長(zhǎng)江口海洋底泥上甲藻孢囊密度分布與生物多樣性

紫色斑點(diǎn)是指失去鞭毛和游泳能力的非動(dòng)細(xì)胞。甲藻孢囊在許多甲藻生活史中都存在,以使甲藻度過不良的生活條件。經(jīng)過一段時(shí)間的休眠后,在環(huán)境條件再度適宜的時(shí)候可重新萌發(fā)成營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。所以孢囊的存在是浮游植物生物量季節(jié)性增減的重要原因之一?？尚纬涉吣业募自逋诔喑北l(fā)的后期形成孢囊,保存下來的孢囊再次萌發(fā)時(shí)便很可能成為新一次赤潮發(fā)生的種源。所以詳細(xì)調(diào)查赤潮高發(fā)區(qū)孢囊的數(shù)量分布情況可以幫助解釋赤潮的生消機(jī)制,對(duì)于赤潮研究工作和預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)工作提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。QiYuzao,王朝暉,顧海峰先后對(duì)長(zhǎng)江口海域底泥中的甲藻孢囊進(jìn)行過研究。本文采集2004年位于長(zhǎng)江沖淡水鋒面附近的赤潮高發(fā)區(qū)內(nèi)10個(gè)站點(diǎn)分層泥樣進(jìn)行研究,調(diào)查長(zhǎng)江口海域甲藻孢囊種類組成和分布的最新情況。1泥樣中孢囊的測(cè)定于2004年4月初在長(zhǎng)江口赤潮高發(fā)區(qū)(E122°～123°30′,N29°～32°)D1～D10站點(diǎn)(圖1),用采泥器采集0～15cm的底泥樣品。按照表層(0～6cm),中層(6～9cm),底層(9～15cm)把每份底泥分成3份,用塑料袋密封,做好標(biāo)記,于4℃下黑暗保存,直到實(shí)驗(yàn)分析。把每份泥樣分成適量的兩份,一份在70℃的烘箱中24h烘干測(cè)定底泥的含水量;另一份采用篩網(wǎng)過濾法處理,用過濾海水懸浮溶解泥樣,超聲波細(xì)胞破碎機(jī)震蕩30s,分別以125μm和20μm篩網(wǎng)過濾,取兩篩網(wǎng)中間的部分,轉(zhuǎn)移到表面皿中,旋轉(zhuǎn)表面皿使液體渦旋,ue06e或墑?dòng)檬⒂羞^濾海水的洗瓶噴射,這樣沙子等較重的物質(zhì)很快沉于底部,將上清液移入小塑料瓶中,為達(dá)到好的效果可反復(fù)幾次這樣的操作,最后把液體定容到10mL,作為孢囊分析的樣品。觀察時(shí),先進(jìn)行定ue06e性墑分析,大致了解該海區(qū)的孢囊種類;然后進(jìn)行定量分析并計(jì)數(shù),取100μL孢囊樣品液體于計(jì)數(shù)框上,在倒置顯微鏡下觀察計(jì)數(shù),重復(fù)3次,取平均值。孢囊密度以每克干重底泥中的孢囊數(shù)(cysts·g-1DWt)表示;Shannon-Weaver指數(shù)表示生物多樣性的大小。2ue06e除果2.1產(chǎn)材料類孢囊種及密度本文研究了長(zhǎng)江口10個(gè)站點(diǎn),3個(gè)層次中的底泥”樣品,分析甲藻孢囊在長(zhǎng)江口海域的分布情況。表1顯示了甲藻孢囊在各站點(diǎn)的分布情況以及孢囊的生物學(xué)學(xué)名、中文名稱。本次調(diào)查分析鑒定出分屬于6大類的24種甲藻孢囊,包括原多甲藻類孢囊13種,膝溝藻類孢囊4種,鈣質(zhì)類孢囊1種,裸甲藻類孢囊3種,翼藻類孢囊2種,Tuberculodinioid類孢囊1種。以異養(yǎng)型孢囊為主,有16種,種類數(shù)是自養(yǎng)型孢囊的2倍。