长江口海洋底泥上甲藻孢囊密度分布与生物多样性

长江口海洋底泥上甲藻孢囊密度分布与生物多样性

紫色斑点是指失去鞭毛和游泳能力的非动细胞。甲藻孢囊在许多甲藻生活史中都存在,以使甲藻度过不良的生活条件。经过一段时间的休眠后,在环境条件再度适宜的时候可重新萌发成营养细胞。所以孢囊的存在是浮游植物生物量季节性增减的重要原因之一。可形成孢囊的甲藻往往在赤潮爆发的后期形成孢囊,保存下来的孢囊再次萌发时便很可能成为新一次赤潮发生的种源。所以详细调查赤潮高发区孢囊的数量分布情况可以帮助解释赤潮的生消机制,对于赤潮研究工作和预报监测工作提供有价值的数据。QiYuzao,王朝晖,顾海峰先后对长江口海域底泥中的甲藻孢囊进行过研究。本文采集2004年位于长江冲淡水锋面附近的赤潮高发区内10个站点分层泥样进行研究,调查长江口海域甲藻孢囊种类组成和分布的最新情况。1泥样中孢囊的测定于2004年4月初在长江口赤潮高发区(E122°～123°30′,N29°～32°)D1～D10站点(图1),用采泥器采集0～15cm的底泥样品。按照表层(0～6cm),中层(6～9cm),底层(9～15cm)把每份底泥分成3份,用塑料袋密封,做好标记,于4℃下黑暗保存,直到实验分析。把每份泥样分成适量的两份,一份在70℃的烘箱中24h烘干测定底泥的含水量;另一份采用筛网过滤法处理,用过滤海水悬浮溶解泥样,超声波细胞破碎机震荡30s,分别以125µm和20µm筛网过滤,取两筛网中间的部分,转移到表面皿中,旋转表面皿使液体涡旋,ue06e或墒用盛有过滤海水的洗瓶喷射,这样沙子等较重的物质很快沉于底部,将上清液移入小塑料瓶中,为达到好的效果可反复几次这样的操作,最后把液体定容到10mL,作为孢囊分析的样品。观察时,先进行定ue06e性墒分析,大致了解该海区的孢囊种类;然后进行定量分析并计数,取100µL孢囊样品液体于计数框上,在倒置显微镜下观察计数,重复3次,取平均值。孢囊密度以每克干重底泥中的孢囊数(cysts·g-1DWt)表示;Shannon-Weaver指数表示生物多样性的大小。2ue06e除果2.1产材料类孢囊种及密度本文研究了长江口10个站点,3个层次中的底泥”样品,分析甲藻孢囊在长江口海域的分布情况。表1显示了甲藻孢囊在各站点的分布情况以及孢囊的生物学学名、中文名称。本次调查分析鉴定出分属于6大类的24种甲藻孢囊,包括原多甲藻类孢囊13种,膝沟藻类孢囊4种,钙质类孢囊1种,裸甲藻类孢囊3种,翼藻类孢囊2种,Tuberculodinioid类孢囊1种。以异养型孢囊为主,有16种,种类数是自养型孢囊的2倍。并发现两种产麻痹性贝类毒素的孢囊,塔玛亚历山大藻(Alexandriumtamarense)和链状裸甲藻(Gymnodiniumcatenatum)。除D6站点以外,亚历山大藻在其他站点都有分布但密度较低,为0～118cysts·g-1DWt之间,平均密度为15cysts·g-1DWt;链状裸甲藻在6个站点有分布且数量很少,平均密度仅为4cysts·g-1DWt。10个站点甲藻孢囊的种类数在11～18种之间,除D3、D5站点种类数较低以外,其它站点种类数变化不大(图2)。不同层次中甲藻孢囊种类数变化不大。2.2甲藻孢囊密度和生物多样性10个站点甲藻孢囊平均密度在189～846cysts·g-1DWt之间,远离河口的D6站点有一个明显的最高峰,而最北部的D1站点孢囊密度最低,仅为189cysts·g-1DWt。孢囊数量分布从西北到东南方向有逐渐增加的趋势(图2)。异养型原多甲藻类孢囊为调查海域的最优势种群,平均密度为157cysts·g-1DWt;钙质类的斯氏藻(Scrippsiellasp.)孢囊是第二大种群,平均密度为123ccysts·g-1DWt。10个站点的Shannon-Weaver指数变化范围在2.57～3.27之间(图3)。各站点甲藻孢囊的密度分布与种类数相关系数r=0.48,与Shannon-Weaver生物多样性相关系数r=-0.72,说明各站点孢囊的密度与种类数相关性不大,但与Shannon-Weaver生物多样性呈显著负相关,说明海区的甲藻孢囊数量主要来自几个优势种类。