一氧化氮对海洋浮游植物生长影响的规律及其化学特征研究

选用了青岛大扁藻、亚心型扁藻、中肋骨条藻和小新月菱形藻四种海藻, 进行一氧化氮(NO)对其生长影响的实验, 初步从化学角度研究了一氧化氮对海洋浮游植物生长的具体影响规律. 结果发现: (1) 一次性加入不同浓度NO或每天两次加入不同浓度NO, 这四种藻的生长在f/2或f/50培养液中均显示出明显的促进或抑制作用; (2) NO对海洋浮游植物生长的影响均呈峰形, 不同浮游植物有不同的最佳NO峰值, 这与NO对高等植物生长的作用效果是基本一致的; (3) 一氧化氮对实验中所用的青岛大扁藻(非赤潮藻)与中肋骨条藻和小新月菱形藻(赤潮藻)的影响情况是不同的; (4) 提出“NO阈”的观点. 这些都可能为赤潮发生机理的研究提供新的思路.     

海洋生态系中NO的发现和化学特征研究

在实验室小型和大亚湾1~300 m³的大型海水池的海藻养殖生态系中, 随着浮游植物生长, 在达到最大值之前发现了一氧化氮(NO), 并测定了海洋生态系中NO的浓度值. 主要化学特征和规律是: (1) 对赤潮藻和非赤潮藻, 在生长曲线达最大值之前都可测出NO浓度; 在达到最大值之后, NO浓度迅速衰减; (2) NO浓度的时间变化曲线: 白天测得NO浓度大于黑夜(甚至可降低到测不出), 中午13~15时可测得NO(日)最大值; (3) 大亚湾天然海水藻池大约8~10 d(随天气条件而变)达藻类生长最大值, 之后逐渐衰减. 在藻生长5~7 d即可测得NO值; (4) 对实验室的赤潮异弯藻, 测得NO浓度10^&;#8722;9 mol/L量级; 对大亚湾的混合藻(非赤潮藻)测得NO浓度约10^&;#8722;9~10^&;#8722;8 mol/L量级; 对旋链角毛藻NO浓度约为10^&;#8722;8 mol/L量级. 与我们已报道的NO对非赤潮藻和赤潮藻的影响规律一致; (5) 讨论了光照条件对NO产生的影响.     

平行因子分析在赤潮藻滤液三维荧光光谱特征提取中的应用

在实验室条件下培养我国沿海常见的10种赤潮藻,测定了赤潮藻生长过程中藻滤液的三维荧光光谱.用平行因子分析对光谱进行分解,获得每种赤潮藻滤液荧光峰的个数及类型,即每种赤潮藻的特征光谱.在此基础上比较每种藻特征光谱的相似性和差异性,并分析了赤潮藻生长过程中滤液的荧光峰强度和生长阶段的关系,为基于赤潮藻滤液三维荧光光谱的赤潮藻种类识别测定技术提供依据.结果表明:不同赤潮藻的特征光谱之间存在差异.在指数生长期,类蛋白和类腐殖质荧光峰强度与藻密度呈正相关,说明两类有机物在水体中不断积累;在稳定期和衰亡期,两类有机物的荧光强度迅速增大,这可能是衰老和死亡细胞的破碎释放,以及细菌降解作用所致.平行因子分析可以有效提取赤潮藻的荧光特征,考察了赤潮藻荧光峰强度和生长阶段的关系.     

赤潮藻类非线性动力学模型的分岔及稳定性研究

选取两种常见赤潮藻类和一种浮游动物,考虑生态环境的富营养化及赤潮藻类与浮游动物的相互作用,建立了多种群赤潮藻类的非线性动力学模型．首次运用现代非线性动力学理论,对模型的稳定性及分岔行为进行了研究．得到了发生Hopf分岔时的分岔参数值,判断了极限环的稳定性,并发现了该模型通过准周期分岔产生混沌．     

