天津港附近海域浮游植物群落结构初探

孙延斌，张树林,2，张达娟,2，毕相东,2

( 1.天津农学院 水产学院，天津 300384； 2.天津市水产生态及养殖重点实验室， 天津 300384 )

天津港附近海域浮游植物群落结构初探

孙延斌1，张树林1,2，张达娟1,2，毕相东1,2

( 1.天津农学院 水产学院，天津 300384； 2.天津市水产生态及养殖重点实验室， 天津 300384 )

2014年4月、6月、8月、9月和11月对天津港附近海域浮游植物群落结构进行初步调查。结果表明，该调查共鉴定浮游植物2门17科20属共40种，浮游植物丰度0.03×104～10.12×104个/L，生物量0.28～32.50 μg/L，浮游植物种类组成为硅藻门占绝对优势，共10科13属28种，占总数的68.3%。5航次调查浮游植物平均多样性指数、丰富度指数和均匀度指数分别为1.2462、0.7539和0.4305，综合分析天津港附近海域浮游植物多样性水平较低，群落组成较为单一。

天津港；浮游植物；群落结构

海洋浮游植物作为初级生产者，通过光合作用固定太阳能，将二氧化碳合成有机物，进入生物循环的同时产生氧气供生物呼吸，并且作为浮游动物的基础饵料，在海洋生态系统的物质循环与能量流动过程中起着重要作用[1]。浮游植物群落结构的变化直接或间接地反映了水环境的变化，而且不同浮游植物的群落结构对水环境的敏感性和适应性表现各异，所以研究浮游植物群落结构变化对探究海域的生态环境具有重要意义[2-3]。天津港地处渤海湾西端，位于海河下游及其入海口处，潮间带较为宽阔，但港口近岸海域外界交换能力差，污水在近岸海域的停留时间长。此外，由于港口建设发展和过度捕捞，导致该海域生态环境发生了显著变化。

目前关于渤海湾天津附近海域浮游植物群落结构已有相关研究报道，但关于天津港附近海域生态环境的研究却鲜见报道，仅见对天津港南部海域生态环境的研究[4]。为了更为详尽地了解天津港附近海域生态环境的现状及发展趋势，本研究以春、夏和秋季5个航次生态调查为基础，初步调查了该海域的浮游植物种类组成及群落特征，分析环境变化对浮游植物群落结构的影响，以期为渤海湾天津近岸海域的合理利用与环境修复提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 调查时间与区域

本次调查于2014年4月—11月进行，调查区域位于天津港附近海域，N 38.903°～38.929°，E 117.813°～117.873°，共设8个站位(图1)。

1.2 样品采集及处理方法

浮游植物的样品采集按照《海洋调查规范》[5]进行，使用浅水Ⅲ型浮游生物网(网口直径37 cm，网口面积0.1 m2，网长140 cm，网目孔径76 μm)，自水体底层(离底1 m)至表层垂直拖网采集，样品加入4%的福尔马林摇匀固定保存。样品分析按《海洋调查规范》[5]执行，样品在实验室内浓缩至一定体积后，从中取0.1 mL于浮游植物计数框中，在显微镜下进行浮游植物的种类鉴定和计数[6-8]。

利用PHYTO-PAM叶绿素荧光仪(德国WALZ)测定浮游植物叶绿素a质量浓度。每个采样站位取相同量测3次，最后取3次叶绿素a质量浓度平均测定值作为浮游植物生物量[9]。

图1 天津港附近海域浮游植物调查站位

1.3 评价方法

用物种优势度Y[10]判断群落的优势种，用物种多样性指数H′[11]、物种丰富度指数D[12]和均匀度指数J[13]分析浮游植物群落结构情况，具体计算公式如下：

式中,Y为优势度；H′为种类多样性指数；D为丰富度；J为均匀度；fi为第i种在各个采样点出现的频率；Pi为第i种的个体数(ni)与总个体数(N)的比值(或)；S为样品中的种类总数；N为样品中的生物个体数。

2 结 果

2.1 浮游植物种类组成及优势度

天津港附近海域5航次调查，共获得浮游植物2门17科20属共40种(表1)。其中硅藻门10科13属28种，甲藻门7科7属12种。硅藻门种类是本次调查的重要组成部分，占全部40种的68.3%。时间分布上看，6月和8月均出现18种浮游植物，高于其他月份，9月和11月出现13种，为浮游植物种类最少的2个航次。

