Analysis of phytoplankton community structure and its relationship with environmental factors in coastal waters of eastern Leizhou Peninsula during spring and autumn
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摘要:
于2023年春季 (3月) 和秋季 (10月) 在雷州半岛东部近岸海域开展了季节性网采调查,探究浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系。共鉴定出浮游植物5门44属131种,其中硅藻105种,甲藻24种,金藻、裸藻和定鞭藻各1种;硅藻在2次调查中均为优势类群。春季优势种为笔尖形根管藻长棘变种 (Rhizosolenia styliformis var. longispina)、丹麦细柱藻 (Leptocylindrus danicus) 和细弱海链藻 (Thalassiosira subtilis);秋季优势种则为中肋骨条藻 (Skeletonema costatum)。春季和秋季浮游植物平均丰度分别为9.1×106和3.0×108 个·m−3,呈现春季近岸高、向外递减,秋季离岸高、近岸低的分布趋势。春、秋季硅藻门丰度占比均超过97.6%。春季和秋季浮游植物多样性丰富 (多样性I级),且均可划分为2个亚群落。冗余分析显示,春季影响该海域浮游植物群落结构的主要环境因子为温度、透明度、pH、溶解氧、无机氮和无机磷;秋季则为盐度、温度和叶绿素a (p<0.01)。
Abstract:Based on the seasonal net sampling conducted in the coastal waters of the eastern Leizhou Peninsula during spring and autumn of 2023, we investigated the structural characteristics of the phytoplankton community and its relationship with environmental factors. A total of 131 species of phytoplankton which belong to 5 phyla and 44 genera had been identified, including 105 species of Bacillariophyta, 24 species of Pyrrhophyta, and one species each of Chrysophyta, Euglenophyta and Haptophyta. Bacillariophyta was the dominant group in both spring and autumn. The dominant species in spring were Rhizosolenia styliformis var. longispina, Leptocylindrus danicus, and Thalassiosira subtilis, while the dominant species was Skeletonema costatum in autumn. The average phytoplankton abundances were 9.1×106 cells·m−3 in spring and 3.0×108 cells·m−3 in autumn, respectively. In spring, phytoplankton abundance exhibited a trend of being higher nearshore and decreasing offshore, whereas in autumn, the abundance was higher offshore and lower nearshore. The proportion of Bacillariophyta exceeded 97.6% in both seasons. Phytoplankton diversity was high in both spring and autumn (Diversity level I), and could be divided into two sub-communities in each season. Redundancy analysis indicates that the primary environmental factors influencing the phytoplankton community structure in this region during spring were temperature, transparency, pH, dissolved oxygen, inorganic nitrogen and inorganic phosphorus, while during autumn, the main factors were salinity, temperature and chlorophyll a (p<0.01).
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Keywords:
- Phytoplankton communities /
- Environmental factor /
- Redundancy analysis /
- Leizhou Bay
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近岸海域在海洋经济发展中发挥着重要作用,也是直接或间接受人类活动与环境、气候变化交互影响的海域之一[1-2]。近年来,由于赤潮、海洋低氧和海洋酸化等环境问题频现,近岸海域生态环境健康状况受到了广泛关注[3-4]。浮游植物作为海洋生态系统中的初级生产者,其物种多样性、丰度大小和群落结构影响着初级生产力,并通过食物链向海洋生态系统提供基础营养动力,对生态系统的稳定发挥着重要的下行效应。浮游植物的生长繁殖与自然和非自然因素密切相关,其群落结构既受到气候变化、营养盐和人类活动等影响[5-6],同时又反作用于环境[7],因此常被作为水环境变化的指示种。研究浮游植物的群落结构和功能,不仅可以反映出当前水域的环境状况,还可以为分析海洋生态系统状况的长期变化趋势提供参考。
雷州半岛位于中国大陆最南端,主要海岸线长达1 556 km,包含了吴川、湛江港、雷州湾、流沙湾、乌石、企水、江洪、草潭等港湾水域,是我国红树林和珊瑚礁等生态系统的重要分布区[8],也是我国海洋生态重点监控区域之一[9]。近年来随着雷州半岛地区经济和工业的快速发展,半岛近岸海洋生态环境面临的胁迫亦与日剧增;有研究发现雷州半岛近海海洋生态系统服务功能价值开发程度总体仍较低[9],其污染物自净能力较有限;水质受到富营养化的影响[10],三、四类水质区域呈扩张趋势,特别是在湛江港、雷州湾及半岛东北海域存在高富营养化水平现象。目前,关于雷州半岛东部近岸海域在水质[10-11]和渔业资源[12-14]方面的研究较多,而有关浮游植物的研究较少且时间较为久远。例如,吕颂辉等[15]调查了其种类组成和主要赤潮生物;陈春亮和张才学[16]探究了其群落结构特征及季节的动态变化。深入研究近岸海域浮游植物群落结构特征及其影响因子,是探索海洋生态系统能量流动特征及初级生产力结构的重要内容。
