南流江河口區(qū)春季浮游植物群落結(jié)構(gòu)組成與分布特征

葉又茵，項(xiàng)鵬，王磊，楊燕燕，王雨，林茂，藍(lán)文陸

(1.國(guó)家海洋局第三海洋研究所，福建 廈門361005；2.廣西壯族自治區(qū)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣西 北海 536000)

南流江河口區(qū)春季浮游植物群落結(jié)構(gòu)組成與分布特征

葉又茵1，項(xiàng)鵬1，王磊1，楊燕燕1，王雨1，林茂1，藍(lán)文陸2*

(1.國(guó)家海洋局第三海洋研究所，福建 廈門361005；2.廣西壯族自治區(qū)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣西 北海 536000)

通過2016年3月底現(xiàn)場(chǎng)航次11個(gè)站點(diǎn)的調(diào)查，應(yīng)用反相高效液色譜(RP-HPLC)并結(jié)合二極管陣列檢測(cè)器分析技術(shù)，分析了春季廣西南流江河口區(qū)浮游植物光合色素組成，進(jìn)而由CHEMTAX軟件估算全粒級(jí)浮游植物的群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：春季含量較高的浮游植物特征光合色素含量以葉綠素b最高，其次為巖黃藻素；浮游植物的優(yōu)勢(shì)類群為隱藻，其次為綠藻和硅藻，它們分別平均占據(jù)了浮游植物生物量的54.95%、23.36%和17.37%，其他藻類所占比例很低。南流江河口區(qū)浮游植物群落結(jié)構(gòu)東西部入海分支有較大差異：東部分支營(yíng)養(yǎng)鹽較西部分支低，隱藻所占生物量比例最高，其次為綠藻和硅藻，浮游植物群結(jié)構(gòu)與分布受營(yíng)養(yǎng)鹽因素影響較大；西部分支營(yíng)養(yǎng)鹽含量明顯比東部分支高，綠藻和硅藻的所占比例有所提升，隱藻的生物量所占比則有所下降，浮游植物群落結(jié)構(gòu)與分布受非營(yíng)養(yǎng)鹽因素的影響較大。南流江河口區(qū)浮游植物生物量和群落結(jié)構(gòu)除了受營(yíng)養(yǎng)鹽影響外，還與濁度、鹽度等密切相關(guān)，表明南流江濁度增加已明顯影響著生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能，需要密切關(guān)注和進(jìn)一步研究。

光合色素；浮游植物；群落結(jié)構(gòu)；南流江河口

1 引言

在河口水域，復(fù)雜多變的理化環(huán)境與浮游植物群落組成和分布有著密切關(guān)系，其中營(yíng)養(yǎng)鹽氮、磷是控制浮游植物生長(zhǎng)最重要的環(huán)境因子之一，它和人們活動(dòng)密切相關(guān)[1]。另一方面，浮游植物的群落結(jié)構(gòu)和分布可以反映生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)，也揭示人類活動(dòng)對(duì)河口區(qū)的生態(tài)影響。隨著HPLC色素分析結(jié)合矩陣因子化程序CHEMTAX研究浮游植物群落結(jié)構(gòu)的方法在太平洋、大西洋和南大洋等各大海域得到廣泛應(yīng)用，我國(guó)學(xué)者也開始應(yīng)用HPLC對(duì)河口區(qū)域浮游植物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，如長(zhǎng)江口、珠江河口和欽州灣等，以期掌握河口區(qū)的浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征及其主要影響因素，并為河口區(qū)生態(tài)保護(hù)提供科學(xué)基礎(chǔ)支撐。

南流江發(fā)源于廣西大容山，流經(jīng)玉林、欽州和北海3個(gè)市級(jí)行政區(qū)，是廣西南部獨(dú)自流入大海諸河中流程最長(zhǎng)、流域最廣、水量最為豐富的河流[2]。近年來，隨著南流江流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，將大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)帶入江內(nèi)，使得南流江河口及臨近水域營(yíng)養(yǎng)濃度及其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，同時(shí)近年來流域內(nèi)大量的采砂活動(dòng)明顯增多，這些環(huán)境的改變是否會(huì)對(duì)河口及其附近海域的浮游植物群落結(jié)構(gòu)組成產(chǎn)生較大變化并影響河口區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注，但目前該河口區(qū)域有關(guān)于這方面的調(diào)查研究卻鮮少報(bào)道。本次對(duì)南流江江口水域的環(huán)境、浮游植物光合色素組成和分布特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，并應(yīng)用CHEMTAX分析了浮游藻類群落結(jié)構(gòu)，揭示其組成和分布格局及影響因素，探討南流江人為活動(dòng)對(duì)河口區(qū)的環(huán)境和生態(tài)影響，以期為南流江河口生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 研究站位

南流江在合浦縣黨江鎮(zhèn)和沙崗鎮(zhèn)注入廉州灣，目前主要有4個(gè)入?？?圖1)，其中最主要的入?？跒樵谏硩忔?zhèn)入海的西部入海支流(干流河口)和在黨江鎮(zhèn)入海的東部入海支流(木案江河口)。2016年3月31日對(duì)南流江河口區(qū)的11個(gè)站點(diǎn)開展了現(xiàn)場(chǎng)航次調(diào)查，其中在東部支流設(shè)置6個(gè)站位(S1～S6測(cè)站)，在西部支流設(shè)置5個(gè)站位(S7～S11 測(cè)站)。

