王海霞,劉 瑀,關(guān)春江,路 琳,鮑惠銘,4,劉保占

(1.大連海事大學(xué)航海學(xué)院,遼寧 大連 116026；2.大連海事大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧 大連 116026；3.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心,遼寧 大連 116023；4.路易斯安那州立大學(xué),地質(zhì)與地球物理學(xué)院,巴吞魯日 70803)

營養(yǎng)條件對微藻碳、氮穩(wěn)定同位素組成的影響

王海霞1*,劉 瑀2,關(guān)春江3,路 琳2,鮑惠銘2,4,劉保占2

(1.大連海事大學(xué)航海學(xué)院,遼寧 大連 116026；2.大連海事大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧 大連 116026；3.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心,遼寧 大連 116023；4.路易斯安那州立大學(xué),地質(zhì)與地球物理學(xué)院,巴吞魯日 70803)

以5種微藻(甲藻3種,硅藻、綠藻各1種)為試驗材料,探討了不同營養(yǎng)條件對微藻不同生長階段碳氮穩(wěn)定同位素組成的影響.結(jié)果表明,不同綱微藻的δ13C值和δ15Ν值在穩(wěn)定生長期高于指數(shù)生長期,且與生長速率沒有相關(guān)性(P>0.05).硅藻的δ13C值低于甲藻和綠藻,綠藻和甲藻的δ13C值比較相近;甲藻的δ15N值低于硅藻和綠藻,綠藻和硅藻的δ15N值比較相近,且同屬甲藻綱的海洋原甲藻、塔瑪亞歷山大藻和強壯前溝藻的δ15N值有較大的差異. 5種微藻在不同營養(yǎng)條件(營養(yǎng)鹽充足、缺氮、缺磷)下培養(yǎng),氮限制和磷限制導(dǎo)致微藻具有更正的δ13C和δ15N,磷限制的影響不明顯,且弱于氮抑制.

微藻；穩(wěn)定同位素；營養(yǎng)鹽；指數(shù)生長期；穩(wěn)定生長期

微藻是海洋生態(tài)系統(tǒng)中最主要的初級生產(chǎn)力,是海洋食物鏈的基礎(chǔ),也是引發(fā)赤潮的主要生物.氮、磷等營養(yǎng)鹽是浮游植物生命活動必需的主要營養(yǎng)元素,也是海水富營養(yǎng)化的主要組分,可通過其濃度和比率的變化來影響赤潮的發(fā)生與發(fā)展.海水中營養(yǎng)鹽的含量不僅會影響浮游植物的生長速率,還會影響微藻細胞的生化組成,引起微藻穩(wěn)定同位素組成的變化[1],由于營養(yǎng)級串聯(lián)效應(yīng)進一步影響營養(yǎng)級判定、分餾等變化,從而影響到其在整個食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)中的傳遞.

食物網(wǎng)[2-3]和生態(tài)過程的重建或者生態(tài)行為的追蹤[4-5],能揭示有機物質(zhì)的循環(huán)路徑及研究消費者之間的營養(yǎng)級關(guān)系[6-7],但目前多集中在大型植物、沉積物、游泳類動物等較容易分離的樣品,Usui等[8]研究了西北太平洋Tokachi陸架、陸坡表層沉積物中有機碳的來源與分布;Zhang等[9]研究了長江口顆粒有機碳及表層沉積物有機質(zhì)的分布特征等.對浮游植物的研究,因其難以和與其相似的浮游動物及碎屑分離,研究相對較少[10-11].穩(wěn)定同位素方法以其安全、準確及不干擾自然等優(yōu)越性在海洋學(xué)方面的應(yīng)用已逐漸引起大家的重視.該方法可以示蹤海水中物質(zhì)和能量的主要來源及其轉(zhuǎn)化機制等生物地球化學(xué)循環(huán),對于研究水生生態(tài)系統(tǒng)富營養(yǎng)化具有重要意義.目前利用穩(wěn)定同位素技術(shù)在微藻中的應(yīng)用,國內(nèi)研究比較少.本試驗在人工培養(yǎng)條件下,利用穩(wěn)定同位素技術(shù)研究微藻的生長期(指數(shù)生長期和穩(wěn)定生長期)、生長速率及營養(yǎng)鹽變化對五種微藻的影響,探討微藻穩(wěn)定同位素比值與各因子的響應(yīng)機制,以期建立赤潮預(yù)警預(yù)報新技術(shù),對保護海洋生態(tài)環(huán)境有重要的理論和現(xiàn)實意義.

