2010年秋季南海北部浮游植物群落結(jié)構(gòu)研究

馬威，孫軍，薛冰，戴民漢，胡建宇（.淮河流域水資源保護局，安徽蚌埠233000；2.天津科技大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院，天津30057；3.天津科技大學(xué)天津市海洋資源與化學(xué)重點實驗室，天津30057；.廈門大學(xué)海洋環(huán)境科學(xué)國家重點實驗室，福建廈門36005）

?

2010年秋季南海北部浮游植物群落結(jié)構(gòu)研究

馬威1，孫軍2，3*，薛冰2，3，戴民漢4，胡建宇4
（1.淮河流域水資源保護局，安徽蚌埠233000；2.天津科技大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院，天津300457；3.天津科技大學(xué)天津市海洋資源與化學(xué)重點實驗室，天津300457；4.廈門大學(xué)海洋環(huán)境科學(xué)國家重點實驗室，福建廈門361005）

摘要：2010年10月26日—11月24日在南海北部進行了浮游植物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)查，共鑒定浮游植物4門70屬204種（包括未定種12種），浮游植物以硅藻為主，其物種數(shù)為146種，其細(xì)胞豐度占總浮游植物細(xì)胞豐度的93.17%；甲藻次之，其物種數(shù)為51種，占總浮游植物細(xì)胞豐度的0.63%；金藻門3屬4種及藍(lán)藻門2 屬3種；藍(lán)藻門中以紅海束毛藻（Trichodesmium erythraeum）為主。調(diào)查區(qū)浮游植物的細(xì)胞豐度介于0.06 ×103～107.50×103cells／L之間，平均值為5.00×103cells／L。海南島東北部和粵東近岸表層浮游植物豐度較高。垂直分布上，表層和25 m層的浮游植物細(xì)胞豐度較高。浮游植物主要優(yōu)勢種類有菱形海線藻（Thalassionemanitzschioides）、舟形藻（Navicula spp.）、中肋骨條藻（Skeletonema costatum）、旋鏈角毛藻（Chaetoceroscurvisetus）、斯氏幾內(nèi)亞藻（Guinardiastolterforthii）、具槽帕拉藻（Paraliasulcata）等。調(diào)查區(qū)表層和5 m層Shannon-Wiener多樣性指數(shù)平均值分別為3.14和2.83，Pielou均勻度指數(shù)平均值分別為0.73 和0.77；兩種指數(shù)在表層和5 m層均表現(xiàn)出較高的一致性。環(huán)境分析表明除硅酸鹽外，浮游植物細(xì)胞豐度與其他環(huán)境因子均呈極顯著性的相關(guān)性，主要受到氮元素及磷酸鹽的共同限制作用。

關(guān)鍵詞：浮游植物；南海北部；細(xì)胞豐度；群落結(jié)構(gòu)；生物多樣性

馬威，孫軍，薛冰，等.2010年秋季南海北部浮游植物群落結(jié)構(gòu)研究［J］.海洋學(xué)報，2016，38（4）：43—53，doi：10.3969／j.issn.0253-4193.2016.04.004

M a W ei，Sun Jun，Xue Bing，et al.Phytoplankton com munity structure of northern South China Sea in autumn of 2010［J］.Haiyang Xuebao，2016，38（4）：43—53，doi：10.3969／j.issn.0253-4193.2016.04.004

1　引言

浮游植物是海洋食物網(wǎng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，同時對海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動起著關(guān)鍵作用。浮游植物群落能對生活環(huán)境的變化做出快速的響應(yīng)，因而常作為評價海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的一種指標(biāo)［1］。紅海束毛藻是南海重要的固氮藻類之一，細(xì)胞寬為7 ～14μm，長約為寬的1／3，其細(xì)胞群體成絲狀體，并且通常幾乎平行排列成束狀，每束約有10～30根藻絲體［2］，對南海的新生產(chǎn)力有著非常重要的貢獻［3—4］。南海是世界上海洋生態(tài)系統(tǒng)最多樣化的海域之一，但研究者對其海洋生物區(qū)、海洋生態(tài)學(xué)功能及人類活動的影響都缺乏足夠的了解［5］。南海北部海域具有復(fù)雜的生態(tài)特征，既有富營養(yǎng)鹽、低鹽度的河口和沿岸帶，也有寡營養(yǎng)鹽和高鹽度的陸坡和開闊海；既有因季風(fēng)和地形形成的上升流區(qū)域，也有氣旋輻聚的下降流區(qū)域。這些環(huán)境特征決定了南海北部浮游植物高的生物多樣性以及時空分布的復(fù)雜性［6］。

