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調(diào)水調(diào)沙后黃河口鄰近海域浮游植物群落響應特征

2015-06-24 14:10:16蘇芝娟王玉玨董志軍張義文劉東艷王艷霞
海洋學報 2015年4期
關(guān)鍵詞:調(diào)沙甲藻黃河口

蘇芝娟,王玉玨,董志軍,張義文,劉東艷*,王艷霞

(1.河北師范大學 資源與環(huán)境科學學院 河北省環(huán)境演變與生態(tài)建設省級重點實驗室,河北 石家莊 050024;2.中國科學院煙臺海岸帶研究所 中國科學院和山東省海岸帶環(huán)境過程重點實驗室,山東 煙臺 264003;3.河北省科學院地理科學研究所,河北 石家莊 050021)

調(diào)水調(diào)沙后黃河口鄰近海域浮游植物群落響應特征

蘇芝娟1,2,王玉玨2,董志軍2,張義文1,劉東艷2*,王艷霞3

(1.河北師范大學 資源與環(huán)境科學學院 河北省環(huán)境演變與生態(tài)建設省級重點實驗室,河北 石家莊 050024;2.中國科學院煙臺海岸帶研究所 中國科學院和山東省海岸帶環(huán)境過程重點實驗室,山東 煙臺 264003;3.河北省科學院地理科學研究所,河北 石家莊 050021)

為研究黃河調(diào)水調(diào)沙對鄰近海域浮游植物群落的影響,2013年7月在黃河第16次調(diào)水調(diào)沙事件后,開展了水文、化學與生物綜合調(diào)查。研究結(jié)果表明,黃河口鄰近海域溫度、營養(yǎng)鹽濃度整體呈現(xiàn)由河口向離岸區(qū)域逐漸遞減的分布趨勢,鹽度呈現(xiàn)由河口向離岸區(qū)域逐漸遞增的分布趨勢,顯示了黃河水輸入的影響程度。葉綠素a與營養(yǎng)鹽濃度在空間分布上呈現(xiàn)出較好的對應關(guān)系,在黃河口偏渤海灣側(cè)明顯高于偏萊州灣側(cè),且近河口區(qū)明顯高于離岸區(qū)。營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)分析表明,黃河口鄰近海域普遍存在磷酸鹽(DIP)的絕對和相對限制;但黃河水沙輸入在局部站位緩解了硅(DSi)限制。浮游植物群落結(jié)構(gòu)的空間變化顯著受到鹽度的影響,在受黃河水輸入影響顯著的C、D、E斷面,藍藻與綠藻的生物量比例明顯增高;影響相對較弱的斷面則以硅藻、甲藻為主。浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的主成分分析結(jié)果表明,DSi、DIP和鹽度是影響該海域浮游植物空間變化的關(guān)鍵環(huán)境因子。甲藻、藍藻與綠藻群落受鹽度變化的影響程度明顯大于硅藻群落;但甲藻群落對營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)的敏感性低于硅藻、藍藻和綠藻群落。

黃河口;浮游植物;調(diào)水調(diào)沙;鹽度;營養(yǎng)鹽

1 引言

河流水沙入海對河口三角洲及鄰近海域生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與環(huán)境演變起到重要作用,例如,埃及尼羅河、美國科羅拉多河、密西西比河、南美亞馬孫河、中國的長江、黃河[1—3]。然而,近幾十年來,由于氣候變化以及水壩建設、引水引沙、土地利用等人為因素,入海徑流量和輸沙量顯著下降,已經(jīng)引起區(qū)域甚至全球尺度上的河口、三角洲及其近岸生態(tài)環(huán)境變化。典型的例子如尼羅河三角洲,在入海徑流與泥沙減少后,三角洲鹽度快速升高、生源要素輸入減少,導致浮游植物生物量減少了95%,漁獲量減少了80%[4]。黃河作為世界第五大河,每年約有數(shù)億噸泥沙入海,這些高通量的泥沙輸運伴隨著年均約1.4萬噸的營養(yǎng)鹽入海,對黃河三角洲與萊州灣鄰近海域的環(huán)境演變與生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育構(gòu)成顯著影響[5]。已有研究表明,黃河改道與水沙輸入變化已經(jīng)引起三角洲岸線的變遷,鄰近海域環(huán)流場的變化,并影響到漁業(yè)資源[3,6]。

