黃 備,邵君波,魏 娜,王益鳴
1. 浙江省舟山海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,浙江 舟山 316021;2. 海洋生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,浙江 舟山 316021
2014年春季東海大面積甲藻赤潮的生態(tài)特征
黃 備1,2,邵君波1,2,魏 娜1,王益鳴1
1. 浙江省舟山海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,浙江 舟山 316021;2. 海洋生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,浙江 舟山 316021
為準(zhǔn)確掌握東海近岸海域赤潮發(fā)生情況,深入了解東海海域赤潮發(fā)生時(shí)和未發(fā)生時(shí)的生態(tài)環(huán)境條件,根據(jù)浙江省舟山海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)東海近岸海域常年的監(jiān)測(cè)結(jié)果,選定從杭州灣外側(cè)向南到溫州南麂列島的東海近岸海域?yàn)槌喑备甙l(fā)區(qū),開展生態(tài)環(huán)境研究。2014年4月和5月利用專業(yè)海洋調(diào)查船,按《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》對(duì)東海赤潮高發(fā)海域進(jìn)行了二次綜合海洋生態(tài)環(huán)境調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)調(diào)查海域氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量普遍較高,4月研究海域無機(jī)氮均值為0.406 mg·L-1,活性磷酸鹽均值0.013 mg·L-1;5月無機(jī)氮均值0.244 mg·L-1,活性磷酸鹽均值0.004 mg·L-1。大多數(shù)樣品無機(jī)氮超一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),尤其是4月91.7%的樣品超一類海水標(biāo)準(zhǔn),5月也有35.7%樣品超一類海水標(biāo)準(zhǔn)。硝酸鹽氮是無機(jī)氮的主要存在形式。2014年5月調(diào)查期間發(fā)生了大面積的赤潮,赤潮原因種是東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense),細(xì)胞密度平均在107/L以上。分析赤潮發(fā)生前后的水環(huán)境變化,5月調(diào)查海域海水溫度有較大上升,各海域水溫均超過了20 ℃,海域平均溫度從4月的15.9 ℃上升到5月的21.9 ℃。通過本次研究發(fā)現(xiàn)在營(yíng)養(yǎng)鹽濃度普遍較高的調(diào)查海域,水溫上升是引發(fā)赤潮的關(guān)鍵因素。使用專業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件SPSS17發(fā)現(xiàn)赤潮藻類的細(xì)胞密度與水溫、化學(xué)需氧量和溶解氧存在著極顯著的正相關(guān)(P<0.01),與活性磷酸鹽、硝酸鹽氮和無機(jī)氮存在著顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。另外本次調(diào)查還發(fā)現(xiàn),大面積東海原甲藻赤潮暴發(fā)后,活性磷酸鹽被大量消耗。綜合目前有關(guān)東海原甲藻赤潮期間對(duì)活性磷酸鹽的吸收動(dòng)力學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的調(diào)查研究。
東海;赤潮;東海原甲藻;生態(tài)環(huán)境
赤潮是當(dāng)今全球海洋的一大公害。伴隨沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,近海赤潮發(fā)生的頻率越來越高,出現(xiàn)的范圍和危害程度也越來越大,由赤潮引起的生態(tài)環(huán)境破壞問題日益嚴(yán)重,已經(jīng)成為當(dāng)今世界普遍關(guān)注的海洋生態(tài)環(huán)境問題(周名江等,2001)。浙江近海海域富營(yíng)養(yǎng)化面積已居中國(guó)沿海的前列,并成為我國(guó)比較典型的赤潮高發(fā)區(qū)。