珠江口浮游植物生物多样性变化趋势
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摘要
浮游植物是河口生态系统中重要的初级生产者，是海洋食物链的基础环节，影响着整个食物链的物质循环和能量流动，浮游植物的多样性与海洋生态系统的稳定性有着密切的联系。本文利用2005年4月、7月和2006年4月、8月珠江口生态监控区的调查结果，分析了珠江口浮游植物种类组成、细胞数量及分布和多样性现状，并与历史调查资料比较，讨论了珠江口浮游植物种类数、细胞数量、多样性的变化趋势，以期为河口生态环境的保护和监测提供依据。
研究结果表明：2005年和2006年4个航次调查分别鉴定出浮游植物99种、155种、85种和102种，各航次均以硅藻门占绝对优势，甲藻门次之。4个航次主要优势种有中肋骨条藻和尖刺拟菱形藻、优美拟菱形藻、旋链角毛藻等。
2005年4月、7月浮游植物细胞数量均值分别为0．67×10~4个/m~3、19．78O×10~4个/m~3，2006年4月、8月浮游植物细胞数量均值分别为2510．61×10~4个/m~3、3．12×10~4个/m~3。各调查航次最高值与最低值的比值最高为9664．0，平面分布极不均衡。从平面分布来看，虎门口以及伶仃洋水道海域浮游植物细胞数量相对较低。
2005年和2006年4个航次调查多样性指数为2．58-2．80，均匀度为0．50-0．62，丰富度为0．81-1．34。珠江口浮游植物多样性水平一般，种间分布不均衡，物种丰富程度一般，个别站位优势种集中。
与历史资料比较结果显示：珠江口浮游植物种类数明显下降，由20世纪80年代的244种降至2006年的153种，减少了37．3％;种类组成发生明显变化，硅藻种类数在总种类数中所占的比例由1980年的70．1％上升到2006年的81．0％；甲藻所占比例由1980年的21．4％下降到2006年的8．5％；细胞数量年际波动较大，没有明显的变化规律，多样性和均匀度略有下降。
珠江口海域盐度大幅下降，无机磷和无机氮含量升高，富营养化严重，入海污染物大幅增加，导致了珠江口浮游植物种类组成的变化以及多样性的降低。
Phytoplankton is the most important primary producer in the estuary ecosystem, and also a basic link of marine food chain. It influences on the material circulation and energy flow. Phytoplankton biodiversity is closely related to marine ecosystem stability. According to data of April 2005、July 2005、April 2006 and August 2006 from ecological monitoring area about phytoplankton in Pearl River Estuary, the present situation of species composition、distribution、diversity of phytoplankton were analyzed and compared with the historical data, the changes of species number、cell abundance and diversity were discussed in mis thesis. The goal is providing some useful references for ecological environment protection and monitoring.
The results showed that there were 99、155、85 and 102 species of phytoplankton during 2005 to 2006 base on four investigations. The most of them were diatom species, the secondly were dinoflagellate species. The dominant species were Skeletonema costatum、Pseudo-nitzschia pungens、Pseudo-nitzschia paradoxa、Chaetoceros curvisetus and so on.
The average value of cell abundance of phytoplankton were 0.67×l0~4cell/m~3 and 19.78×l0~4cell/m~3 in April and July 2005, and were 2510.61×l0~4cell/m~3 and 3.12×l0~4cell/m~3 in April and August 2006, respectively. The ratio of highest and the lowest value is up to 9664.0, the horizontal distribution of cell abundance of phytoplankton was extremely imbalance. The lowest value of cell abundance appeared at Humen Estuary and Lingding Sea.
The Shannon-Weaver index was ranged in 2.58 to 2.80, species evenness index was ranged in 0.50 to 0.62, species richness index was ranged in 0.81 to 1.34. The diversity level was not good, species-species distribution was imbalance, species number was not abundant enough in Pearl River Estuary, the dominant species were relatively higher in some sampling stations .
Compared with the historical data, the results showed that the species number had decreased greatly from 244 in 1980s to 153 in 2006, namely, a decrease of 37.3%. Species composition changed obviously, the species number of diatom increased from the proportion of 70.1% in 1980 to 81.0% in 2006? the proportion of dinoflagellate reduced from 21.4% in 1980 to 8.5% in 2006. The annual variation of cell abundance was not significant, both diversity index and evenness index reduced slightly.