因此,本研究分析了2023年春季和秋季雷州半岛东部近岸海域浮游植物的种类组成、优势种、多样性等群落结构特征,并采用冗余分析探究了浮游植物群落变化的主要环境驱动因子,以期为该海域水生态环境保护和渔业资源可持续发展管理提供参考资料。
1. 材料与方法
1.1 调查站位
在雷州半岛东部近岸海域 (110°29'E—110°70'E, 20°33'N—21°00'N) 共布设21个调查站位(图1),于2023年3月 (春季) 和2023年10月 (秋季) 进行采样。
1.2 样品采集与分析
依据《海洋调查规范》(GB/T 12763-2007) 开展浮游植物采样,使用浅水III型浮游生物网 (网口直径为37 cm,网身长140 cm,网目为77 μm) 在采样站位由底层至表层垂直拖网采集1次,样品采集后立即用鲁哥氏碘液固定,储存在500 mL样品瓶中。将样品带至实验室后静置48 h,吸去上清液进行浓缩。取0.1 mL浓缩样品放入浮游植物计数框上,在光学显微镜下完成种类鉴定和计数。
各调查站位按照《海洋调查规范》所规定的方法同步监测水体理化参数。水深使用测深仪测定,水温 (T)、pH、盐度 (Sal)、溶解氧 (DO) 使用YSI ProPlus测量,透明度使用透明度盘测量。采集500 mL水样,经现场0.45 μm孔径玻璃纤维滤膜过滤后,滤膜用滤纸吸干剩余水分使用锡箔包裹,放置于 −20 ℃冰箱冷冻保存用于测定叶绿素a浓度。滤液则冷冻保存用于测定无机磷 (DIP)、氨氮 (NH3-N)、硝酸盐氮 (NO3-N) 和亚硝酸盐氮 (NO2-N)。
1.3 数据处理与分析方法
1.3.1 优势度
$$ \begin{array}{c}Y{\mathrm{=}}\dfrac{{n}_{i}}{N}\times{f}_{i}\end{array} $$ (1) 式中:ni 为第i种的总个体数;N为该海域所有物种的总个体数;fi为第i种在该海域各站位出现的频率;以Y≥0.02为优势种[17]。
1.3.2 物种多样性及评价
选取Shannon-Weiner多样性指数 (H')[18]、Margalef丰富度指数 (D)[19]和Pielou均匀度指数 (J)[20]来表征雷州半岛东部近岸海域浮游植物的多样性,通过生物多样性阈值 (Dv) 评价多样性的等级[21]。各计算公式为:
$$ \begin{array}{c}{H}{\text{'}}{\mathrm{=}}{\text{−}}\displaystyle\sum _{i{\mathrm{=}}1}^{S}{P}_{i}\times {\mathrm{log}}_{2}{P}_{i}\end{array} $$ (2) $$ P_i=\frac{n_i}{N} $$ (3) $$ \begin{array}{c}D{\mathrm{=}}(S{\text{−}}1)/{\mathrm{log}}_{2}N \end{array} $$ (4) $$ \begin{array}{c}J{\mathrm{=}}{H}{\text{'}}/{\mathrm{log}}_{2}N \end{array} $$ (4) $$ \begin{array}{c}{D}_{{\mathrm{v}}}{\mathrm{=}}\dfrac{{H}{\text{'}}}{J} \end{array} $$ (5) 式中:ni为第i种浮游植物的个体数量;N为样品中所有物种的总个数;S为样品中总种类数;Pi为第i种占该海域样品总个数中的比例。
Dv划分为5个等级:Dv<0.6时为V级 (差);0.6≤Dv≤1.5时为IV级 (一般);1.6≤Dv≤2.5时为III级 (较好);2.6≤Dv≤3.5时为II级(丰富);Dv>3.5时为I级 (非常丰富)。
1.3.3 多元统计分析
为避免个别种类在生物量上权重过高或过低引起的偶然性误差,对2个季节的原始丰度数据作平方根转换。计算不同季节的Bray-Curtis相似性系数得到相似矩阵;基于Bray-Curtis距离进行聚类分析和非度量多维尺度分析 (Non-metric multi-dimensional scaling, NMDS) 对浮游植物群落结构格局进行分析。应用相似性分析 (Analysis of similarities, ANOSIM) 检验群落之间的差异显著性,同时通过相似性百分比 (Similarity percentage analysis, SIMPER) 识别代表群落的关键物种及其对群落差异的贡献。这些分析均在Primer 7.0软件中完成。
对各季节浮游植物物种进行筛选,选取出现频率大于20%的物种,并对物种矩阵和环境矩阵 (除pH外) 均进行lg(x+1 ) 转换。首先应用R 4.2.3软件的Vegan程序包对各季筛选出的浮游植物进行去趋势对应分析 (Detrended correspondence analysis, DCA),最大梯度长度小于3时,选择冗余分析模型 (Redundancy analysis, RDA);若介于3~4,选择RDA和典范对应分析 (Canonical correspondence analysis, CCA) 均可;若结果大于4;则选择CCA[22];之后运用蒙特卡罗检验 (Monte Carlo Test) 分析环境因子对浮游植物群落变化影响的显著性,据此判断主要和次要影响因子。此外,对生物与环境参数进行联合分析 (Bioenv),研究环境变量与浮游植物群落丰度之间的关系[23-24]。
采用ArcGIS 10.2软件绘制站点、丰度图;采用Origin 2023软件绘制物种组成和多样性图。
2. 结果
2.1 浮游植物的种类组成及优势种
调查海域共鉴定出浮游植物5门24科44属131种 (包括变种与变型),其中硅藻门34属104种 (占比为79.4%),甲藻门7属24种 (占比为18.3%),金藻门1属1种 (占比为0.8%),裸藻门1属1种 (占比为0.8%),定鞭藻门1属1种 (占比为0.8%)。春季各站位的浮游植物种类为11~42种,平均27种;秋季各站位的浮游植物种类为16~37种,平均27种 (图2)。调查海域春季鉴定出3门35属100种,秋季鉴定出4门37属96种,种类组成均以硅藻最多,以圆筛藻属 (Coscinodiscus) 为主要类群。秋季甲藻门占比有所下降,但种类数多于春季,其中定鞭藻门的球形棕囊藻 (Phaeocystis globosa) 仅在秋季S7站位出现。
春、秋季浮游植物的优势种 ( Y≥0.02 )见表1。两季共出现浮游植物优势种4种,均为硅藻门。春季与秋季的优势种在种类和出现频率上有较大不同:春季出现3种优势种而秋季仅1种;在出现频率上,春季3种优势种及其优势度均低于秋季。
表 1 浮游植物优势种及优势度Table 1 Dominant species and degree of dominance of phytoplankton季节
Season优势种
Dominant species出现频率
Occurance frequency/%优势度
Y春季
Spring笔尖形根管藻长棘变种
Rhizosolenia styliformis var.
