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为了评估海洋酸化和富营养化耦合作用对近海浮游生态环境的影响,本研究以天津市近岸海域浮游植物群落的生物地球化学指标为研究对象,分别采用一次性及连续培养的方式模拟自然水华及稳态条件,探究其对二氧化碳(CO2)和硝酸盐浓度变化及二者耦合作用的响应。实验条件设置如下:1)对照:二氧化碳分压p(CO2)40.53 Pa、无硝酸盐添加;2)酸化:p(CO2)101.3 Pa、无硝酸盐添加;3)加N:p(CO2)40.53 Pa、添加硝酸盐50 μmol·L–1;4)酸化加N:p(CO2)101.3 Pa、添加硝酸盐50 μmol·L–1。实验结果表明,硝酸盐加富比酸化更加显著地促进浮游植物群落总叶绿素(Chl a)生物量及颗粒有机碳(POC)和颗粒有机氮(PON)积累,酸化和加N使浮游植物群落粒径大小升高。连续培养实验表明,酸化和N加富对Chl a、生物硅(BSi)、PON浓度、PON与颗粒有机磷(POP)比值(N/P)、POC与BSi比值(C/BSi)及沉降速率有协同交互作用,对POP和POC浓度及POC与PON比值(C/N)有拮抗性交互作用。在一次性培养后,酸化显著降低了浮游植物群落的沉降速率;而在连续培养后,酸化和N加富使浮游植物群落沉降速率显著升高。这些结果表明酸化和N加富对与近岸浮游植物相关的生物地球化学循环及在不同生长阶段的种群碳沉降存在不同的潜在影响及交互效应。 相似文献
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海洋生物对二甲基硫生产的控制作用研究 总被引：1，自引：0，他引：1
二甲基硫(DMS)是参与全球硫循环的最主要的海洋生源硫化物,对全球气候变化和环境酸化产生重要影响.海洋中DMS的产生是一个极为复杂的生物学和生态学过程,主要涉及的生物过程包括浮游植物病毒感染、浮游动物摄食和DMSP裂解酶的活动.根据海洋生物活动在二甲基硫的全球生物地球化学循环中所起着的重要作用,作者综述了国际海洋科学工作者十几年来在DMS生物生产过程研究方面的进展. 相似文献
3.
海洋酸化背景下重金属对海洋生物的毒性效应是一个重要的生态毒理学研究问题。海洋酸化不仅直接影响海洋贝类的生理过程,也通过改变重金属的存在形式和生物可利用性进而影响其生物毒性。为研究海洋酸化背景下甲基汞(MeHg)对海洋贝类免疫和生物矿化的毒理效应,本研究将采集于野外的文蛤(Meretrix petechialis)置于不同pH水平(二氧化碳分压;pH 8.10/背景水平、7.70/中度酸化和7.30/高度酸化)和甲基汞质量浓度(对照、溶剂对照、0.1,1和5 μg/L)的海水中共同暴露21 d,研究文蛤内脏团和鳃组织内免疫应答和生物矿化相关的生物标志物对海水酸化和MeHg共同胁迫的响应。结果表明,海水酸化和MeHg均显著影响其免疫应答策略,不同胁迫水平对各类生物标志物具有组织差异性。具体而言,MeHg暴露诱导内脏团中碱性磷酸酶(AKP)和溶菌酶(LZM)活性,表明MeHg对免疫解毒机制有刺激作用,在一定程度上提高了其免疫应答。海水酸化抑制了鳃和内脏团中AKP活性,抑制其免疫应答。在生物矿化相关酶中,在海水酸化和MeHg共同胁迫下钙-ATP酶(Ca2+-ATP)活性显著下降,干扰其离子平衡和生物矿化。海水酸化加剧了MeHg胁迫对文蛤免疫应答和生物矿化的毒理作用。相关系数分析和主成分分析表明这些生物标志物可以协同防御环境胁迫对免疫应答和生物矿化策略的毒理作用。这些生物酶对海水酸化和MeHg胁迫响应比较敏感,可以作为评价海洋酸化背景下MeHg对文蛤两种生物组织免疫功能毒性效应的潜在生物标志物。研究结果为理解海洋酸化和重金属胁迫对贝类生理功能的影响提供新见解,为评估海洋酸化背景下贝类种群变动和资源管理提供科学依据。 相似文献
4.