圖1 站點(diǎn)布設(shè)Fig.1 Location of sampling stations

2.2 樣品的采集與分析

各測(cè)站采集表層水樣(水面下0.5 m)，樣品用5 L的采水器采集。

水溫、鹽度、pH、溶解氧和濁度現(xiàn)場(chǎng)采用水質(zhì)多參數(shù)儀(美國(guó)YSI6600)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，無機(jī)氮、活性磷酸鹽(溶解態(tài)，下同)等環(huán)境因子的采集與測(cè)定方法依據(jù)國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)[3]進(jìn)行。

光合色素樣品在采集后放置于低溫避光處并迅速帶回實(shí)驗(yàn)室立即過濾。2～3 L水樣經(jīng)孔徑 0.7 μm GF/F 濾膜收集，過濾負(fù)壓小于0.6 atm(1 atm=101 325 Pa)。濾膜對(duì)折后放置入鋁箔袋中，于液氮中保存。將濾膜夾于濾紙中解凍，吸去多余水分；以2 mL N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為提取劑。在-20℃暗處放置2 h以充分提取色素；充分混合后離心(5 min，4 kg，-4℃)，取上清液，用13 mm針筒過濾器(Millipore)濾過GF/F 濾膜，收集濾液(2 mL)于棕色色譜小瓶。整個(gè)過程均在低光照強(qiáng)度、低溫條件下進(jìn)行，以減少光和色素的降解。

2.3 浮游植物色素分析

2.3.1 光合色素提取

在對(duì)樣品進(jìn)行提取的操作中，首先將濾膜外的殘余海水吸干，之后將濾膜剪碎；加入3 mL N，N-二甲基甲酰胺 (N，N-dimethylformamide，DMF)，于-20℃避光提取1 h[4]。然后在暗室條件下將提取液振蕩數(shù)十秒后取上清液。再將上清液以13 mm直徑的Whatman?GF/F濾膜 (Swinnex Filter Holder) 過濾。取0.6 mL濾過的上清液與0.6 mL濃度為1 mol/L的乙酸銨混合于體積為1.5 mL的棕色色譜瓶中，然后避光保存于-20℃冰箱中，待HPLC分析。本研究采用DMF作為光合色素的有機(jī)提取溶劑，主要是由于與如甲醇、丙酮等試劑相比，具有提取速度快，回收率高、提取效率較高等優(yōu)點(diǎn)[4-6]。

2.3.2 HPLC分析

分析系統(tǒng)為島津LC20A液相色譜工作站，采用二極管陣列檢測(cè)器(DAD)檢測(cè)洗脫峰，掃描波段為300～700 nm，以固定波長(zhǎng)440 nm和663 nm記錄峰譜特征。采用3.5 μm粒徑的Eclipse XDB C8分離柱 (100×4.6 mm; Agilent Technologies， Germany)。流動(dòng)相A為體積比4∶1的甲醇∶1 mol/L乙酸銨緩沖溶液，流動(dòng)相B為甲醇。 梯度洗脫程序如表1所示，流動(dòng)相流速為1 mL/min。每?jī)纱螛悠纷⑸渲脸绦騿?dòng)間的時(shí)間間隔10 min，使色譜柱的極性狀態(tài)充分平衡[7]。

表1光合色素HPLC分離分析梯度洗脫程序

Tab.1ThelineargradientelutionprocedureofHPLC-pigmentanalysis

2.3.3 光合色素的定性

用于進(jìn)行定性和定量分析的光合色素標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于丹麥DHI公司 (DK-2970 H?rsholm， Denmark)，通過標(biāo)準(zhǔn)品的HPLC分析確定各種光合色素的保留時(shí)間 (tR) 以及吸收光譜 (300～800 nm) 特征。參照標(biāo)準(zhǔn)光合色素掃描圖譜以及文獻(xiàn)[5，7-8]所提供的光合色素tR及最大吸收波長(zhǎng)等參數(shù)來對(duì)環(huán)境樣品進(jìn)行定性分析。由于本文進(jìn)行色譜分析時(shí)梯度洗脫程序與相關(guān)文獻(xiàn)所用存在一定的差別，因此tR與文獻(xiàn)報(bào)道也有所差異，但總體上的順序不會(huì)改變。各主要光合色素的保留時(shí)間如圖2所示。另外，各光合色素吸收光譜特征圖見圖2。

