孫遠遠,史德杰,于美波,孫成峰,王磊,豐愛秀
(日照市海洋與漁業(yè)研究院,山東 日照 276800)
海洋牧場作為當今海洋漁業(yè)保護的研究熱點,其建設和管理有賴于科學的生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與評價[1]。浮游生物作為生態(tài)監(jiān)測的重要內(nèi)容,其群落結(jié)構(gòu)不僅能反映生態(tài)系統(tǒng)的復雜性和健康性,而且對環(huán)境變化起到指示作用,是海洋生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測的重要指標[2]。日照市位于山東省東南部,地處黃海之濱,海岸線長168.5 km,海域面積約6 000 km2,漁業(yè)增養(yǎng)殖發(fā)展迅速,截至2019 年初,已建成國家級海洋牧場4 處。為了對海洋牧場進行科學管理,日照市海洋與漁業(yè)研究所(現(xiàn)改為院)受日照市海洋發(fā)展局委托,于2019 年8 月和10 月對國家級海洋牧場進行了夏、秋季2 個航次的海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測,獲得了浮游植物數(shù)據(jù),首次報道了日照海洋牧場浮游植物群落結(jié)構(gòu),以期為海洋牧場的建設與管理提供生物學依據(jù)。
共設置6 個調(diào)查站位(圖1),其中,每個國家級海洋牧場各設1 處(萬寶F1、水產(chǎn)集團F2、順風F3、萬澤豐F4),外海設2 處作為對照站位(D1 作為F1對照,D2 作為 F2、F3 和 F4 對照)。分別選取 8 月和10 月作為夏季和秋季的代表月進行浮游植物調(diào)查,每月各調(diào)查一次。
浮游植物取樣按照《海洋調(diào)查規(guī)范》[3]進行,采樣工具為淺水Ⅲ型浮游生物網(wǎng)(網(wǎng)口直徑37 cm,網(wǎng)口面積為 0.1 m2,網(wǎng)身長 140 cm,網(wǎng)目 77 μm),于各站位自水體底層至表層垂直拖網(wǎng)1 次。樣品采集后,用緩沖甲醛溶液固定保存,加入量為樣品體積的5%。帶回實驗室靜置沉降24 h 后移出上清液,濃縮至100~150 mL。利用0.1 mL 浮游植物計數(shù)框于Olympus CX31 顯微鏡下進行浮游植物種類鑒定和計數(shù),參照《中國黃渤海海域常見硅藻》和《水生生物學》等資料鑒定浮游植物種類。
式中,Y 為優(yōu)勢度;ni表示第i 種浮游植物的個體數(shù)量;N 表示浮游植物的總個體數(shù)量;fi代表第i種浮游植物在全部調(diào)查站位中的出現(xiàn)頻率。將Y≥0.02 的物種作為優(yōu)勢種。
通過對日照海洋牧場夏、秋季2 個航次浮游植物樣品的分析,共鑒定出浮游植物3 門44 屬94種,其中硅藻門40 屬87 種,占總種數(shù)的92.55%;甲藻門3 屬6 種,占總種數(shù)的6.38%;藍藻門1 屬1種,占總種數(shù)的1.06%。夏季(8 月)共鑒定出浮游植物2門33 屬62 種,其中硅藻門31 屬57 種,占總種數(shù)的91.94%,甲藻門2 屬5 種,占總種數(shù)的8.06%;秋季(10 月)共鑒定出浮游植物 3 門 28 屬 55 種,其中硅藻門25 屬49 種,占總種數(shù)的89.09%,甲藻門2屬5 種,占總種數(shù)的9.09%,藍藻門1 屬1 種,占總種數(shù)的1.82%。具體種類組成見表1。
表1 日照海洋牧場夏、秋季浮游植物種類組成①
續(xù)表
續(xù)表
續(xù)表
