马旺 左丽明 朱琴 刘有才 董悦镭 王火火

摘要 根据前期模拟沧东电厂温排水影响范围，布设6个站位，分别于2020年5、8、11月进行调查取样工作，通过调查取样得出的水温、盐度、电导率、叶绿素a等水文分布特征和硝酸盐、硅酸盐、铵盐、亚硝酸盐等营养盐分布特征，结合影响范围内浮游植物物种组成和多样性指数的季节变化，采用冗余分析方法，得出电厂温排水对浮游植物群落的影响。结果表明，5月份浮游植物群落主要受盐度影响，8月份浮游植物群落主要受硅酸盐和亚硝酸盐影响，11月份浮游植物群落没有显著的环境因子制约;在优势种中，新月菱形藻和丹麦细柱藻与温度呈负相关，菱形藻受盐度影响较大，中肋骨条藻和长海毛藻受亚硝酸盐影响较大。

关键词 温排水;浮游植物群落;优势种;环境因子;冗余分析;沧东电厂

中图分类号 X173  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2021）24-0093-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.24.021

Influence of Cangdong Power Plant’s Thermal Drainage on Phytoplankton Community

MA Wang，ZUO Li-ming，ZHU Qin et al

（Hebei Province Hydrogelogy Survey Institute， Shijiazhuang，Hebei 050021）

Abstract According to the preliminary simulation of the temperature and drainage impact of Cangdong Power Plant， 6 stations were set up to conduct survey and sampling work in May， August and November 2020 respectively. The hydrological distribution characteristics of water temperature， salinity， conductivity， chlorophyll a and the distribution characteristics of nutrients such as nitrate， silicate， ammonium salt and nitrite obtained through investigation and sampling， combined with the seasonal changes of phytoplankton species composition and diversity index in the affected area，the redundant analysis method was used to obtain the influence of the thermal drainage of the power plant on the phytoplankton community.The results showed that the phytoplankton community in May was mainly affected by salinity， the phytoplankton community in August was mainly affected by silicate and nitrite， and the phytoplankton community in November was not restricted by significant environmental factors.Among the dominant species， Nitzschia closterium and Leptocylindrus danicus had a negative correlation with temperature， Nitzschia spp. was more affected by salinity， and Skeletonema costatum and Thalassiothrix longissima were more affected by nitrite.

Key words Thermal discharge;Phytoplankton community;Dominant species;Environmental factors;Redundancy analysis;Cangdong Power Plant

基金項目 河北省自然资源厅科技项目（454-0503-JBN-XCLS）。

作者简介 马旺（1986—），男，河北石家庄人，工程师，硕士，从事海洋环境与海洋地质学研究。

收稿日期 2021-03-03

浮游植物是海洋生态系统中重要的初级生产者，在海洋生态系统的能量流动、物质循环和食物链传递中起着至关重要的作用[1-2]。电厂温排水的排放会抑制部分狭温性浮游植物的生长甚至导致其死亡，致使具有广温性适应性的藻类快速生长，其竞争者的死亡将使得藻华生物获得更多的资源和生长空间，导致植物群落生物多样性降低，对群落的稳定性产生较大影响[3-6]。

沧东国华发电有限责任公司位于河北省沧州市黄骅港，地理坐标位于117°52′42.43″E、38°18′35.64″N，于2009年12月建成，根据收集资料显示，2020年夏季排水温度约37.0 ℃，排水量约690万m3/d，温排水入海口的海水相对于海水本身温度升高大约6.0 ℃;冬季排水温度约10.0 ℃，排水量170万～350万m3/d，温排水入海口的海水相对于海水本身温度升高大约5.5 ℃。温排水的排放对海域水文特征、营养盐时空分布特征产生影响，进而影响植物群落结构的组成和稳定性，此次通过使用冗余分析方法探讨温排水对浮游植物群落的影响，为相关部门的管理提供一定的数据支持。

1 材料与方法

1.1 站位布设及采样时间

根据前期模拟沧东电厂温排水影响范围，分别于2020年5月（春季）、8月（夏季）、11月（秋

季）在退潮时进行调查取样工作，布设6个站位，分别为HHG-1～HHG-6（图1）。

1.2 样品采集和处理

此次调查中海水温度、盐度、电导率测量按照海洋调查规范海洋水文观测（GB/T 12763.2—2007）;叶绿素a、浮游植物采样、固定和计数等按照海洋调查规范海洋生物调查（GB 12763.6—1991）进行。

