三沙湾春季浮游植物群落结构特征

籍辰旭，陈逍遥，陈火荣，李 聪，王 萱，杨位迪，丁光茂*，林 岗，2*

(1.福建师范大学生命科学学院，福建 福州350117；2.福建省特色海洋生物资源可持续利用重点实验室，福建 福州 350117；3.厦门大学海洋与地球学院，福建 厦门 361102；4.福建省渔业资源监测中心，福建 福州 350003)

浮游植物是海洋生态系统中最主要的初级生产者，对水体变化反应敏感，其群落结构特征在一定程度上能反映海域生态环境情况[1]，因此对浮游植物群落结构的研究具有重要意义。

三沙湾位于福建省东北部沿海，是由东冲半岛和鉴江半岛环抱而成的海湾，湾内分布有多座岛屿，海岸线曲折，三沙湾总面积约为714 km2，湾内最大水深达90 m，其地形呈口小腹大状，西北部多条地表径流流入，东部宽仅为2.6 km的东冲口为唯一出水口，水动力不活跃，是我国典型的近海封闭型海湾[2-3]。三沙湾是我国著名的大黄鱼产卵场,也是多种水产动物的繁育场[4]，该海域的生态环境状况直接影响当地经济发展，因此在三沙湾海域定期开展浮游植物群落结构调查具有切实意义。本文根据2019年4月三沙湾海域浮游植物群落的物种组成、细胞密度和生态学指数进行分析，以期为三沙湾海域生态系统及赤潮相关研究提供基础数据参考。

1 材料与方法

1.1 采样时间与站位布设

2019年4月，在福建省三沙湾海域进行浮游植物调查，根据三沙湾海域特殊地形地貌，在地表径流汇入处、大黄鱼繁育保护区、中央开阔水域以及东冲口出水口处共设置24个采样站位(图1)。

1.2 样品采集与处理

在每个站位取水采、网采样品进行浮游植物定量定性分析。定量采集分层采水，水深15 m以内站位用1 L采水器采集表层(距水面0.5 m)和底层(距水底1 m)水样，水深大于15 m站位采集表层、中层、底层水样，收集于大口样品瓶中，并立即用鲁哥氏液进行固定。定性采集使用浅水Ⅲ型浮游生物网挂铅坠从底至表垂直拖网，采集的样品现场用浓度5%的甲醛固定保存，镜检鉴定作种类补充用，未定种(即仅鉴定到属)参与种类、数量、多样性等统计计算。于实验室中将水采网采样品置于分液漏斗中自然沉降48 h，用虹吸法去除上清液，浓缩至10 mL于离心管中，待检。

光学显微镜(徕卡DM5000B自动显微镜)镜检计数时，先充分摇匀，迅速吸取0.1 mL样品滴入计数框内，取平行样3次，根据相关浮游植物著作文献[5-8]进行鉴定和计数。每个站位浮游植物密度换算为个/m3。取样调查流程严格遵守《海洋监测规范》(GB 17378.7—2007)和《海洋调查规范》(GB/T 12763.6—2007)[9-10]进行。

1.3 数据处理

对各类群生物春季的种类数、主要类群、优势种、数量、生态指数进行分析。相关指标计算公式如下[11-13]。

1)物种优势度(Y)

2)生物多样性指数(H′，Shannon-Weaver index)

本次调查根据《滨海湿地生态监测技术规程》(HY/T 080—2005)[14]，以Shannon-Weaver生物多样性指数来评判福建省近岸海域海洋生物多样性状况，详见表1。

表1 生物多样性指标等级

3)Pielou物种均匀度指数(J)

4)Margalef丰富度指数(D)

其中，Pi为第i种的个体数量与样品总数量的比值；S为样品的总种类数；N为样品的总个体数；ni为第i种的个体数量；fi为第i种在各个站位分析样品中出现的频率；当物种优势度Y≥0.02时，该种为优势种。

应用EXCEL透视表工具，进行数据统计。对物种同种异名等情况进行数据质量控制。应用Surfer 8进行制图。

2 结果与讨论

2.1 种类组成

本次三沙湾浮游植物调查共鉴定4门69属181种(附录)，其中硅藻门57属161种，占总种类数的89%；甲藻门10属16种，占总种类数的8.8%；蓝藻门1属3种；金藻门1属1种。表层浮游植物106种，其中硅藻门95种，甲藻门9种，蓝藻门2种，站位平均种类数为17种；中层浮游植物90种，其中硅藻门85种，甲藻门4种，蓝藻门1种，各站位平均种类数为19种；底层浮游植物110种，其中硅藻门100种，甲藻门9种，金藻门1种，各站位平均种类数为18种。三沙湾春季浮游植物种类数表现为底层>表层>中层，硅藻种类数在不同水层中均占绝对优势。

从整体来看，浮游植物优势种共有5种，分别为具槽帕拉藻、中肋骨条藻、菱形海线藻、琼氏圆筛藻和菱形藻。从垂直分布看，表层、中层各有5种优势种，底层为4种，均属硅藻门(表2)。由表2可看出不同水层优势种存在一定变化，表层、中层浮游植物中具槽帕拉藻为第一优势种，底层浮游植物中第一优势种为中肋骨条藻，优势度为0.291，出现频率高达91.7%。调查海域浮游植物以广温类为主，其中优势种具槽帕拉藻为广温低盐种，中肋骨条藻、菱形海线藻和菱形藻为广温广盐种。三沙湾春季浮游植物优势种与林永添[15]于2002年6—9月、叶又茵等[16]于2010年10月在三沙湾的调查优势种类群基本相同。具槽帕拉藻、中肋骨条藻能形成明显优势，可能跟自身特性和生长策略息息相关，它们对温度和盐度适应的范围广，且对营养物质竞争能力也强于其他种类，三沙湾海域多条地表径流输入丰富营养盐为它们增殖提供了良好的物质基础，易形成优势种[17-19]。

