衢山島海域秋季浮游植物群落組成及影響因素

高瑜，江志兵，朱旭宇，周青松，陳全震，曾江寧

（國(guó)家海洋局第二海洋研究所 國(guó)家海洋局海洋生態(tài)與生物地球化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310012）

衢山島位于舟山群島的中北部，是我國(guó)第七大島，它處于長(zhǎng)江、錢塘江入海口外緣，屬于舟山漁場(chǎng)的岱衢漁場(chǎng)海域。地理、水文、生物等優(yōu)越自然條件，使岱衢漁場(chǎng)成為適宜多種魚類繁殖、生長(zhǎng)、索餌、越冬的生活棲息地，其中以大黃魚尤為出名。但由于舟山群島位于長(zhǎng)江下游，長(zhǎng)江、錢塘江等陸地徑流帶入了大量的營(yíng)養(yǎng)鹽，使得該海域富營(yíng)養(yǎng)化十分嚴(yán)重（劉雪芹，2005），赤潮爆發(fā)頻繁。

浮游植物是海洋食物鏈中最基本的環(huán)節(jié)，是一些經(jīng)濟(jì)魚類的重要餌料。國(guó)內(nèi)對(duì)舟山漁場(chǎng)鄰近海域的浮游植物調(diào)查研究已有不少的報(bào)道。張賓等（2011）對(duì)舟山漁場(chǎng)氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)浮游植物的限制進(jìn)行了研究。魏娜等（2010）對(duì)舟山漁場(chǎng)浮游植物的時(shí)空分布以及優(yōu)勢(shì)度進(jìn)行了分析。劉子琳等（2001）分析了杭州灣—舟山漁場(chǎng)浮游植物的現(xiàn)存量并且計(jì)算了其初級(jí)生存力。朱根海等（2009）對(duì)衢山島西北部崎嶇列島的浮游植物和水環(huán)境狀況進(jìn)行了研究。此外，還有不少學(xué)者對(duì)衢山島海域的漁業(yè)資源進(jìn)行了研究（陳華等，2009；李建生等，2006）。但尚無專門針對(duì)衢山島海域浮游植物的研究，故筆者于2010年秋季大小潮期間對(duì)衢山島海域的浮游植物進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)調(diào)查結(jié)果做出分析，為深入了解該海區(qū)生態(tài)系統(tǒng)變化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。此外，舟山是浙江實(shí)行海洋經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的重點(diǎn)區(qū)域，舟山的海洋經(jīng)濟(jì)必將迎來新的開發(fā)熱潮，其所面臨的海洋環(huán)境問題也必將更加突出，浮游植物的變化情況，可以作為水質(zhì)監(jiān)測(cè)以及評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。因此，對(duì)該海域浮游植物的調(diào)查研究，具有重要的理論和實(shí)踐意義。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集與處理

浮游植物樣品于2010年秋季大潮（10月22日-10月24日）和小潮（10月6日-10月14日）采集于衢山島鄰近海域23個(gè)大面站（圖1）。采用網(wǎng)目為76 μm的淺Ⅲ浮游生物網(wǎng)從底至表作垂直拖網(wǎng)采集浮游植物樣品，并用流量計(jì)計(jì)算濾水量。樣品用中性甲醛固定，經(jīng)濃縮后用Leica DM2500顯微鏡觀察、鑒定和計(jì)數(shù)。水質(zhì)分析指標(biāo)分表底兩層采集，但考慮到表層指標(biāo)與浮游生物有較大關(guān)系，實(shí)際分析時(shí)僅采用表層指標(biāo)（陳雷等，2009）。水質(zhì)分析項(xiàng)目有水溫、鹽度、可溶性磷酸鹽、可溶性無機(jī)氮、懸浮物等。水化學(xué)樣品采集、處理和測(cè)定以及浮游植物樣品的采集、貯存、運(yùn)輸、預(yù)處理及實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)定均按《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》進(jìn)行（國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，1992，1999）。

1.2 數(shù)據(jù)處理

圖1 衢山島浮游植物采樣站位圖

分析浮游植物群落結(jié)構(gòu)指數(shù)的計(jì)算方法（孫軍等，2003）：（1）香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)（H′，Shannon-Wiener index）（2）物種優(yōu)勢(shì)度，Y=ni·fi/N0；（3）Pielou均勻度指數(shù)，J=H′/log2S。式中：S為每站位所包含的總物種數(shù)；N為樣品中的總個(gè)體數(shù)；ni為樣品中第i種的個(gè)體數(shù)。

