郭璐璐，李仕平，黃鏡波，李仙，李洪武*

（1.海南大學(xué)海洋學(xué)院，海南海口570228；2.海南大學(xué)海洋學(xué)院?？谑兴a(chǎn)技術(shù)推廣站，海南?？?70228；3.?？谑泻Ｑ蠛蜐O業(yè)局，海南?？?70208；4.?？谑泻Ｑ蟓h(huán)境監(jiān)測(cè)中心，海南?？?70105）

海口市位于北緯19°32′～20°05′，東經(jīng)110°10′～110°41′.地處海南島北部，北瀕瓊州海峽，海域面積830 km2，海岸線長(zhǎng)131 km.?？谧鳛榈湫偷膩啛釒I海旅游城市，其人類活動(dòng)會(huì)對(duì)海域自然環(huán)境造成一定的影響.?？谑泻Ｑ蠛蜐O業(yè)局，海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)通報(bào)資料分析顯示，海口近海域內(nèi)主要經(jīng)濟(jì)活動(dòng)有養(yǎng)殖、捕撈和濱海旅游，沿岸的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)主要有農(nóng)業(yè)種植、高低位池對(duì)蝦養(yǎng)殖、濱海沙礦開采.影響監(jiān)測(cè)海域水質(zhì)的污染物主要來(lái)自上游污染物的入海江水、沿岸居民的生活污水、港內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)廢水、港內(nèi)各類船只排放的含油污水和工業(yè)區(qū)的工業(yè)污水.

海洋浮游植物通過(guò)光合作用將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，是海域生態(tài)系統(tǒng)最重要的初級(jí)生產(chǎn)力和次級(jí)生產(chǎn)力[1].浮游植物優(yōu)勢(shì)種群及群落結(jié)構(gòu)特征指數(shù)（如多樣性指數(shù)、均度指數(shù)等）可用來(lái)表征其群落結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢(shì)種群和群落結(jié)構(gòu)特征指數(shù)的變化可以在一定程度上反映出環(huán)境的變化（如污染等）[2-4].

本研究分別于2010年9月和2011年8月對(duì)?？诮０端?個(gè)生態(tài)監(jiān)控區(qū)的浮游植物和水質(zhì)進(jìn)行采樣檢測(cè).綜合兩次調(diào)查中這5個(gè)生態(tài)監(jiān)控區(qū)的浮游植物種類組成、多樣性指數(shù)[5]、豐富度指數(shù)[6]、均勻度指數(shù)[7]等指標(biāo)，分析?？谑薪０端?個(gè)生態(tài)監(jiān)控區(qū)浮游生物的分布特征及及其與環(huán)境因子的關(guān)系.為綜合評(píng)價(jià)人類活動(dòng)對(duì)?？谑薪０端蛏鷳B(tài)的影響提供科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)資料.

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)區(qū)域與站位

調(diào)查區(qū)域?yàn)槲鬯幚韽S深水排放口（A1、A2、A3）、龍昆溝入海口（B1、B2、B3）、秀英工業(yè)排污口（C1、C2、C3）、東寨港貝類養(yǎng)殖區(qū)（E1、E2、E3）和假日海灘（D1、D2、D3），每個(gè)調(diào)查區(qū)布設(shè)3個(gè)站位，共15個(gè)站位，水質(zhì)調(diào)查站位和浮游生物調(diào)查站位同步，見圖1.

1.2 樣品采集及分析方法

浮游植物的采集、貯存、運(yùn)輸和預(yù)處理按照GB12763.6-2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》規(guī)定的海洋生物調(diào)查規(guī)范方法進(jìn)行.使用淺水Ⅲ型浮游生物網(wǎng)（網(wǎng)長(zhǎng)140 cm，網(wǎng)口內(nèi)徑37 cm，網(wǎng)口面積0.1 m2）垂直拖網(wǎng)方式采樣，加入樣品體積5‰碘液進(jìn)行固定.將樣品帶回室內(nèi)，進(jìn)行濃縮至15 mL.Nikon顯微鏡下計(jì)數(shù)、鑒定.

1.3 分析和計(jì)算方法

Shannon—Weaver[5]多樣性指數(shù)，計(jì)算公式見式（1）：

Margalef[6]豐富度指數(shù)，計(jì)算公式見式（2）：

Pielous[7]均勻度指數(shù)，計(jì)算公式見式（3）：

優(yōu)勢(shì)種確定是由優(yōu)勢(shì)度[8]決定的，計(jì)算公式見式（4）：

式中H′為多樣性指數(shù)；S為種類數(shù)；Pi=ni/N（ni是第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)，N是全部物種的個(gè)體數(shù)）；fi為第i種在各個(gè)站位出現(xiàn)的頻率，Pi為第i種占各個(gè)站位細(xì)胞總量的比例.

