舟山海域浮游植物生態(tài)調(diào)查與研究

魏　娜，王文娟，柴小平，黃　備，王婕妤

（浙江省舟山海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，浙江舟山　316021）

·研究簡(jiǎn)報(bào)·

舟山海域浮游植物生態(tài)調(diào)查與研究

魏娜，王文娟，柴小平，黃備，王婕妤

（浙江省舟山海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，浙江舟山316021）

于2014年對(duì)舟山海域進(jìn)行春秋兩季調(diào)查，共采集到浮游植物8門87屬254種，硅藻是構(gòu)成調(diào)查區(qū)域浮游植物群落的主要類群。中肋骨條藻的優(yōu)勢(shì)地位明顯。表層浮游植物豐度年均值為7.24×104 cells/L。浮游植物Margalef指數(shù)、Shannon-Weaver指數(shù)和Pielou指數(shù)均值分別為1.62、2.01、0.65，浮游植物生物多樣性尚好。近5年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比較顯示，浮游植物豐度基本穩(wěn)定，保持在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。

舟山海域；浮游植物；種類組成；群落多樣性

浮游植物是海洋中最重要的初級(jí)生產(chǎn)者，是海洋動(dòng)物的直接或間接餌料，在海洋漁業(yè)上具有重要意義。同時(shí)浮游植物的分布直接受海水運(yùn)動(dòng)的影響，某些種類的分布可作為海流、水團(tuán)等的指示生物，在生物海洋學(xué)研究中頗具意義。再者，浮游植物能富集污染物質(zhì)，可作為污染的指示生物［1］。研究表明海洋浮游植物群落在云反照率（cloudalbedo）［2］、碳通量［3］和海水光通量、熱通量［4］等方面影響著全球氣候。因此關(guān)于浮游植物的調(diào)查研究已成為當(dāng)今海洋研究的熱點(diǎn)。

舟山作為一個(gè)群島城市，海洋資源豐富，資源的可持續(xù)利用對(duì)于舟山的發(fā)展至關(guān)重要。目前對(duì)于舟山海域的研究涉及了赤潮成因及機(jī)理、浮游植物的現(xiàn)存量和初級(jí)生產(chǎn)力、浮游植物的群落結(jié)構(gòu)等多方面［5-8］。本文旨在通過(guò)對(duì)舟山海域浮游植物群落的種類組成、數(shù)量分布及季節(jié)變化的調(diào)查，從生態(tài)學(xué)角度分析和評(píng)價(jià)該海域的生態(tài)環(huán)境，為更好地加強(qiáng)該海域環(huán)境的保護(hù)和生物資源的可持續(xù)利用提供數(shù)據(jù)積累。

1　材料與方法

在舟山群島主要島嶼周圍布設(shè)站位共20個(gè)，如圖1。于2014年開(kāi)展春（4-5月）、秋（10月）兩個(gè)航次的海域調(diào)查。

樣品的處理與計(jì)數(shù)均按《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》（GB17378.7-2007）［9］執(zhí)行。定性樣品采集使用淺水Ⅲ型浮游生物網(wǎng)自距海底2 m處至海面垂直拖網(wǎng)，并用5%甲醛固定保存。定量樣品采集使用GO-FLOW采水器采集表層水，按每升水樣加入6～8 mL魯哥氏液進(jìn)行固定。

圖1　浮游植物調(diào)查站位Fig.1　Phytoplankton sampling stations

群落優(yōu)勢(shì)種的判斷采用優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（Y）［10］，季節(jié)間群落的相似程度分析采用Jaccard相似性指數(shù)［11］，物種組成的空間分布差異用不同出現(xiàn)頻率的浮游植物物種數(shù)直方圖［12］來(lái)表示，群落多樣性分析采用Margalef指數(shù)、Shannon-Weaver多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)［13-14］。

