江牡島周邊海域浮游生物群落特征及影響因素

中圖分類號：Q178 文獻標志碼：A 文章編號：1004—6755（2025）10—0048—04

DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2025.10.013

Abstract：To explore the characteristics and influencing factors of plankton in the waters surrounding a developed island，four sampling transects with three stations each were established around Jiangmu Island in September 2O22. Water quality monitoring was conducted at allstations，while plankton surveys were performed at eight of them.The results indicated that the water quality around Jiangmu Island was good， meeting Class I to Class I standards. A total of 106 phytoplankton species were identified，including 82diatoms，22 dinoflagellates，and 2 cyanobacteria，the mean values of the Shannon diversity index （H^′） ，richness index （D） ，and evenness index（J）were 3.93，2.696，and 0.776，respectively. For Zooplankton，45 species were recorded，with copepods comprising 20 species，folowed by planktonic larvae and cnidarians（8 species each），tunicates（3 species），cladocerans and chaetognaths（2 species each），and ostracods and decapods（1 species each），the mean values of the Shannon diversity index，richness index，and evenness index were 2.732，1.948，and O.628，respectively. Pearson correlation analysis revealed that the diversity indices of phytoplankton showed a significant negative correlation with mercury.Similarly，the diversity indices and total density of zooplankton were significantly negatively correlated with heavy metals and nitrogen concentrations.

Key words：Jiangmu Island；environmental factors；phytoplankton； zooplankton；diversity index

紅海灣位于廣東汕尾紅海灣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)[]，江牡島是紅海灣中部的無居民海島，距陸地

3.69km ，由島陸、潮間帶和周邊海域生態(tài)系統(tǒng)組成，空間尺度小，生態(tài)承載力低，對外界干擾十分敏感[2]。其西北部海域用于貝類養(yǎng)殖，島上建有加工廠和養(yǎng)殖房屋等。

目前，關(guān)于開發(fā)利用型的無居民海島周邊浮游生物的研究較少。為填補這一空白，對江牡島周邊水體進行采樣調(diào)查，分析浮游生物群落特征及其與環(huán)境因子的關(guān)系，揭示開發(fā)利用活動對海域生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響，為海島保護性利用和可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。

調(diào)查區(qū)域與數(shù)據(jù)處理

1.1 調(diào)查區(qū)域及方法

2022年9月，在廣東省汕尾市江牡島周邊開展浮游生物及環(huán)境因子的綜合調(diào)查。共設4個采樣斷面（S1、S2、S3和S4），每個斷面3個采樣點。其中S1（W1—W3）和S2（W4—W6）位于人為活動海域;S3（W7—W9）和S4（W10—W12）位于無人為活動海域，均在海島周邊 1km 內(nèi)。所有采樣點均進行水質(zhì)監(jiān)測，其中8個采樣點（W1，W3，W4，W6，W7，W9，W10及W12）開展浮游生物調(diào)查。

樣品均采集自表層水。浮游植物和浮游動物分別采用淺水II型和II型浮游生物網(wǎng)進行自底至表面的垂直拖網(wǎng)取樣，并將樣品收集于1 000ml 廣口塑料瓶，按樣品體積的 5% 加入甲醛溶液進行固定。浮游生物樣品分析鑒定依照《海洋調(diào)查規(guī)范一海洋生物調(diào)查》（GB12763.6—2007）。水溫、鹽度、pH值、溶解氧、化學需氧量、懸浮物、葉綠素a、活性磷酸鹽、無機氮、油類以及重金屬等環(huán)境因子的檢測參照《海洋監(jiān)測規(guī)范一海水分析》（GB17378.4—2007）。