2002年以來,黃河水利委員會定期對黃河實施調(diào)水調(diào)沙,其徑流量在短時間內(nèi)激增,可對黃河口鄰近海域環(huán)境因子乃至生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生顯著影響[7—8]。浮游植物和浮游動物分別是海洋中重要的生產(chǎn)者和消費者,對海洋環(huán)境反映敏感,海洋中的溫鹽結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)鹽濃度變化可顯著影響浮游生物群落結(jié)構(gòu)變化[9—10]。然而,關(guān)于黃河調(diào)水調(diào)沙對鄰近海域生態(tài)系統(tǒng)影響的研究則相對較少。已有研究發(fā)現(xiàn),調(diào)水調(diào)沙對黃河口動物群落結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生一定程度的影響,但不是導致群落更替的關(guān)鍵因素[11—12];而對浮游植物群落結(jié)構(gòu)的影響則十分顯著[13]。然而,調(diào)查資料很有限,僅限于2009年7月的網(wǎng)采調(diào)查,且缺乏與關(guān)鍵環(huán)境因子的相關(guān)性分析,難以綜合浮游植物群落空間格局變化的響應特征。因此,本研究在2013年7月黃河第16次調(diào)水調(diào)沙事件后,對黃河口及其鄰近海域開展了水文、化學、生物的綜合調(diào)查。通過對該海域浮游植物群落結(jié)構(gòu)、溫鹽結(jié)構(gòu)以及營養(yǎng)鹽空間變化特征的研究以及相關(guān)性分析,來闡明黃河調(diào)水調(diào)沙后浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相應關(guān)系。研究結(jié)果為進一步了解黃河調(diào)水調(diào)沙事件的生態(tài)影響提供參考依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 調(diào)查站位

2013年7月26—30日期間,對黃河口及鄰近水域(37.40°~38.11°N,119.06°~119.69°E)開展了水文、化學與生物的綜合調(diào)查。依據(jù)黃河沖淡水的擴散特征,從河口到離岸海域共設置6個斷面(A~F)、29個站位(圖1)。調(diào)查區(qū)域平均水深11 m,最淺處4 m,最深處18 m左右。

圖1 黃河口鄰近海域采樣站位(a)與水深(m)(b)Fig. 1 Sampling sites (a) and water depths (m)(b) in adjacent sea of the Yellow River mouth

2.2 樣品采集與分析

調(diào)查區(qū)域海水的溫度和鹽度數(shù)據(jù)用YSI6920型多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀測定。用5 L的卡蓋式采水器(國家海洋技術(shù)中心)采集表層水樣分別用于營養(yǎng)鹽、葉綠素a和浮游植物分析。取500 mL海水裝入聚乙烯瓶,并立即加入福爾馬林溶液固定(濃度為3%~5%),用于浮游植物種類鑒定與數(shù)量計數(shù)。取1 000 mL水樣經(jīng)GF/F濾膜(Whatman)過濾后,濾膜于-20℃下避光并冷凍保存,用于葉綠素a濃度的測定。每個采樣點取3個平行樣,結(jié)果取其平均值。另取250 mL水樣用0.45 μm醋酸纖維濾膜濾后,濾液用于營養(yǎng)鹽濃度的測定。

營養(yǎng)鹽參數(shù)利用德國Bran+Luebbe AA3營養(yǎng)鹽自動分析儀測定,包括溶解無機氮(DIN:dissolved inogranic nitrogen,為NO3-N、NO2-N、NH4-N之和)、磷酸鹽(DIP:dissolved inorganic phosphate,為PO4-P)和硅酸鹽(DSi:dissolved inorganic silicate,為SiO3-Si)。其中,硝酸鹽(NO3-N)采用鎘-銅還原后再用鹽酸-萘乙二胺比色法測定,檢出限為0.03 μmol/L;亞硝酸鹽(NO2-N)采用鹽酸-萘乙二胺比色法測定,檢出限為0.005 μmol/L;氨氮(NH4-N)采用水楊酸鈉法測定,檢出限為0.04 μmol/L;磷酸鹽(PO4-P)采用磷鉬藍法,檢出限為0.02 μmol/L;硅酸鹽(SiO3-Si)采用硅鉬藍法,檢出限為0.03 μmol/L。