目前，有關(guān)南海浮游植物群落的研究資料還很缺乏，尤其缺少國際標(biāo)準(zhǔn)浮游植物定量分析方法——Uterm?hl方法分析的資料［3—4］。相關(guān)研究對南海浮游植物豐度分布，優(yōu)勢種組成等的描述差異也較大［7—9］，有必要加強對南海浮游植物的定量調(diào)查和分析。本研究通過對2010年秋季南海北部45個站位288個浮游植物樣品的分析，論述了南海北部海域浮游植物的群落特征，并初步分析了浮游植物與環(huán)境因子間的關(guān)系，以期為南海浮游植物相關(guān)的海洋學(xué)和環(huán)境科學(xué)研究積累基礎(chǔ)資料。

2　材料與方法

2.1調(diào)查區(qū)域與站位布設(shè)

2010年10月26日—11月24日期間在南海北部海域（18°00′～23°30′N，110°30′～118°00′E）設(shè)置的45個大面站（圖1）進行了物理水文、化學(xué)和生物的綜合調(diào)查，選取珠江口及其延伸站位作為A斷面。

圖1　南海北部調(diào)查站位Eig.1 The sampling stations in the northern South China Sea

2.2調(diào)查參數(shù)與分析方法

溫度及鹽度參數(shù)通過C T D現(xiàn)場測定獲取，營養(yǎng)鹽（N O3-N，SiO3-Si，P O4-P）樣品的取樣和分析參考Dai等［10］進行。浮游植物的采樣層為0 m（表層）、5 m、25 m、50 m、75 m、100 m、125 m、150 m和200 m，在水深不足200 m的站位取海底以上2～5 m處作為底層。取C T D采水器采集的水樣1 L，裝入PE塑料瓶中并立即用中性福爾馬林固定，甲醛體積終濃度為2%。在實驗室內(nèi)，按Uterm?hl方法分析［11］，用A O倒置顯微鏡在200或400倍下進行浮游植物物種鑒定與計數(shù)。

2.3數(shù)據(jù)處理

考慮到浮游植物細(xì)胞在固定后容易收縮變形，而且一些種類的個體本來就很微小，在顯微鏡下計數(shù)時，一些種類很難準(zhǔn)確定位到種。對一些難以準(zhǔn)確鑒定到種的個體，計數(shù)時只歸類到屬。細(xì)胞豐度的統(tǒng)計和誤差處理參考孫軍等［11］。計算分析采用的公式如下：

優(yōu)勢度［12］計算公式如下：

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

物種多樣性指數(shù)采用香農(nóng)－威納（Shannon-Wiener，H′）指數(shù)［13］：

式中，Pi是第i種的個數(shù)與該樣品總物種數(shù)的比值；S為樣品數(shù)。

Pielou物種均勻度指數(shù)（Pielou’s index，J）［14］：

式中，S為樣品中物種數(shù)。

通過Surfer 9.0做的Box-whisker圖分析，對浮游植物各類群在調(diào)查區(qū)水體中的垂直分布進行了研究。浮游植物與環(huán)境因子之間的關(guān)系通過Pearson相關(guān)性分析以及典范對應(yīng)分析（CC A）來分析，分別通過SPSS 13.0和C A N O C O 5.0軟件來進行。

3　結(jié)果

3.1調(diào)查海域的溫度及鹽度特征

調(diào)查期間5 m層溫度與鹽度以及A斷面的溫度與鹽度分布見圖2和圖3。5 m層的溫度范圍在20.4 ～27.9℃之間，鹽度范圍在28.7～34.0之間，平均值分別為24.8℃和33.3。調(diào)查期間5 m層的溫度分布基本上是由粵東近岸往外海逐漸升高的趨勢，西南部水溫高于東北部。珠江口近岸海域溫度分布受到?jīng)_淡水的影響致使溫度等深線向外海延伸。低鹽度區(qū)域主要分布在調(diào)查海區(qū)的近岸，大部分調(diào)查范圍內(nèi)的鹽度較高（圖2）。鹽度整體上由近岸向外海逐漸升高，水深超過100 m的海域，鹽度基本上達到34以上。A斷面的溫度整體上隨水深的增加而降低，75 m以淺水溫基本上都在23℃以上。A1站位的溫度與鹽度呈現(xiàn)向上涌升分布的趨勢（圖3）。

圖2　調(diào)查區(qū)5 m層的溫度（a）與鹽度（b）分布Eig.2 The temperature（a）and salinity（b）distribution of 5 m layer in the survey area

圖3　A斷面的溫度（a）與鹽度（b）分布Eig.3 Vertical profiles of temperature（a）and salinity（b）along section A