氯离子和硫酸根离子是海水中重要的无机阴离子，在研究海洋生态变化、海洋循环作用过程与海洋全球气候变化等领域具有重要的指示意义。其测定方法较多，但缺少相应的测试方法。本文对测定海水中Cl-，SO42-的离子色谱方法进行了优化，选用IonPacAS14碳酸盐选择性离子色谱柱，以3.5 mmol/L Na2CO3+1 mmol/L NaHCO3为流动相，可消除海水样品中碳酸盐及其他阴离子的干扰。该方法对Cl-检出限为0.29 mg/L，线性相关系数r2=0.999 2，对SO42-检出限为0.42 mg/L，线性相关系数r2=0.997 9。样品的加标回收率在95%~102%，Cl-和SO42-的相对标准偏差分别为1.92%和4.18%。该方法简便、迅速、灵敏、准确度高，可满足批量海水样品中Cl-与SO42-的准确测试。 相似文献
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2014年冬季西太平洋浮游植物光合作用特征 总被引：2，自引：1，他引：1
利用浮游植物荧光仪Phyto-PAM测量了西太平洋浮游植物最大光化学量子产量、快速光曲线系数,结合相应的生态因子,对西太平洋浮游植物进行了原位光合作用特征研究。结果表明：西太平洋走航断面表层浮游植物最大光化学量子产量Fv/Fm值基本在0.2以下,而DY（大洋）断面Fv/Fm平均值仅为0.16,光能利用效率α的变化范围为0.007-0.117,平均值为0.039;相对最大电子传递速率rETRmax变化范围为6.8-113.4（μmol/（s·m2））,平均值为32.72（μmol/（s·m2））;饱和光强Ek的变化范围为60.3-1662.7（μmol/（s·m2））,平均值为846.83（μmol/（s·m2））。DY断面Fv/Fm最大值水层与DCM层（叶绿素最大层）相吻合,既保护了浮游植物光反应中心不受强烈光辐射影响,又支持了DCM层浮游植物相对较强的光合作用和对整个水体初级生产力的贡献率。DY断面浮游植物具有极低的光能利用效率却需要较高的光强来达到光饱和,导致这种生活环境下浮游植物处于一种低活衰老的状态,这是造成某些大洋海区低生产力现象出现的原因之一。 相似文献
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工业革命以来，二氧化碳排放导致了海洋酸化。海水pH下降对无脊椎动物的生长发育、繁殖、代谢和免疫等多个生命过程产生重要影响，但海洋无脊椎动物如何感知和响应酸性pH胁迫的分子机制还很不清楚。本研究以团队建立的海洋线虫Litoditis marina品系为模型，对其在不同酸性pH条件下的表型特征及转录组数据进行了分析。结果表明，当pH从实验室最佳生长条件5.92下降到5.33时，L. marina生长发育的速度明显减慢，但依然可以产卵繁殖；但当pH下降到4.33时，L. marina的生长受到严重影响，表现为不能长成成体且不能产卵繁殖。通过转录组数据分析，发现当pH从5.92下降到4.33时，海洋线虫L. marina脂肪酸β-氧化通路基因和不饱和脂肪酸合成相关基因表达上调；表皮相关基因表达则呈现差异变化，2个nas基因和6个ptr基因表达显著上调，表皮胶原基因col类基因的表达没有发生显著变化；细胞色素P450通路相关基因、凝集素C基因和HSP70家族基因的表达量显著上调。当pH从5.92下降到5.33时，上述提到的这些上调基因中的大多数没有发生显著变化。我们发现的海洋线虫应答酸化胁迫的主要调控模式，为理解生物体能够在低pH环境中生存的分子机制提供了参考，为筛选和识别生物体响应和适应酸化胁迫的关键基因奠定了基础。 相似文献
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在全球气候变化的背景下,极端天气频发,海洋生物也将受到环境异质性的影响,即环境条件基于平均水平的震荡变化。为研究温度波动变化对海洋碳循环中的重要种群颗石藻的影响,采用半连续培养的方式对海洋颗石藻优势种赫氏颗石藻(Emiliania huxleyi)的非钙化株系与钙化株系分别进行模拟培养实验,探究颗石藻在低(20℃)和高(25℃)平均温度下对升温及温度波动变化的响应。结果表明,升温与温度波动对两株E.huxleyi的生长均起到了抑制作用,而升温和温度波动变化对两株E.huxleyi的生长速率以及胞内碳水化合物含量、非钙化株系的颗粒有机碳含量及钙化株系的蛋白质和颗粒物无机碳含量、碳氮比及沉降速率产生了显著的交互效应,温度的波动变化在一定程度上增强了颗石藻应对升温的适应性。通过对两株系的生理响应结果进行对比分析,发现非钙化株系各生理参数对升温和温度波动变化更为敏感,表明颗石藻的钙化作用可能对其应对环境波动下的极端环境条件起缓冲保护作用。升温和温度波动变化显著削弱了颗石藻的沉降速率,可能会对颗石藻相关的海洋碳沉降与输出产生显著的削弱效应。因此,为了更准确地预测海洋颗石藻对气候变化的响应,未来相关研究需要考虑叠加在升温基础上的温度波动变化对颗石藻的生理生态学效应。 相似文献
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东海、黄海浮游植物生物量的粒级结构及时空分布 总被引：23，自引：2，他引：23
浮游植物是海洋初级生产力的主要贡献者,初级生产过程是碳的生物地球化学循环的基础,它启动了海洋生态系统的能量流和物质流,支持着大量的渔业生产量.不仅如此,通过复杂的反馈机制,这一过程还对全球气候变化系统产生深远影响.沿岸海域只占全球海洋面积的8%,但却提供了26%的全球生物生产量和2/3到3/4的世界渔业产量.因此,许多重大的国际研究计划,如海岸带陆海相互作用(LOICZ)、全球海洋生态系统动力学研究(GLO-BEC)等,都将近海浮游植物研究作为非常重要的课题. 相似文献
10.
