李大成，邵魁雙，鞏 寧，于佐安，李石磊，滕煒鳴，劉項(xiàng)峰，王笑月

( 1.遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院，遼寧 大連 116023； 2.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 大連 116023；3.大連海事大學(xué)，環(huán)境系統(tǒng)生物學(xué)研究所，遼寧 大連 116026 )

甲藻(Dinoflagellate)，又稱渦鞭毛蟲，是海洋生態(tài)系統(tǒng)中一類重要的浮游生物，部分甲藻的種群暴發(fā)也是沿海地區(qū)引發(fā)赤潮及貝毒污染的主要原因[1]。孢囊是指營養(yǎng)細(xì)胞失去鞭毛和游泳能力后，轉(zhuǎn)化成不動細(xì)胞，以度過不良環(huán)境[2]。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在目前已知的2000多種甲藻中，約有10%～20%可產(chǎn)生孢囊[3-4]。這些種類主要分布在膝溝藻目、裸甲藻目和多甲藻目中，能產(chǎn)生孢囊的甲藻雖然只占甲藻總量的一小部分，但是其中許多為有毒有害種類，如鏈狀亞歷山大藻(Alexandriumaffine)、多紋膝溝藻(Gonyaulaxpolygramma)和鏈狀裸甲藻(Gymnodiniumcatenatum)等。除甲藻外，硅藻、隱藻、綠藻、針孢藻、定鞭藻、黃藻、藍(lán)藻和裸藻中的一些種類在不適宜的環(huán)境條件下也均能形成休眠孢囊[5-6]。

與游動的營養(yǎng)細(xì)胞一樣，底棲孢囊休眠時(shí)期也是甲藻生活史中的重要環(huán)節(jié)[5]。孢囊形成后逐漸沉入海底，或在海洋潮流運(yùn)動的帶動下水平及垂直擴(kuò)散，漂移并沉積到水流和泥砂運(yùn)動緩慢的區(qū)域。在低溫、低溶解氧的黑暗條件下，永久性孢囊可多年在沉積物中保持活性，遇到適宜的條件后便會萌發(fā)形成營養(yǎng)細(xì)胞再次進(jìn)入水體中，誘發(fā)赤潮的形成[5-6]。由于孢囊是諸多有毒有害甲藻赤潮暴發(fā)的種源[7-11]，也是底棲貝類毒素的積累源之一[12-13]，因此，許多沿海國家十分重視對甲藻休眠孢囊的研究[14-16]。

盡管孢囊研究在我國起步較晚，但近年來發(fā)展較快。我國東南沿海的長江口、廣東柘林灣、大亞灣、大鵬灣、深圳灣、福建羅源灣以及廣西北部灣等少數(shù)幾個(gè)赤潮高發(fā)海域的孢囊均以得到較為深入的研究[2,5,18-26]。隨著赤潮的頻發(fā)和貝毒的檢出，北方海域的孢囊研究也引起了學(xué)者的重視，在大連長山群島、煙臺四十里灣、黃海北部及中部海域均已開展甲藻孢囊的空間分布研究，檢測到有毒、有害甲藻的分布狀況，尤其是麻痹性貝毒藻——塔瑪亞歷山大藻(A.tamarense)在部分海區(qū)的高密度分布狀況[12，27-30]，揭示了長山群島蝦夷扇貝(Patinopectenyessoensis)貝毒超標(biāo)的原因[12]。這些研究結(jié)果表明，黃海海域的濾食貝類存在累積貝毒的可能性。由于孢囊的分布與水深、海流和沉積物的類型密切相關(guān)[5,12,26]，不同區(qū)域孢囊種類和豐度差異較大，以往研究區(qū)域主要集中在深水區(qū)域，對于淺海灘涂區(qū)域(尤其是貝類增養(yǎng)殖區(qū))孢囊分布現(xiàn)狀鮮見報(bào)道。