1.2 數(shù)據(jù)處理方法

1.2.1豐富度、密度和生物量

浮游生物的物種數(shù)和密度通過計算每立方米水體的個體數(shù)確定。浮游動物生物量通過測量濕重獲得。

1.2.2 優(yōu)勢種

優(yōu)勢種基于優(yōu)勢度值（Y）判定，標準為 Y? 0.02，優(yōu)勢度值計算公式為：

Y=（S_i/S）×f_i

式中， S_i 為第 i 個物種的數(shù)量， s 為所有物種個體數(shù)之和， f_i 為第 i 個物種在各站位出現(xiàn)的頻率。

1.2.3 生物多樣性

采用香農(nóng)多樣性指數(shù) （H^′） 、豐富度指數(shù) （D） 和均勻度指數(shù) （J） 評估浮游生物群落的生物多樣性，具體公式如下：

式中， P_i 是第 i 個物種個體數(shù)占總個體數(shù) N 的比例， s 為物種數(shù)， N 為所有物種的總個體數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)環(huán)境

在調(diào)查期間，各采樣點的溶解氧、 pH 值、懸浮物、生化需氧量、葉綠素a和無機磷濃度均符合一類海水水質(zhì)標準。 83.3% 的采樣點無機氮和重金屬鋅濃度達一類海水水質(zhì)標準，其他重金屬元素均達到一類水質(zhì)標準。S3和S4斷面的溶解氧水平顯著高于S1和S2斷面，其他指標在不同采樣斷面差異不顯著。

2.2浮游植物物種組成、密度和多樣性指數(shù)

在所有采樣點中的8個采樣點，共檢出浮游植物106種，其中硅藻82種，占浮游植物總物種數(shù)的 77.36% ；甲藻22種，占比 20.75% ；藍藻2種，占比 1.89% 。在8個采樣點中，硅藻最低相對豐度高于 75% ，大多數(shù)采樣點硅藻的相對豐度超過 95% 。共識別出6個優(yōu)勢物種，分別為筆尖形根管藻（Rhizosoleniastyliformis）、中肋骨條藻（Skeletonemacostatum）、并基角毛藻（Chaetocerosdecipiens）、熱帶骨條藻（Skeletone-matropicum）和勞氏角毛藻（Chaetocerosloren-zianus）。其中勞氏角毛藻和熱帶骨條藻相對豐度最高，分別為 20.1% 和 18.8% 。浮游植物總密度范圍為 2.6×10⁵～2.59×10⁶cells/L ，均值為1.35×10⁶cells/L 。不同采樣點的藻密度差異較大，其中W3采樣點的藻密度最大，為 2.59× 10⁶cells/L ，采樣點W1藻密度最低 （2.6× 10⁵cells/L） 。

香農(nóng)多樣性指數(shù)范圍為 3.689～4.300 ，均值為3.93;豐富度指數(shù)在 1.893～3.193 之間，均值為2.696；均勻度指數(shù)范圍為 0.699～0.868 ，均值為0.776。W12采樣點的香農(nóng)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)最高，分別為4.3和0.868。W1采樣點的香農(nóng)多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)均最低，分別為3.689和1.893。

2.3浮游動物種類組成、密度、生物量和多樣性指數(shù)

本次調(diào)查共鑒定到浮游動物45種。橈足類20種，占浮游動物總物種數(shù)的 44.4% ；浮游幼體和刺胞動物均為8種，占比均為 17.8% ；被囊類3種，占比 6.66% ；枝角類和毛顎類均為2種，占比均為4.44% ;介行類和十足類均為1種，占比均為2.23% 。共識別出6個優(yōu)勢物種，為鳥喙尖頭澤（PeniliaavirostrisDana）、強額擬哲水蚤（Para-calanuscrassirostris）橈足幼體（Copepodid）、錐形寬水蚤（Temoraturbinata）肥胖三角澤（Pseude-uadnetergestina）和蔓足類無節(jié)幼蟲，其物種相對豐富度分別為 25.86%.21.37%.19.75%.9.64%， 8.59% 和 2.27% 。W6采樣點浮游動物種類最多（29種）， W10 采樣點最少（8種）。

浮游動物密度范圍為 82.8～3966.2 ind./ 'm³ .均值為2623.9ind./ 'm³ 。W1采樣點密度最高，為3966.2ind./ 。密度最低的采樣點是W10，為82.8ind./ 。生物量波動范圍為