葉綠素a濃度采用分光光度法測定[14]。保存葉綠素a的濾膜先用90%的丙酮在4℃ 避光條件下萃取24 h,在4 000 r/min轉(zhuǎn)速下離心10 min后,用紫外可見分光光度計(TU-1810),在波長750 nm、664 nm、647 nm與630 nm處分別測定溶液吸光值(90%丙酮作空白),將所得數(shù)據(jù)用以下公式換算成葉綠素a的濃度CChl a(單位:μg/L):

(1)

式中,E750、E664、E647與E630分別是各波長下的吸光值,V丙酮為丙酮萃取液的體積(單位:mL);V水樣為過濾海水的體積(單位:L)。

浮游植物計數(shù)和鑒定在Olympus IX 81型倒置光學顯微鏡200~400倍下進行。浮游植物計數(shù)采用Uterm?hl方法[15],樣品充分搖勻后取出25 mL放入Uterm?hl計數(shù)框,靜置24 h,進行浮游植物的種類鑒定和計數(shù)。對于高濁度樣品,為避免太多顆粒物的影響,沉降時間稍短一些。浮游植物種類的鑒定參考書為《中國海藻志》、《海藻學概論》、《海藻學》、《中國近海赤潮生物圖譜》、《中國海域常見浮游硅藻圖譜》、《中國海域甲藻掃描電鏡圖譜》、《中國海域甲藻Ⅰ》等[16-22]。

2.3 數(shù)據(jù)處理

物種多樣性指數(shù)采用香農(nóng)-威納指數(shù)(H′,Shannon-Wiener index)[23],其計算公式為:

(2)

物種均勻度(J)采用Pielou 的計算公式[24]:

(3)

式中,S為樣品中總種類數(shù),pi為第i種的個體數(shù)與樣品中的總個數(shù)的比值。

站位圖、營養(yǎng)鹽及生物多樣性指數(shù)的平面分布圖采用Surfer 8.0軟件繪制;群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相關(guān)性采用主成份分析方法,數(shù)據(jù)經(jīng)過lg(x+1) 轉(zhuǎn)換后,使用Canoco for Windows 4.5軟件繪制群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的主成分分析排序圖。

3 結(jié)果與討論

3.1 表層海水溫度和鹽度的空間分布特征

圖2為調(diào)查海區(qū)各斷面溫度與鹽度分布特征。結(jié)果顯示:調(diào)查期間,表層海水溫度范圍為22.9~27.7℃,平均值為25.2℃(見圖2a);鹽度范圍為15.5~27.5,平均值僅為20.8(見圖2b),顯示大量淡水輸入的影響。海水溫度的空間變化并不明顯,隨著水深的增加,站位間的溫度差異減小。僅F斷面顯示了較高的水溫特征,范圍為26.3~27.7℃,均值為27℃;可能與F斷面的水深較淺有關(guān)。比較而言,鹽度則顯示了顯著的空間變化,在各斷面從近岸向外海逐漸呈上升趨勢,顯示了淡水輸入影響逐漸減弱。其中,離河口最近的C斷面和D斷面鹽度最低。C斷面的鹽度介于16.8~23.2,平均值為18.5;D斷面介于17.6~21.7,平均值為19.2。而離河口最遠的F斷面,鹽度相對最高,介于21.1~24.6,平均值為22.7。溫度與鹽度的空間變化響應了黃河沖淡水的影響。