1 材料與方法

1.1 試驗藻種及培養(yǎng)

試驗用5種微藻,其中甲藻3種,分別為海洋原甲藻(Prorocentrum micans)、強壯前溝藻(Amphidinium carterae Hulburt)、塔瑪亞歷山大藻(Aleχandrium tamarense),硅藻類為新月菱形藻(Nitzschia closterium),綠藻類為青島大扁藻(Platymonas helgolandica),由國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心提供.海水(鹽度為 30‰)取自大連黑石礁海域,過濾、陳化、高溫滅菌后,加入營養(yǎng)鹽和維生素配成Conway營養(yǎng)鹽(表1),接入藻種,使藻細胞初始濃度為 104cell/mL,于溫度(20±1)℃,照度3000Lx,光周期 12L∶12D的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每組設(shè)置3個平行.每天計數(shù),計算出生長速率μ,計算公式如下∶

式中∶μ為微藻的生長速率,N2、N1為在t2、t1時間下的細胞數(shù).當生長速率趨于平穩(wěn),并且在指數(shù)生長期的后期連續(xù)2d內(nèi)生長速率為0時,則認為達到穩(wěn)定生長期.

1.2 穩(wěn)定同位素組成測定

在指數(shù)生長期和穩(wěn)定生長期取出一定量的藻液,用Whatman GF/F玻璃纖維濾膜(預(yù)先在馬弗爐中以450℃灼燒4h以去除有機物)過濾,60℃烘干至恒重,研磨,過篩.將處理好的樣品用錫杯包樣后在Flash EA 1112-ConFlo IV-IRMS(Delta V Advantage)聯(lián)用儀上測定碳、氮穩(wěn)定同位素(δ13C、δ15N).每測定10個樣品插入1個標準樣品,以保持實驗結(jié)果的準確性和儀器的穩(wěn)定性, δ13C的分析精度為±0.1‰,δ15N的分析精度為± 0.2‰.

表1 營養(yǎng)鹽(NO3--N和PO43--P)濃度及氮磷比Table 1 Available dissolved nutrients (NO3--N and PO43--P) concentration and N：P

1.3 數(shù)據(jù)分析

實驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007分析平均值及標準偏差,用SPSS 17.0進行統(tǒng)計分析,采用單因素方差分析(One-way ANOVA),P<0.05即表示具有顯著性差異.圖用Origin 8.0繪制.所有統(tǒng)計值均以平均值±標準誤(Mean±SE)表示[12].

2 結(jié)果與討論

2.1 不同藻類穩(wěn)定同位素的組成

營養(yǎng)鹽充足條件下(N∶P=12∶1),微藻的碳穩(wěn)定同位素值變化較大,且有重疊現(xiàn)象,硅藻的δ13C值低于甲藻和綠藻,綠藻和甲藻的δ13C值相近,而同屬甲藻綱的塔瑪亞歷山大藻、海洋原甲藻和強壯前溝藻的δ13C 值有較大差異,見圖1.Leboulanger等[13]和Andreas等[1]研究了甲藻、硅藻、綠藻、定鞭藻、針胞藻、隱藻、鞭毛藻和藍藻的碳穩(wěn)定同位素組成,認為其δ13C值的變化與其分類階元沒有相關(guān)性.由此可見,微藻的δ13C值與其分類階元沒有關(guān)系,不同綱物種的δ13C值不同,即使同綱的不同物種間的δ13C值也不同.

圖1 正常培養(yǎng)條件下微藻的穩(wěn)定同位素組成Fig.1 Stable isotope ratios of microalgae in nutrient sufficient

由圖 1可見,微藻的氮穩(wěn)定同位素值變動較大,且有交叉現(xiàn)象,甲藻的δ15N值低于硅藻和綠藻,綠藻和硅藻的δ15N值比較相近,且同屬甲藻綱的海洋原甲藻、塔瑪亞歷山大藻和強壯前溝藻的δ15N值差異較大.甲藻的細胞氮磷營養(yǎng)儲存能力,以及利用胞內(nèi)儲存氮磷營養(yǎng)進行生長繁殖的潛力明顯高于硅藻[15],在相同培養(yǎng)條件下,甲藻細胞富集的14N相對較多,故甲藻的δ15N低于硅藻.

