夏季外海水入侵对大亚湾浮游植物群落结构的影响

夏季大亚湾存在由粤东沿岸上升流所引起的外海水入侵现象,且入侵强度存在年际差异,作者利用大亚湾2004～2017年历年夏季航次调查数据,将弱入侵年份与强入侵年份进行对比分析,以探讨外海水入侵对大亚湾浮游植物群落结构的影响。结果显示,当外海水入侵由弱变强时,湾内水体理化特征发现显著变化,水体由高温低盐转变为低温高盐,N、P等营养盐含量出现下降。海水理化性质的改变导致了浮游植物群落结构的变化,硅藻、甲藻种类数以及浮游植物Shannon-wiener指数均出现升高;浮游植物总丰度和硅藻丰度下降,甲藻丰度变化不明显;常见浮游植物种类伪菱形藻属(Pseudo-nitzschiasp.)、角毛藻属(Chaetocerossp.)和叉角藻(Ceratiumfurca)丰度出现下降,而中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)和菱形海线藻(Thalassionemanitzschioides)丰度出现升高;优势种由单一硅藻种类向硅藻和甲藻共为优势转变。此外,外海水入侵还会通过改变海水理化因子的空间分布以及湾内上层水体流向来影响浮游植物群落结构的空间分布。     

大亚湾水域浮游植物群落特征的统计分析

１９９０年１２月至１９９１年１２月对大亚湾水域进行周年生态调查。采用生物量、多样性指数和均匀度,通过因子分析,主成份分析等数理统计方法,对该水域浮游植物的种类组成,优势种及季节更替,数量变化,时空分布等进行了统计分析,定量地展示了该水域浮游植物群落特征的周年变化。     

大亚湾水域浮游植物群落特征的统计分析

1990年12月至1991年12月对大亚湾水域进行周年生态调查。采用生物量、多样性指数和均匀度,通过因子分析、主成份分析等数理统计方法,对该水域浮游植物的种类组成、优势种及季节更替、数量变化、时空分布等进行了统计分析,定量地展示了该水域浮游植物群落特征的周年变化。     

大亚湾夏、冬浮游植物群落结构与环境因子

根据2015-08和2015-12大亚湾海域的调查数据,对大亚湾浮游植物种类组成、丰度分布、多样性及与环境因子的关系等进行分析。结果显示:夏冬两季共鉴定出浮游植物5门39属102种,其中硅藻70种,甲藻27种,金藻和绿藻分别为2种,蓝细菌1种。浮游植物丰度夏季波动范围为(0.80～42.43)×10~6个/m^3,均值为10.70×10~6个/m^3;冬季波动范围为(0.13～43.80)×10~6个/m^3,均值为7.24×10~6个/m^3;浮游植物丰度组成夏季以硅藻为主,占总丰度的97.51%,冬季则以金藻和蓝细菌为主,占97.41%。夏季优势种为中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、柔弱拟菱形藻(Peseudo-nitzschia delicatissima)和菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides);冬季优势种为球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)和束毛藻(Trichodesmium sp.)。冗余分析显示,影响大亚湾浮游植物分布的关键环境因子,夏季为透明度、氮磷比、温度和盐度,冬季为盐度、pH、温度和亚硝氮。     

水团对吕宋海峡浮游植物群落结构的影响

根据2008年8月18日至9月19日在吕宋海峡3个断面获得的0~200 m层浮游植物数据,探讨了群落结构及其与不同理化性质水团的关系。本研究共鉴定浮游植物4门61属169种（包括变种、变型和未定种）,其中甲藻和硅藻物种数基本相当,各占所有物种数的50%左右;另记录了金藻门3属3种;蓝藻门1种。海区优势种为卡氏前沟藻Amphisdinium carterae、锥状施克里普藻Scrippsiella trochiodea、角毛藻Chaetoceros sp.和原甲藻Prorocentrum sp.。丰度范围是（0.08~9.48）×106个/m3,平均为1.448×106个/m3。甲藻占总细胞丰度的74.68%;硅藻占24.96%。在水平方向,B断面和C5站浮游植物丰度较高,甲藻主要分布于远离陆地的海峡中部,而硅藻主要分布于台湾岛和吕宋岛附近;浮游植物垂直分布主要在水体的0~50 m层。聚类分析并结合水文数据表明浮游植物基本可划分为3个类群,分别受南海水、黑潮水和混合水的影响。南海水与黑潮水交汇的锋面区域,具有较周围区域更高的物种数、水柱平均丰度及硅甲藻丰度比,体现出强烈的锋面效应。     