泥螺(Bullacta exarata)作为黄河三角洲区域成功引入的滩涂养殖种类, 为当地获得了巨大的经济效益, 但对其生态影响还了解不多。为了解该区域泥螺体内重金属含量并评价其生物质量, 于2012年8月对该区域进行泥螺和沉积物样品采集调查和分析。采用富集系数K、残留量指数I以及金属污染指数IMP进行分析。结果表明, 黄河三角洲沉积物及泥螺体内6种重金属含量均相对较低, 多数符合国家海洋沉积物质量标准第一类。泥螺对不同重金属的富集系数K有明显差别, 其中对Cu 和Cd 的富集能力最强。残留量指数I富集系数K及金属污染指数IMP均表明, 黄河三角洲潮间带泥螺对重金属的富集程度均较低, 说明该海域泥螺未受到重金属离子的污染。根据国家生物质量标准分析, 黄河三角洲潮间带泥螺的生物质量总体较好, 生物体内重金属含量总体上与海水中重金属含量无显著的相关性。 相似文献
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浮游植物不仅在食物链中充当贡献者,也在生物地球化学循环过程中扮演着重要角色,然而一些种类在某些条件下暴发性增殖或聚集,形成有害藻华,对人类健康和生态系统构成威胁。赤潮异弯藻是形成有害藻华的典型物种,其藻华发生时会造成养殖鱼类大面积死亡,给水产养殖业造成巨大损失。近年来,随着全球气候变暖、水体富营养化程度日趋严重,有害藻华发生的规模和频次总体呈增加趋势,且相关研究表明气候变暖和二氧化碳水平升高均能刺激赤潮异弯藻的生长。本文主要从赤潮异弯藻物种鉴定、基础生物学研究、生态学研究等几个方面综述了该物种的研究进展,并对其未来研究方向进行了相关展望,以期为赤潮异弯藻的藻华形成机制研究、藻华防治等工作提供参考。 相似文献
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海洋浮游异养细菌(以下称浮游细菌)存在个体间的异质性,对浮游细菌异质性的研究是理解细菌生产、代谢及其在生物地球化学循环中重要作用的基础。流式细胞术具有快速分析大量细菌个体的能力,除了用来分析样品中细菌的丰度外,流式细胞术和细胞染色技术结合,被用来研究自然海水中浮游细菌在细胞膜完整性、CTC(5-氰基-2,3-二(4-甲基苯基)四唑氯化物)呼吸功能和核酸含量三个方面的异质性。尽管国外已经有较多研究,但我国在这方面的研究尚比较缺乏,本文综述了自然海区浮游细菌这三项异质性的研究现状,介绍了不同海区(主要是近岸)浮游细菌的异质性及其随环境的变化,以期推动我国在此领域的研究工作。目前对其异质性的变化机制尚没有很好的理论解释,在全球变化的大背景下,针对大洋深海和极区,有关长期变化、全球变暖以及酸化等对浮游细菌异质性的影响研究需要加强。 相似文献
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《African Journal of Marine Science》2013,35(1):477-486
A proposal is made to classify the pools of biogenic carbon in the oceans by reference to their turnover times. Break points in the continuum of turnover times, located at 10?2 and 102 years, distinguish between short-lived organic carbon, long-lived organic carbon and sequestered biogenic carbon. The three pools of biogenic carbon are discussed by reference to the more usual oceanographic concepts of new v. regenerated production, and export v. recycled production. Short-lived organic carbon is mainly associated with the microbial food-loop, long-lived organic carbon is relevant to renewable marine resources, and sequestered carbon is pertinent to global climate change (greenhouse effect). Recycling, export and sequestration are controlled by the proportions of primary production effected by small (<5 μm) and large (>5 μm) phytoplankton respectively, and by the selective grazing pressure experienced by cells in the various size-classes. These ecosystem processes are in turn governed by hydrodynamics. At low levels of auxiliary (mechanical) energy, the physical environment is stable, so that pelagic ecosystems are dominated by the microbial food-loop and biogenic carbon is mainly short-lived. Transitions from high levels of auxiliary energy to more stable conditions favour the production of large phytoplankton. When this takes place along predictable regular modes, primary production may be channelled into the long-lived pool, whereas stochastic transitions may lead to carbon sequestration. This theoretical framework may help the modern approaches of fisheries oceanography and biogeochemical oceanography to converge. 相似文献
