• 中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • ISSN 1007-6336
  • CN 21-1168/X

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

万山群岛海域网采浮游植物与环境因子的关系

戴明 刘华雪 吴风霞 巩秀玉 廖秀丽 黄洪辉

引用本文:
Citation:

万山群岛海域网采浮游植物与环境因子的关系

    作者简介: 戴明(1978-), 女, 浙江宁波人, 硕士, 助理研究员, 研究方向为浮游植物生态学研究, E-mail:daimmy@163.com;
    通讯作者: 黄洪辉(1972-), 男, 博士, 研究员, 研究方向为海洋生态环境保护研究, E-mail:huanghh@scsfri.ac.cn
  • 基金项目: 广东省省级科技计划项目(2014B030301051);农业部财政重大专项(NFZX2013);广东省促进经济发展专项(GDME-2018B001)
  • 中图分类号: S917;Q948

Net-phytoplankton community and its relationship with environmental factors in the Wanshan islands adjacent sea

  • 摘要: 根据2014年5月万山群岛海域生态环境调查数据,利用聚类分析和冗余分析等方法分析了网采浮游植物群落分布特征,探讨了珠江口盐度锋面生境对浮游植物群落的影响。结果表明:共发现网采浮游植物93种,硅藻门种类占73.1%。在冲淡水和外海水汇聚形成盐度锋面的混合区,水温、化学耗氧量、溶解氧、pH、叶绿素a和N:P均高,网采浮游植物丰度也最高,平均丰度为5.96×108/m3,数值达到其他两个区域平均丰度的4000倍以上,小个体硅藻中肋骨条藻丰度比例大于90.2%。在低盐区硅藻门丰度仍占80.6%,大个体硅藻门种类如锤状中鼓藻、巨圆筛藻、哈德半盘藻和美丽漂流藻等丰度呈上升趋势。在高盐区甲藻门丰度增至40.7%,形成硅藻门和甲藻门丰度联合占优势的群落结构,大个体甲藻门种类如短角角藻、纺锤角藻、大角角藻和夜光藻等丰度呈上升趋势。由于盐度变化大,网采浮游植物种类多样,且以广盐种种类和丰度占优势。万山群岛海域的水体营养特征使小型硅藻中肋骨条藻优势特别突出,而种类多样并且单一种类占主导优势的网采浮游植物群落特征,支撑了海域的高初级生产力。
  • 图 1  万山群岛采样站位

    Figure 1.  The sampling stations around Wanshan islands

    图 2  表、底层盐度和水温散点图

    Figure 2.  Scatter diagram of salinity and temperature in the surface and bottom waters

    图 3  盐度平面分布

    Figure 3.  Horizontal variability of salinity

    图 4  主成分站位排序

    Figure 4.  The polt of stations by principal component analysis

    图 5  网采浮游植物种类数、丰度、多样性指数平面分布

    Figure 5.  Horizontal variability of the species number, abundance, diversity index of net-phytoplankton

    图 6  网采浮游植物聚类图

    Figure 6.  The cluster of net-phytoplankton

    图 7  网采浮游植物和站位冗余分析排序图(1-39代表浮游植物主要种类,编号见表 3,S1-S27代表站位)

    Figure 7.  Biplots of net-phytoplankton and stations by redundancy analysis (1-39 represent the number of main phytoplankton species in table 3, S1-S27 represent the station)

    表 1  低盐区、混合区和高盐区环境因子平均值

    Table 1.  Average of environmental factors in areas of low salt water, mixed water and high salt water

    下载: 导出CSV

    表 2  低盐区、混合区和高盐区网采浮游植物群落参数平均值

    Table 2.  Average of parameters of net-phytoplankton community in areas of low salt water, mixed water and high salt water

    下载: 导出CSV

    表 3  网采浮游植物主要种类在不同分区的丰度分布图示

    Table 3.  The illustration of abundant of main net-phytoplankton species in three partitions

