2014年夏季南麂列岛海域甲藻孢囊的分布研究

林顺利，水柏年，尤胜炮，雷友万，付声景，吴春金

（1.浙江海洋学院水产学院，浙江舟山　316022；2.国家海洋局温州海洋环境监测中心站，浙江温州　325013）

2014年夏季南麂列岛海域甲藻孢囊的分布研究

林顺利1，2，水柏年1，尤胜炮2，雷友万2，付声景2，吴春金2

（1.浙江海洋学院水产学院，浙江舟山316022；2.国家海洋局温州海洋环境监测中心站，浙江温州325013）

2014年8月对南麂列岛海域的甲藻孢囊进行了调查研究，结果检出18种甲藻孢囊（属于4大类），优势种为自养型膝沟藻类的墨西哥易碎藻孢囊、钙质类的椎状斯氏藻孢囊和相似亚历山大藻。甲藻孢囊总丰度在5～33 cysts/mL之间，平均值为其12.75 cysts/mL。甲藻孢囊总体分布规律为岙内海域高于岙口外海域，其中鱼贝类养殖区N1站点最高。4种产PSP毒素甲藻孢囊（相似亚历山大藻、塔玛亚历山大藻、拟膝沟亚历山大藻和伊姆裸甲藻）和2种产YTX毒素甲藻孢囊（具刺膝沟藻和多边舌甲藻）在南麂海域有分布，其中亚历山大藻孢囊分布较广，孢囊丰度占比较高，具有爆发亚历山大藻赤潮的潜在危险。

甲藻孢囊；南麂列岛；赤潮

甲藻孢囊被普遍认为是引发甲藻赤潮的“种源（Seed bed）”［1］，它对赤潮的生消过程起着重要的作用。国内的孢囊研究工作起步较晚，20世纪90年代，国内学者王纬斐［2］，郑磊等［3］，齐雨藻等［4-5］对孢囊的分类、生态地理分布和生活史方面进行了研究。进入21世纪之后，我国孢囊的研究相对较为活跃。林元烧等［6］、王朝晖等［7-9］、顾海峰［10］，肖咏之等［11］、蓝东兆等［12］、邵魁双等［13］和石雅君等［14］调查了我国沿海沉积物中甲藻孢囊的分布状况，并对一些重要的赤潮原因种或者有毒种进行了生活史及生理生态调控因子研究。

近年来，南麂列岛海域是赤潮发生次数及面积呈上升趋势［15］，而秋冬季的高营养盐沿岸流及鳌江等江河携带入海的高营养物质（无机氮和活性磷酸盐）又为南麂海域赤潮生物的爆发性增殖提供了物质基础，致使赤潮对南麂海域养殖业危害日趋严重。甲藻孢囊是区分内源性或外源性赤潮的重要依据，对甲藻孢囊的调查与研究，是关赤潮研究的一个重要组成部分。而南麂列岛作为国家海洋自然保护区，目前却尚无关于孢囊的研究报道，对甲藻孢囊的分布研究还处于空白状态。因此，本文对夏季南麂列岛海域甲藻孢囊的分布特征进行研究，揭示有毒有害赤潮发生潜势，可为今后深入开展该海域的赤潮研究提供参考。

1　材料与方法

1.1样品采集

依据《海洋调查规范》（GB/T 12763-2007），并结合南麂列岛海域的特点，于2014年8月27日，在南麂列岛附近海域（121°3′-121°6′E，27°26′-27°29′N）设置8个站点（N1-N8）（表1、图1），其中N1和N2为鱼贝类养殖区，N4为旅游风景区。用采泥器采集0～2cm的底泥样品，同时现场采集同站位表层水（水深0.5m）。沉积物样品于4℃下黑暗保存，直到实验分析；水样立即用0.45 μm的Millipore滤膜进行现场过滤后，低温保存。

