秦皇島海域夜光藻種群密度與環(huán)境因子的關(guān)系

付仲　侯雁彬　郗艷娟　趙振良　孫桂清等

摘要：對2011年5月至6月秦皇島近岸海域夜光藻種群密度和海水環(huán)境因子調(diào)查數(shù)據(jù)的相關(guān)分析表明：夜光藻種群密度與無機氮（亞硝酸鹽、硝酸鹽、氨氮）、磷酸鹽、溶解氧和pH 7個因子不存在線性相關(guān)關(guān)系， 與溫度和硅酸鹽存在顯著正相關(guān)線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.682（P=0.00<0.01）和0.702（P=0.00<0.01），與透明度和鹽度存在顯著負(fù)相關(guān)線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.470（P=0.013<0.05）和-0.631（P=0.00<0.01）。夜光藻高密度出現(xiàn)的鹽度、溫度、透明度、溶解氧和pH的值分別為31‰、20 ℃、1 m、9 mg/L和8.1。

關(guān)鍵詞：秦皇島海域；夜光藻；環(huán)境因子；相關(guān)系數(shù)

秦皇島位于河北省東北部，地處渤海西部、遼東灣兩翼，海岸線全長162.7 km，東起山海關(guān)金絲河口，西止昌黎縣灤河口，沿岸有湯河、戴河、人造河、洋河、大蒲河等河流注入。隨著沿岸經(jīng)濟的快速發(fā)展，大量的生活污水和工業(yè)廢水排入近岸海域，加之養(yǎng)殖業(yè)自身的污染，導(dǎo)致秦皇島近岸海域赤潮頻發(fā)。根據(jù)公開發(fā)表文獻， 1989-2007年間秦皇島海域共發(fā)生 13余起赤潮事件[1]，其中由夜光藻引發(fā)的赤潮則有10次，夜光藻是秦皇島海域的主要赤潮藻。夜光藻赤潮不僅造成養(yǎng)殖業(yè)和漁業(yè)的巨大損失，而且破壞海域環(huán)境的生態(tài)平衡。雖然赤潮發(fā)生與特定水域的氣象氣候、水環(huán)境動力、化學(xué)要素及生物環(huán)境等多種因素的變化有關(guān)， 是物理、化學(xué)、生物各種因素藕合作用的結(jié)果[2]，但環(huán)境條件對夜光藻赤潮的發(fā)生是必要因素。所以，研究相關(guān)環(huán)境因子與夜光藻種群密度的關(guān)系對探討夜光藻赤潮成因、機理具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 樣品采集時間與站位

2011年5月4日、5月27日和6月15日對秦皇島海域的11個站位進行了3個航次調(diào)查，站位如圖1所示。夜光藻樣品的采集采用國際標(biāo)準(zhǔn)號20（孔徑0.076 mm）的篩絹縫制的淺水III型浮游生物網(wǎng)（網(wǎng)口直徑為37 cm，網(wǎng)全長15 m），自海底到水面垂直拖取樣品，收集所得樣品用體積分?jǐn)?shù)為5%的福爾馬林溶液固定保存，在實驗室用顯微鏡進行細(xì)胞計數(shù)。水質(zhì)樣品的采集、運輸和保存按《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB17318.5-2007）的要求進行，僅監(jiān)測表層站位。

1.2 分析項目與方法

夜光藻計數(shù)采用SMARTe-500 型生物顯微鏡。環(huán)境因子的分析項目包括氨氮（NH4+-N）、硝酸鹽（NO3--N）、亞硝酸鹽（NO2--N）、活性磷酸鹽（PO43+-P）、硅酸鹽和溶解氧，其分析方法分別為次溴酸鹽氧化法、鋅-鎘還原法、萘-乙二胺分光光度法、磷鉬藍(lán)分光光度法和碘量法，水溫（T） 和pH 用美國YSI-6600 型水質(zhì)分析儀于采樣現(xiàn)場測定。 具體分析方法參見《海洋監(jiān)測規(guī)范》[3]（GB17318.4-2007）。