    下载: 导出CSV
  • [1] DONG L X, SU J L, WONG L A, et al.Seasonal variation and dynamics of the Pearl River plume[J].Continental Shelf Research, 2004, 24(16):1761-1777. doi: 10.1016/j.csr.2004.06.006
    [2] 蔡树群, 郑舒, 韦惺.珠江口水动力特征与缺氧现象的研究进展[J].热带海洋学报, 2013, 32(5):1-8. doi: 10.3969/j.issn.1009-5470.2013.05.001
    [3] 应秩甫, 陈世光.珠江口伶仃洋咸淡水混合特征[J].海洋学报, 1983, 5(1):1-10.
    [4] 杨阳, 孟强, 夏华永, 等.2006年夏季珠江冲淡水扩展及生态响应[J].热带海洋学报, 2010, 29(6):15-21. doi: 10.3969/j.issn.1009-5470.2010.06.003
    [5] 黄少彬, 李开明, 姜国强, 等.珠江口盐度锋面对营养物质和生物的影响[J].水资源保护, 2011, 27(2):18-25. doi: 10.3969/j.issn.1004-6933.2011.02.005
    [6] 张霞, 黄小平, 施震, 等.珠江口超微型浮游植物时空分布及其与环境因子的关系[J].生态学报, 2013, 33(7):2200-2211.
    [7] 张伟, 孙健, 聂红涛, 等.珠江口及毗邻海域营养盐对浮游植物生长的影响[J].生态学报, 2015, 35(12):4034-4044.
    [8] 刘华健, 黄良民, 谭烨辉, 等.珠江口浮游植物叶绿素a和初级生产力的季节变化及其影响因素[J].热带海洋学报, 2017, 36(1):81-91.
    [9] FALKOWSKI P.Ocean science:the power of plankton[J].Nature, 2012, 483(7378):S17-S20.
    [10] 戴明, 李纯厚, 贾晓平, 等.珠江口近海浮游植物生态特征研究[J].应用生态学报, 2004, 15(8):1389-1394. doi: 10.3321/j.issn:1001-9332.2004.08.018
    [11] HUANG L M, JIAN W J, SONG X Y, et al.Species diversity and distribution for phytoplankton of the Pearl River Estuary during rainy and dry seasons[J].Marine Pollution Bulletin, 2004, 49(7/8):588-596.
    [12] HARRISON P J, YIN K D, LEE J H W, et al.Physical-biological coupling in the Pearl River Estuary[J].Continental Shelf Research, 2008, 28(12):1405-1415. doi: 10.1016/j.csr.2007.02.011
    [13] SHEN P P, LI G, HUANG L M, et al.Spatio-temporal variability of phytoplankton assemblages in the Pearl River Estuary, with special reference to the influence of turbidity and temperature[J].Continental Shelf Research, 2011, 31(16):1672-1681. doi: 10.1016/j.csr.2011.07.002
    [14] LI G, LIN Q, LIN J D, et al.Environmental gradients regulate the spatial variations of phytoplankton biomass and community structure in surface water of the Pearl River Estuary[J].Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(2):129-133. doi: 10.1016/j.chnaes.2014.01.002
    [15] LU Z M, GAN J P.Controls of seasonal variability of phytoplankton blooms in the Pearl River Estuary[J].Deep Sea Research Part Ⅱ:Topical Studies in Oceanography, 2015, 117:86-96. doi: 10.1016/j.dsr2.2013.12.011
    [16] GB/T 12763.6-2007, 海洋调查规范第6部分: 海洋生物调查[S].