參考孫軍[9]等所提出的浮游植物多樣性指數(shù)、豐富度和均勻度的閾值，綜合評(píng)斷?？诮Ｓ虮O(jiān)控區(qū)浮游植物群落結(jié)構(gòu)指數(shù)，各指數(shù)評(píng)價(jià)見表1.H′值在3～4為無(wú)污染，2～3為輕度污染，1～2為中度污染，＜l為重污染；同時(shí)結(jié)合均勻度、豐富度和優(yōu)勢(shì)度等指標(biāo)來(lái)衡量調(diào)查海域生物群落結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀.

表1 浮游植物群落結(jié)構(gòu)指標(biāo)評(píng)價(jià)Tab.1 Evaluation of community structure of phytoplankton

采用SPSS13.0對(duì)各項(xiàng)生物指標(biāo)及水質(zhì)因子進(jìn)行相關(guān)性分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游植物的種類組成與主要類群

?？诮Ｓ蛏鷳B(tài)監(jiān)控區(qū)兩年共采集到浮游植物98種（屬）（見表2）.2010年浮游植物有66種，2011年78種.2010年發(fā)現(xiàn)的66種浮游植物中硅藻類居首位，為44種，占總種類的66.7%.其次綠藻類10種，占15.2%；甲藻類6種，占9.1%；藍(lán)藻類5種，占7.6%；金藻類1種，占1.5%.2011年共發(fā)現(xiàn)78種浮游植物，其中硅藻類居首位，為44種，占總種類的56.4%；其次是甲藻類12種，占15.4%；綠藻類11種，占14.1%；藍(lán)藻類6種，占7.7%；黃藻和裸藻各2種，分別占2.6%；金藻類1種，僅占1.3%.硅藻類占據(jù)浮游植物的首位，與海南島東北部的研究情況基本類似[10].

表2 浮游植物目錄Tab.2 The composition of phytoplankton

續(xù)表

2.2 浮游植物豐度分布

浮游植物豐度范圍為11.54×105ind./m3～9849.03×105ind./m3.2010年浮游植物豐度最大的站點(diǎn)為B1（龍昆溝入海口）（897.50×105ind./m3），最小的站點(diǎn)為A3（污水處理廠深水排污口）（11.54×105ind./m3）.5個(gè)監(jiān)控區(qū)的浮游植物豐度大小順序?yàn)椋築區(qū)＞E區(qū)＞D區(qū)＞A區(qū)＞C區(qū)（見表3）.B區(qū)（龍昆溝入?？冢┦呛？谑兄行膮^(qū)污水排放通道[12].上游生活污水通過(guò)此區(qū)排放到海水中，為該區(qū)浮游植物生長(zhǎng)提供大量的營(yíng)養(yǎng)鹽，因而該區(qū)的浮游植物密集.2011年浮游植物豐度最大的站點(diǎn)為D3（東寨港貝類養(yǎng)殖區(qū)）（9849.03×105ind./m3），最小的站點(diǎn)為C2（秀英港排污口）（19.24×105ind./m3）.5個(gè)監(jiān)控區(qū)的浮游植物豐度大小順序?yàn)椋篍區(qū)＞B區(qū)＞A區(qū)＞C區(qū)＞D區(qū)（見表3）.E區(qū)（東寨港貝類養(yǎng)殖區(qū)）是海南省重要的灘涂養(yǎng)殖基地.該區(qū)浮游植物豐度較高的原因可能是養(yǎng)殖廢水中大量的有機(jī)物分解為浮游植物帶來(lái)豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽.2011年浮游植物平均豐度（1284.43×105ind./m3）相較于2010年（260.45×105ind./m3）同季節(jié)增加5倍之多.