3.2浮游植物物種組成

此次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)浮游植物4門70屬204種（未定名種12種），其中硅藻51屬146種，占總物種豐富度的71.22%；甲藻13屬51種，占總物種豐富度的24.88%；此外還包括金藻4屬4種，藍(lán)藻2屬3種，以及未定類的三裂醉藻（Ebriatripartita）。調(diào)查區(qū)浮游植物主要以溫帶近岸性物種為主。南海北部的浮游植物都以廣溫、廣布型和熱帶暖水型種類為主，物種類群表現(xiàn)出較為明顯的熱帶、亞熱帶區(qū)系特性。2010年秋季南海北部浮游植物群落的優(yōu)勢類群有菱形海線藻（Thalassionema nitzschioides）、中肋骨條藻（Skeletonemacostatum）、旋鏈角毛藻（Chaetoceroscurvisetus）、斯氏幾內(nèi)亞藻（Guinardiastolterforthii）及具槽帕拉藻（Paraliasulcata）等。各主要優(yōu)勢種的豐度及豐度比例、出現(xiàn)頻率（fi）和優(yōu)勢度（Y）見表1。

表1　2010年秋季南海北部浮游植物主要優(yōu)勢類群Tab .1 Phytoplankton dominant species in the northern South China Sea in Autumn 2010

續(xù)表1

3.3浮游植物的細(xì)胞豐度

調(diào)查區(qū)各水層浮游植物細(xì)胞豐度介于0.06×103～107.50×103cells／L，平均值為5.00×103cells／L。最小細(xì)胞豐度位于深海海盆的A0站位，E600站位鏡檢出較多的中肋骨條藻，為調(diào)查區(qū)的最大浮游植物細(xì)胞豐度站位。硅藻在細(xì)胞豐度上占有絕對的優(yōu)勢，平均細(xì)胞豐度為4.66×103cells／L，占總細(xì)胞豐度的93.17%；其次為甲藻，平均細(xì)胞豐度為0.03×103cells／L，占總細(xì)胞豐度的0.63%。金藻門中的小等刺硅鞭藻（Dictyocha fibula）在多個站位有檢出（fi＝0.483），但其出現(xiàn)的細(xì)胞豐度較小，最大只有45.6 cells／L。

3.3.1細(xì)胞豐度的垂直分布

通過Box-whisker作圖分析，對浮游植物各類群在調(diào)查區(qū)水體中的垂直分布進行了研究（經(jīng)過log10轉(zhuǎn)化后）。如圖4，浮游植物垂直分布的總體特征是浮游植物細(xì)胞豐度的最大值出現(xiàn)在表層，隨著水深增加，浮游植物的細(xì)胞豐度逐漸減少，但5 m層浮游植物細(xì)胞豐度低于25 m層。由于調(diào)查海區(qū)的浮游植物細(xì)胞豐度主要由硅藻貢獻，所以硅藻與總浮游植物的垂直分布特征相似。對于水深小于200 m的站位，硅藻細(xì)胞豐度由表層到底層逐漸降低，甲藻規(guī)律不明顯。而在水深大于200 m的站位，硅藻的高細(xì)胞豐度值主要出現(xiàn)在25 m。

圖4　調(diào)查區(qū)浮游植物細(xì)胞豐度的Box-W hisker垂直分布Eig.4 Box-W hisker plot of vertical distribution of phytoplankton cell abundance in survey areaa.所有站位浮游植物；b.所有站位硅藻；c.所有站位甲藻；d.小于200 m水深站位浮游植物；e.小于200 m水深站位硅藻；f.小于200 m水深站位甲藻；g.大于200 m水深站位浮游植物；h.大于200 m水深站位硅藻；i.大于200 m水深站位甲藻a.Phytoplankton in all stations；b.Bacillariophyta in all stations；c.Dinophyta in all stations；d.Phytoplankton in stations with depth less than 200 m；e.Bacillariophytain stations with depth less than 200 m；f.Dinophytain stations with depth less than 200 m；g.Phytoplankton in stations with depth more than 200 m；h.Bacillariophytain stations with depth more than 200 m；i.Dinophytain stations with depth more than 200 m

3.3.2細(xì)胞豐度的平面分布

此次調(diào)查中，由于浮游植物主要分布在上層水體，在此僅對表層和5 m層浮游植物的平面分布進行表述（圖5）。表層浮游植物的平均豐度為10.39× 103cells／L，其中硅藻類和甲藻類的平均豐度分別為10.01×103cells／L和0.07×103cells／L，浮游植物細(xì)胞豐度的分布格局是在海南島東北部近岸海域較高，向外海逐漸降低，但在粵東近岸出現(xiàn)次高值。浮游植物在5 m層的分布趨勢與表層基本一致，但在總細(xì)胞豐度上與表層相比略有偏低。5 m層浮游植物的平均細(xì)胞豐度為7.32×103cells／L，其中硅藻類和甲藻類的平均豐度分別為6.77×103cells／L和0.03×103cells／L。由于硅藻在細(xì)胞豐度上所占的優(yōu)勢，其分布特征基本上反映了總浮游植物細(xì)胞豐度的分布格局。甲藻及金藻細(xì)胞豐度較低，其分布對浮游植物細(xì)胞豐度分布的總體格局影響甚微。