大亚湾夏季浮游植物群落结构及对淡澳河输入的响应特征*

浮游植物是水生生态系统的基础生产者, 其群落结构直接影响到生态系统的健康和安全。河流输入是人类活动影响大亚湾水体环境最重要的途径之一, 淡水输入改变了水体温度、盐度、浊度和营养盐等环境因子, 对浮游植物群落结构产生影响。文章调查研究了2015年河流输入最强的夏季丰水期大亚湾的水体环境因子和浮游植物群落结构, 分析了在较强河流输入影响下浮游植物群落结构的动态变化及其对环境因子的响应。结果发现, 夏季大亚湾淡澳河的输入使湾顶淡澳河口区域形成层化的低盐、高温、低透明度、高营养盐的水体, 湾中部表层水体则受一定强度河流羽流影响, 而湾口和湾中部底层水体主要受外海水影响。淡澳河淡水输入是夏季大亚湾外源性氮、磷营养盐的主要来源, 而硅酸盐除河流输入外, 外海水也输入较多的营养盐使得底层水体硅酸盐浓度较高。夏季大亚湾水体营养比例失衡较严重, 溶解无机磷是限制浮游植物生长的重要因子。硅藻是大亚湾夏季浮游植物的优势类群, 调查发现3种优势种[极小海链藻(Thalassiosira minima)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和圆海链藻(Thalassiosira rotula)]均为硅藻。通过聚类分析, 可将大亚湾夏季浮游植物群落主要分为3种类型, 分别为: 浮游植物丰度较大的极小海链藻藻华暴发的群落, 位于淡澳河口, 受河流输入影响明显; 中肋骨条藻占据优势的群落, 分布在受一定强度的河流及其羽流影响的湾顶和湾中部区域; 浮游植物丰度较低的群落, 无明显优势种, 主要分布在湾口海水影响区域。淡澳河口的水体环境有利于小型链状硅藻极小海链藻的快速繁殖并暴发了藻华, 藻华发生时的海水环境条件为: 温度30~31°C, 盐度17‰~31‰, 水体透明度0.45~1.2m。硅藻对不同营养盐利用的差异以及随后的生物碎屑和颗粒沉降过程导致藻华发生区域Si∶N值略降低, N∶P值显著升高。河流输入影响下, 单一物种大量生长使得浮游植物群落种类组成丰度分布极不均匀, 从而导致淡澳河口浮游植物群落的种类多样性和均匀度指数降低, 种类多样性和均匀度指数均从淡澳河口向湾口逐渐增大。     

冬季大亚湾微表层浮游植物群落结构与DNA指纹的日变化

为了解海洋微表层浮游植物群落结构的日变化特征,于2013年12月3日清晨(6:00)、正午(12:00)、傍晚(18:00)采集了大亚湾海域3个站位微表层和次表层水样,利用PCR-变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)和显微镜观察对浮游植物DNA指纹及群落结构进行了分析比较。共分析鉴定出浮游植物79种,微表层和次表层浮分别为61种、68种,清晨、正午和傍晚观察的种类数分别为49种、61种、51种;清晨、正午和傍晚的平均细胞密度分别为1.2×106、1.6×106、1.6×106个/L,微表层和次表层平均细胞密度分别为1.72×106和1.22×106个/L。硅藻占有绝对优势,硅藻的数量百分比均在98%以上,主要优势硅藻为角毛藻(Chaetoceros spp.)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)等。微表层对总浮游植物、硅藻及优势硅藻具有明显富集作用,其中对中肋骨条藻和丹麦细柱藻的富集系数分别为4.20和5.47,富集率均为100%。浮游植物DNA指纹条带也较丰富,每个样品DNA指纹条带数为12~28条,其中傍晚指纹条带最为丰富。由于优势种类对非优势种的屏蔽作用,DNA指纹条带数低于浮游植物种类数,但在剔除数量上小于0.5%的非优势种后,DNA指纹条带数与浮游植物种类数相近,说明PCR-DGGE技术对浮游植物检测灵敏度为优势度0.5%左右。     