2.3.4 光合色素的定量

參考Stoń 和Kosakowska的方法對(duì)不同稀釋濃度下的各色素標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行色譜分析[9]，測(cè)得各色素在不同濃度下的440 nm波長(zhǎng)的光吸收信號(hào)。之后與濃度做線性回歸，斜率為各色素濃度的換算因子 (fp)。獲得各種色素的fp后，根據(jù)公式Cp=ApfpVext/VinjVfiltB進(jìn)行濃度計(jì)算。 公式中Cp為色素的濃度，單位為：mg/m3；Ap各色素洗脫峰的面積，單位為：mAU·s；fp為各色素濃度與峰面積線性回歸方程的斜率，單位為：mg/mAU；Vext為樣品提取液體積，單位為：mL；Vfilt為過濾海水樣品的體積，單位為：L；Vinj為高效液相色譜分析時(shí)的進(jìn)樣體積，單位為：μL；B為緩沖液的稀釋因子。

2.4 利用特征色素分析浮游植物群落組成

據(jù)檢測(cè)到的特征色素種類和顯微鏡鏡檢到的藻類類群，將浮游植物類群主要分為硅藻(Diatoms)、甲藻(Dinoflagellates)、隱藻(Cryptophytes)、定鞭藻(Prymnesiophytes)、金藻(Chrysophytes)、綠藻(Chlorophytes)、青綠藻(Prasinophytes)和藍(lán)藻(Cyanobacteria)。浮游植物各類群豐度主要通過CHEMTAX矩陣因子程序?qū)?2種特色色素分析得來，表示為葉綠素a生物量(ng/L)。CHEMTAX是從藻類初始特征色素與葉綠素a比值出發(fā)，再根據(jù)由HPLC分析所得的原始色素?cái)?shù)據(jù)，通過最速下降算法反復(fù)地優(yōu)化一個(gè)包含每一個(gè)藻種的色素比率矩陣，來定量地確定浮游植物種群組成和豐度。各浮游植物類群的特征光合色素與葉綠素a比值初始值見文獻(xiàn)[1，4，10]所報(bào)道的(表2)。

圖2 浮游植物光合色素HPLC分析色譜圖Fig.2 Chromatogram of HPLC-pigments

藻類Perid19′?butfuFucox19′?hexfuNeoxPrasDiadViolaxAlloxZeaxChlb初始比值青綠藻----0046032-006-003089甲藻053-----014----隱藻--------0229--定鞭藻---1705--008----金藻-037036---0068----綠藻----0063--0054-00090263藍(lán)藻---------0347-硅藻--046---024----優(yōu)化比值青綠藻----0031028-005-002037甲藻0505-----01----隱藻--------044--定鞭藻---061--004----金藻-017027---0088----綠藻----006--005-001036藍(lán)藻---------033-硅藻--043---0073----

注：Perid: 多甲藻黃素，19′-butfu: 19′-丁?；趸瘞r藻黃素，F(xiàn)ucox: 巖藻黃素，19′-hexfu: 19′-已?；趸瘞r藻黃素，Neox: 新黃素，Pras: 青綠素，Diad: 硅甲藻黃素，Violax: 紫黃素，Allox: 別黃素，Zeax: 玉米黃素，Chlb: 葉綠素b，下同。

圖3 環(huán)境參數(shù)分布Fig.3 Distribution of environmental parameters

圖4 葉綠素a濃度的平面分布Fig.4 Distributions of chlorophyll a

圖5 主要光合色素濃度的平面分布Fig.5 Distributions of main pigment concentration

圖6 浮游植物主要類群生物量的分布Fig.6 Distribution of main phytoplankton groups’ biomass

圖7 浮游植物不同類群對(duì)浮游植物生物量的貢獻(xiàn)Fig.7 Contribution of different phytoplankton groups to phytoplankton biomass

2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Pearson系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，當(dāng)P<0. 05為顯著相關(guān)，當(dāng)P<0. 01 為極顯著相關(guān)。

3 結(jié)果和分析

3.1 環(huán)境參數(shù)的分布特征

春季南流江河口表層鹽度、無機(jī)氮和活性磷酸鹽的分布見圖3。該季南流江河口溫度(20.01～20.38℃)、鹽度(0～0.72)變化范圍很小，除了在入?？诘恼军c(diǎn)鹽度大于0.1之外其他站點(diǎn)均小于0.1。水體濁度高(74.3～108)，東部支流的濁度高于西部支流。pH值波動(dòng)范圍在6.41～7.43，西部分支的變化范圍不大，在東部分支呈現(xiàn)由河口區(qū)中部向入?？谶f增的趨勢(shì)。溶解氧數(shù)值介于6.05到8.73之間，分布趨勢(shì)與pH值大體一致。無機(jī)氮的濃度變化范圍為44.61～108.27 μmol/L，西部分支的平均濃度為102.60 μmol/L，遠(yuǎn)高于東部分支(平均濃度為54.66 μmol/L)，東部支流呈現(xiàn)出從河口區(qū)中部向入?？谙戎鸩浇档驮偕叩奶卣鳎谖鞑恐Я鞒尸F(xiàn)出從河口區(qū)中部向入?？诼詾樵黾拥内厔?shì)。磷酸鹽的濃度變化范圍在0.73～1.92 μmol/L之間，其濃度變化總體趨勢(shì)與無機(jī)氮相似，但在西部支流呈現(xiàn)出從河口區(qū)中部向入?？诼燥@逐步降低的趨勢(shì)。