3.2 表層海水營養(yǎng)鹽的空間分布特征

調(diào)查期間,各斷面營養(yǎng)鹽濃度與結(jié)構(gòu)的空間特征如圖3所示。結(jié)果顯示:DIN、DIP與DSi三種營養(yǎng)鹽濃度均呈現(xiàn)出由河口向東北離岸區(qū)域遞減的空間特征。其中,DIN濃度平均值為41.6 μmol/L,變化范圍為17.2~69.6 μmol/L;在黃河口靠近渤海灣側(cè)為高濃度區(qū),最高值出現(xiàn)在B1—B2站,分別為69.5 μmol/L與69.6 μmol/L;最低值出現(xiàn)在B5站,濃度為17.2 μmol/L(見圖3a)。DIP濃度平均值為0.09 μmol/L,變化范圍為0.01~0.19 μmol/L;最高值出現(xiàn)在B1站,濃度為0.19 μmol/L;最低值出現(xiàn)在B5站,濃度為0.01 μmol/L(見圖3b)。DSi濃度平均值為39.6 μmol/L,變化范圍為4.8~91.3 μmol/L;其濃度的空間變化趨勢與DIP相似,最高值亦出現(xiàn)在B1站,濃度為91.3 μmol/L;最低值出現(xiàn)在B5站,濃度為4.8 μmol/L(見圖3c)。營養(yǎng)鹽濃度的空間分布特征,與鹽度的變化梯度基本一致,顯示黃河淡水輸入的影響隨水深逐漸減弱的空間特征。本次調(diào)查結(jié)果與2010和2011年枯水期的調(diào)查結(jié)果相比[25],DIN和DIP濃度大幅度降低,DSi濃度大幅度增高。這與已有研究結(jié)果一致,即DIN和DIP濃度豐水期低于枯水期,DSi濃度夏季高于其他季節(jié)[7,26]。此外,夏季,水體從近渤海灣灣頂處向南構(gòu)成反時針環(huán)流[27],影響到物質(zhì)向外海的輸入,這可能是黃河口靠近渤海灣側(cè)營養(yǎng)鹽濃度相對較高的重要原因[28—29]。

圖2 調(diào)查海區(qū)表層海水溫度(℃)(a)和鹽度(b)的空間分布特征Fig.2 The spatial distribution of surface seawater temperature (℃)(a) and salinity (b) during the survey

營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)變化對浮游植物群落結(jié)構(gòu)有著顯著影響[30—31]。以往研究結(jié)果顯示,近40年來,渤海水域營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化,N/P比例嚴重失調(diào),磷和硅作為限制因子出現(xiàn)的幾率明顯增加[32—35]。根據(jù) Nelson和Brzezinski[36]、Justic 等[37]提出的浮游植物生長的化學計量和可能營養(yǎng)鹽限制因素標準,DIN、PO4和SiO3的濃度分別低于1 μmol/L、0.1 μmol/L和2 μmol/L時,對浮游植物生長造成絕對限制;N/P比小于10,Si/N比大于1時,DIN存在相對限制;N/P比和Si/P比大于22時,PO4出現(xiàn)相對限制;Si/N比小于1,Si/P比小于10時,SiO3存在相對限制。

本次調(diào)查結(jié)果顯示:DIN/DIP的變化范圍為217.2~1 562.9,平均值為592.7,分布趨勢為由河口向離岸遞增,出現(xiàn)了明顯的磷酸鹽限制現(xiàn)象;尤其在F斷面,出現(xiàn)了磷酸鹽的相對與絕對限制(見圖3d)。DSi/DIN的變化范圍為0.2~1.8,平均值為0.9;分布趨勢與DIN/DIP正好相反,高值區(qū)分布在河口,由河口向東北離岸遞減,說明河口輸入對硅酸鹽的補充,顯著緩解了該區(qū)域的硅限制狀態(tài)(見圖3e)。最高值出現(xiàn)在C1站位,比值為1.8;低值區(qū)分布在河口南部的F斷面,最低值出現(xiàn)在F2站位,比值僅為0.2,表明仍存在硅酸鹽的限制(見圖3e)。DSi/DIP的變化范圍為267.4~526.3,平均值為409.0;其分布趨勢有兩種,一是由河口向東北離岸遞減,研究區(qū)最高值就出現(xiàn)在離河口較近的B2站,比值為526.3。二是研究區(qū)南部出現(xiàn)了一個低值中心,并向東南部離岸遞增。最低值出現(xiàn)在F2站,比值為267.4(見圖3f)。

通過對營養(yǎng)鹽限制因子出現(xiàn)幾率進行計算發(fā)現(xiàn):DIN與DSi濃度分別低于1 μmol/L和2 μmol/L的出現(xiàn)幾率為0;DIP濃度低于0.1 μmol/L出現(xiàn)幾率為62.1%。N/P比小于10,Si/N比大于1時,出現(xiàn)幾率為0;Si/N比小于1,Si/P比小于10時,出現(xiàn)幾率為0;N/P比和Si/P比大于22時,出現(xiàn)幾率為100%。這一結(jié)果表明黃河徑流量的增加顯著提高無機氮與硅酸鹽的輸入量,但對磷酸鹽的輸入貢獻相對不大。

