2009年春季长江口及其邻近水域浮游植物_物种组成与粒级叶绿素a
2009年春季长江口及其邻近水域浮游植物 ) 物种组成与粒级叶绿素 a*孙 军* *田 伟(中国科学院海洋研究所, 山东青岛 266071)摘 要 于 2009年 4月在长江口及其邻近水域采集浮游植物水样, 用 U ter mÊhl方法进行初 步分析, 同时进行叶绿素 a粒级分离研究, 并采用典范对应分析讨论了浮游植物优势物种与 各环境因子的关系. 本次调查共鉴定浮游植物 3门 46属 64种 (不包括未定名种 ), 其中硅藻 33属 45种 (不包括未定名种 ), 甲藻 12属 18种 (不包括未定名种 ), 定鞭藻 1属 1种, 硅藻在 细胞丰度和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 为多尼骨条藻 ( Skeletonema dohrnii)、 具槽帕拉藻 (Paralia sulcata)、 菱形海线藻 (Thalassionema nitzschioides)、 尖刺伪菱形藻 (P seudo-nitzschia pungens)、 颗粒直链藻狭型变种 (Melosira granu - lata var1 angustissi ma)、 柔弱伪菱形藻 (Pseudo-nitzschia delicatissi ma)和柔弱几内亚藻 (Guinar - dia delicatula), 同时调查区也出现少数的半咸水种和大洋种. 调查区浮游植物细胞丰度介于 013 1344717 cells# m l- 1, 平均为 11421385 cells# m l- 1, 硅藻的细胞丰度显著高于甲藻. 细胞丰度高值区位于调查区的中部偏北区域, 以多尼骨条藻为主. 垂向上在表层出现最大值, 随着 深度的增加丰度降低. 调查区的 Shannon多样性指数和 Pielou均匀度指数的平面分布基本一 致, 并且与细胞丰度呈镶嵌分布, 即在细胞丰度高的调查区中北部较低. 表层叶绿素 a浓度介 于 0134 29 g# L- 1, 平均为 3130 g# L- 1. 叶绿素 a的高值区主要位于调查区的中部偏北区域, 其分布趋势与浮游植物和硅藻细胞丰度的分布基本一致. 主要粒级组分为小型浮游植物 ( m icrophytoplankton), 而其他靠近外海一侧的站位则以微型浮游植物 ( 2 20 Lm,nanophyto - plankton)和超微型浮游植物 ( 20 Lm), while that in offshorewaterswasmainly composed of nanophytoplankton ( 2- 20 L m ) and picophytoplankton ( 20 L m 的小型浮游植物 ( m icrophytoplank -ton)是主要组分, 对比这两个站优势种的信息, 发现多尼骨条藻是最优势物种, 其链状群体属于小型浮 游植物. 而其他靠近外海一侧站位则以微型浮游植物 ( 2 20 L m,nanophytoplankton)和超微型浮游植物 ( < 2 L m,picophytoplankton)为主.216 浮游植物与其环境因子的典范相关分析 海区浮游植物的物种和细胞丰度分布受到许多环境因子的不同程度影响, 应用典范对应分析( CCA)可以获取对某个物种产生最主要影响的环 境因子信息. 本文浮游植物与环境因子之间的 CCA分析如图 7所示. 发现: 对浮游植物分布影响作用较图 6 表层浮游植物叶绿素 a的粒级分布 Fig . 6 Horizontal distribution of size -fractionated chlorophyll a in surface water .图 7 浮游植物优势种与环境因子的典范对应分析二序图 Fig . 7 Canonical correspondence analysis scatter b- i plot for en- vironmental variables and phytoplankton dom inant species.NH4: 铵盐 Ammonia; NO3: 硝酸盐 N itrate ; NO2: 亚硝酸盐 N itrite ; PO4: 磷酸盐 Phosphate ; MZ: 微型浮游动物 M icrozooplankton ;S : 盐 度 Salinity; S:i 硅酸盐 Silicate ;S M: 悬浮物 Suspendedmatter ; T: 温 度 Temperature ; D I NO: 甲藻 D inoflagellate ; DT: 硅藻 D iatom; G. d : 柔弱几内亚藻 Guinardia delicatula; M. g: 颗粒直链藻狭型变种M elo- sira granulata var 1 angustissima; P. d : 柔弱伪菱形藻 P. delicatissima; P. p : 尖刺伪菱形藻 P. pungens ;P. s : 具槽帕拉藻 Paralia s ulcata; S. d : 多尼骨条藻 Skeletonema dohrnii ; T. n: 菱形海线藻 Thalassione - ma nitzschioides .240应 用 生 态 学 报 22卷大的环境因子主要分布在 CCA 排序轴 2的正负两个方向上, 盐度和磷酸盐、 硅酸盐、 硝酸盐与大多数浮游植物物种呈正相关, 而 p H、 硝酸盐和微型浮游动物则主要与最优势种多尼骨条藻呈正相关, 并与 其他大多数物种呈负相关. 这说明春季长江口控制最优势物种多尼骨条藻的主要因素为硝酸盐和微型浮游动物, 而包括甲藻在内的其他各物种则主要受盐度、 磷酸盐和硅酸盐所影响.3 讨 论长江口附近水系复杂, 受人为活动影响较大, 但 常年规律性地发生大规模春季浮游植物水华. 