表2 三沙湾海域浮游植物优势种垂直分布

续表2

2.2 浮游植物细胞密度垂直分布

调查海域浮游植物细胞密度的垂直分布(图2)存在一定差异。表层浮游植物细胞密度介于(1.27～13.6)×106个/m3之间，平均值为6.74×106个/m3；中层浮游植物细胞密度介于(3.53～23.9)×106个/m3，平均值为9.15×106个/m3；底层浮游植物细胞密度介于(2.53～21.9)×106个/m3，平均值为8.71×106个/m3。调查海域浮游植物细胞密度为中层>底层>表层。不同水层出现密度峰值的站位不同，表层细胞密度峰值出现于青山岛与鉴江镇之间的S16站位，漳湾附近海域S01站位最低；中层细胞密度峰值出现于溪南镇附近S08站位，青山岛与三都镇之间S11站位密度最低；底层细胞密度峰值出现于漳湾S01站位，三都镇东北部S07站位密度最低。

2.3 浮游植物生态指数垂直分布

2.3.1 Pielou物种均匀度指数(J)

Pielou均匀度指数(J)可反映出调查范围内物种分布的均匀程度，均匀度指数越大，表示群落越趋于成熟稳定[20-21]。调查海域均匀度指数(J)的垂直分布(图3)表明，各站位表层物种均匀度指数(J)介于0.37～0.89之间，平均值为0.72，最小值在三都镇北部S05站位；中层J介于0.47～0.86之间，平均值为0.69，最小值出现在三都镇西南方向S02站位；底层J介于0.35～0.82之间，平均值为0.66，最小值出现在三都镇西北部S01站位。结果与Shannon-Weaver多样性指数H′相符，在三都镇附近海域S01、S02、S05出现低值。结合浮游植物细胞密度垂直分布图可以看出，同一水层在均匀度低的站位由于物种分布不均匀，可能存在某种优势种大量生长[14]，出现浮游植物密度高的现象。

2.3.2 Margalef丰富度指数(D)

调查海域Margalef丰富度指数(D)：中层>底层>表层(图4)。表层Margalef丰富度指数(D)介于0.35～1.32之间，平均值为0.67，峰值出现在溪南镇附近S12站位；中层D介于0.5～1.34之间，平均值为0.75，峰值出现在溪南镇附近S8站位，位置临近表层峰值站位S12；底层D介于0.38～1.01之间，平均值为0.71，于盐田港S3站位出现峰值。

2.3.3 Shannon-Weaver多样性指数(H′)

Shannon-Weaver多样性指数(H′)通常反映物种多样性及生态系统稳定性情况，多样性指数数值越大，表示群落结构越复杂、稳定，有较强的反馈调节能力，数值小则反之[22-23]。调查海域多样性指数在垂直分布上有一定差异(图5)。在三都镇北部西部南部海域H′处于较低水平，参考生物多样性指数评判标准，该海域浮游植物多样性状况较差。海域各站位表层多样性指数(H′)介于0.92～2.78，平均值为1.96，最小值出现在三都镇北部S5站位；中层H′介于1.23～2.54，平均值为1.99，最小值出现在三都镇西南方向S02站位；底层H′介于1.03～2.53，平均值为1.88，最小值出现在三都镇西北部S01站位。多样性指数高低主要受丰富度和均匀度影响，种类数目越多，多样性越大，同样，种类之间个体分配的均匀度增加也会使多样性提高。三都镇西南、西北海域多样性指数值偏低，由于该海区浮游植物优势种数量过大，抢占了其他浮游植物种类生存空间，导致丰富度和均匀度降低。

2.4 浮游植物种类、密度和生态指数水平分布

由浮游植物种类、密度水平分布(图6)可见，浮游植物密度在S18站位最高，为38.9×106个/m3；S17最低，为9.2×106个/m3，平均值为22.67×106个/m3，其中S08、S16、S18、S22站位浮游植物密度大于30×106个/m3。水平分布中S08站位浮游植物种类数最多，为47种；S05和S17站位种类数最少，为19种；种类数大于40种的站位有S07、S08、S09、S11、S24。

由浮游植物生态指数水平分布(图7)可见，各采样站位浮游植物生态指数存在较大差异，同一站位若物种分布均匀，则多样性指数高，多样性指数与均匀度指数在水平分布上趋势基本相同。采样站位多样性指数介于1.14～2.63之间，平均值为2.13，参考生物多样性指数评判标准，三沙湾海域浮游植物生物多样性总体处于中等水平，不同站位情况不同。采样站位丰富度指数介于0.77～1.83之间，平均值为1.24，最低值出现在东吾洋S20站位，峰值出现在溪南镇附近S08站位。均匀度指数介于0.35～0.74之间，平均值为0.63，最低值出现在三都镇西北部S01站位，最高值为盐田港S03站位。

3 结论

1)本次调查共鉴定浮游植物4门69属181种，优势种分别为具槽帕拉藻、中肋骨条藻、菱形海线藻、琼氏圆筛藻和菱形藻。其中，具槽帕拉藻和中肋骨条藻为主要优势种。硅藻在密度、种类数上均占有绝对优势，且以广温类为主。

2)浮游植物垂直分布调查中，细胞密度为中层>底层>表层，不同水层出现密度峰值的站位不同。多样性指数H′和均匀度指数最低值均出现在三都镇北部、西部海域站位。

3)浮游植物水平分布调查中，浮游植物细胞密度和种类数趋势大致相同。不同站位浮游植物生态指数存在较大差异，根据浮游植物多样性评价标准，调查海域总体处于中等水平。

附录 调查海域浮游植物物种组成

续附录

续附录