圖5　0 m層及5 m層浮游植物細(xì)胞豐度分布（103cells／L）Eig.5 H orizontal distribution of phytoplankton cell abundance in 0 m and 5 m layer（103cells／L）a.表層浮游植物；b.表層硅藻；c.表層甲藻；d.5 m層浮游植物；e.5 m層硅藻；f.5 m層甲藻a.Phytoplankton in the surface water；b.Bacillariophyta in the surface water；c.Dinophyta in the surface water；d.Phytoplankton in 5 m layer；e.Bacillariophyta in 5 m layer；f.Dinophyta in 5 m layer

3.3.3浮游植物的斷面分布

浮游植物細(xì)胞豐度在A斷面分布（圖6）與平面分布有所不同，雖然也表現(xiàn)出由近岸向外逐漸降低的趨勢，但在A5站25 m出現(xiàn)了一個高值區(qū)，主要是分布有紅海束毛藻（Trichodesmium erythraeum），其細(xì)胞豐度可高達14.22×103cells／L。硅藻的一個高值區(qū)呈現(xiàn)在A6站25 m處，主要是由旋鏈角毛藻組成，其細(xì)胞豐度可高達19.11×103cells／L。

3.3.4表層優(yōu)勢種細(xì)胞豐度的平面分布

優(yōu)勢種細(xì)胞豐度的最大值大都出現(xiàn)在表層。本次調(diào)查優(yōu)勢種表層細(xì)胞豐度的分布如圖7所示。菱形海線藻高值區(qū)主要分布在海南島東北部與粵西近岸區(qū)域，其平均細(xì)胞豐度為1.25×103cells／L；舟形藻在調(diào)查區(qū)大部分范圍內(nèi)都有出現(xiàn)，其細(xì)胞豐度平均值為0.37×103cells／L；中肋骨條藻與旋鏈角毛藻的分布同菱形海線藻相似，但中肋骨條藻的高值分布范圍更狹小些，而旋鏈角毛藻分布除此之外，在粵東近岸還有一個高值區(qū)，它們的平均細(xì)胞豐度分別為10.55×103cells／L和2.44×103cells／L。

3.3.5束毛藻屬細(xì)胞豐度的分布

圖6　A斷面浮游植物細(xì)胞豐度的垂直分布（103cells／L）Eig.6 Vertical distribution of phytoplankton cell abundance along section A（103cells／L）a.浮游植物；b.硅藻；c.甲藻；d.金藻a.Phytoplankton；b.Bacillariophyta；c.Dinophyta；d.Chrysophyta

藍(lán)藻門中的紅海束毛藻在許多站位中占有相當(dāng)高的比例，還有鐵氏束毛藻（Trichodesmium thiebau-tii）及胞內(nèi)植生藻（Richeliaintracellularis）出現(xiàn)，圖8反映了束毛藻屬在75 m層以淺水柱積分的細(xì)胞豐度分布情況：束毛藻屬在調(diào)查區(qū)的較大范圍內(nèi)都有分布，在近岸的分布面廣，數(shù)量也較多。最高值15.65× 103cells／L出現(xiàn)在A5站位。束毛藻屬中紅海束毛藻是南海北部一個重要的優(yōu)勢類群，只是紅海束毛藻以群體形式生活，顯微鏡檢的時候不能準(zhǔn)確計數(shù)其細(xì)胞個數(shù)，本次調(diào)查中每根藻絲體平均約有80 cells，且束毛藻屬主要出現(xiàn)在75 m及以淺的水層中。紅海束毛藻在本次調(diào)查站位中的出現(xiàn)率達到40%，特別在珠江口和粵東淺水區(qū)域的分布豐度比較大。由于束毛藻的特殊固氮作用，其在南海北部的細(xì)胞豐度及分布特點還需要更多的研究。

圖7　表層浮游植物優(yōu)勢種細(xì)胞豐度的平面分布（103cells／L）Eig.7 H orizontal distribution of phytoplankton dominant species cell abundance in the surface water（103cells／L）a.菱形海線藻；b.舟形藻；c.中肋骨條藻；d.旋鏈角毛藻a.Thalassionemanitzschioides；b.Navicula spp.；c.Skeletonemacostatum；d.Chaetoceroscurvisetus