3.2 特征光合色素的組成與分布

南流江河口葉綠素a濃度分布見圖4。春季南流江河口葉綠素a平均濃度為1 761.2 ng/L，東部分支濃度平均值(1 896.93 ng/L)略高于西部分支(1 630.73 ng/L)。葉綠素a濃度最高值出現(xiàn)在東部分支入?？诘腟5和S6站位(濃度均大于3 400 ng/L)，最小值則出現(xiàn)在東部分支的S1站位(808.34 ng/L)。東西部分支的葉綠素a濃度大致呈現(xiàn)由河口區(qū)中部向入?？谶f增的趨勢(shì)。

南流江河口春季光合色素含量較高的特征色素依次為葉綠素b、巖藻黃素、β-胡蘿卜素和別黃木素，其他特征光合色素的含量較低。圖5列出了南流江河口春季浮游植物主要特征光合色素含量的空間分布與變化。葉綠素b在西部分支濃度較高，從河口區(qū)中部向入?？陲@示出增加的特征。巖藻黃素和β-胡蘿卜素在春季的分布特征與葉綠素b的分布特相似。別黃木素在春季的分布特征與葉綠素b的分布特征相反，東部分支的濃度高于西部分支，在西部分支色素濃度沿鹽度的遞增而遞減，這種情況在東部分支則相反，最高值出現(xiàn)在S6測(cè)站。

3.3 浮游植物類群的生物量和空間分布

經(jīng)CHEMTAX對(duì)光合色素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化計(jì)算，春季南流江河口普遍檢出的浮游植物類群為隱藻、綠藻、硅藻和藍(lán)藻，甲藻、金藻和青綠藻僅在個(gè)別站位出現(xiàn)。

隱藻是春季南流江河口浮游植物群落中的最高生物量類群，生物量范圍為460.68 ～2 573.60 ng/L?？傮w上來看，隱藻生物量在東西分支差異較大，東部分支生物量(均值為1 236.28 ng/L)遠(yuǎn)大于西部分支(均值為645.52 ng/L)，東部分支生物量從河口區(qū)中上部向入海口處遞增，而在西部分支上無明顯分布趨勢(shì)(圖6)。

與隱藻相反，綠藻西部分支的生物量(均值為553.62 ng/L)遠(yuǎn)大于東部分支(均值為292.81 ng/L)，在東西分支上的分布趨勢(shì)皆為由河口區(qū)中上部向入?？趨^(qū)域遞增的趨勢(shì)(圖5)。

硅藻的生物量變化范圍為60.49～932.18 ng/L，東西分支生物量差異不大，兩分支生物量直至河口處驟然增加，最高值達(dá)到932.18 ng/L。

藍(lán)藻生物量總體低于隱藻、綠藻和硅藻，西部分支生物量(均值為85.12 ng/L)高于東部(均值為51.98 ng/L)，在分布趨勢(shì)上與硅藻相同。

其他浮游植物類群的生物量很低，甲藻、金藻和藍(lán)綠藻這幾個(gè)生物量之和小于100 ng/L。它們?cè)谡{(diào)查區(qū)域分布特征不明顯，但西部分支平均生物量會(huì)略高于東部分支，靠近河口區(qū)域的生物量較高，主要的組成為青綠藻。

3.4 浮游植物群落的組成結(jié)構(gòu)與分布

隱藻是春季南流江河口的主要類群，其在絕大部分的調(diào)查站點(diǎn)為最大優(yōu)勢(shì)類群，對(duì)總生物量的貢獻(xiàn)為33.45%～74.48%(圖7)。春季隱藻在南流江河口西部分支所占的比例較低(33.45%～53.38%)，東部分支隱藻所占的比例顯著較高，所占比例平均皆大于50%。河口的東部分支靠近河口處隱藻成為了浮游植物的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)類群，其比重達(dá)到了70% 以上。在南流江河口的西部分支，綠藻也是浮游植物的優(yōu)勢(shì)類群，其在西部分支中的S8、S9和S10測(cè)站占浮游植物生物量的比重可高達(dá)40%以上。硅藻在西部分支所占比例(12.10%～34.60%)大于東部分支(7.48%～24.38%)，硅藻在東部分支的中上游上段所占比例很小(小于10%)，在東部分支靠近入?？诩拔鞑糠种急壤齽t達(dá)到10% 以上，并于S11測(cè)站達(dá)到最大值(占 34.60%)。甲藻、金藻和青綠藻在南流何口所有站點(diǎn)浮游植物群落中的貢獻(xiàn)比例很小，對(duì)浮游植物的貢獻(xiàn)比例均小于2%。

4 討論

4.1 南流江口春季水環(huán)境特征及其調(diào)控因素

作為北部灣最主要的入海河流以及廣西獨(dú)流入海第一大河，南流江流域的水質(zhì)、水資源特征等已有部分研究報(bào)道，但對(duì)于南流江河口段以及南流江河口區(qū)域不同入海支流之間的環(huán)境分布特征的報(bào)道很少[2，11]。