受注入的幾條主要河流,如北部的長(zhǎng)江和錢塘江,以及來自南方的臺(tái)灣暖流及夏季的偏南風(fēng)等的影響,浙江沿岸海域水動(dòng)力環(huán)境復(fù)雜,水體中營(yíng)養(yǎng)鹽和生物量都較高,是我國(guó)赤潮災(zāi)害最為頻發(fā)和嚴(yán)重的海域(韓秀榮等,2003)。我國(guó)最早赤潮記錄就是1933年發(fā)生在浙江沿海的夜光藻赤潮。根據(jù)浙江省海洋與漁業(yè)局公布的《浙江省海洋環(huán)境公報(bào)》(2000─2010年)和相關(guān)文獻(xiàn)資料,2000─2010年,浙江海域共記錄到赤潮316次,累計(jì)面積超過了9.1萬km2。其中,有毒有害赤潮累計(jì)57次,累計(jì)面積超過2.2 km2。11年間赤潮災(zāi)害給浙江造成的直接經(jīng)濟(jì)損失累計(jì)超過了2.43億元。尤其值得關(guān)注的是近年來有毒赤潮的發(fā)生呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),對(duì)人民生命健康與海洋生態(tài)環(huán)境造成了長(zhǎng)期潛在的不利影響,同時(shí)給海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了極大的威脅(王金輝,2002;夏平等,2007;周名江等,2003)。
有害赤潮發(fā)生是物理、化學(xué)、生物和氣候等各方面因素綜合作用的結(jié)果(暨衛(wèi)東等,1996;李紅山和黎松強(qiáng),2002),而不是由單一因素決定的。在眾多影響要素中,由于人類活動(dòng)引起的富營(yíng)養(yǎng)化是赤潮發(fā)生的首要物質(zhì)基礎(chǔ)(周名江和朱明遠(yuǎn),2006)。例如赤潮高發(fā)區(qū)往往是無機(jī)氮和磷酸鹽濃度嚴(yán)重超標(biāo)海域。但是目前我們尚不能確定有害赤潮發(fā)生與富營(yíng)養(yǎng)化程度及營(yíng)養(yǎng)鹽分布的關(guān)系,這在很大程度上制約了赤潮發(fā)生生態(tài)學(xué)和海洋學(xué)機(jī)制的深入探討(韓秀榮等,2003)。本文通過對(duì)2014年?yáng)|海赤潮發(fā)生海域(浙江沿海)在赤潮發(fā)生前、后二次綜合性生態(tài)環(huán)境要素的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,研究了同一海域赤潮發(fā)生時(shí)和未發(fā)生時(shí)的浮游植物數(shù)量、優(yōu)勢(shì)種類以及水環(huán)境各因子的變化特征,并應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)水質(zhì)參數(shù)與浮游植物的相關(guān)性進(jìn)行了分析,探討了在赤潮高發(fā)海域營(yíng)養(yǎng)鹽分布與赤潮發(fā)生的關(guān)系,以期為我國(guó)近海有害赤潮發(fā)生的生態(tài)學(xué)、海洋學(xué)機(jī)制及預(yù)測(cè)防治的研究提供科學(xué)初步依據(jù)。
1.1 采樣概況
有害赤潮(HAB)是嚴(yán)重影響我國(guó)東海海洋環(huán)境和水產(chǎn)事業(yè)的災(zāi)害之一。浙江近岸海域受長(zhǎng)江沖淡水及境內(nèi)徑流所挾帶的污染物影響,海域富營(yíng)養(yǎng)化明顯,且富營(yíng)養(yǎng)程度呈明顯的上升趨勢(shì),為赤潮生物大量繁殖和赤潮的發(fā)生帶來了良好的條件(劉錄三等,2011;黃備等,2013)。徐姍楠等研究發(fā)現(xiàn)海水養(yǎng)殖是赤潮發(fā)生的首要影響因素,入海污染物的排放對(duì)赤潮發(fā)生具有一定的影響。事實(shí)上浙江是我國(guó)海洋養(yǎng)殖大省,自20世紀(jì)80年代以來,其發(fā)展勢(shì)頭更是迅猛,養(yǎng)殖產(chǎn)量和養(yǎng)殖面積不斷擴(kuò)大。到2004年底,全省水產(chǎn)品總量達(dá)到493.52萬t,漁業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到872.6億元,位列全國(guó)第2位。浙江省位于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的長(zhǎng)江三角洲地區(qū),由于多年來粗放型經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng),形成了常年嚴(yán)重的環(huán)境污染(徐姍楠等,2007)。另有研究表明,臺(tái)灣暖流在浙江沿海出現(xiàn)的上升流也給赤潮生物提供了適宜的溫度(石曉勇等,2013)。