2019年夏季中国南海北部浮游植物群落结构分析_闫彦韬.pdf

第4 5卷 第3期2 0 2 3年 6月海 洋 湖 沼 通 报T r a n s a c t i o n s o f O c e a n o l o g y a n d L i m n o l o g yV o l.4 5 3J u n.,2 0 2 3 2 0 1 9年夏季中国南海北部浮游植物群落结构分析闫彦韬1,白 洁1,杨世民2(1.中国海洋大学 环境科学与工程学院,山东 青岛 2 6 6 0 7 1;2.中国海洋大学 海洋生命学院,山东 青岛 2 6 6 0 0 3)摘 要:2 0 1 9年夏季对南海北部(2 0 2 2 N,1 1 8 1 1 9 E)9个站位的浮游植物进行了分层水采,采集水层分别为0,3 0,7 5,1 0 0,1 5 0,2 0 0 m,分析了浮游植物种类组成、细胞丰度、多样性指数等群落结构特征。结果表明,共检测出浮游植物3门7 0属2 1 0种,其中硅藻门4 0属1 1 3种,甲藻门2 9属9 6种,金藻门1属1种。浮游植物细胞丰度为2 0.3 31 03 c e l l s/L,其中,硅藻细胞丰度介于2.2 11 7 1.1 31 03 c e l l s/L之间,平均为1 9.1 01 03 c e l l s/L,占总丰度的9 3.9 7%;甲藻细胞丰度介于0.0 45.9 21 03 c e l l s/L之间,平均为1.2 21 03 c e l l s/L,占细胞总丰度的5.9 8%。平面分布呈现从南向北,从西向东递增的趋势,垂直分布上,7 5 m水层细胞丰度最高,介于1 1.8 41 7 2.2 81 03 c e l l s/L,其次是1 0 0 m水层,介于6.3 63 5.2 81 03 c e l l s/L,0 m(3.8 41 2.6 41 03 c e l l s/L)和3 0 m(3.6 41 5.8 01 03 c e l l s/L)差别不大,2 0 0 m细胞丰度明显较低(2.2 46.2 81 03 c e l l s/L),这与热带、亚热带海域层化现象密切相关。本次调查选用0.0 2 0优势 度为 界 限,优势 种均 为 硅藻,主 要 优势 种为 菱 形海 线藻(T h a l a s s i o n e m a n i t z s-c h i o i d e s),优势 度达0.0 6 3。其 余优 势 种分 别为 细弱 圆 筛藻(C o s c i n o d i s c u s s u b t i l i s)、柔 弱伪 菱 形 藻(P s e u d o-n i t z s c h i a d e l i c a t i s s i m a)、长菱形藻(N i t z s c h i a l o n g i s s i m a)和深环沟角毛藻(C h a e t o c e r o s c o n-s t r i c t u s)。通过多样性指数和均匀度分析,发现调查海域东北部更稳定,物种更丰富。与相近海域历史资料相对比,细胞丰度较高,物种更丰富。关键词:浮游植物;群落结构;南海北部中图分类号:Q 9 4 8.8 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 3-6 4 8 2(2 0 2 3)0 3-1 0 8-0 8D O I:1 0.1 3 9 8 4/j.c n k i.c n 3 7-1 1 4 1.2 0 2 3.0 3.0 1 5引 言浮游植物是海洋中最重要的初级生产者,通过进行光合作用合成有机物,可为地球提供近5 0%的初级生产量1,作为构成海洋食物网结构的基础环节,为海洋生态系统的物质循环和能量转换做出了重要贡献2。同时浮游植物对环境的响应十分迅速3,常作为生态系统演变的指标性生物类群4。南海作为中国三大边缘海之一,拥有丰富的渔业和海洋资源,通过研究其浮游植物的群落结构特征为保护海洋环境提供科学依据,更合理的发展海洋渔业和开发利用海洋资源。近年来对南海北部浮游植物群落结构的研究已有许多,但对该海区浮游植物垂向结构上的研究较少。本文根据2 0 1 9年夏季南海北部海域浮游植物的水采样品,参考国内外近年来的历史文献2,5-1 9,对南海北部海域的浮游植物的群落结构、种类及其分布特征进行了分析,为今后南海北部海域的水体情况研究、资源的开发利用和海域环境的保护提供生物学的依据和基础数据。1 材料与方法1.1 调查区域在2 0 1 9年6月对南海北部海域(2 0 2 2 N,1 1 8 1 1 9 E)进行了调查研究,共设置9个大面站进行浮游植物样品的采集,采样见图1。基金项目:国家自然科学基金应急管理项目(3 1 7 5 0 0 0 1)第一作者简介:闫彦韬(1 9 9 6),男,山东青岛人,硕士研究生,从事海洋浮游植物群落的研究。E-m a i l:9 2 0 6 0 7 2 2 3q q.c o m 收稿日期:2 0 2 0-0 8-3 13期2 0 1 9年夏季中国南海北部浮游植物群落结构分析1 0 9 图1 调查站F i g.1 S a m p l i n g s t a t i o n s i n t h e s u r v e y a r e a1.2 采样及分析方法采用C T D采水器采集浮游植物水样,采样层次共设六层,分别为0、3 0、7 5、1 0 0、1 5 0、2 0 0 m,每层采集水样4 8 L,加入2%甲醛溶液固定,后利用2 0 m筛绢浓缩到5 0 0 m l。在实验室内取浓缩样品于H y d r o-B i-o s计数框中,在N i k o n T S 1 0 0倒置显微镜进行浮游植物的计数和种类的鉴定2 0-2 4。