赤潮光谱特征及其形成机制

采用海面以上光谱测量方法 (Above water method),利用美国FieldSpec® Dual VNIR光谱仪测量了丹麦细柱藻、中肋骨条藻、海洋褐胞藻等三种浮游植物赤潮以及红色中缢虫这一原生动物赤潮的离水辐射光谱数据。强调赤潮与正常海水的光谱差异在于687～728 nm波段的特征反射峰,指出了浮游植物赤潮与原生动物赤潮间的显著光谱差异,并认为可据此进行某些赤潮种类的遥感识别。给出了浮游植物赤潮光谱反射峰、吸收峰成因;红色中缢虫这一原生动物引起的水色异常,与其体内的共生藻类及浮游植物色素碎屑有关;其摄食偏好、与藻类的共生特性研究以及藻类常温下的荧光发射特性研究,将有助于加深对于红色中缢虫赤潮光谱成因的认识。     

超声波振荡协助SPME-GC-MS联用测定海水中2,6-二特丁基对苯醌

建立了超声波振荡协助SPME—GC—Ms联用测定海水中2，6-二特丁基对苯醌(PBQ)的分析方法。以85μm聚丙烯酸酯(PA)萃取涂层富集海水中PBQ，超声波振荡协助SPME萃取，可大大缩短SPME的平衡时间，萃取效率提高。采用正交设计法优化了试验条件，研究表明超声波振荡的功率、萃取时间和萃取温度是决定萃取效率的主要因素，而基体的离子强度影响较小。方法的线性范围为0．100～100μg/L，检出限为0．020μg/L，相对标准偏差(RSD)在7．6％～12．1％之间，回收率在84．0％～92．0％之间。赤潮海水中PBQ含量低于非赤潮海水，通过监测海水中PBQ含量的变化，将为赤潮机理研究、赤潮预报提供科学依据。     

海水中雪松醇的SPME-GC-MS测定及其与赤潮关系

建立了用固相微萃取-气相色谱-质谱联用测定海水中雪松醇的分析方法；优化了萃取涂层、萃取时间、萃取温度、搅拌速度、介质离子强度、解吸温度和时间等实验条件；方法的线性范围为0.020-10μg/L，检出限为0.008μg/L，相对标准偏差在6.8％-8.5％之间，回收率在90％-94％之间；分析海水样品发现赤潮海水中雪松醇的质量浓度是非赤潮海水的1-3倍，通过对海水中雪松醇质量浓度变化的监测，可能对赤潮的预报和防治提供依据；该法简便、快速、灵敏度高，满足海洋赤潮监测快速化要求。     

基于可持续发展的生态环境的问题与对策

探讨了与生态环境相关的几个问题：大气污染,水资源短缺和水污染,近年来多发的“水华”,“赤潮”等水的富营养化问题以及乡镇企业对环境的影响,并提出了基于可持续发展的防治对策。     

3种多环芳烃和UV-B辐射对3种赤潮微藻生长的作用

通过实验生态学的方法，研究了3种多环芳烃（菲、芘和蒽）对3种赤潮微藻（赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻）生长的影响．结果表明：低浓度的菲、芘和蒽处理对3种赤潮微藻的生长都有刺激作用，而高浓度处理则显示出抑制作用．菲、芘和蒽处理对赤潮异弯藻生长96hEC50分别为0．059、0．071、0．078mg／L，对中肋骨条藻的96hEC50分别为0．079、0．097、0．112mg／L，对亚历山大藻的96hEC50分别为0．089、0．107、0．119mg／L．在菲、芘和蒽处理的同时，附加辐射剂量为0．3J／m^2的UV—B辐射处理，3种多环芳烃对3种赤潮微藻的生长抑制作用更加明显．     

海洋赤潮温度盐度双参数检测技术研究

针对海洋赤潮的实时监测和预报,提出了一种通过检测海水中布里渊散射回波信号,获取海洋赤潮水体温度和盐度分布信息的双参数检测技术。通过分析布里渊散射理论,建立基于机载蓝绿激光雷达的布里渊散射信号频移量和布里渊散射信号能量与海水温度和盐度的关系模型。通过仿真计算,可由海水中的蓝绿激光布里渊散射回波信号的频移量和能量,分别得出海表及海水50 m深度以内温度和盐度的分布情况,从而可以实现海水温度和盐度的双参数实时获取,为实时判断海洋赤潮的消长过程提供理论依据。