2013年夏季南黃海浮游植物群集

張 健，李佳芮

(國家海洋信息中心，天津 300171)

2013年夏季南黃海浮游植物群集

張 健，李佳芮

(國家海洋信息中心，天津 300171)

利用Uterm?hl方法，對(duì)2013年夏季取得的211個(gè)南黃海浮游植物樣品進(jìn)行鑒定分析，共鑒定出浮游植物3門60屬114種（不包括未定名種），其中，硅藻42屬75種，甲藻16屬37種，金藻2屬2種。群落組成以硅藻為主，其次是甲藻，然后是金藻。調(diào)查海區(qū)浮游植物的生態(tài)類型以溫帶近岸性為主，優(yōu)勢(shì)種為：小等刺硅鞭藻、簡單裸甲藻、旋溝藻、蜂腰雙壁藻、具槽帕拉藻和菱形海線藻等，小等刺硅鞭藻在本調(diào)查中作為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)。浮游植物細(xì)胞豐度介于0.037 0×103～32.3× 103cells/L，平均值為2.04×103cells/L；表層浮游植物細(xì)胞豐度大致從近岸到外海呈逐步降低趨勢(shì)，在南黃海西部近岸的表層水體達(dá)到最高值32.3×103cells/L，調(diào)查區(qū)東南部靠近外海區(qū)域也出現(xiàn)了豐度高值區(qū)。香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)在調(diào)查區(qū)北部和南部較高，而Pielou均勻度指數(shù)則在東部呈現(xiàn)高值區(qū)域。

浮游植物；群落結(jié)構(gòu)；南黃海；夏季

浮游植物作為海洋生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)某些物種還可以作為海流、水團(tuán)或赤潮的指示種，浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化也成為海洋環(huán)境變化的重要指標(biāo)，通過對(duì)海洋環(huán)境信息的反饋，對(duì)了解和掌握海洋生物資源狀況、變動(dòng)規(guī)律和補(bǔ)充機(jī)制有著極為重要的意義[1]。此外浮游植物群落可以對(duì)海洋的生態(tài)環(huán)境造成影響，浮游植物在改變碳通量，云反照率，海水光通量和熱通量上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[2]。歷史上對(duì)中國黃海海域的浮游植物的研究僅限于對(duì)拖網(wǎng)采樣的分析[3-5]，定量分析的資料還較少[6]，本文通過采用Uterm?hl[7]分析方法分析了南黃海海域2013年8月份的浮游植物群落分布特點(diǎn)，以期為研究黃海的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能提供基礎(chǔ)資料。

圖1 調(diào)查海區(qū)和站位Fig.1 Survey area and sampling stations

1 材料與方法

1.1 站位設(shè)置及采樣方法

2013年7月29日到2013年8月7日，在南黃海中部（34.0°-36.5°N，120.0°-124.5°E）進(jìn)行海上調(diào)查。共設(shè)置45個(gè)采水站(如圖1)，按照《海洋調(diào)查規(guī)范》[8]，采集標(biāo)準(zhǔn)層浮游植物水樣250 mL，倒入聚乙烯樣品瓶中，立即用中性福爾馬林固定（終濃度1%～2%），共取得水樣211個(gè)。

1.2 樣品分析方法

樣品在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行浮游植物物種鑒定和細(xì)胞豐度分析。采用國際通用的Uterm?hl方法對(duì)樣品進(jìn)行分析。取27 ml浮游植物亞樣品于Hydro-bios的Uterm?hl計(jì)數(shù)框，沉降24 h，用AO倒置顯微鏡在200或400倍下進(jìn)行浮游植物物種鑒定與計(jì)數(shù)，細(xì)胞豐度的統(tǒng)計(jì)和誤差處理參考孫軍等[7]。

1.3 浮游植物群落結(jié)構(gòu)分析

浮游植物群落分析采用香農(nóng)-威納（Shannon-Wiener）物種多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，如下[9]：

香農(nóng)-威納指數(shù)（Shannon-Wiener index,H′）計(jì)算公式如下：

式中：H′為多樣性指數(shù)；Pi是第i種的個(gè)數(shù)與該樣方總個(gè)數(shù)之比值；S為樣方種數(shù)。

物種均勻度指數(shù)（Pielou’s index,J）計(jì)算公式如下：

式中：H′為多樣性指數(shù)；S為樣方種數(shù)。

優(yōu)勢(shì)度（Y）計(jì)算公式如下：

式中：ni為第i個(gè)種的個(gè)體數(shù)；fi為該種在各站位出現(xiàn)的頻率；N為每種出現(xiàn)的總個(gè)體數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 浮游植物物種組成

