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  • ISSN 1007-6336
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钦州湾外湾海域浮游植物群落结构季节变化及其影响因素分析

刘璐 李艳 孙萍 王宗灵 辛明

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钦州湾外湾海域浮游植物群落结构季节变化及其影响因素分析

    作者简介: 刘 璐(1992-),女,山东威海人,博士研究生,主要从事海洋生态学方面研究;E-mail:aliulu@fio.org.cn;
    通讯作者: 王宗灵,男,研究员,E-mail:wangzl@fio.org.cn
  • 基金项目: 国家自然科学基金(41306171,41506191);国家自然科学基金委,山东省联合基金项目“海洋生态与环境科学”(U1406403);海洋公益性行业科研专项项目(201005015)
  • 中图分类号: Q178.53

Seasonal changes of phytoplankton community structure and its influencing factors in Qinzhou bay

  • 摘要: 2013—2014年在钦州湾外湾海域共进行了4次现场调查,研究了水采浮游植物群落结构季节变化特征及其与环境因子的相关关系。共鉴定出浮游植物8门71属148种(包括变型和变种),群落组成以硅藻为主,甲藻次之。优势种仅在2014年12月为定鞭藻球形棕囊藻(Phaeocystis globosa),其他航次均为多种硅藻,并多为广温性种。不同站位、不同季节的浮游植物物种组成和细胞丰度差异明显。除2014年12月,其他3个航次浮游植物群落多样性指数及均匀度指数较高,群落结构较稳定;2014年12月钦州湾爆发棕囊藻赤潮,与环境条件密切相关,对该海域浮游植物群落结构组成造成影响。使用PRIMER 6进行多元统计分析表明,4个航次浮游植物群落结构存在显著性差异,丰度与环境因子之间有良好的相关性,其中丰度在2013年11月和2014年12月与氮存在较好的相关性;在2014年4月也体现出与无机磷较好的相关性;温度、盐度与丰度相关性主要体现在2014年8月。调查研究发现近年来,钦州湾浮游植物群落结构较为稳定。
  • 图 1  钦州湾调查站位

    Figure 1.  Location of sampling sites in Qinzhou bay

    图 2  各航次浮游植物丰度均值

    Figure 2.  The average of phytoplankton abundance during four cruises

    图 3  各航次浮游植物丰度(×103cell/L)平面分布

    Figure 3.  Distributions of phytoplankton abundance

    图 4  钦州湾浮游植物多样性指数和均匀度指数的变化

    Figure 4.  Changes of diversity index and evenness index of phytoplankton in Qinzhou bay

    图 5  钦州湾浮游植物生物多样性指数平面分布

    Figure 5.  Distributions of biological diversity index

    图 6  钦州湾浮游植物均匀度指数平面分布

    Figure 6.  Horizontal distributions of evenness index in Qinzhou bay

    图 7  各航次浮游植物群落MDS分析

    Figure 7.  MDS analysis of phytoplankton community among different cruises

    表 1  不同季节浮游植物物种种数和所占百分比

    Table 1.  Phytoplankton species and percentages in different cruises

    类群2013-112014-042014-082014-12
    种类数百分比/(%)种类数百分比/(%)种类数百分比/(%)种类数百分比/(%)
    硅藻3678.264156.164659.744974.24
    甲藻919.572838.362937.661319.70
    金藻22.7411.51
    蓝藻11.30
    隐藻11.37
    定鞭藻11.3011.52
    黄藻11.51
    裸藻12.1711.37 11.52
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    表 2  钦州湾浮游植物群落优势种

