Phosphate Utilization in Phaeocystis pouchetii (Haptophyceae)     

M.J. W. Veldhuis    F. Colijn  W. Admiraal 《Marine Ecology》1991,12(1):53-62

Abstract. .The phosphate uptake kinetics of single cells and colonies of the haptophycean alga Phaeocystis pouchetii were investigated in short- and long-term experiments. In phosphate-deprived cultures, the highest nutrient uptake rate (V_max) of both growth forms appeared to be similar. However, the half-saturation constant for phosphate uptake of the cells embedded in a colony (K_s= 3.08 μM) was considerably higher than that of the single cells (K_s= 0.31 μM). This is consistent with the existence of a diffusion barrier formed by the colony membrane and colonial mucus. Over a 24 h light/dark cycle, the phosphate assimilation rate in moderately limited colonies and single cells was nearly identical during the light period. In the following dark phase, colony cells maintained this uptake rate, whereas the uptake of the single cells diminished by 70 %. The high dark uptake rate in colonies ran parallel with the absorption and degradation of intracolonial carbon compounds, suggesting that the dissimilation of these compounds covers the energy requirements for phosphate uptake in the dark. In Phaeocystis cultures during a transition to phosphate depletion, a significant amount of phosphate was found in the colonial mucus, isolated by selective filtration. The possible absorption of phosphate by the mucus and the role of mucus in the energy budget seem to be an essential feature of phosphate uptake of colonies. Short-term measurement of phosphate uptake in colony cells may therefore underestimate the phosphate uptake of the whole colony.  相似文献   

2013年洱海水华期间微囊藻毒素和浮游植物动态变化   总被引：2，自引：1，他引：1  

朱荣  王欢  余得昭  曾诚  沈宏  陈隽 《湖泊科学》2015,27(3):378-384

2013年秋季,洱海再次出现大规模水华,周边几十万居民的饮用水安全引起当地政府的极大关注.为了解水华发生期间洱海水体微囊藻毒素的含量和浮游植物的种类及丰度,分别在2013年9月和10月两次在洱海采集水样,测定其中两种主要微囊藻毒素MC-LR和MC-RR含量,探讨微囊藻毒素含量对洱海周边水源地的安全影响.同时也对水华期间的浮游植物特别是蓝藻进行研究,从而分析微囊藻毒素与浮游植物种类和丰度的关系.结果表明,洱海水体中微囊藻毒素含量偏低,暂不会对人类健康产生威胁,但在洱海的水鸟体内仍然检测到微囊藻毒素的富集,显示洱海蓝藻水华对水生生物的潜在危害不容忽视.浮游植物的研究发现,洱海水华的优势种属为微囊藻(Microcystis)和暗丝藻(Psephonema aenigmaticus).9月份暗丝藻更占优势,10月份则是微囊藻更占优势.研究结果显示处于富营养化初期的洱海水体中湖湾微囊藻毒素的含量与浮游植物中产毒蓝藻的种类和丰度密切相关.  相似文献   

近70年来太湖水体磷浓度变化特征及未来控制策略     

朱广伟  秦伯强  张运林  李渊  朱梦圆  许海  张毅博 《湖泊科学》2021,33(4):957-973

分析湖泊中磷浓度的变化特征,揭示其变化的驱动机制,是有效实施湖泊水体磷浓度控制的前提.本文整理分析了太湖70年来(1949 2020年)水体磷浓度监测历史资料,对比了太湖不同湖区、不同时间尺度水体磷浓度的差异性及波动性,发现影响太湖磷浓度变化的原因既有人为的因素,也有自然的因素.无论是污染较轻的1950年,还是污染负荷相对较重的近30年,太湖水体磷浓度一直存在较大时空差异性.暴雨引发入湖河流携带磷污染的扩散、风浪扰动引起的内源释放及蓝藻水华期间藻类生物量的大幅时空变化,都加剧了太湖水体磷浓度的不稳定性.近20年的太湖水污染治理对磷浓度的时空分布影响明显,1998年的太湖水污染治理"零点行动",2007年以来的水利调度等系列水污染治理工程,以及2017年以来的藻情变化等,都对太湖水体磷浓度的时空格局产生了影响.然而,高强度治理投入下太湖水体磷浓度依然偏高,其原因与流域建设用地比例增加、人口增加、耕地种植结构变化等外源负荷因素发生变化有关,也与湖体沉水植被退化、出入流结构发生变化、气候变化引发的蓝藻水华扩张等内源强度及水体表观磷浓度决定因素的生态环境变化有关.近70年来太湖水体磷浓度的变化过程对类似大型浅水湖泊的磷控制策略具有启示意义:大型浅水湖泊存在磷浓度较大波动的自然属性,在水环境保护目标考核中应充分考虑其不确定性,制定切实可行的控制目标;在控制策略上应将外源负荷控制放在首位,在流域污水处理厂深度除磷及流域土地利用调整等方面采取措施,实现入湖磷负荷的大幅削减,同时实施湖体生态修复与食物链调控措施,才能逐步实现湖泊水体磷浓度的控制目标.  相似文献   