图1　南麂列岛海域采样站位Fig.1　Sampling stations in Nanji islands

表1　样品采集站位的经纬度Tab.1　Location of sampling stations

1.2实验方法

沉积物样品用自制的容器（体积1cm3）称量，称量后加入盐酸（10%）和氢氟酸（40%），除去钙质与硅质，脱酸后用超声波处理30 s。用125 μm和15 μm的筛网过滤，收集径粒大小为15～125 μm的样品至表面皿中。旋转表面皿，使孢囊及轻浮物悬浮于水中，粗砂等沉于表面皿底部。最后用吸管选取上层液定容至10 mL。然后吸取0.1 mL的孢囊样品液体于方格计数框上，在倒置显微镜下进行种类鉴定、计数，孢囊丰度用cysts·mL-1表示。

水化因子（溶解氧、无机氮、活性磷酸盐等）的监测和分析方法按照《海洋监测规范》（GB17378-2007）执行；N1-N4相近站点的沉积物粒度资料来自2014年8月11日温州海洋环境监测中心站对南麂列岛国家级海洋自然保护区监测。

1.3数据统计分析

Shannon-Wiener指数表示生物多样性的大小［16］，甲藻孢囊丰度与环境因素之间相关性使用软件SPSS22计算。

Shannon-Wiener生物多样性指数，计算公式如下：

式中：H＇为物种的多样性指数；S为样品中的种类总数；Pi为第i种的个体数（ni）与总个体数（N）之比值。

2　结果

2.1种类组成

2014年8月，在南麂列岛附近海域8个站点的表层沉积物样品中共鉴定出分属于4大类的18种甲藻孢囊，自养型甲藻孢囊10种，异养型甲藻孢囊8种（表2、图3）。包括：膝沟藻类（Gonyaulax group）孢囊7种、钙质类（Calcoidinellid group）孢囊3种、原多甲藻类（Protoperidinioid group）孢囊6种、裸甲藻类（Gymnodinioid group）孢囊2种。其中自养型甲藻孢囊特别是钙质类（Caleoidinellid）孢囊和膝沟藻类（Gonyaulacoid）孢囊占比较大，在各个采样点均有分布，平均百分比含量分别为44.1%和32.4%。异养型的原多甲藻类（Protoperidinioid）孢囊次之，平均百分比含量为16.7%。马祖岙和国姓岙鱼贝类养殖区站点的异养型甲藻孢囊比例高于后隆和大沙岙站点，其中N1和N6站点异养型孢囊比例高达40%以上。

4种产PSP毒素甲藻孢囊：相似亚历山大藻Alexandrium affine、塔玛亚历山大藻Alexandrium tamarense、拟膝沟亚历山大藻Alexandrium pesudogonyaulax和伊姆裸甲藻Gymnodinium impudicum，以及2种产YTX毒素甲藻孢囊：具刺膝沟藻Gonyaulax spinifera和多边舌甲藻Lingulodinium polyedra也在表层沉积物样品中检出；其中亚历山大藻Alexandrium spp.分布较广，在站点N1、N2、N3、N4、N5、N8均有发现，占总孢囊丰度的16.7%，其他产毒素甲藻孢囊仅零星分布在个别站点。8个站点甲藻孢囊的种类数在3～11种之间，除N1、N7站点种类数较多以外，其它站点种类数变化不大，岙内（N1-N4）站点的孢囊种类数高于岙口外（N5-N8）站点。

图2　2014年8月南麂列岛海域甲藻种类百分比变化Fig.2　The abundance percentage for the cysts of each groups in the Nanji islands of August 2014

图3　南麂列岛海域甲藻孢囊丰度、种类数和生物多样性指数Fig.3　Abundance，species richness and Shannon-Wienerdiversity Index（H'）of dinoflagellate cysts in the Nanji islands

2.2数量分布

南麂列岛海域甲藻孢囊总丰度在5～33 cysts/mL之间，平均丰度为12.75 cysts/mL，N5站点和N6站点甲藻孢囊总丰度最低为5 cysts/mL，N1站点甲藻孢囊总丰度最高为33 cysts/mL（图3）。优势种为自养型膝沟藻类的墨西哥易碎藻Fragilidium mexicanum孢囊、钙质类的椎状斯氏藻Scrippsiella trochoidea孢囊和相似亚历山大藻。

