獐子島海域浮游植物群落周年變化及其與環(huán)境因子的關(guān)系

張雪，欒青杉，孫堅強，杜美榮，梁峻，臧有才，張媛，王俊

（1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點實驗室，碳匯漁業(yè)實驗室，山東青島266071；2.天津渤海水產(chǎn)研究所漁業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境研究室，天津300457；3.獐子島集團股份有限公司，遼寧大連116001）

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獐子島海域浮游植物群落周年變化及其與環(huán)境因子的關(guān)系

張雪1、2，欒青杉1，孫堅強1，杜美榮1，梁峻3，臧有才3，張媛3，王俊1

（1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點實驗室，碳匯漁業(yè)實驗室，山東青島266071；2.天津渤海水產(chǎn)研究所漁業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境研究室，天津300457；3.獐子島集團股份有限公司，遼寧大連116001）

摘要：為了解獐子島海域扇貝底播養(yǎng)殖區(qū)浮游植物群落的周年變化特征，于2011—2012年對該水域浮游植物及其理化環(huán)境進行了12個航次的逐月調(diào)查。結(jié)果表明：利用采水樣品的Uterm?hl倒置顯微鏡分析方法，共鑒定出浮游植物53屬119種，夏、秋季物種組成以甲藻和金藻為主，冬、春季以硅藻為主，裸藻、甲藻次之；各月平均細(xì)胞豐度變化為 （17～312）×103cells/L，年平均為77×103cells/L，在春季 （3、4月）和秋季 （9、10、11月）出現(xiàn)兩個豐度高峰；物種多樣性程度在秋季較好，具槽帕拉藻Paralia sulcata、柔弱幾內(nèi)亞藻Guinardia delicatula、太平洋海鏈藻Thalassiosira pacifica等硅藻物種在全年保持優(yōu)勢，梭狀角藻Ceratium fusus、小等刺硅鞭藻Dictyocha fibula、運動異雙鞭藻Eutreptiella gymnastica分別在夏、秋、春季形成優(yōu)勢；物種分布與環(huán)境因子的典范對應(yīng)分析和冗余分析顯示，水溫和溶解氧是調(diào)查區(qū)浮游植物群落周年變化的關(guān)鍵驅(qū)動因素，溶解態(tài)無機N、P營養(yǎng)鹽對細(xì)胞的豐度分布、優(yōu)勢種演替亦有明顯的控制作用。研究表明：獐子島海域浮游植物餌料豐富、豐度水平穩(wěn)定，適宜扇貝生長和可持續(xù)的底播養(yǎng)殖；具槽帕拉藻、太平洋海鏈藻、梭狀角藻等物種皆可以作為養(yǎng)殖區(qū)的餌料指示種。

關(guān)鍵詞：浮游植物；群落；周年變化；獐子島；多元分析

獐子島位于黃海北部外長山群島的最南端，其周邊屬于溫帶海域，擁有中國最大的海珍品底播養(yǎng)殖基地，并以其獨特的地理環(huán)境條件，成為中國唯一的蝦夷扇貝國家級原良種場。蝦夷扇貝屬于濾食性貝類，浮游植物是其主要餌料之一，浮游植物物種組成和細(xì)胞豐度的變化直接或間接地影響貝類的存活和生長［1-2］。黃海海域由于受大陸氣候和黃海暖流等因素的影響，海水理化環(huán)境有明顯的季節(jié)變化，浮游植物群落也因此表現(xiàn)出物種和豐度的季節(jié)更替［3］。在黃海北部近岸海域，浮游植物群落以硅藻為主，優(yōu)勢種呈現(xiàn)明顯的季節(jié)交替特征［4］。近年來，浮游植物水華現(xiàn)象頻發(fā)，直接威脅到漁業(yè)生產(chǎn)，引起養(yǎng)殖企業(yè)及相關(guān)人員的極大關(guān)注。本研究中，對獐子島底播養(yǎng)殖水域浮游植物群落進行了一周年的逐月調(diào)查，從物種組成、細(xì)胞豐度、分布特征等多個方面進行了研究，重點是養(yǎng)殖水域扇貝餌料種的分布和變化規(guī)律。同時，結(jié)合多元分析方法探討了獐子島海域浮游植物周年變化與環(huán)境因子之間的關(guān)系，以期為該海域餌料環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展提供數(shù)據(jù)參考，同時為養(yǎng)殖區(qū)的底播生產(chǎn)、預(yù)警和管理提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1調(diào)查站位的設(shè)置

