水平有所升高。
  Canoco分析得出影响万峰水库浮游植物功能群分布的主要环境因子为WT和SD,不再受N、P限制,经Pearson相关分析,浮游植物功能群丰度与NO3-N呈极显著正相关,与NO2-N、PO4-P呈极显著负相关,因此营养盐虽然不成为影响浮游植物分布的限制因子,但仍是其生长繁殖不可缺少的因子。龙滩水库中的主要影响因子为WT、TN、PO4-P、NO3-N、NO2-N、SD。温度与透明度以及N、P营养盐均对浮游植物功能群分布影响较大。
  从优势功能群上判断,两座水库均呈中营养偏富营养水平。这与综合营养指数给出的万峰水库呈中营养到富营养,龙滩水库呈中营养水平有些许出入,略微偏高,但与总氮营养指数呈现的万峰水库处于重度富营养水平,龙滩水库处于中度到重度富营养化水平是比较吻合的,高浓度的氮导致偏中营养水平的水库出现大量占据优势地位的富营养型功能群。
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