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我国近海区域对气候变化高度敏感,浮游植物生态的变化关系到我国近海生态安全.采用重构的遥感数据等资料,分析并综述我国近海区域浮游植物叶绿素a浓度、初级生产力和浮游植物群落结构对气候变化背景下海水升温、风场等环境因子的响应.结果表明,东(南)中国海叶绿素a浓度略有上升(下降)的趋势,但浮游植物群落结构和生物量有明显的变化;其中,微微型浮游植物和甲藻占比增加,小型浮游植物物种成为海区优势种,暖水性种分布区北扩,而这与气候变化背景下海洋热动力环境的长期变化及其对营养盐供给的影响关系密切.分析还指出了气候变化对我国近海区域海洋生态影响研究迫切需要开展的若干工作. 相似文献
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国际海洋浮游动物研究进展 总被引：7，自引：1，他引：6
综述了国际上有关海洋浮游动物种群、群落结构、多样性及浮游动物对全球气候变化响应等方面研究进展。海洋浮游动物种类繁多, 数量丰富, 分布广泛, 是海洋生态系统中最重要的生物类群。在海洋食物网中, 浮游动物通过摄食浮游植物控制初级生产力, 同时, 又被更高营养阶层的动物(鱼、虾、鲸、海鸟等)捕食, 充当次级生产者的角色, 其群落结构、种群动态和物种多样性影响鱼类和其他海洋动物资源量, 浮游动物是海洋食物网中关键环节。海洋生态系统动力学过程的关键环节是浮游生物的生物学和生态学过程, 多项国际研究计划以生物多样性和年际变化趋势为研究重点并联系全球变化及响应, 因此, 浮游动物的研究已成为海洋生态研究的核心内容之一。国际上对浮游动物的研究主要集中在以下6个方向:(1)浮游动物生境、种群的分布和扩散动力学研究;(2)浮游动物的群落结构和多样性;(3)浮游动物的实验生态和现场受控生态研究;(4)浮游动物对全球气候变化的响应;(5)深海、南北极、低氧区等极端生境的浮游动物生态学研究;(6)浮游动物研究新技术和方法。 相似文献
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Biogeographic variability in the physiological response of the cold‐water coral Lophelia pertusa to ocean acidification 
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下载免费PDF全文 Samuel E. Georgian Sam Dupont Melissa Kurman Adam Butler Susanna M. Strömberg Ann I. Larsson Erik E. Cordes 《Marine Ecology》2016,37(6):1345-1359
While ocean acidification is a global issue, the severity of ecosystem effects is likely to vary considerably at regional scales. The lack of understanding of how biogeographically separated populations will respond to acidification hampers our ability to predict the future of vital ecosystems. Cold‐water corals are important drivers of biodiversity in ocean basins across the world and are considered one of the most vulnerable ecosystems to ocean acidification. We tested the short‐term physiological response of the cold‐water coral Lophelia pertusa to three pH treatments (pH = 7.9, 7.75 and 7.6) for Gulf of Mexico (USA) and Tisler Reef (Norway) populations, and found that reductions in seawater pH elicited contrasting responses. Gulf of Mexico corals exhibited reductions in net calcification, respiration and prey capture rates with decreasing pH. In contrast, Tisler Reef corals showed only slight reductions in net calcification rates under decreased pH conditions while significantly elevating respiration and capture rates. These differences are likely the result of environmental differences (depth, pH, food supply) between the two regions, invoking the potential for local adaptation or acclimatization to alter their response to global change. However, it is also possible that variations in the methodology used in the experiments contributed to the observed differences. Regardless, these results provide insights into the resilience of L. pertusa to ocean acidification as well as the potential influence of regional differences on the viability of species in future oceans. 相似文献
