安海湾浮游植物群落特征

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(1.福建海洋研究所，福建 厦门 361013； 2.福建省海陆界面生态环境重点实验室，福建 厦门 361013)

海洋浮游植物一般个体较小，繁殖周期快，对环境的变化敏感，环境的改变可以改变植物群落的种类组成、结构和丰度等，反之，浮游植物群落结构的变化也可以反映海洋环境状况的变化。海洋浮游植物群落结构和细胞丰度等是评价海水环境质量及其变化的重要指标，浮游植物可以作为环境监测评估中的指示生物。

王键等研究过安海湾营养盐特征及富营养化程度和东石排污口入海污染物对邻近海域环境的影响[1-2]，陈艳梅等研究过安海湾表层沉积物重金属含量分布特征[3]，林俊辉等研究了安海湾及邻近海域春季大型底栖动物群落结构的变化[4]，结论为安海湾逐渐富营养化，污染较显著。有关安海湾浮游植物群落的研究报道不多，1989年6月曾进行过调查[5]。本文依据2016年5月、8月、10月和2017年2月安海湾4个季度月调查资料，对浮游植物群落特征进行分析与讨论，探讨浮游植物群落与环境等因素的关系，旨在为安海湾环境污染的治理等提供参考数据。

1 材料与方法

1.1 研究区域与方法

2016年5月(春)、8月(夏)、10月(秋)和2017年2月(冬)对安海湾进行4个季度月调查，设6个调查站位，如图1所示，其中1号站在晋江经济开发区污水处理厂入海排污口附近。采样一般在大潮期间进行，在一个潮周期的低潮和高潮时段分别进行采样。

浮游植物采样按GB 17378.7—2007《海洋监测规范》[6]进行，采表层水1.0 L，水样用碘液固定，浓缩计数法计数。温度、盐度、pH、化学需氧量、氨氮、和活性磷酸盐等的采样及分析方法参照《海洋监测规范》。

1.2 群落特征指数计算

均匀度(Pielou evenness index，J)指数采用皮诺(Pielou，1966)的公式：J=H′/ log2S；

物种优势度(McNaughton index，Y)指数计算：Y=(ni/N)fi；

式中，ni为第i种的个体数；N为样品的总个体数；S为样品中种类总数；fi为该种在各样品中出现的频率。

2 结果

2.1 浮游植物种类组成和分布

2.1.1 浮游植物种类组成

安海湾浮游植物四个季度月共鉴定6门68属139种，其中蓝藻门5属5种，裸藻门2属3种，绿藻门4属8种，金藻门1属1种，甲藻门11属17种，硅藻门45属105种。蓝藻门的螺旋藻(未定种)(Spirulinasp.)、平裂藻(未定种)(Merismopediasp.)、裸藻门中裸藻(未定种)(Euglenasp.)、绿藻门中的二角盘星藻(Pediastrumduplex)、二形栅藻(Scenedesmusdimorphus)、四尾栅藻(S.quadricauda)等和硅藻门的直链藻(未定种)(Melosirasp.)、颗粒直链藻(M.granulata)等淡水性种类较多，反映了调查区域受到淡水的影响，这些淡水性种类四个季度月均有出现，2月种类最多，其次是10月。暖水性种类红海束毛藻(Trichodesmiumerythraeum)、洛氏角毛藻(Chaetoceroslorenzianus)、地中海指管藻(Dactyliosolenmediterraneus)、太阳双尾藻(Ditylumsol)、钝棘根管藻半棘变型(Rhizosoleniahebetataf.semispina)、粗根管藻(R.robusta)等多在8月和5月出现，但数量不多；广布性种类奇异棍形藻(Bacillariaparadoxa)、小环藻(未定种)(Cyclotellasp.)、新月筒柱藻(Cylindrothecaclosterium)、簇生布纹藻(Gyrosigmafasciola)、北方劳德藻(Lauderiaborealis)、具槽直链藻(M.sulcata)、中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、菱形海线藻(Thalassionemanitzschioides)等种类较多，其中小环藻(未定种)、中肋骨条藻、新月筒柱藻等四个季度月均有出现；暖温性种类聚生角毛藻(C.socialis)、加拉星杆藻(Asterionellakariana)等多在2月出现。