3.3 浮游植物群落結(jié)構(gòu)的空間分布特征

本次調(diào)查,共鑒定浮游植物5門60屬100種(見附表1),主要以硅藻和甲藻為主,包括硅藻63種,占總物種數(shù)的63%;甲藻24種,占總物種數(shù)的24%;藍藻8種,占總物種數(shù)的8%;綠藻3種,占總物種數(shù)的3%;金藻1種,占總物種數(shù)的1%;還有未定類的三深碎裂藻,占總物種數(shù)的1%。物種組成顯示了大河口鹽度低,物種多樣性高,半咸水物種多的特點[38—39]。這與黃河口歷史調(diào)查結(jié)果基本一致,例如,田家怡[40]以1996年3、5、8、11月份的定量調(diào)查資料,鑒定出該海域浮游植物72種,分別隸屬于硅藻門、甲藻門、金藻門、綠藻門;冷宇等[41]對該海域2004—2010年每年夏季的調(diào)查共獲得浮游植物137種,包括硅藻門、甲藻門、金藻門、黃藻門;劉曉彤等[13]對該海域2009年夏季的調(diào)查,共鑒定浮游植物29屬53種,包括硅藻門、甲藻門、藍藻門、金藻門、綠藻門。

圖3 營養(yǎng)鹽濃度(μmol/L)與結(jié)構(gòu)的空間分布特征:a.DIN,b.DIP,c.DSi,d.DIN/DIP,e.DSi/DIN,f.DSi/DIPFig.3 The spatial distribution of nutrient concentrations (μmol/L) and structures during the survey: a.DIN,b.DIP,c.DSi,d.DIN/DIP,e.DSi/DIN,f.DSi/DIP

調(diào)查期間,海水葉綠素a濃度范圍為1.1~32.7 μg/L,平均值為6.4 μg/L(圖4a)。葉綠素a濃度的空間分布與營養(yǎng)鹽濃度的空間分布很接近。在靠渤海灣側(cè)出現(xiàn)一個高值區(qū),最高值出現(xiàn)在A1站位,為32.7 μg/L。這與已有研究結(jié)果一致,1989年夏季該海域浮游植物細胞豐度在靠近渤海灣側(cè)的近岸出現(xiàn)高值區(qū),并呈弧形由近岸到遠岸逐漸降低[42]。浮游植物群落的香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)(H′)和Pielou均勻度指數(shù)(J)的分布趨勢都是在研究區(qū)的中部站位出現(xiàn)高值和西北部高,而靠近岸和外海的站位出現(xiàn)較低值(圖4b,4c)。其中,香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)介于0.39~4.46,平均值為3.16;Pielou均勻度指數(shù)介于0.16~0.91,平均值為0.75。

圖4 浮游植物群落結(jié)構(gòu)的空間分布特征Fig.4 The spatial distribution of phytoplankton assemblages during the survey

浮游植物群落結(jié)構(gòu)在各斷面上出現(xiàn)明顯差異(見圖5)。黃河口靠近渤海灣的A、B斷面,浮游植物群落結(jié)構(gòu)主要由硅藻、甲藻組成,但也出現(xiàn)了少量的綠藻與藍藻;受黃河影響較大的C、D、E斷面,藍藻與綠藻的比例顯著增高,硅藻、甲藻的比例明顯降低;受黃河沖淡水影響較小的F斷面,則完全由硅藻組成。這與吳玉霖等[43]研究發(fā)現(xiàn)長江徑流同長江口海域浮游植物種類組成有明顯關(guān)系的結(jié)果一致,鹽度對浮游植物群落結(jié)構(gòu)變化起到重要作用。