    Table 2.  Dominant phytoplankton species in Qinzhou bay

    时间中文种名拉丁文种名类群频率f优势度Y
    2013-11中肋骨条藻Skeletonema costatum硅藻1.000.36
    诺氏海链藻Thalassiosira nordenskioldii硅藻0.750.25
    旋链角毛藻Chaetoceros curvisetus硅藻0.750.04
    菱形海线藻Thalassionema nitzschioides硅藻1.000.03
    角毛藻Chaetoceros spp.硅藻0.420.03
    洛氏角毛藻Chaetoceros lorenzianus硅藻0.830.02
    2014-04拟旋链角毛藻Chaetoceros pseudocurvisetus硅藻1.000.78
    中肋骨条藻Skelotonema costatum硅藻0.560.06
    2014-08骨条藻Skeletonema spp.硅藻0.640.23
    布氏双尾藻Ditylum brightwellii硅藻1.000.11
    旋链角毛藻Chaetoceros curvisetus硅藻1.000.08
    矮小短棘藻Detonula pomila硅藻1.000.07
    双角角管藻Cerataulina bicornis硅藻0.730.05
    海链藻Thalassiosira spp.硅藻1.000.04
    尖刺拟菱形藻Pseudo-nitzschia pungens硅藻0.820.03
    洛氏角毛藻Chaetoceros lorenzianus硅藻0.910.03
    中肋骨条藻Skeletonema costatum硅藻0.270.02
    2014-12球形棕囊藻Phaeocystis globosa定鞭藻1.000.96
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    表 3  各航次水采浮游植物群落ANOSIM分析及差异显著性结果展示

    Table 3.  ANOSIM test of phytoplankton community and the results of the significance

    R显著性水平
    整体检验0.9590.01
    成对检验
    11, 40.8580.01
    11, 80.960.02
    11, 120.9930.01
    4, 80.9870.01
    4, 120.9990.01
    8, 120.9550.01
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    表 4  生物丰度与环境因子相关性分析结果

    Table 4.  Correlation analysis between phytoplankton abundance and environmental factors

    时间总丰度硅藻丰度甲藻丰度优势种
    相关性环境因子相关性环境因子相关性环境因子相关性环境因子
    2013-110.2683,40.2713,40.274,70.3633
    0.26130.26230.18940.3543,4
    0.212,3,40.2122,3,40.1521,4,70.3161,3,4
    0.1952,30.2021,3,40.1421,4,80.2932,3,4
    0.1921,3,40.1922,30.1421,4,7,80.291,3,4,6
    2014-040.492,4,7,80.4832,4,7,80.8292,5,60.4271,4,7
    0.4774,70.4591,2,4,7,80.8292,60.4232,4,7,8
    0.4544,7,80.4551,4,70.8172,4,5,60.4181,2,4,7
    0.4492,4,5,7,80.4481,2,4,80.8024,5,60.411,2,4,7,8
    0.4492,4,80.4444,7,80.7935,60.4072,4,8
    2014-080.5312,60.5362,60.3882,60.3822,6
    0.4962,6,80.4922,6,80.3462,3,60.3252,3
    0.4932,3,60.4862,3,60.342,30.3232,3,6
    0.4772,3,6,80.4662,3,6,80.3372,80.3192
    0.45860.4592,30.3372,6,80.3172,6,8
    2014-120.4561,2,30.6893,5,60.2833,50.3111,2,3
    0.4142,30.6693,50.27850.2751,2
    0.4061,2,3,60.6623,60.1483,5,60.2591,2,3,5
    0.3981,2,3,50.6562,3,5,60.12930.251
    0.3431,30.6482,3,50.1055,60.2451,2,5
    注:1.温度;2.盐度;3.氨;4.亚硝酸盐;5.硝酸盐;6.可溶性无机氮;7.磷酸盐;8.氮磷比
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    表 5  钦州湾浮游植物丰度年际变化

    Table 5.  Annual changes of phytoplankton abundance in Qinzhou bay

    时间春季 夏季 秋季 冬季
    丰度/×103
    cells·L−1
    Chl a/
    μg·L−1
    丰度/×103
    cells·L−1
    Chl a/
    μg·L−1
    丰度/×103
    cells·L−1
    Chl a/
    μg·L−1
    丰度/×103
    cells·L−1
    Chl a/
    μg·L−1
    1998—1999[20]0.54 0.56
    2003[20]0.380.17
    2009[21]3.4212.212.743.21
    2010—2011[4]142.788.9165.980
    2014[22]6.962.38
    2014-03、2014-07[23]1.7±0.747.81±3.63
    2013—2014(本研究)451.912.236391.259.2193.661.5055413.615.602
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-17
  • 录用日期:  2019-05-23
  • 刊出日期:  2020-10-20