5月浮游植物主要种类有小环藻(未定种)、中肋骨条藻、裸藻(未定种)、四尾栅藻、新月筒柱藻、具槽直链藻、奇异棍形藻等；低潮时裸甲藻(未定种)(Gymnodiniumsp.)在1、2号站有一定的数量；有暖水性种类如钝棘根管藻半棘变型和暖温性种类如聚生角毛藻等，但数量少。8月主要种类有小环藻(未定种)、簇生布纹藻、北方劳德藻、奇异棍形藻、新月筒柱藻和中肋骨条藻等；菱形海线藻、柔弱伪菱形藻(Pseudo-nitzschiadelicatissima)、旋链角毛藻(C.curvisetus)、裸藻(未定种)等种类常见；地中海指管藻、拟旋链角毛藻(C.pseudocurvisetus)等暖水性种类存在。10月主要种类有直链藻(未定种)、小环藻(未定种)、菱形藻(未定种)(Nitzschiasp.)、中肋骨条藻等，具槽直链藻、新月筒柱藻、菱形海线藻、颗粒直链藻等种类常见；低潮时1、2、3号站淡水性种类如四尾栅藻、二形栅藻等数量增多。2月主要种类有聚生角毛藻、小环藻(未定种)、加拉星杆藻、中肋骨条藻和裸藻(未定种)等，圆海链藻(Thalassiosirarotula)、短角弯角藻(Eucampiazoodiacus)、柔弱角毛藻(C.debilis)、四尾栅藻、柔弱根管藻、新月筒柱藻等种类常见；低潮时1、2号站二角盘星藻、平裂藻(未定种)、颤藻(未定种)(Oscillatoriasp. )数量增多。

2.1.2 种类数的分布

浮游植物种类5月鉴定6门45属79种，8月鉴定5门40属71种，10月鉴定5门37属61种，2月鉴定5门47属73种， 5月种类最多。四个季度月均出现的种类17种，占鉴定种类的12.23%。

表1 浮游植物种类数的分布

从浮游植物种类数的分布看，各季度月低潮和高潮种类数从湾顶到湾口有增加的趋势，符合浮游植物种类的一般分布规律(表1)。各季度月均有站位种类数分布与整体分布趋势不一致的现象，如低潮时5月和2月的3号站、10月的2号站，这些站位种类数相对增加，增加的种类主要是淡水性种类，高潮时2月的4号站则增加几种甲藻，如海洋原甲藻(Prorocentrummicans)、渐尖鳍藻(Dinophysisacuminata)等。一般高潮时种类数多于低潮时，但5月1号站，10月的2、5号站和2月的3、5号站相反。

2.2 数量分布

2.2.1 浮游植物细胞数量分布

表2 浮游植物细胞数量的分布

浮游植物平均数量2月最多为54.21×104cells/L，5月次之，8月最少；四个季度月平均数量为23.33×104cells/L。5月和2月低潮平均数量少于高潮平均数量，8月和10月低潮平均数量多于高潮数量(表2)。

5月低潮时浮游植物数量由湾顶向湾口逐渐减少，高潮时1号站数量为166.59×104cells/L，远多于其他站位，该站裸藻(未定种)和小环藻(未定种)数量分别为68.04×104cells/L和97.74×104cells/L，两种合计为165.78×104cells/L，占该站数量的99.51%。8月低潮时，除湾口6号站数量略多外，其余站位数量相差不大，湾顶向湾口有逐渐增加的趋势；高潮时湾顶向湾口数量也有逐渐增加的趋势。10月低潮时2号站数量明显增大，优势种为直链藻(未定种)、菱形藻(未定种)，两种的数量分别为25.30×104和7.18×104cells/L，相应占该站数量的60.79%和17.25%，3号站与2号站类似；高潮时1号站数量为17.14×104cells/L，明显多于其他站位，该站小环藻(未定种)数量占88.91%。2月低潮时浮游植物数量由湾顶向湾口有逐渐增加的趋势；高潮时1号站至4号站数量逐渐增多。

5月的1号站在高潮时的数量为低潮的11.3倍；10月的3号站在低潮时的数量为高潮的13.4倍，2号站为8.3倍；在一个潮周期的数个小时内低潮时段和高潮时段数量变化大。

1号站5月和2月的低潮和高潮各大门类数量比例有很大的变化。5月低潮时甲藻数量占4.21%，高潮时裸藻数量占33.54%；2月低潮时裸藻和绿藻分别占33.41%和10.43%，其中绿藻大部分为栅藻属种类，高潮时几乎都是硅藻(图2)。

