近130年来北黄海浮游植物生产力和群落结构变化的沉积物生物标志物记录

类脂生物标志物已被广泛用于重建海洋浮游植物生产力及群落结构变化,但是,在北黄海和渤海的应用还不多。在210Pb定年的基础上,对北黄海西南部箱式柱状样B25进行了生物标志物分析,利用其含量及相对比例变化重建了北黄海过去130年来浮游植物生产力及群落结构变化,并探讨了其变化规律对气候变化和人类活动的指示作用。结果表明:过去130年来,浮游植物生产力总体呈上升趋势,在1975年后显著增加。揭示了一种在我国边缘海群落结构变化的新特征,在1965-1990年间呈现硅藻比例下降和甲藻比例增加,而1990年之后则表现为硅藻比例增加和甲藻比例下降。北黄海近百年来浮游植物生产力的提高主要与东亚冬季风的增强和陆源输入增加有密切关系,而群落结构的改变可能是人类活动和气候变化共同作用的结果。     

生物标志物重建全新世以来黄海浮游植物群落结构时空变化

现有研究对全新世以来浮游植物群落结构在黄海的时空变化还缺乏深入认识,针对这一问题,本研究分析了C02和N05岩心中的生物标志物,并结合已发表岩心生物标志物数据,重建黄海全新世以来浮游植物群落结构的时空变化。在早全新世,长链烯酮相对比例（A/∑PB）和菜子甾醇相对比例（B/∑PB）低,甲藻甾醇相对比例（D/∑PB）高。较高的陆源有机质指标（TMBR'）值说明黄海浮游植物群落结构主要受陆源营养盐输入控制。在中全新世,A/∑PB升高,B/∑PB和D/∑PB减小,是由于高温高盐的黄海暖流入侵有利于颗石藻生长。在空间分布上,以ZY3、ZY2、ZY1和YE-2 4个站位组成的35.5°N断面区域烯酮相对比例大幅升高,西部站位C02与东部N05烯酮比例小幅上升,这是由于黄海暖流主轴流经35.5°N断面,该区域主要受黄海暖流控制,而其他区域仍受陆源营养盐输入控制。从早全新世到中全新世,B/∑PB（D/∑PB）高值相继出现在N05（C02）和C02（N05）区域,这是由于2个站位的控制因素不同,可能与黄海暖流主轴摆动和陆源物质的搬运有关。在晚全新世,A/∑PB继续升高,B/∑PB和D/∑PB减小。晚全新世东亚冬季季风增强使黄海环流体系加强,黄海暖流对颗石藻的影响进一步扩大。甲藻甾醇与菜子甾醇的相对比例（D/B）升高,可能是由于东亚冬季季风增强,使含有更多氮元素的大气物质沉降到黄海,有利于甲藻对硅藻的竞争。     

2009 年晚春黄海南部浮游植物群落

在2009 年6 月对黄海南部及中部海域30 个站位进行综合调查, 对获得的131 个浮游植物样品用Uterm?hl 方法进行初步分析, 共鉴定浮游植物4 门51 属73 种(不包括未定名种), 其中硅藻32 属47种(不包括未定名种), 甲藻17 属24 种(不包括未定名种), 定鞭藻1 门1 种, 蓝藻1 门1 种, 硅藻在物种丰富度上占有优势。浮游植物的生态类型主要以温带近岸种为主, 优势物种为具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)、柔弱伪菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata)等。调查区浮游植物细胞丰度介于0.089 × 10³～1 045.200 × 10³ 个/L, 平均为15.941 × 10³ 个/L, 甲藻的细胞丰度要高于硅藻。细胞丰度高值区位于调查区的南部海域, 以具齿原甲藻为主, 垂向上在10 m 层出现最大值, 随着深度的增加丰度降低。调查区的Shannon-winner 多样性指数和Pielou 均匀度指数的平面分布基本一致, 并且与细胞丰度的分布呈相嵌形式, 即在细胞丰度高的区域多样性指数较低。     

2009年晚春黄海南部浮游植物群落

在2009年6月对黄海南部及中部海域30个站位进行综合调查,对获得的131个浮游植物样品用Utermohl方法进行初步分析,共鉴定浮游植物4门51属73种（不包括未定名种）,其中硅藻32属47种（不包括未定名种）,甲藻17属24种（不包括未定名种）,定鞭藻1门1种,蓝藻1门1种,硅藻在物种丰富度上占有优势。浮游植物的生...     

