2014年夏季南麂列島海域甲藻孢囊的分布研究

林順利，水柏年，尤勝炮，雷友萬，付聲景，吳春金

（1.浙江海洋學院水產(chǎn)學院，浙江舟山　316022；2.國家海洋局溫州海洋環(huán)境監(jiān)測中心站，浙江溫州　325013）

2014年夏季南麂列島海域甲藻孢囊的分布研究

林順利1，2，水柏年1，尤勝炮2，雷友萬2，付聲景2，吳春金2

（1.浙江海洋學院水產(chǎn)學院，浙江舟山316022；2.國家海洋局溫州海洋環(huán)境監(jiān)測中心站，浙江溫州325013）

2014年8月對南麂列島海域的甲藻孢囊進行了調(diào)查研究，結果檢出18種甲藻孢囊（屬于4大類），優(yōu)勢種為自養(yǎng)型膝溝藻類的墨西哥易碎藻孢囊、鈣質類的椎狀斯氏藻孢囊和相似亞歷山大藻。甲藻孢囊總豐度在5～33 cysts/mL之間，平均值為其12.75 cysts/mL。甲藻孢囊總體分布規(guī)律為岙內(nèi)海域高于岙口外海域，其中魚貝類養(yǎng)殖區(qū)N1站點最高。4種產(chǎn)PSP毒素甲藻孢囊（相似亞歷山大藻、塔瑪亞歷山大藻、擬膝溝亞歷山大藻和伊姆裸甲藻）和2種產(chǎn)YTX毒素甲藻孢囊（具刺膝溝藻和多邊舌甲藻）在南麂海域有分布，其中亞歷山大藻孢囊分布較廣，孢囊豐度占比較高，具有爆發(fā)亞歷山大藻赤潮的潛在危險。

甲藻孢囊；南麂列島；赤潮

甲藻孢囊被普遍認為是引發(fā)甲藻赤潮的“種源（Seed bed）”［1］，它對赤潮的生消過程起著重要的作用。國內(nèi)的孢囊研究工作起步較晚，20世紀90年代，國內(nèi)學者王緯斐［2］，鄭磊等［3］，齊雨藻等［4-5］對孢囊的分類、生態(tài)地理分布和生活史方面進行了研究。進入21世紀之后，我國孢囊的研究相對較為活躍。林元燒等［6］、王朝暉等［7-9］、顧海峰［10］，肖詠之等［11］、藍東兆等［12］、邵魁雙等［13］和石雅君等［14］調(diào)查了我國沿海沉積物中甲藻孢囊的分布狀況，并對一些重要的赤潮原因種或者有毒種進行了生活史及生理生態(tài)調(diào)控因子研究。

近年來，南麂列島海域是赤潮發(fā)生次數(shù)及面積呈上升趨勢［15］，而秋冬季的高營養(yǎng)鹽沿岸流及鰲江等江河攜帶入海的高營養(yǎng)物質（無機氮和活性磷酸鹽）又為南麂海域赤潮生物的爆發(fā)性增殖提供了物質基礎，致使赤潮對南麂海域養(yǎng)殖業(yè)危害日趨嚴重。甲藻孢囊是區(qū)分內(nèi)源性或外源性赤潮的重要依據(jù)，對甲藻孢囊的調(diào)查與研究，是關赤潮研究的一個重要組成部分。而南麂列島作為國家海洋自然保護區(qū)，目前卻尚無關于孢囊的研究報道，對甲藻孢囊的分布研究還處于空白狀態(tài)。因此，本文對夏季南麂列島海域甲藻孢囊的分布特征進行研究，揭示有毒有害赤潮發(fā)生潛勢，可為今后深入開展該海域的赤潮研究提供參考。

1　材料與方法

1.1樣品采集

依據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范》（GB/T 12763-2007），并結合南麂列島海域的特點，于2014年8月27日，在南麂列島附近海域（121°3′-121°6′E，27°26′-27°29′N）設置8個站點（N1-N8）（表1、圖1），其中N1和N2為魚貝類養(yǎng)殖區(qū)，N4為旅游風景區(qū)。用采泥器采集0～2cm的底泥樣品，同時現(xiàn)場采集同站位表層水（水深0.5m）。沉積物樣品于4℃下黑暗保存，直到實驗分析；水樣立即用0.45 μm的Millipore濾膜進行現(xiàn)場過濾后，低溫保存。

