千里巖島海域浮游植物種類組成及群落結(jié)構(gòu)特征

孫鵬飛 閆向祿 張曉霞 黃鴻

摘?要：通過(guò)2019年11月（秋季）和2020年5月（春季）千里巖島附近海域兩個(gè)航次的網(wǎng)采浮游植物調(diào)查，共鑒定浮游植物53種，其中硅藻門(mén)42種，占79.2%;甲藻門(mén)10種，占18.9%;金藻門(mén)1種，占1.9%。秋季優(yōu)勢(shì)種包含11種，伏氏海線藻（Thalassionema frauenfeldii）為第一優(yōu)勢(shì)種;春季優(yōu)勢(shì)種包含6種，夜光藻（Noctiluca scientillans）為第一優(yōu)勢(shì)種。秋季浮游植物細(xì)胞密度平均值為1.27×105 cell/m3，顯著高于春季的0.43×104 cell/m3（P<0.01）。千里巖島附近海域浮游植物細(xì)胞豐度較高，這可能是由于陸地營(yíng)養(yǎng)鹽經(jīng)地表徑流輸入而促進(jìn)近岸海域浮游植物的繁殖生長(zhǎng)。2019年秋季千里巖島近岸海域浮游植物的多樣性、均勻度和豐富度指數(shù)低于離岸海域;2020年春季千里巖島西北側(cè)調(diào)查站位極低的多樣性、豐富度和均勻度指數(shù)是由于夜光藻的大量繁殖引起的。秋季的多樣性和豐富度指數(shù)顯著高于春季（P<0.01），但均勻度指數(shù)在兩季間無(wú)顯著差異（P>0.05）。

關(guān)鍵詞：浮游植物;細(xì)胞密度;優(yōu)勢(shì)種;千里巖島海域

浮游植物是海洋生態(tài)的初級(jí)生產(chǎn)者，是許多浮游動(dòng)物和濾食性貝類的主要餌料，在海洋生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中具有十分重要的作用[1-2]。自然的或人為的海洋環(huán)境變化都會(huì)導(dǎo)致浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化，故浮游植物群落結(jié)構(gòu)對(duì)海洋環(huán)境變化具有指示作用[3]。研究浮游植物群落結(jié)構(gòu)對(duì)了解海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力過(guò)程和漁業(yè)資源動(dòng)態(tài)變化具有重要意義[4]。

千里巖島（北緯36°15′57″，東經(jīng)121°23′09″）位于南黃海之中，距陸地最近點(diǎn)46 km，島嶼生態(tài)系統(tǒng)近二十年幾乎無(wú)人為干擾，是我國(guó)少數(shù)幾個(gè)未被開(kāi)發(fā)的刺參和皺紋盤(pán)鮑原種產(chǎn)地之一，同時(shí)也是多種黃渤海重要漁業(yè)資源的繁育場(chǎng)和索餌場(chǎng)[5]。千里巖島周?chē)Ｓ驗(yàn)閲?guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)和海洋生態(tài)系統(tǒng)省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，保持了海洋生態(tài)系統(tǒng)的完整性與自然性。目前關(guān)于千里巖島海域浮游生物的研究較少，開(kāi)展這方面的研究，對(duì)該海域生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和健康發(fā)展具有重要意義。

本研究基于2019年11月（秋季）和2020年5月（春季）在千里巖島海域網(wǎng)采浮游植物調(diào)查數(shù)據(jù)，分析浮游植物種類組成、細(xì)胞密度和群落結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)空分布，為該海域生物多樣性保護(hù)提供基礎(chǔ)資料，并為千里巖島海洋生態(tài)系統(tǒng)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考依據(jù)。