2006年冬季北黄海网采浮游植物群落结构2006年冬季北黄海网采浮游植物群落结构

根据2006年12月30日—至2007年1月17日北黄海的调查资料,对该海域浮游植物的种类组成、优势种、丰度及其分布和多样性等基本状况进行了分析。本次调查共鉴定浮游植物4门68属131种,主要以温带近岸和广布性种为主,其中硅藻有53属113种,占总种数的86.3%,甲藻有11属16种,占总种数的12.2%。浮游植物丰度平均值为88.89×104个/m3,硅藻丰度平均值为86.58×104个/m3,甲藻丰度平均值为2.28×104个/m3,硅藻丰度分布趋势决定了浮游植物丰度的分布趋势。辽宁南岸是浮游植物密集区,山东半岛北岸其次,而北黄海中部是浮游植物的稀疏区。优势种为：短角弯角藻（Eucampia zodiacus）、具槽帕拉藻（Paralia sulcata）、尖刺拟菱形藻（Pseudonitzschia pungens）、密连角毛藻（Chaetoceros densus）、柔弱角毛藻（Chaetoceros debilis）、刚毛根管藻（Rhizosolenia setigera）。浮游植物群落ShannonWeiner物种多样性指数平均值为1.80,Peilou均匀度指数平均值为0.42。与1959年1月相比,2007年1月北黄海浮游植物丰度由15000×104个/m3降为88.89×104个/m3,下降了近41%,硅藻丰度由148.00×104个/m3降为86.58×104个/m3,而甲藻丰度由1.25×104个/m3上升为2.28×104个/m3,占浮游植物丰度的比例由0.8%上升为2.5%。主要优势种及优势属也发生了一定程度的变化,但浮游植物群落结构仍以硅藻为主、甲藻其次,浮游植物丰度总的分布格局变化不明显。     

2006年冬季北黄海网采浮游植物群落结构

根据2006年12月30日—至2007年1月17日北黄海的调查资料,对该海域浮游植物的种类组成、优势种、丰度及其分布和多样性等基本状况进行了分析。本次调查共鉴定浮游植物4门68属131种,主要以温带近岸和广布性种为主,其中硅藻有53属113种,占总种数的86.3%,甲藻有11属16种,占总种数的12.2%。浮游植物丰度平均值为88.89×104个/m3,硅藻丰度平均值为86.58×104个/m3,甲藻丰度平均值为2.28×104个/m3,硅藻丰度分布趋势决定了浮游植物丰度的分布趋势。辽宁南岸是浮游植物密集区,山东半岛北岸其次,而北黄海中部是浮游植物的稀疏区。优势种为:短角弯角藻(Eucampia zodiacus)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata)、尖刺拟菱形藻(Pseu-do-nitzschia pungens)、密连角毛藻(Chaetoceros densus)、柔弱角毛藻(Chaetoceros debilis)、刚毛根管藻(Rhizosolenia setigera)。浮游植物群落Shannon-Weiner物种多样性指数平均值为1.80,Peilou均匀度指数平均值为0.42。与1959年1月相比,2007年1月北黄海浮游植物丰度由150.00×104个/m3降为88.89×104个/m3,下降了近41%,硅藻丰度由148.00×104个/m3降为86.58×104个/m3,而甲藻丰度由1.25×104个/m3上升为2.28×104个/m3,占浮游植物丰度的比例由0.8%上升为2.5%。主要优势种及优势属也发生了一定程度的变化,但浮游植物群落结构仍以硅藻为主、甲藻其次,浮游植物丰度总的分布格局变化不明显。     