圖1　南麂列島海域采樣站位Fig.1　Sampling stations in Nanji islands

表1　樣品采集站位的經(jīng)緯度Tab.1　Location of sampling stations

1.2實驗方法

沉積物樣品用自制的容器（體積1cm3）稱量，稱量后加入鹽酸（10%）和氫氟酸（40%），除去鈣質與硅質，脫酸后用超聲波處理30 s。用125 μm和15 μm的篩網(wǎng)過濾，收集徑粒大小為15～125 μm的樣品至表面皿中。旋轉表面皿，使孢囊及輕浮物懸浮于水中，粗砂等沉于表面皿底部。最后用吸管選取上層液定容至10 mL。然后吸取0.1 mL的孢囊樣品液體于方格計數(shù)框上，在倒置顯微鏡下進行種類鑒定、計數(shù)，孢囊豐度用cysts·mL-1表示。

水化因子（溶解氧、無機氮、活性磷酸鹽等）的監(jiān)測和分析方法按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB17378-2007）執(zhí)行；N1-N4相近站點的沉積物粒度資料來自2014年8月11日溫州海洋環(huán)境監(jiān)測中心站對南麂列島國家級海洋自然保護區(qū)監(jiān)測。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

Shannon-Wiener指數(shù)表示生物多樣性的大?。?6］，甲藻孢囊豐度與環(huán)境因素之間相關性使用軟件SPSS22計算。

Shannon-Wiener生物多樣性指數(shù)，計算公式如下：

式中：H＇為物種的多樣性指數(shù)；S為樣品中的種類總數(shù)；Pi為第i種的個體數(shù)（ni）與總個體數(shù)（N）之比值。

2　結果

2.1種類組成

2014年8月，在南麂列島附近海域8個站點的表層沉積物樣品中共鑒定出分屬于4大類的18種甲藻孢囊，自養(yǎng)型甲藻孢囊10種，異養(yǎng)型甲藻孢囊8種（表2、圖3）。包括：膝溝藻類（Gonyaulax group）孢囊7種、鈣質類（Calcoidinellid group）孢囊3種、原多甲藻類（Protoperidinioid group）孢囊6種、裸甲藻類（Gymnodinioid group）孢囊2種。其中自養(yǎng)型甲藻孢囊特別是鈣質類（Caleoidinellid）孢囊和膝溝藻類（Gonyaulacoid）孢囊占比較大，在各個采樣點均有分布，平均百分比含量分別為44.1%和32.4%。異養(yǎng)型的原多甲藻類（Protoperidinioid）孢囊次之，平均百分比含量為16.7%。馬祖岙和國姓岙魚貝類養(yǎng)殖區(qū)站點的異養(yǎng)型甲藻孢囊比例高于后隆和大沙岙站點，其中N1和N6站點異養(yǎng)型孢囊比例高達40%以上。

4種產(chǎn)PSP毒素甲藻孢囊：相似亞歷山大藻Alexandrium affine、塔瑪亞歷山大藻Alexandrium tamarense、擬膝溝亞歷山大藻Alexandrium pesudogonyaulax和伊姆裸甲藻Gymnodinium impudicum，以及2種產(chǎn)YTX毒素甲藻孢囊：具刺膝溝藻Gonyaulax spinifera和多邊舌甲藻Lingulodinium polyedra也在表層沉積物樣品中檢出；其中亞歷山大藻Alexandrium spp.分布較廣，在站點N1、N2、N3、N4、N5、N8均有發(fā)現(xiàn)，占總孢囊豐度的16.7%，其他產(chǎn)毒素甲藻孢囊僅零星分布在個別站點。8個站點甲藻孢囊的種類數(shù)在3～11種之間，除N1、N7站點種類數(shù)較多以外，其它站點種類數(shù)變化不大，岙內(nèi)（N1-N4）站點的孢囊種類數(shù)高于岙口外（N5-N8）站點。

圖2　2014年8月南麂列島海域甲藻種類百分比變化Fig.2　The abundance percentage for the cysts of each groups in the Nanji islands of August 2014

圖3　南麂列島海域甲藻孢囊豐度、種類數(shù)和生物多樣性指數(shù)Fig.3　Abundance，species richness and Shannon-Wienerdiversity Index（H'）of dinoflagellate cysts in the Nanji islands

2.2數(shù)量分布

南麂列島海域甲藻孢囊總豐度在5～33 cysts/mL之間，平均豐度為12.75 cysts/mL，N5站點和N6站點甲藻孢囊總豐度最低為5 cysts/mL，N1站點甲藻孢囊總豐度最高為33 cysts/mL（圖3）。優(yōu)勢種為自養(yǎng)型膝溝藻類的墨西哥易碎藻Fragilidium mexicanum孢囊、鈣質類的椎狀斯氏藻Scrippsiella trochoidea孢囊和相似亞歷山大藻。