于2011年6月—2012年6月每月中旬，使用獐子島集團股份有限公司 “遼長漁科研19”號調(diào)查船，在獐子島鄰近海域進行了12個航次 （除2011年11月外）的水文環(huán)境和浮游生物綜合調(diào)查，調(diào)查范圍位于 38.7°～39.2°N、122.4°～123.1°E之間，期間在蝦夷扇貝底播區(qū)設(shè)置14個

1.2方法

1.2.1樣品的采集 浮游植物樣品采集按照UNESCO［5］規(guī)定的水采方法進行，使用HQM-1型有機玻璃采水器采集各站位表層和底層海水，放入250 mL聚乙烯 （PE）瓶中，加入終濃度為5%的甲醛水溶液，常溫避光保存。葉綠素a（Chl-a）樣品采集時，使用 GF/F濾膜 （Whatman）過濾0.5 L海水，用鋁箔紙包裹后置于液氮中保存。水文環(huán)境參數(shù) （溫度、鹽度、溶解氧、pH）的采集使用水質(zhì)分析儀YSI（ProPlus）進行。水化學(xué) （化學(xué)需氧量、溶解態(tài)營養(yǎng)鹽）樣品的采集參照 《海洋調(diào)查規(guī)范》［6］進行。

圖1　獐子島海域浮游植物采樣站位Fig.1 Phytoplankton sampling sites in coastal waters of Zhangzi Island

1.2.2樣品的分析 浮游植物群落分析采用Uterm?hl［7］的方法，取25 mL浮游植物亞樣品于Uterm?hl計數(shù)框 （Hydro-Bios）中，靜置沉降24 h，然后在光學(xué)倒置顯微鏡（COIC IBE2000）（160×）下進行物種鑒定和數(shù)量統(tǒng)計，物種的分類依據(jù)形態(tài)學(xué)差異，參考Tomas［8］的標(biāo)準(zhǔn)。

葉綠素a樣品測定于實驗室內(nèi)進行，用90%的丙酮水溶液低溫（-20℃）下黑暗萃取24 h，使用標(biāo)準(zhǔn)葉綠素 （Sigma，UK）校正過的Turner Designs Trilogy熒光計進行測定?；瘜W(xué)需氧量（COD）的測定采用重鉻酸鉀法（CODCr）；硝酸鹽（NO-3-N）、亞硝酸鹽（NO-2-N）、銨鹽（NH+4-N）、磷酸鹽（PO3-4-P）的分析測定方法參考《海洋調(diào)查規(guī)范》［6］。1.2.3 多樣性指數(shù)的計算 浮游植物物種優(yōu)勢度指數(shù) （Y）參考Dufrene等［9］的方法；物種豐富度和物種均勻度分別用 Margalef指數(shù) （D）［10］和Pielou指數(shù)（J）［11］表示；物種多樣性采用Shannon-Weaver指數(shù) （H＇）［12］表示。其計算公式分別為

其中：Pi為第i物種數(shù)量占總個體數(shù)量的比例；ni為第i物種的豐度（cells/L）；N為總豐度（cells/L）；S為物種的數(shù)量；fi為第i物種出現(xiàn)頻率。

1.3數(shù)據(jù)處理

浮游植物與環(huán)境因子之間的關(guān)系采用多元分析法進行分析。多元分析是基于線性模型 （如RDA，redundancy analysis，冗余分析）或單峰模型 （如CCA，canonical correspondence analysis，典范對應(yīng)分析）的約束性排序 （直接梯度分析）方法，通過將物種或樣本排列在一定的空間，使得排序軸（環(huán)境變量的線性組合）能夠反映一定的生態(tài)梯度，從而較好地解釋物種分布與環(huán)境因子之間的關(guān)系。多元分析要求兩個數(shù)據(jù)矩陣，即物種數(shù)據(jù)（響應(yīng)變量）矩陣和環(huán)境數(shù)據(jù) （解釋變量）矩陣。物種數(shù)據(jù)通常是根據(jù)排序軸對響應(yīng)變量的解釋量，篩選出具有良好適合度并且能夠被第一軸很好地解釋的物種。物種數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)經(jīng)過lg（x+1）轉(zhuǎn)換，使之趨于正態(tài)分布，然后使用Canoco for Windows 4.5軟件生成物種-環(huán)境的排序圖［13］。