2.2.2 优势种数量分布

以Y值大于0.02确定优势种，安海湾浮游植物优势种5月为小环藻(未定种)、中肋骨条藻和裸藻(未定种)，8月为小环藻(未定种)、簇生布纹藻、北方劳德藻、奇异棍形藻、新月筒柱藻和中肋骨条藻，10月为直链藻(未定种)、小环藻(未定种)、菱形藻(未定种)和中肋骨条藻，2月为聚生角毛藻、小环藻(未定种)、加拉星杆藻、中肋骨条藻和裸藻(未定种)。小环藻(未定种)和中肋骨条藻各季度月都是优势种类。裸藻(未定种)在各季度月均存在，其中在5月和2月成为优势种类，5月主要分布在1号站。8月簇生布纹藻和奇异棍形藻等底栖性种类，由风浪潮流等搅动进入浮游植物群落；北方劳德藻是高潮时随湾外水进来的种类，所以在高潮时成为优势种，越到湾顶数量越少。10月直链藻(未定种)与安平桥新水闸内的种类相同，主要分布在2、3号站，来自湾顶淡水。2月聚生角毛藻和加拉星杆藻来自沿岸流，主要由潮汐携带进入。

浮游植物各季度月主要优势种类有变化，低潮和高潮主要优势种也有变化(表3)。小环藻(未定种)在2月低潮和10月高潮时占浮游植物平均数量的60%以上；聚生角毛藻在2月高潮时占浮游植物平均数量的65%，低潮时也占48%左右。优势种的变化表明安海湾浮游植物变化大，浮游植物群落不稳定。

表3 浮游植物主要优势种数量

小环藻(未定种)在各季度月均有分布，在低潮时是主要优势种，5月低潮时占64.44%。5月、8月和10月湾顶到湾口的浮游植物数量有减少的趋势。5月和10月高潮时，1号站数量远比其余站位多，导致当月此种平均数量占比很大。2月低潮时，除1号站外，2号站至湾口数量有减少的趋势；高潮时数量分布状况相反(表4)。

表4 优势种小环藻一种的数量分布

2.3 浮游植物群落指数

浮游植物多样性指数平均值8月(3.23)>10月(2.87)>5月(2.23)>2月(2.22)，四个季度月平均值为2.64；低潮时10月(3.04)>8月(2.91)>2月(2.59)>5月(1.94)，高潮时8月(3.56)>10月(2.70)月>5月(2.52)>2月(1.85)。5月和8月各站多样性指数一般是低潮小于高潮，10月1号站多样性指数低潮明显大于高潮； 2月1、2、3和4号站多样性指数低潮大于高潮。5月和2月大多数站位多样性指数<3.0， 8月多数站位多样性指数>3.0；10月各站变化较大，1、5、6号的低潮和3、4、6号站的高潮>3.0(图3)。1号站多样性指数在低潮和高潮时变化较大，显示浮游植物群落的不稳定。

浮游植物均匀度指数平均值8月(0.75)>10月(0.67)>5月(0.52)>2月(0.51)，与浮游植物多样性指数趋势相同，各月变化趋势与浮游植物多样性指数接近。1号站由于优势种的数量变化大导致均匀度指数变化也大。

3 讨论

3.1 浮游植物的分布与环境的关系

陈宝红等研究20世纪50年代以来厦门海域水采浮游植物群落种类鉴定实验记录，发现该海域水采浮游植物群落整体呈现出明显的小型化趋势，新增的优势种则为小环藻属(Cyclotellasp.)、海链藻属(Thalassiosirasp.)和菱形藻属(Nitzschiasp.)等个体较小的种类[7]。在生境不稳定的条件下，浮游植物种群以r-对策者适应环境，个体小型化[8-9]。安海湾临近厦门海域，污染较严重，氮、磷含量严重超标，湾顶受淡水的影响，温盐、pH等变化大，主要优势种小环藻(未定种)、菱形藻(未定种)、中肋骨条藻等均是小型种类。比较陈宝红等研究的结果，可以推测安海湾水采浮游植物群落也有小型化的趋势。