    [17] 戴明, 巩秀玉, 刘华雪, 等.2013年春季南沙海域不同水团中网采浮游植物群落特征[J].南方水产科学, 2015, 11(5):38-46. doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2015.05.005
    [18] 广东省气象局.2014年5月广东省气候特点[EB/OL].(2014-05-28).http://www.grmc.gov.cn/qxgk/tjsj/201405/t20140528_22878.html.
    [19] 张远辉, 王伟强, 黄自强.九龙江口盐度锋面及其营养盐的化学行为[J].海洋环境科学, 1999, 18(4):1-7. doi: 10.3969/j.issn.1007-6336.1999.04.001
    [20] 张景平, 黄小平, 江志坚, 等.2006-2007年珠江口富营养化水平的季节性变化及其与环境因子的关系[J].海洋学报, 2009, 31(3):113-120. doi: 10.3321/j.issn:0253-4193.2009.03.013
    [21] 董燕红, 蔡建东, 钱宏林.珠江口海域营养盐比及与浮游植物的关系[J].海洋通报, 2009, 28(1):3-10. doi: 10.3969/j.issn.1001-6392.2009.01.001
    [22] 颜天, 周名江, 邹景忠, 等.香港及珠江口海域有害赤潮发生机制初步探讨[J].生态学报, 2001, 21(10):1634-1641. doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2001.10.011
    [23] 宁修仁, 史君贤, 蔡昱明, 等.长江口和杭州湾海域生物生产力锋面及其生态学效应[J].海洋学报, 2004, 26(6):96-106. doi: 10.3321/j.issn:0253-4193.2004.06.011
    [24] LY J, PHILIPPART C J M, KROMKAMP J C.Phosphorus limitation during a phytoplankton spring bloom in the western Dutch Wadden Sea[J].Journal of Sea Research, 2014, 88:109-120. doi: 10.1016/j.seares.2013.12.010
    [25] HY/T 069-2005, 赤潮监测技术规程[S].
    [26] 沈竑, 洪君超.长江口中肋骨条藻赤潮发生全过程调查报告-浮游植物群落结构及细胞形态研究[J].海洋与湖沼, 1994, 25(6):591-595. doi: 10.3321/j.issn:0029-814X.1994.06.003
    [27] CERMEÑO P, FIGUEIRASF G, MARRASÉ C, et al.Marine primary productivity is driven by a selection effect[J].Frontiers in Marine Science, 2016, 3:173.
  • [1] 葛在名吴正超刘子嘉周卫文董园李芊 . 去吸附法测定珠江口颗粒附着细菌的丰度特征及其环境因子耦合研究. 海洋环境科学, 2019, 38(6): 1-6. doi: 10.12111/j.mes.20190065
    [2] 王燕王艳洁赵仕兰王震姚子伟 . 海水中溶解态总氮测定方法比对及影响因素分析. 海洋环境科学, 2019, 38(4): 644-648. doi: 10.12111/j.mes20190425
    [3] 崔丽娜徐韧 . 两台多参数水质仪在线监测比对结果分析及方法评估. 海洋环境科学, 2019, 38(4): 634-638. doi: 10.12111/j.mes20190423
    [4] 刘洪艳覃海华王珊 . 海洋沉积物中一株铁还原细菌ZQ21异化还原Fe(Ⅲ)性质分析. 海洋环境科学, 2019, 38(4): 508-512, 520. doi: 10.12111/j.mes20190404
    [5] 胡克勇耿润田沈飞飞武曲郭忠文 . 一种通用的海洋环境监测系统设计方法. 海洋环境科学, 2019, 38(4): 628-633. doi: 10.12111/j.mes20190422
    [6] 贺雨涛刘光兴房静陈洪举 . 2008年夏季南黄海浮游动物群落特征. 海洋环境科学, 2019, 38(4): 494-502. doi: 10.12111/j.mes20190402
    [7] 李汉英张红玉王霞于红兵徐玉芬刘兴健张叶春 . 海洋工程对砂质海岸演变的影响——以海南万宁日月湾人工岛为例. 海洋环境科学, 2019, 38(4): 575-581. doi: 10.12111/j.mes20190414
  • 加载中
图(7)表(3)
计量
  • 文章访问数:  455
  • HTML全文浏览量:  448
  • PDF下载量:  9
出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-29
  • 录用日期:  2018-02-07
  • 刊出日期:  2019-08-20