圖8　75 m層及以淺束毛藻屬細(xì)胞豐度的水柱積分分布（103cells／L）Eig.8 Distribution of Trichodesmium spp.in water column above 75 m in northern South China Sea（103cells／L）

3.4群落物種多樣性的平面分布

群落物種多樣性是衡量群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，但是單純使用一種多樣性指數(shù)來說明整個浮游植物群落的多樣性容易造成較大的偏差［16］，因此本文采用Shannon-W einer多樣性指數(shù)（H′）和Pielou均勻度指數(shù)（J）這兩個指數(shù)對群落物種多樣性進行綜合分析。本次調(diào)查結(jié)果顯示，表層和5 m層Shannon-Wiener指數(shù)分布相似，分別介于1.30～4.57和0.53 ～3.90，平均值分別為3.14和2.83，都以S501站位為中心存在一個低值區(qū)。表層和5 m層的Pielou物種均勻度指數(shù)介于0.37～0.89和0.15～0.97，平均值分別為0.73和0.77。Pielou物種均勻度指數(shù)同Shannon-Wiener指數(shù)分布趨勢大體上也是一致的（圖9）。對S501站位分析發(fā)現(xiàn)，該站位表層浮游植物細(xì)胞豐度較低（0.49×103cells／L），物種數(shù)較少（只有6種），造成這一結(jié)果的深層原因可能需要相關(guān)環(huán)境資料進一步分析。

4　討論

秋季南海北部浮游植物的垂直分布主要受到光線和營養(yǎng)鹽的影響，近海營養(yǎng)鹽較為充足，浮游植物多生長在光線相對充足的表層，而遠(yuǎn)海由于表層寡營養(yǎng)鹽的限制作用，浮游植物多分布于光線和營養(yǎng)鹽最適宜的水層（主要在25 m及50 m水層）。

圖9　浮游植物香農(nóng)－威納多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)的平面分布Eig.9 H orizontal distribution of Shannon-Wiener diversity index and Pielou evenness indexa.表層香農(nóng)－威納多樣性指數(shù)；b.表層Pielou均勻度指數(shù)；c.5 m層香農(nóng)－威納多樣性指數(shù)；d.5 m層Pielou均勻度指數(shù)a.Shannon-Wiener diversity index in the surface water；b.Pielou evenness index in the surface water；c.Shannon-Wiener diversity index in 5 m layer；d.Pielou evenness index in 5 m layer

結(jié)合5 m層溫度與鹽度數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：在粵東榕江口近岸有一低溫水團（海水溫度低于平均值），其對應(yīng)的鹽度也較低，具有明顯的受沖淡水影響的特點，與海南島東北部近岸海域相比，浮游植物細(xì)胞豐度在該區(qū)域相對較低，但遠(yuǎn)高于外海；在浮游植物細(xì)胞豐度較高的區(qū)域，海水溫度較高（基本上在26℃以上），鹽度偏低。此區(qū)域浮游植物主要以適應(yīng)高溫低鹽環(huán)境為主。結(jié)合A斷面的溫度與鹽度數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，水深小于100 m的站位，水體溫度與鹽度的垂直分布較為均勻，且表現(xiàn)為由近岸沿外海逐漸升高。浮游植物細(xì)胞豐度的高值卻主要表現(xiàn)在25 m層的A5 及A6站位，很可能受到海水透明度的影響導(dǎo)致底層浮游植物難以生長；珠江口陸源的物質(zhì)輸入也可能對該斷面近岸站位的浮游植物群落影響較大。

4.1與歷史資料對比

本研究結(jié)果與該海域同期的歷史研究資料的比較見表2，已有研究表明冬季表層浮游植物細(xì)胞豐度大約是夏季的10倍，調(diào)查出的各門類浮游植物比例也有不同，硅藻占有絕對優(yōu)勢。2004年對南海北部的調(diào)查也顯示出冬季浮游植物平均細(xì)胞豐度是夏季的兩倍。由于南海北部特殊的生態(tài)環(huán)境，秋季浮游植物生物量較低，但構(gòu)成浮游植物的主要類群仍然以硅藻和甲藻為主。浮游植物的不同分析方法會使結(jié)果差異很大，采樣區(qū)域和采水層的差異對分析結(jié)果的影響也非常大。對于該海域浮游植物群落變化的理解，還需要更多的數(shù)據(jù)積累分析。

表2　南海北部秋季浮游植物豐度與以同期歷史資料的比較Tab .2 Comparison of historical data of phytoplankton cell abundance in the northern South China Sea

