黄河入海口水域浮游植物的群落特征

巩俊霞，杨秀兰，刘 飞，张明磊，杜兴华 王志忠，张金路，陈述江，陈秀丽，段登选

(山东省淡水水产研究所，山东 济南 250117)

黄河入海口水域浮游植物的群落特征

巩俊霞，杨秀兰，刘 飞，张明磊，杜兴华 王志忠，张金路，陈述江，陈秀丽，段登选

(山东省淡水水产研究所，山东 济南 250117)

于2008年和2009年枯水期与丰水期对黄河入海口水域中的浮游植物进行了调查研究，并分析了浮游植物的群落结构、丰度与变化。结果表明：共鉴定出浮游植物8门63种，其中硅藻门的种类最多，占41.27%；浮游植物的枯水期丰度均高于丰水期；黄河入海口水域浮游植物多样性和均匀度均较好，浮游植物群落结构比较稳定，2008年枯水期多样性指数与均匀度都高于2009年枯水期，2008年丰水期多样性指数低于2009年丰水期，而均匀度则高于2009年丰水期；黄河入海口水域总体为磷限制水体。

黄河入海口水域；浮游植物；丰度；多样性指数；优势度；均匀度

浮游植物是海洋中最主要的初级生产力，其生物量的多少直接反映了海域的肥瘠程度和所能养育生物资源的能力。浮游植物群落在环境改变时可以灵敏而迅速地反映环境的变化，而且不同的浮游植物的群落结构决定了其在生态系统中的功能差异，所以研究浮游植物变化是当今海洋生态学研究的热点之一[1]。

黄河入海口水域是黄河入海的通道，也是许多江海鱼类的洄游通道、产卵场和索饵场。黄河入海口水域水文环境复杂多变，近年来由于受人类活动和陆源污染物排放等因素的影响，水质逐渐趋于富营养化。黄河入海口水域位于渤海湾东南部和莱州湾西北部，海岸带曲折、漫长，沿岸有黄河等10多条河流由此入海，径流量大并携带大量营养物质和一定泥沙流入河口海域，海域水质肥沃，浮游生物生物量大，与外洋海水有不同程度的阻隔，生物交换受到一定的约束。因此，黄河入海口水域浮游植物的群落特征具有一定的代表性。根据2008年和2009年对黄河入海口水域浮游植物4个航次的调查资料，本研究对浮游植物的种类组成、数量分布、生物多样性及其与环境因子的关系进行分析，以期为黄河入海口水域的生态环境、养殖环境容量的评估以及合理的开发提供科学的依据。

图1 黄河入海口水域采样点的分布

1 材料与方法

1.1 调查水域与站位布设

研究区域主要是黄河入海口及邻近水域(E119°4.815′～119°38.140′，N37°25.140′～37°59.152′)，调查水域面积约为1000余km2。调查共布设14个站位，调查站位详见图1。

1.2 样品的采集与分析

1.2.1 浮游植物

分别于2008年和2009年的枯水期(5月)与丰水期(8月)对黄河入海口水域进行了4次采样调查，浮游植物的采样方法和分类鉴定执行国家标准《海洋调查规范》[2]、《海洋监测规范》[3]和《海洋浮游生物图谱》[4]。采水器为5LQCC15-5型卡盖式，各采样站位均采集上、中、下3层海水的混合样品，浓缩后、摇匀，计数；每个采样站位计数2～3次(片)，每次计数50个视野，并用视野法公式换算成每升细胞个数(丰度)。

1.2.2 水样

采用YSI556-MPS水质快速测定仪现场测定pH、盐度、温度、溶解氧等指标。采集的水样经处理后带回实验室进行营养盐分析测定，水样的采集、现场处理和分析测定均执行国家标准《海洋调查规范》[2]和《海洋监测规范》[3]。

1.3 指标计算

物种的多样性指数、均匀度和优势度分别按下式计算。

均匀度J=H′/log2S[6]

优势度D=(ni/N)×fi[7]

式中，H′为多样性指数，S为物种数目，Pi为属于种i的个体在全部个体中的比例，Pi=ni/N。fi为属于种i的个体在各站位中出现的频率，J为均匀度。N为样品的总个数；ni为样品中i种的个数。取浮游植物优势度D≥0.02的种为优势种[7]。