2　結(jié)果與分析

2.1溫度和葉綠素a

調(diào)查期間，海水溫度在8月份達(dá)到最高，平均為 （19.6±3.1）℃，2月份最低，平均為 （1.32± 1.29）℃，全年平均為 （10.9±6.5）℃。夏季 （6、7、8月）水溫表層比底層平均高出7.4℃，冬季（12、1、2月）水溫表底層變化不大，底層平均水溫比表層僅高出0.28℃ （圖2）。

海水葉綠素a含量呈現(xiàn)出春、秋季兩個高峰，3月份平均為 （8.4±3.8）mg/m3，9月份平均為（4.8±3.6）mg/m3，全年平均為（2.5±2.8）mg/m3。夏末秋初 （8、9、10月）表層葉綠素a含量平均高出底層3.6 mg/m3，而在春季 （3、4、5月）底層葉綠素a含量平均高出表層2.4 mg/m3，其他月份表底層變化不大 （圖2）。

圖2　海水溫度和葉綠素a含量的周年變化Fig.2 Annual variations in seawater temperature and Chlorophyll-a level

2.2物種組成變化

本研究中共鑒定出浮游植物53屬119種，其中硅藻門37屬82種，甲藻門13屬33種，金藻門1屬2種，裸藻門2屬2種。浮游植物生態(tài)類型以溫帶近岸種為主，兼有暖水種和大洋種出現(xiàn)。主要類群為硅藻和甲藻，分別占總物種數(shù)的67.8%和27.1%。秋季10月份出現(xiàn)物種數(shù)最多，共鑒定出70種，其中硅藻44種，甲藻23種，為全年最高。從優(yōu)勢種組成的周年變化來看 （表1），硅藻在全年均可以形成優(yōu)勢，而甲藻則主要在夏、秋季形成優(yōu)勢，金藻在秋季形成優(yōu)勢，裸藻在秋、春季出現(xiàn)。硅藻中具槽帕拉藻Paralia sulcata、柔弱幾內(nèi)亞藻 Guinardia delicatula和海鏈藻屬 Thalassiosira spp.物種在整個周年調(diào)查中占有絕對優(yōu)勢，甲藻中的梭狀角藻Ceratium fusus在夏、秋季形成優(yōu)勢，金藻中的小等刺硅鞭藻Dictyocha fibula主要在夏末秋初出現(xiàn)優(yōu)勢分布。

2.3細(xì)胞豐度變化

本次周年逐月調(diào)查期間，浮游植物細(xì)胞豐度變化為 （17～312）×103cells/L，平均為 77×103cells/L，春 （3、4月）、秋季 （9、10月）出現(xiàn)兩個豐度高峰。從細(xì)胞豐度的構(gòu)成分析 （圖3）：硅藻變化為 （9～78）×103cells/L，平均為39×103cells/L，冬季1、2月所占豐度比例最大，平均達(dá)到98.2%，秋季9月豐度比例最小，僅為6.9%；甲藻變化為 （0.2～233.0）×103cells/L，平均為28×103cells/L，秋季9月所占豐度比例最大，達(dá)到68.1%，冬季2月豐度比例最小，僅為0.35%；金藻在9月平均豐度高達(dá)61×103cells/L，所占比例為22%；裸藻在春季3、4月平均豐度達(dá)到14×103cells/L，所占比例為14.3%。

圖3　浮游植物細(xì)胞豐度的周年變化Fig.3 Annual variation in phytoplankton cell abundance

從浮游植物的季節(jié)分布分析 （圖4）：夏季表層浮游植物主要密集分布于調(diào)查區(qū)的北部近岸水域，南部外海海域豐度相對較低，底層豐度分布則較為均勻；秋、冬季分布特征較為相似，表底層浮游植物皆是在西北部水域出現(xiàn)高值分布、東南部較低；春季浮游植物表底層分布總體變化不大。值得注意的是秋季甲藻和金藻主要分布在調(diào)查區(qū)的西北部，春季裸藻則在東部和南部水域有高值分布。