longispina90 0.65 丹麦细柱藻
Leptocylindrus danicus62 0.07 细弱海链藻
Thalassiosira subtilis57 0.02 秋季
Autumn中肋骨条藻
Skeletonema costatum100 0.99 2.2 浮游植物丰度及其时空分布特征
调查海域两季的浮游植物丰度差异显著 (Mann-Whitney U, p<0.05) (图3),主要以硅藻门占优势。在时间上,秋季浮游植物丰度显著高于春季;在空间上,春季浮游植物丰度呈现向东海岛以南和雷州半岛东南部以北递增趋势,高值区出现在S3、S4海域 (图3-a);秋季则呈现近岸向外递增的趋势 (图3-b),高值区出现在离岸较远的S9-S18连线海域。
春季调查海域浮游植物丰度介于1.1×105~1.0×108 个·m−3,平均为(9.1×106±2.2×107) 个·m−3,硅藻门丰度占浮游植物总丰度的97.7%。其中,根管藻属 (Rhizosolenia) 丰度最高,笔尖形根管藻长棘变种 (R. styliformis var. longispina) 是影响丰度大小的主要物种。S4站位丰度最高,S1站位丰度最低。秋季浮游植物丰度介于9.1×105~2.7×109 个·m−3,平均为 (3.0×108±6.0×108) 个·m−3,硅藻门丰度占浮游植物总丰度的99.9%。中肋骨条藻 (Skeletonema costatum) 的丰度在各站位中最高 (除S2外),占总丰度的比例在S6、S9、S10、S11、S12、S14、S16、S17、S19、S21共10个站位达90%以上;其丰度很大程度上反映了秋季浮游植物丰度的空间格局。
2.3 多样性评价
调查海域春季和秋季浮游植物多样性水平存在显著性差异 (t检验,p<0.05) (表2)。春季的浮游植物群落在多样性、均匀度和丰富度上均优于秋季,波动范围较大。春季的Dv为3.46~5.32,秋季为4.00~5.21。
表 2 浮游植物多样性指数Table 2 Diversity index of phytoplankton季节
Season多样指数指H' 均匀度指数J 丰富度指数D 多样性阈值
DvDv等级
Dv level均值
Mean范围
Range均值
Mean范围
Range均值
Mean范围
Range春季 Spring 2.31±1.06 0.46~4.43 0.49±0.20 0.09~0.83 1.28±0.47 0.46~2.24 4.67±0.51 I 秋季 Autumn 0.97±0.95 0.01~3.51 0.21±0.20 0.00~0.75 1.04±0.25 0.49~1.62 4.67±0.25 I 根据Dv标准衡量浮游植物多样性水平 (图4),雷州半岛东部近岸海域浮游植物的多样性非常丰富。春季除S5和S18站位属于II类水平外,其余站位均属于I类水平;秋季调查海域浮游植物的多样性水平均处于I类水平。
2.4 聚类特征
基于Bray-Curtis距离进行NMDS分析,结果显示春季和秋季浮游植物群落均可划分为2个亚群落 (图5),地理位置邻近的采样站位在物种组成和生态特征上的相似度较高。春季浮游植物在23%的相似度上可以分为2个亚群落 (图5-a、c、e),群落I包含S1、S2、S13、S15、S16、S17、S18站位,其余站位划分为群落II。秋季浮游植物在33%的相似度上可以分为2个亚群落 (图5-b、d、f),群落I包含S1、S2、S3、S4、S5、S7、S13、S14、S15、S18、S20站位,其余站位划分为群落II。
ANOSIM分析显示,春季和秋季浮游植物在群落种类组成上存在显著性差异 (r=0.836, p=0.001)。SIMPER分析显示,春季和秋季浮游植物群落的非相似性为93.97%,这主要由中肋骨条藻引起,其为非相似性贡献了40.43%,其他造成群落差异的主要物种有笔尖形根管藻长棘变种、菱形海线藻 (Thalassionema nitzschioides)、丹麦细柱藻 (Leptocylindrus danicus)、窄隙角毛藻 (Chaetoceros affinis)、夜光藻 (Noctiluca scintillans)、细弱海链藻 (Thalassiosira subtilis) 等,共累计解释了70.13%。
2.5 与环境因子的关系
为进一步探究调查海域浮游植物的环境适应性,对调查海域春、秋季浮游植物丰度与环境因子之间进行DCA分析,春季和秋季排序轴最大长度分别为3.25和1.62,均小于4,故选择RDA进行后续分析。RDA结果显示,春季所有环境因子共解释了57.4%的变化,其中RDA1和RDA2轴分别解释了29.4%和20.7%;秋季所有环境因子共解释了43.78%的变化,其中RDA1和RDA2轴分别解释了23.7%和20.8%。蒙特卡罗检验表明,春季对浮游植物丰度影响极显著的因子分别为温度、透明度、pH、DO、无机氮和PO4-P (图6-a);秋季对浮游植物丰度影响显著的因子为盐度、温度和叶绿素a (图6-b)。优势种丰度对环境因子的响应 (图6) 中,春季优势种笔尖形根管藻长棘变种 (Z5) 和丹麦细柱藻 (Z15) 与pH、透明度呈正相关性,与PO4-P呈负相关性,细弱海链藻 (Z77) 与PO4-P呈正相关性,与透明度和DO呈负相关性;秋季优势种中肋骨条藻 (Z97) 与水温和盐度呈正相关性,与营养盐呈负相关性 (表3)。
图 6 雷州半岛东部近岸海域春季 (a)、秋季 (b) 浮游植物丰度与环境因子的冗余分析注:序号所代表的浮游植物名录见附表1。Fig. 6 Redundancy analysis of phytoplankton abundance and environmental factors in coastal waters of eastern Leizhou Peninsula during spring (a) and autumn (b)Note: The list of phytoplankton is represented by the serial numbers sees Table S1.表 3 各环境因子对浮游植物丰度影响Table 3 Effects of various environmental factors on phytoplankton abundance环境因子