富营养化初期湖泊放养鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)控藻生态效果的初步评估     

杨姣姣  过龙根  尹成杰  陈晓希  倪乐意 《湖泊科学》2019,31(2):386-396

放养鲢（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Aristichthys mobilis）控制富营养化湖泊蓝藻水华暴发是当前最有效的手段之一.为评估富营养化初期湖泊鲢、鳙控藻的生态效果,2016年在洱海红山湾开展原位围栏鲢、鳙控藻实验,对围栏内外的浮游生物群落结构及水环境因子的变化进行对比分析,同时测定了围栏内鲢、鳙的生长及摄食节律.结果表明：围栏内鲢、鳙呈现匀速生长,围栏生存环境适宜.根据Egger''s模型估算鲢、鳙的日摄食量分别为24.96%和18.18%,鲢的日粮高于鳙;滤食率结果表明,鲢对浮游植物的摄食率高于鳙（分别为3.01和2.19 L/（g·h）,而鳙对浮游动物的滤食率高于鲢（分别为18.61和13.54 L/（g·h））.研究期间,围栏内外水体理化因子无显著差异;但围栏内外微囊藻生物量差异明显,并且在7月达到生物量峰值（围栏内为1.7 mg/L,围栏外为2.4 mg/L）.鲢、鳙对浮游植物的优势种类——微囊藻和隐藻有明显的削减效果,6-8月逐渐上升并在8月达到最高（64%）;当浮游植物优势种由微囊藻替换为硅藻门和绿藻门的种类时,鲢、鳙的削减效率不明显（10-11月为负值）.此外,鲢、鳙放养显著降低了浮游甲壳动物的总生物量和枝角类生物量.因此,结合实验结果得出,鲢具有更高的控藻能力,尤其对微囊藻水华,但同时具备了较高对浮游甲壳动物的削减能力,需要进一步分析富营养化初期湖泊——洱海中实施非经典生物操纵的适宜性.  相似文献   

蓝藻光合氮同化的特征与分子调控机理研究进展     

杨小龙  刘莉华  毕永红  王洵  董薇  邓自发  王寿兵 《湖泊科学》2023,35(3):766-779

水华蓝藻的生物学特性及其竞争优势、蓝藻水华的形成与维持机制等科学问题,一直是国内外研究的热点。氮素是诱发蓝藻水华暴发的重要营养盐,蓝藻对氮素的同化与其光合作用密切偶联。然而,水体中氮素存在多种形态,不同形态氮素对蓝藻生长和水华发生的影响具有显著差异。因此,了解蓝藻光合作用特征及其同化不同形态氮素的机制和策略,对深入理解蓝藻水华的发生机理具有重要意义。本文在蓝藻的光能捕获与激发能转移、光合电子传递、碳浓缩机制及CO₂同化等光合作用过程及其特征综述的基础上,对蓝藻摄取、同化5种主要氮素形态(NO₃^-、NO₂^-、NH₄⁺、尿素和N₂)的分子机制及其特征进行了解读,总结了蓝藻细胞光合碳、氮同化的耦合关系及调控机制;并指出了该领域的未来发展方向,以推动该方向的深入研究。  相似文献   

微囊藻毒素生物学功能研究进展   总被引：1，自引：1，他引：0  

甘南琴  魏念  宋立荣 《湖泊科学》2017,29(1):1-8

我国淡水水体蓝藻水华的频繁发生已成为我国目前和今后长时期内面临的重大水环境问题.微囊藻(Microcystis)因其产生对人类健康具有危害的微囊藻毒素而尤其受到重视.研究者对构成蓝藻水华的主要种类、微囊藻毒素的毒性、毒理等方面的认识逐渐明晰,但对微囊藻毒素生物学功能的了解还相对较少.本文对微囊藻毒素的产生,尤其是近年来随着技术的发展在微囊藻毒素生物学功能方面的研究开展讨论:总结了微囊藻毒素可能作为化感物质、参与光合作用、在微囊藻的越冬或复苏中可能发挥的作用以及可能参与微囊藻群体形成及维持等4个方面的生物学功能;分析了微囊藻毒素作为信号分子的研究现状;探讨了全球气候变化及实验室模拟条件下微囊藻毒素产毒与无毒株的竞争,并对微囊藻毒素未来的研究热点及组学技术可能在其研究中的应用进行了展望.  相似文献   