圖4　浮游植物分布的季節(jié)變化Fig.4 Seasonal variation in phytoplankton distribution

2.4餌料種變化

調(diào)查水域浮游植物群落中主要的扇貝餌料種有圓篩藻 Coscinodiscus spp.、幾內(nèi)亞藻 Guinardia spp.、菱形藻Nitzschia spp.、具槽帕拉藻、斜紋藻Pleurosigma spp.、偽菱形藻Pseudo-nitzschia spp.、海鏈藻和角藻Ceratium spp.等物種。圓篩藻和斜紋藻在各月份之間的變化不大 （圖5），平均豐度分別為98 cells/L（20～164 cells/L）和61 cells/L （14～135 cells/L）；幾內(nèi)亞藻和海鏈藻的豐度高峰均在春季出現(xiàn)，全年平均為5.7×103cells/L（16～35×103cells/L）和4.1×103cells/L（152～21×103cells/L）；菱形藻豐度在春末夏初達(dá)到全年最高（平均為 5.5×103cells/L），其他月份豐度較低（平均為264 cells/L）；具槽帕拉藻在全年均維持較高的豐度水平，平均為3.7×103cells/L（275～8.7×103cells/L），冬季平均為6.9×103cells/L，為全年最高；偽菱形藻在夏秋季有豐度高峰，全年平均為574 cells/L；甲藻中的角藻屬物種豐度在夏秋季形成高峰，冬春季逐漸回落，平均為0.64×103cells/L（13～3.2×103cells/L）。

2.5多樣性變化

從調(diào)查水域浮游植物的多樣性程度分析 （圖6），秋季10月份物種的豐富度 （D）、多樣性（H＇）和均勻度（J）程度均為全年最好，春季4月份多樣性水平較低。D變化為0.64～1.45，平均為0.96±0.21；H＇變化為1.20～2.95，平均為2.02± 0.44；J變化為0.34～0.66，平均為0.54±0.09。

3　討論

3.1獐子島海域浮游植物群落特征

獐子島位于外長山群島的最南端，其周邊海域浮游植物群落的動態(tài)特征與北黃海其他海域較為一致。已有資料顯示，該海域浮游植物在春、秋季豐度較高，夏、冬季豐度較低［14］。而葉綠素a和初級生產(chǎn)力特征有所不同，獐子島海域葉綠素a表現(xiàn)出冬季最高、夏季最低的特點［15］，但從整個長海海域來看，則是夏季最高、冬季最低［16］；用黑白瓶法測定獐子島海域初級生產(chǎn)力為秋季最高、冬季最低［15］，而用14C法測定的結(jié)果則呈夏季最高、秋季最低的變化趨勢［16］。有研究表明，長海近岸海域的蝦夷扇貝浮筏養(yǎng)殖，對浮游植物的物種組成和豐度變化有著明顯的控制作用，夏、秋季的浮游植物豐度高峰被扇貝攝食所抑制［17］。

從近50年的歷史資料來看 （表2），獐子島鄰近海域的浮游植物在物種數(shù)方面較為穩(wěn)定，常見有50余種，但在優(yōu)勢種組成上卻有較大不同。以往調(diào)查結(jié)果顯示，浮游植物以圓篩藻、角毛藻、具槽帕拉藻、角藻等屬種為主；本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，除了具槽帕拉藻仍然在全年保持優(yōu)勢以外，幾內(nèi)亞藻、海鏈藻等屬種逐漸表現(xiàn)出優(yōu)勢地位，特別是在夏末秋初，米氏凱倫藻Karenia mikimotoi、塔瑪亞歷山大藻Alexandrium tamarense等甲藻物種和小等刺硅鞭藻、六異刺硅鞭藻Distephanus speculum等金藻物種對浮游植物群落有較強的控制作用。從細(xì)胞豐度水平來看，由于長?？h島嶼眾多，附近海域浮游植物常呈現(xiàn)斑塊狀的分布，不同的調(diào)查時間和水域，細(xì)胞豐度變動范圍基本保持在 （0.1～10.0）×103cells/L之間。

