黃　玥，黃元輝

(1. 云南大學(xué) 資源環(huán)境與地球科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650504； 2. 云南大學(xué) 喀斯特國際研究中心，云南 昆明 650504；3. 國家海洋局 第一海洋研究所，山東 青島 266061)

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廣西珍珠灣表層沉積硅藻分布特征*

黃玥1,2，黃元輝3

(1. 云南大學(xué) 資源環(huán)境與地球科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650504； 2. 云南大學(xué) 喀斯特國際研究中心，云南 昆明 650504；3. 國家海洋局 第一海洋研究所，山東 青島 266061)

在廣西珍珠灣16個表層沉積物站位取樣并對其中硅藻進行分析，鑒定出硅藻131種，分屬44屬。其中Cocconeisdisculus是研究區(qū)域內(nèi)數(shù)量最多的硅藻種類。多元分析結(jié)果表明，珍珠灣沉積硅藻分布主要受到海水鹽度的控制，其中Achnanthesspp.(主要包括A.delicatula，A.fugei，A.hauckiana和A.levanderi)，Amphoraspp.(主要包括A.delicatissima，A.exigua，A.eximia，A.holsatica和A.normanii)和Nitzschiaovalis可以作為低鹽度海水環(huán)境的指示種；Cocconeisdisculus多集中分布于海水鹽度適中的海域；Cyclotellastriata/C.stylorum，Thalassiosiraspp.(主要包括T.eccentrica，T.leptopus和T.oestrupii)和Thalassionemanitzschioides則可以很好地指示高鹽度環(huán)境。陸上淡水河流對珍珠灣表層沉積硅藻組合的影響不大，人類活動則是沿岸淡水硅藻種類繁多的主要原因。珍珠灣16個表層沉積站位可劃分為3個硅藻分布區(qū)，分別對應(yīng)高低不同的海水鹽度，與實際站位地理環(huán)境條件基本一致。

珍珠灣；表層沉積；硅藻

珍珠港位于廣西防城港市防城區(qū)江山半島西側(cè)，自東北向西南延伸，呈橢圓形，南部開口與北部灣相連[1]。港灣西北部有江平河、北端有黃竹江注入，河流攜帶泥沙淤積，使得港灣形成大面積淺灘。整個港灣面積94 km2，其中灘涂面積53 km2，海灣年平均氣溫22.5 °C，年平均降水2 220.5 mm[2]。灣內(nèi)潮流暢通、水質(zhì)清澈，以盛產(chǎn)珍珠而得名。灣內(nèi)北部岸線多生長紅樹林，屬廣西北侖河口紅樹林保護區(qū)。

硅藻是海洋環(huán)境變化常用的有效指示生物之一，在國內(nèi)外被廣泛運用于海洋環(huán)境變化研究[3-5]。我國4大海域表層沉積硅藻已有相對系統(tǒng)的研究[6]。但是對于如廣西珍珠灣，距離岸線極近，陸上淡水與入灣南海海水在此交匯，近岸水體鹽度極低，同時又受岸上人類活動、沿岸灘涂養(yǎng)殖及岸線紅樹林等多因素綜合影響的區(qū)域，類似研究資料匱乏。研究區(qū)域也僅是在探討所有中國沿海表層硅藻分布狀況時，略有提及數(shù)量較多的硅藻種屬[7]，對其生態(tài)無專門的論述。故在此區(qū)域開展表層沉積物硅藻研究，尤適合探尋硅藻分布對環(huán)境因子，尤其是表層海水鹽度高低變化的響應(yīng)。

通過研究廣西珍珠灣表層沉積硅藻，特別是某些有典型環(huán)境意義的表層沉積硅藻種類，并用多元分析方法對表層沉積硅藻進行分析，揭示該區(qū)域表層沉積硅藻的群落組成，確定硅藻分帶及分布規(guī)律，判斷影響表層硅藻分布的主要環(huán)境因子，為恢復(fù)該海域的古海洋環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