筆者調(diào)查的區(qū)域位于遼東半島東港、莊河以及普蘭店(皮口)沿岸的淺海灘涂海域，是菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)等重要經(jīng)濟(jì)濾食貝類的養(yǎng)殖基地。針對這些區(qū)域甲藻孢囊開展調(diào)查，對掌握當(dāng)?shù)赜卸居泻自宓姆植技柏惗镜姆揽鼐哂兄匾膶?shí)際意義。

1 材料與方法

1.1 采樣海區(qū)及樣品的采集

2013年，于東港、莊河和普蘭店(皮口)海域的菲律賓蛤仔增養(yǎng)殖區(qū)域采集沉積物，每個(gè)區(qū)域布設(shè)2個(gè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)置3個(gè)平行站位。但部分區(qū)域砂質(zhì)較多，沉積物無法獲得。最終取得沉積物樣品為普蘭店海域沉積物樣品6個(gè)、莊河海域2個(gè)、東港海域4個(gè)。調(diào)查海域的位置見圖1。

泥樣采集采用柱狀采泥器。表層沉積物的量取和分析參照文獻(xiàn)[3,5]，用平鏟將表層3 cm的泥樣鏟下，混勻后，分裝到不同樣品瓶中，分別用于測定水含量、分析沉積物類型、鑒別孢囊、計(jì)數(shù)及備用樣品的保存，樣品應(yīng)裝到樣品瓶的2/3以上(樣品瓶為100 g裝)。樣品低溫冷藏(4 ℃)，避光保存。

圖1 沉積物采樣區(qū)域位置

1.2 樣品處理與觀察

樣品分離和分析方法參照文獻(xiàn)[3,5]，即稱取一定量(10 g)待分析的沉積物，用過濾海水稀釋后超聲波處理30 s，分別通過80 μm和20 μm網(wǎng)篩，收集兩者之間的部分并轉(zhuǎn)移至凹底表面皿中，用洗瓶中過濾海水噴射殘留物使水流環(huán)行，孢囊和其他輕物質(zhì)懸浮，重物質(zhì)沉于皿底，將上浮的懸浮液倒入燒杯中，清洗皿中的殘留物數(shù)次，合并倒入燒杯，再用超聲波處理約10 s，經(jīng)過20 μm篩絹過濾，將殘留在篩絹上的孢囊沖洗到帶刻度的離心管中，定容到5 mL。樣品在處理前后都應(yīng)盡量保存在黑暗、低溫(4 ℃)的條件下。

利用光學(xué)顯微鏡觀察孢囊的形態(tài)結(jié)構(gòu)，根據(jù)孢囊形狀、表面突起、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)、個(gè)體顏色、副板塊結(jié)構(gòu)和萌發(fā)孔等特征對孢囊的種類進(jìn)行鑒定。對優(yōu)勢種類盡可能鑒定到種，對形態(tài)觀察難以確定的種類，進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，以確定其種類。定量觀察時(shí)，吸取50 μL已處理過的樣品至載玻片中，重復(fù)觀察數(shù)次，使每個(gè)樣品至少觀察到200孢囊。孢囊豐度以每克干質(zhì)量沉積物的孢囊數(shù)(孢囊/g)表示。

1.3 海區(qū)群落相似性分析

分別對東港、莊河和普蘭店(皮口)海域的孢囊群落進(jìn)行群落相似性分析，為各海域孢囊群落組成、地理分布和溯源提供依據(jù)。此外，還進(jìn)行了調(diào)查海域孢囊群落組成與長山群島海域孢囊組成的相似性分析，以探討各自的親緣關(guān)系。

群落相似性系數(shù)采用Jaccard相似性公式[31]計(jì)算相似性系數(shù)(q)：

q=c/(a+b-c)

式中，c為兩個(gè)群落的共同物種數(shù)，a和b分別為群落A和B的物種數(shù)。

根據(jù)Jaccard相似性原理，q為0.00～0.25時(shí)，極不相似；q為0.25～0.50時(shí)，中等不相似；q為0.50～0.75時(shí)，中等相似；q為0.75～1.00時(shí)，極相似[32]。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成