1.3 夜光藻種群密度與環(huán)境因子的相關(guān)分析

2011年5-6月三個航次共獲得調(diào)查數(shù)據(jù)31組，其中含有夜光藻的樣值個數(shù)為27， 夜光藻密度指數(shù)與各環(huán)境因子的監(jiān)測結(jié)果見表1。因夜光藻細(xì)胞數(shù)量的變化呈幾何級數(shù)增長和減小， 同時各環(huán)境因子的變化比較緩和， 所以根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理， 需要將原數(shù)據(jù)做相關(guān)轉(zhuǎn)化。根據(jù)藻類細(xì)胞數(shù)量變化和環(huán)境因子變化之間的關(guān)系， 對夜光藻密度取以 10為底的對數(shù)，即 lg（B）， 其中 B 為夜光藻類細(xì)胞密度。將夜光藻密度對數(shù)系列分別與透明度、水溫、鹽度、無機氮（亞硝酸鹽、硝酸鹽、氨氮）、活性磷酸鹽、硅酸鹽、溶解氧和pH系列進行線性相關(guān)分析，根據(jù)相關(guān)系數(shù)研究秦皇島海域夜光藻密度與環(huán)境因子的關(guān)系。應(yīng)用SPSS軟件統(tǒng)計相關(guān)系數(shù)及顯著性檢驗，結(jié)果見表2。

2 結(jié)果與討論

夜光藻種群密度與透明度的相關(guān)系數(shù)為-0470（P=0.013<0.05），呈顯著負(fù)相關(guān)。調(diào)查海域透明度的范圍在0.8～4.5 m之間，夜光藻高密度、高頻率出現(xiàn)的透明度范圍為1～2 m（圖2），高峰值均出現(xiàn)在海水透明度為1 m的海域。夜光藻種群密度與海水溫度的相關(guān)系數(shù)為0.682（P=0.0<0.01），呈極顯著正相關(guān)。調(diào)查期間該海域的水溫范圍為10.19～20 ℃，夜光藻高密度出現(xiàn)在水溫為20 ℃左右（圖3）。

夜光藻種群密度與鹽度的相關(guān)關(guān)系為-0631（P=0.0<0.01），呈極顯著負(fù)相關(guān)。調(diào)查期間該海域的鹽度范圍為30.84‰～31.79‰，在該范圍內(nèi)，夜光藻能較均勻地出現(xiàn)，但當(dāng)調(diào)查海域的鹽度為31‰時，出現(xiàn)高密度的夜光藻種群（圖4）。夜光藻種群密度與DIP的相關(guān)關(guān)系為-0036，無線性相關(guān)關(guān)系。調(diào)查期間該海域的DIP范圍為0.7～15.72 μg/L，高密度的夜光藻出現(xiàn)在DIP為5.0 μg/L左右的海域（圖5）。

夜光藻種群密度與硅酸鹽的相關(guān)系數(shù)為0702（P=0.0<0.01），呈極顯著正相關(guān)，即硅酸鹽的增加也會導(dǎo)致夜光藻細(xì)胞數(shù)量的增加， 硅酸鹽成為限制藻類細(xì)胞數(shù)量增長的限制因子（圖6）。

夜光藻種群密度與無機氮的相關(guān)系數(shù)為00，無線性相關(guān)關(guān)系。調(diào)查海域DIN的分布范圍為81.85～225.14 μg/L，夜光藻高密度、高頻率出現(xiàn)在DIN為100～150 μg/L的海域（圖7）。

夜光藻種群密度與亞硝酸鹽的相關(guān)系數(shù)為-0.221（P=0.267>0.05），無顯著線性相關(guān)關(guān)系。調(diào)查海域亞硝酸鹽的含量范圍0.51～5.68 μg/L，夜光藻高密度、高頻率出現(xiàn)在亞硝酸鹽為1.0 μg/L左右的海域，在此范圍之外只是零星分布（圖8）。

夜光藻種群密度與硝酸鹽的相關(guān)系數(shù)為0011（P=0.956>0.05），無顯著線性相關(guān)關(guān)系。調(diào)查海域硝酸鹽的含量范圍50～197.95 μg/L， 高密度的夜光藻出現(xiàn)在硝酸鹽含量為100 μg/L左右的海域，在50～150 μg/L的范圍內(nèi)，則高頻率出現(xiàn)（圖9）。