1?材料和方法

1.1?研究區(qū)域和數(shù)據(jù)采集

研究區(qū)域位于千里巖島鄰近海域（東經(jīng)121°17′-121°31′，北緯36°13′-36°23′），共設(shè)置13個(gè)調(diào)查站位，千里巖島北側(cè)設(shè)置8個(gè)站位，南側(cè)設(shè)置5個(gè)站位，站位分布如圖1所示。A12站位距千里巖島最近，約0.30 km;A8站位距千里巖島最遠(yuǎn)，約15 km。調(diào)查時(shí)間為2019年11月（秋季）和2020年5月（春季）。浮游植物使用淺水Ⅲ型浮游生物網(wǎng)（網(wǎng)長(zhǎng)280 cm、網(wǎng)口內(nèi)徑37 cm，網(wǎng)口面積0.1 m2，網(wǎng)篩絹規(guī)格0.077 mm）自底至表做垂直拖網(wǎng)采集，并使用Hydro-bios流量計(jì)記錄濾水量。浮游植物網(wǎng)采樣品均用5%甲醛溶液固定后帶回實(shí)驗(yàn)室，利用顯微鏡進(jìn)行種類的鑒定與計(jì)數(shù)。樣品的采集和分析均按《海洋調(diào)查規(guī)范》（GB/T 12763-2007）[6]進(jìn)行。

1.2?分析方法

計(jì)算浮游植物群落香農(nóng)-威納（Shannon-Weaner）多樣性指數(shù)（H）、Margalef物種豐富度指數(shù)（D）、Pielou均勻度指數(shù)（J）值及各物種的優(yōu)勢(shì)度（Y），計(jì)算公式如下：

式中：S為樣品中的種類總數(shù)，Pi為第i種個(gè)體數(shù)與樣品總個(gè)體數(shù)比值，N為樣品中的生物個(gè)體數(shù)，Hmax為log2S，表示多樣性指數(shù)的最大值。

式中：ni為群落中即所有調(diào)查站位第i種的個(gè)體總數(shù)，N為群落中所有物種的總個(gè)體數(shù)，fi為第i種個(gè)體在各樣品中的出現(xiàn)頻率。在調(diào)查海域以優(yōu)勢(shì)度Y>0.02的種類定為優(yōu)勢(shì)種[7]。

使用K-W秩和檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)不同季節(jié)浮游植物細(xì)胞密度、群落結(jié)構(gòu)參數(shù)（H、D、J）差異的顯著性。數(shù)據(jù)分析在R軟件平臺(tái)上完成，使用Vegan包計(jì)算浮游植物群落結(jié)構(gòu)參數(shù)值。

2?結(jié)果

2.1?浮游植物種類組成

千里巖島附近海域春秋兩季網(wǎng)采的浮游植物共鑒定出2門(mén)53種，其中硅藻門(mén)42種，占79.2%;甲藻門(mén)10種，占18.9%;金藻門(mén)1種，占1.9%。2019年秋季鑒定浮游植物38種，2020年春季鑒定浮游植物25種，各季節(jié)浮游植物種類組成如圖2所示。

2.2?浮游植物細(xì)胞密度

2019年秋季浮游植物細(xì)胞密度平均值為1.27×105 cell/m3，最低值位于A3站位，為0.65×105 cell/m3;最高值位于A8站位，為2.46×105 cell/m3。A8站位附近海域浮游植物細(xì)胞密度較高，千里巖島正北海域浮游植物細(xì)胞密度較低（圖3）。2020年春季浮游植物細(xì)胞密度平均值為0.43×104 cell/m3，最低值位于S9站位，為0.02×104 cell/m3;最高值位于S11站位，為0.90×104 cell/m3。距千里巖最近的3個(gè)調(diào)查站位浮游植物豐度較高，千里巖島南側(cè)海域浮游植物細(xì)胞密度較低（圖4）。2019年秋季浮游植物細(xì)胞密度顯著高于2020年春季（P<0.01），高于1個(gè)多數(shù)量級(jí)。

2.3?浮游植物群落結(jié)構(gòu)