钦州湾外湾海域浮游植物群落结构季节变化及其影响因素分析

    作者简介:刘 璐(1992-),女,山东威海人,博士研究生,主要从事海洋生态学方面研究;E-mail:aliulu@fio.org.cn
    通讯作者: 王宗灵,男,研究员,E-mail:wangzl@fio.org.cn
  • 1. 中国海洋大学 环境科学与工程学院,山东 青岛 266100
  • 2. 自然资源部第一海洋研究所,山东 青岛 266061
  • 3. 海洋生态环境与工程国家海洋局重点实验室,山东 青岛 266061
基金项目: 国家自然科学基金(41306171,41506191);国家自然科学基金委,山东省联合基金项目“海洋生态与环境科学”(U1406403);海洋公益性行业科研专项项目(201005015)

摘要: 2013—2014年在钦州湾外湾海域共进行了4次现场调查,研究了水采浮游植物群落结构季节变化特征及其与环境因子的相关关系。共鉴定出浮游植物8门71属148种(包括变型和变种),群落组成以硅藻为主,甲藻次之。优势种仅在2014年12月为定鞭藻球形棕囊藻(Phaeocystis globosa),其他航次均为多种硅藻,并多为广温性种。不同站位、不同季节的浮游植物物种组成和细胞丰度差异明显。除2014年12月,其他3个航次浮游植物群落多样性指数及均匀度指数较高,群落结构较稳定;2014年12月钦州湾爆发棕囊藻赤潮,与环境条件密切相关,对该海域浮游植物群落结构组成造成影响。使用PRIMER 6进行多元统计分析表明,4个航次浮游植物群落结构存在显著性差异,丰度与环境因子之间有良好的相关性,其中丰度在2013年11月和2014年12月与氮存在较好的相关性;在2014年4月也体现出与无机磷较好的相关性;温度、盐度与丰度相关性主要体现在2014年8月。调查研究发现近年来,钦州湾浮游植物群落结构较为稳定。

English Abstract

  • 作为食物链的基础,浮游植物在海洋生态系统中发挥着极其重要的作用,其动态变化是海洋生态学研究的重要内容[1]。浮游植物的群落结构受到多种环境因子的影响,海水温度、盐度、营养盐、浮游动物摄食压力、水交换等条件改变都会引起浮游植物群落结构改变[2-3]。钦州湾属于半封闭式海湾,南临北部湾,其北茅尾海为内湾,中部为湾颈,外部为钦州港,也称外湾[4]。茅岭江、钦江流入钦州湾内湾,较为丰富的营养物质使其成为海洋生物繁殖的理想场所[5-7]。近年来,伴随着钦州湾区域的快速发展、人类活动增加,致使污染物入海量也不断攀升[8],对海域生态环境造成了一定的影响[9-11]。钦州湾海域富营养化程度加深,提高了赤潮发生几率,同时对海域浮游植物群落组成和丰度造成影响。2011年冬季在防城港东西湾海域发生小规模球形棕囊藻赤潮[12],大量棕囊藻囊体的出现对养殖渔业造成危害[13]

    自20世纪80年代以来,在钦州湾及周边海域陆续开展了浮游植物调查研究,王迪等[10]在2008—2009年进行4个季节的网采浮游植物调查,庄军莲等[11]在2007年对防城港湾进行浮游植物水采样品调查分析,为进一步丰富该海域的调查资料,此次调查进行了浮游植物水样和相关环境参数的采集,并用PRIMER软件综合分析浮游植物群落结构及其与环境因子的关系[14],以期对该海域浮游植物群落基本特征及其长期变化研究提供数据参考。

    • 分别于2013年11月和2014年4月、8月、12月对广西钦州湾外湾海域进行了4个航次的现场调查,共布设10个监测站位(图1),调查参数包括水文、化学、生物等。

      图  1  钦州湾调查站位

      Figure 1.  Location of sampling sites in Qinzhou bay

    • 浮游植物采样按照《海洋调查规范》[15]进行,每个站位采集500 mL表层水,加入鲁哥氏液固定。样品在实验室静置沉降48 h后浓缩至50 mL,取混合均匀的浓缩后样品0.5 mL于计数框中,在倒置显微镜下进行浮游植物的种类鉴定与计数[16-18]。Chla采样、测量和计算方法参照《海洋调查规范》[15]进行,采用Turner TD-700进行测定。