本次調(diào)查研究中，南流江河口區(qū)鹽度波動(dòng)小(0～0.72)(表3)，其濃度遠(yuǎn)小于長(zhǎng)江口門至江陰的河口(0.15～13.7)和欽州灣內(nèi)灣(0.3～9.31)[12-13]，河口區(qū)的鹽度鋒面已南移到廉州灣中，河口段呈現(xiàn)出明顯的淡水特征，可見南流江口受當(dāng)季雨季提前的影響，主要受淡水徑流控制。本次調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)春季南流江河口區(qū)呈現(xiàn)出高氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、溶解氧和高濁度的環(huán)境特征，南流江口磷酸鹽、無機(jī)氮的濃度明顯呈低于長(zhǎng)江口門至江陰的河口區(qū)，但高于欽州灣內(nèi)灣的趨勢(shì)(表3)。南流江口無機(jī)氮濃度較高，氮磷比值在45.78～68.68之間，呈現(xiàn)出高氮磷比的結(jié)構(gòu)特征。南流江流域工業(yè)欠發(fā)達(dá)，主要以畜牧養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)種植為主，面源污染是南流江流域的最主要污染源[14-15]，本次調(diào)查很低的鹽度表明已開始進(jìn)入雨季受明顯的降雨影響，降水沖刷大量枯水期積累的面源污染物進(jìn)入河流，是導(dǎo)致南流江口較高氮磷的主要原因。此外，近年來南流江流域采砂活動(dòng)明顯增多，調(diào)查區(qū)上游附近也有多處采砂場(chǎng)，導(dǎo)致河口區(qū)濁度較高，部分站位水體濁度可達(dá)到101.7，對(duì)水體環(huán)境造成較大影響。

本次調(diào)查研究中還發(fā)現(xiàn)南流江河口區(qū)不同支流之間的水環(huán)境差異顯著，而且不同支流內(nèi)氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽從河口上段到入?？谥g的分布特征也有較為明顯的差異。東部支流呈現(xiàn)出高濁度、低營(yíng)養(yǎng)鹽和高溶解氧的環(huán)境特征，而西部支流則恰好相反，呈現(xiàn)出較低濁度、較高營(yíng)養(yǎng)鹽和較低溶解氧的特征，表明東部支流比西部支流水質(zhì)較好。近年來隨著南流江下游合浦縣附近的公鵝灘、總江口、西邊寮-凌屋等處水利工程建設(shè)，南流江水資源在本次調(diào)查的東西入海支流的分配發(fā)生了改變，東部支流主要受南流江干流的影響，而西部支流主要受洪潮江的影響而受干流影響減弱。近年來洪潮江流域畜禽養(yǎng)殖量大，調(diào)查區(qū)域上游的河道內(nèi)也有養(yǎng)鴨活動(dòng)，可能是導(dǎo)致本次調(diào)查期間南流江西部支流水質(zhì)比東部支流差的主要因素。此外，從圖2可以看出東部支流在靠近入海口的氮磷有增加的趨勢(shì)，西部支流的無機(jī)氮也有相似的趨勢(shì)，濃度增加的站點(diǎn)在河口區(qū)部分小河匯入口下游附近，匯集了南流江三角洲的水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水，這很可能是導(dǎo)致南流江河口空間分布特征的主要因素之一。

表3 南流江口、欽州灣和長(zhǎng)江口水環(huán)境數(shù)據(jù)比較

4.2南流江口春季浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征及其調(diào)控因素

此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)南流江口春季浮游植物特征色素以葉綠素b、巖藻黃素、β-胡蘿卜素和別黃木素為主；浮游植物類群組成以隱藻占優(yōu)，對(duì)生物量的平均貢獻(xiàn)高達(dá)54.95%，其次為綠藻(23.36%)，硅藻平均比例只有17.37%，其他藻類比例很低，表現(xiàn)出顯著的淡水浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征。春季南流江口浮游植物群落結(jié)構(gòu)與長(zhǎng)江口門至江陰的河口、欽州灣內(nèi)灣等有著較大的差異，長(zhǎng)江口門至江陰的河口浮游植物群落以藍(lán)藻(60.82%)和硅藻(35.16%)兩個(gè)主要類群共存，欽州灣內(nèi)灣浮游植物群落除了硅藻占據(jù)主要優(yōu)勢(shì)外，藍(lán)藻同樣占據(jù)了較為顯著的位置，而南流江口則顯著以隱藻和綠藻為主(表4)。

表4 南流江口、欽州灣和長(zhǎng)江口類群貢獻(xiàn)率

通過比較南流江與其他河口的鹽度，可以看出造成南流江浮游植物以淡水群落結(jié)構(gòu)為特征、與其他河口較大差異的原因主要是本次調(diào)查期間南流江口很低的鹽度，受淡水徑流影響顯著。本次調(diào)查時(shí)間雖然仍處3月份，但調(diào)查站位鹽度都小于1且營(yíng)養(yǎng)鹽濃度較高，表明調(diào)查期間南流江口區(qū)域主要為淡水的特征，主要是受當(dāng)年雨季提前的影響，河口區(qū)已顯示出了豐水期的特征。