2019年秋季浮游植物多樣性指數(shù)平均值為2.09，A6站位多樣性最高，A11站位多樣性最低，距千里巖島較近調(diào)查站位的多樣性指數(shù)較低（圖5a）;2020年春季浮游植物多樣性指數(shù)平均值為1.37，顯著低于2019年秋季（P<0.01），S9站位多樣性最高，S7站位多樣性最低，千里巖島西北側(cè)調(diào)查站位的多樣性指數(shù)較低（圖5b）。2019年秋季浮游植物豐富度指數(shù)平均值為1.08，A2站位豐富度最高，A5站位豐富度最低，距千里巖島較近站位的豐富度較低（圖6a）;2020年春季豐富度指數(shù)平均值為0.82，顯著低于2019年秋季（P<0.01），距千里巖島較近站位豐富度較高（圖6b）。2019年秋季浮游植物均勻度指數(shù)均值為0.81，A7站位均勻度最高，A11站位均勻度最低，千里巖島較近站位的均勻度較低（圖7a）;2020年春季均勻度均值為0.68，與2019年春季無(wú)顯著差異（P>0.05），S4站位均勻度最高，S3站位均勻度最低，千里巖島西北側(cè)調(diào)查站位的均勻度指數(shù)較低（圖7b）。

2.4?浮游植物群落優(yōu)勢(shì)種

2019年秋季浮游植物優(yōu)勢(shì)種為圓篩藻、輻射圓篩藻、布氏雙尾藻、翼鼻狀藻、尖刺偽菱形藻、粗根管藻、伏氏海線藻、叉狀角藻、梭形角藻、三角角藻和夜光藻，伏氏海線藻為第一優(yōu)勢(shì)種（見(jiàn)表1），細(xì)胞豐度均值為2.78×104 cell/m3，優(yōu)勢(shì)度為0.135;2020年春季優(yōu)勢(shì)種為窄隙角毛藻、輻射圓篩藻、圓篩藻、大角角藻、夜光藻、錐形原多甲藻，夜光藻為第一優(yōu)勢(shì)種（見(jiàn)表2），細(xì)胞豐度均值為0.13×104 cell/m3，優(yōu)勢(shì)度為0.298。3?討論

浮游植物細(xì)胞密度空間分布圖顯示千里巖島鄰近海域的浮游植物細(xì)胞豐度較高，這可能是由于千里巖島上的營(yíng)養(yǎng)鹽經(jīng)地表徑流輸入到海洋中，進(jìn)而促進(jìn)千里巖島近岸海域浮游植物繁殖、生長(zhǎng)。張亮等在研究2015年秋季千里巖島海域浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征時(shí)，也發(fā)現(xiàn)近岸的浮游植物的密度較高，遠(yuǎn)岸浮游植物密度低[8]。在進(jìn)行浮游植物調(diào)查時(shí)，也同步進(jìn)行了浮游動(dòng)物調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示2020年春季浮游動(dòng)物豐度顯著高于2019年秋季。浮游動(dòng)物以浮游植物為食，2020年春季較低的浮游植物豐度可能是由于浮游動(dòng)物的捕食效果引起的。

浮游植物群落結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)的三大指數(shù)可在一定程度上指示海域環(huán)境狀況，常以H′<1、J′<0.3作為群落多樣性較差的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[9]。2020年春季H3、H7站位極低的多樣性和均勻度指數(shù)是由于在這兩個(gè)站位只鑒定發(fā)現(xiàn)5種浮游植物，并且夜光藻（Noctiluca scientillans）細(xì)胞豐度顯著高于其它種類。夜光藻是海洋赤潮主要發(fā)生藻，是冷水種，易斌等在研究2009年至2016年華南近海赤潮分布特征時(shí)，發(fā)現(xiàn)夜光藻集中在冬季和初春水體溫度較低時(shí)爆發(fā)赤潮[10]。海水溫度、硝氮、亞硝氮、COD、磷酸鹽等因子對(duì)夜光藻生長(zhǎng)繁殖都有重要影響[10-12]。盡管本次調(diào)查的夜光藻細(xì)胞豐度較低，但對(duì)千里巖島海域進(jìn)行連續(xù)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)海域海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展及發(fā)揮自然保護(hù)區(qū)的服務(wù)功能具有重要意義。

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