      浮游植物群落采用Shannon多样性指数H′、Pielou均匀度指数及优势度进行分析。同时运用PRIMER 6进行多元统计分析,其中聚类分析(cluster analysis, CA),用以分析不同站位间浮游植物群落结构的差异情况,多维标度分析(multidimensional scaling, MDS)是用二维平面图来解释不同站位间的相似性,BIOENV分析浮游植物群落与环境因子的相关关系。平面分布图使用Surfer10.0软件绘制。

    • 调查区共鉴定出浮游植物8门71属148种(包括变型和变种),不同季节各门类物种数和所占比例不尽相同,首先硅藻占据绝对优势,其次是甲藻。从季节变化来看,2014年8月浮游植物种类数最多,为77种;而2013年11月出现的浮游植物种类数最少,只有46种(表1)。调查海域不同季节优势种差异较明显(表2),除2014年12月优势种为球形棕囊藻,其他3个航次中的优势种全为硅藻,其中骨条藻属和角毛藻属占主要优势。值得注意的是,2014年12月因爆发小规模赤潮球形棕囊藻优势度达到了0.96。对棕囊藻以外的浮游植物进行分析,骨条藻和柔弱拟菱形藻为较为优势物种,出现在每个站位。

      类群2013-112014-042014-082014-12
      种类数百分比/(%)种类数百分比/(%)种类数百分比/(%)种类数百分比/(%)
      硅藻3678.264156.164659.744974.24
      甲藻919.572838.362937.661319.70
      金藻22.7411.51
      蓝藻11.30
      隐藻11.37
      定鞭藻11.3011.52
      黄藻11.51
      裸藻12.1711.37 11.52

      表 1  不同季节浮游植物物种种数和所占百分比

      Table 1.  Phytoplankton species and percentages in different cruises

      时间中文种名拉丁文种名类群频率f优势度Y
      2013-11中肋骨条藻Skeletonema costatum硅藻1.000.36
      诺氏海链藻Thalassiosira nordenskioldii硅藻0.750.25
      旋链角毛藻Chaetoceros curvisetus硅藻0.750.04
      菱形海线藻Thalassionema nitzschioides硅藻1.000.03
      角毛藻Chaetoceros spp.硅藻0.420.03
      洛氏角毛藻Chaetoceros lorenzianus硅藻0.830.02
      2014-04拟旋链角毛藻Chaetoceros pseudocurvisetus硅藻1.000.78
      中肋骨条藻Skelotonema costatum硅藻0.560.06
      2014-08骨条藻Skeletonema spp.硅藻0.640.23
      布氏双尾藻Ditylum brightwellii硅藻1.000.11
      旋链角毛藻Chaetoceros curvisetus硅藻1.000.08
      矮小短棘藻Detonula pomila硅藻1.000.07
      双角角管藻Cerataulina bicornis硅藻0.730.05
      海链藻Thalassiosira spp.硅藻1.000.04
      尖刺拟菱形藻Pseudo-nitzschia pungens硅藻0.820.03
      洛氏角毛藻Chaetoceros lorenzianus硅藻0.910.03
      中肋骨条藻Skeletonema costatum硅藻0.270.02
      2014-12球形棕囊藻Phaeocystis globosa定鞭藻1.000.96

      表 2  钦州湾浮游植物群落优势种

      Table 2.  Dominant phytoplankton species in Qinzhou bay

    • 钦州湾外湾浮游植物丰度平均值如图2,4个航次细胞丰度最低值出现在2013年11月,各站位细胞丰度值(6.80 ~619.20)×103 cells/L不等,平均值为93.66×103 cells/L,4月和8月浮游植物细胞丰度平均值接近,分别为451.9×103 cells/L和391.25×103 cells/L,12月份丰度出现异常高值,平均丰度高达5413.61×103 cells/L,是2013年11月的58倍。

