天津近岸人工魚礁海域浮游植物群落及其變化特征*

張 雪 徐曉甫 戴媛媛 王 宏 房恩軍 侯純強(qiáng) 高 燕 郭 彪 陳 衛(wèi)

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天津近岸人工魚礁海域浮游植物群落及其變化特征*

張 雪1,2徐曉甫1,2戴媛媛1王 宏1,2①房恩軍1,2侯純強(qiáng)1,2高 燕1,2郭 彪1,2陳 衛(wèi)1,2

(1. 天津渤海水產(chǎn)研究所 天津 300457; 2. 天津市海洋牧場(chǎng)技術(shù)工程中心 天津 300457)

2016年5月、7月和11月分別對(duì)天津近岸海域2010年、2012年和2014年投放的人工魚礁區(qū)及非人工魚礁區(qū)(對(duì)照區(qū))進(jìn)行3個(gè)航次的調(diào)查，每個(gè)區(qū)域設(shè)置3個(gè)站位，共計(jì)12個(gè)站位。結(jié)果顯示，共鑒定浮游植物2門28屬58種，其中，硅藻門19屬44種，甲藻門9屬14種。物種以硅藻為主，占總物種的75.9%，其次為甲藻，占總物種的24.1%。浮游植物優(yōu)勢(shì)種以硅藻門的圓篩藻屬和角毛藻屬為主，主要有威氏圓篩藻()、星臍圓篩藻()、格氏圓篩藻()、虹彩圓篩藻()圓篩藻(spp.)、卡氏角毛藻()、勞氏角毛藻()、旋鏈角毛藻()、尖刺偽菱形藻()、柔弱幾內(nèi)亞藻()、剛毛根管藻()、翼鼻狀藻印度變型(f.)和夜光藻()。浮游植物細(xì)胞豐度存在明顯的季節(jié)差異，11月、7月和5月浮游植物細(xì)胞豐度分別為94.79×104、39.53×104和21.5×104cell/m3，浮游植物多樣性指數(shù)也有明顯的季節(jié)差異，11月香農(nóng)–威納多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)均比5月和7月高。從人工魚礁區(qū)與對(duì)照區(qū)對(duì)比來看，5月浮游植物細(xì)胞豐度礁區(qū)外顯著高于魚礁區(qū)，7月和11月2014年魚礁區(qū)浮游植物細(xì)胞豐度顯著高于其他魚礁區(qū)和礁區(qū)外。浮游植物多樣性指數(shù)，礁區(qū)外和2012年魚礁區(qū)低于2010年和2014年魚礁區(qū)，礁區(qū)外最低。研究表明，人工魚礁的構(gòu)建對(duì)于提高浮游植物群落多樣性具有顯著效果，但隨著時(shí)間的延長，浮游植物群落多樣性不是一直增高，有一定程度的波動(dòng)。

浮游植物；人工魚礁；群落結(jié)構(gòu)

天津海域位于渤海三大漁場(chǎng)之一的渤海灣漁場(chǎng)的中心部位，是渤海灣產(chǎn)卵場(chǎng)主體水域。近年來，開發(fā)活動(dòng)不斷增強(qiáng)，環(huán)境污染日益加劇，破壞了渤海生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使生物群落生產(chǎn)力下降，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性轉(zhuǎn)差，海洋生物逐漸朝著低齡化、小型化、低質(zhì)化方向演變，漁業(yè)資源日益衰退(李文抗等, 2003)。建設(shè)人工魚礁被證明是恢復(fù)漁業(yè)資源和改善海洋生態(tài)環(huán)境的一種重要途徑(陳勇等, 2014; Powers, 2003; 李嬌等, 2013)。人工魚礁通過改變所在海域的環(huán)境因子來影響海洋生物環(huán)境，達(dá)到漁業(yè)資源恢復(fù)和海洋生態(tài)修復(fù)的目的。