2　結(jié)果與討論

2.1浮游植物種類組成及時(shí)空分布

2.1.1種類組成

調(diào)查共采集到浮游植物8門34科87屬254種［15-18］，其中硅藻174種，占68.5%；甲藻63種，占24.8%；綠藻和藍(lán)藻各6種，各占2.4%；金藻2種，占0.8%；裸藻、隱藻和針胞藻各1種，各占0.4%。其中，春季調(diào)查時(shí)出現(xiàn)8門30科72屬187種，硅藻137種，占73.3%；秋季調(diào)查時(shí)出現(xiàn)8門30科78屬204種，硅藻141種，占69.1%。由此可見(jiàn)，硅藻是構(gòu)成調(diào)查海域浮游植物群落的主要類群。

浮游植物生態(tài)類群以廣溫類群為主，其適溫較廣，如廣溫廣鹽種尖刺擬菱形藻Pseudonitzschia pungens、中肋骨條藻Skeletonema costatum等，廣溫高鹽種翼根管藻纖細(xì)變型Rhizosolenia alata f.gracillima等，廣溫低鹽種如具槽直鏈藻Melosira sulcata等。其次是適宜在水溫較高的季節(jié)和水域生存的暖水種，如暖水廣鹽種洛氏角毛藻Chaetoceros lorenzianus等，暖水高鹽種密聚角毛藻Chaetoceros coarctatus等，暖水近岸種瓊氏圓篩藻Coscinodiscus jonesianus等。還出現(xiàn)少量暖溫種和淡水種，如暖溫高鹽種冕孢角毛藻Chaetoceros subsecundus等，暖溫性廣布種筆尖形根管藻長(zhǎng)棘變種Rhizosolenia styliformis v.longispina等，淡水種同族羽紋藻Pinnularia gentilis等。

春秋季間的Jaccard物種相似性指數(shù)值為0.55，表明調(diào)查海域浮游植物季節(jié)更替不明顯［20］。

圖2　不同出現(xiàn)頻率的浮游植物物種數(shù)直方圖Fig.2　The horizontal histograms showing the number ofphytoplankton species with different occurrence frequencies

由圖2可以看出，春季只在個(gè)別（1～2個(gè)）站位出現(xiàn)的物種數(shù)占總物種數(shù)的54.5%，秋季占41.2%，而兩季在半數(shù)以上站位均出現(xiàn)的物種數(shù)累計(jì)分別為15.0%和25.5%。說(shuō)明兩季浮游植物物種組成在空間分布上均存在一定的差異，春季的空間差異大于秋季。

2.1.2優(yōu)勢(shì)種

調(diào)查海域表層浮游植物的優(yōu)勢(shì)種（取Y＞0.02）隨季節(jié)變化明顯，見(jiàn)表1。除中肋骨條藻外，其它種類只在一季占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

表1　表層浮游植物優(yōu)勢(shì)種及其優(yōu)勢(shì)度Tab.1　The dominant phytoplankton species in surface layer and their dominance

中肋骨條藻是典型的廣溫廣鹽廣布種，在近岸低鹽水及河口海域尤為繁茂，是沿岸流的良好指示種。同時(shí)本種能生長(zhǎng)于富營(yíng)養(yǎng)化水域，是沿岸水中常見(jiàn)的赤潮生物，在舟山海域也普遍出現(xiàn)。春季中肋骨條藻的豐度變化不大，介于2.07×103～6.18×104cells/L之間，衢山島東部外側(cè)海域豐度相對(duì)較高。秋季分布趨勢(shì)與春季大體一致，但豐度變化較大，介于0.38×103～1.10×106cells/L，高值區(qū)已接近赤潮臨界值［21］。

圖3　表層中肋骨條藻豐度（×103cells/L）站位分布Fig.3　Spatial distribution of Skeletonema costatum density in surface layer in different seasons