      图  2  各航次浮游植物丰度均值

      Figure 2.  The average of phytoplankton abundance during four cruises

      4个航次浮游植物丰度的平面分布示于图3。2013年11月浮游植物细胞丰度最高值出现在S10站,最低值在湾颈S1站,趋势从西侧近岸向东侧开放水域逐渐升高。2014年4月S10未获得样品,丰度最高值出现在S9,最低值出现在中部S7,东西两侧为丰度高值区。2014年8月丰度最高值出现在湾颈S1,最低值在西南端的S5,丰度从湾内到湾外即从北向南呈逐渐降低趋势。2014年12月丰度出现异常高值,最高值出现在近岸S3,丰度高达14537.04×103 cells/L,低值出现在最南端的S7,呈现出从西北向东南逐渐降低趋势;除去棕囊藻对其他浮游植物进行丰度分布分析,棕囊藻丰度最高站位S3,其他浮游植物丰度最低,仅62 ×103cells/L,丰度较高值出现在S5和S10远岸站位,丰度分别为506.72×103 cells/L和457.04 ×103cells/L,丰度呈现近岸低远岸高趋势,与棕囊藻丰度分布恰好相反。Chl a分布与丰度空间分布规律相似;8月和12月Chl a浓度较高,高值区位于近岸;而在叶绿素浓度较低的2013年11月和2014年4月,叶绿素高值区则位于东部离岸一侧。

      图  3  各航次浮游植物丰度(×103cell/L)平面分布

      Figure 3.  Distributions of phytoplankton abundance

    • 在不同航次调查中,浮游植物多样性指数和均匀度指数变化较明显(图4),前3次航次调查多样性指数H′平均值均在1.5以上,其中2014年8月最高,多样性指数平均值为2.97,而2014年12月多样性指数最低,仅为0.93。均匀度指数J变化与多样性指数相似,同样在前3个季度月均匀度指数较高且变化平稳,而在2014年12月均匀度指数明显减小。

      图  4  钦州湾浮游植物多样性指数和均匀度指数的变化

      Figure 4.  Changes of diversity index and evenness index of phytoplankton in Qinzhou bay

      钦州湾浮游植物多样性指数空间分布特征较为明显(图5),除2014年4月,其他航次调查结果均为南部开阔水域的S5和S6站位多样性指数较高,而近岸S3和S4站位多样性指数较低;2014年4月生物多样性指数S7站位最高,而与S7相邻站位S9多样性指数最低。均匀度平面分布(图6)特点基本与多样性指数保持一致。

      图  5  钦州湾浮游植物生物多样性指数平面分布

      Figure 5.  Distributions of biological diversity index

      图  6  钦州湾浮游植物均匀度指数平面分布

      Figure 6.  Horizontal distributions of evenness index in Qinzhou bay

    • 使用PRIMER 6对浮游植物群落进行MDS分析(图7),图中各点之间的距离代表群落间差异程度,相距越远,说明浮游植物群落结构差异越大,相似性越低。不同航次之间群落结构差异明显,相似度低于40,同一航次不同站位群落组成也存在差异,但相邻站位表现出较高的相似性。用Stress参数来衡量分析结果是否可信,MDS分析Stress值为0.12,表明MDS排序图可用,有一定的解释意义[19]

      图  7  各航次浮游植物群落MDS分析

      Figure 7.  MDS analysis of phytoplankton community among different cruises

      使用PRIMER 6对浮游植物群落结构差异进行ANOSIM显著性检验,结果如表3。显著性水平为0.01,R=0.959,结果表明不同航次浮游植物群落结构差异性极其显著。在成对检验中,检验显著性水平均小于0.05,因此各航次间浮游植物群落结构差异性均显著。

      R显著性水平
      整体检验0.9590.01
      成对检验
      11, 40.8580.01
      11, 80.960.02
      11, 120.9930.01
      4, 80.9870.01
      4, 120.9990.01
      8, 120.9550.01

      表 3  各航次水采浮游植物群落ANOSIM分析及差异显著性结果展示

      Table 3.  ANOSIM test of phytoplankton community and the results of the significance