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铜(Cu)是海洋浮游植物生长不可或缺的痕量金属之一, 对海洋初级生产力起着关键作用。河流是海洋中Cu的重要来源, 河口及边缘海对河流输入的Cu起着重要的改造作用, 但目前对Cu在浙闽沿岸的生物地球化学行为尚不明确。本研究使用自动固相萃取-电感耦合等离子体联用技术对2021年11月浙闽沿岸及其邻近水域表层水的溶解态铜(dCu)浓度进行分析。结果显示，该区域dCu浓度范围为3.38~26.28 nmol·L-1, 平均浓度为11.66±5.83 nmol·L-1。在研究区域内, dCu的空间分布呈北高南低, 近岸高、远岸低的特征。此外, dCu在浙闽沿岸表现出较高的保守性, 其与盐度呈显著负相关关系, 表明dCu在一定程度上可用于指示人为影响。相关性分析表明, 浙闽沿岸及其邻近水域表层dCu的生物地球化学行为和分布可能受到陆源输入、水团输运混合、化学絮凝与吸附等过程的影响。本研究结果有助于进一步理解Cu在海洋中的生物地球化学过程, 为探究该区域的生态环境变化提供科学依据。 相似文献
19.
Ulf Riebesell 《Journal of Oceanography》2004,60(4):719-729
Rising atmospheric CO2 and deliberate CO2 sequestration in the ocean change seawater carbonate chemistry in a similar way, lowering seawater pH, carbonate ion concentration
and carbonate saturation state and increasing dissolved CO2 concentration. These changes affect marine plankton in various ways. On the organismal level, a moderate increase in CO2 facilitates photosynthetic carbon fixation of some phytoplankton groups. It also enhances the release of dissolved carbohydrates,
most notably during the decline of nutrient-limited phytoplankton blooms. A decrease in the carbonate saturation state represses
biogenic calcification of the predominant marine calcifying organisms, foraminifera and coccolithophorids. On the ecosystem
level these responses influence phytoplankton species composition and succession, favouring algal species which predominantly
rely on CO2 utilization. Increased phytoplankton exudation promotes particle aggregation and marine snow formation, enhancing the vertical
flux of biogenic material. A decrease in calcification may affect the competitive advantage of calcifying organisms, with
possible impacts on their distribution and abundance. On the biogeochemical level, biological responses to CO2 enrichment and the related changes in carbonate chemistry can strongly alter the cycling of carbon and other bio-active elements
in the ocean. Both decreasing calcification and enhanced carbon overproduction due to release of extracellular carbohydrates
have the potential to increase the CO2 storage capacity of the ocean. Although the significance of such biological responses to CO2 enrichment becomes increasingly evident, our ability to make reliable predictions of their future developments and to quantify
their potential ecological and biogeochemical impacts is still in its infancy.
This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献