表3 浮游植物豐度（×105ind./m3）Tab.3 The density of phytoplankton（×105ind./m3）

2.3 浮游植物優(yōu)勢(shì)種

優(yōu)勢(shì)種的確定由優(yōu)勢(shì)度決定，為將優(yōu)勢(shì)種數(shù)目控制在一定范圍內(nèi)，規(guī)定當(dāng)優(yōu)勢(shì)度Y≧0.02時(shí)，該種為優(yōu)勢(shì)種.兩年調(diào)查中，浮游植物的優(yōu)勢(shì)種均為硅藻類，這與南海北部的研究結(jié)果類似[13].2010年浮游植物優(yōu)勢(shì)種有3種；2011年優(yōu)勢(shì)種有5種.小環(huán)藻在兩年調(diào)查中均是第一優(yōu)勢(shì)種（Y=0.07，2010；Y=0.31，2011）.輻射圓篩藻（7.45×105ind./m3）、中心圓篩藻（8.99×105ind./m3）、旋鏈角毛藻（38.80×105ind./m3）和中肋骨條藻（29.04×105ind./m3）均為赤潮優(yōu)勢(shì)種，但其豐度并未達(dá)到形成赤潮的基準(zhǔn)密度（＞50×104個(gè)/L）[14].見表4.

表4 浮游植物優(yōu)勢(shì)種Tab.4 The dominant species of phytoplankton

2.4 浮游植物群落指數(shù)的評(píng)價(jià)

海口近海岸水域生態(tài)監(jiān)控區(qū)浮游植物群落多樣性指數(shù)為2.82±0.79，各站位為0.72～4.11之間；均勻度指數(shù)為0.65±0.21，各站位為0.15～0.90之間；豐度指數(shù)為1.04±0.26，各站位為0.51～1.64之間.多樣性指數(shù)與均勻度變化趨勢(shì)一致，且各采樣點(diǎn)2011年多樣性指數(shù)和均勻度相較于2010年都有所下降（見圖2）.2011年A區(qū)、B區(qū)、D區(qū)、E區(qū)的浮游植物豐富度小于2010年，C區(qū)的豐富度增加.

群落物種多樣性是衡量群落穩(wěn)定性的重要尺度，單純使用一種指數(shù)來(lái)解釋浮游植物群落的多樣性容易造成較大偏差[15].本研究根據(jù)表1群落結(jié)構(gòu)指數(shù)閾值對(duì)?？诮０陡魃鷳B(tài)監(jiān)控區(qū)的污染程度做出綜合評(píng)價(jià).海口市近海岸各生態(tài)監(jiān)控區(qū)污染程度均加重（見表5）.由于A區(qū)排放出的水體經(jīng)過(guò)處理，該區(qū)的有機(jī)物等含量較少，污染程度相對(duì)其他監(jiān)控區(qū)較輕.B區(qū)雖然經(jīng)過(guò)治理[12]，但效果不明顯，其污染程度仍在加重.隨著國(guó)際旅游島的建設(shè)，港口和海灘景區(qū)的使用率升高，人類活動(dòng)對(duì)C區(qū)和D區(qū)的影響加深，導(dǎo)致其污染加劇.E區(qū)（東寨港貝類養(yǎng)殖區(qū)）與東寨港紅樹林相近，而紅樹林濕地系統(tǒng)可以通過(guò)物理、化學(xué)以及生物作用對(duì)各種污染物進(jìn)行處理，起到凈化作用，長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是排放污水和廢水的便利場(chǎng)所[16-17].E的污染程度較小的原因可能是E區(qū)的養(yǎng)殖廢水排放到東寨港水域內(nèi)，紅樹林對(duì)該水域起到一定的凈化作用.參考多樣性指數(shù)小于1、均勻度小于0.3作為多樣性較差的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[18]，B1和D1采樣點(diǎn)的浮游植物多樣性較差，這可能是B區(qū)和D區(qū)污染程度加重的原因之一.

表5 ?？诮０渡鷳B(tài)監(jiān)控區(qū)污染程度評(píng)價(jià)Tab.5 Results of pollution of near shore ecology monitoring zones of Haikou