在河口區(qū)沖淡水?dāng)y帶了大量的營(yíng)養(yǎng)鹽能夠促進(jìn)浮游植物的生長(zhǎng)，但同時(shí)也輸入了大量的泥沙降低了水體的透明度，浮游植物的生長(zhǎng)受到了一定程度的限制無法大量繁殖[16-17]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隱藻和綠藻等能夠適應(yīng)高渾濁度的類群在群落中占據(jù)主導(dǎo)，這是因?yàn)檫@些類群具有較低的光飽和強(qiáng)度，兩者能夠適應(yīng)低光照環(huán)境[18]，而大部分甲藻、青綠藻等對(duì)水體的透明度要求高，因此甲藻、青綠藻在渾濁水域中豐度較低。尤其是隱藻，它可以利用特有光合色素最大化吸收光，即使在低光照條件下，它也可以將外界的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽作為能量物質(zhì)[19-21]。因此，與其他藻類相比，隱藻更適應(yīng)于低光照且高有機(jī)質(zhì)濃度的水體環(huán)境，且對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化有很強(qiáng)的耐受性[22]，成為南流江口春季的主要優(yōu)勢(shì)類群。近年來，南流江流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流入河內(nèi)，同時(shí)該流域內(nèi)采砂活動(dòng)明顯增多，造就了南流江口高濁度高營(yíng)養(yǎng)鹽的生態(tài)環(huán)境，這很可能是調(diào)控南流江口浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征的主要因素。由于缺乏歷史數(shù)據(jù)資料，無法判斷近年來南流江環(huán)境較大變化是否導(dǎo)致了浮游植物群落結(jié)構(gòu)的演變。但從調(diào)查中南流江口以隱藻等適應(yīng)高濁度高營(yíng)養(yǎng)鹽的類群為優(yōu)勢(shì)的特征，很可能暗示浮游植物群落結(jié)構(gòu)已受環(huán)境的影響，其對(duì)近年來流域面源污染增加和采砂活動(dòng)增加產(chǎn)生了生態(tài)響應(yīng)，應(yīng)加強(qiáng)此方面的關(guān)注。

4.3南流江口浮游植物群落結(jié)構(gòu)分布特征及其調(diào)控因素

雖然本次調(diào)查中南流江口浮游植物群落都是以隱藻為優(yōu)勢(shì)的結(jié)構(gòu)特征，但從圖5和圖6中可以看出東西支流之間還是有較顯著的差異：東部分支浮游植物以隱藻為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)類群；而在西部分支則以隱藻和綠藻作為共同優(yōu)勢(shì)類群，呈現(xiàn)出西部支流比東部支流綠藻比例明顯上升而隱藻比例明顯下降的空間分布特征，生物量也呈現(xiàn)出相似的分布特征。由于不同類群浮游植物對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)力不同，浮游植物群落結(jié)構(gòu)也就在不同類群的浮游植物競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)生變化[23]。南流江河口東西分支所設(shè)站點(diǎn)的溫度、鹽度差別不大，但營(yíng)養(yǎng)鹽濃度和濁度卻有著很大的差別，西部分支檢出的N、P濃度均為東部分支的兩倍，東部分支濁度略高于西部分支。本次調(diào)查中雖然東部支流營(yíng)養(yǎng)鹽明顯低于西部支流，但無機(jī)氮和磷酸鹽濃度在東部支流也很高(無機(jī)氮大于44.6 μmol/L，磷酸鹽大于0.73 μmol/L)且有上游持續(xù)輸入補(bǔ)充，而且東部支流和西部支流之間的N/P也沒有顯著差異，通過營(yíng)養(yǎng)鹽較低的東部支流主要類群生物量與N/P比值之間的相關(guān)性分析結(jié)果顯示為正相關(guān)，因此營(yíng)養(yǎng)鹽應(yīng)該不成為限制東部支流浮游植物的因子和決定浮游植物群落結(jié)構(gòu)空間分布的首要因素(表5)。如3.2節(jié)所述，隱藻相對(duì)于綠藻和硅藻更能耐受高濁度和高營(yíng)養(yǎng)鹽水體，而在濁度較高的東部支流隱藻生物量和比例均比西部支流高，綠藻正好相反，表明南流江口東西兩條入海支流浮游植物主要類群生物量及結(jié)構(gòu)分布差異很可能是由濁度支配。

表5 東部分支浮游植物主要類群與環(huán)境因子之間的相關(guān)性

注：** 為0.01顯著水平下的相關(guān)，* 為0.05顯著水平下的相關(guān)．

此次春季南流江口浮游植物群落結(jié)構(gòu)空間分布的另外一個(gè)特征是硅藻在入?？诟浇纳锪亢捅壤@著提高，其他多數(shù)類群也呈現(xiàn)出從河口區(qū)中段往入?？诟浇锪棵黠@增加的趨勢(shì)。在西部分支，葉綠素a、硅藻、藍(lán)藻、青綠藻、甲藻和金藻與鹽度呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，說明浮游植物生物量沿著鹽度的增長(zhǎng)而增加，這很可能是由于沖淡水帶來充足的營(yíng)養(yǎng)鹽與海水開始進(jìn)行交匯，并且水流變平緩濁度降低，促進(jìn)了這些類群浮游植物的生長(zhǎng)，尤其是海水中的常見優(yōu)勢(shì)類群硅藻，其快速占據(jù)了較大的結(jié)構(gòu)比重，引起了入?？诟浇军c(diǎn)群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的改變(表6)。因此南流江口浮游植物生物量和群落結(jié)構(gòu)的變化主要是受河口區(qū)水文物理的調(diào)控作用為主，營(yíng)養(yǎng)鹽的調(diào)控作用較低。