研究結(jié)果表明,不同綱微藻的δ13C和δ15N不同,同綱的不同物種的碳氮穩(wěn)定同位素值也不相同,說明微藻所屬階元群的碳氮穩(wěn)定同位素沒有共性關(guān)系,而與微藻本身有關(guān),且具有特異性.

2.2 生長期對微藻穩(wěn)定同位素值變化影響

在本試驗中,微藻δ13C 的變化范圍為(?28.20±0.36)‰～(?16.40±0.90)‰,同種微藻的δ13C值在指數(shù)生長期和穩(wěn)定生長期有重疊,且穩(wěn)定生長期高于指數(shù)生長期,見表2.Vuorio等[15]發(fā)現(xiàn)微藻的δ13C 值為?34.4‰～?5.9‰,變幅達28.5‰;且不同微藻的δ13C值交叉重疊,穩(wěn)定生長期的δ13C高于指數(shù)生長期,甲藻在指數(shù)生長期δ13C 值范圍為-22‰～?10‰,藍藻的范圍為?22‰～?12‰,不同物種間沒有可比性[1].浮游植物δ13C值的變化取決于無機碳的來源[16].微藻在指數(shù)生長期和穩(wěn)定生長期利用無機碳的主要途徑不同[17],在指數(shù)生長期,微藻細胞密度低,營養(yǎng)鹽豐富,同位素分餾大.而在微藻的穩(wěn)定生長期,細胞密度高,pH值也在增大,導(dǎo)致水體中CO2的交換速率持續(xù)小于微藻的吸收速率,大量的微藻浮在海面上,進一步阻止了海氣界面的交換,pH值也有顯著升高,從而引起C平衡向HCO3偏移,成為水體 DIC的主要組成部分,由于 HCO3的 δ13C值平均比自由態(tài)的CO2高8‰[18],最終導(dǎo)致δ13C值更正.在自然環(huán)境中,海洋浮游植物的δ13C值為?58.8‰[19]～?3.6‰[20],平均約?21‰[21],差異較大.

表2 不同生長期微藻類的δ13C值和δ15N值Table 2 δ13C and δ15N of microalgae in vegetative period

由表2可見,δ15N 值為(?18.02±0.34)‰～(14.40±0.57)‰,穩(wěn)定生長期的δ15N高于指數(shù)生長期,且有重疊現(xiàn)象.同位素的分餾作用主要是由于不同原子質(zhì)量反應(yīng)速率的差別,通常原子質(zhì)量輕的反應(yīng)速率高于原子質(zhì)量重的(即14k>15k)[22].在指數(shù)生長期,氮源相對充足,微藻優(yōu)先吸收14N,隨著水體氮源中14N的減少、15N比例的增加,生物群落結(jié)構(gòu)、細胞大小及形態(tài)變化也能影響有機質(zhì)氮同位素[23].

微藻優(yōu)先吸收輕同位素(12C、14N),使表層水體“營養(yǎng)池”富集重同位素(13C、15N),隨著營養(yǎng)物的進一步攝入,微藻的同位素也越來越重[24].對一般藻類來說,同一物種穩(wěn)定生長期的δ13C、 δ15N值高于指數(shù)生長期;不同物種沒有可比性.

2.3 營養(yǎng)條件對微藻穩(wěn)定同位素的影響

浮游植物對營養(yǎng)鹽的獲得、吸收和同化速率對其生長起著重要作用.氮磷比是赤潮發(fā)生過程中營養(yǎng)狀況的一個特征性比值,也是水體中植物受氮或磷限制的重要指標.一般情況下,高的 N/P(>30)表示磷限制,而低的N/P(<5)則表示氮限制[25].