黄海冷水团水域浮游植物群落粒级结构的季节变化

根据2006—2007年度4个季节航次的实测资料,分析了黄海冷水团水域浮游植物叶绿素及其粒级结构的时空分布特征及季节变化规律,结果表明,在研究海域30 m以浅叶绿素总量的平均含量从高到低的顺序为:春季的(1.01 mg/m3)、夏季的(0.81 mg/m3)、秋季(0.72 mg/m3)、冬季(0.68 mg/m3);在叶绿素浓度大于1 mg/m3和小于1 mg/m3的区域浮游植物粒级结构差异较大,在整个研究海域,粒径较小的微型和微微型浮游植物对总生物量的贡献始终占主导(65%),粒径较大的小型浮游植物在冬季和春季贡献率相对较高;从季节尺度看,浮游植物的平均粒级指数从大到小的顺序为:春季的(15.47μm),冬季的(11.08μm),秋季的(8.61μm),夏季的(6.52μm);尽管不同季节水文和化学环境差异显著,但是不同粒径浮游植物的贡献率随总生物量的变化表现出一致性的规律。对环境因子与叶绿素分布的相关分析表明,浮游植物的生长在夏季主要受到营养盐来源的限制,冬季主要受到水体混合引起的光照限制,秋季可能受到磷酸盐和水体混合的共同限制。浮游植物粒级结构的分布格局主要是由各组分在不同环境中的资源竞争优势决定的。     

类脂生物标志物重建近150年来东海陆架区DH5-1站位浮游植物生态结构及陆源输入的变化

类脂生物标志物法已被广泛应用于古海洋环境研究,但是在东海利用类脂生物标志物法重建浮游植物生产力、群落结构以及陆源输入的研究还很缺乏。本文选取东海陆架区的DH5-1岩芯进行类脂生物标志物分析,利用各种类脂生物标志物的沉积通量及相对比例重建了东海陆架区近150a来浮游植物生产力和群落结构以及陆源输入的变化。结果表明:(1)DH5-1站位的浮游植物生产力在过去80年呈上升趋势,群落结构在过去近百年有甲藻比例升高,硅藻比例降低的趋势,而颗石藻比例在低值范围波动;(2)用于指示生活污水污染的两种指标(粪醇含量,粪醇/(粪醇+二氢胆固醇)比值)的值都很低,表明近150a来此站位基本未受人类生活污水污染;(3)陆源高等植物输入在1970年前是增加的,1970年后输入减少,陆源有机质指标TMBR指示近150a来陆源输入相对海源是减少的。DH5-1站位生产力的提高可能与长江冲淡水营养盐的增加和东亚冬季风的增强有关,群落结构的改变可能与近年来冲淡水的Si/N降低有关,研究区域40年来陆源有机质相对比例的减少主要与人类建坝活动增强有关。     