以优势度指数>0.02定为优势种[14]，调查海域浮游植物优势种及优势度见表2。由表2可知，优势种主要为硅藻门和甲藻门的广布性赤潮种类。4月、 6月和11月浮游植物优势物种均为硅藻门种类；8月和9月浮游植物优势物种为甲藻门的种类。

2.2 浮游植物丰度及其分布

天津港附近海域浮游植物丰度0.03×104～1.92×104个/L，平均丰度0.42×104个/L(图2)，其中4月平均丰度1.30×104个/L为5个航次的最高值，最低值出现在11月，仅为0.09×104个/L；空间分布上5个航次的平均丰度，1#～4#站位为0.46×104个/L，大于5#～8#站位的0.38×104个/L，其中最高值出自2#站位,为0.59×104个/L，最低值出自8#站位,为0.20×104个/L。

表1 天津港附近海域浮游植物种类组成

注：“+”代表该物种在该月出现.

2.3 浮游植物叶绿素a含量及其分布

天津港附近海域浮游植物叶绿素a质量浓度见表3。由表3可知，各站位浮游植物叶绿素a质量浓度为0.28～23.58 μg/L，平均为9.93 μg/L。其中9月浮游植物平均叶绿素a质量浓度为5个航次中最高，为13.19 μg/L；6月的平均叶绿素a质量浓度最低，为2.25 μg/L。空间分布上，1#～4#站位平均叶绿素a质量浓度为10.15 μg/L大于5#～8#站位平均叶绿素a重量浓度(9.71 μg/L)，4#站位平均叶绿素a质量浓度13.61 μg/L为8个站点中最大值，6#站位平均叶绿素a质量浓度6.85 μg/L为最低值。

表2 天津港附近海域浮游植物优势种及生态类型

图2 天津港附近海域浮游植物丰度

站点4月6月8月9月11月平均值1#6.252.316.9413.039.437.592#12.225.786.359.434.317.623#13.263.1612.0012.7117.7011.774#15.810.2828.0510.8813.049.685#8.240.3012.1923.584.789.826#9.812.238.4010.343.4910.787#8.841.3211.8812.6032.5013.438#3.942.6319.3312.984.788.73平均值9.802.2513.1413.1911.259.93

2.4 浮游植物生物多样性

2.4.1 浮游植物多样性指数

天津港附近海域浮游植物多样性指数见图3。由图3可见，多样性指数为0～2.63，多样性指数平均值为1.25，其中9月平均多样性指数2.42为5航次的最高值， 4月(0.38)为最低值；空间分布上，平均多样性指数最大值出现在8#站位(1.52)，7#站位的平均多样性指数1.05为最小值。

图3 天津港附近海域浮游植物多样性指数

2.4.2 浮游植物丰富度指数

天津港附近海域浮游植物丰富度为0～1.63，平均为0.75。其中11月平均丰富度1.19为5航次的最高值，最低值为4月的0.38；空间分布上， 8#站位的平均丰富度0.85，为所有采样站位的最高值，3#站位平均丰富度为0.67，为最低值(图4)。

图4 天津港附近海域浮游植物丰富度指数

2.4.3 浮游植物均匀度指数

天津港附近海域浮游植物均匀度的监测结果见图5。由图5可知，均匀度为0～0.88，平均均匀度为0.43，各航次采样浮游植物均匀度依次为9月(0.77)>11月(0.58)>8月(0.50)>6月(0.16)>4月(0.13)；空间分布上，8#站位的平均均匀度0.53为采样站位的最大值，6#站位(0.36)为最小值。

图5 天津港附近海域浮游植物均匀度指数

3 讨 论

通过对调查海域浮游植物群落结构探究，表明此次调查获得浮游植物硅藻、甲藻门共17科20属40种，硅藻门(28种)无论在种类组成还是丰度上均占绝对优势。据李雪清等[16-17]对天津港近岸海域调查发现，天津港近岸海域浮游植物种类组成上以硅藻门和甲藻门为主，同时发现金藻门、裸藻门、黄藻门和绿藻门各一种，而本次调查仅发现硅藻门和甲藻门浮游植物，可能是由于调查站位平面分布较少或环境条件变化引起的。调查海域1#～4#站位平均丰度和平均叶绿素a含量均要高于5#～8#站位平均丰度，并且在伴有中肋骨条藻等广温广盐性藻类的出现，表明近岸营养盐等环境条件更适宜于浮游植物的生长繁殖。同时，通过本次调查海域优势度分析可知，优势物种均为赤潮种类，表明调查海域水质综合表现比较差[18]，并伴有赤潮爆发的可能性。