表6 西部分支浮游植物主要類群與環(huán)境因子之間的相關(guān)性

注：** 為0.01顯著水平下的相關(guān)，* 為0.05顯著水平下的相關(guān)．

[1] Zhu Zhuoyi， Ng W M， Liu Sumei， et al. Estuarine phytoplankton dynamics and shift of limiting factors: a study in the Changjiang (Yangtze River) Estuary and adjacent area[J]. Estuarine， Coastal and Shelf Science， 2009， 84(3): 393-401.

[2] 闞興龍， 周永章. 北部灣南流江流域生態(tài)功能區(qū)劃[J]. 熱帶地理， 2013， 33(5): 588-595.

Kan Xinglong， Zhou Yongzhang. Ecological function regionalization of the Nanliu River basin of Beibu Gulf[J]. Tropical Geography， 2013， 33(5): 588-595.

[3] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB 3838-2002， 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社， 2002.

China National Standardization Administration Commission. GB 3838-2002， Environmental quality standards for surface water[S]. Beijing: China Environmental Science Press， 2002．

[4] Furuya K， Hayashi M， Yabushita Y. HPLC Determination of phytoplankton pigments using N， N-dimethylformamide[J]. Journal of Oceanography， 1998， 54(2): 199-203.

[5] Zapata M， Rodríguez F， Garrido J L. Separation of chlorophylls and carotenoids from marine phytoplankton: a new HPLC method using a reversed phase C8column and pyridine-containing mobile phases[J]. Marine Ecology Progress Series， 2000， 195: 29-45.

[6] 陳紀(jì)新， 葉翔， 陳小鵬， 等. 有機(jī)試劑提取浮游植物光合色素的研究[J]. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2005， 44(1): 102-106．

Chen Jixin， Ye Xiang， Chen Xiaopeng， et al. Study on extraction of photosynthetic pigments from phytoplankton by organic solvents[J]. Journal of Xiamen University： Natural Science， 2005， 44(1): 102-106．

[7] Mendes C R， Cartaxana P， Brotas V. HPLC determination of phytoplankton and microphytobenthos pigments: comparing resolution and sensitivity of a C18and a C8method[J]. Limnology and Oceanography: Methods， 2007， 5(10): 363-370.

[8] Van Heukelem L， Thomas C S. Computer-assisted high-performance liquid chromatography method development with applications to the isolation and analysis of phytoplankton pigments[J]. Journal of Chromatography A， 2001， 910(1): 31-49.

[9] Stoń J， Kosakowska A. Qualitative and quantitative analysis of Baltic phytoplankton pigments[J]. Oceanologia， 2000， 42(4): 449-471．

[10] Mackey M D， Mackey D J， Higgins H W， et al. CHEMTAX-A program for estimating class abundances from chemical markers: application to HPLC measurements of phytoplankton[J]. Marine Ecology Progress Series， 1996， 144: 265-283.

[11] 韋蔓新， 何本茂， 童萬平. 廣西南流江口海域鹽度的鋒面特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 臺(tái)灣海峽， 2006， 25(4): 526-532.

Wei Manxin， He Benmao， Tong Wanping. Frontal characteristic of the salinity and its relations to environmental factors in Nanliujiang Estuary， Guangxi[J]. Journal of Oceanography in Taiwan Strait， 2006， 25(4): 526-532.

[12] 江志兵， 劉晶晶， 李宏亮， 等. 豐水期長(zhǎng)江感潮河口段網(wǎng)采浮游植物的分布與長(zhǎng)期變化[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 2013， 33(18): 5917-5925.

Jiang Zhibing， Liu Jingjing， Li Hongliang， et al. Distribution and long-term changes of net-phytoplankton in the tidal freshwater estuary of Changjiang during wet season[J]. Acta Ecologica Sinica， 2013， 33(18): 5917-5925.

[13] 藍(lán)文陸， 王曉輝， 黎明民. 應(yīng)用光合色素研究廣西欽州灣豐水期浮游植物群落結(jié)構(gòu)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 2011， 31(13): 3601-3608.

Lan Wenlu， Wang Xiaohui， Li Mingmin. Phytoplankton community structure in Qinzhou Bay during flood season by analysis of HPLC photosynthetic pigment signatures[J]. Acta Ecologica Sinica， 2011， 31(13): 3601-3608.

[14] 呂俊. 南流江干流水污染發(fā)展趨勢(shì)[J]. 廣西水利水電， 2008(1): 26-28.

Lv Jun. Main stream water pollution trend of Nanliu river[J]. GX Water Resources & Hydropower Engineering， 2008(1): 26-28.

[15] 代俊峰， 張學(xué)洪， 王敦球， 等. 北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)南流江水質(zhì)變化分析[J]. 節(jié)水灌溉， 2011(5): 41-44.

