【稿件来源】：李克强课题组
在国家自然科学基金重点/面上项目等资助下，海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室李克强教授课题组对黄海浒苔爆发区开展了硅藻-甲藻演变机制研究，在浒苔源溶解有机氮（DON）的老化特征及其对海洋硅藻-甲藻演变驱动方面取得新的进展（图1），该成果发表于环境领域顶尖学术期刊Water Research和海洋学期刊Marie Environmental Research。论文第一作者为2022级海洋化学专业硕士研究生李新宇，通讯作者为李克强教授和韩秀荣副教授。
图1 南黄海浒苔绿潮消亡区和非消亡区硅藻-甲藻演替格局转变的浒苔源DON老化过程调控机制示意图
浒苔绿潮在我国南黄海连续18年大规模爆发，浒苔绿潮消亡过程中释放大量营养物质进入海水，对海洋浮游植物群落结构的稳定性和演变趋势造成潜在影响。本研究针对浒苔源DON开展了老化过程及藻培养实验，结合现场调查数据，揭示了浒苔源DON对南黄海硅藻-甲藻演替的调控机制。研究发现，南黄海的浒苔绿潮消亡区呈现春季到夏季的甲藻-浒苔-硅藻的大型藻-微藻演替格局，与黄海非浒苔绿潮消亡区的春季硅藻-夏季甲藻的演替格局相反（图2），关键原因在于“年轻”浒苔源DON富含类蛋白质组分，能促进硅藻生长，而降解后“年老”DON富含类腐殖质组分，可促进甲藻生长。调查结果表明，南黄海浒苔绿潮消亡区在绿潮爆发前以类腐殖质（紫外区富里酸A）组分为主，具有较高的腐质性、芳香性和疏水性（高HIX、SUVA254和SUVA260值），在绿潮爆发后以类蛋白质（酪氨酸B和色氨酸T）组分为主，具有较高的生物可利用性（高BIX值），说明浒苔源DON的老化过程对硅藻和甲藻的生长具有不同的调控作用。这样，南黄海夏季浒苔绿潮消亡后，海水富含“年轻”浒苔源DON造成硅藻群落优势，而经过秋季和冬季在海水中降解老化，浒苔源DON从富含类蛋白组分转变为富含类腐殖质组分的“年老”DON，甲藻群落形成优势。南黄海的硅藻-甲藻演变格局转变的营养盐作用过程，得到了室内培养实验关键证据（图3）：“年轻”的浒苔源DON（新鲜0天和老化12天）富含酪氨酸B和色氨酸T组分，生物可利用性高，硅藻类旋链角毛藻（Chaetoceros curvisetus）能吸收同化“年轻”DON并快速生长；“年老”的浒苔源DON（老化80天）富含腐殖酸E和紫外区富里酸A组分，生物可利用性低，甲藻类微小原甲藻（Prorocentrum minimum）能吸收同化“年老”DON并快速生长，硅藻和甲藻的DON吸收过程均受亮氨酸氨肽酶（LAP）调控。
图2 浒苔爆发前后南黄海浒苔绿潮消亡区（a）及非浒苔绿潮消亡区（b）的浮游植物群落结构变化
图3 不同老化阶段的DON加富培养实验结果：旋链角毛藻（a）和微小原甲藻（b）的终止生物量（Bf）、亮氨酸氨肽酶（LAP）活性、最大生长速率常数（kG）和营养盐吸收速率常数（kup）
相关性分析也支持浒苔源DON驱动硅藻-甲藻季节演替格局转变观点（图4）：在浒苔绿潮区，硅藻丰度与DON浓度、类蛋白组分荧光强度显著正相关（p<0.001），而甲藻与类腐殖质组分荧光强度显著正相关（p<0.01），表明不同老化阶段DON组分的转变是浒苔绿潮消亡区甲藻-硅藻演替的关键调控因素。在非浒苔绿潮消亡区，硅藻丰度与溶解无机磷（DIP）、硅酸盐（DSi）显著正相关（p<0.05），而甲藻丰度与温度显著正相关（p<0.001），表明无机营养盐和温度变化是非浒苔绿潮消亡区硅藻-甲藻演替的关键调控因素。
图4 南黄海浒苔绿潮消亡区（a）和非浒苔绿潮消亡区（b）的多要素相关性分析结果：要素包括环境因子（温度、盐度、DO）、营养盐（DIN、DIP、DSi）、DON（DOP）及其荧光组分（B、T和A）、叶绿素a、亮氨酸酶活性、硅藻和甲藻丰度
本研究揭示了浒苔源DON对南黄海浒苔爆发区甲藻-浒苔-硅藻的季节性演替格局转变的作用机制：“年轻”的DON富含类蛋白质组分，促进硅藻生长引发夏季旺发，“年老”的DON富含类腐殖质组分，促进甲藻生长引发次年春季旺发。本研究为DON老化过程调节海洋硅藻-甲藻群落结构转变提供了新的证据，为黄海浒苔绿潮的生态学效应提供了新的视角，有助于深入认识浒苔绿潮的蓝碳和气候调节效应，开拓了浒苔绿潮管控策略的新思路。
文章信息：
Xinyu Li, Cui Zeng, Xiurong Han, Liqiang Fan, Jing Zhao, Yingzhe Wang, Xiulin Wang, Keqiang Li*, 2025. The effect of the aging processes of Ulva prolifera-derived dissolved organic nitrogen associated with green tide on the diatoms-dinoflagellates succession in the Southern Yellow Sea, China. Water Research 277, 123370.
Xinyu Li, Cui Zeng, Xiurong Han*, Xiulin Wang, Keqiang Li*, 2025. The bioavailability and component characteristics of the aging dissolved organic matter (DOM) from the macroalgae Ulva prolifera in seawater. Marine Environmental Research 204, 106946.
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123370， https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2025.106946