万山群岛海域网采浮游植物与环境因子的关系

    作者简介:戴明(1978-), 女, 浙江宁波人, 硕士, 助理研究员, 研究方向为浮游植物生态学研究, E-mail:daimmy@163.com
    通讯作者: 黄洪辉(1972-), 男, 博士, 研究员, 研究方向为海洋生态环境保护研究, E-mail:huanghh@scsfri.ac.cn
  • 广东省渔业生态环境重点实验室 农业部外海渔业开发重点实验室中国水产科学研究院南海水产研究所, 广东 广州 510300
基金项目: 广东省省级科技计划项目(2014B030301051);农业部财政重大专项(NFZX2013);广东省促进经济发展专项(GDME-2018B001)

摘要: 根据2014年5月万山群岛海域生态环境调查数据,利用聚类分析和冗余分析等方法分析了网采浮游植物群落分布特征,探讨了珠江口盐度锋面生境对浮游植物群落的影响。结果表明:共发现网采浮游植物93种,硅藻门种类占73.1%。在冲淡水和外海水汇聚形成盐度锋面的混合区,水温、化学耗氧量、溶解氧、pH、叶绿素a和N:P均高,网采浮游植物丰度也最高,平均丰度为5.96×108/m3,数值达到其他两个区域平均丰度的4000倍以上,小个体硅藻中肋骨条藻丰度比例大于90.2%。在低盐区硅藻门丰度仍占80.6%,大个体硅藻门种类如锤状中鼓藻、巨圆筛藻、哈德半盘藻和美丽漂流藻等丰度呈上升趋势。在高盐区甲藻门丰度增至40.7%,形成硅藻门和甲藻门丰度联合占优势的群落结构,大个体甲藻门种类如短角角藻、纺锤角藻、大角角藻和夜光藻等丰度呈上升趋势。由于盐度变化大,网采浮游植物种类多样,且以广盐种种类和丰度占优势。万山群岛海域的水体营养特征使小型硅藻中肋骨条藻优势特别突出,而种类多样并且单一种类占主导优势的网采浮游植物群落特征,支撑了海域的高初级生产力。

English Abstract

  • 万山群岛是珠江口外呈半环状散布的一组岛屿群,介于珠海和香港之间,受珠江冲淡水和外海潮流的共同作用,水动力条件复杂[1-2],是珠江口极为重要的盐度锋面区[3-5],在陆源物质向海输送过程中起着重要的作用,这一陆海相互作用的关键水域初级生产力颇高[5-8],形成珠江口海水鱼类重要的产卵育肥场。浮游植物作为海洋食物网的基础环节,一直是渔业资源栖息地研究的重要对象[9]。研究表明其群落特征与环境因子如水温、盐度、光照、营养盐等密切相关。有关珠江口网采浮游植物群落的研究已有较多积累[10-15],然而聚焦万山群岛盐度锋面这一局部海域的研究仍较少。本文通过聚类分析、冗余分析和主成分分析来解析2014年春季万山群岛海域网采浮游植物和环境之间的关系,既为万山群岛海域盐度锋面的生态系统研究提供基础资料,也为深入了解亚热带河口盐度锋面的物理化学生物过程提供帮助。

    • 2014年5月12~15日,使用粤珠渔31058船在万山群岛海域进行了生态环境调查,共18个采样站位(图 1)。调查项目包括水温(T)、盐度(S)、pH、溶解氧(DO)、悬浮物(SS)、化学耗氧量(CODMn)、硅酸盐(SiO32-)、无机氮(DIN)、磷酸盐(PO43-)、叶绿素a(Chl a)和网采浮游植物。

      图  1  万山群岛采样站位

      Figure 1.  The sampling stations around Wanshan islands

      水温、盐度、pH和溶解氧使用YSI 5600测定,悬浮物用GF/F滤膜重量法测定,化学耗氧量用碱性高锰酸钾法测定,硅酸盐、无机氮和磷酸盐使用Lachat QC 8500流动注射比色法测定,叶绿素a使用Turner Designs 10荧光法测定,网采浮游植物用浅水Ⅲ型浮游生物网从底至表垂直拖曳1网,收集到的网采浮游植物样品用5%的福尔马林溶液固定,带回实验室静置浓缩后在Leica DMLB生物显微镜下进行分类鉴定与计数[16]