海水温度、盐度、电导率采用TDS进行现场测试;叶绿素a 样品采用定深取样器采集表层海水2 L，现场过滤通过0.65 μm GF/F滤膜放到棕色塑料瓶中，滤膜由90%丙酮浸泡，低温萃取24 h后，利用荧光法测定;浮游植物样品采用定深取样器采集表层海水1 L，现场加入浓度4%酸性鲁格试剂固定，利用Utermhl计数框定量分析浮游植物种类和细胞数。

1.3 指标的测定与计算

浮游植物的优势种根据各个种的优势度（Y）值来确定。

Y=Ni/N×fi（1）

式中，Ni为i种类的个体数;N为所有种类总的个体数;fi为i种类个体出现的频率。Y>0.02的种类为优势种[7-8]。

Shannon-Wiener多样性指数（H′）计算公式如下：

H′=-[（Ni/N）ln（Ni/N）]（2）

Margalef丰富度指数（D）计算公式如下：

D=（S-1）/lnN（3）

Pielou均匀度指数（J）计算公式如下：

J=H′/lnS（4）

1.4 数据处理

运用SPSS软件对测定数据进行统计分析和绘图，采用Canoco 5.0软件对浮游植物与环境因子之间的关系进行冗余分析[9-10]。基于除趋势对应分析（detrended correspondence analysis，DCA）对浮游植物丰度数据进行计算，DCA结果中Lengths of gradient的第一轴值为3.552，介于3.0～4.0，符合RDA分析。

2 结果与分析

2.1 水文时空分布特征

从表1可以看出，5月和8月各站位水温均超过24.5 ℃，11月各站位水温均低于19.5 ℃;5月各站位水温温差较小，处于24.5～26.5 ℃，其中最高值出现在HHG-1站位，最低值出现在HHG-5站位;8月除HHG-5站位外，其余站位水温均超过30.0 ℃，其中最高值出现在HHG-1 站位，为36.1 ℃;11月各站位水温有所降低，其中HHG-1站位水温最高，为19.2 ℃，HHG-3站位水温最低，为13.8 ℃。5月盐度相对较高，其中最高值为32.14‰，出现在HHG-2站位，最低值为31.58‰，出现在HHG-1站位;8月各站位盐度差异较小，最小值出现在HHG-4站位，為31.66‰，最高值出现在HHG-6站位，为31.90‰;11月盐度略有下降，盐度为31.21‰～31.94‰，最高值出现在HHG-1站位，最低值出现在HHG-4站位。

5月各站位电导率差异较小，均处于48.36～49.82 S/m;

8月各站位电导率相对较高，其中最大值出现在HHG-1站位，为59.57 S/m，最低值为53.56 S/m，出现在HHG-5站位;11月除HHG-1站位（45.41 S/m）和HHG-2站位（43.28 S/m）外，其余站位电导率均低于40.00 S/m。

5月和8月各站位叶绿素a浓度相对较低，均处于0.12～1.93 μg/L;11月各站位叶绿素a浓度相对较高，最高值为6.73 μg/L，出现在HHG-2站位。

2.2 营养盐时空分布特征

从表2可以看出，8月各站位硝酸盐含量最高，处于0.430～0.478 mg/L，最高值出现在HHG-2站位，最低值出现在HHG-1站位;5月各站位硝酸盐含量稍低，最高值为0.385 mg/L，出现在HHG-3站位，最低值为0.340 mg/L，出现在HHG-5站位;11月各站位硝酸盐含量最低，最低值为0.053 mg/L，出现在HHG-4站位。

8月各站位硅酸盐浓度较高，11月较低;其中，5月最高值出现在HHG-1站位，为1.23 mg/L;8月最高值为2.36 mg/L，出现在HHG-5站位;11月最高值为0.55 mg/L，出现在HHG-1站位。