圖2 不同營養(yǎng)條件下5種藻的同位素值變化Fig.2 δ13C and δ15N of five species when grown in nutrient suff i cient

無論在指數(shù)生長期還是穩(wěn)定生長期,缺氮和缺磷都可引起藻細胞具有更正的δ15N值(圖2).一般而言,微藻的δ15N值隨著NO3--N濃度的增大先減小后增大,最小值均出現(xiàn)在正常組(N∶P=12∶1)(圖2).在缺氮組(N∶P=1,N∶P=4),由于浮游植物對氮源的選擇吸收,δ15N隨著NO3--N濃度的增大而減小;在高氮組(N∶P=35∶1)微藻的δ15N值增大,是因為磷限制了藻體對氮源的吸收,過高的 N源濃度會抑制微藻的生長.不同微藻對營養(yǎng)鹽的利用程度不同,導(dǎo)致其穩(wěn)定同位素值不同,δ15N越大,對硝酸鹽的利用程度越高[26].在低PO43--P濃度時,δ15N值隨著濃度的增加沒有明顯變化,說明磷對氮吸收有較強的抑制作用;在高PO43--P濃度時(N∶P=116∶1),新月菱形藻和塔瑪亞歷山大藻的δ15N值急劇增大,而海洋原甲藻、強壯前溝藻及青島大扁藻δ15N值更正,但變化幅度較小.不同藻種對磷的需求不同,磷對微藻δ15N值的影響要弱于氮.

氮、磷營養(yǎng)鹽的濃度直接影響到浮游植物的生長繁殖,而N/P可引起一種或幾種營養(yǎng)鹽對浮游植物生長的限制,起同位素值的變化.Hodgkiss等[27]認為大部分甲藻赤潮生物生長的最適氮磷比率為6～15,在N、P限制條件下,甲藻細胞受影響較小,甲藻具有較高的N、P儲藏能力[28],與藻體本身對氮源和磷源的需求和吸收方式等有關(guān),具有特異性.

Scott等[29]認為藻類細胞的大小會隨著細胞氮含量的下降而減小,歐林堅[30]認為磷限制使藻細胞的體積增大.本試驗中,微藻的體積沒有顯著變化,在培養(yǎng)條件相同的情況下,微藻體積變化不是引起同位素變化的因素.微藻的穩(wěn)定同位素值反映了微藻對相應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)的利用程度,同位素值越大,利用程度越高.研究結(jié)果表明∶在不同營養(yǎng)條件下,5種微藻受所處水體環(huán)境中營養(yǎng)鹽水平的影響,氮限制導(dǎo)致微藻具有更正的δ13C、δ15N值;磷抑制對微藻δ13C、δ15N值的影響不明顯,且弱于氮抑制.

微藻的碳氮穩(wěn)定同位素值的變化受水體中營養(yǎng)鹽影響,體現(xiàn)了δ13C、δ15N值響應(yīng)與水環(huán)境的變化,反映了生物同化吸收營養(yǎng)鹽過程中的同位素分餾作用.當環(huán)境改變時,如赤潮的爆發(fā),都能引起微藻同位素值的變化.微藻的穩(wěn)定同位素值的變化對赤潮的發(fā)生有一定的預(yù)示作用.

2.4 生長速率對穩(wěn)定同位素的影響

本次試驗的五種藻中,新月菱形藻的最大比生長率為0.90d?1,海洋原甲藻的最大比生長率為0.60d?1,塔瑪亞歷山大藻的最大比生長率為0.65d?1,強壯前溝藻的最大比生長率為0.50d?1,青島大扁藻的最大比生長率為 0.45d?1.結(jié)果表明∶生長速率與微藻的 δ13C值沒有相關(guān)性(P=0.20> 0.05,r=0.15),與微藻的 δ15N值亦沒有相關(guān)性(P= 0.33>0.05,r=?0.12).

已有研究表明生物體積和生長速率是浮游植物穩(wěn)定同位素值的影響因素[13,31].生長速率高的小細胞可以快速的利用 CO2,引起同位素的分餾,導(dǎo)致細胞富集13C;而生長速率低的大細胞則不可能引起同樣的變化,所以小細胞具有更負的δ13C值.所有研究(包括前人的研究)表明∶生長速率與微藻的 δ13C值顯示出顯著負相關(guān)(P=0.003 <0.05,r= 0.25),如圖3.較高的生長速率能導(dǎo)致更正的δ13C值.在大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計的基礎(chǔ)上,生長速率和δ13C有弱相關(guān)性[1],可以為浮游植物總體趨勢的研究提供參考.但在食物網(wǎng)的研究中,應(yīng)進一步考慮環(huán)境條件,因為微藻細胞的尺寸及形態(tài)[13]、光照[32]、生長速率[33]、溫度[34]、鹽度[13]、營養(yǎng)鹽的固定方式[13]和 pH 值[35]都能影響同位素的分餾.微藻的最佳生長條件不同,且具有特異性,本研究中的生長條件也許不是對所有的藻種都最佳,可能影響其δ15N值與生長速率沒有相關(guān)性.