2009年，天津市第1次在大神堂外海建設(shè)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)，進(jìn)行人工魚礁投放。截止到2016年，大神堂附近海域共計(jì)投放人工魚礁礁體19825個(gè)，建礁規(guī)模7.04萬空方，礁區(qū)面積10.989 km2。2016年，該海域被列為天津市大神堂國家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)，目前，該海域人工魚礁投放已有8年時(shí)間，該魚礁區(qū)浮游植物群落結(jié)構(gòu)如何尚未見報(bào)道。浮游植物作為海洋生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，是多種海洋生物的攝食餌料(王俊等, 1998; 張雪等, 2016)，由于浮游植物對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的變化較為敏感，已作為一種生物監(jiān)測(cè)手段，廣泛應(yīng)用于海洋環(huán)境富營養(yǎng)化的評(píng)價(jià)中(鄒景忠等, 1983)，因此，研究該海區(qū)的浮游植物多樣性變動(dòng)及其與環(huán)境變化(尤其是人為干擾后的環(huán)境)的關(guān)系，具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

我國海域關(guān)于人工魚礁區(qū)浮游植物群落變化有少量報(bào)道(張碩等, 2006; 楊柳等, 2011; 江志兵等, 2012; 廖秀麗等, 2013; 王欣等, 2014)，浮游植物群落變化已成為一種評(píng)價(jià)人工魚礁建設(shè)效果的有效方法。本研究依據(jù)2016年對(duì)不同年份投放的魚礁區(qū)及鄰近礁區(qū)外進(jìn)行的生物及環(huán)境理化的調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，以期為人工魚礁建設(shè)效果評(píng)價(jià)、漁業(yè)資源恢復(fù)和海洋生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查海區(qū)

2016年5月(春季)、7月(夏季)和11月(秋季)分別對(duì)天津近岸海域(117°54.583￠E~117°59.627￠E，39°3.15￠N~39°7.938￠N)2010年、2012年和2014年投放的人工魚礁區(qū)及礁區(qū)外(對(duì)照區(qū))進(jìn)行3個(gè)航次的調(diào)查，每個(gè)區(qū)域設(shè)置3個(gè)站位，共計(jì)12個(gè)站位，站位分布見圖1。

圖1 調(diào)查海域及站位分布

1.2 采集方法

樣品的采集采用淺水Ⅲ型浮游生物網(wǎng)(網(wǎng)口直徑37 cm，網(wǎng)口面積0.1 m2，網(wǎng)身長270 cm，網(wǎng)目76 μm)，在每個(gè)站位自底至表垂直拖網(wǎng)取樣，將樣品使用5%的甲醛水溶液固定保存，按國家《海洋調(diào)查規(guī)范-海洋生物調(diào)查》(GB/T12763.6-2007)中的方法在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)浮游植物樣品進(jìn)行處理，然后于實(shí)驗(yàn)室倒置顯微鏡(OLYMPUS IX71)下進(jìn)行物種鑒定及數(shù)量統(tǒng)計(jì)。水溫、鹽度、溶解氧(DO)、pH、化學(xué)需氧量(COD)等指 標(biāo)參數(shù)用多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀(YSI556)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，各水文參數(shù)及營養(yǎng)鹽(氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮及磷酸鹽)的測(cè)定均參照《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》(GB17378.4-2007)中規(guī)定的方法進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

1.3.1 物種多樣性與優(yōu)勢(shì)度 物種多樣性采用香農(nóng)–威納指數(shù)(￠)(Shannon, 1949)表示，物種豐富度和物種均勻度分別用Margalef指數(shù)()(Margalef, 1958)和Pielou指數(shù)()(Pielou, 1969)表示；浮游植物物種優(yōu)勢(shì)度指數(shù)()參考Dufrene等(1997)的方法。其計(jì)算公式分別為：

式中，為總豐度(cell/m3)，為樣品中的物種總數(shù)；P為第種的個(gè)體數(shù)與樣品中總個(gè)體數(shù)的比值，f為第物種數(shù)量占總個(gè)體數(shù)量的比例；n為第物種的豐度(cell/m3)。