根據(jù)浙江省舟山海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)東海近岸海域常年的監(jiān)測(cè)結(jié)果:每年的春、夏之交為浙江海域赤潮災(zāi)害的高發(fā)期,高發(fā)頻發(fā)海域主要集中在舟山、象山港、漁山列島、臺(tái)州列島以及南麂列島附近海域。2014年4月和5月二次使用專業(yè)海洋環(huán)境調(diào)查船“浙海環(huán)監(jiān)”號(hào)對(duì)上述海域進(jìn)行綜合性生態(tài)環(huán)境調(diào)查。根據(jù)歷年來赤潮現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生情況,將整個(gè)浙江沿海分成6個(gè)區(qū)域作為研究對(duì)象,分別為嵊泗海域(ZJ0901、ZJ0902)、東極海域(ZJ0907、ZJ0911)、朱家尖海域(ZJ0918、 ZJ0921)、漁山列島海域(ZJ0205、ZJ0209)、臺(tái)州海域(ZJ1002、ZJ1008),南麂列島海域(ZJ0306、ZJ0308)共12個(gè)站位點(diǎn),調(diào)查站位的具體位置見圖1所示。
圖1 2014年?yáng)|海赤潮高發(fā)海域點(diǎn)位示意圖Fig. 1 Sampling sites of high frequency area of red tide in East China Sea, 2014
1.2 采樣及分析方法
生態(tài)環(huán)境調(diào)查:調(diào)查海域生態(tài)環(huán)境各參數(shù)采樣分析及浮游植物分析方法如表1所示。
2.1 赤潮發(fā)生情況
2014年4月調(diào)查海域監(jiān)測(cè)過程中,沒有發(fā)現(xiàn)赤潮發(fā)生。2014年5月在上述6個(gè)海域均發(fā)生了赤潮?,F(xiàn)場(chǎng)水體呈深褐色,以塊狀分布,伴有腥臭味。
2.2 海域生態(tài)環(huán)境調(diào)查結(jié)果
2.2.1 赤潮未發(fā)生期
2014年4月對(duì)上述6個(gè)海域進(jìn)行了生態(tài)環(huán)境綜合調(diào)查,主要監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2。
表1 海洋生態(tài)環(huán)境調(diào)查分析方法及儀器設(shè)備Table 1 Analyzing methods and equipment of marine ecological environmental investigations
表2 2014年4月各海域主要指標(biāo)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 2 Statistical results of major monitoring indicators in April, 2014
參照國(guó)家《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB3097─1997),所測(cè)參數(shù)中無機(jī)氮和活性磷酸鹽是海水水質(zhì)超標(biāo)因子,其中無機(jī)氮濃度普遍較高,均值為0.406 mg·L-1,91.7%的樣品超一類海水標(biāo)準(zhǔn)。嵊泗海域無機(jī)氮含量明顯高于5個(gè)區(qū)域,南麂列島海域?yàn)樽畹??;钚粤姿猁}均值0.013 mg·L-1,其中41.7%樣品超過一類海水標(biāo)準(zhǔn)。同樣也是嵊泗海域最高,南麂列島海域最低。其余各水質(zhì)參數(shù)均沒有超過一類海水標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)家環(huán)境保護(hù)局,1997)。
共鑒定浮游植物6門20科38屬56種,其中硅藻30種,占53.6%;甲藻21種,占37.5%;金藻、裸藻、隱藻、針孢藻和鞭毛藻類各1種,各占1.8%。主要種類有Hillea sp.、東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、中肋骨條藻(Skeletonema costatum)等。細(xì)胞豐度均值為1.03×105/L。其中南麂列島海域浮游植物細(xì)胞豐度最高,為1.97×105/L;嵊泗海域最低,為2.34×104個(gè)/L。葉綠素a含量均值為3.16 mg·m-3,東極海域葉綠素a含量最高,為5.01 mg·m-3;嵊泗海域最低,為1.10 mg·m-3。
2.2.2 赤潮發(fā)生期
2014年5月對(duì)上述6個(gè)海域進(jìn)行了第二次生態(tài)環(huán)境綜合調(diào)查,巡視監(jiān)測(cè)過程中,各監(jiān)測(cè)海域均有赤潮發(fā)生,赤潮發(fā)生情況見圖2,圖中紅色圓圈代表赤潮發(fā)生的地點(diǎn),圓圈大小反應(yīng)赤潮藻密度的高低。各區(qū)域主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見表3。