圖3 穩(wěn)定同位素值(δ13C、δ15N)和生長率的關(guān)系(μ)Fig.3 Stable isotope signatures (δ13C, δ15N) as a function of the growth rate (μ)

3 結(jié)論

3.1 微藻的碳、氮穩(wěn)定同位素值與其分類階元沒有共性關(guān)系,同一綱不同種的穩(wěn)定同位素組成不同,不同物種的穩(wěn)定同位素組成不同;一般而言,同一物種的穩(wěn)定同位素組成穩(wěn)定生長期要高于指數(shù)生長期.

3.2 微藻碳、氮穩(wěn)定同位素組成與營養(yǎng)鹽有很大關(guān)系.氮限制導(dǎo)致微藻具有更正的δ13C、δ15N值;磷抑制對微藻δ13C、δ15N值的影響不明顯,且弱于氮抑制..微藻的穩(wěn)定同位素值的變化對赤潮的發(fā)生有一定的預(yù)示作用

3.3 微藻的生長速率μ與δ13C 沒有相關(guān)性(P=0.20>0.05,r=0.15),與δ15N 亦沒有相關(guān)性(P=0.33>0.05,r=?0.12).但在大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計的基礎(chǔ)上,微藻的生長速率和δ13C 有負相關(guān)性(P=0.003<0.05,r=0.25),可以為浮游植物總體趨勢的研究提供參考.

[1] Andreas B, Elin L, Edna G, et al. Carbon isotope signature variability among cultured microalgae： Influence of species, nutrients and growth [J]. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 2009,372：98—105.

[2] Craig A L, Marcio S A, Ross B, et al. Applying stable isotopes to examine food-web structure： an overview of analytical tools [J]. Biological Reviews, 2012,87(3)：545-562.

[3] Mao Z G, Gu X H, Zeng Q, et al. Food web structure of a shallow ertrophic lake (Lake Taihu, China) assessed by stable isotope analysis [J]. Hydrobiologia, 2012,683(1)：173-183.

[4] Kirk O W, David J H, Allison A P, et al. Stable isotope analysis reveals food web structure and watershed impacts along the fluvial gradient of a Mesoamerican coastal river [J]. River Research and Applications, 2011,27(7)：791-803.

[5] 李 斌,徐丹丹,王志堅,等.三峽庫區(qū)蓄水175m對漢豐湖不同生物類群δ13C、δ15N值的影響[J].中國環(huán)境科學(xué),2013,33(8)：1426-1432.

[6] Linda M C, Robert T, David B, et al. Re-engineering the eastern Lake Erie littoral food web： The trophic function of nonindigenous Ponto-Caspian species [J]. Journal of Great Lakes Research, 2009,35(2)：224-231.

[7] Li Z Q, Zhang M, Cao T, et al. Variation in stable isotope signatures of the submersed macrophyte Vallisneria natans collected from several shallow lakes in China [J]. Journal of Freshwater Ecology, 2011,26(3)：429-433.

[8] Usui T, Nagao S,Yamamoto M,et al. Distribution and sources of organic matter in surficial sediments on the shelf and slope off Tokachi, western North Pacific, inferred from C and N isotopes and C/N ratios [J]. Marine Chemistry, 2006,98(2-4)：241-259.

[9] Zhang J, Wu Y, Jennerjahn T C, et al. Distribution of organic matter in the Changjiang(Yangtze River) Estuary and their stable carbon and nitrogen isotopic ratios： Implications for source discrimination and sedimentary dynamics [J]. Marine Chemistry, 2007,106(1-2)：111-126.

[10] Sun J, Liu S Y, Cai X Y, et al. The chlorophyll a concentration and estimating of primary productivity in the Bohai Sea in 1998-1999 [J]. Acta Ecologica Sinica, 2003,23(3)：517-526.

[11] 賴廷和,邱紹芳.北海近岸水域浮游植物群落結(jié)構(gòu)及數(shù)量周年變化特征 [J]. 海洋通報, 2005,24(5)：28-32.