1.3.2 浮游植物優(yōu)勢(shì)種與環(huán)境因子的關(guān)系 浮游植物與環(huán)境因子之間的關(guān)系采用基于CANOCO的生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)多元統(tǒng)計(jì)方法。將浮游植物優(yōu)勢(shì)種數(shù)據(jù)及環(huán)境因子數(shù)據(jù)進(jìn)行l(wèi)g(+1)轉(zhuǎn)換。先用物種數(shù)據(jù)及環(huán)境因子數(shù)據(jù)進(jìn)行DCA分析(除趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析)，根據(jù)分析結(jié)果中梯度長度(Lengths of gradient)的大小判斷下一步的分析方法。大于4.0，選CCA(典范對(duì)應(yīng)分析)；3.0~4.0之間，選RDA(冗余分析)和CCA均可；小于3.0，RDA的結(jié)果要好于CCA (Lep?, 2010)。另外，運(yùn)用IBM SPSS Statistics 20軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)，以＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)查海區(qū)環(huán)境特征

調(diào)查海域環(huán)境因子存在顯著的季節(jié)差異(0.05)，呈現(xiàn)典型溫帶海域的季候變化特征。溫度變化呈現(xiàn)為7月(27℃)>5月(14℃)>11月(12℃)；溶解氧(DO)與之相反；鹽度變化為11月(31.5)>5月(30.6)>7月(28.5)；pH值的季節(jié)變化與之一致；透明度的季節(jié)變化為11月 (0.92 m)> 5月(0.83 m)>7月(0.66 m)；調(diào)查海區(qū)全年呈現(xiàn)富營養(yǎng)化的狀態(tài)，總氮含量為5月(0.68 mg/L)>11月(0.48 mg/L) > 7月(0.46 mg/L)，總磷含量為7月 (0.06 mg/L)>11月(0.024 mg/L)>5月(0.017 mg/L)。2010年、2012年和2014年的人工魚礁區(qū)及礁區(qū)外的溫度、溶解氧、鹽度、pH值之間無顯著性差異，透明度及營養(yǎng)鹽在魚礁區(qū)與礁區(qū)外呈現(xiàn)顯著性差異，魚礁區(qū)內(nèi)的透明度明顯低于礁區(qū)外，營養(yǎng)鹽則正好相反，說明礁體改變水流的方向，促進(jìn)底層沉積物上移，引起魚礁區(qū)出現(xiàn)透明度降低、營養(yǎng)鹽垂直分布相對(duì)均勻的特征。

2.2 浮游植物的種類及組成

3個(gè)航次共鑒定浮游植物2門28屬58種，其中，硅藻門19屬44種，甲藻門9屬14種。物種以硅藻為主，占總物種的75.9%，其次為甲藻，占總物種的24.1%。5月共鑒定浮游植物2門18屬27種，其中，硅藻門15屬23種，占總物種的85.2%，甲藻門3屬4種，占總物種的14.8%。礁區(qū)外、2010年魚礁區(qū)、2012年魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)浮游植物物種數(shù)分別為8種、9種、6種和6種，沒有顯著性差異(>0.05)。7月共鑒定浮游植物2門24屬39種，其中，硅藻門15屬30種，占總物種的76.9%，甲藻門9屬9種，占總物種的23.1%。2010年魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)浮游植物物種數(shù)顯著高于礁區(qū)外和2012年魚礁區(qū)浮游植物物種數(shù)，依次為15種、16種、8種和7種(<0.05)。11月浮游植物物種數(shù)顯著高于其他2個(gè)季節(jié)，共鑒定浮游植物2門21屬49種，其中，硅藻門14屬38種，占總物種的77.6%，甲藻門7屬11種，占總物種的22.4%。礁區(qū)外、2010年魚礁區(qū)、2012年魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)浮游植物物種數(shù)分別為19種、20種、21種和20種，沒有顯著性差異(0.05)。

