黃河入海口水域浮游植物的群落特征

鞏俊霞，楊秀蘭，劉 飛，張明磊，杜興華 王志忠，張金路，陳述江，陳秀麗，段登選

(山東省淡水水產研究所，山東 濟南 250117)

黃河入海口水域浮游植物的群落特征

鞏俊霞，楊秀蘭，劉 飛，張明磊，杜興華 王志忠，張金路，陳述江，陳秀麗，段登選

(山東省淡水水產研究所，山東 濟南 250117)

于2008年和2009年枯水期與豐水期對黃河入海口水域中的浮游植物進行了調查研究，并分析了浮游植物的群落結構、豐度與變化。結果表明：共鑒定出浮游植物8門63種，其中硅藻門的種類最多，占41.27%；浮游植物的枯水期豐度均高于豐水期；黃河入海口水域浮游植物多樣性和均勻度均較好，浮游植物群落結構比較穩定，2008年枯水期多樣性指數與均勻度都高于2009年枯水期，2008年豐水期多樣性指數低于2009年豐水期，而均勻度則高于2009年豐水期；黃河入海口水域總體為磷限制水體。

黃河入海口水域；浮游植物；豐度；多樣性指數；優勢度；均勻度

浮游植物是海洋中最主要的初級生產力，其生物量的多少直接反映了海域的肥瘠程度和所能養育生物資源的能力。浮游植物群落在環境改變時可以靈敏而迅速地反映環境的變化，而且不同的浮游植物的群落結構決定了其在生態系統中的功能差異，所以研究浮游植物變化是當今海洋生態學研究的熱點之一[1]。

黃河入海口水域是黃河入海的通道，也是許多江海魚類的洄游通道、產卵場和索餌場。黃河入海口水域水文環境復雜多變，近年來由于受人類活動和陸源污染物排放等因素的影響，水質逐漸趨于富營養化。黃河入海口水域位于渤海灣東南部和萊州灣西北部，海岸帶曲折、漫長，沿岸有黃河等10多條河流由此入海，徑流量大并攜帶大量營養物質和一定泥沙流入河口海域，海域水質肥沃，浮游生物生物量大，與外洋海水有不同程度的阻隔，生物交換受到一定的約束。因此，黃河入海口水域浮游植物的群落特征具有一定的代表性。根據2008年和2009年對黃河入海口水域浮游植物4個航次的調查資料，本研究對浮游植物的種類組成、數量分布、生物多樣性及其與環境因子的關系進行分析，以期為黃河入海口水域的生態環境、養殖環境容量的評估以及合理的開發提供科學的依據。

圖1 黃河入海口水域采樣點的分布

1 材料與方法

1.1 調查水域與站位布設

研究區域主要是黃河入海口及鄰近水域(E119°4.815′～119°38.140′，N37°25.140′～37°59.152′)，調查水域面積約為1000余km2。調查共布設14個站位，調查站位詳見圖1。

1.2 樣品的采集與分析

1.2.1 浮游植物

分別于2008年和2009年的枯水期(5月)與豐水期(8月)對黃河入海口水域進行了4次采樣調查，浮游植物的采樣方法和分類鑒定執行國家標準《海洋調查規范》[2]、《海洋監測規范》[3]和《海洋浮游生物圖譜》[4]。采水器為5LQCC15-5型卡蓋式，各采樣站位均采集上、中、下3層海水的混合樣品，濃縮后、搖勻，計數；每個采樣站位計數2～3次(片)，每次計數50個視野，并用視野法公式換算成每升細胞個數(豐度)。

1.2.2 水樣

采用YSI556-MPS水質快速測定儀現場測定pH、鹽度、溫度、溶解氧等指標。采集的水樣經處理后帶回實驗室進行營養鹽分析測定，水樣的采集、現場處理和分析測定均執行國家標準《海洋調查規范》[2]和《海洋監測規范》[3]。

1.3 指標計算

物種的多樣性指數、均勻度和優勢度分別按下式計算。

均勻度J=H′/log2S[6]

優勢度D=(ni/N)×fi[7]

式中，H′為多樣性指數，S為物種數目，Pi為屬于種i的個體在全部個體中的比例，Pi=ni/N。fi為屬于種i的個體在各站位中出現的頻率，J為均勻度。N為樣品的總個數；ni為樣品中i種的個數。取浮游植物優勢度D≥0.02的種為優勢種[7]。