在東港、莊河和普蘭店(皮口)海域采集的沉積物中共檢測到10屬、15種孢囊，其中自養(yǎng)型9種，異養(yǎng)型6種。原多甲藻和膝溝藻類孢囊種類最多，為5種；其次為裸甲藻類孢囊，各3種；鈣質(zhì)類和Tuberculodinioid類各1種孢囊(表1)。

各區(qū)域孢囊的種類豐富度相差較大，在5～11種之間。普蘭店海域孢囊豐富度較高，為11種，其次為東港海域，7種，莊河海域最少，僅為5種。

各區(qū)域孢囊種類組成差異較大。在普蘭店海域原多甲藻類孢囊占優(yōu)，占36.3%，在東港和莊河海域，膝溝藻類孢囊占優(yōu)，分別為40%和50%。

2.2 數(shù)量變化

各區(qū)域各站位孢囊豐度相差較大，為87～775 孢囊/g，平均豐度為393 孢囊/g。普蘭店海域各站位孢囊豐度較高，為523～775 孢囊/g，平均豐度為646 孢囊/g；莊河海域各站位孢囊豐度為152～207 孢囊/g，平均為180孢囊/g；東港海域各站位孢囊豐度為87～167 孢囊/g，平均為124 孢囊/g。

各區(qū)域各站位孢囊數(shù)量組成差異較大。普蘭店海域，膝溝藻類孢囊在各站位均有分布，且常為優(yōu)勢類群，所占百分比為23.4%～41.4%，平均值為32.3%；莊河海域各孢囊組成較為均勻，鈣質(zhì)類孢囊和裸甲藻類孢囊略占優(yōu)，平均值分別為29.2%和28.9%；東港海域主要為膝溝藻類孢囊，所占比例為22.7%～60%，平均值為39.6%。

表1 遼東半島沿岸海域甲藻休眠孢囊種類

圖2 各采樣區(qū)域孢囊種類數(shù)和豐度比較

2.3 調(diào)查海域甲藻孢囊群落的相似性分析

普蘭店和莊河海域的相似系數(shù)為0.14，屬于極不相似水平；普蘭店和東港海域的相似系數(shù)為0.29，屬于中等不相似水平；莊河和東港海域的相似系數(shù)為0.5，屬于中等不相似水平；調(diào)查海域與長山群島海域[16]的相似性系數(shù)為0.31，屬于中等不相似水平。表明各個(gè)海域的孢囊群落組成具有較遠(yuǎn)的親緣關(guān)系。

2.4 有毒、有害甲藻孢囊的分布

有毒有害甲藻，如緣亞歷山大藻在東港、莊河海域均有分布，平均豐度為51 孢囊/g。鏈狀裸甲藻、多邊舌甲藻、無紋多溝藻在普蘭店海域有較高豐度分布，平均豐度分別為105、31 孢囊/g和31孢囊/g。錐狀斯氏藻在莊河海域有分布，平均豐度為38 孢囊/g。

3 討 論

3.1 調(diào)查海域孢囊分布與來源分析

與北黃海其他調(diào)查區(qū)域如長山群島海域(孢囊種類數(shù)23屬49種，平均豐度1201 孢囊/g)[12]、煙臺的四十里灣海域(孢囊8屬38種，平均豐度為396 孢囊/g)[27]、北黃海中部海域(孢囊9屬31種，平均豐度2306 孢囊/g)[25]相比，本研究3個(gè)調(diào)查區(qū)域的甲藻孢囊分布呈現(xiàn)種類數(shù)少(孢囊種類數(shù)僅為10屬15種)、豐度低(孢囊平均豐度僅為393 孢囊/g)的特點(diǎn)。本次調(diào)查中檢測到的鏈狀裸甲藻、緣亞歷山大藻、多邊舌甲藻、網(wǎng)狀原角藻、斯氏膝溝藻、無紋多溝藻、具刺膝溝藻、窄形扁甲藻、錐形原多甲藻、窄角原多甲藻、分支原多甲藻在北黃海的其他海域[12,27]均有分布，且豐度均相對較低，說明北黃海各海域在空間上存在一定的聯(lián)系。然而以往報(bào)道中在臨近長山群島海域優(yōu)勢分布的Pentaphasodiniumdalei[12]，以及在北黃海中部和長山群島海域廣泛優(yōu)勢分布的塔瑪亞歷山大藻[12,27-28]，在本次調(diào)查區(qū)域中均未檢測到，說明其分布具有區(qū)域局限性，且可能與局域赤潮的發(fā)生有一定關(guān)系。

