秦山岛周边海域春季浮游植物群落结构特征

毛成责，花卫华，袁广旺，矫新明，张晓昱，崔彩霞，周超凡，吴建新

(1.江苏省环境监测中心，江苏省海洋环境监测预报中心，江苏 南京 210019；2.淮海工学院海洋学院，江苏 连云港 222005)

2011年4月，秦山岛成为国家海洋局公布的我国第一批开发利用的无居民海岛，为旅游娱乐用岛[5]。在《全国海岛保护规划》中要求“选划建设秦山岛生态保护区”，在《江苏省海岛保护规划(2011—2020)》中要求申报建设秦山岛4A 级景区。2014年，《江苏省秦山岛无居民海岛保护与开发利用示范项目》获得“2014 年度中央分成海域使用金支出项目”立项。对秦山岛的开发利用活动必然对海岛及其周边海域生态环境带来影响，且兴庄河口至临洪河口两岸的海岸带已列入《江苏沿海滩涂围垦及开发利用规划纲要》，滨海新城建设和滩涂开发利用也将增加周边海域的环境压力，从而影响秦山岛生态系统的健康和稳定[4,6]。

浮游植物作为海洋生态系统的主要初级生产力，是众多海洋生物的饵料来源，其群落结构可反应海洋环境质量状况，也能直接影响海洋生态系统的健康稳定[7-8]。近年来，学者们分别对海州湾、连云港、前三岛等海域浮游植物群落的结构特征做了研究[9-12]。本研究作为秦山岛保护与开发利用示范项目实施之前的生态环境现状调查的一部分，分析了该海域春季浮游植物群落结构特征，为后续海岛开发期与运营期生态环境影响评价提供参照，同时也为秦山岛周边海域生态系统健康状况评价和海岛生态环境保护提供基础依据。

1 研究方法

1.1 采样时间

2016年4月。

1.2 站位设置

在秦山岛周边海域设A—E 5个断面，分别包含St.1—St.4、St.5—St.8、St.9—St.12、St.13—St.16、St.17—St.20个站位，每个断面站位间距以秦山岛为中心向外逐渐增大，见图1。

1.3 采样分析方法

浮游植物样品采集工具为浅水水Ⅲ型浮游生物网，网长140 cm，网口径37 cm，网口面积0.1 m2，网目76 μm，每个站位垂直拖网1次，采集的样品用浓度为5%的海水福尔马林保存[13]。

图1 调查断面与调查站位

在显微镜下根据相关浮游植物鉴定的文献专著，将所有样品尽量鉴定到种并计数，每个站位的浮游植物密度换算为个/m3[14-17]。根据优势度(Y)确定优势种，计算各站位浮游植物多样性指数。

Y=ni/N×i

1、开发往来款管理集成平台。由于电力企业存在债权债务信息沟通的不顺畅，导致往来款信息不能有效共享，制约债权债务的管控效率。因此，要从源头上强化信息的沟通，建立可靠的往来款信息集成平台。

(1)

式中：Y——优势度；ni——浮游植物样本中i种的个体数；N——样本个体数总和；i——i种在所有站位中的出现频率[18]。

D=(S-1)/lnN

(2)

式中：D——Margalef丰富度指数；S——样本中的物种总数；N——样本个体数总和。

H= -∑PilnPi

(3)

式中：H′——Shannon-Wiener指数；Pi——i种所占站位总个体数的比例。

J=H/lnS[19]

(4)

式中：J——Pielou均匀度指数；S——样本中的物种总数。

以站位为样本，站位浮游植物种类为变量，建立浮游植物密度原始矩阵，对密度进行平方根转换(减少密度较高的优势种对密度较低的常见种的影响)，计算站位间Bray-Curtis相似性指数，建立三角矩阵。

根据站位的相似性指数用组平均连接 (group-average linkage) 进行聚类 (Cluster analysis)和非度量多维尺度分析(Non-metric Multidimensional scaling, NMDS) 排序，并通过非参数多元方法(ANOSIM)来检验聚类组间差异显著性，全部分析均在统计软件 Primer 6.0中完成[20-22]。

2 结果与分析

2.1 种类组成

20个站位共鉴定浮游植物5门84种，生态类型以近岸广温低盐种类为主，其中赤潮种35种见表1[17]。由表1可见，硅藻70种，占总种数83.53%，平均密度8.75×104个/m3；甲藻9种，占总种数10.59%，平均密度8.10×103个/m3；蓝藻3种，占总种数3.53%，平均密度9.28×103个/m3；金藻与裸藻各1种，各占总种数1.18%，平均密度分别为213.36个/m3与477.59个/m3。

表1 浮游植物种类组成①

①▲为赤潮种；★为优势种；sp.为未能鉴定到种的种类。

按优势度高低，优势种分别为琼氏圆筛藻(Y=0.095)、星脐圆筛藻(Y=0.087)、针状蓝纤维藻(Y=0.087)、中肋骨条藻(Y=0.070)、夜光藻(Y=0.058)、刚毛根管藻(Y=0.051)、虹彩圆筛藻(Y=0.043)、格氏圆筛藻(Y=0.039)、短楔形藻(Y=0.035)、孔圆筛藻窄隙变种(Y=0.026)和太阳双尾藻(Y=0.024)。