[12] 王海霞,劉 瑀,鮑惠銘,等.黑石礁海域生物碳氮穩(wěn)定同位素組成的研究 [J]. 海洋湖沼通報, 2012,3：113-120.

[13] Leboulanger C, Descolas-Gros C, Fontugne M R, et al. Interspecific variability and environmental influence on particulate organic carbon δ13C in cultured marine phytoplankton [J]. Journal of Plankton Research, 1995,17(11)：2079-2091.

[14] 呂頌輝,李 英.我國東海4種赤潮藻的細胞氮磷營養(yǎng)儲存能力對比 [J]. 過程工程學(xué)報, 2006,6(3)：439-444.

[15] Vuorio K, Meili M, Sarvala J. Taxon-specific variation in the stable isotopic signatures (δ13C and δ15N) of lake phytoplankton [J]. Freshwater Biology, 2006,51(5)：807-822.

[16] Finlay J C. Patterns and controls of lotic algal stable carbon isotope ratios [J]. Limnology and Oceanography, 2004,49(3)：850-861.

[17] Nimer N A, Merret M J, Brownlee C. Inorganic carbon transport in relation to culture age and inorganic carbon concentration in a high-calcifying strain of Emiliania huχleyi (Prymnesiophyceae) [J]. J. Phycol., 1996,32：813-818.

[18] Mook W G, Bommerson J C, Stavermen W H. Carbon isotope fractionation between dissolved bicarbonate and gaseous carbon dioxide [J]. Earth and Planetary Science Letters, 1974,23：169-176.

[19] Popp B N, Laws E A, Bidigare R R, et al. Effect of phytoplankton cell geometry on carbon isotopic fractionation [J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1998,62(1)：69-77.

[20] Sachs J P, Repeta D J, Goericke R. Nitrogen and carbon isotopic ratios of chlorophyll from marine phytoplankton [J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1999,63(9)：1431-1441.

[21] Boschker H T S, Middelburg J J. Stable isotopes and biomarkers in microbial ecology [J]. FEMS Microbiology Ecology, 2002, 40(2)：85-95.

[22] 俞志明.不同氮源對海洋微藻氮同位素分餾作用的影響 [J].海洋與湖沼, 2004,35(6)：524-529.

[23] Karsh K L, Trull T W, Lourey M J, et al. Relationship of nitrogen isotope fractionation to phytoplankton size and iron availability during the Southern Ocean Iron Release Experiment (SOIREE) [J]. Limnology and Oceanography, 2003,48(3)：1058-1068.

[24] Crosta X, Koc N. Diatoms： From micropaleontology to isotope geochemistry [C]//Hilaire-Marcel C, de Vernal A.Proxies in LateCenozoic Paleoceanography, Developments in Marine Geology Series, Volume 1. Amsterdam： Elsevier, 2007：327-369.

[25] Darley Marshall W. Algal biology： A physiological approach [M]. Oxford London： Blaek-well Scientific Publications, 1982.

[26] 李鐵剛,熊志方.海洋硅藻穩(wěn)定同位素研究進展 [J]. 海洋與湖沼, 2010,41(4)：645-656.

[27] Hodgkiss I J, Ho K C. Are changes in N：P ratios in coastal waters the key to increased red tide blooms? [J]. Hydrobiologia, 1997, 352(1-3)：141-147.

[28] 王昭玉,王江濤.7種海洋微藻葉綠素?zé)晒鈱?N、P 限制的響應(yīng)[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2013,32(2)：165-170.

[29] Scott G L, Susan S K, Daniel A K, et al. Effect of Nutrient Availability on the Biochemical and Elemental Stoichiometry in the Freshwater Diatom Stephanodiscus minutulus (Bacillariophyceae) [J]. Journal of Phycology, 2000,36(3)：510-522.

[30] 歐林堅.典型赤潮藻對磷的生理生態(tài)響應(yīng) [D]. 廈門：廈門大學(xué), 2006：8.

[31] Korb R E, Raven J A, Johnston A M, et al. Effects of cell size and specif i c growth rate on stable carbon isotope discrimination by two species of marine diatom [J]. Marine Ecology Progress Series, 1996,143(14)：283-288.

[32] Thompson P A, Calvert S E. Carbon-isotope fractionation by a marine diatom： the inf l uence of irradiance, daylength, pH, and nitrogen source [J]. Limnology and oceanography, 1994,39：1835-1844.

