張松艷, 王 瓊, 薛俊增, 周淑輝, 吳惠仙

(1. 上海海洋大學 水產種質資源發(fā)掘與利用教育部重點實驗室， 上海 201306； 2. 上海出入境檢驗檢疫局， 上海 200135)

浮游植物是水生態(tài)環(huán)境中的主要初級生產者[1]，同時作為食物鏈的基礎環(huán)節(jié)，在物質循環(huán)和能量流動過程中起著重要作用，是反映水環(huán)境狀況的重要指標[2]。碎波帶位于潮間帶，營養(yǎng)鹽含量豐富，為浮游生物提供了良好的生活環(huán)境[3]，因而有關碎波帶浮游植物的研究備受關注。國外對于碎波帶浮游植物的時空分布[4]、群落特征[5, 6]、光合作用[7]以及環(huán)境因子對其群落結構的影響[8]等方面都有相關報道，但國內目前尚未有相關的報道。

長江口是中國最大的河口，受地形、徑流和潮汐的影響，水域生態(tài)環(huán)境復雜，有關長江口及口外海域的浮游植物研究備受重視[9-11]，長江口碎波帶浮游生物的研究主要涉及仔稚魚[12]、輪蟲[13]和浮游動物[14]等內容，關于沿岸碎波帶浮游植物方面的研究尚未有報道，長江徑流約95%是從南支入海，因而長江口南支水道鹽度低，受海水影響小，也是重要的魚類洄游通道和產卵場所。選擇長江口南支沿岸碎波帶作為研究對象，分析碎波帶浮游植物的群落結構及其與環(huán)境因子的相互關系，為闡明長江口水域生物資源狀況、開展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和保護以及仔稚魚的保育等提供基礎。

1 材料和方法

在長江口南支碎波帶水域設置8個采樣點(圖1)，進行碎波帶浮游植物采樣。

圖1 長江口碎波帶浮游植物生態(tài)研究采樣點分布示意

S1,一號丁壩； S2，八號丁壩；S3，四號丁壩；S4，西沙濕地；S5，海門港；S6，太海汽渡；S7，寶山水庫；S8，白龍港。

2009年5月至2010年4月，逐月進行浮游植物樣品采集。采用5 L有機玻璃采水器采集離表層0.5 m和1.5 m水層等量水樣，混合后取1 L，加入15 mL Lugol′s碘液固定，另加入10 mL福爾馬林(1%)以延長樣品保存時間。樣品帶回實驗室靜置48 h后，濃縮至50 mL，用移液器移取0.1 mL濃縮液勻樣，在光學顯微鏡下進行種類鑒定和細胞計數[15]，種類鑒定參考饒欽止[16]、韓茂森和束蘊芳[17]、施之新等[18]、胡鴻鈞和魏印心[19]。每個樣品重復計數2片，誤差超過15%則進行第3片計數后取其中結果相近的2片的計算平均值。透明度使用透明度盤測得，水溫、鹽度、電導率、酸堿度、溶解氧含量等指標使用YSI 85型號的手持式野外水質檢測儀在采樣現場進行測定。

優(yōu)勢種的確定及相似性指數分析：選用優(yōu)勢度(Y)、Jaccard種類相似性指數(Js)等參數來表示浮游植物群落的結構特征。公式如下：

Y-ni/N×fi

Js(%)=c/(a+b-c)×100

式中：ni為第i種浮游植物的數量，fi為第i種在各站出現的頻率，N為測站所有種類總數量，a為月份A的種數，b為月份B的種數，c為月份A和B的共有種數。本文中把浮游植物優(yōu)勢度指數Y≥0.02定為優(yōu)勢種。采用種類相似性指數(Jaccard指數，J)對樣點間浮游植物群落結構的相似性進行評價，J為相似性指數；當0

多樣性的指數：選用多樣性指數(H′)、豐富度指數(Dm)、均勻度指數(J)這3個參數對浮游植物群落的生物多樣性進行分析。公式如下：

式中，Pi=ni/N，ni為i種的個體數，N為所有種類總個體數，S為物種數。

Margale指數Dm=(S-1)/lnN

Dm可判定某生態(tài)區(qū)域內生物物種多樣性程度，Dm越大，物種多樣性程度越高。

Pielou指數J=H′/lnS

J表明研究區(qū)域內各生物種類之間個體分布的均勻程度，H表示群落多樣度，S為種類總數。J值范圍為0～1之間時，J大時，體現種間個體數分布較均勻；反之，J值小反映種間個體數分布欠均勻。