In Pearl River Estuary, Salinity decreased sharply, the concentration of DIN and DIP increased greatly, eutrophication was serious, discharge of pollutants into Pearl River Estuary was increasing sharply. All of these induced the changes of phytoplankton species composition and diversity decrease.
研究结果表明：2005年和2006年4个航次调查分别鉴定出浮游植物99种、155种、85种和102种，各航次均以硅藻门占绝对优势，甲藻门次之。4个航次主要优势种有中肋骨条藻和尖刺拟菱形藻、优美拟菱形藻、旋链角毛藻等。
2005年4月、7月浮游植物细胞数量均值分别为0．67×10~4个/m~3、19．78O×10~4个/m~3，2006年4月、8月浮游植物细胞数量均值分别为2510．61×10~4个/m~3、3．12×10~4个/m~3。各调查航次最高值与最低值的比值最高为9664．0，平面分布极不均衡。从平面分布来看，虎门口以及伶仃洋水道海域浮游植物细胞数量相对较低。
2005年和2006年4个航次调查多样性指数为2．58-2．80，均匀度为0．50-0．62，丰富度为0．81-1．34。珠江口浮游植物多样性水平一般，种间分布不均衡，物种丰富程度一般，个别站位优势种集中。
与历史资料比较结果显示：珠江口浮游植物种类数明显下降，由20世纪80年代的244种降至2006年的153种，减少了37．3％;种类组成发生明显变化，硅藻种类数在总种类数中所占的比例由1980年的70．1％上升到2006年的81．0％；甲藻所占比例由1980年的21．4％下降到2006年的8．5％；细胞数量年际波动较大，没有明显的变化规律，多样性和均匀度略有下降。
珠江口海域盐度大幅下降，无机磷和无机氮含量升高，富营养化严重，入海污染物大幅增加，导致了珠江口浮游植物种类组成的变化以及多样性的降低。
Phytoplankton is the most important primary producer in the estuary ecosystem, and also a basic link of marine food chain. It influences on the material circulation and energy flow. Phytoplankton biodiversity is closely related to marine ecosystem stability. According to data of April 2005、July 2005、April 2006 and August 2006 from ecological monitoring area about phytoplankton in Pearl River Estuary, the present situation of species composition、distribution、diversity of phytoplankton were analyzed and compared with the historical data, the changes of species number、cell abundance and diversity were discussed in mis thesis. The goal is providing some useful references for ecological environment protection and monitoring.
The results showed that there were 99、155、85 and 102 species of phytoplankton during 2005 to 2006 base on four investigations. The most of them were diatom species, the secondly were dinoflagellate species. The dominant species were Skeletonema costatum、Pseudo-nitzschia pungens、Pseudo-nitzschia paradoxa、Chaetoceros curvisetus and so on.
The average value of cell abundance of phytoplankton were 0.67×l0~4cell/m~3 and 19.78×l0~4cell/m~3 in April and July 2005, and were 2510.61×l0~4cell/m~3 and 3.12×l0~4cell/m~3 in April and August 2006, respectively. The ratio of highest and the lowest value is up to 9664.0, the horizontal distribution of cell abundance of phytoplankton was extremely imbalance. The lowest value of cell abundance appeared at Humen Estuary and Lingding Sea.
The Shannon-Weaver index was ranged in 2.58 to 2.80, species evenness index was ranged in 0.50 to 0.62, species richness index was ranged in 0.81 to 1.34. The diversity level was not good, species-species distribution was imbalance, species number was not abundant enough in Pearl River Estuary, the dominant species were relatively higher in some sampling stations .
Compared with the historical data, the results showed that the species number had decreased greatly from 244 in 1980s to 153 in 2006, namely, a decrease of 37.3%. Species composition changed obviously, the species number of diatom increased from the proportion of 70.1% in 1980 to 81.0% in 2006? the proportion of dinoflagellate reduced from 21.4% in 1980 to 8.5% in 2006. The annual variation of cell abundance was not significant, both diversity index and evenness index reduced slightly.
In Pearl River Estuary, Salinity decreased sharply, the concentration of DIN and DIP increased greatly, eutrophication was serious, discharge of pollutants into Pearl River Estuary was increasing sharply. All of these induced the changes of phytoplankton species composition and diversity decrease.