2 結果與分析

2.1 種類組成及變化

鑒定出黃河入海口水域浮游植物共有8門63種(表1)，硅藻門種類最多，計26種，占41.27%，其中出現頻率較高的屬有海鏈藻(Thalassiosira)、中肋骨條藻(Skeletonemacostatum)、圓篩藻(Coscindiscus)；甲藻門11種，占17.46%，常見屬為夜光藻(Noctilucascientillans)；綠藻門9種，占14.29%，出現率較高的屬有小球藻(Chlorella)、扁藻(Platymonaspeculata)；藍藻門7種，占11.11%，金藻門4種，占6.35%，隱藻門3種，占4.76%，尖隱藻(Cryptomonas)、蘭隱藻(Chroomonas)的出現率較高；黃藻門2種，占3.17%，卡盾藻(Chattonella)出現率較高；裸藻門1種，占1.59% 。

該水域2009年浮游植物種類數量高于2008年，浮游植物種數以硅藻門為主。2008年檢出浮游植物8門40種，枯水期8門25種，豐水期7門27種；2009年檢出8門53種，枯水期8門33種，豐水期鑒8門46種。豐水期浮游植物種類數量均高于枯水期；這可能與黃河豐水期徑流量大、帶有淡水種類和河口半咸水種類，同時伴隨洋流又攜帶咸水種類等因素有關。

2.2 優勢種類

不同年份和同一年份的不同時期，黃河入海口水域浮游植物優勢種類有所不同。2008年枯水期優勢種為小球藻、扁藻、海鏈藻、尖隱藻、尖尾蘭隱藻和卡盾藻，豐水期則為扁藻、海鏈藻、尖隱藻、鹽田蘭隱藻、棕囊藻和卡盾藻；2009年枯水期優勢種為小球藻、扁藻、尖尾蘭隱藻和卡盾藻，豐水期則為小球藻、扁藻、卡盾藻、尖隱藻和尖尾蘭隱藻。其中扁藻和卡盾藻為每次調查的優勢種；夜光藻數量枯水期顯著高于豐水期，2008年枯水期其出現率達92.86%，平均豐度為5.9×105ind/m3，2009年出現率則達100%，平均豐度為2.6×105ind/m3，由于其個體較大(直徑1000μm左右),因此在浮游植物生物量中占有明顯優勢。

2.3 豐度分布

表2列出了黃河入海口水域浮游植物數量均值和豐度變動范圍。從浮游植物豐度均值來看，枯水期浮游植物豐度均高于豐水期，這種變化反映了本水域浮游植物的季節變動規律；同時期內浮游植物豐度最高站位比最低站位高4～8倍，充分反映了黃河入海口水域浮游植物平面分布的不均勻性。在4個航次的調查中，1號站位浮游植物豐度均最高，可能是因為1號站位所處位置風浪較小，水體流動性較差，距離黃河入海位置較遠，混濁度小，利于浮游植物的生長繁殖。

表1 黃河入海口水域浮游植物的物種組成(2008，2009)

表2 黃河入海口水域浮游植物的豐度均值和站間豐度變動范圍 107ind/m3

不同年份枯水期浮游植物豐度分布不盡相同。2008年枯水期豐度從河口南部向河口中南部呈逐漸降低趨勢，河口中南部到河口中北部又呈逐漸上升趨勢；2009年枯水期豐度則由河口南部向河口中南部、中北部呈逐漸降低的趨勢，到河口北部呈上升趨勢。

豐水期浮游植物豐度均低于枯水期，豐水期不同年份的浮游植物豐度分布趨勢基本一致，均由河口南部向河口北部呈逐漸降低的趨勢。

2.4 多樣性特征

表3的數據顯示了黃河入海口水域浮游植物多樣性、均勻度的變化特點。浮游植物多樣性指數最高值出現在2009年豐水期的14號站位(3.27)，最低值出現在2008年豐水期的7號站位(0.67)；均勻度最高值和最低值均出現在2008年豐水期的11號站位(0.98)、7號站位(0.22)。

表3 黃河入海口水域浮游植物的群落結構特征

3 討論

3.1 枯水期浮游植物豐度明顯高于豐水期的原因

黃河入海口水域2008年枯水期浮游植物(細胞)的豐度為382.01×107ind/m3，豐水期為231.38×107ind/m3，2009年枯水期浮游植物豐度為518.86×107ind/m3，豐水期為212.71×107ind/m3，4個航次的調查枯水期的浮游植物細胞豐度明顯高于豐水期。一般海灣水溫較高的季節浮游植物豐度較高[8]，而本研究結果表明，黃河入海口水域枯水期浮游植物豐度卻明顯高于豐水期，可能因為枯水期黃河徑流量明顯低于豐水期，枯水期(1～6月)黃河入海總徑流量為78.8億m3，豐水期(7～10月)為339.3億m3是枯水期的4.3倍[9]，致使本水域枯水期含沙量明顯低于豐水期，水體透明度較高，提高了浮游植物的光合作用，促進了浮游植物的繁殖與生長，是造成枯水期浮游植物豐度明顯高于豐水期的主要原因之一；筆者對本水域浮游動物的研究結果表明，浮游動物枯水期豐度為1.18×105ind/m3，豐水期為2.95×105ind/m3，枯水期豐度明顯低于豐水期，這使枯水期浮游動物的濾食強度明顯低于豐水期，因此浮游動物的濾食是枯水期浮游植物豐度高于豐水期的另一重要原因。