圖5　浮游植物餌料種豐度的周年變化Fig.5 Annual variations in cell abundance of phytoplankter taxa

圖6　浮游植物多樣性的周年變化Fig.6 Annual variation in phytoplankton diversity

3.2浮游植物與環(huán)境的關(guān)系

目前，多元分析在浮游生物與水環(huán)境的關(guān)系研究中有著廣泛的應(yīng)用［18］。為更好地探討獐子島海域浮游植物周年變化與環(huán)境因子之間的關(guān)系，本研究中運用多元分析方法對物種進行了排序，并繪制了物種與環(huán)境的雙序圖。從排序圖 （圖7）可以看出：（1）溫度在所有季節(jié)皆是影響浮游植物分布的主要環(huán)境因子，溫度與大多數(shù)硅藻物種 （如柔弱幾內(nèi)亞藻、具槽帕拉藻、海鏈藻等）呈明顯負(fù)相關(guān)，而與大多數(shù)甲藻物種 （如角藻、鰭藻Dinophysis spp.、米氏凱倫藻、原甲藻 Prorocentrum spp.等）呈明顯正相關(guān)，這主要是因為同甲藻相比，硅藻更適應(yīng)低溫環(huán)境；（2）除秋季外，溶解氧也是影響浮游植物分布的主要環(huán)境因子，溶解氧與大多數(shù)硅藻物種 （如布氏雙尾藻Ditylum brightwellii、太平洋海鏈藻T.pacifica等）呈正相關(guān)，而與大多數(shù)甲藻物種 （如角藻、鰭藻等）呈負(fù)相關(guān)，說明相對于硅藻，甲藻物種更能夠耐受低氧環(huán)境。（3）除冬季外，磷酸鹽與大多數(shù)硅藻物種 （如長菱形藻N.longissima、柔弱偽菱形藻P.delicatissima、海鏈藻等）呈正相關(guān)，與大多數(shù)甲藻物種呈負(fù)相關(guān)，而硝酸鹽的情況正好相反。因此，海水溫度和溶解氧含量的變化是調(diào)查區(qū)浮游植物群落周年變化的關(guān)鍵驅(qū)動因素，而溶解態(tài)N、P營養(yǎng)鹽對細(xì)胞豐度分布、優(yōu)勢種演替亦有明顯的控制作用。

表2　獐子島鄰近海域浮游植物歷史資料的比較Tab.2 Comparison of previous phytoplankton literatures in coastal waters of Zhangzi Island

圖7　浮游植物群落與環(huán)境因子的多元分析雙序圖Fig.7 Biplots of multivariate analysis between phytoplankton taxa and environmental factors

3.3浮游植物餌料種分布及其指示作用

獐子島海域底播蝦夷扇貝大量濾食海水中的懸浮顆粒物，主要以浮游植物餌料為食。餌料種浮游植物細(xì)胞豐度的分布及其變化規(guī)律，對扇貝的底播養(yǎng)殖具有一定的指示作用。已有資料表明，扇貝對海水中懸浮顆粒物的攝食具有一定的選擇性［22］，圓篩藻、具槽帕拉藻、羽紋硅藻 （菱形藻、舟形藻Navicula spp.、斜紋藻）、角藻等屬種皆是扇貝、牡蠣等經(jīng)濟貝類重要的食物組分［21］。本研究中發(fā)現(xiàn)，在獐子島海域，圓篩藻、幾內(nèi)亞藻、菱形藻、具槽帕拉藻、斜紋藻、偽菱形藻、海鏈藻和角藻等屬種浮游植物較為常見，可以作為扇貝餌料指示種，特別是羽紋硅藻目的物種，均是扇貝良好的適口餌料。盡管上述餌料種組成和結(jié)構(gòu)存在季節(jié)差異，在底層水體的分布也表現(xiàn)出一定的季節(jié)變化（圖8），但是這些餌料種的細(xì)胞豐度水平能夠在全年保持相對穩(wěn)定，因此，適宜扇貝的生長和可持續(xù)底播養(yǎng)殖需求。