利用SPSS 16.0分析環(huán)境因子與細胞豐度之間的相關關系，環(huán)境因子選擇常見的理化指標，包括pH值、DO、電導、鹽度、溫度和SD等6個指標。

2 結果與分析

2.1 浮游植物種類組成

調查期間共采集到浮游植物8門64屬123種，其中硅藻58種(47%)、綠藻31種(25%)、藍藻16種(13%)、裸藻9種，黃藻3種，甲藻3種，金藻2種和隱藻1種。8月種類數最多，10月—11月種類最少，7月—8月各采樣點種類數量明顯高于其他月份(圖2)。

2.2 浮游植物優(yōu)勢藻類及其季節(jié)更替

長江口碎波帶主要的優(yōu)勢浮游植物是硅藻門的小環(huán)藻屬(Cyclotellasp.)。在統(tǒng)計的一個水文年的浮游植物數據中，每個月中都以小環(huán)藻屬為優(yōu)勢種。另外，硅藻門的直鏈藻(Melosirasp.)、中肋骨條藻(Skeletonemacostatum)、膜狀舟形藻(Naviculamembranacea)，藍藻門的顫藻 (Oscillatoriasp.)、席藻(Phormidiumsp.)以及綠藻門的小球藻(Chlorellavulgaris)也是較為常見的優(yōu)勢種(表1)。2009年的8月份以藍藻門為主要優(yōu)勢種，12月份和2010年2月份研究區(qū)域內出現了海洋原甲藻的優(yōu)勢。

表 1 長江口碎波帶浮游植物主要優(yōu)勢種的優(yōu)勢度月變化

2. 3 浮游植物細胞豐度的時空分布

浮游植物細胞豐度的月變化范圍在8.07×104cells/L～1.39×106cells/L之間，存在明顯的季節(jié)變化，8個樣點的變化趨勢基本一致(圖3)。浮游植物的細胞豐度在8月份達到最高，7月份次之，在12月份出現了全年最低值?？傮w來說，本次調查中浮游植物細胞豐度的變化規(guī)律為夏季>冬季>秋季>春季。

本次周年采樣8個樣點的浮游植物細胞豐度的平均值為3.77×106cells/L，浮游植物細胞豐度的最大值出現在S6樣點，為1.05×107cells/L，其次是S7和S5樣點，細胞豐度值分別是5.30×106cells/L和4.51×106cells/L。其他樣點浮游植物的細胞豐度差異較小，最低值出現在S4樣點，為1.56×106cells/L。各樣點浮游植物細胞豐度的物種組成也有差異，S1、S2、S3、S4和S8樣點的浮游植物細胞豐度主要由硅藻組成，S5和S7樣點硅藻所占比例降低，藍藻和綠藻的比例上升，而S6樣點中，硅藻所占的比例遠低于藍藻(圖4)。

圖3 長江口碎波帶浮游植物豐度季節(jié)變化

2. 4 浮游植物生物多樣性

空間分布。長江口碎波帶浮游植物群落多樣性的全年平均值在各個采樣點間的分布各有不同。Margalef豐富度指數(Dm)的高峰值在樣點S7，樣點S4則是最低值所在。與豐富度指數一致，樣點S7的Shannon-Wiener多樣性指數(H′)最高，數值是2.02。S1樣點11月份的多樣性指數為0.74，S2樣點1月份的多樣性指數為0.44，所以S1和S2樣點的多樣性指數的全年均值最低。Pielou均勻度指數(J)的變化范圍在0.70至0.83之間，S4樣點的均勻度指數最高，而S2的均勻度指數最低(表2)。

圖4 長江口碎波帶浮游植物豐度空間變化

表2 長江口碎波帶浮游植物群落多樣性水平分布

月變化。全年12個月份中，碎波帶浮游植物各采樣點的平均Shannon-Wiener多樣性指數月變化范圍在1.39～2.26之間，平均為1.83，在夏季的8月份最高，7月和9月份僅次于8月。秋季的11月份多樣性指數最低。豐富度指數月變化范圍為0.78～1.65之間，平均值為0.94；物種多樣性指數和豐富度指數月變化趨勢一致，表現為7、8月份較高。均勻度指數變化在0.69～0.86之間，平均值為0.78(表3)。浮游植物生物多樣性指數的季節(jié)變化比較明顯。

表3 長江口碎波帶浮游植物群落多樣性月變化

2.5 環(huán)境因子與細胞豐度的相關性分析

在長江口碎波帶8個采樣點所檢測到的環(huán)境因子中，各月份的pH值在7.80～8.29之間，變幅較小。各月份8個采樣點的溶氧平均值在3.09～15.73之間，最高溶氧值出現在2009年5月份，水溫為23℃。在2009年5月，水溫為23℃時，溶解氧為15.725 mg/L，遠高于標準值8.58 mg/L，可能是由于采樣當天的輻照度強，大量的浮游植物通過光合作用累積氧氣，所以氧的溶解度值增加。 周年中其他月份水溫所對應的氧的溶解度均低于標準值。