Environmental factor春季
Spring秋季
Autumn决定系数
r2p值
p决定系数
r2p值
p水深 Water depth 0.114 0.346 0.017 0.864 透明度 Transparency 0.562 0.001*** 0.034 0.738 温度 Temperature 0.559 0.002** 0.359 0.025* 盐度 Salinity 0.263 0.060 0.439 0.005** pH 0.660 0.001*** 0.186 0.145 溶解氧 DO 0.291 0.040* 0.109 0.353 叶绿素a Chl a 0.034 0.712 0.389 0.013* 无机氮 DIN 0.574 0.001*** 0.234 0.095 无机磷 DIP 0.455 0.006** 0.009 0.937 注:*. 相关性显著 (p<0.05); **. 相关性非常显著 (p<0.01);***. 相关性极显著 (p<0.001)。 Note: *. Significant correlation (p<0.05); **. Very significant correlation (p<0.01); ***. Extremely significant correlation (p<0.001). Bioenv分析显示,春季影响浮游植物群落结构的环境因子组合为温度、盐度、PO4-P (0.544),秋季主要影响浮游植物群落结构的环境因子组合为水深、盐度、pH、DO (0.205)。可见,该海域浮游植物群落结构和优势物种丰度的分布受到多个环境因子的共同影响,各因子影响程度存在差异。
3. 讨论
3.1 浮游植物种类组成及优势种
本次调查各站位浮游植物种类丰富,物种组成以硅藻门为主,其次为甲藻门,与附近海域以硅藻门为主要组成种类的调查结果一致[25-26]。但调查的物种和门类数存在差异,可能是由于调查的海域环境和调查时间不同导致。雷州半岛东部近岸海域浮游植物优势种中硅藻门占绝对优势,且不同季节优势种演替明显,无优势种交叉。与历史调查数据相比[15-16,26],本研究中浮游植物群落的优势种数量减少,但基本为该海域常见种类,由广温近岸和广温广盐种类构成。中肋骨条藻在调查中多次成为优势种,在本次调查结果中优势度最高达0.99;细弱海链藻和丹麦细柱藻少有出现,笔尖形根管藻长棘变种为首次出现的优势种;以上优势种均为研究报道过的赤潮生物[27-29],需重点关注。
3.2 浮游植物群落特征
调查海域浮游植物丰度较低的区域位于湾口、入海河口附近。有研究表明,由于近岸区域和入海河口的生态环境具有较高的复杂性和动态变化性,导致浮游植物群落结构呈现出较大的不稳定性[30],可能是造成丰度和H' 较低的原因。秋季唯一优势种中肋骨条藻对该季节浮游植物丰度贡献率最大,很大程度上决定了秋季浮游植物丰度的空间分布特征。雷州半岛邻近海域有发生藻华的记录,其中硅藻类的中肋骨条藻发生次数最高,为夏季高发种[31];在湾内和湾外的连接处,该区域受潮水和南渡河入海口咸淡水交汇影响较大,且入海径流使海域内陆源物质大量增加[32],丰富的营养盐为广温广盐种的中肋骨条藻创造了有利的繁殖环境。根据张晓辉等[33]提出的赤潮判断指标 (>1010 个·m−3),该海域秋季中肋骨条藻的丰度虽没有达到赤潮爆发值,但需要加强对中肋骨条藻的监测以预防赤潮的发生。
浮游植物H' 和J是反映水域稳定性的重要指标,也是评价群落是否稳定的特征之一。有研究提出,在浮游植物H'>1、J>0.3时,认为浮游植物多样性较好,否则认为浮游植物受到环境因素的扰动[34]。秋季中肋骨条藻的丰度在各站位中占据主导地位,导致秋季的浮游植物D和H' 低于春季。其原因可能是中肋骨条藻更能适应秋季的温度和盐度变化,大量繁殖后占据了其他物种的生态位,限制了它们的生存空间,进而导致浮游植物多样性在秋季较低。以H'>1、J>0.3方法[34]评价的调查海域浮游植物多样性水平与本研究结果基本吻合,即研究海域的浮游植物种类丰富且分布均匀,整体上浮游植物群落结构春季比秋季稳定。
3.3 浮游植物与环境因子之间的关系
雷州半岛东部近岸海域浮游植物的种类和丰度的季节差异明显,有研究发现海水盐度、温度和营养盐等是影响粤西海域浮游植物群落的主要环境因子[26]。水温变化影响水体物理、化学性质和生物活动,水温过高会抑制浮游植物的繁殖;盐度通过影响浮游植物细胞渗透压影响其繁殖;水体的pH和营养盐等均会对浮游植物的生长、分布产生影响[35]。
由RDA排序图可以看出,在春季,多数种类与水温成正相关,这与辽东湾北部[36]研究结果一致。结果显示,水温在春季的影响更大,这可能反映了季节性水温变化对浮游植物生长周期及其群落结构的影响[37]。在春季,细弱海链藻与营养盐呈正相关性,在水温24 ℃和盐度31.2‰ 条件下细弱海链藻大量繁殖;pH与海链藻有氧呼吸作用密切相关,相较于甲藻,硅藻门浮游植物受pH影响较大[38-39],春季pH为8.2对细弱海链藻的生长创造了有利条件[40-41]。对藻类水华动力学研究发现,细弱海链藻偏好吸收NH3-N,对NO3-N的吸收则相对较弱[42]。雷州半岛东部有着受到西南季风和东向沿岸流作用的侧向运输的沿岸上升流,上升流通过影响局部硝酸盐等营养盐的垂直向上运输,引起浮游植物的快速繁殖,显示调查海域的浮游植物群落可能受到上升流的影响[43-44]。