3.2 浮游植物群落特征的分析及評價

2008年～2009年黃河入海口水域共檢出浮游植物8門63種，高于2005年渤海灣的5門58種[10]和萊州灣2002～2003年的45種[11]，幾次調查的結果不盡相同，但共同點是浮游植物種類均以硅藻門為主。

浮游植物多樣性指數是表示其群落多樣性的指標值，一般認為大于1時為正常，小于1時可能受到了其他環境因素的擾動。均勻度則是實際多樣性指數與理論上最大多樣性指數的比值，是一個相對值，其數值范圍在0～1，用它來評價浮游植物的多樣性更為直觀、清晰。實際應用中，當均勻度大于0.3時，表示海區內浮游植物的多樣性較好，可以此做為評價其多樣性優劣的標準。現以多樣性指數小于l、均勻度小于0.3為多樣性較差的標準進行綜合評價[12]。本調查中，黃河入海口水域浮游植物多樣性指數范圍在1.98～2.48之間，均大于1；均勻度指數變化范圍為0.56～0.78，遠大于0.3。因此可以認為，黃河入海口水域浮游植物多樣性和均勻度較好，浮游植物群落結構比較穩定，組成種類多，個體數量分布比較均勻。

3.3 浮游植物與環境因子的關系

表4 黃河入海口水域不同時期的主要營養鹽 mg/L

浮游植物的生長繁殖與溫度、鹽度、氮、磷等因子有著內在的關聯，并帶動其下行生物鏈—浮游動物生物量的變動[13]。由表4可以看出，無機氮和磷酸鹽的含量(DIN、DIP)最高值出現在2009年豐水期，均值分別為0.345mg/L和0.011mg/L；最低值則出現在2008年豐水期，均值分別為0.220mg/L和0.004mg/L；而2009年豐水期浮游植物豐度卻最低，浮游植物豐度與無機氮和磷酸鹽含量呈負相關，表明水域中氮、磷等營養物質含量的高低與浮游植物利用有關，同時也說明氮、磷等營養物質含量不是限制浮游植物生長的唯一因素，豐水期黃河大量徑流入海，雖然帶來了豐富的營養鹽，但同時也攜帶大量泥沙，造成河口區透明度降低，影響了浮游植物的繁殖與生長。

多數情況下，硅藻在浮游植物群落中屬主導群落豐度的優勢種群[14-16]，但本調查結果顯示，雖然硅藻種類較多，但豐度不高。根據Redfiedf的假設，臨界的N∶P的比值按元素計應為16∶1，按質量計應為7.2∶1，當N/P比值大于Redfiedf值時，則可認為磷是藻類增長的主要限制因素[17]。本研究中2008年枯水期無機氮含量在0.171 mg/L～0.843 mg/L之間，均值為0.337mg/L，活性磷酸鹽含量在0.000 mg/L～0.023 mg/L之間，均值為0.008mg/L，豐水期無機氮含量在0.043 mg/L～0.488 mg/L之間，均值為0.220mg/L，活性磷酸鹽在0.000 mg/L～0.009 mg/L之間，均值為0.004mg/L；2009年枯水期無機氮含量在0.09 mg/L～0.69 mg/L之間，均值為0.312 mg/L，活性磷酸鹽在0.001 mg/L～0.035 mg/L之間，均值為0.007mg/L，豐水期無機氮含量在0.15 mg/L～0.93 mg/L之間，活性磷酸鹽在0.004 mg/L～0.015 mg/L；各站位N/P比值除了個別站位小于Redfiedf值外，每次調查的氮、磷均值比值均大于Redfiedf值，因此黃河入海口水域總體為磷限制水體。另外，本研究還證明，黃河口較低的鹽度和較高的含氮營養鹽使鞭毛藻類豐度增加，而各種硅藻的豐度減少。

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10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.07.007

S932.7

A

1673-1409(2012)07-S022-05

2012-06-20

海洋公益性行業科研專項(200705008)。

鞏俊霞(1975-)，女，山東壽光人，工程師，研究方向為漁業生態。

楊秀蘭，E-mail：yangxiulan@126.com。