并發(fā)現(xiàn)兩種產(chǎn)麻痹性貝類毒素的孢囊,塔瑪亞歷山大藻(Alexandriumtamarense)和鏈狀裸甲藻(Gymnodiniumcatenatum)。除D6站點(diǎn)以外,亞歷山大藻在其他站點(diǎn)都有分布但密度較低,為0～118cysts·g-1DWt之間,平均密度為15cysts·g-1DWt;鏈狀裸甲藻在6個(gè)站點(diǎn)有分布且數(shù)量很少,平均密度僅為4cysts·g-1DWt。10個(gè)站點(diǎn)甲藻孢囊的種類數(shù)在11～18種之間,除D3、D5站點(diǎn)種類數(shù)較低以外,其它站點(diǎn)種類數(shù)變化不大(圖2)。不同層次中甲藻孢囊種類數(shù)變化不大。2.2甲藻孢囊密度和生物多樣性10個(gè)站點(diǎn)甲藻孢囊平均密度在189～846cysts·g-1DWt之間,遠(yuǎn)離河口的D6站點(diǎn)有一個(gè)明顯的最高峰,而最北部的D1站點(diǎn)孢囊密度最低,僅為189cysts·g-1DWt。孢囊數(shù)量分布從西北到東南方向有逐漸增加的趨勢(shì)(圖2)。異養(yǎng)型原多甲藻類孢囊為調(diào)查海域的最優(yōu)勢(shì)種群,平均密度為157cysts·g-1DWt;鈣質(zhì)類的斯氏藻(Scrippsiellasp.)孢囊是第二大種群,平均密度為123ccysts·g-1DWt。10個(gè)站點(diǎn)的Shannon-Weaver指數(shù)變化范圍在2.57～3.27之間(圖3)。各站點(diǎn)甲藻孢囊的密度分布與種類數(shù)相關(guān)系數(shù)r=0.48,與Shannon-Weaver生物多樣性相關(guān)系數(shù)r=-0.72,說明各站點(diǎn)孢囊的密度與種類數(shù)相關(guān)性不大,但與Shannon-Weaver生物多樣性呈顯著負(fù)相關(guān),說明海區(qū)的甲藻孢囊數(shù)量主要來自幾個(gè)優(yōu)勢(shì)種類。由實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)可以看出,海區(qū)中Scrippsiellasp.,Protoperidiniumcf.avellanum,Gonyaulaxspinifera,Polykrikosschwartzii,kofoidiicomplex為海區(qū)的明顯優(yōu)勢(shì)種,占海區(qū)甲藻孢囊總數(shù)的73.6%,可見這四種甲藻孢囊的數(shù)量豐度對(duì)海區(qū)總孢囊數(shù)量起決定作用。表中底3層泥樣中甲藻孢囊密度分別為351cysts-1·gDWt,412cysts-1·gDWt,432cysts-1·gDWt,隨深度的增加甲藻孢囊密度有增加的趨勢(shì);Shannon-Weaverdiversityindex生物多樣性指數(shù)變化范圍在2.95～3.22之間(圖4)。亞歷山大藻孢囊在不同深度的變化為5.56～28.83之間,隨深度的增加密度有增加的趨勢(shì)。3甲藻孢囊的種類和數(shù)量分布長(zhǎng)江口水域是我國(guó)最大的河口,位于東海北部,西靠大陸,有長(zhǎng)江入海,北接呂四漁場(chǎng),南鄰著名的舟山漁場(chǎng),包括長(zhǎng)江下游上海江段至佘山以東的廣大水域。長(zhǎng)江沖淡水、臺(tái)灣暖流和黃海冷水在此交匯、混合,加上氣候變化、潮汐潮落、波浪運(yùn)動(dòng),使其理化條件瞬息萬變,給生物提供了一個(gè)復(fù)雜的生活環(huán)境,生物環(huán)境與非生物環(huán)境共同組成了長(zhǎng)江口復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。