分析樣品由國家海洋局第一海洋研究所科研人員于2008-12獲取，采樣站位見表1和圖1。

表1　珍珠灣表層站位采樣信息

圖1　珍珠灣表層站位分布Fig.1　Location of surface sediments sampling stations in Zhenzhu Bay

硅藻樣品的處理：所有樣品先用體積分?jǐn)?shù)10%的HCl去除鈣質(zhì)，蒸餾水洗凈后加入體積分?jǐn)?shù)30%的H2O2，在恒溫60 ℃下煮1～2 h以去除沉積物中的有機質(zhì)，蒸餾水洗凈后用Naphrax膠制片[8]，在1 000倍徠卡油鏡下進行屬種鑒定，每個樣品統(tǒng)計硅藻殼面數(shù)300粒以上。

Past軟件[9]是一種簡單易用的數(shù)據(jù)分析軟件，包括常見的統(tǒng)計、多元分析、繪圖等功能，適用于古生物學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域數(shù)據(jù)分析。利用該軟件對硅藻鑒定結(jié)果進行多元分析，以確定表層沉積硅藻在珍珠灣的分布特征及引起其變化的主要環(huán)境因子。

2　結(jié)果與討論

2.1硅藻鑒定結(jié)果

共分析表層沉積樣品16個，鑒定出硅藻131種，分屬44屬。鑒定工作依據(jù)文獻[10-18]進行。主要硅藻種類：Achnanthesdelicatula，A.fugei，A.hauckiana，A.levanderi，Amphoradelicatissima，A.exigua，A.eximia，A.holsatica，A.normanii，Cocconeisdisculus，C.peltoides，Cyclotellastriata，C.stylorum，Diploneissmithii，Naviculacincta，N.cryptocephala，N.minima，Nizschiaovalis，Paraliasulcata，Thalassionemafrauenfeldii，T.nitzschioides，Thalassiosiraeccentrica，T.leptopus，T.oestrupii和Trachyneisaspera。其中C.disculus為數(shù)量最多的硅藻屬種(表2和圖2)。

表2　珍珠灣表層沉積主要硅藻種屬分類表

圖2　珍珠灣主要硅藻種屬數(shù)量百分比Fig.2　The percentage of principal diatom species from surface sediments in Zhenzhu Bay

2.2主要硅藻生態(tài)

Achnanthesspp.中的A.delicatula，A.fugei，A.hauckiana和A.levanderi均是典型的淡水硅藻[19]，是良好的淡水指示種。A.delicatula多見于鹽度較低的沿岸海域，陸上淡水種也時有出現(xiàn)[20]，在大洋洲和歐洲均有報道[21-23]。A.fugei多出現(xiàn)于淡水、半咸水環(huán)境中[19]。A.hauckiana同樣常出現(xiàn)于河口、沿岸海域，陸上湖泊也有發(fā)現(xiàn)[20]，在歐洲、美洲和大洋洲淡水、半咸水水域均大量分布[21-25]。A.levanderi僅在歐洲出現(xiàn)報道，見于沿岸淡水和半咸水海域[23]。在珍珠灣，以它們?yōu)橹鞯腁chnanthesspp.多分布于江平河口南部，江平鎮(zhèn)沿岸站位(Z04，Z05和Z08)，數(shù)量百分比超過20%，東側(cè)江山半島有一條潭蓬古運河，現(xiàn)已廢棄，但河道依然存留，陸上人類活動排放廢水隨河道注入珍珠灣，使得Z18站位的高達18%，隨著離岸距離的增加，數(shù)量百分比逐漸降低，至灣內(nèi)中部降至10%，灣內(nèi)西側(cè)Z16站位處的最高，為25%，與之靠近的北部黃竹江口(Z15站位)的不足10%，說明陸上淡水河流對它們在珍珠灣的分布影響不大；灣外站位(Z02和Z11)數(shù)量百分比最低，幾乎不出現(xiàn)(圖3a)。故在此區(qū)域它們可作為典型的沿岸低鹽代表種屬。

