黃河入?？谒蚋∮沃参锏娜郝涮卣?/h1>

2012-11-22 00:39:25鞏俊霞楊秀蘭張明磊杜興華王志忠張金路陳述江陳秀麗段登選

長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)訂閱 2012年7期 收藏

關(guān)鍵詞：入海口豐水期均勻度

鞏俊霞，楊秀蘭，劉 飛，張明磊，杜興華 王志忠，張金路，陳述江，陳秀麗，段登選

(山東省淡水水產(chǎn)研究所，山東 濟(jì)南 250117)

黃河入?？谒蚋∮沃参锏娜郝涮卣?/p>

鞏俊霞，楊秀蘭，劉 飛，張明磊，杜興華 王志忠，張金路，陳述江，陳秀麗，段登選

(山東省淡水水產(chǎn)研究所，山東 濟(jì)南 250117)

于2008年和2009年枯水期與豐水期對(duì)黃河入海口水域中的浮游植物進(jìn)行了調(diào)查研究，并分析了浮游植物的群落結(jié)構(gòu)、豐度與變化。結(jié)果表明：共鑒定出浮游植物8門(mén)63種，其中硅藻門(mén)的種類(lèi)最多，占41.27%；浮游植物的枯水期豐度均高于豐水期；黃河入?？谒蚋∮沃参锒鄻有院途鶆蚨染^好，浮游植物群落結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，2008年枯水期多樣性指數(shù)與均勻度都高于2009年枯水期，2008年豐水期多樣性指數(shù)低于2009年豐水期，而均勻度則高于2009年豐水期；黃河入?？谒蚩傮w為磷限制水體。

黃河入海口水域；浮游植物；豐度；多樣性指數(shù)；優(yōu)勢(shì)度；均勻度

浮游植物是海洋中最主要的初級(jí)生產(chǎn)力，其生物量的多少直接反映了海域的肥瘠程度和所能養(yǎng)育生物資源的能力。浮游植物群落在環(huán)境改變時(shí)可以靈敏而迅速地反映環(huán)境的變化，而且不同的浮游植物的群落結(jié)構(gòu)決定了其在生態(tài)系統(tǒng)中的功能差異，所以研究浮游植物變化是當(dāng)今海洋生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一[1]。

黃河入?？谒蚴屈S河入海的通道，也是許多江海魚(yú)類(lèi)的洄游通道、產(chǎn)卵場(chǎng)和索餌場(chǎng)。黃河入?？谒蛩沫h(huán)境復(fù)雜多變，近年來(lái)由于受人類(lèi)活動(dòng)和陸源污染物排放等因素的影響，水質(zhì)逐漸趨于富營(yíng)養(yǎng)化。黃河入?？谒蛭挥诓澈硸|南部和萊州灣西北部，海岸帶曲折、漫長(zhǎng)，沿岸有黃河等10多條河流由此入海，徑流量大并攜帶大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和一定泥沙流入河口海域，海域水質(zhì)肥沃，浮游生物生物量大，與外洋海水有不同程度的阻隔，生物交換受到一定的約束。因此，黃河入海口水域浮游植物的群落特征具有一定的代表性。根據(jù)2008年和2009年對(duì)黃河入?？谒蚋∮沃参?個(gè)航次的調(diào)查資料，本研究對(duì)浮游植物的種類(lèi)組成、數(shù)量分布、生物多樣性及其與環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行分析，以期為黃河入?？谒虻纳鷳B(tài)環(huán)境、養(yǎng)殖環(huán)境容量的評(píng)估以及合理的開(kāi)發(fā)提供科學(xué)的依據(jù)。

圖1 黃河入?？谒虿蓸狱c(diǎn)的分布

1 材料與方法

1.1 調(diào)查水域與站位布設(shè)

研究區(qū)域主要是黃河入?？诩班徑?E119°4.815′～119°38.140′，N37°25.140′～37°59.152′)，調(diào)查水域面積約為1000余km2。調(diào)查共布設(shè)14個(gè)站位，調(diào)查站位詳見(jiàn)圖1。

1.2 樣品的采集與分析

1.2.1 浮游植物

分別于2008年和2009年的枯水期(5月)與豐水期(8月)對(duì)黃河入?？谒蜻M(jìn)行了4次采樣調(diào)查，浮游植物的采樣方法和分類(lèi)鑒定執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《海洋調(diào)查規(guī)范》[2]、《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》[3]和《海洋浮游生物圖譜》[4]。采水器為5LQCC15-5型卡蓋式，各采樣站位均采集上、中、下3層海水的混合樣品，濃縮后、搖勻，計(jì)數(shù)；每個(gè)采樣站位計(jì)數(shù)2～3次(片)，每次計(jì)數(shù)50個(gè)視野，并用視野法公式換算成每升細(xì)胞個(gè)數(shù)(豐度)。