續(xù)表2

4.2浮游植物與環(huán)境因子的關(guān)系

對浮游植物細(xì)胞豐度與主要的環(huán)境因子間相關(guān)性做了分析（表3），除硅酸鹽外，浮游植物細(xì)胞豐度與其他環(huán)境因子均呈極顯著性的相關(guān)性。浮游植物主要優(yōu)勢種與相關(guān)環(huán)境因子的典范對應(yīng)分析結(jié)果見圖10，由于不同物種具有生態(tài)適應(yīng)性的差異，可以通過在排序圖中的位置反應(yīng)物種對環(huán)境資源的依賴程度。本次調(diào)查的主要優(yōu)勢種中，菱形海線藻、舟形藻、丹麥細(xì)柱藻、圓篩藻和中肋骨條藻均與亞硝酸鹽呈顯著性負(fù)相關(guān)；菱形海線藻和斯氏幾內(nèi)亞藻則與磷酸鹽呈顯著性正相關(guān)；而各主要優(yōu)勢種對硅酸鹽則沒有表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性。

表3　浮游植物細(xì)胞豐度與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)性分析Tab .3 Pearson correlation analysis between phytoplankton cell abundance and environmental factors

圖10　浮游植物主要優(yōu)勢種與環(huán)境因子的CC A雙序圖Eig.10 CC A scatter bi-plot for phytoplankton dominant species and environmentalfactorsS：鹽度；T：溫度；P O4：磷酸鹽；SiO3：硅酸鹽；N O2：亞硝酸鹽；T N：硝酸鹽與亞硝酸鹽總和；Tha1：菱形海線藻；Nav：舟形藻；Ske：中肋骨條藻；Cha：旋連角毛藻；Gui：斯氏幾內(nèi)亞藻；Par：具槽帕拉藻；Det：矮小短棘藻；Cos：圓篩藻；Pse：柔弱偽菱形藻；Lep：丹麥細(xì)柱藻；Tha2：海鏈藻S：salinity；T：temperature；P O4：phosphate；SiO3：silicate；N O2：nitrite；T N：nitrite＋nitrate；Tha1：Tha.nitzschioides；Nav：Nav.spp.；Ske：Skeletonemacostatum；Cha：Chaetoceroscurvisetus；Gui：Guinardiastolterforthii；Par：Paraliasulcata；Det：Detonula pumila；Cos：Cos.spp.；Pse：Pse.delicatissima；Lep：Leptocylindrusdanicus；Tha2：Thalassiosira spp.

盡管部分樣品的環(huán)境因子測定低于檢測限而缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)，但通過分析可以初步判斷秋季南海北部浮游植物的主要限制因子是氮元素以及伴隨著磷元素的共同限制作用。在所測出硝酸鹽、亞硝酸鹽及磷酸鹽水層中，其N／P值在部分站位偏離正常比值［18］。浮游硅藻種類低值區(qū)，磷酸鹽幾乎難以檢測。因為氮、磷營養(yǎng)鹽是海水浮游植物生長不可缺少的營養(yǎng)元素，硅元素雖然是浮游植物生長極其重要的元素之一，但在浮游植物細(xì)胞豐度的影響上并沒有表現(xiàn)出明顯的限制作用。已有研究也表明秋季南海北部的浮游植物受氮、磷元素的共同限制［19］。這很可能是跟局部不同的環(huán)境特點有關(guān)，如船測數(shù)據(jù)表明珠江口近岸水域主要會表現(xiàn)出磷的限制［20］；而在呂宋島西北部上升流區(qū)由于能將下層營養(yǎng)鹽向上層水體補充，不會表現(xiàn)出營養(yǎng)鹽的限制［21］。

5　結(jié)論

秋季南海北部的浮游植物群落主要是由硅藻和甲藻組成，浮游植物細(xì)胞豐度的平均值為5.00×103cells／L，其中硅藻細(xì)胞豐度占到總細(xì)胞豐度的93.17%，高值出現(xiàn)在海南島東北部近岸。在南海海域，不同季節(jié)浮游植物細(xì)胞豐度有明顯的差異。低鹽度高營養(yǎng)鹽的混合水主要分布在表層，支持了一些適宜廣溫、低鹽種類的大量繁殖。

本次調(diào)查的主要優(yōu)勢種有菱形海線藻，還有舟形藻、中肋骨條藻、旋鏈角毛藻、斯氏幾內(nèi)亞藻和具槽帕拉藻等。束毛藻屬在南海北部也是一個重要的類群，在本次調(diào)查40%的站位都有出現(xiàn)，在珠江口和粵東淺水海域有較高的細(xì)胞豐度分布。浮游植物在水體中垂直分布的總特征是細(xì)胞豐度高值集中在表層及25 m層，自25 m層以下浮游植物細(xì)胞豐度逐漸降低。在南海海域，浮游植物與環(huán)境因子間的關(guān)系復(fù)雜，本次調(diào)查中的浮游植物細(xì)胞豐度主要表現(xiàn)出氮限制，以及有一定程度的磷限制作用。