在秋季,水温和盐度与中肋骨条藻的丰度呈显著正相关性,从生态习性角度,水温、盐度是其大量繁殖的关键因子,温度升高 (20~29 ℃) 适宜中肋骨条藻生长[45];调查海域平均温度为26.3 ℃、平均盐度为25.1‰,为中肋骨条藻增殖提供了适宜的环境[46]。任辉等[39]对珠江口及邻近海域调查发现,中肋骨条藻与PO4-P存在显著负相关性;中肋骨条藻在秋季的大量繁殖可能导致对营养盐的加速消耗,且由于该区域不规则半日潮的特征使得水体交换频繁,营养盐未得到及时补充,使其与营养盐在秋季呈现负相关性[47]。由Bioenv分析结果可知,影响浮游植物群落形成的环境因素存在差异。在春季,随着光照的增强、海水温度的上升以及地表径流营养物的输入,使得浮游植物不断增长。秋季,海水中DO含量与浮游植物的生长呈正相关性[48],当浮游植物大量繁殖时,通过光合作用释放大量氧气 (O2),从而显著提高海水中的DO含量;秋季光照减弱,浮游植物对光照的吸收程度随着水深变化受到影响,进而影响着浮游植物的分布和生长。可见,水体环境和营养状态的改变是导致浮游植物群落结构差异的主要因素。
4. 结论
雷州半岛东部近岸海域共鉴定出5门44属131种浮游植物,种类组成丰富,其中以硅藻为主,甲藻较少,表明硅藻在研究海域占据优势地位。浮游植物总体多样性处于非常丰富水平;春季的H'及J均高于秋季,群落结构较为稳定。秋季的浮游植物丰度高于春季,且春季和秋季的丰度在空间分布上不一致,春季浮游植物丰度呈现近岸向外递减趋势,而秋季呈现近岸向外递增趋势。春季和秋季群落结构均划分为2个亚群落。主要环境影响因子为温度、盐度、pH、DO、无机氮和PO4-P,解释了浮游植物丰度空间变化的43.78%~57.4%。秋季赤潮生物中肋骨条藻在该海域丰度高且分布广,易引发赤潮,应加强对浮游植物生态学的调查监测以及赤潮预警的研究,以促进海洋环境保护。
1 雷州半岛东部近岸海域浮游植物名录1 Species list of phytoplankton in coastal waters of eastern Leizhou Peninsula序号
ID种名
Species name拉丁名
Latin name序号
ID种名
Species name拉丁名
Latin nameZ1 薄壁几内亚藻 Guinardia flaccida Z37 紧挤角毛藻 Chaetoceros coarctatus Z2 薄壁圆筛藻 Coscinodiscus tenuithecus Z38 巨圆筛藻 Coscinodiscus gigas Z3 北方角毛藻 Chaetoceros borealis Z39 具尾鳍藻 Dinophysis caudata Z4 笔尖形根管藻 Rhizosolenia styliformis Z40 聚生角毛藻 Chaetoceros socialis Z5 笔尖形根管藻长棘变种 Rhizosolenia styliformis var. longispina Z41 颗粒盒形藻 Biddulphia granulata Z6 扁豆原甲藻 Prorocentrum lenticulatum Z42 腊台角藻 Ceratium candelabrum Z7 扁面角毛藻 Chaetoceros comperssus Z43 劳氏角毛藻 Chaetoceros lorenzianus Z8 扁平原多甲藻 Protoperidinium depressum Z44 里昂原多甲藻 Protoperidinium leonis Z9 变异辐杆藻 Bacteriastrum varians Z45 镰刀斜纹藻 Pleurosigma falx Z10 布氏双尾藻 Ditylum brightwellii Z46 菱形海线藻 Thalassionema nitzschioides Z11 叉状角藻 Ceratium furca Z47 螺端根管藻 Rhizosolenia cochlea Z12 粗根管藻 Rhizosolenia robusta Z48 洛伦菱形藻 Nitzschia lorenziana Z13 脆根管藻 Rhizosolenia fragilissima Z49 马西里亚角藻 Ceratium massiliense Z14 大角角藻 Ceratium macroceros Z50 密连角毛藻 Chaetoceros densus Z15 丹麦细柱藻 Leptocylindrus danicus Z51 膜质半管藻 Hemiaulus membranaceus Z16 短角弯角藻 Eucampia zodiacus Z52 膜状舟形藻 Navicula membranacea Z17 多束圆筛藻 Coscinodiscus divisus Z53 诺马斜纹藻 Pleurosigma normanii Z18 蜂窝三角藻 Triceratium favus Z54 披针菱形藻 Nitzschia lanceolata Z19 佛氏海毛藻 Thalassiothrix frauenfeldii Z55 离心列海链藻 Thalassiosira eccentrica Z20 辐射圆筛藻 Coscinodiscus radiatus Z56 奇异棍形藻 Bacillaria paradoxa Z21 覆瓦根管藻 Rhizosolenia imbricata Z57 琼氏圆筛藻 Coscinodiscus jonesianus Z22 高盒形藻 Biddulphia regia Z58 曲肘角藻 Ceratium geniculatum Z23 高圆筛藻 Coscinodiscus nobilis Z59 柔弱角毛藻 Chaetoceros debilis Z24 格氏圆筛藻 Coscinodiscus granii Z60 柔弱斜纹藻 Pleurosigma delicatulum Z25 弓束圆筛藻 Coscinodiscus curvatulus Z61 三角角藻 Ceratium tripos Z26 哈氏半盘藻 Hemidiscus hardmannianus Z62 蛇目圆筛藻 Coscinodiscus argus Z27 海洋斜纹藻 Pleurosigma pelagicum Z63 深环沟角毛藻 Chaetoceros constrictus Z28 海洋原多甲藻 Protoperidinium oceanicum Z64 双突角毛藻 Chaetoceros didymus Z29 海洋原甲藻 Prorocentrum micans Z65 斯氏扁甲藻 Pyrophacus steinii Z30 豪猪棘冠藻 Corethron hystrix Z66 斯托根管藻 