2.3 浮游植物優(yōu)勢(shì)種組成

以優(yōu)勢(shì)度>0.02確定為優(yōu)勢(shì)種，調(diào)查區(qū)各月浮游植物優(yōu)勢(shì)種以硅藻門的圓篩藻屬()和角毛藻屬()為主，主要有威氏圓篩藻()、星臍圓篩藻()、格氏圓篩藻()、虹彩圓篩藻()、圓篩藻(spp.)、卡氏角毛藻()、勞氏角毛藻()、旋鏈角毛藻()、尖刺偽菱形藻()、柔弱幾內(nèi)亞藻()、剛毛根管藻()、翼鼻狀藻印度變型(f.)和夜光藻()。

浮游植物優(yōu)勢(shì)種存在季節(jié)演替(表2)，皆為硅藻物種。其中，圓篩藻屬各個(gè)季節(jié)都有出現(xiàn)，是本地常見種。5月浮游植物優(yōu)勢(shì)種為圓篩藻、星臍圓篩藻和柔弱幾內(nèi)亞藻，優(yōu)勢(shì)度介于0.02~0.2。其中，柔弱幾內(nèi)亞藻的優(yōu)勢(shì)度最大為0.2，出現(xiàn)頻率較低為25%，所占總細(xì)胞豐度比例較大為81.4%。星臍圓篩藻的出現(xiàn)頻率最高為100%。7月和11月優(yōu)勢(shì)種類組成較為相似，共有的優(yōu)勢(shì)種分別為威氏圓篩藻、星臍圓篩藻、格氏圓篩藻、勞氏角毛藻、卡氏角毛藻和尖刺偽菱形藻。7月特有的浮游植物優(yōu)勢(shì)種是剛毛根管藻，浮游植物優(yōu)勢(shì)度介于0.02~0.12，優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)頻率介于41.7%~100%，其中，星臍圓篩藻和尖刺偽菱形藻出現(xiàn)頻率達(dá)100%，尖刺偽菱形藻優(yōu)勢(shì)度最高為0.12，優(yōu)勢(shì)種占總細(xì)胞豐度不高，介于2.8%~16.4%。11月特有的浮游植物優(yōu)勢(shì)種是旋鏈角毛藻、柔弱幾內(nèi)亞藻和翼鼻狀藻印度變型，浮游植物優(yōu)勢(shì)種優(yōu)勢(shì)度介于0.02~0.19，優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)頻率較高介于75%~91.7%，勞氏角毛藻優(yōu)勢(shì)度最高為0.19。

表1 調(diào)查海域浮游植物種類名錄

Tab.1 List of phytoplankton in the surveyed area

2.4 浮游植物細(xì)胞總豐度的變化特征

浮游植物細(xì)胞豐度存在明顯季節(jié)差異，如圖2所示，11月浮游植物細(xì)胞豐度顯著高于5月和7月。同一月浮游植物細(xì)胞豐度在礁區(qū)內(nèi)與魚礁外也不相同，5月浮游植物細(xì)胞豐度礁區(qū)外顯著高于礁區(qū)內(nèi)，7月和11月浮游植物細(xì)胞豐度2014年魚礁區(qū)顯著高于其他魚礁區(qū)和礁區(qū)外。

11月浮游植物細(xì)胞豐度最高，介于1.95×104~ 185.83×104cell/m3，平均為94.79×104cell/m3。2014年魚礁區(qū)豐度最高為154.4×104cell/m3，礁區(qū)外、2010年魚礁區(qū)和2012年魚礁區(qū)分別為66.0×104、62.8×104和96.0×104cell/m3。5月浮游植物細(xì)胞豐度平均為21.5×104cell/m3，介于0.66×104~106.6×104cell/m3，0.66×104~106.6×104cell/m3，礁區(qū)外浮游植物細(xì)胞豐度顯著高于魚礁區(qū)，為63.11×104cell/m3，2010年魚礁區(qū)、2012年魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)分別為12.96×104、1.09×104和8.86×104cell/m3。7月浮游植物細(xì)胞豐度介于3.43×104~317.78×104cell/m3，平均為39.53× 104cell/m3，2014年魚礁區(qū)浮游植物細(xì)胞豐度為112.58×104cell/m3，顯著高于其他3個(gè)區(qū)域，礁區(qū)外、2010年魚礁區(qū)、2012放魚礁區(qū)分別為16.48×104、7.04×104和22.02×104cell/m3。