5月調(diào)查所測(cè)參數(shù)中除無機(jī)氮和活性磷酸鹽外,化學(xué)需氧量和pH也成為海水水質(zhì)超標(biāo)因子。無機(jī)氮均值0.244 mg·L-1。35.7%樣品超一類海水標(biāo)準(zhǔn)。嵊泗海域無機(jī)氮含量最高,為0.670 mg·L-1;漁山列島海域最低,為0.008 mg·L-1。活性磷酸鹽均值0.004 mg·L-1,7.1%樣品超一類海水標(biāo)準(zhǔn)。嵊泗海域相對(duì)較高,南麂列島海域較低,均值略高于檢出限。化學(xué)需氧量均值5.06 mg·L-1,57.1%樣品超一類海水標(biāo)準(zhǔn)。南麂列島海域最高,為9.90 mg·L-1;東極海域最低,為2.12 mg·L-1。pH35.7%樣品超一類海水標(biāo)準(zhǔn)。
共鑒定浮游植物種類6門19科28屬40種,其中甲藻23種,占57.5%;硅藻13種,占32.5%;金藻、裸藻、隱藻和針孢藻各1種,各占2.5%。細(xì)胞豐度均值為2.44×107/L,其中南麂列島海域浮游植物細(xì)胞豐度最高,嵊泗海域最低。表層優(yōu)勢(shì)種為東海原甲藻,其豐度所占比例為97.3%。葉綠素a含量均值為61.64 mg·m-3,其中朱家尖海域葉綠素a含量最高,嵊泗海域最低。
圖2 2014年5月東海赤潮發(fā)生情況示意Fig. 2 Red tide occurrences in the East China Sea in May, 2014
從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看,5月份各海域葉綠素a和浮游植物細(xì)胞豐度與4月相比有了極大的提高。各海域東海原甲藻密度平均在107/L以上,且葉綠素a含量均大于20 mg·m-3,可以認(rèn)為2014年5月各調(diào)查海域均發(fā)生了赤潮,赤潮原因藻為東海原甲藻。
2.3 水質(zhì)參數(shù)與赤潮藻類生長(zhǎng)的相關(guān)性分析
為考察浙江沿海赤潮高發(fā)海域,各水質(zhì)參數(shù)對(duì)赤潮藻類生長(zhǎng)的相關(guān)性和顯著性程度,使用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)2014年4月和5月二次調(diào)查結(jié)果進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析,分析各水質(zhì)參數(shù)與葉綠素a和浮游植物細(xì)胞豐度的相關(guān)性,結(jié)果見表4。
從表4可以看出,各水質(zhì)參數(shù)對(duì)葉綠素a和藻類細(xì)胞豐度的相關(guān)性和顯著性影響是一致的。葉綠素a和細(xì)胞豐度與水溫、化學(xué)需氧量、溶解氧、活性磷酸鹽、硝酸鹽氮和無機(jī)氮存在著相關(guān)性,其中與水溫、化學(xué)需氧量和溶解氧存在著極顯著的正相關(guān)(P<0.01),與活性磷酸鹽、硝酸鹽氮和無機(jī)氮存在著顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。
2.4 赤潮發(fā)生前后生態(tài)環(huán)境變化分析
比較二次調(diào)查的生態(tài)環(huán)境調(diào)查結(jié)果,赤潮發(fā)生期(5月)調(diào)查海域浮游植物種類數(shù)低于4月,多樣性指數(shù)有明顯的下降,水質(zhì)各參數(shù)中活性磷酸鹽明顯低于4月,化學(xué)需氧量有大幅度上升,水溫和溶解氧有一定程度的上升,而無機(jī)氮與4月相比有一定程度的下降。調(diào)查海域主要因子平均值的變化趨勢(shì)詳見圖3所示。由于5月調(diào)查海域發(fā)生了大面積東海原甲藻赤潮,藻密度和葉綠素a含量有大幅度的上升,東海原甲藻作為本次赤潮的原因種其豐度占浮游植物總豐度的97.3%,這樣勢(shì)必造成海域浮游植物生物多樣性的下降和種類數(shù)的減少。
表3 2014年5月各區(qū)域主要指標(biāo)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 3 Statistical results of major monitoring indicators in May, 2014
圖3 赤潮發(fā)生前后主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)比較Fig. 3 Comparison of major monitoring indicators before and after the red tide