    • 不同区域环境因子差异的显著性通过Excel无重复单因素方差分析判断。再通过Primer主成分分析(principal component analysis,PCA)研究不同区域的环境特征。环境因子间的相关性通过SPSS Pearson相关分析判断。

      网采浮游植物群落参数通过种类数、丰度、出现频率、优势度、Shannon-Wiener多样性指数和Pielous均匀度指数来描述。通过聚类分析研究网采浮游植物的组群结构,将出现站位数大于或等于3的种类数据,使用Primer 5软件采用相似性系数(bray-curtis similarity)建立二维矩阵,用组间连接法(between-groups linkage)进行物种聚类分析。

      网采浮游植物种类的区域分布特征及其与环境的关系通过冗余分析研究。首先筛选出现站位数大于或等于3的网采浮游植物主要种类,将其丰度经过log10(X+1)标准化转换,使用Canoco for Windows 4.5冗余分析(redundancy analysis,RDA)绘制网采浮游植物和站位排序图[17]

      盐度和网采浮游植物群落参数的平面分布使用ArcGIS 10.2(Geostatictics Analysis)地统计分析完成。

    • 万山群岛海域春季表、底层平均水温分别为24.8±0.8℃和23.8±0.5℃,平均盐度分别为13.30±4.38和20.74±6.37。水温在水平和垂直方向的变幅均较小,而盐度的变幅均较大。根据温盐散点图能划分出三个区块(S23-S26)、(S12、S16-S21)和(S2、S5-S8、S22、S27)(图 2),其表层平均盐度依次为6.42、13.91和16.63,底层平均盐度则为16.13、18.62和26.92。可见,西北部海域(S23-S26)表层海水受珠江冲淡水影响明显,表层盐度均小于8.50,称为低盐区;东部和南部海域(S2、S5-S8、S22、S27)底层海水受外海高盐水影响明显,底层最高盐度大于30.00,称为高盐区;中间海域(S12、S16-S21)盐度居中,称为混合区。在高盐区的担杆列岛(S5和S8)和大万山岛(S22、S23和S27)附近存在“M”字形盐度锋(图 3),其表、底层平均盐度分别为15.09和29.15,表、底层垂向盐度差达到最大。推断高盐外海水潜于低盐珠江冲淡水下方,因此海域表层平均盐度显著低于底层(p < 0.01)。

      图  2  表、底层盐度和水温散点图

      Figure 2.  Scatter diagram of salinity and temperature in the surface and bottom waters

      图  3  盐度平面分布

      Figure 3.  Horizontal variability of salinity

      混合区表、底层的水温、pH、溶解氧、悬浮物、化学耗氧量、叶绿素a和硅酸盐的平均值都最高(表 1),其表层无机氮平均浓度也最高,而底层无机氮平均浓度略低于低盐区。然而,磷酸盐平均浓度却在混合区表层最低,混合区底层最高;在低盐区和高盐区相同水层的磷酸盐平均浓度则基本接近。表层海水Si:N元素比平均值在三个区域间变化较小,底层海水Si:N平均值比表层有所增加,且在混合区最高,在高盐区最低;然而N:P变幅很大,在混合区表层N:P平均值显著高于其他两个区域,而在高盐区表、底层N:P平均值均为最低。

      表 1  低盐区、混合区和高盐区环境因子平均值

      Table 1.  Average of environmental factors in areas of low salt water, mixed water and high salt water