1.25～383.38mg/m³ ，均值為 213. 04mg/m³ 。生物量最高的采樣點為 W4（383.38mg/m³） ，較低的采樣點為 W10（1，25mg/m³） 。

香農(nóng)多樣性指數(shù)范圍為 2～3.3，W6 采樣點最高（3.317）， W10 采樣點最低（2.014）。豐富度指數(shù)變化范圍為 1.222～2.418，W6 采樣點最高（2.418），W10采樣點最低（1.222）。均勻度指數(shù)范圍為 0.537～0.702 ，均值為0.537，W1采樣點最低（0.537）。

2.4浮游生物與環(huán)境因子的相關(guān)性分析

本研究利用R軟件的Hmisc包和rcorr函數(shù)，采用Pearson相關(guān)性分析了浮游生物群落特征與環(huán)境因子的相關(guān)性，并標注了與環(huán)境因子的相關(guān)性程度，如圖1所示。結(jié)果表明：浮游植物香農(nóng)多樣性指數(shù)與重金屬汞（ Hg 呈顯著負相關(guān)（2 ，如圖1a所示；均勻度指數(shù)和 ΔpH 值與浮游植物總密度具有顯著的負相關(guān)， r 值分別為 -0.87 和一0.92，如圖1a所示；豐富度指數(shù)與所檢測的環(huán)境因子不存在顯著的相關(guān)性，如圖1a所示。浮游動物的總密度、香農(nóng)多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)與多種重金屬和氮鹽（如NH₄⁺ 、DIN）均呈顯著負相關(guān)，如圖1b所示;均勻度指數(shù)與活性磷酸鹽AP呈顯著負相關(guān)（ r=-0.75 ），如圖1b所示。

多樣性指數(shù) 都 密度 業(yè) 4 4a 炒 b 海 勻度指數(shù)物 參T 麗 均勻度 K0 農(nóng) 9 心X 2D A

Cuo . . O . O 1 SS 00··00

NH.DINO88.88 ·8 0.香農(nóng)度數(shù) 8：88 O 0.8NO .·.·浮游動物總密度As.ddd ··始 0.6 CODO ChlaOo 口 Daa . . 0.6OxygenrO HAPO 8 品 福 ？ 0.4… . 0.4香農(nóng)多樣性指數(shù)，。 * NOH 888888888 0.2均度88 ? 0.2 均勻度指數(shù)8 00 ?·Cd . . -0.2豐富度指數(shù) -0.2 Cu 福浮游植度 . NHDIN ：：.： -0.4pH -0.4 NO . .浮游植物 APO， ： -0.6 浮游動物 Oxygenooo -0.6COD . ·Croo -0.8SS●O·-0.8 TOOChla Pb -1Hg -1

注：藍色與紅色分別表示正、負相關(guān)，顏色越深表示相關(guān)性越強；顯著性以星號標注：**表示 plt;0.01 ? 表示 0. 01?plt;0. 05 ，未標注為不顯著（ _p?0.05） 。

3討論

3.1 周邊水質(zhì)狀況

檢測結(jié)果顯示，江牡島周邊海域的水體總體良好， 83.3% 的采樣點所檢測指標符合《海水水質(zhì)標準》（GB3097一1997）中的一類標準。S1和S2采樣斷面位于涉海工程范圍內(nèi)，與未開發(fā)的對照區(qū)域S3和S4相比，除溶解氧外，其他指標無顯著差異，表明江牡島島陸及周邊用島活動未對周邊海域生態(tài)環(huán)境造成顯著影響。

3.2周邊浮游生物群落特征

江牡島周邊浮游植物主要由硅藻、甲藻和藍藻組成。中心綱硅藻是主要優(yōu)勢類別，尤其是角毛藻屬，與角毛藻是南海近岸海域的主要優(yōu)勢物種的發(fā)現(xiàn)一致3，這些物種適應性強，能在相對穩(wěn)定的環(huán)境中快速繁殖，表明了這些物種在南海海域的優(yōu)勢地位。此外，江牡島周邊海域浮游植物平均密度為 1.35×10⁶cells/L ，與李濤等4對南海海域浮游植物密度范圍的調(diào)查結(jié)果類似。不同采樣點的浮游植物種類以及密度存在差異，其中W1采樣點的物種數(shù)，尤其是藻類總密度，與其他采樣點相比顯著偏低，這可能與該采樣點浮游動物密度大有關(guān)。