春季南黄海、东海浮游植物群落结构与环境因子

2017年春季(04-20—05-09)在南黄海和东海海域(119°30′～125°00′E,26°00′～36°00′N)67个站位进行水文、化学和生物的综合调查,使用水采方法研究调查海域的浮游植物群落结构,并将群落数据与环境因子(温度、盐度和营养盐)进行相关性分析。调查中共鉴定出浮游植物4门55属146种,主要由硅藻和甲藻组成,还有少量的金藻和蓝藻,生态类型以温带近岸性和广布性物种为主。优势物种组成方面,南黄海和东海海域存在差异,其中南黄海海域优势物种为诺氏海链藻(Thalassiosira nordenskioldii)、太平洋海链藻(Thalassiosira pacifica)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)和具槽帕拉藻(Paralia sulcata)等,东海海域优势物种为柔弱伪菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata)、柔弱角毛藻(Chaetoceros debilis)和具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)等。调查区浮游植物细胞丰度为(0.07～547.87)×10~3个/L,平均值为29.45×10~3个/L,高值区集中在南黄海中部和闽浙沿岸区域,其中在南黄海中部的10～30 m水层发生硅藻水华。与环境因子的相关性分析表明,南黄海海域浮游植物细胞丰度与硅酸盐和磷酸盐浓度呈现显著正相关性,与其他环境因子相关性不明显;东海海域浮游植物细胞丰度与温度和盐度呈现显著负相关性,与硅酸盐、铵盐和硝酸盐浓度呈现显著正相关性。调查区香侬-威纳多样性指数介于1.05～4.86,平均值为2.48,高值区出现在调查区的北部近岸区域;Pielou均匀度指数介于0.02～0.97,平均值为0.57,高值区集中在南黄海北部近岸区域和东海外侧区域。     

辽东湾表层沉积物中生物标志物记录的浮游藻类生物量和群落组成特征

对渤海辽东湾海域表层沉积物中浮游植物生物标志物的分布进行了研究。通过对辽东湾51个站位的调查研究发现,硅藻、甲藻和颗石藻这3种浮游植物的生物标志物含量分布规律不明显,为了消除粒度和沉积速率的影响,将这3种生物标志物总量与总有机碳(TOC)含量做比值,得到的相对含量从湾内到湾口随着离岸距离增加而增加,生物标志物指示的初级生产力与现场调查的结果一致,表明生物标志物法基本可以用来重建初级生产力。辽东湾海域初级生产力在湾口高于湾内,表明其主要控制因素是水体浊度而不是陆源营养盐的输入。辽东湾西侧菊花岛附近初级生产力的高值主要与人类养殖、陆源排污等导致的水体富营养化相关。生物标志物的相对比例结果显示,辽东湾两侧近岸区硅藻和甲藻相对贡献高,尤其是硅藻占据绝对优势,这主要与硅藻在高营养盐的情况下具有竞争优势有关,而在辽东湾中部发现高的颗石藻相对贡献与黄海暖流入侵路径相对应。     

近30年来东海长江口泥质区浮游植物生产力与群落结构变化的生物标志物记录

随着人类活动的增加和全球气候变化的加剧,东海生态环境受到了人类活动和自然环境变化的双重影响。本文选择位于东海长江口泥质区的柱状样DH3-1进行生物标志物分析,利用多种生物标志物含量及相对比例重建了东海近30年(1983-2010年)浮游植物生产力、群落结构和陆源输入相对贡献的变化,并探究人类活动与自然因素产生的综合影响。结果表明:近30年来,浮游植物生产力呈现上升趋势;约1992-2001年,硅藻比例下降、甲藻比例上升,约2001年后硅藻比例上升、甲藻比例下降。陆源有机质含量在约1992-2004年呈现增加趋势,约2004年后相对降低;海源有机质含量则呈现持续增加趋势。东海近30年来浮游植物生产力的升高主要是因为人类活动剧增与上升流引发东海营养盐输入量增加。群落结构与陆源有机质含量交替变化可能是由不同年份人类活动与自然因素的作用强度不同导致的。     

末次冰盛期以来日本海浮游植物生产力和群落结构变化

生物标志物法已经被广泛应用于重建海洋浮游植物生产力和群落结构变化。本文利用这种方法重建了日本海末次冰盛期以来浮游植物生产力和群落结构变化。结果显示,生物标志物含量在末次冰期最盛期21～19 ka和14～4 ka时有高值,而在19～14 ka、4～0 ka有低值。末次冰期最盛期时生物标志物的高含量是由于分层导致的底层水缺氧,生物标志物得到较好保存的结果,而此时日本海盐度很低,使颗石藻相对含量很低;19～14 ka陆源输入减少,日本海生产力水平较低,不断增加的盐度使浮游植物群落结构由硅藻、甲藻占优转变为颗石藻占优;14～4 ka对马暖流流量的加大提高了日本海的初级生产力,同时高营养盐利于硅藻、甲藻的生长,使颗石藻的相对比例减小;4 ka以后随冬季风的增强和黑潮减弱,对马暖流减弱,供应的营养盐减少,日本海生产力水平降低,使颗石藻的相对比例增大,硅藻、甲藻的相对比例减小。     