绿藻浒苔对浮游植物群落结构影响研究

为了解浒苔(Enteromorpha prolifera)对浮游植物群落的影响,于2011年7月末在青岛第三海水浴场附近海域,现场采集了浒苔鲜组织和含自然浮游植物群落的海水,进行了10d 的浒苔与浮游植物群落室内受控共培养实验。设计4个处理,包括1个对照组和3个实验组,每个处理设置3个平行。对照组未添加浒苔,实验组分别按照0.8(低)、2.4(中)和7.2 g/L(高)的湿质量进行添加。研究结果表明,在整个共培养期间,硅藻的生长受到了浒苔明显的抑制,在3个不同的实验组细胞丰度显著降低(ANOVA, P<0.05),降幅分别达到84.1%、92.1%和95.3%。优势种长菱形藻(Nitzschia longissima)在高实验组的第10天,细胞丰度更是低至对照组的0.38%。甲藻丰度在各组皆表现出先升高后降低的趋势,优势种利玛原甲藻(Prorocentrum lima)在高实验组的第3天,细胞丰度高达对照组的98.7倍。浒苔通过影响浮游植物细胞丰度和优势种演替,改变了浮游植物的群落结构。高密度浒苔的存在会使浮游植物优势种组成趋于单一,物种多样性程度和群落稳定性大为降低。但是,浒苔对单细胞浮游植物的克生作用可以抑制赤潮藻的过度繁殖,有益于赤潮的生物防治和水域环境的生态修复。     

大亚湾夏季浮游植物群落结构的长期变化及其与环境因子的关系

本文分析了1999−2017年大亚湾夏季浮游植物群落结构的长期变化及其与环境因子的关系,结果显示,大亚湾海域海水温度呈显著下降趋势,盐度呈显著上升趋势;溶解无机氮浓度出现较大幅度提升,2008−2017年间大亚湾溶解无机氮浓度平均值比1999−2007年提升了72.73%;大亚湾浮游植物种类数变化趋势不明显,主要优势种没有发生明显变化,柔弱伪菱形藻（Pseudonitzschia delicatissima）为区域第一优势种,其次为中肋骨条藻（Skeletonema costatum）;浮游植物总丰度、硅藻丰度、甲藻丰度以及主要种类中的柔弱伪菱形藻、中肋骨条藻和叉角藻（Ceratium furca）丰度均呈现显著上升趋势;浮游植物生物多样性指数（H′）和均匀度（J）均呈下降趋势。人类活动所引起的溶解无机氮浓度大幅升高以及外海水入侵加强所引起的海水温度降低和盐度上升导致了浮游植物丰度的上升、优势种的单一化和生物多样性指数的下降。     

氮、磷对大亚湾大鹏澳海区浮游植物群落的影响Ⅱ种类组成

根据2005年4－5月（春季）、8月（夏季）和11月（秋季）对大亚湾大鹏澳海区表层的现场调查结合营养盐加富实验,探讨了不同季节氮（NO3－或脲氮 (urea)）和无机磷（PO43－）营养元素对浮游植物种类组成的潜在影响。大鹏澳海区浮游植物优势种有明显季节变化,秋季种类组成的平面变化最明显。春季浮游植物平均细胞密度最高但多样性指数最低。实验结果显示,春季至夏季浮游植物优势种翼根管藻模式变型Rhizosolenia alata f. genuina、丹麦细柱藻Leptocylindrus danicus和绕孢角毛藻Chaetoceros cinctus之间的演替可能受氮、磷条件变化的控制。夏季优势种菱形海线藻Thalassionema nitzschioides和威氏海链藻Thalassiosira weissflogii之间的演替可能受营养条件外的因素控制。尽管磷被认为是该海区浮游植物生长的主要限制因子,但夏季无机氮磷比值较高的实验组中未出现磷限制现象,无机氮磷比值的变化对浮游植物种类组成也没有显著影响,而秋季氮对浮游植物种类组成有较明显的潜在影响。     