日照國家級海洋牧場夏、秋季浮游植物細胞豐度平面分布見圖2。由圖2 可見,日照海洋牧場夏秋季調(diào)查各站位浮游植物細胞豐度為0.146×106~2.39×106個/m3,平均值為 1.22×106個/m3,其中,硅藻的平均細胞豐度為1.20×106個/m3,占細胞總豐度的97.98%。夏季各站位浮游植物細胞豐度為1.93×106~2.39×106個/m3,平均值為 2.27 ×106個/m3,最高值出現(xiàn)在F1 站(萬寶),最低值出現(xiàn)在 F4 站(萬澤豐)。秋季各站位浮游植物細胞豐度為0.146×106~0.198 ×106個/m3,平均值為 0.178 ×106個/m3,最高值出現(xiàn)在D2 站(水產(chǎn)集團、順風和萬澤豐外海對照站位),最低值出現(xiàn)在F3 站(順風)。
圖2 日照國家級海洋牧場夏、秋季浮游植物細胞豐度平面分布
日照海洋牧場夏、秋季浮游植物群落優(yōu)勢種(Y≥0.02)見表2,其中,夏季優(yōu)勢種有7 種,均屬硅藻門,以中肋骨條藻(Skeletonema costatum)和尖刺偽菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)為主,優(yōu)勢度明顯,分別高達0.62 和0.17,其次是圓篩藻屬(Coscinodiscus spp.)、瓊氏圓篩藻(Coscinodiscus jonesianus)、并基角毛藻(Chaetoceros decipiens)等。秋季優(yōu)勢種有8種,隸屬硅藻門和甲藻門,以圓篩藻屬(Coscinodiscus spp.)和輻射列圓篩藻(Coscinodiscus radiatus)為主。
表2 日照海洋牧場夏、秋季浮游植物優(yōu)勢種
日照海洋牧場位于南黃海,北臨北黃海,南面海州灣。浮游植物群落結(jié)構(gòu)與周邊海域的歷史研究對比見表3 和表4。在2019 年的調(diào)查中,共鑒定出浮游植物3 門44 屬94 種,其中夏季共鑒定出2 門33屬 62 種,秋季 3 門 28 屬 55 種,這與秦玉濤等[6]和朱旭宇等[7]在南黃海的調(diào)查結(jié)果相似。浮游植物的種類數(shù)與調(diào)查海域有關(guān),也與調(diào)查站次有關(guān)。對同一海域而言,調(diào)查站次越多,對所調(diào)查海域的浮游植物研究就越全面,所鑒定出的浮游植物種類也相應增多。該文以日照市海洋牧場為研究對象,盡管研究區(qū)域較小,但站位布設較為密集,研究結(jié)果充分反映了日照市海洋牧場的浮游植物群落結(jié)構(gòu)情況。
表3 日照海洋牧場夏季浮游植物群落結(jié)構(gòu)與周邊海域歷史研究對比
續(xù)表
表4 日照海洋牧場秋季浮游植物群落結(jié)構(gòu)與周邊海域歷史研究對比
夏季各站位浮游植物細胞豐度為1.93×106~2.39×106個/m3,平均值為 2.27×106個/m3,高于南黃海[6-7]和海州灣及鄰近海域[4],低于海州灣海洋牧場[2],秋季各站位細胞豐度為 0.146×106~0.198×106個/m3,平均值為 0.178 ×106個/m3,低于海州灣海洋牧場[2]和海州灣及鄰近海域[4],這可能是因為建設了海洋牧場。海洋牧場對生物具有富集和養(yǎng)護作用,在牧場的保護下,生物多樣性更豐富,浮游植物細胞豐度更高,且牧場建設時間越長,生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定,養(yǎng)護作用越明顯。與海州灣海洋牧場相比,日照海洋牧場建設時間較短,其生物富集與養(yǎng)護作用可能尚處于構(gòu)建之中,需做進一步的管理與養(yǎng)護。
從表3 和表4 可以看出,日照海洋牧場夏秋季浮游植物優(yōu)勢種與周邊海域類似,均以中肋骨條藻、尖刺偽菱形藻、圓篩藻、角毛藻等硅藻以及梭形角藻、叉角藻等甲藻為主,其中硅藻優(yōu)勢度更明顯。硅藻是水產(chǎn)養(yǎng)殖動物適宜的餌料生物,以硅藻占主導的生態(tài)系統(tǒng)有益于水生動物的增養(yǎng)殖。與秋季相比,夏季浮游植物第一優(yōu)勢種優(yōu)勢度更突出,這與秦玉濤等[6]研究結(jié)果一致。秦玉濤等[6]認為,這可能和夏季綠潮暴發(fā)有關(guān),綠潮暴發(fā)后,浮游植物優(yōu)勢種發(fā)生明顯變化,第一優(yōu)勢種優(yōu)勢度更突出。