1号站位于晋江经济开发区污水处理厂排污口，受排污水的严重影响，浮游植物的生长和繁殖也受到影响，在低潮时这种影响尤其明显。这是因为排污水盐度低、溶解氧含量低、营养盐浓度高。此外因受到潮汐等的影响，导致高低潮时温度、盐度、溶解氧和营养盐浓度等变化大，使得排污口环境发生剧烈变化，从而影响浮游植物的生长，引起部分种类的不适或者引起一些种类的大量繁殖，从而引起浮游植物群落的变化。裸藻和栅藻的耐污指数高，尤其是裸藻几乎达到最高值5[10]；1号站裸藻(未定种)和栅藻等耐污性种类数量较多且高低潮变化较大。浮游植物变化导致浮游植物多样性指数等的变化，因此1号站浮游植物多样性指数等指标在高低潮时比其他站位变化大。

10月低潮时2号站主要优势种直链藻(未定种)、菱形藻(未定种)与安平桥新水闸内的浮游植物相似，该站盐度2.26，新水闸内盐度1.0，表明该站浮游植物数量增大主要原因是由湾顶淡水通过安平桥新水闸等方式携带冲入；携带的一些淡水种类如扁裸藻(未定种)(Phacussp.)、盘星藻(未定种)(Pediastrumsp.)等增多了该站浮游植物的种类；同时在该站也观察到海水种类叉角藻(Ceratiumfurca)严重变形。3号站盐度9.22，浮游植物状况与2号站类似；此外其他站位都没有数量异常增多的状况。高潮时2、3号站和整个安海湾直链藻(未定种)数量都很少。由此可以推测10月淡水携带的藻类可能不适应海水的环境，在低潮时淡水影响的范围主要在2、3号站。

3.2 小环藻(未定种)的适宜环境条件

小环藻可以成为生长在虾池、某些排污污水的种类[11]，也可以是红树林区的优势种类[12]。污水处理厂的污水除包含有营养盐、重金属等污染物外，还会影响海域pH、温盐等。小环藻(未定种)是安海湾优势种类，四个季度月均稳定分布于安海湾，其在安海湾的分布状况表明晋江经济开发区污水处理厂排出的污水在合适的条件下可以引起小环藻(未定种)大量增加。比较5月和10月高潮时污水处理厂排水口小环藻(未定种)异常增加时的环境参数,可以推测小环藻(未定种)生长的适宜条件为温度在24～27℃、盐度20左右、pH 7.71～7.75、 较大的化学耗氧量、较高的氨氮(表5)；从2月低潮和高潮也有较多数量分析，小环藻(未定种)在16℃、盐度16～29左右也可以较好地生长。因此，小环藻(未定种)可能适应温盐等的范围较大，能够在氮、磷较高的水域生长。而长江破碎带的浮游植物每个月都以小环藻属为优势种[13]，表明小环藻培养适宜的范围确实较大[14-15]。但是，1号站一个潮周期的数小时内数量可以增加10倍以上，可能还与其他因素有关，有待进一步分析。

表5 小环藻(未定种)环境参数

3.3 低潮和高潮浮游植物变化

浮游植物高、低潮数量和种类变化规律较复杂，潮汐、昼夜、光照、营养输入、风浪、地形和天气等因素都能引起浮游植物群落变化[16-17]。安海湾各季度月浮游植物平均种类数变化较大主要与潮汐有关。5月、8月潮汐携带湾外种类较多，暖水种类增多，高潮时的种类明显多于低潮；10月，季节开始转换，安海湾外开始受沿岸流影响，湾外浮游植物种类减少，因此潮汐携带增加的种类不多，加上低潮时湾顶淡水输入导致淡水种类的增加，造成高潮时平均种类数反而较低潮时少；2月，湾外由沿岸流控制，湾内、湾外趋于一致，暖温性种如聚生角毛藻、加拉星杆藻等占优势，由湾外海水携带增加的种类不多。1号站各季度月种类均较少，可能与排污口污水有关，通常只有部分种类能适应污水处理厂的污水环境。

由于潮汐、淡水和排污水等水源的共同作用，使安海湾海域的浮游植物数量和群落结构发生复杂的变化。在一个潮周期的低潮和高潮，由于一些种类在环境条件适宜时大量增长或者外部携带进入导致数量变化较大，从而引起浮游植物群落数量和多样性指数的变化。这些变化有的可能不是稳定持续的，原因可能是水闸不定时排水引起的等。从本调查看，8月和10月不少站位浮游植物多样性指数>3.0，大多数站位的低潮或者高潮时多样性指数>2.0，由此判断安海湾污染较轻与实际情况不相符。由于不同时间调查得到的结果可能不同，由此得到的结论可能有差异，因此利用浮游植物群落多样性指数评价海域环境尤其是近岸内湾需要综合其他多方面的因素[18]。

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