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大亚湾夏季浮游植物群落结构的长期变化及其与环境因子的关系

杨熙 李开枝 谭烨辉 吕意华

杨熙,李开枝,谭烨辉,等. 大亚湾夏季浮游植物群落结构的长期变化及其与环境因子的关系[J]. 海洋学报,2022,44(9):1–13 doi: 10.12284/hyxb2022130
引用本文: 杨熙,李开枝,谭烨辉,等. 大亚湾夏季浮游植物群落结构的长期变化及其与环境因子的关系[J]. 海洋学报,2022,44(9):1–13 doi: 10.12284/hyxb2022130
Yang Xi,Li Kaizhi,Tan Yehui, et al. Long-term changes phytoplankton community structure with relation to environmental factors in Daya Bay in summer[J]. Haiyang Xuebao,2022, 44(9):1–13 doi: 10.12284/hyxb2022130
Citation: Yang Xi,Li Kaizhi,Tan Yehui, et al. Long-term changes phytoplankton community structure with relation to environmental factors in Daya Bay in summer[J]. Haiyang Xuebao,2022, 44(9):1–13 doi: 10.12284/hyxb2022130

大亚湾夏季浮游植物群落结构的长期变化及其与环境因子的关系

doi: 10.12284/hyxb2022130
基金项目: 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室2020年度自主设立课题(MESTA-2020-C006);广东省平台基地及科技基础条件建设项目(2021B1212050025);中国海洋发展基金会项目(CODF-002-ZX-2021)。
详细信息
    作者简介:

    杨熙(1989-),男,湖北省监利市人,博士,主要从事海草生态学、海洋浮游生物生态学研究。E-mail:yang1209xi@163.com

  • 中图分类号: P735

Long-term changes phytoplankton community structure with relation to environmental factors in Daya Bay in summer

  • 摘要: 本文分析了1999−2017年大亚湾夏季浮游植物群落结构的长期变化及其与环境因子的关系,结果显示,大亚湾海域海水温度呈显著下降趋势,盐度呈显著上升趋势;溶解无机氮浓度出现较大幅度提升,2008−2017年间大亚湾溶解无机氮浓度平均值比1999−2007年提升了72.73%;大亚湾浮游植物种类数变化趋势不明显,主要优势种没有发生明显变化,柔弱伪菱形藻(Pseudonitzschia delicatissima)为区域第一优势种,其次为中肋骨条藻(Skeletonema costatum);浮游植物总丰度、硅藻丰度、甲藻丰度以及主要种类中的柔弱伪菱形藻、中肋骨条藻和叉角藻(Ceratium furca)丰度均呈现显著上升趋势;浮游植物生物多样性指数(H′)和均匀度(J)均呈下降趋势。人类活动所引起的溶解无机氮浓度大幅升高以及外海水入侵加强所引起的海水温度降低和盐度上升导致了浮游植物丰度的上升、优势种的单一化和生物多样性指数的下降。
  • 图  1  调查区域和站位分布

    “+”为中国科学院大亚湾海洋生物综合实验站调查站位;“▲”为国家海洋局南海环境监测中心调查站位“+” represents the stations of Daya Bay Marine Biology Research Station, Chinese Academy of Sciences; “▲” represents the stations of South China Sea Environmental Monitoring Center, State Oceanic Administration

    Fig.  1  Distrabution of study area and monitoring stations

    图  2  1999−2017年大亚湾夏季环境因子的长期变化

    Fig.  2  Long-term changes of environmental variables in Daya Bay in summer between 1999 and 2017

    图  3  1999−2017年大亚湾夏季浮游植物种类数长期变化

    Fig.  3  Long-term changes of phytoplankton species number in Daya Bay in summer between 1999 and 2017

    图  4  1999−2017年大亚湾夏季浮游植物生物量的长期变化

    Fig.  4  Long-term changes of phytoplankton groups abundance in Daya Bay in summer between 1999 and 2017

    图  5  1999−2017年大亚湾夏季几种主要浮游植物种类丰度和占比的长期变化

    Fig.  5  Long-term changes of phytoplankton dominant species abundance and their abundance percentages in Daya Bay in summer between 1999 and 2017