2 结果与分析

2.1 种类组成及变化

鉴定出黄河入海口水域浮游植物共有8门63种(表1)，硅藻门种类最多，计26种，占41.27%，其中出现频率较高的属有海链藻(Thalassiosira)、中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、圆筛藻(Coscindiscus)；甲藻门11种，占17.46%，常见属为夜光藻(Noctilucascientillans)；绿藻门9种，占14.29%，出现率较高的属有小球藻(Chlorella)、扁藻(Platymonaspeculata)；蓝藻门7种，占11.11%，金藻门4种，占6.35%，隐藻门3种，占4.76%，尖隐藻(Cryptomonas)、兰隐藻(Chroomonas)的出现率较高；黄藻门2种，占3.17%，卡盾藻(Chattonella)出现率较高；裸藻门1种，占1.59% 。

该水域2009年浮游植物种类数量高于2008年，浮游植物种数以硅藻门为主。2008年检出浮游植物8门40种，枯水期8门25种，丰水期7门27种；2009年检出8门53种，枯水期8门33种，丰水期鉴8门46种。丰水期浮游植物种类数量均高于枯水期；这可能与黄河丰水期径流量大、带有淡水种类和河口半咸水种类，同时伴随洋流又携带咸水种类等因素有关。

2.2 优势种类

不同年份和同一年份的不同时期，黄河入海口水域浮游植物优势种类有所不同。2008年枯水期优势种为小球藻、扁藻、海链藻、尖隐藻、尖尾兰隐藻和卡盾藻，丰水期则为扁藻、海链藻、尖隐藻、盐田兰隐藻、棕囊藻和卡盾藻；2009年枯水期优势种为小球藻、扁藻、尖尾兰隐藻和卡盾藻，丰水期则为小球藻、扁藻、卡盾藻、尖隐藻和尖尾兰隐藻。其中扁藻和卡盾藻为每次调查的优势种；夜光藻数量枯水期显著高于丰水期，2008年枯水期其出现率达92.86%，平均丰度为5.9×105ind/m3，2009年出现率则达100%，平均丰度为2.6×105ind/m3，由于其个体较大(直径1000μm左右),因此在浮游植物生物量中占有明显优势。

2.3 丰度分布

表2列出了黄河入海口水域浮游植物数量均值和丰度变动范围。从浮游植物丰度均值来看，枯水期浮游植物丰度均高于丰水期，这种变化反映了本水域浮游植物的季节变动规律；同时期内浮游植物丰度最高站位比最低站位高4～8倍，充分反映了黄河入海口水域浮游植物平面分布的不均匀性。在4个航次的调查中，1号站位浮游植物丰度均最高，可能是因为1号站位所处位置风浪较小，水体流动性较差，距离黄河入海位置较远，混浊度小，利于浮游植物的生长繁殖。

表1 黄河入海口水域浮游植物的物种组成(2008，2009)

表2 黄河入海口水域浮游植物的丰度均值和站间丰度变动范围 107ind/m3

不同年份枯水期浮游植物丰度分布不尽相同。2008年枯水期丰度从河口南部向河口中南部呈逐渐降低趋势，河口中南部到河口中北部又呈逐渐上升趋势；2009年枯水期丰度则由河口南部向河口中南部、中北部呈逐渐降低的趋势，到河口北部呈上升趋势。

丰水期浮游植物丰度均低于枯水期，丰水期不同年份的浮游植物丰度分布趋势基本一致，均由河口南部向河口北部呈逐渐降低的趋势。

2.4 多样性特征

表3的数据显示了黄河入海口水域浮游植物多样性、均匀度的变化特点。浮游植物多样性指数最高值出现在2009年丰水期的14号站位(3.27)，最低值出现在2008年丰水期的7号站位(0.67)；均匀度最高值和最低值均出现在2008年丰水期的11号站位(0.98)、7号站位(0.22)。

表3 黄河入海口水域浮游植物的群落结构特征

3 讨论

3.1 枯水期浮游植物丰度明显高于丰水期的原因

黄河入海口水域2008年枯水期浮游植物(细胞)的丰度为382.01×107ind/m3，丰水期为231.38×107ind/m3，2009年枯水期浮游植物丰度为518.86×107ind/m3，丰水期为212.71×107ind/m3，4个航次的调查枯水期的浮游植物细胞丰度明显高于丰水期。一般海湾水温较高的季节浮游植物丰度较高[8]，而本研究结果表明，黄河入海口水域枯水期浮游植物丰度却明显高于丰水期，可能因为枯水期黄河径流量明显低于丰水期，枯水期(1～6月)黄河入海总径流量为78.8亿m3，丰水期(7～10月)为339.3亿m3是枯水期的4.3倍[9]，致使本水域枯水期含沙量明显低于丰水期，水体透明度较高，提高了浮游植物的光合作用，促进了浮游植物的繁殖与生长，是造成枯水期浮游植物丰度明显高于丰水期的主要原因之一；笔者对本水域浮游动物的研究结果表明，浮游动物枯水期丰度为1.18×105ind/m3，丰水期为2.95×105ind/m3，枯水期丰度明显低于丰水期，这使枯水期浮游动物的滤食强度明显低于丰水期，因此浮游动物的滤食是枯水期浮游植物丰度高于丰水期的另一重要原因。