表4 主要水質(zhì)參數(shù)與葉綠素a和細(xì)胞豐度的相關(guān)分析Table 4 Correlation analyses of major seawater quality parameters, chlorophyll a, and cell density
考察主要水質(zhì)指標(biāo),5月調(diào)查期間海水溫度有較大上升,各海域水溫均超過了20 ℃,海域平均溫度從4月的15.9 ℃上升到5月的21.9 ℃。王宗靈等通過半連續(xù)培養(yǎng)對(duì)東海原甲藻等的生長(zhǎng)過程進(jìn)行了研究,結(jié)果表明東海原甲藻在20 ℃和25 ℃下均具有明顯的指數(shù)增長(zhǎng)期,細(xì)胞生長(zhǎng)良好,而通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明,東海原甲藻赤潮發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)的溫度為17~23 ℃(王宗靈等,2006)。同樣的海域王金輝等的研究結(jié)論為東海原甲藻的最適溫度為18~22 ℃(王金輝和黃秀清,2003)。這些研究結(jié)論與本次調(diào)查相當(dāng)吻合,4月水溫平均僅為15.9 ℃沒有達(dá)到形成赤潮所需的最低溫度,因此盡管調(diào)查海域的營(yíng)養(yǎng)鹽含量相當(dāng)豐富,東海原甲藻本身也是浮游植物主要種類之一,但各海域均沒有發(fā)生赤潮,藻密度和葉綠素a含量相對(duì)較低,到了5月由于水溫平均為21.9 ℃,達(dá)到了東海原甲藻生長(zhǎng)的最適溫度,加上良好的營(yíng)養(yǎng)鹽條件,各海域均發(fā)生了赤潮。因此,可以看出在營(yíng)養(yǎng)鹽普遍豐富的這個(gè)海域,水溫上升是誘發(fā)赤潮的一個(gè)關(guān)鍵因素。
王顥等對(duì)春季東海赤潮高發(fā)區(qū)的化學(xué)需氧量與赤潮的關(guān)系進(jìn)行了研究,認(rèn)為赤潮暴發(fā)時(shí)的化學(xué)需氧量要高于暴發(fā)前,并且受生物因素影響化學(xué)需氧量與葉綠素a存在著顯著的正相關(guān)關(guān)系(王顥等,2008)。由于本次調(diào)查赤潮發(fā)生后化學(xué)需氧量和葉綠素a含量均有大幅增加,變化趨勢(shì)與王顥的結(jié)論相符。
考察水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)鹽組成:調(diào)查海域營(yíng)養(yǎng)鹽普遍較高,即使在未發(fā)生赤潮的4月絕大多數(shù)的無機(jī)氮樣品和四成的活性磷酸鹽樣品超一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在無機(jī)氮的組成中硝酸鹽氮占絕大多數(shù),這種組成比例在赤潮發(fā)生前后沒有變化。赤潮發(fā)生后無機(jī)氮有一定程度的減少,主要表現(xiàn)為硝酸鹽氮濃度的下降?;钚粤姿猁}赤潮發(fā)生后有大幅度的下降,而活性硅酸鹽卻有所上升。張旭麗等研究認(rèn)為,東海赤潮監(jiān)控區(qū)處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),而硝酸鹽氮是無機(jī)氮的主要存在形式,磷是限制性營(yíng)養(yǎng)鹽(張旭麗等,2004)。張傳松等對(duì)東海夏季赤潮過程中的營(yíng)養(yǎng)鹽作用進(jìn)行了研究,結(jié)果表明硝酸鹽是東海甲藻赤潮的重要控制因子,其濃度將決定赤潮持續(xù)的時(shí)間(張傳松等,2008)。Hemdon等研究發(fā)現(xiàn),硝酸鹽氮、氨氮和尿素中的任何一種都可以促進(jìn)赤潮的形成(Hemdon,2007)。從兩期的調(diào)查結(jié)果結(jié)合上述的研究來看,調(diào)查海域無機(jī)氮的主要存在形式是硝酸鹽氮,本次東海原甲藻赤潮暴發(fā)后造成硝酸鹽氮濃度的降低,硝酸鹽氮是本次赤潮的主要氮源利用形式。李英等在實(shí)驗(yàn)室條件下研究了東海原甲藻對(duì)不同磷源的利用特征,認(rèn)為東海原甲藻能直接利用無機(jī)磷迅速進(jìn)入指數(shù)生長(zhǎng)期(李英等,2005)。Hodgkiss等對(duì)香港海域的赤潮調(diào)查發(fā)現(xiàn)從20世紀(jì)80年代來由于人為排入的磷持續(xù)增長(zhǎng),甲藻逐漸取代了硅藻(Hodgkiss和Ho,1997)。本次赤潮暴發(fā)后,隨著東海原甲藻大幅度繁殖,活性磷酸鹽被大量消耗,可以認(rèn)為活性磷酸鹽是本海域東海原甲藻赤潮暴發(fā)的關(guān)鍵性因子。許多學(xué)者如呂頌輝、張傳松等研究認(rèn)為,甲藻在貧營(yíng)養(yǎng)條件下具備較強(qiáng)的適應(yīng)能力,磷酸鹽沒有對(duì)甲藻赤潮起到限制作用(張傳松等,2008;呂頌輝和李英,2006)。這與本次調(diào)查的結(jié)果并不完全相符,這一海域高濃度甲藻赤潮發(fā)生期間對(duì)磷酸鹽的吸收利用情況需要今后進(jìn)一步的調(diào)查研究。張傳松等認(rèn)為東海海域甲藻赤潮發(fā)現(xiàn)期間,受甲藻對(duì)硅酸鹽基本不吸收以及外來營(yíng)養(yǎng)鹽補(bǔ)充的影響,其濃度呈現(xiàn)上揚(yáng)趨勢(shì)(張傳松等,2008),這與本次調(diào)查完全一致。