2013年夏季北黄海浮游植物群集

利用Utermöhl方法,对2013年夏季取得的北黄海浮游植物样品进行鉴定分析,共鉴定出浮游植物3门60属114种(不包括未定名种),其中,硅藻42属75种,甲藻16属37种,金藻2属2种。群落组成以硅藻为主,其次是甲藻,然后是金藻。调查海区浮游植物的生态类型以温带近岸性为主,主要优势种为:小等刺硅鞭藻 Dictyocha fibula、裸甲藻 Gymnodinium sp.、螺旋环沟藻 Gyrodinium spirale、蜂腰双壁藻 Diploneis bombus 和具槽帕拉藻 Paralia sulcata。浮游植物细胞丰度介于0.037 0 × 10³ ～ 32.3 × 10³ cells·L^-1,平均值为2.04 × 10³ cells·L^-1;浮游植物细胞丰度大致从近岸到外海呈逐步降低趋势,在北黄海西部近岸的表层水体达到最高值32.3 × 10³ cells·L^-1,调查区东南部靠近外海区域也出现了丰度高值区;浮游植物垂直分布总体特征是随水深的增加而减少,由近岸向外海逐步降低。香农-威纳多样性指数在调查区西南部较高,而Pielou均匀度指数则在东部呈现高值区域。典范对应分析(CCA)显示,影响浮游植物优势种丰度分布的主要因素是营养盐,而跟盐度和温度的相关性不明显。     

2001年冬季渤海的浮游植物群落结构特征

研究了2001年冬季覆盖渤海56个测站的浮游植物物种及其群落特征。共发现浮游植物3门37属72种(不包括未定名物种)。物种主要以温带近岸型硅藻为主，优势种主要尖刺伪菱形藻、浮动弯角藻、偏心圆筛藻、具槽帕拉藻(Parnlia sulcata)和环纹劳德藻。其中的尖刺伪菱形藻、偏心圆筛藻和具槽帕拉藻是冬季渤海浮游植物的关键种。分析认为：细胞丰度的平面分布由浮游硅藻的分布所决定。同1983年同期资料相比发现，优势种没有较大变化，但其优势程度顺序和细胞丰度发生了一定的改变，整个浮游植物群落的细胞丰度有大幅度增加。冬季渤海浮游植物群落的多样性程度是低的。     

2008年春季东海近海浮游植物群落

根据2008年春季对东海产卵场及邻近水域的33个大面站位的调查,对春季东海产卵场及邻近水域的浮游植物群落进行了研究。通过Utermhl方法对调查区样品的初步分析,共鉴定浮游植物4门66属155种(不包括未定名种),硅藻占主要优势,甲藻在物种组成上也占有重要的地位。浮游植物生态类型主要以温带近岸种为主,少数为暖水种和大洋种,主要的优势种为具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)、中肋骨条藻(Skeletonema costa-tum)、锥状斯比藻(Scrippsiella trochoidea)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata)。调查区浮游植物的细胞丰度介于0.311~22 273.15×103cell/L,平均为266.36×103cell/L。在表层水体,浮游植物细胞丰度由近岸向外海逐渐降低,在长江口门附近存在高值区,杭州湾南部存在另一个次高值区;在垂直方向上,细胞丰度随着深度的增加而降低,高值存在表层。调查水域表层的Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数的分布基本一致,在调查区域长江口门附近和杭州湾南部的多样性水平较低。     