從圖2可以看出，8個站點的Shannon-Wiener生物多樣性指數(shù)變化范圍在1.46～3.10之間，平均值為2.11。孢囊豐度和多樣性指數(shù)也是呈岙內(nèi)向岙口外減少的趨勢。孢囊各站點甲藻孢囊豐度分布與種類數(shù)相關系數(shù)r=0.931，與Shannon-Wiener生物多樣性指數(shù)相關性系數(shù)r=0.830，說明各站點孢囊豐度與種類數(shù)和Shannon-Wiener生物多樣性呈顯著正相關。孢囊種類較多的站點，孢囊豐度也較高，如N1站點。

表2　2014年8月南麂海域各站點孢囊豐度、種類、異養(yǎng)型孢囊比例以及生物多樣性指數(shù)的變化Tab.2　Cyst abundance，species richness，heterotrophic cysts proportion and values of Shannon-Wiener diversity index in surface sediments in Nanji islands of August 2014

圖4　南麂列島海域表層沉積物粒度的分布圖（%）Fig.4　Spatial distribution of grain size of surface sediment in the Nanji islands（%）

2.3南麂島海域表層沉積物粒度

南麂島海域岙內(nèi)沉積物表層粒度監(jiān)測結果顯示，N1-N4站沉積物粒度差異較小，均為粘土質粉砂（圖4）。結合圖3分析可知，含砂量相對較少及粘土含量相對較高的N1和N4站點甲藻孢囊豐度略高于N2和N3站點。

2.4孢囊分布與水化因子的關系

從圖5可以看出，夏季南麂海域各站點的溶解氧（DO）、無機氮（DIN）和無機磷（DIP）濃度差異較小，DIN和DIP總體岙內(nèi)站點（N1-N4）高于岙口外站點（N5-N8），其中魚貝類養(yǎng)殖區(qū)N1和N2站點的DIN和DIP相對較高；溶解氧和N：P則是岙內(nèi)站點低于岙口外站點，N1和N2站點溶解氧含量相對較低。甲藻孢囊豐度DIN和DIP升高而升高，隨溶解氧和N：P升高而降低，但相關性均不顯著（P＞0.05）。

圖5　南麂列島海域溶解氧（DO）、無機氮（DIN）、無機磷（DIP）、孢囊豐度的變化Fig.5　Spatial distribution of waterDIN，DIP，DO and Abundance of cysts in the Nanji islands

3　討論

3.1甲藻孢囊與影響因素的關系

一些研究表明甲藻孢囊的分布與與沉積物中砂含量呈負相關，與沉積物中粘土和粉砂含量呈正相關［17-18］。南麂列島海域四個岙口甲藻孢囊的分布趨勢基本與沉積物類型相一致，砂含量相對較少及粘土含量相對較高的N1和N4站點，甲藻孢囊豐度略高于N2和N3站點。

黃海燕等［19］在2006-2007年冬季對長江口海域19個站位的孢囊分布進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)孢囊分布與水深、溫度、鹽度呈顯著正相關，與溶解氧呈顯著負相關性。王朝暉等［20］在2005-2006年大亞灣大鵬澳養(yǎng)殖區(qū)甲藻孢囊通量的沉積物捕捉器研究中發(fā)現(xiàn)孢囊與DIN呈顯著的冪函數(shù)型負相關，與N：P呈指數(shù)型負相關關系，與DO、DIP、DSi、Si：P均未顯示出相關性，較低的DIN濃度及N：P也能再一定程度上促進孢囊的生成。但在本研究均未發(fā)現(xiàn)甲藻孢囊豐度與影響因素呈顯著相關關系（P＞0.05），這可能是本實驗相對其他研究范圍較小，各水化因子差異較小導致。

此外，夏季南麂海域各岙內(nèi)站點孢囊豐度高于岙口外站點，與黃海燕等［19］發(fā)現(xiàn)長江口海域甲藻孢囊分布于水深成正相關不同，這可能是長江口海域常年受長江流域水流的影響，離入?？谳^近站點不利于孢囊沉積；而南麂海域遠離河口區(qū)，水體交換比較緩慢，岙內(nèi)初級生產(chǎn)力和富營養(yǎng)化程度高于岙口外站點，且水深較淺，水環(huán)境較易受外界影響，所以在夏季受高水溫及臺灣暖流低營養(yǎng)鹽限制下，岙內(nèi)站點甲藻營養(yǎng)細胞先于岙口外站點產(chǎn)生孢囊，且較難通過潮流遷移至岙口外海域導致。因此，說明甲藻孢囊分布特征為諸多影響因素（產(chǎn)孢囊甲藻密度、水溫、海流、營養(yǎng)鹽等）共同作用的結果。