由于秋季南海的浮游植物調(diào)查資料較少，尤其是浮游植物Uterm?hl方法的檢測結(jié)果十分有限。本文僅對單一季節(jié)的浮游植物資料進行了分析，而南海北部環(huán)境條件的時空差異較大，要進一步了解南海浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化及其對環(huán)境變化的響應(yīng)，還需要長期的浮游植物定量分析資料的積累。

致謝：感謝“東方紅2”調(diào)查船船長和船員們，現(xiàn)場樣品的采集工作由郭術(shù)津、靳少非、田偉和宋書群完成！

參考文獻：

［1］Paerl H W，Valdes L M，Pickney J L，et al.Phytoplankton photopigments asindicators of estuarine and coastaleutrophication［J］.BioScience，2003，53（10）：953－964.

［2］林永水，周近明，何建宗，等.赤潮生物［M］.北京：科學(xué)出版社，2001：1－79.Lin Yongshui，Zhou Jin ming，He Jianzong，et al.Red-tide Organisms［M］.Beijing：Science Press，2001：1－79.

［3］樂鳳鳳，孫軍，寧修仁，等.2004年夏季中國南海北部的浮游植物［J］.海洋與湖沼，2006，37（3）：238－248.Le Eengfeng，Sun Jun，Ning Xiuren，et al.Phytoplankton in the northern South China Sea in su m mer 2004［J］.Oceanologia et Limnologia Sinica，2006，37（3）：238－248.

［4］孫軍，宋書群，樂鳳鳳，等.2004年冬季南海北部浮游植物［J］.海洋學(xué)報，2007，29（5）：132－145.Sun Jun，Song Shuqun，Le Eengfeng，et al.Phytoplankton in northern South China Sea in the winter of 2004［J］.Haiyang Xuebao，2007，29（5）：132－145.

［5］M orton B，Black more G.South China Sea［J］.M arine Pollution Bulletin，2001，42（12）：1236－1263.

［6］陳清潮.中國海洋生物多樣性的現(xiàn)狀和展望［J］.生物多樣性，1997，5（2）：142－146.Chen Qingchao.Current status and prospects of marine biodiversity in China［J］.Biodiversity Sciences，1997，5（2）：142－146.

［7］葉嘉松，林永水，袁文彬.東沙群島周圍海域夏季浮游植物的數(shù)量分布［G］／／南海海洋生物研究論文集.北京：海洋出版社，1983：1－6.Ye Jiasong，Lin Yongshui，Yuan W enbin.Quantitative distribution of phytoploankton in waters around Dongsha Islandsin su m mer［G］／／M arine Biological Research Papers in the South China Sea.Beijing：China Ocean Press，1983：1－6.

［8］中國科學(xué)院南海海洋研究所.南海海區(qū)綜合調(diào)查研究報告［R］.北京：科學(xué)出版社，1985：332－357.South China Sea Institute of Oceanology，Chinese Academy of Sciences.Symposiu m on Research Reports on the Sea Area of South China Sea［R］.Beijing：Science Press，1985：332－357.

［9］朱根海，寧修仁，蔡昱明，等.南海浮游植物種類組成和豐度分布的研究［J］.海洋學(xué)報，2003，25（S2）：8－23.Zhu Genhai，Ning Xiuren，Cai Yu ming，et al.Studies on species composition and abundance distribution of phytoplankton in the South China Sea［J］.Haiyang Xuebao，2003，25（S2）：8－23.

［10］Dai M，W ang L，Guo X，et al.Nitrification andinorganic nitrogen distribution in alarge perturbed river／estuarine system：the Pearl River Estuary，China［J］.Biogeosciences，2008，5（5）：1227－1244.

［11］孫軍，劉東艷，錢樹本.一種海洋浮游植物定量研究分析方法——Uterm?hl方法的介紹及其改進［J］.黃渤海海洋，2002，20（2）：105－112.Sun Jun，Liu Dongyan，Qian Shuben.A quantative research and analysis method for marine phytoplankton：an introduction to Uterm?hl methodand its modification［J］.Journal of Oceanography of H uanghai＆Bohai Seas，2002，20（2）：105－112.

［12］孫儒泳.動物生態(tài)學(xué)原理［M］.2版.北京：北京師范大學(xué)出版社，1992：356－357.Sun Ruyong.The Principle of Animal Ecology［M］.2nd ed.Beijing：Beijing Normal U niversity Press，1992：356－357.

［13］Shannon C E，W eaver W.The M athematical Theory of Com munication［M］.Urbana IL：U niversity of Illinois Press，1949：1－125.

［14］Pielou E C.An Introduction to M athematical Ecology［M］.New York：Wiley Interscience，1969：1－286.