表2 2016年魚礁區(qū)浮游植物優(yōu)勢(shì)種組成

Tab.2 Composition of phytoplankton dominant species at artificial reef area in 2016

圖2 調(diào)查站位浮游植物細(xì)胞豐度在不同月的變化

2.5 礁區(qū)內(nèi)與礁區(qū)外浮游植物細(xì)胞豐度的平面分布

浮游植物群落空間分布存在明顯區(qū)域差異和季節(jié)差異。在相同月、不同年份的魚礁區(qū)與礁區(qū)外之間浮游植物群落空間分布有較大差異，且不均勻；同一區(qū)域在不同月浮游植物群落空間分布也不相同，存在季節(jié)差異(圖3)。5月浮游植物空間分布見圖3a，密集區(qū)出現(xiàn)在礁區(qū)外的21號(hào)站位，細(xì)胞豐度為106.61×104cell/m3，豐度最低值出現(xiàn)在2012年魚礁區(qū)的9號(hào)站位，為0.66×104cell/m3，礁區(qū)外浮游植物細(xì)胞豐度顯著高于魚礁區(qū)浮游植物細(xì)胞豐度。

7月浮游植物空間分布見圖3b，密集區(qū)出現(xiàn)在2014年魚礁區(qū)的B14號(hào)站位，細(xì)胞豐度為317.78× 104cell/m3，豐度最低值出現(xiàn)在非魚礁區(qū)的19號(hào)站位，為3.43×104cell/m3，2014年魚礁區(qū)浮游植物細(xì)胞豐度平均值最高，但該魚礁區(qū)3個(gè)站位點(diǎn)間的細(xì)胞豐度差異性較大，2012年魚礁區(qū)浮游植物細(xì)胞豐度最低。11月浮游植物空間分布見圖3c，2014年魚礁區(qū)浮游植物細(xì)胞分布較為密集，且比較均勻，細(xì)胞豐度介于142.31× 104~176.14×104cell/m3，豐度最低值出現(xiàn)在2012年魚礁區(qū)的10號(hào)站位，為1.95×104cell/m3，礁區(qū)外浮游植物細(xì)胞豐度也較低，介于37.42×104~99.75×104cell/m3。

圖3 2016年浮游植物細(xì)胞豐度(×104 cell/ m3)不同月平面分布

a: 5月；b: 7月；c: 11月 a: May; b: July; c: November

2.6 礁區(qū)內(nèi)與礁區(qū)外浮游植物群落多樣性特征

浮游植物多樣性指數(shù)香農(nóng)–威納指數(shù)(￠)，均勻度指數(shù)()是表征群落穩(wěn)定性的指標(biāo)。一般來說，一個(gè)群落的￠和越高，則預(yù)示著該群落所屬的生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定和成熟(孫軍等, 2004)。調(diào)查海域浮游植物多樣性指數(shù)變化存在季節(jié)性差異(圖4和表3)，秋季11月￠、和都比5月和7月高。從魚礁區(qū)與礁區(qū)外對(duì)比來看，2010年和2014年魚礁區(qū)浮游植物多樣性指數(shù)高于礁區(qū)外和2012年魚礁區(qū)，說明魚礁區(qū)在形成2~6年內(nèi)，礁區(qū)內(nèi)的浮游植物群落穩(wěn)定性較高，但這種穩(wěn)定性也不是一直增高的，隨著礁區(qū)投放時(shí)間的延長，浮游植物群落穩(wěn)定性會(huì)發(fā)生一定的波動(dòng)。