浮游植物細胞數(shù)量的總豐度范圍2×102~1 150×102cells/L,平均值為136.9×102cells/L;A、B、C、D斷面細胞數(shù)量的高值區(qū)出現(xiàn)在離岸較遠的站位,且F2站位出現(xiàn)了細胞數(shù)量的最高值,這與葉綠素a濃度的分布不一致。一方面可能與浮游植物的物種組成結(jié)構(gòu)有關(guān),如F斷面雖然出現(xiàn)較高的細胞數(shù)量,但多數(shù)為小細胞的角毛藻(Chaetocerossp.)、海鏈藻(Thalassiosirasp.),對葉綠素的貢獻不大;另外,與樣品中的泥沙含量有關(guān),河口區(qū)域的樣品中含有大量泥沙,導致計數(shù)過程中一些小細胞物種難以辨認,是造成細胞數(shù)量低的重要原因。相對而言,葉綠素a濃度在高渾濁河口可以較好地反映浮游植物生物量的變化。

3.4 浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相關(guān)性分析

為進一步了解黃河口鄰近海域浮游植物群落的空間分布規(guī)律及其決定環(huán)境因素,本研究對浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子進行了PCA分析,排序圖結(jié)果如圖6所示。相關(guān)分析發(fā)現(xiàn):鹽度與營養(yǎng)鹽是影響群落組成及其豐度的主要因素。綠藻與藍藻細胞豐度與鹽度呈極強負相關(guān),顯示出偏好低鹽環(huán)境,這與離河口最遠且鹽度相對最高的F斷面上藍藻和綠藻細胞豐度為零的結(jié)果相對應;而甲藻豐度則與鹽度呈現(xiàn)極強正相關(guān),顯示出偏好較高鹽度的生長環(huán)境;硅藻豐度與鹽度沒有顯著性相關(guān),顯示了其物種的多樣性以及對鹽度的要求比較寬泛。這一結(jié)果顯示黃河調(diào)水調(diào)沙在浮游植物群落組成上,對硅藻的影響要遠低于甲藻、藍藻與綠藻。

圖5 浮游植物細胞豐度各斷面的空間分布特征Fig.5 The spatial distribution of phytoplankton cell abundance in each transection during the survey

圖6 PCA排序圖:浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相關(guān)分析Fig.6 PCA ordination plot: correlation analysis between phytoplankton assemblages and environmental factors

葉綠素a與營養(yǎng)鹽濃度之間表現(xiàn)出了極強的相關(guān)性,說明了調(diào)水調(diào)沙后,營養(yǎng)鹽大量輸送對浮游植物生長的促進效應。這與在長江口的研究結(jié)果一致,例如,王云龍等[44]研究發(fā)現(xiàn)長江徑流所攜帶的豐富無機氮等營養(yǎng)鹽為浮游植物生長繁殖提供了物質(zhì)基礎,并通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)長江口海域夏季8月浮游植物總量與7月徑流量呈正相關(guān)。郭玉潔和楊則禹[45]對長江口的研究也發(fā)現(xiàn)了徑流量與浮游植物總量的正相關(guān)趨勢。

通過相關(guān)分析結(jié)果,甲藻群落與硅藻群落相比,對營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)的變化敏感性不高。這一現(xiàn)象符合甲藻的營養(yǎng)特征,即大部分甲藻為異養(yǎng)營養(yǎng)型,只有很少幾種甲藻營嚴格的自養(yǎng)營養(yǎng)[46]。這可以部分解釋為什么在很多氮富營養(yǎng)化河口、海灣,當磷酸鹽與硅酸鹽限制加劇時,浮游植物存在硅藻群落向甲藻群落演替的現(xiàn)象[47-48]。藍藻與綠藻群落與DIP濃度表現(xiàn)出顯著正相關(guān),與DIN/DIP表現(xiàn)顯著負相關(guān);這兩種類群對磷酸鹽的要求相對較高[49],雖然河口大量沖淡水導致鹽度降低,引起藍藻等半咸水物種的增多,但由于受磷酸鹽濃度的限制作用,難以在數(shù)量上占據(jù)主導地位。

4 結(jié)論

根據(jù)對黃河口鄰近海域2013年7月調(diào)水調(diào)沙后浮游植物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的調(diào)查結(jié)果,發(fā)現(xiàn):

(1)黃河水輸入對河口鄰近海域溫度、營養(yǎng)鹽濃度及結(jié)構(gòu)形成顯著影響,整體呈現(xiàn)由河口向離岸快速遞減的分布特點,鹽度呈現(xiàn)由河口向離岸區(qū)域逐漸遞增的分布趨勢。黃河口鄰近海域普遍存在DIP的絕對和相對限制,DSi的限制則僅出現(xiàn)在局部海域。