从图2可以看出，8个站点的Shannon-Wiener生物多样性指数变化范围在1.46～3.10之间，平均值为2.11。孢囊丰度和多样性指数也是呈岙内向岙口外减少的趋势。孢囊各站点甲藻孢囊丰度分布与种类数相关系数r=0.931，与Shannon-Wiener生物多样性指数相关性系数r=0.830，说明各站点孢囊丰度与种类数和Shannon-Wiener生物多样性呈显著正相关。孢囊种类较多的站点，孢囊丰度也较高，如N1站点。

表2　2014年8月南麂海域各站点孢囊丰度、种类、异养型孢囊比例以及生物多样性指数的变化Tab.2　Cyst abundance，species richness，heterotrophic cysts proportion and values of Shannon-Wiener diversity index in surface sediments in Nanji islands of August 2014

图4　南麂列岛海域表层沉积物粒度的分布图（%）Fig.4　Spatial distribution of grain size of surface sediment in the Nanji islands（%）

2.3南麂岛海域表层沉积物粒度

南麂岛海域岙内沉积物表层粒度监测结果显示，N1-N4站沉积物粒度差异较小，均为粘土质粉砂（图4）。结合图3分析可知，含砂量相对较少及粘土含量相对较高的N1和N4站点甲藻孢囊丰度略高于N2和N3站点。

2.4孢囊分布与水化因子的关系

从图5可以看出，夏季南麂海域各站点的溶解氧（DO）、无机氮（DIN）和无机磷（DIP）浓度差异较小，DIN和DIP总体岙内站点（N1-N4）高于岙口外站点（N5-N8），其中鱼贝类养殖区N1和N2站点的DIN和DIP相对较高；溶解氧和N：P则是岙内站点低于岙口外站点，N1和N2站点溶解氧含量相对较低。甲藻孢囊丰度DIN和DIP升高而升高，随溶解氧和N：P升高而降低，但相关性均不显著（P＞0.05）。

图5　南麂列岛海域溶解氧（DO）、无机氮（DIN）、无机磷（DIP）、孢囊丰度的变化Fig.5　Spatial distribution of waterDIN，DIP，DO and Abundance of cysts in the Nanji islands

3　讨论

3.1甲藻孢囊与影响因素的关系

一些研究表明甲藻孢囊的分布与与沉积物中砂含量呈负相关，与沉积物中粘土和粉砂含量呈正相关［17-18］。南麂列岛海域四个岙口甲藻孢囊的分布趋势基本与沉积物类型相一致，砂含量相对较少及粘土含量相对较高的N1和N4站点，甲藻孢囊丰度略高于N2和N3站点。

黄海燕等［19］在2006-2007年冬季对长江口海域19个站位的孢囊分布进行了调查，发现孢囊分布与水深、温度、盐度呈显著正相关，与溶解氧呈显著负相关性。王朝晖等［20］在2005-2006年大亚湾大鹏澳养殖区甲藻孢囊通量的沉积物捕捉器研究中发现孢囊与DIN呈显著的幂函数型负相关，与N：P呈指数型负相关关系，与DO、DIP、DSi、Si：P均未显示出相关性，较低的DIN浓度及N：P也能再一定程度上促进孢囊的生成。但在本研究均未发现甲藻孢囊丰度与影响因素呈显著相关关系（P＞0.05），这可能是本实验相对其他研究范围较小，各水化因子差异较小导致。

此外，夏季南麂海域各岙内站点孢囊丰度高于岙口外站点，与黄海燕等［19］发现长江口海域甲藻孢囊分布于水深成正相关不同，这可能是长江口海域常年受长江流域水流的影响，离入海口较近站点不利于孢囊沉积；而南麂海域远离河口区，水体交换比较缓慢，岙内初级生产力和富营养化程度高于岙口外站点，且水深较浅，水环境较易受外界影响，所以在夏季受高水温及台湾暖流低营养盐限制下，岙内站点甲藻营养细胞先于岙口外站点产生孢囊，且较难通过潮流迁移至岙口外海域导致。因此，说明甲藻孢囊分布特征为诸多影响因素（产孢囊甲藻密度、水温、海流、营养盐等）共同作用的结果。

