沿岸半内湾性水域浮游硅藻群落的生态特征研究 ——以青岛栈桥水域为例

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本文选取沿岸半内湾性海域——青岛前海栈桥海域自2011年4月至2012年12月进行了逐周连续的定点调查,共采集样品88个。研究内容涉及浮游硅藻群落的种类组成、数量、群落特征及其与环境因子之间的响应关系,以期为该类型海域的生态特征及沿岸环境保护管理提供基础资料。本文主要研究结果如下:1、浮游硅藻种类组成、数量及群落变化。本研究共鉴定浮游硅藻43属98种。调查期间,出现的周年性优势种类为中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、舟形藻和角毛藻(Chaetoceros spp.),其优势度分别为0.224、0.459及0.113。而新月菱形藻(Nitzschia closterium)、柔弱几内亚藻(Guinardia delicatula)、尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)和角毛藻中的旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)、圆柱角毛藻(Chaetoceros teres)等也是某些季度的优势种类。2011年中硅藻细胞丰度平均值为175.42±460.31cell/ml,叶绿素a(4至10月)的平均浓度为11.70±5.94mg/m3;2012年硅藻细胞丰度平均为499.17±2076.94cell/ml,叶绿素a(8至12月)的平均浓度为9.27±4.96mg/m3。从周年变化趋势来看,两年间浮游硅藻细胞丰度变化均呈较稳定的“双周期型”(2012年两次高峰发生的时间较2011年稍早且峰值高):主高峰出现在7~9月,次高峰在1月下旬至4月间。调查期间,在细胞丰度出现的高峰季节浮游硅藻数量占浮游植物总数量的比例较大,最高可达90%以上;其它时期所占比例相对较低,多在50%以下,最低仅占1.9%。浮游硅藻群落多样性指数春秋(分别约为2.61、3.04)两季较夏冬季(分别约为2.14、2.13)为高,符合温带海域的一般规律。从年均水平来看,调查海域的群落多样性指数值为2.36,与近年临近海域的研究数据相比,明显高于胶州湾内部(约为0.70),但又较较清洁的近岸海域(约为3.23)为低。2、浮游硅藻群落与环境因子的关系。调查期间,DIN、DIP及DSi年平均水平分别为14.79μmol/l、0.63μmol/l及8.18μmol/l。264次营养盐观察中仅有三次(占1.13%)——2011年7月23日、9月25日及2012年5月12日取样的DIP含量低于浮游植物的生长阈值(DIN=1μmol/l、 PO4-P=0.1μmol/l和SiO3-Si=2μmol/l)。依据Redfield定律和Justic等(1995)的判定标准,2011年夏季和秋季出现了DIP相对限制的情况,2012年秋季出现了DSi相对限制的情况。上述结果表明该调查水域属于富营养化水域,这与前面物种多样性分析比较所得结论较为一致。PCA及Pearson相关分析显示,水温和营养盐是栈桥水域浮游硅藻群落变化最主要的影响因子:在周年范围内,水温与浮游硅藻细胞丰度呈显著的正相关关系(P<0.05);营养盐对浮游硅藻的影响则因季节而异。春季,营养盐是浮游硅藻数量的最主要影响因子,其中DIP及其与DIN和DSi的比例与浮游硅藻数量的相关性最高;夏季,在2011年浮游硅藻数量与DSi是显著的负相关关系(P<0.05),在2012年与DIN、DIP及DSi的总体水平有较明显的关系,两年间的关系差异反应了该水域两年间冲淡水强度的不同;秋季,2011年营养盐与浮游硅藻的相关性与水温相当,而2012年则强于水温,这可能与两年间夏季冲淡水输入营养盐的强度差异及秋季气温状况的差异有关;冬季,营养盐与浮游硅藻的相关性在四个季节中最弱,这也反应了低温季节特殊的浮游环境生态状况。
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