［15］孫軍，劉東艷.中國海區(qū)常見浮游植物種名更改初步意見［J］.海洋與湖沼，2002，33（3）：271－286.Sun Jun，Liu Dongyan.The preliminary notion on nomenclature of com mon phytoplankton in China Seas waters［J］.Oceanologia et Limnologia Sinica，2002，33（3）：271－286.

［16］孫軍，劉東艷.多樣性指數(shù)在海洋浮游植物研究中的應(yīng)用［J］.海洋學(xué)報，2004，26（1）：62－75.Sun Jun，Liu Dongyan.The application of diversity indices in marine phytoplankton studies［J］.Haiyang Xuebao，2004，26（1）：62－75.

［17］李欣，孫軍，田偉，等.2009年夏季南海北部的浮游植物群落［J］.海洋科學(xué)，2012，36（10）：33－39.Li Xin，Sun Jun，Tian W ei，et al.Phytoplankton com munityin the northern area of South China Seain su m mer of 2009［J］.M arine Sciences，2012，36（10）：33－39.

［18］Ning X，Chai E，Xue H，et al.Physical-biological oceanographic coupling influencing phytoplankton and primary production in the South China Sea ［J］.Journal Geophysical Research，2004，109（C10），doi：10.1029／2004JC002365.

［19］Xu J.Nutrientlimitation in the Pearl River Estuary，H ong Kong waters and adjacent South China Sea waters［D］.H ong Kong：H ong Kong U niversity of Science and Technology，2007.

［20］Yin K D，Qian P Y，W u M C S，et al.Shiftfrom P to N limitation of phytoplankton growth across the Pearl River estuarine plu me during su m mer ［J］.M arine Ecology Progress Series，2001，221：17－28.

［21］W ang Pinxian，Li Qianyu.The South China Sea：Paleoceanography and Sedimentation［M］.The Netherlands：Springer，2008.

Phytoplankton com munity structure of northern South China Seain autumn of 2010

M a W ei1，Sun Jun2，3，Xue Bing2，3，Dai Minhan4，H u Jianyu4
（1.Huaihe River Basin Water Resources Protection Bureau，Bengbu 233000，China；2.Collegeof Marine and Environmental Sciences，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China；3.Tianjin Key Laboratory of Marine Resources and Chemistry，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China；4.State Key Laboratory of Marine Environmental Science，Xiamen University，Xiamen 361005，China）

Abstract：The abundance and species composition of phytoplankton com munity in the northern South China Sea （nSCS）（18°00′－23°30′N，110°30′－118°00′E）wereinvestigated from 26thOctoberto 24thNovember 2010.A total of 204 taxa（12 uncertain speciesincluded）belonging to 70 genera of 4 phyla wereidentified.The main phytoplankton group was Bacillariophyta with 146 species，which accounted 93.17%of the total phytoplankton cell abundance，followed by Pyrrophyta with 51 species，which accounted for 0.63%of the total phytoplankton cell abundance.Chrysophyta（3 genera and 4 species）and Cyanophyta（2 genera and 3 species，where Trichodesmium erythraeum was the dominant specie）also had been found.The cell abundance of phytoplankton ranged from 0.06 ×103cells／L to 107.50×103cells／L and the average was 5.00×103cells／L.The phytoplankton cellabundancein the surface water was high in northeast of Hainan Island and the coasts of east of Guangdong.The vertical profiles of phytoplankton showed that the maximu m cell abundance was found in the surface water and 25 m layer.The dominant species were Thalassionemanitzschioides，Navicula spp.，Skeletonemacostatum，Chaetoceroscurvisetus，Guinardiastolterforthii and Paraliasulcata etc.The Shannon-Wiener diversity index and Pielou evenness index were high in the southeast of survey area and relatively low in other area，the average were 3.14 and 0.73 in surface，2.83 and 0.77 in 5 m layer，respectively.These two diversity indices showed a similar distribution.Environmental analysis showed that phytoplankton cells abundance had significant correlation with environ mental factors except silicate，and the main dominant factors were the com mon restriction of nitrogen and phosphate.

Key words：phytoplankton；northern South China Sea；cell abundance；com munity structure；biodiversity

*通信作者：孫軍，男，教授，主要從事海洋生態(tài)學(xué)的研究。E-mail：phytoplankton＠163.com

基金項目：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（2015CB954002）；教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計劃（N CE T-12-1065）；國家自然科學(xué)基金（41176136，41276124）。

作者簡介：馬威（1986—），男，湖北省孝感市人，主要從事水生態(tài)、水質(zhì)監(jiān)測工作。

收稿日期：2015-07-10；

修訂日期：2015-10-20。

中圖分類號：Q948.8

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：0253-4193（2016）04-0043-11