(2)通過浮游植物與環(huán)境因子的主成分分析,發(fā)現(xiàn)甲藻、藍藻與綠藻群落受鹽度的影響程度明顯大于硅藻群落;低鹽度帶來藍藻與綠藻物種的增多,而甲藻物種的減少。在DIP與DSi限制加劇的狀態(tài)下,甲藻群落對營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)的敏感性低于硅藻群落。藍藻和綠藻群落受DIP濃度的影響較大。

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附錄:

Response of phytoplankton assemblages to the water-sediment regulation in the adjacent sea of the Yellow River mouth

Su Zhijuan1,2,Wang Yujue2,Dong Zhijun2,Zhang Yiwen1,Liu Dongyan2,Wang Yanxia3

(1.HebeiKeyLaboratoryofEnvironmentalEvolutionandEcologicalConstruction,CollegeofResourcesandEnvironmentScience,HebeiNormalUniversity,Shijiazhuang050024,China;2.KeyLaboratoryofCoastalEnvironmentalProcessesandEcologicalRemediation,YantaiInstituteofCoastalZoneResearch,ChineseAcademyofSciences,Yantai264003,China;3.InstituteofGeographicalScience,HebeiAcademyofScience,Shijiazhuang050021,China)

An ecological survey was carried out in July 2013 in the Yellow River adjacent sea after the 16th water-sediment regulation,with an aim of understanding the response of phytoplankton assemblages to changed environment. The result showed that temperature and nutrient concentrations decreased gradually from the mouth of river to offshore waters,corresponding to the increased freshwater loading,and salinity increased gradually from the mouth of river to offshore waters. Nutrient concentrations at the sites near to the side of Bohai Bay displayed higher values than the Laizhou Bay. The analysis on nutrient structure indicated that DIP was absolute and relative limitation,while DSi limitation only appeared in a few sites. 100 species of phytoplankton in 60 genera of the five classes were identified from the samples,and major phytoplankton components were diatoms and dinoflagellates. In addition,a few brackish species in Cyanophyceae,Chrysophyceae,and Chlorophyceae were also identified from the river mouth,indicating the impact of salinity. Chlorophyllaconcentrations and nutrient concentrations presented a significantly spatial distribution from the river mouth to offshore waters,with higher values at the sites near to the side of the Bohai Bay than the Laizhou Bay. Phytoplankton assemblages were in response to the variations of spatial environmental factors. The biomass proportions of Cyanophyceae and Chlorophyceae increased distinctly in the transections of C,D and E,indicating a strong influence of the diluted water,while diatoms and dinoflagellates in other transections with less impact from the diluted water. The results of Principal Components Analysis between phytoplankton assemblages and environmental factors indicated that DSi,DIP and salinity were key factors related to the spatial variation of phytoplankton assemblages.

Yellow River mouth; phytoplankton; water-sediment regulation; salinity; nutrients

附表1 2013年夏季黃河口鄰近海域浮游植物種類名錄

續(xù)附表1

續(xù)附表1

10.3969/j.issn.0253-4193.2015.04.006

2014-09-18;

2014-12-26。

中國科學院戰(zhàn)略先導研究項目(XDA11020405);中國科學院重點部署項目(KZZD-EW-14);河北省科學院科技計劃項目(13128);中國科學院院地合作項目——“河北省海岸帶受損生態(tài)系統(tǒng)評估及修復技術(shù)研究”。

蘇芝娟(1989—),女,河北省威縣人,主要研究方向為數(shù)字國土與區(qū)域規(guī)劃。E-mail:suzhijuan1989@163.com

*通信作者:劉東艷,研究員,主要從事海洋藻類生態(tài)學研究。E-mail:dyliu@yic.ac.cn

Q948.8

A

0253-4193(2015)04-0062-14

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Su Zhijuan,Wang Yujue,Dong Zhijun,et al. Response of phytoplankton assemblages to the water-sediment regulation in the adjacent sea of the Yellow River mouth[J]. Haiyang Xuebao,2015,37(4):62—75,doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2015.04.006

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