5月各站位均未检测出铵盐;8月仅HHG-2站位和HHG-3站位检测出铵盐，分别为0.056和0.050 mg/L;11月HHG-2站位（0.057 mg/L）、HHG-3站位（0.066 mg/L）和HHG-6站位（0.073 mg/L）检测出铵盐。

5月HHG-3站位和HHG-4站位亚硝酸盐浓度较高，均为0.020 mg/L;8月各站位亚硝酸盐浓度差异较小，为0.101～0.112 mg/L;11月最高值为0.012 mg/L，出现在HHG-2站位。

2.3 浮游植物种类组成

从表3和图2可以看出，沧东电厂温排水影响区域6个采样站位共鉴定出29种浮游植物，隶属硅藻门和甲藻门。其中，5月和8月变化不大，均仅出现硅藻，且每个站位都小于6种。11月浮游植物种类变化较大，达到29种，出现了较多甲藻种类，占比达51.72%，于HHG-3站位、HHG-5站位和HHG-6站位超过了硅藻种类数量。

从图3可以看出，沧东电厂温排水海域浮游植物种包括硅藻和甲藻，所有站位在5月和8月均由硅藻组成。在11月出现了较多甲藻，其中HHG-2站位甲藻占比最小，为2%;HHG-1站位甲藻占比为24%;HHG-3站位、HHG-4站位、HHG-5站位和HHG-6站位较多，占比均超过80%，远远超过硅藻。

2.4 群落多样性指数

从图4可看出，沧东电厂温排水海域Shannon-Wiener指数（H′）出现了季节差异，11月H′指数均高于5月和8月H′指数。其中，HHG-1站位在11月H′指数最高。HHG-5站位在8月H′指数最低。5月各站位H′指数差异较小，最高值出现在HHG-1站位。

从图5可以看出，沧东电厂温排水海域浮游植物Margalef丰富度指数（D）的季节差异较为明显。11月D指数明显高于5月和8月。11月最高值出现在HHG-5站位，最低值出现在HHG-4站位。5月和8月D指数变化较小，HHG-2站位和HHG-4站位一致，均为3。

从沧东电厂温排水海域浮游植物Pielou均匀度指数（J）变化（图6）可以看出，5月各站位J指数总体较高，特别是HHG-2站位、HHG-3站位、HHG-5站位和HHG-6站位。8月各站位差异较大，HHG-3站位、HHG-5站位和HHG-6站位均低于0.2，其他站位均高于0.5。11月最低值出现在HHG-5站位，最高值出现在HHG-1站位。

2.5 浮游植物群落与环境因子冗余分析

从沧东电厂温排水海域环境因子与浮游植物群落的冗余分析（图7）可以看出，5月浮游植物群落主要受盐度影响，8月浮游植物群落主要受硅酸盐和亚硝酸盐影响，11月浮游植物群落没有显著的环境因子制约。

2.6 环境因子与浮游植物优势种的关系

从沧东电厂温排水海域环境因子与浮游植物优势种的冗余分析（图8）可以看出，新月菱形藻（Nitzschia closterium）和丹麦细柱藻（Leptocylindrus danicus）与温度呈负相关。另外，菱形藻（Nitzschia spp.）受盐度影响较大，中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和长海毛藻（Thalassiothrix longissima）受亚硝酸盐影响较大。

3 结论与讨论

通过此次调查，得出沧东电厂温排水影响区域内水文和营养盐的时空分布特征，以及浮游植物群落物种组成和群落结构在不同季节的分布特征，通过冗余分析，得出5月浮游植物群落主要受盐度影响，8月浮游植物群落主要受硅酸盐和亚硝酸盐影响，11月浮游植物群落没有显著的环境因子制约。新月菱形藻和丹麦细柱藻与温度呈负相关，菱形藻受盐度影响较大，中肋骨条藻和长海毛藻受亚硝酸盐影响较大。

此次调查研究也存在一定的局限性，主要表现在3次调查取样浮游植物群落物种组成存在较大差异，5月和8月均仅出现硅藻，且种类数较少，11月出现大量的硅藻和甲藻，物种数出现明显增多。在今后的调查取样中，应加大取样频率和取样站位，建立长期持续的监测工作，为海洋行政主管部门开展海洋生态环境监测提供基础数据。

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