選擇占浮游植物細胞豐度比例較高的硅藻門、綠藻門和藍藻門與各環(huán)境因子進行相關性分析，結果如下：pH值與溶解氧極顯著相關(P<0.01)，與電導和溫度顯著相關(P<0.05)；電導與鹽度極顯著相關(P<0.01)；透明度與溫度顯著相關(P<0.05)。pH值與綠藻門和藍藻門的細胞豐度顯著負相關(P<0.05，r<0)，透明度與綠藻門和藍藻門的細胞豐度顯著正相關(P<0.05，r>0)；溫度與硅藻門的細胞豐度顯著負相關(P<0.05，r<0)；藍藻門的細胞豐度與綠藻門的細胞豐度之間顯著正相關(表4)。

表4 長江口碎波帶環(huán)境因子

*代表顯著水平0.05(雙尾檢驗)；**代表顯著水平0.01(雙尾檢驗)。

3 討論

碎波帶浮游植物主要由硅藻門的種類組成，如在巴西Cassino海灘碎波帶[21]研究中采集到的浮游植物主要以硅藻門為主，優(yōu)勢種有熱帶骨條藻、冰河擬星桿藻、偽菱形藻屬、海鏈藻和新月柱鞘藻，以海洋種為主；亞馬遜海灘碎波帶[8]的優(yōu)勢種中98%為硅藻，其次是甲藻和藍藻；長江口沿岸碎波浮游植物優(yōu)勢種中硅藻門占44%，其次是藍藻和甲藻，淡水種和半咸水種種類數和豐度較高。但碎波帶及周邊水域環(huán)境條件的變化也會影響碎波帶浮游植物的類群組成狀況，長江口浮游植物群落主要由淡水硅藻組成。但在7月—8月份則主要由藍藻組成，12月至翌年的3月出現了海水硅藻和海洋原甲藻，是因本次研究樣點主要設置在長江口南支的碎波帶水域，在全年徑流量高的季節(jié)[22]，出現的優(yōu)勢種主要為淡水藻，由于夏季的平均水溫較高，適宜藍藻的生長[23]，所以7月—8月份以藍藻門為主要優(yōu)勢種。2009年12月至翌年3月為長江口枯水期，長江口南支受到北支、南港和北港三處高鹽度海水入侵的影響[24]，高鹽度海水的倒灌，帶來了大量的海水硅藻和甲藻，所以2009年的12月至2010年的3月，出現了海水硅藻和海洋原甲藻的優(yōu)勢種。

表5 2009年長江口水域與碎波帶種類數量和平均密度的比較(ind./m3)

長江口碎波帶浮游植物種類組成與長江口其他水域有一定相似性(表5)，本次調查共采集到浮游植物8門64屬123種，主要由硅藻(58種，占47%)、綠藻(31種，占25%)、藍藻(16種，占13%)等組成，中肋骨條藻為全年的優(yōu)勢種，與2004年林峰竹[25]等對長江口季度調查的結果相一致；李俊龍[8]等2009年在長江口水域設置了30個樣點，并在4、8、11月對樣點展開調查，3次調查共鑒定浮游植物330種，其中硅藻門220種、甲藻門74種，主要優(yōu)勢種包括中肋骨條藻、具槽直鏈藻、紅海束毛藻、顫藻、裸甲藻等19種，與本次碎波帶的調查相比較，相同的優(yōu)勢種為中肋骨條藻和顫藻，其他優(yōu)勢種在本次的調查中也有采集到，但不是優(yōu)勢種。由于碎波帶特有的生態(tài)特點，長江口碎波帶硅藻門的細胞豐度占總細胞豐度的41.20%，小于長江口其他水域中硅藻的豐度比例[9， 10, 26]，甲藻、藍藻和綠藻細胞豐度所占的比例相對提高，與以往研究[25, 27-29]中長江口浮游植物以硅藻和甲藻為主要優(yōu)勢種的報道有所差異。同時長江口其他區(qū)域調查中[10, 25]的采集到的旋鏈角毛藻、瓊氏圓篩藻、塔瑪亞歷山大藻等外海種，在本次調查中沒有發(fā)現，而本研究中采集到的不定微囊藻、小席藻等密度較大淡水種，在其他研究報道中沒有發(fā)現，與南支碎波帶主要受淡水影響有關。

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