1.2.2 水樣

采用YSI556-MPS水質(zhì)快速測(cè)定儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定pH、鹽度、溫度、溶解氧等指標(biāo)。采集的水樣經(jīng)處理后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)鹽分析測(cè)定，水樣的采集、現(xiàn)場(chǎng)處理和分析測(cè)定均執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《海洋調(diào)查規(guī)范》[2]和《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》[3]。

1.3 指標(biāo)計(jì)算

物種的多樣性指數(shù)、均勻度和優(yōu)勢(shì)度分別按下式計(jì)算。

均勻度J=H′/log2S[6]

優(yōu)勢(shì)度D=(ni/N)×fi[7]

式中，H′為多樣性指數(shù)，S為物種數(shù)目，Pi為屬于種i的個(gè)體在全部個(gè)體中的比例，Pi=ni/N。fi為屬于種i的個(gè)體在各站位中出現(xiàn)的頻率，J為均勻度。N為樣品的總個(gè)數(shù)；ni為樣品中i種的個(gè)數(shù)。取浮游植物優(yōu)勢(shì)度D≥0.02的種為優(yōu)勢(shì)種[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類(lèi)組成及變化

鑒定出黃河入海口水域浮游植物共有8門(mén)63種(表1)，硅藻門(mén)種類(lèi)最多，計(jì)26種，占41.27%，其中出現(xiàn)頻率較高的屬有海鏈藻(Thalassiosira)、中肋骨條藻(Skeletonemacostatum)、圓篩藻(Coscindiscus)；甲藻門(mén)11種，占17.46%，常見(jiàn)屬為夜光藻(Noctilucascientillans)；綠藻門(mén)9種，占14.29%，出現(xiàn)率較高的屬有小球藻(Chlorella)、扁藻(Platymonaspeculata)；藍(lán)藻門(mén)7種，占11.11%，金藻門(mén)4種，占6.35%，隱藻門(mén)3種，占4.76%，尖隱藻(Cryptomonas)、蘭隱藻(Chroomonas)的出現(xiàn)率較高；黃藻門(mén)2種，占3.17%，卡盾藻(Chattonella)出現(xiàn)率較高；裸藻門(mén)1種，占1.59% 。

該水域2009年浮游植物種類(lèi)數(shù)量高于2008年，浮游植物種數(shù)以硅藻門(mén)為主。2008年檢出浮游植物8門(mén)40種，枯水期8門(mén)25種，豐水期7門(mén)27種；2009年檢出8門(mén)53種，枯水期8門(mén)33種，豐水期鑒8門(mén)46種。豐水期浮游植物種類(lèi)數(shù)量均高于枯水期；這可能與黃河豐水期徑流量大、帶有淡水種類(lèi)和河口半咸水種類(lèi)，同時(shí)伴隨洋流又?jǐn)y帶咸水種類(lèi)等因素有關(guān)。

2.2 優(yōu)勢(shì)種類(lèi)

不同年份和同一年份的不同時(shí)期，黃河入海口水域浮游植物優(yōu)勢(shì)種類(lèi)有所不同。2008年枯水期優(yōu)勢(shì)種為小球藻、扁藻、海鏈藻、尖隱藻、尖尾蘭隱藻和卡盾藻，豐水期則為扁藻、海鏈藻、尖隱藻、鹽田蘭隱藻、棕囊藻和卡盾藻；2009年枯水期優(yōu)勢(shì)種為小球藻、扁藻、尖尾蘭隱藻和卡盾藻，豐水期則為小球藻、扁藻、卡盾藻、尖隱藻和尖尾蘭隱藻。其中扁藻和卡盾藻為每次調(diào)查的優(yōu)勢(shì)種；夜光藻數(shù)量枯水期顯著高于豐水期，2008年枯水期其出現(xiàn)率達(dá)92.86%，平均豐度為5.9×105ind/m3，2009年出現(xiàn)率則達(dá)100%，平均豐度為2.6×105ind/m3，由于其個(gè)體較大(直徑1000μm左右),因此在浮游植物生物量中占有明顯優(yōu)勢(shì)。