Amphoraspp.中的A.delicatissima為典型淡水硅藻[19]，也在半咸水海濱出現(xiàn)[20]。A.eximia和A.normanii均多見于淡水環(huán)境[19]，后者多見于高山山澗、平原湖泊[20]，在北美洲、歐洲、非洲和大洋洲均見報道[22]。A.exigua則多見于海濱半咸水區(qū)域[19]。而A.holsatica多出現(xiàn)于鹽度更高的半咸水環(huán)境中[19]，在美洲、歐洲北部沿岸海域均有報道[24-26]。在珍珠灣，以它們?yōu)槭椎腁mphoraspp.集中分布于江平河口、江平鎮(zhèn)沿岸和潭蓬古運河連接珍珠灣處，數(shù)量百分比均在15%以上，最高可達26%；離岸較遠(yuǎn)的灣內(nèi)中部，降至10%以下，而在黃竹江口僅有5%，說明黃竹江淡水對其分布影響不大，外灣處最低，不到5%(圖3b)。故在珍珠灣海域，它們可代表典型的沿岸低鹽環(huán)境。

圖3　珍珠灣表層沉積Achnanthes spp.與Amphora spp.數(shù)量百分比分布Fig.3　Distribution of Achnanthes spp. and Amphora spp. from surface sediments in Zhenzhu Bay (numbers in percentage)

N.ovalis多出現(xiàn)于淡水環(huán)境[19]，在海濱半咸水區(qū)域也有發(fā)現(xiàn)[20]。在珍珠灣，雖然該種相對數(shù)量較少，但集中分布于灣內(nèi)近岸海域，基本趨勢為離岸越近數(shù)量越多。值得注意的是，在陸上人類活動最集中的江平鎮(zhèn)沿岸站位，數(shù)量百分比達到5%以上，越靠近江平鎮(zhèn)越高，可達10%以上，而江平河、黃竹江河口處該種數(shù)量與其它沿岸站位差別不大，說明陸上淡水河流對該種影響不大；外灣處該種完全消失(圖4a)。在此，可將其作為沿岸低鹽環(huán)境的指示種。

C．disculus多被認(rèn)為生活于半咸水環(huán)境之中[19]，在全歐洲的海濱半咸水環(huán)境中非常常見[20]，也有報道發(fā)現(xiàn)于歐洲、北美洲和大洋洲沿岸淡水區(qū)域[22-23]，我國南海深海海域無該種記錄[7]。C.disculus在珍珠灣為數(shù)量最多的硅藻種屬，大多分布內(nèi)灣東部，距岸距離越近，其數(shù)量百分比越高，最高達19%；隨離岸距離的增加，逐漸減少至10%以下；江平河口、江平鎮(zhèn)沿岸該種數(shù)量很少，外灣站位數(shù)量百分比也不多(圖4b)。故該種是此區(qū)域良好的半咸水環(huán)境指示種。

圖4　珍珠灣表層沉積N. ovalis與C. disculus數(shù)量百分比分布Fig.4　Distribution of N. ovalis and C. disculus from surface sediments in Zhenzhu Bay (numbers in percentage)

C.striata/C.stylorum是2種關(guān)系緊密的硅藻，它們作為海洋種浮游生活于河口地區(qū)，是典型的半咸水硅藻屬種[11]。在我國，它們廣泛分布于近海地區(qū)，是沿岸最為常見的屬種之一[6-7]。在珍珠灣，C.striata/C.stylorum集中分布于灣外的2個站位，峰值可達31%，而其它近岸站位數(shù)量百分比較低(圖5a)，值得注意的是，它們在黃竹江口處也超過20%，原因尚不明了，有待進一步研究。由于研究區(qū)域距岸極近，更多的受到陸上淡水影響，相對于更加頻繁出現(xiàn)的淡水硅藻種屬，它們與后文所述Thalassiosiraspp.(T.eccentrica，T.leptopus和T.oestrupii)這些典型的海洋種分布基本一致，在該區(qū)域代表著更高的海水鹽度。

圖5　珍珠灣表層沉積C. striata/C. stylorum與T. nitzschioides數(shù)量百分比分布Fig.5　Distribution of C. striata/C. stylorum and T. nitzschioides from surface sediments in Zhenzhu Bay (numbers in percentage)

