莱州湾扇贝养殖区浮游植物的群落变化研究

于潇　李希磊　杨俊丽　崔龙波

摘要 [目的]了解莱州湾扇贝养殖区浮游植物的群落变化。[方法]于2017年5—11月每月中旬采集莱州湾10个扇贝养殖区的水样，对其浮游植物的群落变化进行研究。[结果]共检测到浮游植物5门53属90种，其中硅藻门35属65种，金藻门4属4种，绿藻门3属4种，甲藻门9属15种，隐藻门2属2种。浮游植物密度在春、秋季较大，而优势种数目在夏季最多。莱州湾扇贝养殖区浮游植物多样性指数为1.306 0～3.571 1，均匀度指数为0.365 8～0.965 0，丰富度指数为1.424 5～4.416 0。[结论]在调查期间，莱州湾扇贝养殖区浮游植物分布均匀，且群落结构比较稳定。

关键词 莱州湾；扇贝养殖区；浮游植物

中图分类号 S917.3 文献标识码

A 文章编号 0517-6611（2018）18-0065-06

Study on the Community Changes of Phytoplankton in Scallop Culture Area of Laizhou Bay

YU Xiao，LI Xilei，YANG Junli et al （College of Life Sciences，Yantai University，Yantai，Shandong 264005）

Abstract [Objective] To understand the changes of phytoplankton community in the scallop culture area of Laizhou Bay.[Method] Water samples were collected from 10 scallop culture areas of Laizhou Bay in the middle of May to November of 2017. The changes of phytoplankton community were studied.[Result] A total of 90 species belonging to 53 genera of 5 phylum of phytoplankton were found，including 65 species belonging to 35 genera of diatom，4 species，4 genera of Chlorophyta， 4 species，3 genera of Chlorophyta，15 species，9 genera of Prorophyta and 2 species，2 genera of Cryptophyta. The density of phytoplankton in spring and autumn were larger，and the number of dominant species was the highest in summer. The diversity index of phytoplankton ranged from 1.306 0 to 3.571 1，and the uniformity index ranged from 0.365 8 to 0.965 0. The richness index of phytoplankton ranged from 1.424 5 to 4.416 0.[Conclusion] The phytoplankton was distributed evenly and the community structure was relatively stable in the scallop culture area of Laizhou Bay during the survey period.

Key words Laizhou Bay；Scallop culture area；Phytoplankton

浮游植物是一種自身含有色素或色素体，能进行光合作用的自养单细胞微生物，它是海洋中的初级生产者，其群落组成与密度直接影响该海域的生态系统结构[1]。因此，研究一个海区浮游植物的群落结构是了解该海区生态系统结构的基础[2-3]。莱州湾位于山东半岛北部，是我国唯一的半封闭陆架浅海渤海的一个重要组成部分，是山东省重要的扇贝养殖基地[4]。近年来，随着人口的增长和经济的发展，重工企业相继建立，人们对海产品的需求量逐步增加，海水养殖规模逐步扩大，由此造成沿岸污染逐渐增加，海水富营养化严重，海洋生产力逐步下降，浮游植物物种丰富度明显减少。笔者从莱州湾扇贝养殖区采集海水样品，经浓缩后对浮游植物进行分类与计数，分析浮游植物的种群分布及多样性，旨在为莱州湾扇贝养殖的统筹规划提供科学的依据，并为莱州湾浮游植物的群落变化提供背景资料。

1 材料与方法

1.1 研究站位

于2017年5—11月每月中旬，在莱州湾的龙口市、招远市和莱州市选取10个扇贝养殖区进行采样，编号分别为1#～10#，研究站位见图1。每个养殖区设置4个平行采样点，并在每个采样点采集表层及底层海水，求平均值并记录试验结果。

