昌黎黄金海岸国家级自然保护区海域浮游植物群落结构

2017-11-06孙富强刘宪斌赵兴贵

海洋信息技术与应用 2017年3期

关键词：浮游均匀度站位

孙富强，刘宪斌，赵兴贵

（天津科技大学天津市海洋环境保护与修复技术工程中心 300457）

昌黎黄金海岸国家级自然保护区海域浮游植物群落结构

孙富强，刘宪斌，赵兴贵

（天津科技大学天津市海洋环境保护与修复技术工程中心 300457）

2016年对昌黎黄金海岸国家级自然保护区海域浮游植物群落结构进行了春季（5月）和夏季（8月）2个航次调查，描述了浮游植物的种类组成、细胞数量、生物多样性指数、均匀度指数等群落特征，分析了浮游植物群落的变化及平面分布趋势。结果表明，2个航次共检出浮游植物70种，以硅藻为主，细胞数量平面分布差异较大，春季生物多样性指数及均匀度较低，夏季多样性指数和均匀度总体水平较高。

昌黎；自然保护区；浮游植物；群落结构

浮游植物是海洋生态系统中的初级生产者，在海洋能量流动和物质循环过程中发挥着重要作用，同时也是食物网的基础，其丰富度对海洋生物的生长、繁殖有很大影响[1-3]。另外，浮游植物对环境的变化十分敏感，其群落结构变化成为水环境质量监测的重要指标之一，对海洋生态系统评价起着重要作用[4-6]。因此，调查浮游植物群落结构特征有利于了解海水污染情况，为修复海洋生态环境提供数据支持。

昌黎黄金海岸国家级自然保护区（以下称“保护区”）是1990年国务院首批批准的5个国家级海洋类型自然保护区之一。位于河北省秦皇岛市北戴河新区南部沿海（地理坐标介于39°25′20.99″N－39°37′50.81″N、119°11′37.80″E－119°37′9.21″E 之间），总面积 336.21 km2。“保护区”海域是“活化石”文昌鱼的主要栖息繁殖地之一。目前对该海域浮游植物群落结构的相关研究较少。为此，了解和掌握该海域浮游植物的组成、细胞数量、生物多样性指数等群落特征，对该海域资源环境的保护具有重要意义，也为评价该海域生态系统变化提供了科学依据。

1 材料与方法

在“保护区”海域根据功能分区情况，布设16个调查站位，其中缓冲区9个站位，核心区7个站位（图1）。分别在2016年的春季（5月）和夏季（8月）对“保护区”海域浮游植物群落结构进行了2个航次的调查。

样品的采集、贮存、运输、预处理及实验室分析测定严格按《海洋监测规范》[1]和《海洋调查规范》[2]中的相关规定进行。浮游植物样品采用浅水Ⅲ型浮游生物网自水底至水面拖拽采集样品。采集到的样品用5%甲醛固定保存。实验室内浮游植物样品经过静置、沉淀后装入储存瓶中并编号，样品在光学显微镜（Nikon-Y100）下进行种类鉴定和细胞计数。

多样性指数（H′）、均匀度指数（J）计算公式如下：

图1 采样的分布示意图

图2 5月份浮游植物种类组成

图3 8月份浮游植物种类组成

图4 5月份浮游植物数量及种类数

图5 8月份浮游植物数量及种类数

图6 （1） 5月份浮游植物数量（cells m-3)分布趋势

图6 （2） 8 月份浮游植物数量（cells m-3)分布趋势

2 结果与讨论

2.1 种类组成及优势种

春季调查获得浮游植物23种，其中硅藻门21种，甲藻门2种。优势种是硅藻门中的密联角毛藻（Chaetoceros densus）和甲藻门中的夜光藻（Noctiluca scintillans）。在细胞数量组成中，硅藻约占浮游植物细胞总数的92.64%，甲藻约占浮游植物细胞总数的7.36%。种类组成见图2。

夏季调查获得浮游植物47种，其中，硅藻门42种，甲藻门4种，金藻门1种。优势种是硅藻门中的窄隙角毛藻（Chaetoceros affinis Lauder）、洛氏角毛藻（Chaetoceros lorenzianus）、暹罗角毛藻（Chaetocera siamense）、角毛藻（Chaetoceras sp.）、泰晤士旋鞘藻（Helicotheca tamesis）。在细胞数量组成中，硅藻约占浮游植物细胞总数的98.91%，甲藻约占浮游植物细胞总数的1.03%，金藻约占浮游植物细胞总数的0.06%。种类组成见图 3。

从春季和夏季调查中发现的浮游植物来看，无论在种类还是细胞数量方面都是硅藻占优势，占比均超过了80%，种群结构比较稳定。硅藻比例高的月份，甲藻的比例低，呈现出负相关的关系。

2.2 浮游植物种群密度及分布

春季调查结果显示各站位浮游植物细胞数量的平面分布差异较大，其变化范围在2 143～37 748 cells/m3之间，平均值为13 481 cells/m3。细胞数量最大值出现在3号站（37 748 cells/m3）；最小在 14号站（2 143 cells/m3）。最大值为最小值的17.62倍。各站位浮游植物种类数差异较大，其中2、10、11和13号站位浮游植物种类数最多为9种，6号站位种类数最少仅为5种，平均为7种（图4）。

夏季调查结果显示各站位浮游植物细胞数量的平面分布差异也较大，其变化范围在34 524～1 330 909 cells/m3之间，平均值为213 014 cells/m3。细胞数量最大值出现在1号站（1 330 909 cells/m3）；最小在 14号站（34 524 cells/m3）。最大值为最小值的38.55倍。各站位浮游植物种类数，其中16号站位浮游植物种类数最多为27种，2号站位种类数最少为14种，平均为22种（图5）。

通过2个航次检测，春季高值区只要集中调查区的东北部区域和近岸的3个站位，夏季丰水期，高值区转移到调查区的西部区域。浮游植物数量季节变化非常显著，夏季明显高于春季。

2.3 生物多样性指数及均匀度

春季（图6（1））调查各站位生物多样性指数（H'）和均匀度（J）变化明显，其范围分别为 1.21～3.00 和 0.38～0.97。H'平均值为 2.24，最大值出现在13号站（3.00），最小在10号站（1.21）。J平均值为0.79，最大值出现在14号站（0.97），最小在10号站（0.97）。该调查海域春季生物多样性指数及均匀度较低，反映出各种类间个体分布程度欠均匀，群落结构多样性较差。

夏季（图6（2））调查各站位生物多样性指数（H'）和均匀度（J）变化明显，其范围分别为 2.01～4.27 和 0.46～0.95。H'平均值为3.66，最大值出现在 15号站（4.27），最小在4号站（2.01）。J平均值为0.83，最大值出现在 10号站（0.95），最小在 4号站（0.46）。夏季各调查站位多样性指数和均匀度总体水平较高，反映出各种类之间的个体分布程度较均匀，群落结构多样性较好。