太湖水体磷浓度与赋存量长期变化(2005-2018年)及其对未来磷控制目标管理的启示   总被引：7，自引：6，他引：1  

朱广伟  邹伟  国超旋  秦伯强  张运林  许海  朱梦圆 《湖泊科学》2020,32(1):21-35

为揭示大型浅水湖泊水体磷浓度对湖泊外源负荷削减和生态系统变化的响应规律,指导富营养化湖泊水生态修复和管理实践,利用太湖湖泊生态系统研究站20052018年连续14年的太湖水体各形态磷浓度的月、季度调查数据,估算了太湖湖体各形态磷赋存量的季度变化,分析了太湖水体磷浓度受湖泊水位、水量、蓝藻水华态势(蓝藻总生物量及水华出现面积)等环境条件变化的影响特征.结果表明,在连续10年的全流域高投入污染治理背景下,太湖水体总磷浓度仍未发生显著下降,水体各形态磷浓度在年际、月际及空间上的变幅大,不同季节和不同湖区总磷浓度的时空差异性大于14年来总磷浓度年均值的差异性;全湖32个监测点上、中、下3层混合样水体总磷平均值为0.113 mg/L(n=1788),其中颗粒态磷浓度平均值为0.077 mg/L,是水体总磷的主要赋存形式,溶解性总磷浓度平均值为0.036 mg/L,其中反应性活性磷浓度平均值为0.015 mg/L,占总磷浓度的13%;太湖水体总磷的赋存量介于410~1098 t之间,56个季度的平均值为688 t,其中冬季(122月)、春季(35月)、夏季(68月)、秋季(911月)平均值分别为683、604、792和673 t,夏季湖体磷赋存量明显高于其他季节.统计分析表明,蓝藻水华态势和水情要素(水位)对水相总磷、颗粒态磷等主要形态磷的赋存量影响显著,蓝藻水华态势的影响可能大于水量变化的影响.本研究表明,在水体营养盐浓度仍然充分满足蓝藻水华发生的背景下,气象水文波动所造成的湖泊水华面积及生物量的变化及大型水生植被消长带来的内源交换变化能引起水体总磷浓度剧烈变化,太湖水体磷浓度的稳定控制也依赖于蓝藻水华态势的稳定控制,由于太湖当前的蓝藻水华态势受气象水文条件变化影响甚大,短期内太湖水相总磷浓度稳定控制到0.05 mg/L的水质治理目标较难实现.治理策略上,若要实现太湖水体磷浓度的进一步明显下降,一方面需要大幅度削减外源磷负荷,另一方面需要大面积恢复沉水植被等.管理策略上,由于湖体磷浓度变化包括了较大的非人为因素影响,应将太湖总磷治理目标考核重点放在流域磷减排强度、入湖负荷等方面,科学看待气候波动等非人为因素影响下的水相磷浓度波动.  相似文献   

太湖流域典型水源水库藻类水华的促发条件     

吕翔宇  朱梦圆  马永山  邹伟  徐天予  张志斌  朱广伟 《湖泊科学》2023,35(5):1516-1528

藻类异常增殖引发的水华是威胁我国水源地水库的主要生态问题之一。探究水源水库中藻类异常增殖的促发因素是防控藻类水华水质问题的前提。本文以太湖流域两个大(Ⅱ)型中营养水库为例,通过周年浮游植物细胞密度、生物量及相关环境因子逐月监测,分析影响水库有害藻类生物量季节性异常增殖特征及其促发条件。结果表明,地处亚热带季风区的两个水源水库均存在蓝藻和硅藻阶段性异常增殖的风险,老石坎水库5月暴发了以曲壳藻为绝对优势种的重度硅藻水华现象,硅藻细胞密度达到6232×10⁴ cells/L,赋石水库则在6和9月均出现了蓝藻细胞数达到水华级别的异常增殖现象。冗余分析表明,总磷、水温和水位是影响水库硅藻、蓝藻异常增殖的关键因素。非线性回归等统计分析表明,两个水库中水体总磷浓度显著影响藻类异常增殖强度的临界值为0.024 mg/L,而水温高于16℃时,硅藻水华事件可能发生,硅藻水华发生的最佳温度为22℃水温高于20℃时,蓝藻水华事件可能发生,蓝藻水华发生的最佳温度为30℃持续低水位或水位快速波动过程中藻类水华暴发的风险较高。研究表明,太湖流域中营养水源水库藻类异常增殖或藻类水华的发生往往是营...  相似文献