浮游動物共記錄45種，這些濾食性浮游動物可改善水質(zhì)[5]，其高豐度也反映了水體環(huán)境良好。浮游生物的香農(nóng)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均處于良好水平，表明群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，指示該海域的水體狀態(tài)較好。

3.3浮游生物群落環(huán)境影響因子的分析

本研究發(fā)現(xiàn)，水質(zhì)指標與浮游植物群落參數(shù)（如密度、多樣性指數(shù)）呈顯著相關(guān)性。浮游植物的香農(nóng)多樣性指數(shù)與重金屬汞呈顯著負相關(guān)，表明重金屬汞可抑制浮游植物生長；浮游動物的多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和總密度與重金屬銅、汞、鉛濃度呈顯著負相關(guān)，這與楊丹丹8的研究結(jié)果相符。此外，無機氮是影響浮游動物群落結(jié)構(gòu)的另一個關(guān)鍵因素。有研究發(fā)現(xiàn)，浮游動物的物種數(shù)、生物量、香農(nóng)多樣性指數(shù)與硝酸鹽、氨氮呈顯著負相關(guān)9，較高濃度的氨氮對某些浮游動物物種具有毒害作用[10]，這與本研究的結(jié)論一致。綜上，重金屬濃度和酸堿度變化是影響浮游植物多樣性的重要因素，而重金屬及無機氮是影響浮游動物群落的關(guān)鍵因子。

4結(jié)論

江牡島周邊海域水質(zhì)和浮游生物群落結(jié)構(gòu)總體良好，但部分采樣點的無機氮和重金屬鋅超過一類標準，存在潛在威脅。為確保江牡島周邊生態(tài)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性和可持續(xù)利用性，未來應加強對該海域生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測與評估，及時發(fā)現(xiàn)并應對可能的環(huán)境風險。

參考文獻：

[1]公金文，陳發(fā)榮，鄭立，等.紅海灣表層海水重金屬含量與污染評價[J].海洋科學進展，2021，39（4）：570-580.

[2]田盛.舟山島及其附近島嶼生態(tài)脆弱性時空變化研究[D].舟山：浙江海洋大學，2021.

[3]龐勇，聶瑞，王道儒，等.海南近岸海域夏初角毛藻的種類多樣性及其水平分布[J].南方水產(chǎn)科學，2015，11（6）：10-18.

[4]李濤，劉勝，王桂芬，等．2004年秋季南海北部浮游植物組成及其數(shù)量分布特征[J].熱帶海洋學報，2010，29（2）：65—73.

[5]MA X，JACOBYC A，JOHNSONK B. Grazing by the co-pepod Paruocalanus crassirostris on Picochlorum sp.atharmful bloom densities and the role of particle size[J].FrontiersinMarineScience，2021，8：664154.

[6]李娣，李旭文，牛志春，等.太湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)及其與水質(zhì)指標間的關(guān)系[J].生態(tài)環(huán)境學報，2014，23（11）：1814—1820.

[7]毋贊，王文雄.汞在海洋浮游植物中的生物累積和毒性效應[J].生態(tài)毒理學報，2014，9（5）：810-818.

[8」楊丹丹.萬峰湖水生生物重金屬含量分析及風險評價[D].貴陽：貴州大學，2021.

[9]沈玉瑩，程俊翔，徐力剛，等．極端水文干旱下鄱陽湖浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征及其影響因素[J].生態(tài)學報，2023，43（24）：10399—10412.

[10]XIANGFH，YANGW，CHENYF，etal.Acute toxicityofnitriteandammoniatoDaphniasimiloidesofdifferentdevelopmental stages：using the modified Gaussian model todescribeJ].Bulletinof EnvironmentalContaminationandToxicology，2010，84（6）：708-711.（收稿日期：2025-08-26）