      环境因子主成分分析站位排序结果与温盐散点图划分的站位分区结果一致。第一主成分PC1负轴方向上基本是混合区的站位,其正轴方向上则是低盐区和高盐区的站位(图 4)。PC1中水温、pH、溶解氧、化学耗氧量、N:P和叶绿素a有较高的负权重系数,磷酸盐则有较高的正权重系数。第二主成分PC2大致将高盐区和低盐区划分在其正负轴两边。PC2中盐度有较高的正权重系数,硅酸盐和无机氮则有较高的负权重系数。相关分析表明:硅酸盐、无机氮浓度和盐度显著负相关(rSiO32-=-0.470,pSiO32- < 0.05;rDIN=-0.603,pDIN < 0.01),而磷酸盐与盐度的相关性不显著。

      图  4  主成分站位排序

      Figure 4.  The polt of stations by principal component analysis

    • 调查区共出现网采浮游植物4门38属93种(类),其中硅藻门27属68种,甲藻门9属22种,两者分别占总种类数的73.1%和23.7%,蓝藻门和金藻门种类很少。硅藻门的角毛藻属(18种)、根管藻属(7种)、圆筛藻属(7种)和甲藻门的角藻属(13种)出现种类较多。

      各站位网采浮游植物种数在14~38种之间。种类数较高的区域与盐度锋面呈对应关系,在低盐区、高盐区和混合区交汇的边界区域种类数较高。甲藻门种类数较高的区域则与高盐区呈对应关系,混合区甲藻门种类数居中,而低盐区甲藻门种类数最低(图 5ab)。

      图  5  网采浮游植物种类数、丰度、多样性指数平面分布

      Figure 5.  Horizontal variability of the species number, abundance, diversity index of net-phytoplankton

    • 网采浮游植物丰度范围在4.54×104~3.97×109 /m3之间,平均为2.32×108 /m3。硅藻门丰度占31.9%~ 99.99%,甲藻门丰度占0.03%~68.1%,蓝藻门和金藻门丰度很低且仅在部分站位出现,占站位丰度的0.8%以下。蜘洲列岛西南的S19、S21为丰度高值区,其丰度大于1.48×108 /m3;蜘洲列岛西部和东部的S20和S12丰度次之,其值分别为2.95×107 /m3和1.2×107 /m3;蜘洲列岛南部的S16~S18丰度仍明显较高,其范围在2.08×106~5.94×106 /m3之间;其余站位的丰度相对较低,变幅在4.54×104~2.20×105 /m3之间(图 5c)。

    • 中肋骨条藻(Skeletonema costatum)是海域的第一优势种,其优势度达到0.97,平均丰度为2.25×108 /m3,占海域网采浮游植物平均丰度的97.1%。混合区中肋骨条藻丰度占比最高,达90.2%~97.6%。而高盐区最东部的S2和S5中肋骨条藻丰度占比最低,小于10.0%。中肋骨条藻丰度及其占比自混合区向东西两个方向逐渐减少。

    • 混合区网采浮游植物丰度最高,其平均丰度达到另外两个区域平均丰度的4000倍以上;其站均种类数也最高,但其中丰度最高的S19种类数却最低;由于混合区中肋骨条藻丰度占比高达90.2%以上,致使网采浮游植物群落多样性指数和均匀度指数均显著低于其他区域(图 5ef)。低盐区和高盐区的网采浮游植物站均种类数、丰度、多样性和均匀度指数平均值都基本接近,然而,两者的种类组成有一定差异,低盐区硅藻门丰度占主体,甲藻门丰度次之,两者分别占80.6%和19.4%;高盐区则是硅藻门和甲藻门丰度联合占优势,甲藻门平均丰度占比达到40.7%,尤其是东部的S2和S5甲藻门丰度占比达到57.0%和68.1%(图 5d表 2)。大个体甲藻门种类如短角角藻、纺锤角藻、大角角藻和夜光藻等丰度在高盐区呈上升趋势。

      表 2  低盐区、混合区和高盐区网采浮游植物群落参数平均值

      Table 2.  Average of parameters of net-phytoplankton community in areas of low salt water, mixed water and high salt water

    • 网采浮游植物主要种类(表 3)可以聚类成3个组群(图 6)。组群1种类组成简单,组群2和组群3种类组成复杂。组群1和组群2为高出现频率种类,大多出现频率在50.0%~100.0%,组群3为低出现频率种类,大多出现频率低于40.0 %。