引文
[1] 崔伟中．珠江河口水环境时空变异对河口生态系统的影响．水科学进，2004，15(4)：472-478．
[2] 孙军．多样性指数在海洋浮游植物研究中的应用．海洋学报，2004，26(1)：62-75．
[3] 蔡燕红．杭州湾浮游植物生物多样性研究：(工程硕士)．青岛：青岛海洋大学，2006．
[4] 张前前，王修林，祝陈坚．赤潮浮游植物种类和数量分析的研究进展．海洋环境科学，2004，23(1)：73-76．
[5] 黄宗国．中国海洋生物种类与分布．北京：海洋出版社，1994：1-764
[6] 孙军，刘东艳，杨世民，等．渤海中部和渤海海峡及邻近海域浮游植物群落结构比较研究．海洋与湖沼，2002，35(5)：461-471．
[7] 马克平．生物群落多样性的测度方法(上)．生物多样性，1994，2(3)：162-168．
[8] 孙军，刘东艳，等．Q统计指数在胶州湾北部水域浮游植物群落结构研究中的应用．海洋学报，2004,26(5)：139-149．
[9] GBl7378．7-1998，海洋监测规范[S]．
[10] 李广玉，鲁静，何拥军．胶州湾浮游植物多样性及其与环境因子的关系．海洋地质动态，2005，21(4)：1O-1．
[11] 蔡文贵，李纯厚，林钦，等．粤西海域饵料生物水平及多样性研究．中国水产科学，2004，11(4)：440-447．
[12] 田家怡．黄河三角洲附近海域浮游植物多样性．海洋环境科学，2000，19(2)：38-42．
[13] 孙军．多样性指数在海洋浮游植物研究中的应用．海洋学报，2004，26(1)：62-75．
[14] 孙军，刘东艳，魏皓，等．琉球群岛邻近海域浮游植物多样性的模糊综合评判．海洋与湖沼，2001,32(4)：445-453．
[15] Alpine A E ,Cloern J E, Alpine A E, et al. Trophic interactions and direct physical effects control phytoplankton biomass and production in an estuary. Limnol Oceanogr.,1992,37 (5):946-955.
[16] Prodanov K, Moncheva S, Konsulov A. Recent ecosystem trends along the Bularium Black Sea Coast (in English abstract). Trudove na Institutu po Okeanologiya, 2001, 3:110-128.
[17] Ana M. G. . Long-etmr PhytoPlnakton studies in the Blanca estuary, Argentina. ICES Journal of Marine Science, 1998, col. 55: 655-660.
[18] 焦念志，赵树民，王勇，等．胶州湾营养盐结构的长期变化及其对海湾生态系统的影响．海湾生态支当程与持续发展．北京：科学出版社，2001：257-281．
[19] 沈志良．胶州湾营养盐结构的长期变化及其对生态环境的影响．海洋与湖沼，2002，33(3)：322-331．
[20] 王金辉，徐韧，秦玉涛，等．长江口基础生物资源现状及年际变化趋势分析．中国海洋大学学报，2006,36(5)：821-828．
[21] 宋洪军，李瑞香，王宗灵，等．桑沟湾浮游植物多样性年际变化．海洋科学研究进展，2007，25(3)：332-339．
[22] 吕瑞华，夏滨．渤海水域初级生产力10年间的变化．黄渤海海洋，1999，17(3)：80-86．
[23] 黄良民，陈清潮，尹健强，等，珠江口及邻近海域环境动态与基础生物结构初探．海洋环境科学，1997,16(1)：1-7．
[24] 钱宏林，梁松．珠江口及邻近水域赤潮的研究．海洋环境科学，1999，18(3)：68-73．
[25] 黄长江，董巧香．1998年春季珠江口海域大规模赤潮原因生物的形态分类和生物学特征(2)．海洋与湖沼，2000，31(3)：233-241)
[26] 刘玉，李适宇，吴仁海，等．珠江四大口门及近滩水域浮游藻类和关键水质因子的监测与分析．中国环境监测，2002，18(2)：26-30．
[27] 颜天，周名江，邹景忠，钱培元．香港及珠江口海域有害赤潮发生机制初步探讨．生态学报，2001，21(10)：1634-1641．
[28] 戴明，李纯厚，贾晓平，等．珠江口近海浮游植物生态特征研究．应用生态学报，2004，15(8)：1389-1394．