胶州湾浮游植物群落结构及其变化的初步研究

利用2003年胶州湾调查资料，分析了浮游植物群落结构及其与温度和营养盐的相关性。结果表明，胶州湾浮游植物群落主要由硅藻和甲藻组成，生态类型为近岸广布种、温带种和暖温带种以及少数暖水种。浮游植物数量一年中出现2次高峰期，主高峰出现在9月，次高峰出现在2月，低值期在7月和10月至翌年1月期间。浮游植物数量较近几年继续降低，尤其是峰值。浮游植物在春季以角毛藻、丹麦细柱藻、中肋骨条藻和冰河拟星杆藻为优势种群，夏季至秋初暖水性近岸种中华齿状藻、泰晤式旋鞘藻和广温性种星脐圆筛藻占优势地位，而秋季至冬初羽纹硅藻和派格棍形藻逐渐占优势地位，并一直持续整个冬季。溶解无机氮、硅酸盐和磷酸盐与硅藻丰度无明显相关性（R^2〈0．1）。中心硅藻丰度与溶解态无机氮呈线性负相关（R^2=0．4399），而与硅酸盐和磷酸盐无明显相关性（R^2〈0．1）。群落多样性指数与中心硅藻丰度和硅酸盐呈线性相关（R^2=0．3198和0．4443）。     

2014年春季渤海浮游植物群落结构

基于2014年春季在渤海进行的水文、化学和生物方面的综合大面调查,研究了渤海浮游植物群落的结构特征,并结合文献资料,分析影响浮游植物群落结构形成的原因。结果显示：2014年渤海春季共鉴定浮游植物3门29属50种,以硅藻为主,还有少数甲藻和金藻。其中,硅藻门中圆筛藻属的种类最多,共12种,其次为角毛藻属,共5种。浮游植物总细胞丰度介于1.08×10⁴~181.09×10⁴个/m³,平均为25.47×10⁴个/m³。硅藻与甲藻细胞丰度比值为12：1,硅藻在物种数量和细胞丰度上均占有绝对优势,为渤海浮游植物的主要类群。浮游植物优势种主要为密联角毛藻（Chaetoceros densus）、斯氏几内亚藻（Guinardia striata）、具槽帕拉藻（Paralia sulcata）和夜光藻（Noctiluca scintillans）。渤海春季浮游植物群落多样性水平较低,且分布不均。渤海中部和渤海海峡海域由于单一优势种过量繁殖导致群落稳定性较差。与历史同期资料对比,渤海海域浮游植物群落出现明显的物种演替现象,角毛藻的优势地位显著性下降,斯氏几内亚藻首次在渤海大面调查中被记录为优势种。本研究为今后渤海环境生态系统和渔业资源变动的研究提供重要基础资料和参考依据。     

北黄海-渤海表层沉积物中浮游植物生物标志物的分布特征及指示意义

作为一种新的地球化学指标方法,多参数生物标志物法已被广泛应用于重建浮游植物生产力及群落结构。本文对北黄海-渤海表层沉积物中浮游植物生物标志物的分布进行了研究。通过对北黄海-渤海60个站位的调查研究发现,硅藻、甲藻和颗石藻这3种浮游植物的生物标志物含量高值区主要分布在泥质区,同TOC的分布模式类似。为了消除粒度和沉积速率对含量的影响,将这3种生物标志物含量分别与TOC做比值,结果发现相对含量高值区与高生产力区相对应。以这3种生物标志物的相对比例来分别指示浮游植物在北黄海-渤海的相对贡献变化,结果表明近岸区硅藻相对贡献高,这主要与硅藻在高浓度硅的情况下具有竞争优势有关;而由于对营养盐的竞争关系,甲藻相对贡献高值区处于远岸区。在北黄海中部发现高的颗石藻相对贡献,与黄海暖流入侵路径相对应。