1.2 采样方法

每个养殖区设置4个平行点，每个平行点用有机玻璃采水器采集表层海水及底层海水并混匀。将采集的海水取1 L，加入15 mL鲁哥氏液固定并保存样品，置于阴凉处静置24～48 h进行浓缩。浓缩后的样品采用0.1 mL浮游生物计数框在光学显微镜下对浮游植物进行分类与计数。

1.3 数据处理

对浮游植物的密度、多样性、优势度、均匀度、丰富度进行计算，分别采用浮游植物密度（N′）[5]、Shannon-Wiener多样性指数（H′）[6]、McNaughton指数（Y）[7]、均匀度指数（J）[8]和丰富度指数（D）[9]的计算公式进行计算。

浮游植物密度的计算采用《海洋监测规范》浓缩计数法：

N′=nV′/VV″（1）

物种多样性指数采用Shannon-Wiener多样性指数，计算公式如下：

H′=-∑si=1Pilog2Pi（2）

浮游植物优势度采用McNaughton指数（Y>0.02）来判断，计算公式如下：

Y=niNfi（3）

均匀度的计算采用Pielou指数，计算公式如下：

J=H′/log2S（4）

物种丰富度（d）的计算采用Margalef指数，计算公式如下：

d=（S-1）/lnN（5）

式中，N′为浮游植物密度（ind./L），n为取样计数所得的浮游植物数（个），v′为水样浓缩体积（mL），V为浓缩前水样体积（mL），V″为取样计数的体积（mL），Pi为第i种的个体数与样品中总个体数的比值（ni/N），S为样品中种类总数，N为所有种类的总个数，ni为第i种的总个数， fi为该种在各样品中出现的频率。

2 结果与分析

2.1 浮游植物的物种组成与月份变化

2017年5—11月莱州湾扇贝养殖区内共检测到浮游植物5门53属90种，包括硅藻门、金藻门、绿藻门、甲藻门和隐藻门，其中硅藻门35属65种，金藻门4属4种，绿藻门3属4种，甲藻门9属15种，隐藻门2属2种（表1）。硅藻门占全年总物种数的73.12%，其中菱形藻属种类最多；金藻门、绿藻门均占4.30%；甲藻门占16.13%，原甲藻属种类最多；隐藻门占2.15%。由此可见，莱州湾扇贝养殖区是一个以硅藻为主的浮游植物群落，调查期间硅藻门占绝对优势，其次是甲藻门，而金藻门、绿藻门和隐藻门的种数相对较少。

莱州湾浮游植物在1960年有27属65种，1992年有25属54种，2009年有20属34种[10]，2014年有5门112种[11]，2016年有5门96种[12]，此次调查结果表明莱州湾浮游植物有5门90种。1960—2014年调查的浮游植物物种数逐渐下降，2014—2017年物种数也呈下降趋势，但由于2014年以前采用国际标准号20（孔径0.076 mm）的浅水Ⅲ型浮游生物网，当浮游植物小于该网网孔时就很难采集到[10]，2014年后采用有机玻璃采水器进行采样，几乎不损失海水中的浮游植物，所以2014年以后鉴定出的种类数较多。

2.2 浮游植物密度的月份变化

从图2可以看出，2017年5月莱州湾10个扇贝养殖区浮游植物密度为5.89×104～1.70×105 ind./L，平均值为1.37×105 ind./L；6月游游植物密度为8.68×103～3.05×105 ind./L，平均值为8.41×104 ind./L；7月浮游植物密度为7.01×103～4.11×104 ind./L，平均值为2.09×104 ind./L；8月浮游植物密度为3.31×103～4.13×104 ind./L，平均值为1.78×104 ind./L；9月浮游植物密度为2.25×104～3.43×105 ind./L，平均值为8.03×104 ind./L；10月浮游植物密度为9.71×103～6.54×104 ind./L，平均值为2.22×104 ind./L；11月浮游植物密度为6.01×103～5.59×104 ind./L，平均值为2.59×104 ind./L。总体来看，在春季（5月、6月）和秋季（9月）浮游植物密度较大，这可能与温度变化有关。杨东方等[13]研究表明温度对浮游植物结构有极其重要的影响。莱州湾位于北纬37°，属于温带季风气候，夏季温度较高，浮游植物中有适应春秋季较低水温的狭冷性种（例如硅藻[14]和金藻），它们在温度刚升高的几天内大量出现，但会迅速走向衰亡；同时也有适应高温的多温性种，如蓝藻和绿藻。莱州湾扇贝养殖区浮游植物群落中硅藻占主要优势，因此夏季（7、8月）硅藻数量因温度升高而有所减少，导致浮游植物密