3.2甲藻孢囊与水体富营养化的关系

一些孢粉学研究表明孢囊种类及丰度的变化可以指示该海域海洋环境的历史演变状况。MATSUOKA［21］认为东京湾的生活和养殖等污染引起该海域的异养型孢囊比例上升，异养型甲藻必须以其他小型浮游植物（特别是小型硅藻）为食才能生存，异养型甲藻孢囊比例升高意味着有其丰富的小型藻类，所以异养型甲藻孢囊被认为是富营养化导致的高初级生产力的标志。而DALE等［22］和王朝辉［23］研究发现养殖等污染会致使表层沉积物中的特定种小型自养型甲藻孢囊和总孢囊的数量明显增加。南麂列岛海域马祖岙和国姓岙鱼贝类养殖区站点属于第一种情况，其表层沉积物中的异养型甲藻孢囊相对较高，其中N1和N6站点异养型孢囊比例高达40%以上。大沙岙旅游区的N4站点则属于第二种情况，其甲藻孢囊丰度较高，且优势种较为明显，特别是8月份，墨西哥易碎藻和椎状斯氏藻孢囊占比达到了74%。因此，说明说明国姓岙、马祖岙和大沙岙海域富营养化程度相对较高，有可能在不同程度上受到了养殖污染和生活污染的影响。

4　结论

（1）本次研究共发现18种甲藻孢囊（属于4大类），自养型甲藻孢囊10种，异养型甲藻孢囊8种，马祖岙和国姓岙鱼贝类养殖区站点的异养型甲藻孢囊比例较高。

（2）4种产PSP毒素甲藻孢囊和2种产YTX毒素甲藻孢囊在南麂海域有分布，其中亚历山大藻孢囊分布相对较广，孢囊丰度占比较高，具有爆发亚历山大藻赤潮的潜在危险。

（3）甲藻孢囊分布与沉积物含砂量、溶解氧、氮磷比与呈负相关，与沉积物粘土含量、无机磷、无机氮呈正相关，但相关性均不显著，这可能是本实验相对其他研究，范围较小，影响因素差异小导致。

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Study on Distribution of Dinoflagellate Cysts in Nanji Islands in the Summer of 2014

LIN Shun-li1，2，SHUI Bo-nian1，YOU Sheng-pao2，et al （1.Fishery School of Zhejiang Ocean University，Zhoushan316022；2.Wenzhou Marine Environmental Monitoring Center Station，Wenzhou325013，China）

Eighteen dinoflagellate species were identified based on the data in Nanji islands sea area during the August in 2014.The main species were Fragilidium mexicanum of the autotrophic Gonyaulax，Calcareous Scrippsiella trochoidea and Alexandrium affine.The densities of the dinoflagellate cysts were ranged from 5 to 33 cysts/mL，while the average was 12.75 cysts/mL.The distribution characteristic of the dinoflagellate cysts was higher inside the shore than outside the shore.The highest was in N1 station which was the fish and shellfish cultivation area.Four PSP dinoflagellate cysts（Alexandrium affine，Alexandrium tamarense，Alexandrium pesudogonyaulax，Gymnodinium impudicum），and two producing YTX（Gonyaulax spinifera and Lingulodinium polyedra）were also found in the studied area.Alexandrium spp.was widely distributed with a high density，which leading to the potential risk of the occurrence of Alexandrium spp.Red Tide.

dinoflagellate cysts；Nanji islands；red tide

Q914.82；X55

A

1008-830X（2016）02-0099-06

2015-12-20

2013年浙江省公益技术研究社会发展项目（2013C33081）

林顺利（1983-），男，浙江平阳人，硕士研究生，研究方向：海洋生物资源与环境.

水柏年，教授.E-mail：shuibonian@163.com