赤潮基本知識(shí)

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1、海洋環(huán)境科學(xué)第八章赤潮科學(xué)研究一.赤潮概述1.赤潮大多數(shù)發(fā)生在富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的內(nèi)海、河口、海灣或有上升流的水域，尤其以水體富營(yíng)養(yǎng)化程度高或者自身污染嚴(yán)重的海水養(yǎng)殖區(qū)發(fā)生頻率最高。2.赤潮發(fā)生機(jī)制隨水溫等環(huán)境因子呵斥潮生物種類(lèi)而異，一般春夏為盛發(fā)期，但熱帶和亞熱帶海區(qū)冬季也有發(fā)生赤潮。南海雖然終年可見(jiàn)但3-5月發(fā)生頻率最高；甲藻赤潮多見(jiàn)于夏季。二.赤潮分類(lèi)單相型赤潮：發(fā)生赤潮時(shí)由在浮游植物細(xì)胞總量中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的（80%以上）的單種赤潮種生物引發(fā)雙相型赤潮：當(dāng)赤潮發(fā)生時(shí)有兩種共存的赤潮生物占優(yōu)勢(shì)復(fù)合型赤潮：有三種或者三種以上赤潮生物組成的并且每種的細(xì)

2、胞密度都站浮游植物總細(xì)胞數(shù)的20%以上我國(guó)單相型赤潮較常見(jiàn)三.赤潮的判斷（我國(guó)常用）感官指標(biāo)：海水水色以及色度，海水表底層溶解氧變化，海水PH值突變，海水出現(xiàn)腥臭味或者粘狀物等，其中以水色及色度為常用指標(biāo)。凡是植物性赤潮時(shí)，白天水體表層溶解氧均達(dá)過(guò)飽和狀態(tài)，飽和度可達(dá)110%~200%，表層水的PH異常增高，一般為8.3以上時(shí)可判斷為赤潮生態(tài)學(xué)指標(biāo)：浮游植物多樣性指數(shù)（H），浮游植物均勻度（J），葉綠素a和赤潮生物密度四.赤潮甲藻孢囊分類(lèi)學(xué)研究孢囊：赤潮的種源，失去鞭毛和游泳能力的不動(dòng)細(xì)胞，能在不良環(huán)境下沉于底泥中，一旦環(huán)境適宜，孢囊即大量萌發(fā)

3、成營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，密集于海面上從而形成赤潮。分類(lèi)：暫時(shí)性孢囊&休眠性孢囊孢囊形成一般受溫度、營(yíng)養(yǎng)鹽和其他因子地影響。裸露階段：萌發(fā)前一刻細(xì)胞內(nèi)含物常從孢囊壁收縮，溝和其他體形特征開(kāi)始形成；萌發(fā)孔打開(kāi)后，原生質(zhì)經(jīng)阿米巴運(yùn)動(dòng)流出萌發(fā)孔，縱鞭毛可能正好在萌發(fā)前或者萌發(fā)后幾分鐘內(nèi)形成，跟著橫鞭毛發(fā)育。常需要一天才能形成殼版。五.分子生物學(xué)在赤潮藻識(shí)別中的應(yīng)用免疫學(xué)技術(shù)分子生物學(xué)技術(shù)六．有害赤潮生物的種群動(dòng)力學(xué)12㈠有害赤潮生物的生長(zhǎng)特征大洋中浮游植物的生長(zhǎng)一般都用葉綠素為指標(biāo)表示整個(gè)群落生長(zhǎng)狀況，但是對(duì)于研究赤潮生物動(dòng)力學(xué)來(lái)說(shuō)，這種群落生長(zhǎng)率是沒(méi)有什么意義的

4、。所以在研究某種赤潮生物種群動(dòng)力學(xué)時(shí)，首先必須研究細(xì)胞生長(zhǎng)率和種群生長(zhǎng)率，而群落動(dòng)力學(xué)是兩者的必然結(jié)果①細(xì)胞生長(zhǎng)（最基礎(chǔ)，對(duì)外界反應(yīng)最敏感的）（決定于細(xì)胞的生理學(xué)過(guò)程，其最大生長(zhǎng)率受控于個(gè)體細(xì)胞的遺傳基礎(chǔ);但是外界條件諸如營(yíng)養(yǎng)水平、特殊輻射、小生境適應(yīng)等，也都直接影響著細(xì)胞生長(zhǎng)）⑴分為遲滯期、指數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期⑵一般說(shuō)來(lái)，赤潮生物白天生長(zhǎng)夜晚分裂②種群生長(zhǎng)（基于細(xì)胞生長(zhǎng)率并且構(gòu)成赤潮單元）（影響種群生長(zhǎng)的因素與影響細(xì)胞生長(zhǎng)的因素并不是完全一樣，e.g.捕食和水平對(duì)流等能直接影響種群生長(zhǎng)率但對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)率卻沒(méi)有直接影響；營(yíng)養(yǎng)鹽直接影響細(xì)胞生長(zhǎng)率