2.2 密度、种数及多样性指数的空间分布

浮游植物密度St.12最高，为2.83×105个/m3，St.20密度最低，为3.01×104个/m3，平均1.10×105个/m3；St.11—St.12密度>2.00×105个/m3，St.1、St.4、St.9、St.10、St.13—St.15、St.17密度为1.00×105～2.00×105个/m3。其余站位密度<1.00×105个/m3。其中C、D断面总体密度较高，其余断面密度较低，见图2。

由图2可见，浮游植物种数St.11最多，为33种，St.5—St.6种数最少，为18种。St.1、St.3—St.4、St.11—St.12种数>30，其余站位种数为20～30，各断面种数差异不显著(P>0.05)。

图2 浮游植物密度、种类数的空间变化

多样性指数与丰富度指数均为St.11最高，分别为3.09与2.91；St.6最低，分别为2.09与1.67，平均为2.76和2.53。均匀度指数St.2最高，为0.91；St.14最低，为0.71，平均为0.84。St.1—St.2、St.11、St.19多样性指数>3，其余站位多样性指数均为2～3，说明浮游植物种类丰富，多样性较高，且分布较为均匀，见图3。

2.3 空间聚类

站位间聚类显示，以相似度45为界，可将20个站位分为3组，其中，分别位于A、C、D、E断面的St.1—St.4、St.11—St.17、St.19有共同优势种琼氏圆筛藻、针状蓝纤维藻及星脐圆筛藻，聚为1组，位于B、C断面的St.5—St.10有共同优势种夜光藻、中肋骨条藻及琼氏圆筛藻，聚为1组，位于E断面的St.18、St.20有共同优势种琼氏圆筛藻、中肋骨条藻及刚毛根管藻，聚为1组。

各站位胁强系数(stress)为0.13(0.1

图3 浮游植物多样性指数的空间变化

图4 站位聚类分析

3 讨论

3.1 群落特征

2004年我国近海海洋综合调查与评价显示，秦山岛与前三岛周边海域浮游植物为222种，平均密度为9.80×104个/m3。近30年海州湾浮游植物种数与密度均相对稳定(表2)[23-27]。比较近年来的调查，秦山岛周边海域浮游植物密度要低于海州湾其他海域，但种数明显高于海州湾其他海域(表3)[9-10, 12]。这可能由于秦山岛位于多条河口交汇处，丰富的营养物质及相对的低盐环境有利更多广温低盐性种类繁殖，而河口浅水区域浑浊的水体又可抑制优势种和赤潮种的过量繁殖，从而使浮游植物群落的多样性维持在较高水平，赤潮风险较低[28-30]。

表2 近30年海州湾浮游植物种数与密度

表3 海州湾不同水域间浮游植物种数与密度

优势种及优势度组成方面，秦山岛周边海域与海州湾其他海域之间存在着一定的差异(表4)。李大鹏等[9]在2008年—2015年对海州湾海洋牧场浮游植物进行了连续调查，结果显示海州湾海洋牧场春季浮游植物优势种主要为圆筛藻属、角毛藻属、小环藻属、菱形藻属、席藻属、原甲藻属、裸甲藻属和夜光藻属的16种，年际间优势种存在一定变化，且优势种数为2～6种；朱旭宇等[10]在连云港连云区近岸海域的调查春季优势种为密联角毛藻(Chaetocerosdensus)、中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、派格棍形藻(Bacillariapaxillifera)、盔状舟形藻(Naviculacorymbosa)、具槽帕拉藻(Paraliasulcata)和夜光藻(Noctilucascientillans)；这些差异主要受水温、盐度及营养盐等海水环境因子的影响，也可能和不同种类对不同营养元素的吸收比例差异有关[31]。

表4 海州湾不同水域间浮游植物群落优势种比较

3.2 群落空间特征

密度、种数、多样性指数及优势种密度的分布表明，A—E 5个断面的浮游植物群落具有一定的空间差异。C、D断面位于兴庄河、青口河与临洪河3条河口交汇处，大量的营养盐随径流输入为藻类的大量繁殖提供了营养基础，使藻类密度大于其他断面，琼氏圆筛藻、星脐圆筛藻、中肋骨条藻等主要优势种也在此聚集[32-33]；河口冲淡水作用使断面盐度低于其他断面，低盐优势种针状蓝纤维藻大量聚集，个体数占站位总个体数20%～40%，指示这2个断面水体可能有富营养化的趋势[34]。St.5和St.6夜光藻的大量出现可能是由于河口水域适宜的低盐环境与氮磷比值，其摄食作用使2个站位藻类种数与多样性指数均低于其他站位[35-36]。

4 结论

共鉴定浮游植物5门84种，平均密度1.10×105个/m3，生态类型以近岸广温低盐种类为主，其中赤潮种35种，硅藻为主要优势类群；优势种11种，优势度较低，平均多样性指数2.76，浮游植物群落多样性较高，种类分布相对均匀，赤潮风险较低。

受沿岸龙王河、兴庄河、青口河与临洪河的淡水径流及营养元素输入影响，靠近河口的C、D断面浮游植物密度较高，琼氏圆筛藻、星脐圆筛藻、中肋骨条藻、针状蓝纤维藻等优势种分布相对集中，有待结合水质化学要素和营养状态进一步分析该水域的生态环境健康状况。