T.nitzschioides為世界性種，除兩極地區(qū)以外，自赤道至高緯地區(qū)海洋均有分布[17]，且數(shù)量較大，是常見的廣布性海洋種[28]。該種在我國主要分布在南海、東海陸坡及海槽等溫度、鹽度相對較高的海域[29]，在黃海的青島海域等地也有少量分布[30]。該種也是南海表層沉積硅藻中數(shù)量百分比最為豐富的硅藻種類，且在各站表層沉積硅藻中的數(shù)量百分比相近，約30%左右[7]。而該種在珍珠灣數(shù)量百分比不高，僅在灣外站位中超過10%，灣內(nèi)站位幾乎消失不見(圖5b)。故T.nitzschioides是該區(qū)域較為典型的海水種。

T.eccentrica，T.leptopus和T.oestrupii均為典型的海水種[19]。T.eccentrica為海洋種，廣布于除兩極以外的各大洋，近岸海域也有出現(xiàn)[31]，我國領(lǐng)海，該種較為常見[7,18]。T.leptopus常出現(xiàn)于熱帶、溫帶海域，印度洋、大西洋和太平洋均有發(fā)現(xiàn)[18]，也常見于我國各領(lǐng)海海域[7]。T.oestrupii則為世界性大洋種，常見于北大西洋、印度洋和太平洋[18]，在我國，多出現(xiàn)于南海海域[7]。在珍珠灣，以它們?yōu)橹鞯腡halassiosiraspp.數(shù)量稀少，但分布極有特點：基本集中出現(xiàn)在灣外的2個站位(圖6)。我們將它們看作較高鹽度的典型代表種。

2.3對應(yīng)分析結(jié)果

由于樣品為表層樣，且數(shù)據(jù)僅包含硅藻含量，并無相應(yīng)環(huán)境數(shù)據(jù)，故選用對應(yīng)分析(Correspondence analysis，CA)對數(shù)據(jù)進行處理。對應(yīng)分析的主要目的之一為獲取影響表層硅藻分布的潛在環(huán)境因子，并對其影響力排序，有助于獲取影響珍珠灣表層硅藻分布的環(huán)境因子，故運用Past軟件[9]對珍珠灣16個表層硅藻樣品鑒定結(jié)果進行對應(yīng)分析，其結(jié)果顯示，軸I和軸II特征值分別為0.34和0.15，其中軸I、軸II貢獻率分別達到29.8%和13.5%，軸III貢獻率為7.5%(由于貢獻率過低，在此不做討論)。前2軸共同解釋了43.3%的數(shù)據(jù)量，說明該方法較適宜。

珍珠灣表層沉積主要硅藻種屬分布圖中(圖7)，把軸I看做鹽度指示軸，其負(fù)方向代表鹽度較低的淡水環(huán)境，正方向則是鹽度較高的海洋環(huán)境。Achnanthesspp.(主要包括A.delicatula，A.fugei，A.hauckiana和A.levanderi)，Amphoraspp.(主要包括A.delicatissima，A.exigua，A.eximia，A.holsatica和A.normanii)和N.ovalis等指示較低海水鹽度的硅藻種屬，基本分布在軸I的負(fù)方向上；與之相對，C.striata/C.stylorum，Thalassiosiraspp.(主要包括T.eccentrica，T.leptopus和T.oestrupii)和T.nitzschioides等生活于鹽度較高的海水環(huán)境中的硅藻種屬，則分布于軸I的正方向上；同時，代表海水鹽度適中環(huán)

圖6　珍珠灣表層沉積Thalassiosira spp.(T. eccentrica， T. leptopus和T. oestrupii)數(shù)量百分比分布Fig.6　Distribution of Thalassiosira spp.(T. eccentrica， T. leptopus and T. oestrupii) from surface sediments in Zhenzhu Bay (numbers in percentage)

圖7　珍珠灣表層沉積硅藻種屬對應(yīng)分析分布圖Fig.7　The profile of correspondence analysis of diatom taxa from surface sediments in Zhenzhu Bay

境的C.disculus則分布于靠近原點的位置。這表明，軸I所反映的是珍珠灣海水鹽度的高低。

值得關(guān)注的是，C.striata/C.stylorum作為典型的半咸水種，在珍珠灣海域更多的分布在外灣海域，在對應(yīng)分析分布圖(圖7)上，更靠近Thalassiosiraspp.(主要包括T.eccentrica,T.leptopus和T.oestrupii)和T.nitzschioides等海水種硅藻，這是由于研究區(qū)域過于靠近陸地，相較于大量淡水硅藻種屬而言，C.striata/C.stylorum和其他海水種要求更高的鹽度，與淡水種的差異更大，而在遠(yuǎn)離岸線的外洋站位，C.striata/C.stylorum和其他海水種的差異反而不明顯。在珍珠灣，它們代表著比C.disculus富集區(qū)域更高的海水鹽度環(huán)境，故將它們作為較高海水鹽度的指示種。