應(yīng)用sufer 8.0繪制采樣站位圖以及細(xì)胞豐度圖。群落結(jié)構(gòu)分析使用PRIMER 6.0軟件完成。

2 結(jié)果

2.1 浮游植物物種組成

大、小潮期間衢山島海域采共有浮游植物7門181種。其中，硅藻133種（占73.9%）；甲藻38種（占21.1%），藍(lán)藻4種（2.2%），綠藻和金藻各2種（各占1.1%），黃藻和裸藻各1種（各占0.6%）。

大潮期間，共有浮游植物6門148種，其中硅藻109種（占73.6%），甲藻33種（占22.3%），藍(lán)藻和金藻各2種（各占1.4%），綠藻和裸藻各1種（各占0.7%）；小潮期間，共有浮游植物7門114種，種類數(shù)低于大潮期間，其中硅藻80種（占70.2%），甲藻26種（占22.8%），藍(lán)藻3種（占2.6%），金藻2種（占1.8%），綠藻、黃藻和裸藻各1種（各占0.9%）。

2.2 浮游植物細(xì)胞豐度分布及優(yōu)勢(shì)種

大潮期間，衢山島海域浮游植物細(xì)胞豐度為 2.21×104～19 637.25×104個(gè)/m3， 平 均 值 為2221.62×104個(gè)/m3。浮游植物細(xì)胞豐度高值區(qū)分布在大衢山北部黃澤山鄰近海域（D14、D15、D16、D18和D20站），該區(qū)細(xì)胞豐度平均值為9 800.82×104個(gè)/m3；浮游植物細(xì)胞豐度低值區(qū)位于大衢山至大長(zhǎng)途島海域（S13、S14、S16、S17和S19站），平均值僅為17.69×104個(gè)/m3（圖2a）。

圖2 大小潮期間衢山島浮游植物細(xì)胞豐度（×104個(gè)/m3）（a.大潮；b.小潮）

小潮期間，衢山島海域浮游植物細(xì)胞豐度為5.90×104～58.10×104個(gè)/m3，平均值為 29.28×104個(gè)/m3。浮游植物細(xì)胞豐度分布高值區(qū)分布在大衢山至大長(zhǎng)途島海域（S13、S14、S16、S17和S19站），平均值高達(dá)42.28×104個(gè)/m3；浮游植物細(xì)胞豐度低值區(qū)位于調(diào)查海域西北部（D02、D05、D10、D14和D15站位附近），平均值僅為17.14×104個(gè)/m3（圖2b）。

本次調(diào)查，衢山島秋季大潮期間浮游植物的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種為中肋骨條藻（Y=0.987 2），這與魏娜等對(duì)舟山漁場(chǎng)海域的研究結(jié)果是相符合的。而本次調(diào)查區(qū)分了大小潮，小潮期間其優(yōu)勢(shì)種為中肋骨條藻、瓊氏圓篩藻、整齊圓篩藻等。將大潮期間優(yōu)勢(shì)種前兩位，小潮期間優(yōu)勢(shì)種前五位列于表1。

表1 調(diào)查站位浮游植物優(yōu)勢(shì)種

本次調(diào)查海域浮游植物的數(shù)量分布和變化具有顯著的潮周期變化特點(diǎn)，表現(xiàn)在大潮期間浮游植物種類和細(xì)胞豐度明顯高于小潮期。大潮期間，細(xì)胞豐度的高值區(qū)集中于衢山島北部的D14、D15、D16、D18和D20站，而小潮期間，細(xì)胞豐度的高值區(qū)分布較為平均，且浮游植物的優(yōu)勢(shì)種較為多樣。

2.3 群落多樣性分析

大潮期間調(diào)查區(qū)浮游植物的多樣性指數(shù)介于0.06～2.18，平均值為0.65，最低值出現(xiàn)在D20、D07、D16站；群落均勻度指數(shù)介于0.02～0.69，平均值為0.20。小潮期間此海域浮游植物的多樣性指數(shù)介于0.49～1.74，平均值為1.10，最低值出現(xiàn)在S16站；群落均勻度指數(shù)介于0.17～0.57，平均值為0.35。調(diào)查海域浮游植物的香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)列于表2。

2.4 群落聚類分析

分別對(duì)大小潮23個(gè)站位的浮游植物進(jìn)行Cluster聚類（圖3、圖4）。Cluster結(jié)果以40%的群落結(jié)構(gòu)相似性來劃分，則23個(gè)站位大潮期間可分為5組，其中D14、D16、D20、D18、D15分為一組，S19和S14 各為一組，S17、S11、S16、D11、S13、S08 分為一組，其余站位分為一組；小潮期間可分為4組，其中S17和D10各為一組，D02、S03、S14、S06、S11、D14、D12分為一組，其余站位分為一組。

表2 大小潮期間衢山島海域浮游植物群落生物多樣性指數(shù)