度下降。此外，也有可能因为夏季扇贝的快速生长需要而摄入大量浮游植物，导致浮游植物密度下降。因此，莱州湾扇贝养殖区在

2017年浮游植物密度会出现双峰现象[15-16]。

2.3 浮游植物优势种的月份变化

浮游植物优势度>0.02的物种则为优势种。从表2可以看出，2017年5—11月优势种分别为4、5、5、7、4、5、5种，除了8月份优势种有明显升高外，其他

月份相差不大。5月菱形藻、小环藻为绝对优势种（优势度>0.1），6月硅藻门丹麦细柱藻为绝对优势种，7月菱形藻、裸甲藻为绝对优势种，而8月没有绝对优势种，9、10、11月浮游植物的绝对优势种分别为柔弱伪菱形藻、裸甲藻、长菱形藻。调查期间共得到优势种15种，除甲藻门2种、隐藻门1种外，其余均为硅藻门。

2.4 生物多样性的月份变化

物种多样性指数（H′）是反映物种均匀度和丰富度的综合指标[17-18]，用来判断群落或生态系统的稳定性。从表3可以看出，丰富度指数在夏季明显高于其他季节，表明浮游植物在夏季种类数多，数量较为均衡。春秋季虽浮游植物密度较大但其多样性指数较小，这可能由于莱州湾地区主要优势种硅藻因较适应春秋季节海水温度而大量繁殖导致。莱州湾扇贝养殖区浮游植物H′为1.306 0～3.571 1，平均值为2.543 9，均大于1.0；J为0.365 8～0.965 0，平均值为0.828 2，均大于0.3。根据H′ <1.0、J <0.3作为浮游植物多样性较差的综合评价标准[19]，可知莱州湾扇贝养殖区浮游植物多样性比较稳定。

物种的种类数和均匀度这2个指标可以影响到群落物种的ShannonWiener多樣性指数（H′），物种种类多、数量少、分布均匀，物种多样性指数就越高[20]。丰富度指数与物种种类数

呈正相關，丰富度指数越大种类数越多，均匀度指数是表征物种在群落中分布均匀程度的指标[21]。该研究中均匀度指

数为0.342 5～0.965 0，丰富度指数为1.424 5～4.416 0。从表4、5可以看出，莱州湾扇贝养殖区物种丰富度和均匀度在夏季均高于其他季节，因此物种的多样性指数在夏季应高于春季、秋季。

3 结论

（1）在对莱州湾扇贝养殖区的调查中，共发现浮游植物5门53属90种，其中硅藻门占绝对优势，其次是甲藻门，而金藻门、绿藻门和隐藻门的种数相对较少。

（2）春季（5、6月）、秋季（9月）浮游植物密度较高。浮游植物的主要优势种为蓝隐藻、菱形藻、小环藻、长菱形藻、丹麦细柱藻、微小原甲藻、裸甲藻、柔弱伪菱形藻、原甲藻、角毛藻、密连角毛藻、日本星杆藻、圆筛藻、布纹藻、海链藻。8月优势种数目为7种，明显高于其他月份。

（3）莱州湾扇贝养殖区浮游植物的多样性指数、丰富度指数、均匀度指数均较高，由此可见其浮游植物群落结构比较稳定。

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