香農(nóng)–威納多樣性指數(shù)(￠)11月最高，其次是 7月，5月為最低。11月礁區(qū)外、2010年魚礁區(qū)、 2012魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)￠無顯著性差異(>0.05)；7月2012魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)￠顯著高于礁區(qū)外和2010年魚礁區(qū)(<0.05)；5月礁區(qū)外￠最低，2010年魚礁區(qū)、2012魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)￠分別為1.88、1.66和1.7。

豐富度指數(shù)()11月顯著高于5月和7月，5月最低。11月礁區(qū)外、2010年魚礁區(qū)、2012魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)無顯著性差異(>0.05)；7月 2012年魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)顯著高于礁區(qū)外和2010年魚礁區(qū)(<0.05)；5月礁區(qū)外、2010年魚礁區(qū)、2012魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)無顯著性差異(>0.05)。

浮游植物均勻度指數(shù)()無顯著季節(jié)性差異(>0.05)，11月稍高于其他月，5月最低。11月礁區(qū)外、2010年魚礁區(qū)、2012魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)無顯著性差異(>0.05)；7月2012魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)顯著高于礁區(qū)外和2010年魚礁區(qū)；5月礁區(qū)外、2010年魚礁區(qū)、2012魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)逐漸增高。

圖4 浮游植物多樣性指數(shù)各月變化

a: 香農(nóng)–威納指數(shù)；b: 豐富度指數(shù)；c: 均勻度指數(shù) a:￠; b:; c:

表3 浮游植物多樣性指數(shù)各月的變化

Tab.3 Phytoplankton diversity index changes in different month

2.7 浮游植物細(xì)胞豐度與環(huán)境因子的關(guān)系

海域環(huán)境是浮游植物賴以生存的條件，本研究通過對(duì)調(diào)查海域浮游植物優(yōu)勢(shì)種豐度與海區(qū)相關(guān)環(huán)境因子(硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、磷酸鹽、溶解氧、化學(xué)耗氧量、pH、透明度和溫度)等進(jìn)行相關(guān)性分析，探究影響浮游植物優(yōu)勢(shì)種豐度的環(huán)境因子。首先對(duì)優(yōu)勢(shì)種數(shù)據(jù)及環(huán)境因子數(shù)據(jù)進(jìn)行DCA分析，梯度長度小于3.0，選RDA(冗余分析)進(jìn)行分析，結(jié)果見圖5。不同浮游植物物種對(duì)環(huán)境因子的生態(tài)適應(yīng)性可以通過RDA雙序軸清楚地顯現(xiàn)出來。從圖5可以看出，優(yōu)勢(shì)種柔弱幾內(nèi)亞藻、威氏圓篩藻、虹彩圓篩藻和翼鼻狀藻印度變型主要與透明度呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)性，透明度較高的環(huán)境條件，更有利于它們的生長，圓篩藻和星臍圓篩藻與鹽度和亞硝態(tài)氮表現(xiàn)良好的正相關(guān)性，剛毛根管藻和水深有較好的正相關(guān)性，卡氏角毛藻、勞氏角毛藻、旋鏈角毛藻和格氏圓篩藻在排序軸上的位置較集中，有較近的相似性。

3 討論

3.1 天津近岸人工魚礁區(qū)浮游植物群落季節(jié)變化

浮游植物以硅藻為主，浮游植物物種數(shù)存在季節(jié)差異，11月浮游植物物種數(shù)顯著高于其他2個(gè)季節(jié)。浮游植物優(yōu)勢(shì)種除夜光藻外，都屬于硅藻，以圓篩藻屬為主，存在季節(jié)演替，但種類變化不明顯。尤其是7月和11月，優(yōu)勢(shì)種類組成較為相似，共同存在的優(yōu)勢(shì)種有6種，而5月的浮游植物優(yōu)勢(shì)種在11月的優(yōu)勢(shì)種中也都存在。浮游植物細(xì)胞豐度存在明顯季節(jié)差異，11月浮游植物細(xì)胞豐度最高，其次是7月，5月浮游植物細(xì)胞豐度最低。這種現(xiàn)象與溫帶海域浮游植物出現(xiàn)兩周期的年際變化不一致(康元德, 1991)。原因可能是7月夜光藻大量暴發(fā)，其個(gè)體較大，在強(qiáng)大的攝食壓力下，導(dǎo)致總細(xì)胞豐度減少。5月細(xì)胞豐度最少，這與該月對(duì)蝦幼體及其他生物幼體處于攝食高峰期，下行控制降低了浮游植物的細(xì)胞豐度；而且該月河流徑流量少，導(dǎo)致海區(qū)的營養(yǎng)鹽得不到及時(shí)的補(bǔ)充，上行控制抑制了浮游植物的生長繁殖。