圖3 大潮期間衢山島海域浮游植物群落的聚類圖

圖4 小潮期間衢山島海域浮游植物群落的聚類圖

大潮期間，群落相似性呈明顯斑塊分布，D14、D16、D20、D18、D15 5個(gè)站位是浮游植物細(xì)胞豐度的高值區(qū)，位于衢山島的北部，S19和S14雖在聚類中分屬不同的類群，但都是浮游植物細(xì)胞豐度的低值區(qū)，且位于衢山島的東南部；小潮期間，群落相似性分布的規(guī)律性不明顯。由此可見，潮汐對(duì)浮游植物的種類組成和細(xì)胞豐度都有著顯著影響。

2.5 衢山島海域水質(zhì)情況

大潮期間，衢山島海域無機(jī)氮分布情況為衢山島北部高于南部（圖5a），平均濃度為0.81 mg/L，最高值位于D16站位，達(dá)1.11 mg/L；無機(jī)磷含量分布較為均勻（圖5b），平均濃度為0.04 mg/L。

小潮期間，無機(jī)氮分布同樣為衢山島北部海域稍高于南部（圖5c），平均濃度為1.04 mg/L，最高值位于D10站位，達(dá)1.18 mg/L；無機(jī)磷含量與大潮期無較大差異（圖5d），平均值為0.04 mg/L。

根據(jù)中華人民共和國(guó)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 3097-1997），衢山島海域無機(jī)氮含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過四類水標(biāo)準(zhǔn)（無機(jī)氮<0.50 mg/L），活性磷酸鹽含量也僅僅是三類水范圍。由此可見，衢山島海域富營(yíng)養(yǎng)化程度較為嚴(yán)重。

在本次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，大小潮對(duì)衢山海域的溫度、鹽度、pH影響極小，無機(jī)氮和活性磷酸鹽的含量在大小潮期間的差異也并不顯著，但是懸浮物濃度差異卻極為明顯。大潮期間，衢山島海域懸浮物濃度平均值為464.02 mg/L，而小潮期懸浮物平均濃度僅為35.16 mg/L。故僅選取無機(jī)氮、活性磷酸鹽及懸浮物3個(gè)參數(shù)與浮游植物豐度做相關(guān)性分析。結(jié)果表明（表3），衢山島海域浮游植物豐度與無機(jī)氮、無機(jī)磷含量無顯著相關(guān)關(guān)系，但與懸浮物濃度呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

表3 大小潮期間浮游植物豐度與環(huán)境因子相關(guān)系數(shù)

3 討論

3.1 浮游植物群落與水團(tuán)、營(yíng)養(yǎng)鹽等環(huán)境因子的關(guān)系

衢山島附近海域至少存在3個(gè)主要水團(tuán)，分別為江浙沿岸水、臺(tái)灣暖流表層水和黃海混合水（張啟龍等，2007）。江浙沿岸水低溫低鹽，而臺(tái)灣暖流則是高溫高鹽，寒暖流在此交匯，使得此區(qū)域溫度適宜，非常適合浮游植物的生長(zhǎng)，從而為漁場(chǎng)的形成創(chuàng)造了良好條件。

本海域營(yíng)養(yǎng)鹽的來源一方面是由于長(zhǎng)江徑流攜帶大量陸源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，另一方面臺(tái)灣暖流的入侵也為本海域提供了磷酸鹽的補(bǔ)充（Chung et al，1999），因而營(yíng)養(yǎng)鹽并不是該海域浮游植物生長(zhǎng)的限制因子。大潮期間，調(diào)查海域水體渾濁，透明度低，水環(huán)境條件極不穩(wěn)定，多數(shù)種類很難繁殖生長(zhǎng)，但是中肋骨條藻卻占據(jù)了細(xì)胞豐度98%的比例，說明中肋骨條藻適宜偏淡水低鹽環(huán)境，尤其是在徑流量偏大水域（唐峰華等，2010）。

根據(jù)文獻(xiàn)資料（徐兆禮 等，1999；楊世民，2006；王全喜等，2008）及水團(tuán)因素，將調(diào)查區(qū)浮游植物分為：（1）近岸種，代表種為中肋骨條藻Skeletoema costatum和瓊氏圓篩藻Coscinodiscus joneianus以及伏氏海線藻 Thalassionema frauenfeldii等，在此次調(diào)查出現(xiàn)的浮游植物中，這些種類是數(shù)量上具有舉足輕重的優(yōu)勢(shì)種；（2）淡水種，代表性種為黃絲藻Triboneema sp.、顫藻Oscillatoria sp.、具孔盤星藻Pediastrum clathratum、單角盤星藻Pediastrum simplex等。衢山島海域位于長(zhǎng)江沖淡水的稀釋區(qū)域，這些淡水種主要由長(zhǎng)江徑流輸入，但秋季為長(zhǎng)江平水期，故本類浮游植物出現(xiàn)數(shù)量均不大；（3）外海高鹽種，代表種為虹彩圓篩藻Coscinodiscus oculus-iridis、筆尖形根管藻Rhizosolenia styliformis、密連角毛藻Chaetoceros densus等，本類群則由外海水?dāng)y帶而來。