    图  6  1999−2017年大亚湾夏季浮游植物生物多样性指数和均匀度指数的长期变化

    Fig.  6  Long-term changes of species diversity indes (H′) and evenness indes (J) in Daya Bay in summer between 1999 and 2017

    图  7  冗余分析图

    a. 各年份与环境因子的相关性;b. 不同浮游植物种类丰度(小向量)与环境因子(大向量)的相关性;图中代码所代表的环境因子和浮游植物种类见表2;其中环境因子对浮游植物丰度变化的解释率为29.30%,前两轴的特征值分别用λ1和λ2表示

    Fig.  7  Correlation plots of the redundancy analysis (RDA)

    a. The relationship between the environmental factors and sample years; b. the relationship between the abundance of phytoplankton species (small vectors) and environmental factors (large vectors); codes of the phytoplankton species are as in Table 2; the plots display 29.30% of the variance in the phytoplankton abundance, and eigenvalues of the first two axes are indicated by λ1 and λ2

    表  1  数据基本信息

    Tab.  1  Basic information on survey data

    来源调查时间完成站位数完成调查的具体站位
    中国科学院大亚湾海洋生物综合实验站1999年8月4日10S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12
    2000年7月22日10S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12
    2001年8月9日12S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12
    2002年8月9日12S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12
    2003年8月27日12S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12
    国家海洋局南海
    环境监测中心
    2004年7月18 −19日8D1、D2、D4、D7、D9、D12、D14、D16
    2005年7月29日至8月3日12D1、D2、D4、D5、D7、D9、D11、D12、D14、D15、D16、D17
    2006年8月29日至9月1日12D1、D2、D4、D5、D7、D9、D11、D12、D14、D15、D16、D17
    2007年8月12−13日12D1、D2、D4、D5、D7、D9、D11、D12、D14、D15、D16、D17
    2008年8月28 −31日12D1、D2、D4、D5、D7、D9、D11、D12、D14、D15、D16、D17
    2009年8月2−6日12D1、D2、D4、D5、D7、D9、D11、D12、D14、D15、D16、D17
    2010年8月29日至9月1日12D1、D2、D4、D5、D7、D9、D11、D12、D14、D15、D16、D17
    2011年8月24 −27日18D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18
    2012年8月14 −19日18D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18
    2013年8月27−31日18D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18
    2014年8月19−21日18D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18
    2015年8月21 −24日18D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18
    2016年8月24 −28日18D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18
    2017年8月9 −1318D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18
    注:数据包括表底层温度、表底层盐度、表底层营养盐(NO3-N、NO2-N、NH4-N和PO4-P)浓度、网来浮游植物丰度。
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    表  2  环境因子和浮游植物群落结构长期变化趋势的Mann-Kendall检验结果

    Tab.  2  Results of the Mann-Kendall test for detection of long-term changes in the environmental factors and the phytoplankton community structure

    参数(缩写)单位最小值至最大值平均值年份数统计值显著性(p
    温度(T26.25~30.5028.3319−2.10<0.05
    盐度(S27.82~33.8731.53192.17<0.05
    无机氮浓度(DIN)µg/L26.54~203.2173.16190.98>0.05
    无机磷浓度(DIP)µg/L1.86~17.798.00190.42>0.05
    氮磷比(DIN∶OIP)5.85~85.4630.75190.21>0.05
    总丰度(Total)105 cells/m37.22~3605.27471.85192.24<0.05
    硅藻丰度(DIAT)105 cells/m35.46~3581.99468.24192.17<0.05
    角毛藻属丰度(Cha-sp.)105 cells/m30.01~259.5430.29190.56>0.05
    圆筛藻属丰度(Cos-sp.)105 cells/m30.03~2.470.34192.31<0.05
    北方劳德藻丰度(Lau-bo)105 cells/m30~129.247.23161.76<0.05
    柔弱伪菱形藻丰度(Pse-de)105 cells/m30.01~1579.22201.91192.03<0.05
    尖刺伪菱形藻丰度(Pse-pu)105 cells/m30~14.612.4417−0.87>0.05
    根管藻属丰度(Rhi-sp.)105 cells/m30.08~11.792.27190.56>0.05
    中肋骨条藻丰度(Ske-co)105 cells/m30.17~2692.95186.33192.03<0.05
    掌状冠盖藻丰度(Ste-pa)105 cells/m30~0.350.0410−1.61>0.05
    扭鞘藻丰度(Str-th)105 cells/m30~1.700.17113.58<0.01
    菱形海线藻丰度(Tha-ni)105 cells/m30~178.4111.00191.87<0.05
    伏氏海毛藻丰度(Tha-fr)105 cells/m30.23~210.0517.11180.30>0.05
    甲藻丰度(DINO)104 cells/m33.30~218.0534.71192.73<0.05
    短角角藻丰度(Cer-br)104 cells/m30~1.550.199 −2.04 <0.05
    叉角藻丰度(Cer-fur)104 cells/m30.14~115.1315.38193.15<0.01
    纺锤角藻丰度(Cer-fus)104 cells/m30.10~6.011.6019−0.63>0.05
    大角角藻丰度(Cer-ma)104 cells/m30~8.291.74182.12<0.05
    三叉角藻丰度(Cer-tr)104 cells/m30~7.411.4711−0.93>0.05
    具尾鳍藻丰度(Din-ca)104 cells/m30~6.590.80170.78>0.05
    夜光藻丰度(Noc-sc)104 cells/m30~2.670.7114−0.66>0.05
    原多甲藻属丰度(Pro-sp.)104 cells/m30.17~13.651.88191.26>0.05
    H′0.79~3.882.3619−2.10<0.05
    J0.17~0.750.5019−1.89<0.05
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    表  3  1999−2017年大亚湾夏季浮游植物优势种优势度的长期变化