5、卻對(duì)種群生長(zhǎng)率沒(méi)直接作用）⑴就一個(gè)種來(lái)說(shuō)，種群生長(zhǎng)率一般低于細(xì)胞生長(zhǎng)率。⑵對(duì)于種群生長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，細(xì)胞分裂特征和速率有重要作用③生長(zhǎng)：一是細(xì)胞個(gè)體增大；二是細(xì)胞種群生長(zhǎng)；④細(xì)胞分裂的兩個(gè)階段：首先，細(xì)胞通過(guò)光和作用和自身代謝來(lái)實(shí)現(xiàn)個(gè)體生長(zhǎng)，在細(xì)胞不斷增大的基礎(chǔ)上細(xì)胞分裂而達(dá)到種群增長(zhǎng)。⑤細(xì)胞生長(zhǎng)率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)細(xì)胞的分裂次數(shù)，直接關(guān)系到種群生長(zhǎng)從細(xì)胞生理學(xué)來(lái)講，高生長(zhǎng)率在甲藻中也是存在的，所以在研究甲藻赤潮時(shí)，不僅有因?yàn)槲锢砗Ｑ髮W(xué)作用或者因?yàn)椴妒痴叩臏p弱而發(fā)生，也因?yàn)橛屑?xì)胞高速生長(zhǎng)而引發(fā)。⑥營(yíng)養(yǎng)要求---Ks值赤潮在富營(yíng)養(yǎng)條件和寡營(yíng)養(yǎng)生境中都可以發(fā)生寡

6、營(yíng)養(yǎng)生境赤潮：發(fā)生在有溫躍層的地方，通常海洋溫越層下部較深的海域海水營(yíng)養(yǎng)比較豐富外界營(yíng)養(yǎng)條件決定了細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)吸收率和生物量，從而影響到細(xì)胞種群以及群落的生長(zhǎng)率。細(xì)胞水平的營(yíng)養(yǎng)要求符合Monod公式的規(guī)律：V=Vmax×S／（Ks+S）其中：V代表營(yíng)養(yǎng)吸收速率，Vmax代表最大吸收速率，S為底物濃度，Ks是半飽和常數(shù)或稱(chēng)親和系數(shù)。細(xì)胞在穩(wěn)定的環(huán)境中吸收率取決于外界營(yíng)養(yǎng)條件，而在低濃度的營(yíng)養(yǎng)條件下，細(xì)胞的生長(zhǎng)決定于細(xì)胞體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)濃度。對(duì)于一種有害的赤潮生物來(lái)說(shuō)，是否由于在外界營(yíng)養(yǎng)條件下單種細(xì)胞迅速增殖而引起赤潮，涉及到細(xì)胞的短期營(yíng)養(yǎng)攝入行為、營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存

7、，以及周?chē)畧F(tuán)所能夠提供的營(yíng)養(yǎng)水平等復(fù)雜動(dòng)力學(xué)過(guò)程，在對(duì)這種細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)要求與周?chē)h(huán)境營(yíng)養(yǎng)條件的研究中，Monod公式中的兩個(gè)參數(shù)：Vmax和Ks是至關(guān)重要的。據(jù)浮游植物的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)，其營(yíng)養(yǎng)方式可分為三種：親和策略，生長(zhǎng)策略和儲(chǔ)存策略生長(zhǎng)策略：該類(lèi)浮游植物有不斷增大的Vmax，表現(xiàn)為短期高速增長(zhǎng)，極大限度的利用環(huán)境條件所提供的營(yíng)養(yǎng)水平，在競(jìng)爭(zhēng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，它要求浮游植物中有大于其他任何種的Vmax，但是對(duì)于目前所研究的甲藻赤潮種來(lái)說(shuō)，該機(jī)制并不成立。儲(chǔ)存策略：在體內(nèi)建立營(yíng)養(yǎng)庫(kù)以備將來(lái)之需，這種能力在寡營(yíng)養(yǎng)的生境中具有優(yōu)勢(shì)。親和策略：研究最多的。Ks

8、被作為一種衡量浮游植物在低營(yíng)養(yǎng)水平條件下的潛在競(jìng)爭(zhēng)能力的指數(shù)，通常認(rèn)為在低營(yíng)養(yǎng)水平下，Ks低的種較Ks高的種具有較高的競(jìng)爭(zhēng)能力。一般情況下，硅藻較甲藻