由实验所得的数据可以看出,海区中Scrippsiellasp.,Protoperidiniumcf.avellanum,Gonyaulaxspinifera,Polykrikosschwartzii,kofoidiicomplex为海区的明显优势种,占海区甲藻孢囊总数的73.6%,可见这四种甲藻孢囊的数量丰度对海区总孢囊数量起决定作用。表中底3层泥样中甲藻孢囊密度分别为351cysts-1·gDWt,412cysts-1·gDWt,432cysts-1·gDWt,随深度的增加甲藻孢囊密度有增加的趋势;Shannon-Weaverdiversityindex生物多样性指数变化范围在2.95～3.22之间(图4)。亚历山大藻孢囊在不同深度的变化为5.56～28.83之间,随深度的增加密度有增加的趋势。3甲藻孢囊的种类和数量分布长江口水域是我国最大的河口,位于东海北部,西靠大陆,有长江入海,北接吕四渔场,南邻著名的舟山渔场,包括长江下游上海江段至佘山以东的广大水域。长江冲淡水、台湾暖流和黄海冷水在此交汇、混合,加上气候变化、潮汐潮落、波浪运动,使其理化条件瞬息万变,给生物提供了一个复杂的生活环境,生物环境与非生物环境共同组成了长江口复杂的生态系统。赤道太平洋上层海洋水温异常变化,导致中国东南沿海气温,相对湿度偏高,盐度偏低,风速偏弱,海水温度偏高,降水量偏少(多),常年营养丰富,对赤潮的发生发展有重要影响。尤其近些年随着工农业生产的发展,河口沿岸水域富营养化程度日趋严重,浮游植物引发的赤潮频发,长江口海域已成为我国赤潮多发区之一。长江口海域赤潮多发季节为每年的5～9月,尤其每年5月是赤潮频发季节。孢囊作为赤潮发生的种源,在赤潮的形成和消亡的过程中有重要作用。调查海域近年来常发生东海原甲藻和亚历山大藻赤潮,就在本次调查的相同海域,2004年5月份再一次发生了赤潮,所以我们在2004年4月份对海域底泥中甲藻孢囊的种类和数量分布进行的这次研究有很重要的意义,可以反映成囊甲藻在海洋中的生消情况。根据杨光复的报道,本次调查的海域属于高速沉积区,沉积速度为2cm～5.4cm·a-1,这样就可以推算出不同深度的底泥所代表的沉积年代,表层(0～6cm)代表3～1a;中层(6～9cm)代表4.5～1.5a;底层(9～15cm)代表7.5～2.5a。所以本文种不同深度上甲藻孢囊的种类和数量分布特点可以反映海区近1～7年来生物种类组成和演替情况,以及数量变化趋势。本文研究发现不同深度甲藻孢囊的种类数组成变化不大,不同年度间演替不明显。为海区多年来反复发生同种类的赤潮提供了相同的生物环境。甲藻孢囊密度有随深度的增加而减少的趋势,但并不能由此推论海区近年来污染程度降低或者富营养化水平下降,因为引起孢囊数量减少的原因很多,其中可能的原因之一是不同深度底质有所不同(表层底泥颜色呈土黄色,含沙质较多;中层颜色为灰黑色,泥质但颗粒较大;底层泥为浅灰色,小颗粒泥质),二是上层沉积物中甲藻随海流重新悬浮于海水中,为即将爆发的赤潮提供了种源。如研究表明不同深度亚历山大藻孢囊密度分别为5.56cysts·g-1DWt、9.98cysts·g-1DWt和28.83cysts·g-1DWt,近年来亚历山大藻赤潮的发生,与表层底泥中孢囊的萌发存在相关性,所以5月份的亚历山大藻赤潮的发生,可能是表层底泥中亚历山大藻孢囊数量较少的主要原因。调查海域地处河口地带,属于高速沉积区,沉积物多为较粗的粉砂类,这些环境因子都不利于孢囊的沉降和积累。本文研究表明,长江口海域甲藻孢囊的平均密度较低,为398cysts·g-1DWt,虽略高于ChoHJ,MatsuokaK,WangZH.etal在长江口的研究结果,但与其他海湾相比较,仍属于孢囊密度较低的海区,如深圳湾表层底泥中甲藻孢囊的密度为1550～4306cysts·g-1DWt,大亚湾为1000～2000cysts·g-