海洋浮游植物的分布受多種環(huán)境因素的影響，除了溫度、鹽度、營養(yǎng)鹽等基本的環(huán)境要素外，水動力、攝食等過程均對其分布格局產(chǎn)生影響。本研究中，主要針對獐子島扇貝底播區(qū)浮游植物及其理化環(huán)境進行了一個周年的調(diào)查研究，對于長時間序列的物種變化規(guī)律及其環(huán)境驅(qū)動因素，還需要更多資料的積累來驗證和完善。

圖8　調(diào)查期間主要餌料種浮游植物底層豐度分布Fig.8 Cell abundance distribution of phytoplankter taxa in bottom waters during the surveys

致謝：感謝 “遼長漁科研19”號船全體船員在獐子島海域周年逐月調(diào)查和樣品采集中給予的幫助！

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中圖分類號：Q143

文獻標(biāo)志碼：A

DOI：10.16535/j.cnki.dlhyxb.2016.03.016

文章編號：2095-1388（2016）03-0315-09

收稿日期：2015-09-01

基金項目：中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項 （20603022011001）

作者簡介：張雪 （1985—），女，助理工程師。E-mail：zhangxue430@126.com

通信作者：欒青杉 （1981—），男，博士，副研究員。E-mail：luanqs@ysfri.ac.cn（2011年6月—2012年1月）和12個 （2012年2月—2012年6月）調(diào)查站位 （圖1）。本研究中，夏季為2011年6、7、8月；秋季為2011年9、10、11月；冬季為2011年12月和2012年1、2月；春季為2012年3、4、5月。

Annual variation in phytoplankton community and its relationship with ambient environmental factors in adjacent waters of Zhangzi Island

ZHANG Xue1，2，LUAN Qing-shan1，SUN Jian-qiang1，DU Mei-rong1，LIANG Jun3，ZANG You-cai3，ZHANG Yuan3，WANG Jun1
（1.Carbon-Sink Fisheries Laboratory，Key Laboratory of Sustainable Development of Marine Fisheries，Ministry of Agriculture，Yellow Sea Fisheries Research Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，Qingdao 266071，China；2.Laboratory of Fishery Resources and Eco-environment，Tianjin Bohai Sea Fisheries Research Institute，Tianjin 300457，China；3.Zhangzidao Group Co.Ltd.，Dalian 116001，China）

Abstract：The phytoplankton and ambient environmental parameters were monitored in the scallop aquaculture area near Zhangzi Island in the northern Yellow Sea during twelve monthly surveys from 2011 to 2012 to evaluate the annual characteristics of phytoplankton community in the scallop aquaculture area near Zhangzi Island in the northern Yellow Sea.Uterm?hl analyzing method with an inverted microscope revealed that a total of 119 species（53 genera）were recorded from the samples collected.Phytoplankton communities were characterized by dominant species in Pyrrophyta and Chrysophyta in summer and autumn，and Bacillariophyta，Euglenophyta and Pyrrophyta in winter and spring，with monthly cell abundance from 17×103cells/L to 312×103cells/L，annual averaged 77×103cells/L.Two peaks of the cell abundance were observed in spring（March and April）and autumn（Septemper and October），with high species diversity in autumn.Dominant species throughout the whole year were diatoms including Paralia sulcata，Guinardia delicatula and Thalassiosira pacifica，and Ceratium fusus，Dictyocha fibula and Eutreptiella gymnastica were the predominant species in summer，autumn and spring，respectively.Canonical correspondence analysis and redundancy analysis between cell abundance and the ambient environmental factors showed that seawater temperature and dissolved oxygen level were the key factors in driving the annual pattern of phytoplankton variation.Dissolved inorganic nitrogen and phosphorus were as well responsible for the distribution of phytoplankton cell abundance and succession of dominant taxa in the study area.Considering abundant food species of natural phytoplankton，the adjoining waters near Zhangzi Island were fertile regions for growth and sustainable mariculture of scallops.Taxa such as P.sulcata，T.pacifica and C.fusus could be the suitable phytoplankton indicators for local fisheries.

Key words：phytoplankton；community；annual variation；Zhangzi Island；multivariate analysis