Rhizosolenia stolterforthii Z31 虹彩圆筛藻 Coscinodiscus oculus-iridis Z67 苏里圆筛藻 Coscinodiscus thorii Z32 环纹娄氏藻 Lauderia annulata Z68 梭角藻 Ceratium fusus Z33 活动盒形藻 Biddulphia mobiliensis Z69 塔形冠盖藻 Stephanopyxis turris Z34 畸形圆筛藻 Coscinodiscus deformatus Z70 泰晤士扭鞘藻 Streptotheca tamesis Z35 尖刺伪菱形藻 Pseudo-nitzschia pungens Z71 条纹小环藻 Cyclotella striata Z36 结节圆筛藻 Coscinodiscus nodulifer Z72 弯菱形藻 Nitzschia sigma Z73 威利圆筛藻 Coscinodiscus wailesii Z103 并基角毛藻 Chaetoceros decipiens Z74 微凹圆筛藻 Coscinodiscus subconcavus Z104 波状石丝藻 Lithodesmium undulatum Z75 五角原多甲藻 Protoperidinium pentagonum Z105 伯氏根管藻 Rhizosolenia bergonii Z76 兀鹰角藻 Ceratium vultur Z106 大洋角管藻 Cerataulina pelagica Z77 细弱海链藻 Thalassiosira subtilis Z107 蜂腰双壁藻 Diploneis bombus Z78 小等刺硅鞭藻 Dictyocha fibula Z108 刚毛根管藻 Rhizosolenia setigera Z79 小辐杆藻 Bacteriastrum minus Z109 海洋菱形藻 Nitzschia marina Z80 星脐圆筛藻 Coscinodiscus asteromphalus Z110 横滨盒形藻 Biddulphia gruendleri Z81 旋链角毛藻 Chaetoceros curvisetus Z111 宽角斜纹藻 Pleurosigma angulatum Z82 夜光藻 Noctiluca scintillans Z112 拟旋链角毛藻 Chaetoceros pseudo-curvisetus Z83 翼根管藻 Rhizosolenia alata Z113 球形棕囊藻 Phaeocystis globosa Z84 翼根管藻纤细变型 Rhizosolenia alata f. gracillima Z114 热带骨条藻 Skeletonema tropicum Z85 优美辐杆藻 Bacteriastrum delicatulum Z115 日本星杆藻 Asterionellopsis glacialis Z86 优美旭氏藻 Schröederella delicatula Z116 柔弱伪菱形藻 Pseudo-nitzschia delicatissima Z87 有棘圆筛藻 Coscinodiscus spinosus Z117 三叶原甲藻 Prorocentrum triestinum Z88 有翼圆筛藻 Coscinodiscus bipartitus Z118 筛链藻 Coscinosira polychorda Z89 圆柱角毛藻 Chaetoceros teres Z119 碎片菱形藻 Nitzschia frustulum Z90 窄隙角毛藻 Chaetoceros affinis Z120 梭形裸藻 Euglena acus Z91 长耳盒形藻 Biddulphia aurita Z121 太阳双尾藻 Ditylum sol Z92 长角盒形藻 Biddulphia longicruris Z122 透明原多甲藻 Protoperidinium pellucidum Z93 直舟形藻 Navicula directa Z123 纤细角藻 Ceratium tenue Z94 中华半管藻 Hemiaulus sinensis Z124 小眼圆筛藻 Coscinodiscus oculatus Z95 中华根管藻 Rhizosolenia sinensis Z125 勇士鳍藻 Dinophysis miles Z96 中华盒形藻 Biddulphia sinensis Z126 优美原多甲藻 Protoperidinium elegans Z97 中肋骨条藻 Skeletonema costatum Z127 圆海链藻 Thalassiosira rotula Z98 中心圆筛藻 Coscinodiscus centralis Z128 远距角毛藻 Chaetoceros distans Z99 中型斜纹藻 Pleurosigma intermedium Z129 长菱形藻 Nitzschia longissima Z100 钟状中鼓藻 Bellerochea horologicalis Z130 正盒形藻 Biddulphia biddulphiana Z101 爱氏辐环藻 Actinocyclus ehrenbergii Z131 斯氏鸟尾藻 Ornithocercus steinii Z102 扁形原甲藻 Prorocentrum compressum -
图 6 雷州半岛东部近岸海域春季 (a)、秋季 (b) 浮游植物丰度与环境因子的冗余分析
注:序号所代表的浮游植物名录见附表1。
Figure 6. Redundancy analysis of phytoplankton abundance and environmental factors in coastal waters of eastern Leizhou Peninsula during spring (a) and autumn (b)
Note: The list of phytoplankton is represented by the serial numbers sees Table S1.