3.2 浮游植物群落特征的分析及评价

2008年～2009年黄河入海口水域共检出浮游植物8门63种，高于2005年渤海湾的5门58种[10]和莱州湾2002～2003年的45种[11]，几次调查的结果不尽相同，但共同点是浮游植物种类均以硅藻门为主。

浮游植物多样性指数是表示其群落多样性的指标值，一般认为大于1时为正常，小于1时可能受到了其他环境因素的扰动。均匀度则是实际多样性指数与理论上最大多样性指数的比值，是一个相对值，其数值范围在0～1，用它来评价浮游植物的多样性更为直观、清晰。实际应用中，当均匀度大于0.3时，表示海区内浮游植物的多样性较好，可以此做为评价其多样性优劣的标准。现以多样性指数小于l、均匀度小于0.3为多样性较差的标准进行综合评价[12]。本调查中，黄河入海口水域浮游植物多样性指数范围在1.98～2.48之间，均大于1；均匀度指数变化范围为0.56～0.78，远大于0.3。因此可以认为，黄河入海口水域浮游植物多样性和均匀度较好，浮游植物群落结构比较稳定，组成种类多，个体数量分布比较均匀。

3.3 浮游植物与环境因子的关系

表4 黄河入海口水域不同时期的主要营养盐 mg/L

浮游植物的生长繁殖与温度、盐度、氮、磷等因子有着内在的关联，并带动其下行生物链—浮游动物生物量的变动[13]。由表4可以看出，无机氮和磷酸盐的含量(DIN、DIP)最高值出现在2009年丰水期，均值分别为0.345mg/L和0.011mg/L；最低值则出现在2008年丰水期，均值分别为0.220mg/L和0.004mg/L；而2009年丰水期浮游植物丰度却最低，浮游植物丰度与无机氮和磷酸盐含量呈负相关，表明水域中氮、磷等营养物质含量的高低与浮游植物利用有关，同时也说明氮、磷等营养物质含量不是限制浮游植物生长的唯一因素，丰水期黄河大量径流入海，虽然带来了丰富的营养盐，但同时也携带大量泥沙，造成河口区透明度降低，影响了浮游植物的繁殖与生长。

多数情况下，硅藻在浮游植物群落中属主导群落丰度的优势种群[14-16]，但本调查结果显示，虽然硅藻种类较多，但丰度不高。根据Redfiedf的假设，临界的N∶P的比值按元素计应为16∶1，按质量计应为7.2∶1，当N/P比值大于Redfiedf值时，则可认为磷是藻类增长的主要限制因素[17]。本研究中2008年枯水期无机氮含量在0.171 mg/L～0.843 mg/L之间，均值为0.337mg/L，活性磷酸盐含量在0.000 mg/L～0.023 mg/L之间，均值为0.008mg/L，丰水期无机氮含量在0.043 mg/L～0.488 mg/L之间，均值为0.220mg/L，活性磷酸盐在0.000 mg/L～0.009 mg/L之间，均值为0.004mg/L；2009年枯水期无机氮含量在0.09 mg/L～0.69 mg/L之间，均值为0.312 mg/L，活性磷酸盐在0.001 mg/L～0.035 mg/L之间，均值为0.007mg/L，丰水期无机氮含量在0.15 mg/L～0.93 mg/L之间，活性磷酸盐在0.004 mg/L～0.015 mg/L；各站位N/P比值除了个别站位小于Redfiedf值外，每次调查的氮、磷均值比值均大于Redfiedf值，因此黄河入海口水域总体为磷限制水体。另外，本研究还证明，黄河口较低的盐度和较高的含氮营养盐使鞭毛藻类丰度增加，而各种硅藻的丰度减少。

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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

海洋公益性行业科研专项(200705008)。

巩俊霞(1975-)，女，山东寿光人，工程师，研究方向为渔业生态。

杨秀兰，E-mail：yangxiulan@126.com。