[29] 蔡昱明，宁修仁，刘子琳．珠江口初级生产力和新生产力研究．海洋学报，2002，24(3)：102-111．
[30] 李涛，刘胜，黄良民，等．广东沿岸不同海洋功能区秋季浮游植物群落结构比较研究海洋通报，2007,26(2)：51-59．
[31] 国家技术监督局．海洋调查规范．北京：中国标准出版社，1992．
[32] 林永水，袁文彬．珠江口浮游植物种类组成及群落结构．见In：珠江口海岸带和海涂资源综合调查研究文集(三)．
[33] 珠江口海岛资源综合调查报告．广东省海岛资源综合调查大队．广东：广东科技出版社．1993：191-193．
[34] 冯洁娉，姜胜，冯佳和，等．广州海域浮游植物群落结构特征．生态科学，2006，25(3)：210-212．
[35] 中国海湾志编纂委员会．中国海湾志(第十四分册)．北京：海洋出版社，1998．
[36] 黄良民，陈清潮，陈东娇等．珠江虎门附近水域基础生物量与环境关系初步研究．见(In)：黄良民，陈清潮，陈东娇等．珠江及沿岸环境研究．广州：广东高等教育出版社，1994：5-12．
[37] 蔡文贵，李纯厚，林钦等．粤西海域饵料生物水平及多样性研究．中国水产科学，2004，11(4)：440-447．
[38] 中华人民共和国科学技术委员会，海洋组海洋综合调查办公室编．全国海洋综合调查报告第八册．天津，1977:1-156．
[39] 国家海洋局，2005年中国海洋环境质量公报．2005．
[40] GB3097-1997，海水水质标准[S]．
[41] 彭云辉，王肇鼎．珠江口富营养化水平评价．海洋环境科学，1991，10(3)：7-13．
[42] 何贵芳，袁国明．用模糊数学对珠江口近20年来水质进行综合评价．海洋环境科学，2007，26(1)：53-57．
[43] 国家海洋局，2005年中国海洋环境质量公报．2002
[44] 国家海洋局，2005年中国海洋环境质量公报．2003
[45] 国家海洋局，2005年中国海洋环境质量公报．2004
[46] 国家海洋局，2005年中国海洋环境质量公报．2006
[2] 孙军．多样性指数在海洋浮游植物研究中的应用．海洋学报，2004，26(1)：62-75．
[3] 蔡燕红．杭州湾浮游植物生物多样性研究：(工程硕士)．青岛：青岛海洋大学，2006．
[4] 张前前，王修林，祝陈坚．赤潮浮游植物种类和数量分析的研究进展．海洋环境科学，2004，23(1)：73-76．
[5] 黄宗国．中国海洋生物种类与分布．北京：海洋出版社，1994：1-764
[6] 孙军，刘东艳，杨世民，等．渤海中部和渤海海峡及邻近海域浮游植物群落结构比较研究．海洋与湖沼，2002，35(5)：461-471．
[7] 马克平．生物群落多样性的测度方法(上)．生物多样性，1994，2(3)：162-168．
[8] 孙军，刘东艳，等．Q统计指数在胶州湾北部水域浮游植物群落结构研究中的应用．海洋学报，2004,26(5)：139-149．
[9] GBl7378．7-1998，海洋监测规范[S]．
[10] 李广玉，鲁静，何拥军．胶州湾浮游植物多样性及其与环境因子的关系．海洋地质动态，2005，21(4)：1O-1．
[11] 蔡文贵，李纯厚，林钦，等．粤西海域饵料生物水平及多样性研究．中国水产科学，2004，11(4)：440-447．
[12] 田家怡．黄河三角洲附近海域浮游植物多样性．海洋环境科学，2000，19(2)：38-42．
[13] 孙军．多样性指数在海洋浮游植物研究中的应用．海洋学报，2004，26(1)：62-75．
[14] 孙军，刘东艳，魏皓，等．琉球群岛邻近海域浮游植物多样性的模糊综合评判．海洋与湖沼，2001,32(4)：445-453．
[15] Alpine A E ,Cloern J E, Alpine A E, et al. Trophic interactions and direct physical effects control phytoplankton biomass and production in an estuary. Limnol Oceanogr.,1992,37 (5):946-955.
[16] Prodanov K, Moncheva S, Konsulov A. Recent ecosystem trends along the Bularium Black Sea Coast (in English abstract). Trudove na Institutu po Okeanologiya, 2001, 3:110-128.