表 1 浮游植物优势种及优势度
Table 1 Dominant species and degree of dominance of phytoplankton
季节
Season优势种
Dominant species出现频率
Occurance frequency/%优势度
Y春季
Spring笔尖形根管藻长棘变种
Rhizosolenia styliformis var.
longispina90 0.65 丹麦细柱藻
Leptocylindrus danicus62 0.07 细弱海链藻
Thalassiosira subtilis57 0.02 秋季
Autumn中肋骨条藻
Skeletonema costatum100 0.99 表 2 浮游植物多样性指数
Table 2 Diversity index of phytoplankton
季节
Season多样指数指H' 均匀度指数J 丰富度指数D 多样性阈值
DvDv等级
Dv level均值
Mean范围
Range均值
Mean范围
Range均值
Mean范围
Range春季 Spring 2.31±1.06 0.46~4.43 0.49±0.20 0.09~0.83 1.28±0.47 0.46~2.24 4.67±0.51 I 秋季 Autumn 0.97±0.95 0.01~3.51 0.21±0.20 0.00~0.75 1.04±0.25 0.49~1.62 4.67±0.25 I 表 3 各环境因子对浮游植物丰度影响
Table 3 Effects of various environmental factors on phytoplankton abundance
环境因子
Environmental factor春季
Spring秋季
Autumn决定系数
r2p值
p决定系数
r2p值
p水深 Water depth 0.114 0.346 0.017 0.864 透明度 Transparency 0.562 0.001*** 0.034 0.738 温度 Temperature 0.559 0.002** 0.359 0.025* 盐度 Salinity 0.263 0.060 0.439 0.005** pH 0.660 0.001*** 0.186 0.145 溶解氧 DO 0.291 0.040* 0.109 0.353 叶绿素a Chl a 0.034 0.712 0.389 0.013* 无机氮 DIN 0.574 0.001*** 0.234 0.095 无机磷 DIP 0.455 0.006** 0.009 0.937 注:*. 相关性显著 (p<0.05); **. 相关性非常显著 (p<0.01);***. 相关性极显著 (p<0.001)。 Note: *. Significant correlation (p<0.05); **. Very significant correlation (p<0.01); ***. Extremely significant correlation (p<0.001). 1 雷州半岛东部近岸海域浮游植物名录
1 Species list of phytoplankton in coastal waters of eastern Leizhou Peninsula
序号
ID种名
Species name拉丁名
Latin name序号
ID种名
Species name拉丁名
Latin nameZ1 薄壁几内亚藻 Guinardia flaccida Z37 紧挤角毛藻 Chaetoceros coarctatus Z2 薄壁圆筛藻 Coscinodiscus tenuithecus Z38 巨圆筛藻 Coscinodiscus gigas Z3 北方角毛藻 Chaetoceros borealis Z39 具尾鳍藻 Dinophysis caudata Z4 笔尖形根管藻 Rhizosolenia styliformis Z40 聚生角毛藻 Chaetoceros socialis Z5 笔尖形根管藻长棘变种 Rhizosolenia styliformis var. longispina Z41 颗粒盒形藻 Biddulphia granulata Z6 扁豆原甲藻 Prorocentrum lenticulatum Z42 腊台角藻 Ceratium candelabrum Z7 扁面角毛藻 Chaetoceros comperssus Z43 劳氏角毛藻 Chaetoceros lorenzianus Z8 扁平原多甲藻 Protoperidinium depressum Z44 里昂原多甲藻 Protoperidinium leonis Z9 变异辐杆藻 Bacteriastrum varians Z45 镰刀斜纹藻 Pleurosigma falx Z10 布氏双尾藻 Ditylum brightwellii Z46 菱形海线藻 Thalassionema nitzschioides Z11 叉状角藻 Ceratium furca Z47 螺端根管藻 Rhizosolenia cochlea Z12 粗根管藻 Rhizosolenia robusta Z48 洛伦菱形藻 Nitzschia lorenziana Z13 脆根管藻 Rhizosolenia fragilissima Z49 马西里亚角藻 Ceratium massiliense Z14 大角角藻 Ceratium macroceros Z50 密连角毛藻 Chaetoceros densus Z15 丹麦细柱藻 Leptocylindrus danicus Z51 膜质半管藻 Hemiaulus membranaceus Z16 短角弯角藻 Eucampia zodiacus Z52 膜状舟形藻 Navicula membranacea Z17 多束圆筛藻 Coscinodiscus divisus Z53 诺马斜纹藻 Pleurosigma normanii Z18 蜂窝三角藻 Triceratium favus Z54 披针菱形藻 Nitzschia lanceolata Z19 佛氏海毛藻 Thalassiothrix frauenfeldii Z55 离心列海链藻 Thalassiosira eccentrica Z20 辐射圆筛藻 Coscinodiscus radiatus Z56 奇异棍形藻 Bacillaria paradoxa Z21 覆瓦根管藻 Rhizosolenia imbricata Z57 琼氏圆筛藻 Coscinodiscus jonesianus Z22 高盒形藻 Biddulphia regia Z58 