3.2甲藻孢囊與水體富營養(yǎng)化的關系

一些孢粉學研究表明孢囊種類及豐度的變化可以指示該海域海洋環(huán)境的歷史演變狀況。MATSUOKA［21］認為東京灣的生活和養(yǎng)殖等污染引起該海域的異養(yǎng)型孢囊比例上升，異養(yǎng)型甲藻必須以其他小型浮游植物（特別是小型硅藻）為食才能生存，異養(yǎng)型甲藻孢囊比例升高意味著有其豐富的小型藻類，所以異養(yǎng)型甲藻孢囊被認為是富營養(yǎng)化導致的高初級生產(chǎn)力的標志。而DALE等［22］和王朝輝［23］研究發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖等污染會致使表層沉積物中的特定種小型自養(yǎng)型甲藻孢囊和總孢囊的數(shù)量明顯增加。南麂列島海域馬祖岙和國姓岙魚貝類養(yǎng)殖區(qū)站點屬于第一種情況，其表層沉積物中的異養(yǎng)型甲藻孢囊相對較高，其中N1和N6站點異養(yǎng)型孢囊比例高達40%以上。大沙岙旅游區(qū)的N4站點則屬于第二種情況，其甲藻孢囊豐度較高，且優(yōu)勢種較為明顯，特別是8月份，墨西哥易碎藻和椎狀斯氏藻孢囊占比達到了74%。因此，說明說明國姓岙、馬祖岙和大沙岙海域富營養(yǎng)化程度相對較高，有可能在不同程度上受到了養(yǎng)殖污染和生活污染的影響。

4　結論

（1）本次研究共發(fā)現(xiàn)18種甲藻孢囊（屬于4大類），自養(yǎng)型甲藻孢囊10種，異養(yǎng)型甲藻孢囊8種，馬祖岙和國姓岙魚貝類養(yǎng)殖區(qū)站點的異養(yǎng)型甲藻孢囊比例較高。

（2）4種產(chǎn)PSP毒素甲藻孢囊和2種產(chǎn)YTX毒素甲藻孢囊在南麂海域有分布，其中亞歷山大藻孢囊分布相對較廣，孢囊豐度占比較高，具有爆發(fā)亞歷山大藻赤潮的潛在危險。

（3）甲藻孢囊分布與沉積物含砂量、溶解氧、氮磷比與呈負相關，與沉積物粘土含量、無機磷、無機氮呈正相關，但相關性均不顯著，這可能是本實驗相對其他研究，范圍較小，影響因素差異小導致。

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Study on Distribution of Dinoflagellate Cysts in Nanji Islands in the Summer of 2014

LIN Shun-li1，2，SHUI Bo-nian1，YOU Sheng-pao2，et al （1.Fishery School of Zhejiang Ocean University，Zhoushan316022；2.Wenzhou Marine Environmental Monitoring Center Station，Wenzhou325013，China）

Eighteen dinoflagellate species were identified based on the data in Nanji islands sea area during the August in 2014.The main species were Fragilidium mexicanum of the autotrophic Gonyaulax，Calcareous Scrippsiella trochoidea and Alexandrium affine.The densities of the dinoflagellate cysts were ranged from 5 to 33 cysts/mL，while the average was 12.75 cysts/mL.The distribution characteristic of the dinoflagellate cysts was higher inside the shore than outside the shore.The highest was in N1 station which was the fish and shellfish cultivation area.Four PSP dinoflagellate cysts（Alexandrium affine，Alexandrium tamarense，Alexandrium pesudogonyaulax，Gymnodinium impudicum），and two producing YTX（Gonyaulax spinifera and Lingulodinium polyedra）were also found in the studied area.Alexandrium spp.was widely distributed with a high density，which leading to the potential risk of the occurrence of Alexandrium spp.Red Tide.

dinoflagellate cysts；Nanji islands；red tide

Q914.82；X55

A

1008-830X（2016）02-0099-06

2015-12-20

2013年浙江省公益技術研究社會發(fā)展項目（2013C33081）

林順利（1983-），男，浙江平陽人，碩士研究生，研究方向：海洋生物資源與環(huán)境.

水柏年，教授.E-mail：shuibonian@163.com