2.3 豐度分布

表2列出了黃河入?？谒蚋∮沃参飻?shù)量均值和豐度變動(dòng)范圍。從浮游植物豐度均值來(lái)看，枯水期浮游植物豐度均高于豐水期，這種變化反映了本水域浮游植物的季節(jié)變動(dòng)規(guī)律；同時(shí)期內(nèi)浮游植物豐度最高站位比最低站位高4～8倍，充分反映了黃河入海口水域浮游植物平面分布的不均勻性。在4個(gè)航次的調(diào)查中，1號(hào)站位浮游植物豐度均最高，可能是因?yàn)?號(hào)站位所處位置風(fēng)浪較小，水體流動(dòng)性較差，距離黃河入海位置較遠(yuǎn)，混濁度小，利于浮游植物的生長(zhǎng)繁殖。

表1 黃河入?？谒蚋∮沃参锏奈锓N組成(2008，2009)

表2 黃河入?？谒蚋∮沃参锏呢S度均值和站間豐度變動(dòng)范圍 107ind/m3

不同年份枯水期浮游植物豐度分布不盡相同。2008年枯水期豐度從河口南部向河口中南部呈逐漸降低趨勢(shì)，河口中南部到河口中北部又呈逐漸上升趨勢(shì)；2009年枯水期豐度則由河口南部向河口中南部、中北部呈逐漸降低的趨勢(shì)，到河口北部呈上升趨勢(shì)。

豐水期浮游植物豐度均低于枯水期，豐水期不同年份的浮游植物豐度分布趨勢(shì)基本一致，均由河口南部向河口北部呈逐漸降低的趨勢(shì)。

2.4 多樣性特征

表3的數(shù)據(jù)顯示了黃河入?？谒蚋∮沃参锒鄻有浴⒕鶆蚨鹊淖兓攸c(diǎn)。浮游植物多樣性指數(shù)最高值出現(xiàn)在2009年豐水期的14號(hào)站位(3.27)，最低值出現(xiàn)在2008年豐水期的7號(hào)站位(0.67)；均勻度最高值和最低值均出現(xiàn)在2008年豐水期的11號(hào)站位(0.98)、7號(hào)站位(0.22)。

表3 黃河入?？谒蚋∮沃参锏娜郝浣Y(jié)構(gòu)特征

3 討論

3.1 枯水期浮游植物豐度明顯高于豐水期的原因

黃河入海口水域2008年枯水期浮游植物(細(xì)胞)的豐度為382.01×107ind/m3，豐水期為231.38×107ind/m3，2009年枯水期浮游植物豐度為518.86×107ind/m3，豐水期為212.71×107ind/m3，4個(gè)航次的調(diào)查枯水期的浮游植物細(xì)胞豐度明顯高于豐水期。一般海灣水溫較高的季節(jié)浮游植物豐度較高[8]，而本研究結(jié)果表明，黃河入海口水域枯水期浮游植物豐度卻明顯高于豐水期，可能因?yàn)榭菟邳S河徑流量明顯低于豐水期，枯水期(1～6月)黃河入海總徑流量為78.8億m3，豐水期(7～10月)為339.3億m3是枯水期的4.3倍[9]，致使本水域枯水期含沙量明顯低于豐水期，水體透明度較高，提高了浮游植物的光合作用，促進(jìn)了浮游植物的繁殖與生長(zhǎng)，是造成枯水期浮游植物豐度明顯高于豐水期的主要原因之一；筆者對(duì)本水域浮游動(dòng)物的研究結(jié)果表明，浮游動(dòng)物枯水期豐度為1.18×105ind/m3，豐水期為2.95×105ind/m3，枯水期豐度明顯低于豐水期，這使枯水期浮游動(dòng)物的濾食強(qiáng)度明顯低于豐水期，因此浮游動(dòng)物的濾食是枯水期浮游植物豐度高于豐水期的另一重要原因。

3.2 浮游植物群落特征的分析及評(píng)價(jià)

2008年～2009年黃河入?？谒蚬矙z出浮游植物8門(mén)63種，高于2005年渤海灣的5門(mén)58種[10]和萊州灣2002～2003年的45種[11]，幾次調(diào)查的結(jié)果不盡相同，但共同點(diǎn)是浮游植物種類(lèi)均以硅藻門(mén)為主。