共發(fā)現(xiàn)浮游植物3門60屬114種（不包括未定名種），其中硅藻門42屬75種，占所有物種的65.8%，甲藻門16屬37種，占所有物種的32.5%，金藻門2屬2種，占所有物種的1.7%。

浮游植物的物種以溫帶近岸性為主，占比例較大的物種為：小等刺硅鞭藻Dictyocha fibula、簡單裸甲藻Gymnodinium simplex、旋溝藻Gyrodinium spirale、蜂腰雙壁藻Diploneis bombus、具槽帕拉藻Paralia sulcata和菱形海線藻Thalassionema nitzschioides等。

各優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)頻率和優(yōu)勢(shì)度見表1，此外，骨條藻Skeletonema spp.也作為常見種出現(xiàn)在山東半島南岸以及近岸海域，而圓篩藻Coscinodiscus spp.和海鏈藻Thalassiosira spp.在調(diào)查區(qū)的大部分海域幾乎都有分布。

表1 2013年夏季調(diào)查區(qū)浮游植物優(yōu)勢(shì)種Tab.1 Phytoplankton dominant species in the survey area in the summer of 2013

2.2 浮游植物細(xì)胞豐度

2.2.1 細(xì)胞豐度的表層分布

浮游植物細(xì)胞總體分布如圖2所示，細(xì)胞豐度介于0.037×103～32.300×103cells/L，平均值為2.04×103cells/L。其中硅藻占浮游植物細(xì)胞豐度比例最大，為0.037×103～31.0×103cells/L，平均值為1.67×103cells/L，刻畫了浮游植物細(xì)胞豐度的總體分布；其次為甲藻，豐度為0.037×103～13.3×103cells/L，平均值為1.18×103cells/L；金藻出現(xiàn)頻率與往年相比提高很多，豐度為0.037×103～11.85×103cells/L，平均值為0.42×103cells/L。

細(xì)胞豐度分布的總體趨勢(shì)是從近岸到遠(yuǎn)洋逐漸降低，高值區(qū)出現(xiàn)在蘇北沿岸，其中在10294站位表層達(dá)到調(diào)查區(qū)浮游植物細(xì)胞豐度最高值32.3×103cells/L，在9094站位也達(dá)到25.4×103cells/L，優(yōu)勢(shì)種主要是小等刺硅鞭藻、簡單裸甲藻、角毛藻Chaetoceros spp.和尖刺偽菱形藻Pseudo-nitzschia pungens，這與近岸充足的營養(yǎng)鹽和足夠的光照有關(guān)。

另外，在外海的12694站位也有細(xì)胞豐度高值區(qū)出現(xiàn)，該站表層細(xì)胞豐度達(dá)到19.1×103cells/L，優(yōu)勢(shì)種為角毛藻和丹麥細(xì)柱藻Leptocylindrus danicus，這有可能是受上升流影響所致，該海域中的上升流將底層的營養(yǎng)鹽帶到表層，促進(jìn)了該海域浮游植物的生長[11]。浮游植物在調(diào)查區(qū)中部偏東和北部豐度較低，而在西部以及南部，尤其是10294、9094和12694三個(gè)站位周圍海域，細(xì)胞豐度都有較高值出現(xiàn)。可能是因?yàn)榻陡邷馗郀I養(yǎng)鹽的混合區(qū)和外海表層營養(yǎng)鹽匱乏的層化區(qū)的作用所致，而在層化區(qū)溫躍層的下方是南黃海陸架海區(qū)重要的海洋現(xiàn)象—黃海冷水團(tuán)，7月份是其強(qiáng)度的鼎盛時(shí)期。已有的研究表明，黃海冷水團(tuán)對(duì)海水化學(xué)要素和浮游生態(tài)系統(tǒng)的垂直分布具有重要影響。另外，淺海陸架鋒也是夏季南黃海重要的水文特征，對(duì)浮游植物具有明顯的聚集作用[12]。