1)2014年4月和5月對(duì)浙江沿海赤潮高發(fā)海域進(jìn)行了二次綜合海洋生態(tài)環(huán)境調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)調(diào)查海域氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量普遍較高,大多數(shù)樣品無機(jī)氮超一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。硝酸鹽氮是無機(jī)氮的主要存在形式。
2)2014年5月調(diào)查期間發(fā)生了大面積的赤潮,赤潮原因種是東海原甲藻。分析赤潮發(fā)生前后的水環(huán)境變化,認(rèn)為在營(yíng)養(yǎng)鹽濃度普遍較高的調(diào)查海域,水溫上升是引發(fā)赤潮的關(guān)鍵因素。
3)通過統(tǒng)計(jì)軟件分析,發(fā)現(xiàn)赤潮藻類的細(xì)胞豐度與水溫、化學(xué)需氧量和溶解氧存在著極顯著的正相關(guān),與活性磷酸鹽、硝酸鹽氮和無機(jī)氮存在著顯著負(fù)相關(guān)。
4)本次調(diào)查發(fā)現(xiàn),大面積東海原甲藻赤潮暴發(fā)后,活性磷酸鹽被大量消耗。這一現(xiàn)象與其它的研究不完全相符,有關(guān)東海原甲藻赤潮期間對(duì)活性磷酸鹽的利用,及在引發(fā)甲藻赤潮所起的作用等問題上,值得今后作進(jìn)一步的調(diào)查研究。
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Ecological Studies During Occurrence of Dinoflagellate Blooms in East China Sea Spring 2014
HUANG Bei1,2, SHAO Junbo1,2, WEI Na1, WANG Yiming1
1. Zhoushan Marine Ecological Environment Monitoring Station, Zhoushan 316021, China; 2. Joint Laboratory of Marine Ecosystem Monitoring and Health Assessment, Zhoushan 316021, China
Ecological environmental studies were implemented in the high frequency area of red tide in East China Sea (ECS) to obtain a better understanding of red tide occurrence and ecological environmental conditions when red tide occurred or not. This area extended from southern Hangzhou Bay to Nanji Islands of Wenzhou in the ECS, which was established according to the annual monitoring results in the coastal areas of ECS by Zhejiang Provincial Zhoushan Marine Ecological Environmental Monitoring Station. According to “The specification for marine monitoring”, two comprehensive marine ecological environmental investigations were conducted with marine survey vessel in April and May 2014, respectively. The results showed that nutrient concentrations of N and P were generally high in