    Tab.  3  Dominance changes of phytoplankton dominant species in Daya Bay in summer between 1999 and 2017

    中文名拉丁名类群1999年2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年
    日本星杆藻Asterionella japonica硅藻0.035
    变异辐杆藻Bacteriastrum varians硅藻0.044
    海洋角管藻Cerataulina pelagica硅藻0.021
    窄隙角毛藻Chaetoceros affinis硅藻0.0520.0580.0540.085
    扁面角毛藻Chaetoceros compressus硅藻0.036
    旋链角毛藻Chaetoceros curvisetus硅藻0.0780.0320.0320.0230.026
    柔弱角毛藻Chaetoceros debilis硅藻0.0610.0210.034
    并基角毛藻Chaetoceros decipiens硅藻0.041
    远距角毛藻Chaetoceros distans硅藻0.022
    异角角毛藻Chaetoceros diversus硅藻0.1200.0310.140
    罗氏角毛藻Chaetoceros lauderi硅藻0.022
    洛氏角毛藻Chaetoceros lorenzianus硅藻0.0540.0390.027
    暹罗角毛藻Chaetoceros siamense硅藻0.167
    中心圆筛藻Coscinodiscus centralis硅藻0.255
    长角弯角藻Eucampia cornuta硅藻0.047
    薄壁半管藻Hemiaulus membranaceus硅藻0.020
    北方劳德藻Lauderia borealis硅藻0.030
    柔弱伪菱形藻Pseudo-nitzschia delicatissima硅藻0.1290.2920.2590.0840.9580.7410.8130.6360.5260.1800.5240.8580.3830.154
    尖刺伪菱形藻Pseudonitzschia pungens硅藻0.1620.0230.1040.0360.0430.071
    翼根管藻纤细变型Rhizosolenia alata f. gracillima硅藻0.634
    笔尖根管藻Rhizosolenia styliformis硅藻0.022
    中肋骨条藻Skeletonema costatum硅藻0.2660.0260.2420.0420.5010.0850.0420.5320.0250.1470.0260.0750.110
    热带骨条藻Skeletonema tropicum硅藻0.0230.637
    菱形海线藻Thalassionema nitzschioides硅藻0.0290.3330.0480.2330.3220.0480.0430.0640.0220.1190.0630.0380.037
    伏氏海毛藻Thalassiothrix fraenfeldii硅藻0.0610.2830.0240.212
    叉角藻Ceratium furca甲藻0.0210.0230.0240.266
    纺锤角藻Ceratium fusus甲藻0.029
    大角角藻Ceratium macroceros甲藻0.024
    三叉角藻Ceratium trichoceors甲藻0.0260.021
    锥状斯克里普藻Scrippsiella trochoidea甲藻0.027
    注:空白表示不占优势。
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-01-06
  • 录用日期:  2022-03-09
  • 修回日期:  2022-02-28

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