總體來說，調(diào)查區(qū)浮游植物中硅藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其豐度分布決定著浮游植物細(xì)胞豐度的總體分布；但甲藻也占有一定的比例，甚至在某些站位占有優(yōu)勢(shì)，如在9094站表層甲藻細(xì)胞豐度達(dá)到13.3×103cells/L。本次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的金藻門中的小等刺硅鞭藻在許多站位上作為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)。

圖2 調(diào)查區(qū)表層浮游植物細(xì)胞豐度分布（103個(gè)/L）a浮游植物；b硅藻；c甲藻；d簡單裸甲藻；e旋溝藻；f小等刺硅鞭藻Fig.2 The distribution of surface phytoplankton and dominant species cell abundance(103cells/L)a.phytoplankton;b.diatom;c.dinoflagellates;d.Gymnodinium simplex;e.Gyrodinium spirale;f.Dictyocha fibula

2.2.2 浮游植物細(xì)胞豐度的垂直分布

對(duì)調(diào)查區(qū)的A、B、C、D、E、F六個(gè)平行斷面進(jìn)行作圖（圖3），來表征調(diào)查區(qū)海域的浮游植物垂直分布特征?？傮w來說，這6個(gè)斷面的浮游植物分布特征是隨水深的增加而減弱，由近岸向外海逐步降低。但在B、C和D斷面，近岸的浮游植物細(xì)胞豐度卻出現(xiàn)隨水深的增加而增強(qiáng)的特點(diǎn)。這可能是因?yàn)槟宵S海春季水華過后的整個(gè)夏季，南黃海中央海域表層營養(yǎng)鹽消耗殆盡，而躍層的存在阻礙了下層的營養(yǎng)鹽向上傳遞。在水平方向，流場為環(huán)流結(jié)構(gòu)，中央水域和邊界水域交換較少，此時(shí)營養(yǎng)鹽是上層浮游植物生長的主要限制性因子，由于營養(yǎng)鹽的缺乏，細(xì)胞豐度較低，然而在緊貼溫躍層下部，具有豐富的營養(yǎng)鹽和合適的光照，且水體穩(wěn)定，比較有利于浮游植物的生長[13]。

圖3 各斷面浮游植物細(xì)胞豐度的垂直分布（103個(gè)/L）a斷面A浮游植物；b斷面A硅藻；c斷面A甲藻；d斷面B浮游植物：e斷面B硅藻；f斷面B甲藻；g斷面C浮游植物；h斷面C硅藻；i斷面C甲藻；j斷面D浮游植物；k斷面D硅藻；l斷面D甲藻；m斷面E浮游植物；n斷面E硅藻；o斷面E甲藻；p斷面F浮游植物；q斷面F硅藻；r斷面F甲藻Fig.3 The vertical distribution of phytoplankton cell abundance along sections in survey area(103cells/L)a.Section A phytoplankton;b.Section A diatoms;c.Section A dinoflagellates;d.Section B phytoplankton;e.Section B diatoms;f.Section B dinoflagellates;g.Section C phytoplankton;h.Section C diatoms;i.Section C dinoflagellates;j.Section D phytoplankton;k.Section D diatoms;l. Section D dinoflagellates;m.Section E phytoplankton;n.Section E diatoms;o.Section E dinoflagellates;p.Section F phytoplankton;q.Section F diatoms;r.Section F dinoflagellates

2.3 調(diào)查區(qū)浮游植物的生態(tài)特征

浮游植物以沿岸性廣溫和廣鹽性種類為主，還有一定數(shù)量外洋性物種和底棲或附著性物種[14]。角毛藻屬中的窄隙角毛藻Chaetoceros affinis和柔弱角毛藻Chaetoceros debilis等以及具槽帕拉藻，布氏雙尾藻Ditylum brightwellii等都屬于近岸廣溫性種。而圓篩藻和一些根管藻Rhizosolenia屬于外洋和沿岸性種類。曲舟藻和新月柱鞘藻Cylindrotheca closterium都屬于底棲種類。