3.2 不同礁區(qū)內(nèi)及礁區(qū)外浮游植物群落的比較

除7月2012年魚礁區(qū)和2014年魚礁區(qū)浮游植物物種數(shù)顯著高于礁區(qū)外和2010年魚礁區(qū)浮游植物物種數(shù)，5月和11月浮游植物物種數(shù)在各個(gè)礁區(qū)和對(duì)照區(qū)之間沒有顯著性差異(>0.05)。這與楊柳等(2011)對(duì)海州灣的研究結(jié)果基本一致，魚礁區(qū)和對(duì)照區(qū)的浮游植物種類及優(yōu)勢(shì)種種類差異甚微。

5月的浮游植物細(xì)胞豐度礁區(qū)外顯著高于魚礁區(qū)，7月和11月的浮游植物細(xì)胞豐度2014年魚礁區(qū)顯著高于其他魚礁區(qū)和礁區(qū)外。浮游植物多樣性指數(shù)在5月、7月和11月都表現(xiàn)為2012年和2014年魚礁區(qū)高于礁區(qū)外和2010年魚礁區(qū)，這也說明投放人工魚礁有助于改善海域生態(tài)環(huán)境和提高水域的初級(jí)生產(chǎn)力水平。研究表明，人工魚礁能夠?yàn)楹Ｑ笊锾峁z食、產(chǎn)卵繁殖、生長、避難、休養(yǎng)生息的場(chǎng)所，同時(shí)，礁體會(huì)在很大程度上改變海流的方向，進(jìn)而改變海水的營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)，使底層豐富的營養(yǎng)鹽源源不斷地輸送到上面，滿足不同水層浮游生物的營養(yǎng)需求(章守宇等, 2006)，再通過食物鏈關(guān)系誘集更多的海洋生物，使人工魚礁區(qū)生物資源量不斷擴(kuò)大(陳丕茂, 2005; 張虎等, 2008)。魚礁區(qū)在剛形成的幾年(2~4年) 內(nèi)，對(duì)礁區(qū)的浮游植物群落穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)效果較好，隨著礁區(qū)時(shí)間的延長，推測(cè)魚礁受所在海域底質(zhì)的影響會(huì)存在淤積現(xiàn)象，其產(chǎn)生的流場(chǎng)效應(yīng)減弱，營養(yǎng)鹽交互混合不充分，浮游植物生長受影響，浮游植物群落穩(wěn)定性逐漸趨于礁區(qū)外的水平。本研究結(jié)果與多數(shù)學(xué)者的研究結(jié)果一致(張碩等, 2006; 廖秀麗等, 2013)，浮游植物豐度在投礁后明顯升高，表明人工魚礁的投放對(duì)海域初級(jí)生產(chǎn)者的生長繁殖產(chǎn)生了一定的正面效應(yīng)。