2.4表層站位劃分

由于尚未確定軸II所代表的環(huán)境因子，故表層硅藻站位分帶基本以軸I，即海水鹽度指標(biāo)作為劃分依據(jù)。對應(yīng)分析所得的珍珠灣表層站位分布圖顯示16個表層站位大致可劃分為3個區(qū)域(圖8)：區(qū)域I位于軸I負(fù)方向，這些站位有著相對較低的海水鹽度；相對應(yīng)的，位于軸I正方向區(qū)域III內(nèi)的站位，則處于鹽度相對較高的海域；而介于二者之間，即靠近原點附近的區(qū)域II，則代表著海陸交匯過渡區(qū)域內(nèi)相對適中的海水鹽度條件。

將劃分的結(jié)果對應(yīng)到珍珠灣各個表層站位實際位置之中(圖9)，可以看出，對應(yīng)分析結(jié)果很好地顯示了表層沉積硅藻與相應(yīng)海洋環(huán)境的相互關(guān)系。

圖8　珍珠灣表層站位對應(yīng)分析分布圖Fig. 8　The profile of correspondence analysis of surface sediments sampling stations in Zhenzhu bay

圖9　珍珠灣表層站位分區(qū)圖Fig.9　The districts diagram of surface sediments sampling stations in Zhenzhu bay

區(qū)域I，包括江平河口以南、江平鎮(zhèn)沿岸的3個站位以及潭蓬古運河出口處的1個站位。代表的是受陸上人類活動影響最大的海域環(huán)境，形成以Achnanthesspp.，Amphoraspp.和Nitzschiaovalis等多種淡水硅藻共存的硅藻組合面貌。該區(qū)域多沿岸工、農(nóng)業(yè)廢水和市政生活污水排放，加之沿岸灘涂養(yǎng)殖活動，受陸上人類活動影響最大[32]，淡水硅藻數(shù)量眾多，種類繁雜。該區(qū)域重金屬分布也表現(xiàn)出近岸高、遠(yuǎn)岸低的趨勢[33]，表明人類活動是最主要的影響因素。值得注意的是陸上淡水輸入的江平河反而對珍珠灣影響不大。

區(qū)域II，包括灣內(nèi)東部的10個站位。該區(qū)域海水鹽度適中，大量分布著以C.disculus為優(yōu)勢代表的半咸水硅藻，是灣外海水與灣內(nèi)海水交匯的海域，為區(qū)域I與區(qū)域III之間的過渡區(qū)域。其中，Z07，Z15，Z16和Z17四個近岸站位靠近江平河口與黃竹江口，但并未發(fā)現(xiàn)大量淡水硅藻，說明其受陸上河流影響不大，這是因為該區(qū)域分布著大量紅樹林，屬于廣西北侖河口紅樹林保護區(qū)一部分。近岸紅樹林對河流淡水起到巨大的阻隔作用，大大降低了陸上淡水的影響[34]。對該區(qū)域營養(yǎng)鹽狀況的研究也顯示，人類活動對其影響不大，海水水質(zhì)常年處于貧營養(yǎng)狀況[32]。

區(qū)域III，位于珍珠灣灣外處的2個站位。該區(qū)域處于較深的海水環(huán)境中，為南海影響區(qū)域，海水鹽度較高。C.striata/C.stylorum，T.nitzschioides和Thalassiosiraspp.等生活在較高鹽度的硅藻種類在該區(qū)域占主要地位。