作為優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)的角毛藻屬的種類較多，主要為近岸性溫帶和熱帶種類，還有發(fā)現(xiàn)的菱形海線藻為分布極廣的世界性種。其他種類都是適溫、適鹽范圍較廣寬的廣布種和沿岸性種。也有少數(shù)屬于外洋性種類，如扭角毛藻Chaetoceros convolutus、星臍圓篩藻Coscinodiscus asteromphalus、筆尖形根管藻Rhizosolenia styliformis為熱帶亞熱帶種，是暖流指示種。而發(fā)現(xiàn)的柔弱幾內(nèi)亞藻Guinardia delicatula為南溫帶近岸性種類，常在暖海出現(xiàn)，也可作為暖流指示種。本次調(diào)查同以往相比，可證實(shí)浮游植物的種類呈上升趨勢(shì)，另外，由于人類活動(dòng)對(duì)南黃海的影響日益加劇，入海河流將大量的營養(yǎng)鹽帶入黃海，導(dǎo)致南黃海沿岸有肥化趨勢(shì)[15-16]，使得浮游植物物種豐富度有所增加。

2.4 浮游植物群落的多樣性指數(shù)分布

調(diào)查區(qū)的浮游植物多樣性指數(shù)（Shannon-Wiener index，圖4）介于0.863～3.558之間，平均值為2.487，總體分布比較均勻，沒有特別明顯的高值區(qū)與低值區(qū)，但在山東半島南岸與南黃海南部有2個(gè)相對(duì)高值區(qū)，分別達(dá)到3.452和3.558。而在調(diào)查區(qū)的東北部則出現(xiàn)低值區(qū)，數(shù)值為0.863。調(diào)查斷面浮游植物的Pielou均勻度指數(shù)介于0.460～0.967，平均值是0.581，均勻度指數(shù)從近岸到遠(yuǎn)洋呈逐漸升高的趨勢(shì)，高值區(qū)位于調(diào)查區(qū)的東部，而低值區(qū)出現(xiàn)在調(diào)查區(qū)北部近岸位置。

圖4 表層海水浮游植物群落的多樣性指數(shù)分別（a.香農(nóng)-威納指數(shù)；b.Pielou均勻度指數(shù)）Fig.4 Distribution of diversity indices of surface water in survey area(a.Shannon-Wiener index;b.Pielou's evenness index)

3 結(jié)論

在本次調(diào)查中硅藻在浮游植物群落中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其次是甲藻，浮游植物平均細(xì)胞豐度為2.04×103cells·L-1。值得注意的是，金藻門中的小等刺硅鞭藻成為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)，這是以往記錄中沒有的。調(diào)查區(qū)浮游植物細(xì)胞豐度分布呈現(xiàn)明顯的區(qū)域性，南黃海的近岸站位的浮游植物細(xì)胞豐度明顯高于外海的站位，高值區(qū)在蘇北沿岸以及南黃海東南部。細(xì)胞豐度在垂直方向上大體由表層向深層遞減。

致謝：感謝同事李佳芮在論文寫作上給予的幫助，謹(jǐn)致謝忱！

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Phytoplankton Community in the South Yellow Sea in the Summer of 2013

ZHANG Jian,LI Jia-rui
(China Oceanic Information Center,Tianjin 300171,China)

The multidiscipline investigation has been carried out at 49 stations in the south Yellow Sea（34.0°-36.5°N,120.0°-124.5°E）from July 29 to August 7,2013.A total of 3 phyla 60 genera and 114 taxa（not including uncertain species）were identified by the utermohl method in the survey area.The major groups were diatom and dinoflagellate.The ecotype of most phytoplankton was temperate or coastal species.The dominant species were Dictyocha fibula,Gymnodinium simplex,Gyrodinium spirale,Diploneis bombus,Paralia sulcata and Thalassionema nitzschioides,meanwhile D.fibula was the predominant species.The cell abundance of phytoplankton ranged from 0.037 0 to 32.3×103cells/L,with an average of 2.04×103cells/L.The cell abundance of phytoplankton was relatively high in inshore and low in offshore area.High abundance was found in west region of the sourth Yellow Sea，it reached the highest value at 32.3×103cells/L,it was also high in southeast region in the survey area.The Shannon-Wiener diversity was relatively high in the southwest survey area, and the Pielou′s evenness index was high in the eastern survey area.

phytoplankton;community structure;south Yellow Sea;summer

S932.7

A

1008-830X(2014)04-0332-05

2014-04-05

張健（1986-），男，山東青島人，工程師，碩士，研究方向：海洋生態(tài).E-mail：889900hhhhhh@163.com