2.2表層浮游植物豐度

由表2可知，表層浮游植物的豐度變化范圍為2.31×103～1.79×106cells/L，平均為7.24×104cells/L。春季均值明顯低于秋季，這與秋季外側(cè)站位的高中肋骨條藻豐度密不可分。春季硅藻、甲藻、藍(lán)藻和其它藻類所占比例分別為47.5%、33.6%、0%和19.0%，硅甲藻比例明顯較高。秋季由于外側(cè)站位中肋骨條藻的高豐度，硅藻比例上升為94.4%；藍(lán)藻比例提高為2.2%，主要?dú)w因于束毛藻豐度的提高；而甲藻比例下降較為明顯，僅為2.9%。

表2　表層浮游植物豐度季節(jié)變化（×103cells/L）Tab.2　The seasonal variation of phytoplankton density in surface layer

從平面分布上看，春秋季浮游植物豐度均基本呈現(xiàn)自西向東遞增的趨勢(shì)。春季高值區(qū)主要位于東福山附近海域，測(cè)值在1.50×105cells/L以上；秋季高值區(qū)位于衢山島東部外側(cè)海域，測(cè)值在5.0×105cells/L以上。舟山市各主要島嶼沿岸海域?yàn)楦∮沃参镓S度的低值區(qū)，春秋季測(cè)值均在2.0×104cells/L以下，這可能與水體的高懸浮物含量有關(guān)。光是綠色植物進(jìn)行光合作用的首要條件，沿岸海域由于懸浮物含量高，水體擾動(dòng)大，海水渾濁，透明度小，導(dǎo)致進(jìn)入海水的光強(qiáng)很弱，僅在近表層的浮游植物利用太陽(yáng)光進(jìn)行光合作用。同時(shí)，混濁的海區(qū)不利于浮游生物的生存而導(dǎo)致其死亡［5］。

圖4　表層浮游植物豐度（×103cells/L）平面分布Fig.4　Spatial distribution of phytoplankton density in surface layer in different seasons

2.3群落多樣性

調(diào)查海域表層浮游植物多樣性指數(shù)變化范圍為0.95～3.32，均值為2.01，其平面分布春季基本呈由西北和東南向中部遞減的趨勢(shì)，秋季則呈由東南向西北遞減的趨勢(shì)，詳見(jiàn)圖5。Margalef指數(shù)變化范圍為0.64～3.22，均值為1.62，平面分布與多樣性指數(shù)基本一致，詳見(jiàn)圖6。

均勻度指數(shù)的變化范圍為0.30～0.97，均值為0.65。春季高值區(qū)主要出現(xiàn)在近杭州灣灣口處，值在0.8以上；低值區(qū)主要位于舟山本島東部海域，值在0.6以下。秋季高值區(qū)位于金塘島西側(cè)海域，值在0.8以上；低值區(qū)主要位于調(diào)查海域的西北和東北部，值均在0.5以下。詳見(jiàn)圖7。

調(diào)查海域Margalef指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均值分別為1.62、2.01、0.65，各站位的均勻度指數(shù)普遍高于0.3，多樣性指數(shù)大部分均高于1。馬建新等［22］認(rèn)為實(shí)際運(yùn)用中，當(dāng)均勻度指數(shù)大于0.3時(shí)，海區(qū)浮游植物多樣性較好；而當(dāng)多樣性指數(shù)小于1，均勻度指數(shù)小于0.3時(shí)，海區(qū)浮游植物多樣性較差。因此可以認(rèn)為調(diào)查海域浮游植物多樣性尚好。

圖5　浮游植物多樣性指數(shù)平面分布Fig.5　Spatial distribution of phytoplankton diversity indices in surface layer in different seasons

2.4浮游植物的年際變化

分析浮游植物豐度近5年來(lái)的變化見(jiàn)表3和4。

就春季而言，2010年浮游植物豐度明顯低于其它年份，這可能與其調(diào)查時(shí)間偏早、水溫尚未回升有關(guān)。2011年由于部分站位出現(xiàn)了中肋骨條藻的高密度增殖導(dǎo)致浮游植物豐度明顯高于其它年份。若消除高中肋骨條藻豐度站位的影響，2011年均值調(diào)整為60.14×103cells/L，與之后幾年的均值均在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。