浮游植物多樣性指數(shù)是表示其群落多樣性的指標(biāo)值，一般認(rèn)為大于1時(shí)為正常，小于1時(shí)可能受到了其他環(huán)境因素的擾動(dòng)。均勻度則是實(shí)際多樣性指數(shù)與理論上最大多樣性指數(shù)的比值，是一個(gè)相對(duì)值，其數(shù)值范圍在0～1，用它來(lái)評(píng)價(jià)浮游植物的多樣性更為直觀、清晰。實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)均勻度大于0.3時(shí)，表示海區(qū)內(nèi)浮游植物的多樣性較好，可以此做為評(píng)價(jià)其多樣性優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)以多樣性指數(shù)小于l、均勻度小于0.3為多樣性較差的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[12]。本調(diào)查中，黃河入?？谒蚋∮沃参锒鄻有灾笖?shù)范圍在1.98～2.48之間，均大于1；均勻度指數(shù)變化范圍為0.56～0.78，遠(yuǎn)大于0.3。因此可以認(rèn)為，黃河入?？谒蚋∮沃参锒鄻有院途鶆蚨容^好，浮游植物群落結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，組成種類(lèi)多，個(gè)體數(shù)量分布比較均勻。

3.3 浮游植物與環(huán)境因子的關(guān)系

表4 黃河入海口水域不同時(shí)期的主要營(yíng)養(yǎng)鹽 mg/L

浮游植物的生長(zhǎng)繁殖與溫度、鹽度、氮、磷等因子有著內(nèi)在的關(guān)聯(lián)，并帶動(dòng)其下行生物鏈—浮游動(dòng)物生物量的變動(dòng)[13]。由表4可以看出，無(wú)機(jī)氮和磷酸鹽的含量(DIN、DIP)最高值出現(xiàn)在2009年豐水期，均值分別為0.345mg/L和0.011mg/L；最低值則出現(xiàn)在2008年豐水期，均值分別為0.220mg/L和0.004mg/L；而2009年豐水期浮游植物豐度卻最低，浮游植物豐度與無(wú)機(jī)氮和磷酸鹽含量呈負(fù)相關(guān)，表明水域中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的高低與浮游植物利用有關(guān)，同時(shí)也說(shuō)明氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量不是限制浮游植物生長(zhǎng)的唯一因素，豐水期黃河大量徑流入海，雖然帶來(lái)了豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽，但同時(shí)也攜帶大量泥沙，造成河口區(qū)透明度降低，影響了浮游植物的繁殖與生長(zhǎng)。

多數(shù)情況下，硅藻在浮游植物群落中屬主導(dǎo)群落豐度的優(yōu)勢(shì)種群[14-16]，但本調(diào)查結(jié)果顯示，雖然硅藻種類(lèi)較多，但豐度不高。根據(jù)Redfiedf的假設(shè)，臨界的N∶P的比值按元素計(jì)應(yīng)為16∶1，按質(zhì)量計(jì)應(yīng)為7.2∶1，當(dāng)N/P比值大于Redfiedf值時(shí)，則可認(rèn)為磷是藻類(lèi)增長(zhǎng)的主要限制因素[17]。本研究中2008年枯水期無(wú)機(jī)氮含量在0.171 mg/L～0.843 mg/L之間，均值為0.337mg/L，活性磷酸鹽含量在0.000 mg/L～0.023 mg/L之間，均值為0.008mg/L，豐水期無(wú)機(jī)氮含量在0.043 mg/L～0.488 mg/L之間，均值為0.220mg/L，活性磷酸鹽在0.000 mg/L～0.009 mg/L之間，均值為0.004mg/L；2009年枯水期無(wú)機(jī)氮含量在0.09 mg/L～0.69 mg/L之間，均值為0.312 mg/L，活性磷酸鹽在0.001 mg/L～0.035 mg/L之間，均值為0.007mg/L，豐水期無(wú)機(jī)氮含量在0.15 mg/L～0.93 mg/L之間，活性磷酸鹽在0.004 mg/L～0.015 mg/L；各站位N/P比值除了個(gè)別站位小于Redfiedf值外，每次調(diào)查的氮、磷均值比值均大于Redfiedf值，因此黃河入?？谒蚩傮w為磷限制水體。另外，本研究還證明，黃河口較低的鹽度和較高的含氮營(yíng)養(yǎng)鹽使鞭毛藻類(lèi)豐度增加，而各種硅藻的豐度減少。

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10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.07.007

S932.7

A

1673-1409(2012)07-S022-05

2012-06-20

海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(200705008)。

鞏俊霞(1975-)，女，山東壽光人，工程師，研究方向?yàn)闈O業(yè)生態(tài)。

楊秀蘭，E-mail：yangxiulan@126.com。

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