1.3 数据处理样性指数的计算采用S h a n n o n-W i e n e r指数(H)的计算公式2 5:H=-si=1Pil o g2Pi(1)丰富度指数(d)采用M a r g a l e f的计算公式2 6:d=(S-1)/l o g2N(2)均匀度指数(J)采用P i e l o u的计算公式2 7:J=H l o g2S(3)优势度(Y)计算公式为:Y=niNfi(4)N为样品中检出物种的总个体数;S为样品中的总物种数;Pi为第i种的个体数占样品总个体数的比值;ni为第i种的个体数;fi为第i种在各样品中出现的频率。2 结果讨论2.1 物种的组成本次南海北部调查海域,共计鉴定出浮游植物3门7 0属2 1 0种,其中硅藻门4 0属1 1 3种,占总物种数的5 3.8 1%,角毛藻属出现种类最多,包含3 1种,菱形海线藻(T h a l a s s i o n e m a n i t z s c h i o i d e s)和深环沟角毛藻(C h a e t o c e r o s c o n s t r i c t u s)细胞丰度较高;甲藻门2 9属9 6种,占总物种数的4 5.7 1%,出现种类最多的是原多甲藻属,包含1 9种,而锥状斯克里普藻(S c r i p p s i e l l a t r o c h o i d e a)和美丽囊甲藻(B l e p h a r o-c y s t a s p l e n d o r-m a r i s)细胞丰度较高;金藻门1属1种,占总物种数的0.4 8%,仅出现小等刺硅鞭藻(D i-c t y o c h a f i b u l a)。调查区域浮游植物以广温、广布种为主,还有部分暖水性种,温带、亚热带和热带性种以及少量的冷水性种。在4号和7号站位发现暖流指示种薄壁几内亚藻(G u i n a r d i a f l a c c i d a),在1号站位发现暖流指示种中华齿状藻(O d o n t e l l a s i n e n s i s),说明在这三个站位处出现暖流,温度和盐度较高,促使大量热带群落的生长繁殖。同历史资料对比(见表1),本次调查南海北部海域的浮游植物物种数量与往年相比相对稳定,硅藻的种类数量在总的类群中仍占据主要优势。调查结果与2 0 1 4年8月、2 0 0 9年7月和2 0 0 7年8月的调查结果相比,浮游植物平均细胞丰度相近,物种数稳定。相比于2 0 0 9年8月的调查,浮游植物平均细胞丰度明显增高,是由于近岸出现了低温水团1 2,使该区域浮游植物细胞丰度较低。2.2 细胞丰度及分布调查期内南海北部海域的浮游植物的细胞丰度介于0.0 41 7 2.2 81 03 c e l l s/L之间,平均细胞丰度为2 0.3 31 03 c e l l s/L。其中硅藻的细胞丰度介于2.2 11 7 1.1 31 03 c e l l s/L之间,平均1 9.1 01 03 c e l l s/L,占总细胞丰度的9 3.9 7%,处于绝对的优势地位,因此硅藻的分布情况决定了浮游植物总的分布情况。甲藻的细胞丰度介于0.0 45.9 21 03 c e l l s/L之间,平均1.2 21 03 c e l l s/L,占总细胞丰度的5.9 8%。此次金藻仅发现小等刺硅鞭藻,平均1 0.3 7 c e l l s/L,占总细胞丰度的0.0 5%。2.2.1 平面分布特征调查期内各站各水层的浮游植物、硅藻、甲藻细胞丰度的平面分布见图2。1 1 0 海 洋 湖 沼 通 报2 0 2 3 年表1 南海北部浮游植物群集历史资料T a b l e 1 H i s t o r i c a l d a t a o f p h y t o p l a n k t o n c o mm u n i t y i n t h e n o r t h e r n S o u t h C h i n a S e a调查时间采样方法区域细胞平均丰度(1 03 c e l l s/L)水层物种数资料来源2 0 0 4.0 8水采1 8 2 2 N,1 1 0 1 1 7 E1 1 5.0 002 0 0 m1 6 222 0 0 7.0 8水采1 8 2 3 N,1 1 0 1 2 0 E1 4.1 002 0 0 m2 1 652 0 0 9.0 7水采1 8 2 3.5 N,1 0 9 1 2 0 E2 6.4 902 0 0 m1 5 062 0 0 9.0 8水采1 8 2 2 N,1 1 0 1 1 7 E8.2 002 0 0 m1 0 972 0 1 4.0 8水采1 8 2 2 N,1 1 4 1 1 6 E1 4.6 502 0 0 m2 2 982 0 1 9.0 6水采2 0 2 2 N,1 1 8 1 1 9 E2 0.3 302 0 0 m2 1 0本研究图2 浮游植物、硅藻和甲藻细胞丰度的平面分布F i g.2 H o r i z o n t a l d i s t r i b u t i o n o f p h y t o p l a n k t o n,d i a t o m a n d d i n o f l a g e l l a t e c e l l a b u n d a n c e i n t h e n o r t h e r n S o u t h C h i n a S e a 本次调查海域0 m水层的浮游植物细胞丰度介于3.8 41 2.6 41 03 c e l l s/L之间,平均为7.5 81 03 c e l l s/L。北部站的细胞丰度高于南部站,呈明显的斑块状分布,各站之间的细胞丰度差距明显。硅藻的细胞丰度介于2.6 09.8 01 03 c e l l s/L之间,平均为4.8 91 03 c e l l s/L。硅藻的细胞丰度分布趋势与总浮游植物的相似。甲藻的细胞丰度介于1.2 44.8 41 03 c e l l s/L之间,平均为2.6 81 03 c e l l s/L。甲藻细胞丰度明显低于硅藻,在调查海域内呈明显的中间高两边低的分布趋势。3期2 0 1 9年夏季中国南海北部浮游植物群落结构分析1 1 1 3 0 m水层的浮游植物细胞丰度介于3.6 41 5.8