本实验室近年来根据多个春季航次的 Uter mÊhl法分析所获浮游植物定量计数结果表明, 在该海域往往先是河口附近发生骨条藻水华, 随后才发生大规模的 甲藻水华. 骨条藻是长江口春季水华很重要的一个原因物种, 但从表 2可以看出, 历史资料或多或少都对此有所低估, 这和以往的研究多使用国家规范, 采 用网采样品分析方法有关.由图 6所示, 水华站位是以小型浮游植物为主,以往的叶绿素 a粒级研究中经常发现长江口春季存在小型浮游植物占优的情况, 但浮游植物检测表明 骨条藻为优势种群. 尽管骨条藻从单个细胞大小来看属于微型浮游植物, 其生理生态学行为也符合微型浮游植物的一些特征, 但由于其经常形成链状群 体, 在粒级分离时又被归到小型浮游植物一类 22.所以, 在长江口进行浮游植物粒级分离研究时需要考虑链状群体占优的情况, 否则就会出现偏颇.新近研究表明, 分子生物学技术结合电镜技术 可以识别骨条藻的一些难辨识种 25, 而此区域以往的报道多借助光学显微镜, 并遵从金德祥等 26的分类依据, 将这些骨条藻多定为中肋骨条藻. 本研究结合分子生物学方法, 并借助扫描电镜与透射电镜的 观察, 发现以多尼骨条藻为主, 还有其他骨条藻. 总体来讲此区的骨条藻是一个复合体, 都具有相似的生理、 生态学特征, 需要从个体角度深入分析. 因为 个体生态学的数据对解决此区水华、 富营养化、 缺氧区和其他相关物种水华 ( bloom ing)可能更有意义.本文 CCA分析主要基于现场调查数据, 反映了海区生态系统即时的生物-环境相互作用信息. 结合 现场调查和室内生理生态分析结果分析海区生态系统的结构与功能. 硅酸盐对骨条藻的影响较小, 这主要与骨条藻硅质壁小而薄有关 27. 本研究结果与骨条藻是嗜氮物种 28, 以及骨条藻和颗粒直链藻的半咸水和淡水生态型 29等研究结果相一致. 研究表明, 具槽帕拉藻和伪菱形藻对硅酸盐和磷酸盐需求较高 30- 31, 这些都与本文 CCA结果相吻合.此外, 本文的 CCA结果从另一个方面表明, 今 后还需要加强研究骨条藻与硝酸盐吸收关系 28、 微型浮游动物摄食对骨条藻生长和水华进程的影响 32- 33、 全球 CO 2升高导致海水的 pH 改变等环境 因子变化及其对骨条藻水华的影响等的研究, 为甲 藻水华的发生机制研究打下基础.致谢 厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室组织航次并提供基础水文、 水化学参数, 其中翟惟东提供温、 盐, 郑楠提供 pH, 黄晓提供营养盐参数, 马海青提供总悬浮颗粒物参数, 安佰正采集浮游植物样品, 翟惟东和戴民汉对稿件提出意见和建议, Ian Ronald Jenkinson修改英文摘要, 在此一并致谢.参考文献 1 Xu R (徐 韧 ), Hong J -C (洪君超 ), W ang G-L (王 桂兰 ), et al . On red tide in Yangtze estuary and adja - cent sea area . M arine Science Bulletin (海洋通报 ), 1994, 13( 5): 25- 29 ( in Chinese) 2 W ang J - H (王金辉 ). HAB alga nearby Changjiang Es - tuary . MarineEnvironmentalScience (海洋环境科学 ), 2002, 21( 2): 37- 41 ( in Chinese) 3 QuanW- M (全为民 ), ShenX-Q (沈新强 ), Han J -D (韩金娣 ), et al. Analysis and assessment on eutroph- i cation status and developing trend in Changjiang Estuary and adjacent sea . Marine Environmental Science (海洋 环境科学 ), 2005, 24( 3): 13- 16 ( in Chinese) 4 ShenH (沈 竑 ), Xu R (徐 韧 ), W ang G-L (王 桂兰 ).Studies on phytoplankton in waters adjacent to island of Shangha. i M arine Science Bulletin (海洋通 报 ), 1995, 14( 4): 1- 37 ( in Chinese) 5 Xu Z-L (徐兆礼 ), BaiX- M (白雪梅 ), Yuan Q (袁 骐 ), et al . An ecological study on phytoplankton in the Changjiang estuary . Journal ofFishery Sciences of China (中国水产科学 ), 1999 , 6( 5): 52- 54 ( in Chinese) 6 W ang Y-L (王云龙 ), Yuan Q (袁 骐 ),Shen X-Q (沈新 强 ).Ecological character of phytoplankton in spring in the Yangtze R iver estuary and adjacentwater . Journal of Fishery Sciences of China (中国水产科学 ), 2005, 12( 3): 300- 306 ( in Chinese) 7 W u Y-L (吴玉霖 ),Fu Y-N (傅月娜 ),Zhang Y-S (张永山 ), et al. Phytoplankton distribution and its re - lationtotherunoffinthe Changjiang( Y