圖6　浮游植物Margalef指數(shù)平面分布Fig.6　Spatial distribution of phytoplankton abundance indices in surface layer in different seasons

秋季比較上，呈現(xiàn)兩頭高、中間低的變化趨勢(shì)，2010年與2014年豐度均值較其它年份高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，究其原因也與部分站位中肋骨條藻的高豐度值有關(guān)。若消除高中肋骨條藻豐度站位的影響后，2010年均值為26.76×103cells/L，2014年均值為27.71×103cells/L，與其它年份的均值在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。

圖7　浮游植物均勻度指數(shù)平面分布Fig.7　Spatial distribution of phytoplankton evenness indices in surface layer in different seasons

總體上說(shuō)，若不考慮部分站位中肋骨條藻的高密度增殖帶來(lái)的影響，近5年來(lái)調(diào)查海域浮游植物豐度基本在一個(gè)數(shù)量級(jí)上保持穩(wěn)定。而豐度的高值區(qū)范圍基本位于嵊泗列島附近及外側(cè)海域、衢山島東部外側(cè)海域、東極諸島附近海域。

表3　春季表層浮游植物豐度年際變化Tab.3　Yearly variations of phytoplankton density in surface layer in spring

表4　秋季表層浮游植物豐度年際變化Tab.4　Yearly variations of phytoplankton density in surface layer in autumn

3　結(jié)論

（1）兩個(gè)航次調(diào)查共采集到浮游植物8門34科87屬254種，硅藻是構(gòu)成調(diào)查海域浮游植物群落的主要類群，優(yōu)勢(shì)種主要為中肋骨條藻、具槽直鏈藻、具齒原甲藻和極小海鏈藻。

（2）調(diào)查海域的浮游植物豐度年均值為7.24×104cells/L。春秋季浮游植物豐度均基本呈現(xiàn)自西向東遞增的趨勢(shì)。春季高值區(qū)主要位于東福山附近海域，秋季高值區(qū)位于衢山島東部外側(cè)海域，舟山市各主要島嶼沿岸海域?yàn)楦∮沃参镓S度的低值區(qū)。

（3）浮游植物Margalef指數(shù)、Shannon-Weaver指數(shù)和Pielou指數(shù)均值分別為1.62、2.01、0.65，浮游植物生物多樣性尚好。

（4）近5年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比較顯示，浮游植物豐度基本穩(wěn)定，保持在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。豐度的高值區(qū)范圍基本位于嵊泗列島附近及外側(cè)海域、衢山島東部外側(cè)海域、東極諸島附近海域。

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The Study of Phytoplankton in Zhoushan Sea Area

WEI Na，WANG Wen-juan，CHAI Xiao-ping，et al
（Zhoushan Marine Ecological Environment Monitoring Station，Zhoushan316021，China）

The phytoplankton community in Zhoushan sea area was characterized based on two cruise surveys carried out in 2014.A total 8 phyla，including 87 genera and 254 species of phytoplankton were commonly found in the survey area.The main phytoplankton group was diatoms.Skeletonema costatum was the most dominant species.The mean density of phytoplankton in the surface layer was 7.24×104 cells/L.Three indices which were diversity index，abundance index，and evenness index were used to analyze the characteristics of community structure of phytoplankton in the survey area.The results showed that the biodiversity of phytoplankton was passable in Zhoushan sea area.In the last 5 years，the monitoring data showed that the abundance of phytoplankton was stable and maintained at an order of magnitude.

Zhoushan sea area；phytoplankton；species composition；community diversity

Q179.1

A

1008-830X（2015）03-0233-05

2015-01-26

國(guó)家環(huán)境保護(hù)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201309008）

魏娜（1983-），女，福建霞浦人，工程師，研究方向：浮游植物生態(tài).