      表 3  网采浮游植物主要种类在不同分区的丰度分布图示

      Table 3.  The illustration of abundant of main net-phytoplankton species in three partitions

      图  6  网采浮游植物聚类图

      Figure 6.  The cluster of net-phytoplankton

      组群1由丰度最高的中肋骨条藻和丰度次高的热带骨条藻(S.tropicum)组成,它们在混合区的丰度显著高于其他区域(p < 0.05)。

      组群2中的紧密角管藻(Cerataulina compacta)、窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)、并基角毛藻(C.decipiens)和洛氏角毛藻(C.lorenzianus)是万山群岛海域丰度次重要的4个种类(表 3),在混合区丰度较高,数值达到其他区域平均丰度的10倍以上。组群2中其他种类均为万山群岛海域常见广布种类,其丰度较低,且三个区域间丰度差异变小(表 3)。组群3的种类出现频率和丰度进一步降低,在三个区域间丰度差异较小。其中差异稍大的是锤状中鼓藻(Bellerochea malleus)、巨圆筛藻(C.gigas)、哈德半盘藻(Hemidiscus hardmannianus)和美丽漂流藻(Planktoniella formosa),这4个种类在低盐区丰度较高(表 3)。

    • 万山群岛海域网采浮游植物生态类型适温性大都是暖水种、暖温带种和广温种,3个区域网采浮游植物种类的适温性没有明显差异。网采浮游植物的适盐性以广盐种和近海种为主,分别占43.6%和38.5%,另外大洋种占17.9%。在混合区出现的广盐种、近海种和大洋种种类数均最多;在低盐区大洋种出现频率较低;而在高盐区广盐种和近海种的出现频率较低。在网采浮游植物丰度组成中,广盐种平均丰度占65.1%~99.9%,近海种平均丰度占0.04%~31.7%,大洋种平均丰度占0.004%~4.1%。其中广盐种在混合区丰度占比最高,近海种在低盐区丰度占比最高,大洋种在高盐区丰度占比最高(图 7)。

      图  7  网采浮游植物和站位冗余分析排序图(1-39代表浮游植物主要种类,编号见表 3,S1-S27代表站位)

      Figure 7.  Biplots of net-phytoplankton and stations by redundancy analysis (1-39 represent the number of main phytoplankton species in table 3, S1-S27 represent the station)

    • 网采浮游植物与环境冗余分析蒙特卡罗置换检验显示:对网采浮游植物具有显著影响的环境因子为水温、盐度、化学耗氧量、溶解氧、pH、叶绿素a和N:P。结合环境因子主成分分析结果,在混合区,水温、化学耗氧量、N:P和叶绿素a含量均最高,网采浮游植物丰度也最高,随着网采浮游植物丰度增加,通过光合作用向水体的释氧率增加,不仅水体溶解氧上升,而且产生的OH-超过海水pH缓冲容量,使海水的pH升高[4, 7]

    • 盐度会影响网采浮游植物的群落结构。珠江冲淡水自西北向南下泄至珠海-香港海域后,不断与东南方向入侵的高盐外海水混合,在万山群岛海域形成强大自北向南逐渐升高的盐度锋[4-5]。并且受科氏力作用出现淡水偏于西、咸水流于东的分布,形成自西向东逐渐升高的盐度梯度[3]。垂直方向上高盐外海水潜于珠江冲淡水下方。如此复杂的盐度条件使万山群岛海域整体以广盐种和近海种网采浮游植物为主,大洋种次之。三个分区的网采浮游植物种类又各有不同,在低盐区大洋种出现频率最低,在高盐区广盐种和近海种出现频率最低,在水团交汇的混合区广盐种、近海种和大洋种出现的种类数均最多。另一方面,广盐种丰度也最占优势,在混合区其最高丰度占比为99.9%。近海种在低盐区丰度占比最高为31.7%,大洋种在高盐区丰度占比最高为4.1%。上述两点说明,调查期间珠江冲淡水对网采浮游植物的影响作用大于高盐外海水。一方面,根据广东省气象局统计数据显示2014年5月珠三角平均降水量达到400 mm以上[18],调查期间的珠江冲淡水较往年同期偏强,因此对网采浮游植物的影响较明显。另一方面,由于外海水潜于珠江冲淡水下方,而网采浮游植物需生长在真光层中进行光合作用,因此上层低盐高营养盐的珠江冲淡水对网采浮游植物的丰度影响更加凸显。