模拟升温和营养盐加富对大亚湾浮游生物群落代谢的影响*

文章结合模拟升温和营养盐加富, 于2016年8月和2017年1月研究了夏季和冬季大亚湾海域浮游生物群落代谢特征, 以期深入了解浮游生物对升温和富营养化作用的响应机制。结果表明: 升温和营养盐输入均会影响浮游生物总初级生产力(GPP)和群落呼吸率(CR), 且GPP对环境的响应更敏感。夏季GPP除在培养前期(24h)极高温条件下受到显著抑制外, 营养盐输入的影响比温度的影响作用更显著; 而冬季GPP和CR受升温效应的影响显著(p<0.05)。总体看来, 升温效应和营养盐输入均能影响浮游生物群落碳代谢平衡, 导致海洋生态系统的稳定性降低, 进而影响海洋生物多样性以及渔业资源产出的数量和质量。     

大亚湾浮游植物粒级结构对温排水和营养盐输入的响应*

大亚湾核电站温排水对其邻近海域的生态效应日益突出。文章结合现场调查和室内模拟实验, 研究了夏季和冬季大亚湾海域沿温排水温度梯度的浮游植物粒径结构特征, 探讨了营养物质的输入可能对其产生的影响, 以期深入了解浮游植物对升温以及富营养化作用的响应机制。结果表明, 适温条件对浮游植物的生长起促进作用, 在极高温(36.0℃)环境下则产生抑制作用, 在排水口邻近高温区夏季和冬季浮游植物叶绿素a含量均呈较低分布。交互模拟实验发现不同季节浮游植物对于温度和营养盐的敏感性存在差异, 夏季营养盐对浮游植物生长的促进作用比温度明显, 冬季温度的作用则更为显著。现场观测和模拟实验均显示, 水温升高和营养盐加富均可造成小粒级浮游植物 (<20μm)所占比例的增加; 因此, 升温和营养盐输入均可能导致浮游植物粒级结构呈小型化趋势, 并对食物网能量流动与物质循环、生态系统的结构稳定性以及海洋渔业的产量造成潜在影响。     

大亚湾倾倒区海洋动力对疏浚物扩散的影响分析

本文利用对大亚湾海洋倾倒区在9个月倾倒期间的跟踪监测数据统计、分析其在接纳疏浚物倾倒期间悬浮物浓度的特征以及变化特点；通过相关系数的计算，分析海洋动力（波浪、海流）对疏浚物扩散的影响．结果显示：海区海洋动力较强，疏浚物扩散快速，因此，大量倾倒时，倾倒区悬浮物浓度并不大幅度上升；海域的波高与倾倒区悬浮物浓度存在显著正相关，即波浪是影响倾倒区浓度的主要因素；海流是疏浚物扩散的主要因子，其作用导致监测海区很少出现高悬浮物浓度．自然状态下，海水的运动状态和悬浮物浓度也在不断变化之中，因此，如何确定海域的悬浮物本底浓度是一个值得进一步探讨的问题．     

Spatial-temporal variation of phytoplankton community structure in Jiaozhou Bay,China

To better understand the spatial-temporal variation in phytoplankton community structure and its controlling factors in Jiaozhou Bay, Qingdao, North China, four seasonal sampling were carried out in 2017. The phytoplankton community structure and various environmental parameters were examined. The phytoplankton community in the bay was composed of mainly diatoms and dinofl agellates, and several other species of Chrysophyta were also observed. Diatoms were the most dominant phytoplankton group throughout the year, except in spring and winter, when Noctiluca scintillans was co-dominant. High Si/N ratios in summer and fall refl ect the high dominance of diatoms in the two seasons. Temporally, the phytoplankton cell abundance peaked in summer, due mainly to the high temperatures and nutrient concentrations in summer. Spatially, the phytoplankton cell abundance was higher in the northern part of the bay than in the other parts of the bay in four seasons. The diatom cell abundances show signifi cant positive correlations with the nutrient concentrations, while the dinofl agellate cell abundances show no correlation or a negative correlation with the nutrient concentrations but a signifi cant positive correlation with the stratifi cation index. This discrepancy was mainly due to the diff erent survival strategies between diatoms and dinofl agellates. The Shannon-Wiener diversity index ( H′) values in the bay ranged from 0.08 to 4.18, which fell in the range reported in historical studies. The distribution pattern of H′ values was quite diff erent from that of chlorophyll a , indicating that the phytoplankton community structure might have high biomass with a low diversity index. Compared with historical studies, we believe that the dominant phytoplankton species have been changed in recent years due mainly to the changing environment in the Jiaozhou Bay in recent 30 years.     