赤道太平洋上層海洋水溫異常變化,導(dǎo)致中國(guó)東南沿海氣溫,相對(duì)濕度偏高,鹽度偏低,風(fēng)速偏弱,海水溫度偏高,降水量偏少(多),常年?duì)I養(yǎng)豐富,對(duì)赤潮的發(fā)生發(fā)展有重要影響。尤其近些年隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,河口沿岸水域富營(yíng)養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重,浮游植物引發(fā)的赤潮頻發(fā),長(zhǎng)江口海域已成為我國(guó)赤潮多發(fā)區(qū)之一。長(zhǎng)江口海域赤潮多發(fā)季節(jié)為每年的5～9月,尤其每年5月是赤潮頻發(fā)季節(jié)。孢囊作為赤潮發(fā)生的種源,在赤潮的形成和消亡的過程中有重要作用。調(diào)查海域近年來常發(fā)生東海原甲藻和亞歷山大藻赤潮,就在本次調(diào)查的相同海域,2004年5月份再一次發(fā)生了赤潮,所以我們?cè)?004年4月份對(duì)海域底泥中甲藻孢囊的種類和數(shù)量分布進(jìn)行的這次研究有很重要的意義,可以反映成囊甲藻在海洋中的生消情況。根據(jù)楊光復(fù)的報(bào)道,本次調(diào)查的海域?qū)儆诟咚俪练e區(qū),沉積速度為2cm～5.4cm·a-1,這樣就可以推算出不同深度的底泥所代表的沉積年代,表層(0～6cm)代表3～1a;中層(6～9cm)代表4.5～1.5a;底層(9～15cm)代表7.5～2.5a。所以本文種不同深度上甲藻孢囊的種類和數(shù)量分布特點(diǎn)可以反映海區(qū)近1～7年來生物種類組成和演替情況,以及數(shù)量變化趨勢(shì)。本文研究發(fā)現(xiàn)不同深度甲藻孢囊的種類數(shù)組成變化不大,不同年度間演替不明顯。為海區(qū)多年來反復(fù)發(fā)生同種類的赤潮提供了相同的生物環(huán)境。甲藻孢囊密度有隨深度的增加而減少的趨勢(shì),但并不能由此推論海區(qū)近年來污染程度降低或者富營(yíng)養(yǎng)化水平下降,因?yàn)橐疰吣覕?shù)量減少的原因很多,其中可能的原因之一是不同深度底質(zhì)有所不同(表層底泥顏色呈土黃色,含沙質(zhì)較多;中層顏色為灰黑色,泥質(zhì)但顆粒較大;底層泥為淺灰色,小顆粒泥質(zhì)),二是上層沉積物中甲藻隨海流重新懸浮于海水中,為即將爆發(fā)的赤潮提供了種源。如研究表明不同深度亞歷山大藻孢囊密度分別為5.56cysts·g-1DWt、9.98cysts·g-1DWt和28.83cysts·g-1DWt,近年來亞歷山大藻赤潮的發(fā)生,與表層底泥中孢囊的萌發(fā)存在相關(guān)性,所以5月份的亞歷山大藻赤潮的發(fā)生,可能是表層底泥中亞歷山大藻孢囊數(shù)量較少的主要原因。調(diào)查海域地處河口地帶,屬于高速沉積區(qū),沉積物多為較粗的粉砂類,這些環(huán)境因子都不利于孢囊的沉降和積累。本文研究表明,長(zhǎng)江口海域甲藻孢囊的平均密度較低,為398cysts·g-1DWt,雖略高于ChoHJ,MatsuokaK,WangZH.etal在長(zhǎng)江口的研究結(jié)果,但與其他海灣相比較,仍屬于孢囊密度較低的海區(qū),如深圳灣表層底泥中甲藻孢囊的密度為1550～4306cysts·g-1DWt,大亞灣為1000～2000cysts·g-