    • 万山群岛海域硅酸盐、无机氮浓度和盐度显著负相关,说明珠江冲淡水的携带作用和高盐水的稀释作用使硅酸盐和无机氮浓度呈现从上流到下流逐渐降低的保守行为。在珠江冲淡水的携带作用下,万山群岛海域表层硅酸盐和无机氮平均含量分别达到112.75±33.38 μmol/L和55.19±16.04 μmol/L,Si:N平均值为2.12,硅酸盐含量尤其丰富,因此多年来硅藻门丰度占优势[6, 11, 13]。混合区硅酸盐浓度最高,硅藻门平均丰度占比高达99.7%;低盐区硅酸盐浓度次之,硅藻门平均丰度占比为80.6%,高盐区硅酸盐浓度最低,硅藻门平均丰度占比降至59.3%。硅藻门的丰度占比与硅酸盐浓度显著正相关(p < 0.05)。

      磷酸盐与盐度的相关性不显著。由于磷酸盐的缓冲机制,它能被悬浮物大量吸附,并在悬浮物浓度较低的河口下流向水体释放出磷酸盐,使海域的磷酸盐浓度变化较小[19]。表层磷酸盐平均浓度为0.81±0.37 μmol/L,89 %的站位N:P在30以上,属于磷限制富营养化水平[20],网采浮游植物生长受到磷酸盐的限制[6, 20-21]。N:P增高将有利于硅藻门种类的生长[22],混合区表层平均N:P高值与硅藻门丰度高值区对应,并且万山群岛海域的硅藻门丰度占比与N:P显著正相关(p < 0.05)。混合区高丰度的硅藻迅速生长,大量消耗磷酸盐,导致其表层磷酸盐平均浓度降至最低[23],然而死亡的网采浮游植物在降解过程中重新释放出磷酸盐,使混合区底层磷酸盐平均浓度又升至最高[20]。此外,在表层磷酸盐匮乏条件下,小个体浮游植物具有更强的生长优势[24],因此在混合区丰度前六位的种类中肋骨条藻、热带骨条藻、紧密角管藻、窄隙角毛藻、并基角毛藻和洛氏角毛藻均为小个体种类。尤其是中肋骨条藻最高丰度达到3.86×109 /m3,接近赤潮爆发基准丰度(>1010 /m3)[25]。中肋骨条藻在不利条件下有5%~7.8%的藻体形成休眠孢子[26]。由于中肋骨条藻营养细胞的高繁殖力结合休眠孢子的再萌发,万山群岛海域反复出现中肋骨条藻高丰度优势群落的可能性很高[13-15]。这种由繁殖最快的单一种类占据网采浮游植物丰度主体优势的生长模式,是海洋初级生产中资源极大化利用的一种方式[27]

    • 万山群岛这一陆海相互作用的盐度锋海域,珠江冲淡水和外海高盐水势力相互作用,网采浮游植物种类丰富,硅藻门种类和丰度最占优势,尤其是在混合区小个体硅藻门种类中肋骨条藻的丰度占比达到90.2%以上,使混合区的网采浮游植物的丰度高达其他区域的4000倍以上。网采浮游植物种类多样而且中肋骨条藻单一种类在混合区丰度极高的群落特征,既能支撑万山海域的高初级生产力,又有储备高繁殖力物种进行种类更替的能力,这对附近产卵育肥的鱼类种群具有重要的意义。

参考文献 (27)

目录

    /

    返回文章