大亚湾生态监控区的浮游植物年际变化

依据国家海洋局、国家海洋局第三海洋研究所等权威机构2004~2007年所获的数据和资料,对大亚湾生态监控区近4a长时间尺度的浮游植物群落年际变化进行分析,通过物种组成、丰度变化、优势类群演替、群落结构及赤潮灾害事件来反映生境的退化,探讨其变化的主要原因及趋势。结果表明,浮游植物群落由暖水种占绝对优势转变为广温广布种占主导地位。种类与丰度呈逐年下降的态势,浮游植物丰度的分布保持西高东低,近岸高于远岸的特征,浮游植物的高丰度与营养盐丰富及温排水有关。终年以硅藻为优势种群,优势种演替具有明显的季节与年际变化,细长翼根管藻(Rhizosolenia alataf.gracillima)是春季稳定的优势种,柔弱拟菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissma)是夏季稳定的优势种,春末甲藻的优势度增加明显。浮游植物群落多样性指数呈逐年下降趋势,均匀度呈逐年上升态势。浮游植物的异常增殖及过度集中导致多样性较低,种间比例不均匀,群落结构单一。赤潮季节性发生频繁,发生频率及引发种类呈上升趋势,海洋环境脆弱。     

枯水期钦州湾浮游植物群落结构组成与分布特征

应用浮游植物特征光合色素的分析方法,研究了2011年枯水期钦州湾浮游植物的结构组成与分布特征。结果表明:枯水期含量较高的浮游植物光合色素按含量高低依次为叶绿素a、岩藻黄素、叶绿素b、青绿素和多甲藻素,其他特征光合色素的含量很低。经CHEMTAX对光合色素转化计算,枯水期普遍检出的浮游植物类群为硅藻、青绿藻和甲藻,是枯水期浮游植物的优势类群,其生物量的平均值(±标准差)分别为(2.36±2.38)μg/L、(0.87±0.53)μg/L、(0.13±0.14)μg/L,变化范围为0.18~7.45μg/L、0.10~1.80μg/L和0.02~0.60μg/L。硅藻、青绿藻和甲藻占枯水期浮游植物生物量比例的平均值(±标准差)分别为59%±21%、30%±16%、6%±4%,占比变化范围为29%~96%、1%~53%和0.4%~14%,其他藻类所占比例很低。河口和外湾靠外海域两个区域以硅藻为优势类群,内湾及外湾近岸硅藻和青绿藻共同为优势类群。河流营养盐输入量和比例的不同决定了钦州湾河口海区浮游植物群落结构的差异,大面积贝类养殖导致了内湾至外湾近岸海区硅藻比例的降低,而外湾水温的增加引起暖水性硅藻大量增长成为优势类群,在温度进一步增加和营养盐持续输入等条件下存在会发生硅藻赤潮的风险。     

冬季大鹏澳海域微表层浮游植物色素特征的日变化研究

于2013年12月3日清晨、正午、傍晚采集了大亚湾大鹏澳海域3个站位的微表层和次表层水样,经过三级分级过滤(小型:20μm;微型:2.7~20μm;微微型:2.7μm)后,对其进行高效液相色谱(HPLC)色素分析,通过藻类色素化学分类法(CHEMTAX)分析不同浮游植物对Chl a的贡献,研究了微表层及次表层光合色素粒径特征及浮游植物群落结构差异。结果表明,冬季大亚湾海域水体中存在的浮游植物光合色素主要有17种,以岩藻黄素和Chl a含量较高。微表层总Chl a平均浓度为0.797μg/L,略高于次表层的0.714μg/L,不存在显著性差异(P0.05);微表层和次表层Chl a含量清晨最高,傍晚次之,正午最低。微表层不同粒径浮游植物对Chl a的贡献率从大到小依次为小型、微型、微微型浮游植物,分别为80.7%,10.1%和9.2%。CHEMTAX分析结果得出,冬季该海域硅藻占绝对优势,甲藻、定鞭藻、青绿藻、蓝藻、隐藻所占比重相差不大。微表层中定鞭藻、青绿藻和蓝藻等较小粒径浮游植物种群所占比重高于次表层,说明相对于次表层,微表层中的浮游植物群落有小型化趋势。