2.5硅藻組合與鹽度的關(guān)系

珍珠灣表層沉積硅藻組合面貌與海水鹽度有較高的一致性。16個表層站位基本處于淺海之中，水深不大，灣口相對封閉，除Z02與Z11站位受南海影響較大以外，其他站位更多體現(xiàn)出海陸交匯的過渡區(qū)域特點，即以C.disculus為優(yōu)勢種的半咸水環(huán)境。西側(cè)的江平河與北部黃竹江水量均不大，最靠近兩河河口的Z07與Z15站位，由于沿岸紅樹林對河流淡水的阻隔作用，硅藻組合面貌中淡水種比例不高，依然以半咸水種為重，說明灣內(nèi)大量發(fā)現(xiàn)的淡水硅藻，并非隨河流入灣。大量的淡水硅藻集中分布于江平鎮(zhèn)沿岸海域，說明人類活動才是淡水硅藻富集于岸線的主要原因，這也與該區(qū)域重金屬集中分布于沿岸海域狀況相符[32]。

3　結(jié)　論

1)珍珠灣的16個表層沉積樣品中，共鑒定出硅藻131種，分屬44屬。其中C.disculus數(shù)量百分比最為豐富。

2)Achnanthesspp.(主要包括A.delicatula，A.fugei，A.hauckiana和A.levanderi)，Amphoraspp.(主要包括A.delicatissima，A.exigua，A.eximia，A.holsatica和A.normanii)和N.ovalis可以作為低鹽度海水環(huán)境的指示種；C.disculus多集中分布于海水鹽度適中的海域；C.striata/C.stylorum，Thalassiosiraspp.(主要包括T.eccentrica，T.leptopus和T.oestrupii)和T.nitzschioides則可以很好地指示高鹽度環(huán)境。

3)對應(yīng)分析結(jié)果中軸I所代表的潛在環(huán)境變量是海水鹽度，負(fù)方向指示鹽度較低的海洋環(huán)境。說明珍珠灣主要影響表層沉積硅藻分布的環(huán)境因子是海水鹽度。陸上淡水河流對珍珠灣表層沉積硅藻組合的影響不大，人類活動是沿岸淡水硅藻大量分布的主要原因。

4)依照對應(yīng)分析結(jié)果，珍珠灣16個表層沉積站位可劃分為3個硅藻分布區(qū)，分別對應(yīng)高低不同的海水鹽度，與實際站位地理分布基本一致。

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Characterastics of Surface Sediments Diatom Distribution in Zhenzhu Bay of Guangxi

HUANG Yue1,2, HUANG Yuan-hui3

(1.SchoolofResourceEnvironmentandEarthScience,YunnanUniversity, Kunming 650504, China;2.KarstInternationalResearchCenter,YunnanUniversity, Kunming 650504, China;3.TheFirstInstituteofOceanography,SOA, Qingdao 266061, China)

Sixteen surface sediments diatoms were studied from Zhenzhu Bay of Guangxi. A total of 131 species belonging to 44 genera was identified of whichCocconeisdisculusgot the highest abundance. The results of mutianalysis indicated that the diatom assemblage was mainly affected by sea-surface salinity.Achnanthesspp. (mainly consists ofA.delicatula,A.fugei,A.hauckianaandA.levanderi),Amphoraspp. (mainly includesA.delicatissima,A.exigua,A.eximia,A.holsaticaandA.normanii) and Nitzschia ovalis were being the good indicators of low sea-surface salinity,Cocconeisdisculuswas always found in the brackish areas, whileCyclotellastriata/C.stylorum,Thalassiosiraspp.(mainly consists ofT.eccentrica,T.leptopusandT.oestrupii)andThalassionemanitzschioidescould be used as index for high sea-surface salinity. The surface diatom assemblage was rarely influenced by the fresh water on land. Whereas, the abundance of fresh water diatoms along the shore was mainly affected by the human activities. Sixteen surface sediments diatoms could be divided into three diatom zones, corresponding to the different sea-surface salinity which closely mapped to their actual regional distribution.

Zhenzhu Bay; surface sediments; diatom

September 29, 2015

2015-09-29

國家自然科學(xué)青年基金項目——北部灣北部中全新世硅藻及氣候變化研究(41306067)

黃玥(1980-)，男，廣東澄海人，講師，博士，主要從事海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)研究.E-mail：yuehuang@ynu.edu.cn

(高峻編輯)

Q948.8

A

1671-6647(2016)02-0411-10

10.3969/j.issn.1671-6647.0000.00.011