3.2 浮游植物多樣性分析

浮游植物群落的香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)可以作為評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量的依據(jù)（陳碧鵑等，2001）。物種組成的多少及每個(gè)物種個(gè)體數(shù)量是衡量生物群落多樣性的基礎(chǔ)，且各個(gè)物種間的均勻程度也是衡量多樣性的重要因素（Magurran，1988）。《水生生物監(jiān)測(cè)手冊(cè)》（國(guó)家環(huán)保局水生生物監(jiān)測(cè)手冊(cè)編委會(huì)，1993）中指出，當(dāng)0＜H′＜1時(shí)，表明水體受到人為的重度影響；當(dāng)H′=1～3時(shí)，表明水體受到人為的中度影響。此外，實(shí)踐應(yīng)用中，當(dāng)均勻度J＞0.3時(shí)，表明海區(qū)內(nèi)浮游植物的多樣性較好（馬建新等，2002）?，F(xiàn)取H′＜1且J＜0.3作為多樣性較差的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各站位進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)：大潮期間，除 S13、S17、S19、S14、S08、D05 6 個(gè)站外，其他站位的多樣性均較低；小潮期間，群落的多樣性較大潮有所好轉(zhuǎn)，只有S13、S19、S16、S14、S06、D20、D18、D11、D07站位多樣性水平較低。當(dāng)優(yōu)勢(shì)種較多，或無優(yōu)勢(shì)性特別突出的種類，此時(shí)浮游植物群落結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的（Pinckney et al，1998），所以，小潮期衢山島海域浮游植物群落穩(wěn)定性優(yōu)于大潮期。

3.3 潮周期對(duì)浮游植物群落的影響

衢山島海域浮游植物的種類和細(xì)胞豐度具有明顯的潮周期變化特征，大潮期間浮游植物種類以及細(xì)胞豐度均大于小潮期，且大潮期間浮游植物總量斑塊分布現(xiàn)象比小潮期間明顯。衢山島所處海域位于以強(qiáng)潮和流作用為主要特點(diǎn)的強(qiáng)動(dòng)力環(huán)境中，漲、落潮歷時(shí)受到長(zhǎng)江和錢塘江入海徑流的顯著影響（陳沈良，2000），水動(dòng)力實(shí)際上對(duì)本海區(qū)浮游植物的分布起著一種輸移和聚集的作用（顧新根等，1995）。大潮期潮流急、流量大，在此潮流作用下位于外海浮游植物向近岸擴(kuò)展，而小潮期間潮流流速相對(duì)較緩，此時(shí)浮游植物隨水流向外海擴(kuò)散，由此導(dǎo)致了浮游植物在大小潮期間數(shù)量的差異。

4 結(jié)論

（1）大、小潮期間衢山島海域共鑒定出浮游植物7門180種。其中，硅藻133種，占總種數(shù)的73.89%，是衢山島海域浮游植物群落的主要類群；甲藻38種，占總種數(shù)的28.50%；藍(lán)藻4種，綠藻和金藻各2種，黃藻和裸藻各1種。大潮期浮游植物種類數(shù)大于小潮期。

（2）大潮期間，衢山島海域浮游植物平均細(xì)胞豐度為2 221.62×104個(gè)/m3，中肋骨條藻為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種；小潮期間，浮游植物平均細(xì)胞豐度為29.28×104個(gè)/m3，此時(shí)出現(xiàn)了中肋骨條藻、瓊氏圓篩藻、整齊圓篩藻、東海原甲藻等較為多樣的優(yōu)勢(shì)種。

（3）大潮期間，衢山島海域的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)的均值分別為0.65、0.20、2.56；而小潮期間，其三大指數(shù)的均值分別為1.10、0.35、2.75。因此總體來說，衢山島海域小潮期間的生物多樣性和豐富度尚好，群落結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。但大潮期間的生物多樣性較差。

（4）通過聚類分析，大潮期間衢山島海域浮游植物群落可以分為5個(gè)類群。小潮期間可以分為4個(gè)類群。不同類群之間差異性顯著。

（5）影響衢山島海域浮游植物種類和數(shù)量分布的決定性因素是潮汐，光照是影響浮游植物豐度的重要因素，而營(yíng)養(yǎng)鹽并沒有成為該海域浮游植物生長(zhǎng)的限制因子。

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