相似性分析結(jié)果表明，普蘭店、莊河、東港海域之間的甲藻孢囊在群落組成上無親緣關(guān)系，盡管3個(gè)海域與緯度較低的長山群島海域的群落相似性也較低，但3個(gè)海域所有的孢囊種類在長山群島海域均有分布，且孢囊種類和豐度分布都具有明顯的緯度梯度特征，說明黃海北部沿岸海域的孢囊屬于外源輸入型，低緯度海域的孢囊在黃海暖流的作用下漂移到黃海北部，在潮汐和沿岸流的作用下，沉積到水動力較弱的區(qū)域。

3.2 調(diào)查海域孢囊分布與環(huán)境條件的關(guān)系

甲藻孢囊在沉積物中的分布與所處海域的流系以及沉積物的性質(zhì)有很大關(guān)系。大部分孢囊大小30～65 μm，通常在顆粒大小、沉降性質(zhì)與之相近的黏土中積累，因此，黏性沉積物(如黏土質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)砂)中的孢囊種類和豐度往往高于砂質(zhì)沉積物[26]。

與長山群島動力多變(波浪、水流頻繁轉(zhuǎn)向)、沉積類型雜多、地貌形態(tài)多樣的復(fù)雜環(huán)境不同[12]，本次調(diào)查區(qū)域位于黃海北部開闊海域、水深較淺，不利于孢囊的聚集。尤其是東港和莊河海域，受鴨綠江、大洋河、莊河等入海河流影響，沿岸流和潮流流速較大，沉積類型主要為細(xì)砂，不適宜孢囊的沉降積累。普蘭店采樣區(qū)域沉積類型為粉砂質(zhì)黏土，毗鄰長山群島海域，依靠潮汐的輸入，孢囊在沿岸堆積，形成了相對較高的豐度分布。

3.3 調(diào)查海域孢囊分布與赤潮、貝毒的關(guān)系

近年來，北黃海沿岸海域貝類體內(nèi)貝毒呈現(xiàn)明顯增加的趨勢[33]。本次調(diào)查區(qū)域皆為黃海北部沿岸菲律賓蛤仔增養(yǎng)殖區(qū)域，緣亞歷山大藻、鏈狀裸甲藻、多邊舌甲藻、無紋多溝藻、錐狀斯氏藻等有毒、有害甲藻在此廣泛分布，可能會促進(jìn)局部海域有毒藻營養(yǎng)細(xì)胞的增殖或直接為貝類攝食，在貝類體內(nèi)沉積形成貝毒，尤其是普蘭店海域有毒有害甲藻的種類和豐度均相對較高，需要引起重視。

需要指出的是，盡管本調(diào)查區(qū)域有毒甲藻的種類和豐度相對較低，但由于臨近的長山群島海域[12]、北黃海中部海域[27-28]、黃海中部海域[30]、煙臺四十里灣海域[27]沉積物中均分布有高豐度的麻痹性貝毒藻——塔瑪亞歷山大藻孢囊，這些孢囊可能向淺水區(qū)域輸送種源，促進(jìn)該區(qū)域赤潮的發(fā)生，如2018年秋季在莊河—東港沿岸海域暴發(fā)的大面積塔瑪亞歷山大藻(內(nèi)部資料)，也可能在原位形成赤潮[34]，輸入養(yǎng)殖區(qū)，對濾食性貝類產(chǎn)生影響。因此，鑒于黃海北部海域甲藻孢囊有毒有害甲藻的分布狀況，需對增養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)貝類進(jìn)行定期檢測，以預(yù)防貝類中毒事件的發(fā)生。