    • 使用PRIMER中的BIOENV对浮游植物丰度与环境因子之间进行相关性分析,表4列出各航次环境因子对总浮游植物细胞丰度及硅藻、甲藻的共同影响及相关性结果。2013年11月,硅藻、甲藻、优势种及总浮游植物丰度与环境因子相关系数均较小,因此环境因子对其影响较小。2014年4月总浮游植物丰度最大相关系数为0.49,其中丰度与亚硝酸盐和磷酸盐表现出较高相关性,甲藻丰度则与盐度及硝酸盐存在相关性且相关系数较高。2014年8月丰度与盐度存在较高相关性;观察前3个航次分析结果发现,硅藻、优势种与环境因子的相关性结果与总浮游植物结果较为一致,而甲藻的影响因素存在差异。2014年12月总丰度与温度、盐度和氨有高的相关性,优势种相关性结果与其一致;而硅藻和甲藻丰度则受到氨及硝酸盐影响。

      时间总丰度硅藻丰度甲藻丰度优势种
      相关性环境因子相关性环境因子相关性环境因子相关性环境因子
      2013-110.2683,40.2713,40.274,70.3633
      0.26130.26230.18940.3543,4
      0.212,3,40.2122,3,40.1521,4,70.3161,3,4
      0.1952,30.2021,3,40.1421,4,80.2932,3,4
      0.1921,3,40.1922,30.1421,4,7,80.291,3,4,6
      2014-040.492,4,7,80.4832,4,7,80.8292,5,60.4271,4,7
      0.4774,70.4591,2,4,7,80.8292,60.4232,4,7,8
      0.4544,7,80.4551,4,70.8172,4,5,60.4181,2,4,7
      0.4492,4,5,7,80.4481,2,4,80.8024,5,60.411,2,4,7,8
      0.4492,4,80.4444,7,80.7935,60.4072,4,8
      2014-080.5312,60.5362,60.3882,60.3822,6
      0.4962,6,80.4922,6,80.3462,3,60.3252,3
      0.4932,3,60.4862,3,60.342,30.3232,3,6
      0.4772,3,6,80.4662,3,6,80.3372,80.3192
      0.45860.4592,30.3372,6,80.3172,6,8
      2014-120.4561,2,30.6893,5,60.2833,50.3111,2,3
      0.4142,30.6693,50.27850.2751,2
      0.4061,2,3,60.6623,60.1483,5,60.2591,2,3,5
      0.3981,2,3,50.6562,3,5,60.12930.251
      0.3431,30.6482,3,50.1055,60.2451,2,5
      注:1.温度;2.盐度;3.氨;4.亚硝酸盐;5.硝酸盐;6.可溶性无机氮;7.磷酸盐;8.氮磷比

      表 4  生物丰度与环境因子相关性分析结果

      Table 4.  Correlation analysis between phytoplankton abundance and environmental factors

    • 本次调查共鉴定水采浮游植物8门71属148种(包括变型和变种),较姜发军等[4] 2010年调查(193种)种类数减少,而浮游植物丰度总体上增加。对浮游植物丰度进行年际变化比较(表5),可见在1998、2003年,用Chl a表征的浮游植物丰度较低[20],而在2009年至本次调查期间,已有资料显示浮游植物丰度存在小幅波动变化[421-23]。韦蔓新等曾介绍1998—2003年处于钦州湾开发盛期,周边地区滤食浮游植物的贝类养殖正值盛期,使这期间浮游植物数量下降[20],与本文研究结果相一致。与以往调查结果不同,2014年12月爆发的棕囊藻赤潮导致浮游植物丰度表现出异常高值。从优势种的物种组成上来看,本航次水采浮游植物优势种以硅藻为主,种类数低于同航次网采样品[24],在春夏季优势种较多且个体较小。在1984年的调查中,个体较大的翼根管藻占据绝对优势[9],在2010年[4]的调查中发现优势种中出现骨条藻、海线藻、棕囊藻等小型及微型藻类,而此次调查中翼根管藻不再作为优势种出现。徐姗楠等[25]对广西近岸海域调查中发现2009年9月丰水期以柔弱伪菱形藻、菱形海线藻及角毛藻为优势种,在2010年1月枯水期的调查中同样发现球形棕囊藻占据绝对优势。对比发现近年来浮游植物丰度呈现较为稳定的波动变化,优势种组成也较为稳定。