Dai Junfeng， Zhang Xuehong， Wang Dunqiu， et al. Analysis of water quality change characteristic of Nanliu River in Beibu Gulf[J]. Water Saving Irrigation， 2011(5): 41-44.

[16] Harrison P J， Thompson P A， Calderwood G S. Effects of nutrient and light limitation on the biochemical composition of phytoplankton[J]. Journal of Applied Phycology， 1990， 2(1): 45-56.

[17] Tian R C， Hu F X， Martin J M. Summer nutrient fronts in the Changjiang (Yantze River) estuary[J]. Estuarine， Coastal and Shelf Science， 1993， 37(1): 27-41．

[18] Ryther J H. Photosynthesis in the ocean as a function of light intensity[J]. Limnology and Oceanography， 1956， 1(1): 61-70．

[19] Lewitus A J， Caron D A， Miller K R. Effects of light and glycerol on the organization of the photosynthetic apparatus in the facultative heterotrophPyrenomonassalina(Cryptophyceae)[J]. Journal of Phycology， 1991， 27(5): 578-587.

[20] Gervais F. Light-dependent growth， dark survival， and glucose up take by Cryptophytes isolated from a freshwater chemocline[J]. Journal of Phycology， 1997， 33(1): 18-25.

[21] Cauwet G. DOM in the coastal zone[M]//Hansell D A， Carlson C A. Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter. California: Academic Press， 2002: 579-609.

[22] Barone R， Naselli-Flores L. Distribution and seasonal dynamics of Cryptomonads in Sicilian water bodies[J]. Hydrobiologia， 2003， 502(1/3): 325-329.

[23] ?rnólfsdóttir E B， Lumsden S E， Pinckney J L. Nutrient pulsing as a regulator of phytoplankton abundance and community composition in Galveston Bay， Texas[J]. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology， 2004， 303(2): 197-220.

The structure and distribution of phytoplankton community in the Nanliu River Estuary during spring

Ye Youyin1， Xiang Peng1， Wang Lei1, Yang Yanyan1, Wang Yu1， Lin Mao1， Lan Wenlu2

(1.ThirdinstituteofOceanography，StateOceanicAdministration，Xiamen361005，China; 2.MarineEnvironmentalMonitoringCenterofGuangxi，Beihai536000，China)

The composition and distribution of phytoplankton community were investigated during spring in 2016. Phytoplankton samples were analyzed by RP-HPLC combined with DAD (diode array detector) to determine photosynthetic pigments composition in the study area. Pigments data were converted into phytoplankton composition by software CHEMTAX based on least square method and steepest descent algorithm. Our results showed that chlorophyllb(Chlb)， fucoxanthin were the major pigments in the Nanliu River Estuary. Cryptomonas dominated in the phytoplankton community， contributing to 54.95% of the phytoplankton biomass during spring in the Nanliu River Estuary， followed by chlorophytes and diatoms with 23.36% and 17.37%， respectively. The rest of other phytoplankton was rare， which only took less than 10% of all phytoplankton biomass. There were vary greatly in the composition of phytoplankton community between eastern and western branch of Nanliu River. In eastern branch， the nitrate of was lower than western， and cryptomonas dominated in the phytoplankton community， followed by chlorophytes and diatoms， nitrate was the main influence factors to the composition and distribution of phytoplankton community. In western branch， the proportion of chlorophytes and diatoms increased， non-nitrate factor was the main influence factors to the phytoplankton community. Except nitrate， the western phytoplankton community also influenced by turbidity and salinity. The results indicate that turbidity significant influence the structure and function of ecological system．

photosynthetic pigments; phytoplankton; community structure; Nanliu River

10.3969/j.issn.0253-4193.2017.10.010

Q948.8

：A

：0253-4193(2017)10-0111-13

2017-04-26；

：2017-08-04。

國(guó)家海洋局第三海洋研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(海三科2015022)；全球變化與海氣相互作用專項(xiàng)——海洋生物樣品庫(kù)升級(jí)與擴(kuò)建“專項(xiàng)海洋生物系統(tǒng)分類”(GASI-01-02-04)；國(guó)家基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目“西北冰洋植物群落的時(shí)空及其對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)”(41506217); 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41466001)；廣西科技計(jì)劃項(xiàng)目(桂科AA17129001)。

葉又茵(1988—)，女，福建省廈門市人，從事海洋植物生態(tài)學(xué)研究。E-mail:yeyouyin@tio.org.cn

*通信作者：藍(lán)文陸，男，高級(jí)工程師，從事海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)與生態(tài)學(xué)研究工作。E-mail：dr.lan@139.com

葉又茵，項(xiàng)鵬，王磊，等.南流江河口區(qū)春季浮游植物群落結(jié)構(gòu)組成與分布特征[J].海洋學(xué)報(bào)，2017，39(10)：111—123，

Ye Youyin， Xiang Peng， Wang Lei，et al. The structure and distribution of phytoplankton community in the Nanliu River Estuary during spring[J]. Haiyang Xuebao，2017，39(10)：111—123， doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2017.10.010