[33] Burkhardt S, Riebesell U, Zondervan I. Stable carbon isotope fractionation by marine phytoplankton in response to daylength, growth rate, and CO2availability [J]. Marine Ecology Progress Series, 1999a,184：31-41.

[34] Sackett W M, Eckelmann W R, Bender M L, et al. Temperature dependence of carbon isotope composition in marine plankton and sediments [J]. Science, 1965,148(3667)：235-237.

[35] Hinga K R,Arthur M A,Pilson M E Q, et al. Carbon isotope fractionation by marine phytoplankton in culture： the effects of CO2concentration, pH, temperature, and species [J]. Global Biogeochemical cycles, 1994,8(1)：91-102.

天然草原鮮草逾10.5億t

農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《2013年全國草原監(jiān)測報告》顯示,2013年我國草原保護建設(shè)力度進一步加大,草原畜牧業(yè)生產(chǎn)方式加快轉(zhuǎn)變,全國天然草原鮮草產(chǎn)量再創(chuàng)新高,草原生態(tài)呈現(xiàn)加快恢復(fù)的良好態(tài)勢.2013年,全國天然草原鮮草總產(chǎn)量達到105581.2萬t,較上年增加0.59%,為近10年來最高.

2013年,國家用于草原生態(tài)保護補獎?wù)邔嵤?、退牧還草工程等方面的中央投資總額達207.75億元,是“十一五”時期中央投資總額的 1.2倍.在草原生態(tài)補獎?wù)吆椭卮笊鷳B(tài)工程的帶動下,各地草原保護建設(shè)力度明顯加大.2013年,全國草原綜合植被蓋度達54.2%,較上年增加0.4個百分點.草原牧區(qū)以放牧為主的傳統(tǒng)畜牧業(yè)生產(chǎn)方式加快轉(zhuǎn)變,畜牧業(yè)對天然草原的依賴程度不斷下降,草原科學(xué)合理利用水平進一步提高.2013年,全國禁牧草原面積達0.96億hm2,草畜平衡面積達1.73億hm2；全國重點天然草原的平均牲畜超載率為16.8%,較上年下降6.2個百分點,自新世紀以來首次下降到20%以下.

摘自中國環(huán)境網(wǎng)

2014-03-04

Effects of nutritional conditions on the stable carbon and nitrogen isotope of microalgae.

WANG Hai-xia1*, LIU Yu2, GUAN Chun-jiang3, LU Lin2, BAO Hui-ming2,4, LIU Bao-zhan2
(1.Navigation College, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China；2.College of Environmental Science and Engineering, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China；3.National Marine Environmental Monitoring Center, Dalian 116023, China；4.Department of Geology and Geophysics, Louisiana State University, Baton Rouge 70803, U.S.A.). China Environmental Science, 2014,34(3)：727～733

With five microalgae (dinoflagellates, diatoms, green algae species) as test materials, the effect of different nutrient conditions had been explored on the stable carbon and nitrogen isotopic throughout the growth phases. The result showed that among different classes of microalgae the δ13C and δ15N at the exponential phase were lower than those at the stable phase, indicating no correlation with growth velosity (P>0.05). Bacillariophyceae presented a higher δ13C than dinophyceae and chlorophyceae, while the δ13C of dinophyceae was nearly identical to that of chlorophyceae. In terms of δ15N, the dinophyceae falls behind both bacillariophyceae and chlorophyceae, with bacillariophyceae approximating to chlorophyceae. In addition, significant δ15N differences have been discovered among Prorocentrum micans, Aleχandrium tamarense and Amphidinium carterae Hulburt. In this study, all five classes were grown under three distinctive cultures—nutrient sufficiency, nitrogen deficiency and phosphorus deficiency; either nitrogen or phosphorus limitation contributed to a more positive δ13C and δ15N, yet less obvious effect was observed in phosphorus-deficiency culture than in nitrogen-deficiency condition.

microalgae；stable isotope；nutrients；exponential phase；stationary phase

X142

：A

：1000-6923(2014)03-0727-07

王海霞(1982-),女,山東梁山人,博士,主要從事海洋環(huán)境化學(xué)方面研究.發(fā)表文章6篇.

2013-05-21

* 責(zé)任作者, 博士, whxdmu@163.com