[17] Ana M. G. . Long-etmr PhytoPlnakton studies in the Blanca estuary, Argentina. ICES Journal of Marine Science, 1998, col. 55: 655-660.
[18] 焦念志，赵树民，王勇，等．胶州湾营养盐结构的长期变化及其对海湾生态系统的影响．海湾生态支当程与持续发展．北京：科学出版社，2001：257-281．
[19] 沈志良．胶州湾营养盐结构的长期变化及其对生态环境的影响．海洋与湖沼，2002，33(3)：322-331．
[20] 王金辉，徐韧，秦玉涛，等．长江口基础生物资源现状及年际变化趋势分析．中国海洋大学学报，2006,36(5)：821-828．
[21] 宋洪军，李瑞香，王宗灵，等．桑沟湾浮游植物多样性年际变化．海洋科学研究进展，2007，25(3)：332-339．
[22] 吕瑞华，夏滨．渤海水域初级生产力10年间的变化．黄渤海海洋，1999，17(3)：80-86．
[23] 黄良民，陈清潮，尹健强，等，珠江口及邻近海域环境动态与基础生物结构初探．海洋环境科学，1997,16(1)：1-7．
[24] 钱宏林，梁松．珠江口及邻近水域赤潮的研究．海洋环境科学，1999，18(3)：68-73．
[25] 黄长江，董巧香．1998年春季珠江口海域大规模赤潮原因生物的形态分类和生物学特征(2)．海洋与湖沼，2000，31(3)：233-241)
[26] 刘玉，李适宇，吴仁海，等．珠江四大口门及近滩水域浮游藻类和关键水质因子的监测与分析．中国环境监测，2002，18(2)：26-30．
[27] 颜天，周名江，邹景忠，钱培元．香港及珠江口海域有害赤潮发生机制初步探讨．生态学报，2001，21(10)：1634-1641．
[28] 戴明，李纯厚，贾晓平，等．珠江口近海浮游植物生态特征研究．应用生态学报，2004，15(8)：1389-1394．
[29] 蔡昱明，宁修仁，刘子琳．珠江口初级生产力和新生产力研究．海洋学报，2002，24(3)：102-111．
[30] 李涛，刘胜，黄良民，等．广东沿岸不同海洋功能区秋季浮游植物群落结构比较研究海洋通报，2007,26(2)：51-59．
[31] 国家技术监督局．海洋调查规范．北京：中国标准出版社，1992．
[32] 林永水，袁文彬．珠江口浮游植物种类组成及群落结构．见In：珠江口海岸带和海涂资源综合调查研究文集(三)．
[33] 珠江口海岛资源综合调查报告．广东省海岛资源综合调查大队．广东：广东科技出版社．1993：191-193．
[34] 冯洁娉，姜胜，冯佳和，等．广州海域浮游植物群落结构特征．生态科学，2006，25(3)：210-212．
[35] 中国海湾志编纂委员会．中国海湾志(第十四分册)．北京：海洋出版社，1998．
[36] 黄良民，陈清潮，陈东娇等．珠江虎门附近水域基础生物量与环境关系初步研究．见(In)：黄良民，陈清潮，陈东娇等．珠江及沿岸环境研究．广州：广东高等教育出版社，1994：5-12．
[37] 蔡文贵，李纯厚，林钦等．粤西海域饵料生物水平及多样性研究．中国水产科学，2004，11(4)：440-447．
[38] 中华人民共和国科学技术委员会，海洋组海洋综合调查办公室编．全国海洋综合调查报告第八册．天津，1977:1-156．
[39] 国家海洋局，2005年中国海洋环境质量公报．2005．
[40] GB3097-1997，海水水质标准[S]．
[41] 彭云辉，王肇鼎．珠江口富营养化水平评价．海洋环境科学，1991，10(3)：7-13．
[42] 何贵芳，袁国明．用模糊数学对珠江口近20年来水质进行综合评价．海洋环境科学，2007，26(1)：53-57．
[43] 国家海洋局，2005年中国海洋环境质量公报．2002
[44] 国家海洋局，2005年中国海洋环境质量公报．2003
[45] 国家海洋局，2005年中国海洋环境质量公报．2004
[46] 国家海洋局，2005年中国海洋环境质量公报．2006