      时间春季 夏季 秋季 冬季
      丰度/×103
      cells·L−1
      Chl a/
      μg·L−1
      丰度/×103
      cells·L−1
      Chl a/
      μg·L−1
      丰度/×103
      cells·L−1
      Chl a/
      μg·L−1
      丰度/×103
      cells·L−1
      Chl a/
      μg·L−1
      1998—1999[20]0.54 0.56
      2003[20]0.380.17
      2009[21]3.4212.212.743.21
      2010—2011[4]142.788.9165.980
      2014[22]6.962.38
      2014-03、2014-07[23]1.7±0.747.81±3.63
      2013—2014(本研究)451.912.236391.259.2193.661.5055413.615.602

      表 5  钦州湾浮游植物丰度年际变化

      Table 5.  Annual changes of phytoplankton abundance in Qinzhou bay

      对浮游植物多样性指数进行分析,参照王迪等[10]提出的热带海区生物多样性阈值范围,前3个航次多样性指数H′平均值均在1.5以上,基本可以达到较好水平。分析2014年12月浮游植物群落,棕囊藻相比其他藻类具有竞争优势,数量剧增,该月份多样性指数平均值仅为0.93,均匀度指数仅为0.20,浮游植物群落改变较大,除棕囊藻其他藻类丰度均明显降低,角毛藻、圆筛藻等物种多样性下降明显,尤其是在棕囊藻大量出现的站位其他种类的丰度明显低于棕囊藻较少站位,因此推测棕囊藻的爆发对其他浮游植物种类产生了一定的干扰或资源竞争,使浮游植物群落结构的多样性和稳定性受到影响。

      依据聚类及差异性分析的结果,浮游植物群落结构在4个航次间存在明显差异,航次间相似度较低,季节变化明显。在生物-环境相关性分析结果中,2014年4月浮游植物群落结构和丰度分布受到盐度、亚硝酸盐、磷酸盐、氮磷比共同作用影响,在调查中发现2014年4月亚硝酸盐和磷酸盐含量明显低于其他3个航次,因此推测浮游植物丰度及分布与其相关性较大,在同航次网采浮游植物结果分析中丰度与DIN存在显著正相关[24],同时在王迪等也提到春季浮游植物丰度与活性磷酸盐含量呈显著正相关[10]。由于钦州湾夏季雨水径流增加,造成沿岸海域盐度较低,2014年8月丰度呈现外海向近岸递增的趋势,在PRIMER的相关性分析结果中,8月和盐度的相关系数最大。2014年12月出现大量棕囊藻,但不同站位丰度和Chl a浓度相差较大,Chl a浓度范围为2.31~9.43 μg/L,其丰度最高达14475.04×103 cells/L。在《赤潮灾害处理技术指南》[26]中叶绿素浓度大于6 μg/L时为赤潮发展的预警值,当发现Chl a含量超过10 μg/L并有继续增高的趋势时,就预示赤潮可能即将出现[24],造成这种现象的环境因素不容忽视。棕囊藻大规模爆发,以北部近岸最为严重,这可能与环境相关。球形棕囊藻的增殖过程对可溶性无机氮的需求量较高,特别是对硝酸盐有明显的主动吸收[27]。分析钦州湾海域营养盐状况,2014年12月硝酸盐质量浓度范围为0.170~0.271 mg/L,平均值为0.209 mg/L,而同年其他航次硝酸盐浓度平均值明显低于本月,且硝酸盐的分布为近岸高,为棕囊藻的爆发提供了物质基础。据统计,到调查时为止我国共有15次棕囊藻赤潮事件中,发生的地点集中在渤海和广东、广西,且广东、广西多出现在秋季至冬季。球形棕囊藻作为较为严重的赤潮藻类,应密切关注其动态变化,致力于发生机理及危害研究,防止引起赤潮并带来重大生态后果。

    • (1)近年来钦州湾浮游植物丰度存在较为稳定的波动变化,优势种组成也较为稳定。

      (2)与浮游植物丰度相关性较高的环境因子是氮含量,以秋冬较为显著;2014年4月浮游植物丰度与无机磷存在相关性;温度、盐度与丰度相关性主要表现在2014年8月。

      (3)多样性及均匀度指数表明钦州湾浮游植物群落结构较稳定,棕囊藻的爆发给原本较稳定的群落结构造成影响。

      (4)棕囊藻的大量爆发与环境条件密切相关,为防止赤潮灾害发生应密切关注丰度及环境变化情况。

参考文献 (27)

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