曲肘角藻 Ceratium geniculatum Z23 高圆筛藻 Coscinodiscus nobilis Z59 柔弱角毛藻 Chaetoceros debilis Z24 格氏圆筛藻 Coscinodiscus granii Z60 柔弱斜纹藻 Pleurosigma delicatulum Z25 弓束圆筛藻 Coscinodiscus curvatulus Z61 三角角藻 Ceratium tripos Z26 哈氏半盘藻 Hemidiscus hardmannianus Z62 蛇目圆筛藻 Coscinodiscus argus Z27 海洋斜纹藻 Pleurosigma pelagicum Z63 深环沟角毛藻 Chaetoceros constrictus Z28 海洋原多甲藻 Protoperidinium oceanicum Z64 双突角毛藻 Chaetoceros didymus Z29 海洋原甲藻 Prorocentrum micans Z65 斯氏扁甲藻 Pyrophacus steinii Z30 豪猪棘冠藻 Corethron hystrix Z66 斯托根管藻 Rhizosolenia stolterforthii Z31 虹彩圆筛藻 Coscinodiscus oculus-iridis Z67 苏里圆筛藻 Coscinodiscus thorii Z32 环纹娄氏藻 Lauderia annulata Z68 梭角藻 Ceratium fusus Z33 活动盒形藻 Biddulphia mobiliensis Z69 塔形冠盖藻 Stephanopyxis turris Z34 畸形圆筛藻 Coscinodiscus deformatus Z70 泰晤士扭鞘藻 Streptotheca tamesis Z35 尖刺伪菱形藻 Pseudo-nitzschia pungens Z71 条纹小环藻 Cyclotella striata Z36 结节圆筛藻 Coscinodiscus nodulifer Z72 弯菱形藻 Nitzschia sigma Z73 威利圆筛藻 Coscinodiscus wailesii Z103 并基角毛藻 Chaetoceros decipiens Z74 微凹圆筛藻 Coscinodiscus subconcavus Z104 波状石丝藻 Lithodesmium undulatum Z75 五角原多甲藻 Protoperidinium pentagonum Z105 伯氏根管藻 Rhizosolenia bergonii Z76 兀鹰角藻 Ceratium vultur Z106 大洋角管藻 Cerataulina pelagica Z77 细弱海链藻 Thalassiosira subtilis Z107 蜂腰双壁藻 Diploneis bombus Z78 小等刺硅鞭藻 Dictyocha fibula Z108 刚毛根管藻 Rhizosolenia setigera Z79 小辐杆藻 Bacteriastrum minus Z109 海洋菱形藻 Nitzschia marina Z80 星脐圆筛藻 Coscinodiscus asteromphalus Z110 横滨盒形藻 Biddulphia gruendleri Z81 旋链角毛藻 Chaetoceros curvisetus Z111 宽角斜纹藻 Pleurosigma angulatum Z82 夜光藻 Noctiluca scintillans Z112 拟旋链角毛藻 Chaetoceros pseudo-curvisetus Z83 翼根管藻 Rhizosolenia alata Z113 球形棕囊藻 Phaeocystis globosa Z84 翼根管藻纤细变型 Rhizosolenia alata f. gracillima Z114 热带骨条藻 Skeletonema tropicum Z85 优美辐杆藻 Bacteriastrum delicatulum Z115 日本星杆藻 Asterionellopsis glacialis Z86 优美旭氏藻 Schröederella delicatula Z116 柔弱伪菱形藻 Pseudo-nitzschia delicatissima Z87 有棘圆筛藻 Coscinodiscus spinosus Z117 三叶原甲藻 Prorocentrum triestinum Z88 有翼圆筛藻 Coscinodiscus bipartitus Z118 筛链藻 Coscinosira polychorda Z89 圆柱角毛藻 Chaetoceros teres Z119 碎片菱形藻 Nitzschia frustulum Z90 窄隙角毛藻 Chaetoceros affinis Z120 梭形裸藻 Euglena acus Z91 长耳盒形藻 Biddulphia aurita Z121 太阳双尾藻 Ditylum sol Z92 长角盒形藻 Biddulphia longicruris Z122 透明原多甲藻 Protoperidinium pellucidum Z93 直舟形藻 Navicula directa Z123 纤细角藻 Ceratium tenue Z94 中华半管藻 Hemiaulus sinensis Z124 小眼圆筛藻 Coscinodiscus oculatus Z95 中华根管藻 Rhizosolenia sinensis Z125 勇士鳍藻 Dinophysis miles Z96 中华盒形藻 Biddulphia sinensis Z126 优美原多甲藻 Protoperidinium elegans Z97 中肋骨条藻 Skeletonema costatum Z127 圆海链藻 Thalassiosira rotula Z98 中心圆筛藻 Coscinodiscus centralis Z128 远距角毛藻 Chaetoceros distans Z99 中型斜纹藻 Pleurosigma intermedium Z129 长菱形藻 Nitzschia longissima Z100 钟状中鼓藻 Bellerochea horologicalis Z130 正盒形藻 Biddulphia biddulphiana Z101 爱氏辐环藻 Actinocyclus ehrenbergii Z131 斯氏鸟尾藻 Ornithocercus steinii Z102 扁形原甲藻 Prorocentrum compressum -
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