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长江口赤潮区浮游植物的粒级结构、种类组成和色素分析

孔凡洲  
【摘要】:自2000年以来,长江口及其邻近海域每年春季都会发生大规模甲藻赤潮。甲藻赤潮的频繁爆发表明该海域的浮游植物群落结构正在发生变化,有可能影响到近海生态系统的结构、功能和生态安全。本研究于2009年对长江口邻近海域(30°30′-32°N、122°20′~123°20′E)开展了4个季度月的周年调查,依据浮游植物的粒级结构、种类组成及色素特征,分析了浮游植物群落的组成、结构及其季节变动特征,探讨了浮游植物类群的演变及其与环境因子的关系。 研究表明,调查海域浮游植物粒级组成以微型浮游植物(2-20μm)为主,冬、春、夏、秋四季对总叶绿素a(Chl a)的贡献分别为52%、55%、34%和57%。水体中的微型浮游植物主要分布在河口羽状锋区,在春季层化水体的上层生物量达到最高。微微型浮游植物(0.2-2μm)冬、春、夏、秋四季对总叶绿素a的贡献分别为21%、34%、38%和16%。随着离岸方向上海水盐度的增加,微微型浮游植物逐渐占据优势,在夏季层化水体的上层生物量最高。调查海区小型浮游植物(20μm)冬、春、夏、秋四季对总叶绿素a的贡献分别为26%、11%、28%和27%,主要分布近河口区的最大浑浊带附近,在122.5°E以东海域生物量迅速降低。比较调查海域浮游植物粒级组成的时空变化情况可以看出,春夏季浮游植物生物量显著高于秋冬季,调查海域春季甲藻赤潮区和夏季东南部高生物量区微型和微微型浮游植物对叶绿素a的贡献尤为显著。 调查海域浮游植物的丰度也呈现出春夏季高、秋冬季低的变动特征。硅藻和甲藻是浮游植物的优势类群,硅藻在冬季、夏季和秋季占绝对优势,甲藻在春季优势度超过硅藻。春季的东海原甲藻赤潮和骨条藻赤潮是调查海域最为突出的生态现象。骨条藻赤潮主要分布在低盐高营养盐的近河口羽状锋区,东海原甲藻赤潮主要分布在调查海域相对高盐低浊度的羽状锋区和层化水体上部,在调查海域东部也有高密度的米氏凯伦藻分布。甲藻赤潮的分布与Nano级叶绿素a的分布基本一致;个体较大的圆筛藻等硅藻种类分布在口门附近,也与Micro级叶绿素a分布规律一致。对调查海域浮游植物样品的聚类分析结果表明,长江口附近海域赤潮的分布态势受到浊度、盐度等水文要素和锋面、层化、上升流等物理海洋学过程影响。 应用所建立的浮游植物色素高效液相色谱分析方法,通过CHEMTAX软件对长江口浮游植物的类群组成及其季节变动特征进行了分析。结果表明,硅藻、甲藻、绿藻和隐藻是调查海域浮游植物的主要类群,此外还有定鞭金藻、青绿藻和蓝藻等类群。硅藻在冬、夏、秋季对浮游植物叶绿素a的贡献最大,分别占总叶绿素a的51%、53%和43%,甲藻在春季浮游植物叶绿素a中占主要优势,达到41%。基于色素分析的硅、甲藻生物量(叶绿素a)分布与其丰度分布规律基本一致。此外,隐藻在冬、春和秋季浮游植物叶绿素a中也占有较高比例,约为20%;绿藻在秋冬季浮游植物叶绿素a中所占比例也超过20%。硅藻、甲藻、隐藻、青绿藻、绿藻、定鞭金藻多分布在营养盐丰富的羽状锋内侧层化水体上部,蓝藻(聚球藻)则分布在羽状锋外侧的外海区域。春季大规模赤潮期间,隐藻、青绿藻和定鞭金藻与东海原甲藻赤潮区的分布范围相似,蓝藻分布区则与高密度米氏凯伦藻的分布区大致相同,甲藻赤潮的生消动态极有可能受到微藻类群存在营养关联。春夏季浮游植物生物量高值区的微微型浮游植物对生物量有重要贡献。甲藻、隐藻和定鞭金藻的分布区与微微型浮游植物叶绿素a的分布规律基本一致,可能是微微型浮游植物的重要组成部分。 综上所述,长江口附近赤潮区浮游植物生物量呈现出春夏季高、秋冬季低的季节分布特征。硅藻、甲藻、隐藻和绿藻是长江口赤潮区浮游植物的主要组成类群。春季大规模甲藻赤潮及其引起的甲藻优势度上升是该海域突出的生态现象。长江口附近海域春季硅藻赤潮和甲藻赤潮呈现出不同的分布态势,赤潮分布除受到盐度、浊度等水文学因素及锋面、层化、上升流等海洋学过程的影响外,还可能与其他微藻类群的分布有关。春夏季浮游植物生物量高值区的微微型浮游植物对生物量有重要贡献。这些微微型浮游植物可能由甲藻、隐藻和定鞭金藻组成。微微型浮游植物在长江口附近富营养化海域浮游植物生产过程中的作用应得到密切关注。


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