生物多样性是指生物群落在组成、结构、功能和动态方面所表现出的丰富多彩的差异。生物多样性的研究在于认识生物群落的结构与功能，多样性指数和物种度分布格局的研究对于水域环境监测与评价生态环境状况方面都具有较大的价值[19]。根据《近岸海域环境监测技术规范》[12]，浮游生物多样性指数≥3为优良，2≤多样性指数<3为一般，1≤多样性指数<2为差，多样性指数<1为极差。本次调查海域多样性指数平均值为1.2462，属于水质较差类型，与历史同期数据[20-22]相比均略有降低。刘宪斌等[4,16]对天津港海域生态环境调查表明，天津港附近海域浮游植物多样性指数、丰富度指数及均匀度指数逐年递减，与本调查调查海域结果基本吻合。本次调查海域4、6月多样性指数较低，主要是由于4、6月浮游植物均以中肋骨条藻为优势种，种类组成比较单一，造成这种现象的原因，可能是由于大量陆源及航道内污染物直接排放致使调查海域内污染严重，更适合耐污种类生存，导致多样性水平较低。

由于近年来天津港附近海域围海工程建设及过度捕捞，使其与外界水体交换能力差、受到海水不能及时进行交替以及不科学排污的干扰，致使天津港附近海域浮游植物细胞数量及种类组成上均出现不同程度的锐减情况。同时在8月4#调查采样时，发现水色轻微变红现象，经采样分析红色水体内夜光藻含量达到《近岸海域环境监测技术规范》[12]中的赤潮发展阶段。综合本文浮游植物群落结构分析结果，表明由于调查海域水质条件差，导致浮游植物多样性水平较低，群落结构比较单一。这也提醒我们在对海洋资源开发利用的同时，注意对海洋环境的保护。

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PhytoplanktonCommunityStructureinWatersnearTianjinPort

SUN Yanbin1, ZHANG Shulin1,2, ZHANG Dajuan1,2,BI Xiangdong1,2

( 1. College of Aquaculture, Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384, China;2. Tianjin Key Laboratory of Aqua-ecology and Aquaculture, Tianjin 300384, China )

Features of the phytoplankton community structure were studied in waters near the Tianjin Port in April, June, August, September and November in 2014. The results showed that a total of 40 species from 20 genera belonging to 17 families in 2 phyla were identified in the surveyed area. The cell abundance of phytoplankton in survey area was from 0.03×104cells/L to 10.12×104cells/L, density from 0.28 μg/L to 32.50 μg/L, the absolute dominat bacillariophya in phytoplankton species, including 28 species from 13 genera belonging to 28 families, accounting for 68.3% of the total species.The average of Shannon-Wiener index, Margalef and Pielou index of phytoplankton in the 5 cruises was 1.2462,0.7539 and 0.4305, respectively. The comprehensive analysis revealed that the phytoplankton biodersity in the Tianjin Port near waters of Bohai Bay was low level and simple in community composition.

Tianjin Port; phytoplankton; community structure

10.16378/j.cnki.1003-1111.2016.06.017

S932.2

A

1003-1111(2016)06-0702-06

2015-10-19；

2016-03-02.

农业部水生生物资源养护专题项目(201405305)；天津市高等学校创新团队培养计划项目(TD12-5018)；天津市科委技术创新引导专项优秀科技特派员项目 (15JCTPJC64500)；天津市科技计划农业科技成果转化项目(14ZXNZNC00049)；天津农学院科技发展基金资助项目(2014N12).

孙延斌(1990-)，男，硕士研究生；研究方向：水产动物增养殖. E-mail：sun_90528@163.com.通讯作者：张树林(1963-)，男，教授；研究方向：水生生物学. E-mail：shulin63@163.com.