this area, with concentrations of 0.406 mg·L-1and 0.013 mg·L-1in April, and 0.244 mg·L-1and 0.004 mg·L-1in May for DIN and PO43--P, respectively. DIN concentrations in most areas exceeded the permitted limit of Chinese seawater quality grade I, with 91.7% of the samples in April and 35.7% in May, respectively. And NO3--N was the dominant existing form of DIN in this area. Large-scale harmful algal bloom (HAB) broke out in May and the causative algae was Prorocentrum donghaiense, with mean cell density over 107/L. Analyses of environmental factors variations before and after HABs unveiled a relatively intense rising seawater temperature from 15.9 °C in April to 21.9 °C in May, with all the stations exceeded 20 °C in May in this area. The present study revealed that seawater temperature was one of the critical factors for HABs in the areas with generally high nutrient concentrations. SPSS 17.0 was used for analyzing the relationship between the concentrations of nutrients and the cell density of P. donghaiense. It was shown that the cell density was significantly and positively associated with seawater temperature, COD and DO (P<0.01), and negatively related to PO43--P, NO3--N and DIN (P<0.05). Meanwhile, our study revealed the significant depletion of PO43--P after P. donghaiense blooms in the studied areas. In light of the recent research progresses in phosphorous absorption dynamics in the process of P. donghaiense blooms, further studies should be strengthened.
East China Sea; Red tide; Prorocentrum donghaiense; ecological enviorment
X55
A
1674-5906(2014)09-1457-06
黃備,邵君波,魏娜,王益鳴. 2014年春季東海大面積甲藻赤潮的生態(tài)特征[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 23(9): 1457-1462.
HUANG Bei, SHAO Junbo, WEI Na, WANG Yiming. Ecological Studies During Occurrence of Dinoflagellate Blooms in East China Sea Spring 2014 [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(9): 1457-1462.
國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金(41206186)“基于固有光學(xué)特征的東海典型赤潮藻種遙感監(jiān)測(cè)機(jī)理研究”;浙江省環(huán)保廳科研項(xiàng)目(2012A033;2013A020)
黃備(1969年生),男,高級(jí)工程師,大學(xué)本科,長(zhǎng)期從事海洋生態(tài)環(huán)境及海洋生物研究。E-mail:bighb@163.com
2014-08-11