圖5 調(diào)查海域浮游植物優(yōu)勢(shì)種與環(huán)境因子的RDA雙序圖

優(yōu)勢(shì)種代碼(A~M)見表2 The dominant species codes (A~M) refer to Tab.2

3.3 建礁前、后浮游植物群落的比較

建礁前，該海域浮游植物群落的研究較少，李清雪等(2000)對(duì)該人工魚礁區(qū)的鄰近海域進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該海域浮游植物細(xì)胞豐度介于420×104~7100×104cell/m3，5月、8月和10月浮游植物細(xì)胞物種數(shù)分別為8種、16種和13種。人工魚礁鄰近海域的香農(nóng)–威納多樣性指數(shù)(￠)介于0.27~3.01，豐富度指數(shù)()介于0.11~0.75，均勻度指數(shù)()介于0.12~1.00，通過浮游植物的變化發(fā)現(xiàn)，該海域浮游植物群落細(xì)胞豐度顯著減少，但浮游植物群落多樣性指數(shù)明顯升高，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)。由于調(diào)查年代相距較遠(yuǎn)，影響浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化的因素較多，而人工魚礁建設(shè)對(duì)其變化的影響程度究竟有多大還需進(jìn)一步調(diào)查研究。

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Phytoplankton Community Characteristics and Variation at Artificial Reefs of Tianjin Offshore

ZHANG Xue1,2, XU Xiaofu1,2, DAI Yuanyuan1, WANG Hong1,2①, FANG Enjun1,2, HOU Chunqiang1,2, GAO Yan1,2, GUO Biao1,2, CHEN Wei1,2

(1. Tianjin Bohai Sea Fisheries Research Institute, Tianjin 300457; 2. Tianjin Marine Ranching Technical Engineering Center, Tianjin 300457)

Three cruises were conducted in May, July, and November 2016 in artificial reef areas constructed in 2010, 2012, and 2014, respectively, and the non-artificial reef area (control area) offshore of Tianjin with three sampling stations for each, totaling 12 sites. The results identified 58 taxa of phytoplankton belonging to 2 phyla and 28 genera. Among these species, Bacillariophyta includes 19 genera and 44 species, and Pyrrophyta includes 9 genera and 14 species. Diatom species are dominant, accounting for 75.9% of all species, followed by dinoflagellates, accounting for 24.1%. Dominant phytoplankton species areandof Bacillariophyta, mainly,.,,spp.,,,,,,,f., and. Phytoplankton cell abundance showed obvious seasonal changes, with the average cell abundance in November, July, and May at 94.79×104cell/m3, 39.53×104cell/m3, and 21.5×104cell/m3, respectively. Phytoplankton diversity index also had obvious seasonal variation. In November, the Shannon-Wiener diversity index, Margalef index, and Pielou index were higher than in May and July. Comparing the artificial reef areas with the control area, the phytoplankton cell abundance of the control in May was significantly higher than the artificial reef areas. In July and November, phytoplankton cell abundance at the artificial reef constructed in 2014 was significantly higher than other artificial reef areas and the control area. The diversity index in both the control and the artificial reef area constructed in 2012 was lower than the 2010 and 2014 reefs, and lowest in the non-artificial reef area. Clearly, the construction of an artificial reef had a significant effect in improving phytoplankton community diversity, but this diversity is not always increasing consistently but fluctuating.

Phytoplankton; Artificial reef; Community structure

WANG Hong, E-mail: redhong-1984@163.com

張雪, 徐曉甫, 戴媛媛, 王宏, 房恩軍, 侯純強(qiáng), 高燕, 郭彪, 陳衛(wèi). 天津近岸人工魚礁海域浮游植物群落及其變化特征. 漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展, 2018, 39(6): 01–10

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* 天津市農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化與推廣項(xiàng)目(201304150)和天津市漁業(yè)發(fā)展服務(wù)中心青年科技創(chuàng)新項(xiàng)目(J2018-08青; J2018-14青)共同資助 [This work was supported by Project of Tianjin Transformation and Promotion of Agricultural Science and Technology Achievements (201304150), and Projects of Youth Science and Technology Innovation of Tianjin Fishery Development Service Center (J2018-08青; J2018-14青)]. 張 雪，E-mail: zhangxue430@126.com

王 宏，工程師，E-mail: redhong-1984@163.com

2017-10-12,

2018-01-11

10.19663/j.issn2095-9869.20171012002

Q178

A

2095-9869(2018)06-0001-10

(編輯 馮小花)