2.5 浮游植物與環(huán)境因子關(guān)系的相關(guān)性分析

通過(guò)對(duì)浮游植物種類數(shù)和細(xì)胞豐度與環(huán)境因子（水文和營(yíng)養(yǎng)鹽資料由?？谑泻Ｑ鬂O業(yè)局提供）的相關(guān)性分析（見表6）表明，2010年生態(tài)監(jiān)控區(qū)浮游植物種類數(shù)與各項(xiàng)環(huán)境因子的相關(guān)性不明顯，表明浮游植物的種類數(shù)受多種環(huán)境因素正反方向的共同影響，總體上變化較平穩(wěn)[19].浮游植物細(xì)胞豐度與化學(xué)需氧量和無(wú)機(jī)氮呈正相關(guān)關(guān)系，與pH呈密切的負(fù)相關(guān)關(guān)系.有機(jī)物是浮游植物生長(zhǎng)繁殖的必要條件之一，一般情況下，藻類生物量會(huì)隨有機(jī)物濃度增加而增長(zhǎng)[20]，?？诮０渡鷳B(tài)監(jiān)控區(qū)的浮游植物數(shù)量變化符合這一規(guī)律.氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素能調(diào)節(jié)浮游植物的生長(zhǎng)，在一定濃度范圍內(nèi)氮、磷對(duì)浮游植物的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，過(guò)低的氮、磷含量會(huì)限制浮游植物的數(shù)量[21].2010年生態(tài)監(jiān)控區(qū)的浮游植物豐度與無(wú)機(jī)氮呈正相關(guān)關(guān)系，表明無(wú)機(jī)氮的含量對(duì)浮游植物的生長(zhǎng)有明顯影響.浮游植物豐度與pH（7.77±0.16）呈極顯著的負(fù)相關(guān)（r=-0.678，P＜0.01），表明浮游植物豐度受pH的影響較大.

表6 生態(tài)監(jiān)控區(qū)2010年、2011年浮游植物種類和豐度與環(huán)境因子的相關(guān)分析Tab.6 Correlation analysis between the species composition and density of phytoplankton and environmental variables in five ecology monitoring zones in 2010 and 2011

影響浮游植物種類組成的主要因素有水溫、pH等[22].2011年浮游植物種類數(shù)與溫度（T=29.87±0.36℃）呈極顯著的負(fù)相關(guān)（r=0.660，P＜0.01）.硅藻類作為生態(tài)監(jiān)控區(qū)的最主要類群，大多數(shù)屬于中溫種，溫度過(guò)高反而限制硅藻類的生長(zhǎng)[23].2011年浮游植物種類數(shù)與化學(xué)需氧量（COD，1.34 mg/L）呈顯著性負(fù)相關(guān).D區(qū)和E區(qū)的浮游植物種類數(shù)與溶解氧（DO）呈顯著性正相關(guān)，浮游植物進(jìn)行光合作用，釋放氧氣到水體中，提高了水體的溶解氧.

3 結(jié)論

1）2010 年和2011年?？?個(gè)生態(tài)監(jiān)控區(qū)的浮游植物7門64屬98種，硅藻類最多為58種，赤潮藻類32種；2010年浮游植物平均豐度為260.45×105ind./m3，2011年浮游植物平均豐度為1284.43×105ind./m3.兩年的優(yōu)勢(shì)種均為硅藻類，共7種，其中赤潮藻類4中，分別為輻射圓篩藻、中心圓篩藻、旋鏈角毛藻和中肋骨條藻.小環(huán)藻兩年的優(yōu)勢(shì)度分別為0.07、0.31，豐度分別為124.5×105ind./m3、290.13×105ind./m3.

2）2010 年浮游植物多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)分別為3.29±0.44、0.82±0.08，2011年兩個(gè)指數(shù)分別為2.44±0.78、0.48±0.15.豐度指數(shù)由2010年的1.10±0.27降低至2011年的0.97±0.24.2010年污水處理廠深水排污口、秀英港排污口、假日海灘附近海區(qū)和東寨港貝類養(yǎng)殖區(qū)為無(wú)污染區(qū)，龍昆溝入?？跒檩p污染區(qū)；2011年污水處理廠深水排污口、秀英港排污口、東寨港貝類養(yǎng)殖區(qū)為輕污染區(qū)，龍昆溝入海口和假日海灘附近海區(qū)為中污染區(qū).

3）相關(guān)性分析表明，2010年浮游植物豐度與化學(xué)需氧量和無(wú)機(jī)氮呈正相關(guān)關(guān)系，與pH呈密切的負(fù)相關(guān)關(guān)系.2011年浮游植物種類數(shù)與溫度呈極顯著的負(fù)相關(guān)，與化學(xué)需氧量（COD）呈顯著性負(fù)相關(guān)；假日海灘和東寨港貝類養(yǎng)殖區(qū)浮游植物種類數(shù)與溶解氧呈顯著性正相關(guān)。浮游植物受環(huán)境因子影響較大，針對(duì)性的對(duì)排放到海區(qū)的污水進(jìn)行處理能夠優(yōu)化水質(zhì)，控制群落結(jié)構(gòu).

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