萊州灣扇貝養殖區浮游植物的群落變化研究

于瀟　李希磊　楊俊麗　崔龍波

摘要 [目的]了解萊州灣扇貝養殖區浮游植物的群落變化。[方法]于2017年5—11月每月中旬采集萊州灣10個扇貝養殖區的水樣，對其浮游植物的群落變化進行研究。[結果]共檢測到浮游植物5門53屬90種，其中硅藻門35屬65種，金藻門4屬4種，綠藻門3屬4種，甲藻門9屬15種，隱藻門2屬2種。浮游植物密度在春、秋季較大，而優勢種數目在夏季最多。萊州灣扇貝養殖區浮游植物多樣性指數為1.306 0～3.571 1，均勻度指數為0.365 8～0.965 0，豐富度指數為1.424 5～4.416 0。[結論]在調查期間，萊州灣扇貝養殖區浮游植物分布均勻，且群落結構比較穩定。

關鍵詞 萊州灣；扇貝養殖區；浮游植物

中圖分類號 S917.3 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2018）18-0065-06

Study on the Community Changes of Phytoplankton in Scallop Culture Area of Laizhou Bay

YU Xiao，LI Xilei，YANG Junli et al （College of Life Sciences，Yantai University，Yantai，Shandong 264005）

Abstract [Objective] To understand the changes of phytoplankton community in the scallop culture area of Laizhou Bay.[Method] Water samples were collected from 10 scallop culture areas of Laizhou Bay in the middle of May to November of 2017. The changes of phytoplankton community were studied.[Result] A total of 90 species belonging to 53 genera of 5 phylum of phytoplankton were found，including 65 species belonging to 35 genera of diatom，4 species，4 genera of Chlorophyta， 4 species，3 genera of Chlorophyta，15 species，9 genera of Prorophyta and 2 species，2 genera of Cryptophyta. The density of phytoplankton in spring and autumn were larger，and the number of dominant species was the highest in summer. The diversity index of phytoplankton ranged from 1.306 0 to 3.571 1，and the uniformity index ranged from 0.365 8 to 0.965 0. The richness index of phytoplankton ranged from 1.424 5 to 4.416 0.[Conclusion] The phytoplankton was distributed evenly and the community structure was relatively stable in the scallop culture area of Laizhou Bay during the survey period.

Key words Laizhou Bay；Scallop culture area；Phytoplankton

浮游植物是一種自身含有色素或色素體，能進行光合作用的自養單細胞微生物，它是海洋中的初級生產者，其群落組成與密度直接影響該海域的生態系統結構[1]。因此，研究一個海區浮游植物的群落結構是了解該海區生態系統結構的基礎[2-3]。萊州灣位于山東半島北部，是我國唯一的半封閉陸架淺海渤海的一個重要組成部分，是山東省重要的扇貝養殖基地[4]。近年來，隨著人口的增長和經濟的發展，重工企業相繼建立，人們對海產品的需求量逐步增加，海水養殖規模逐步擴大，由此造成沿岸污染逐漸增加，海水富營養化嚴重，海洋生產力逐步下降，浮游植物物種豐富度明顯減少。筆者從萊州灣扇貝養殖區采集海水樣品，經濃縮后對浮游植物進行分類與計數，分析浮游植物的種群分布及多樣性，旨在為萊州灣扇貝養殖的統籌規劃提供科學的依據，并為萊州灣浮游植物的群落變化提供背景資料。

1 材料與方法

1.1 研究站位

于2017年5—11月每月中旬，在萊州灣的龍口市、招遠市和萊州市選取10個扇貝養殖區進行采樣，編號分別為1#～10#，研究站位見圖1。每個養殖區設置4個平行采樣點，并在每個采樣點采集表層及底層海水，求平均值并記錄試驗結果。

1.2 采樣方法

每個養殖區設置4個平行點，每個平行點用有機玻璃采水器采集表層海水及底層海水并混勻。將采集的海水取1 L，加入15 mL魯哥氏液固定并保存樣品，置于陰涼處靜置24～48 h進行濃縮。濃縮后的樣品采用0.1 mL浮游生物計數框在光學顯微鏡下對浮游植物進行分類與計數。

1.3 數據處理

對浮游植物的密度、多樣性、優勢度、均勻度、豐富度進行計算，分別采用浮游植物密度（N′）[5]、Shannon-Wiener多樣性指數（H′）[6]、McNaughton指數（Y）[7]、均勻度指數（J）[8]和豐富度指數（D）[9]的計算公式進行計算。

浮游植物密度的計算采用《海洋監測規范》濃縮計數法：

N′=nV′/VV″（1）

物種多樣性指數采用Shannon-Wiener多樣性指數，計算公式如下：

H′=-∑si=1Pilog2Pi（2）

浮游植物優勢度采用McNaughton指數（Y>0.02）來判斷，計算公式如下：

Y=niNfi（3）

均勻度的計算采用Pielou指數，計算公式如下：

J=H′/log2S（4）

物種豐富度（d）的計算采用Margalef指數，計算公式如下：

d=（S-1）/lnN（5）

式中，N′為浮游植物密度（ind./L），n為取樣計數所得的浮游植物數（個），v′為水樣濃縮體積（mL），V為濃縮前水樣體積（mL），V″為取樣計數的體積（mL），Pi為第i種的個體數與樣品中總個體數的比值（ni/N），S為樣品中種類總數，N為所有種類的總個數，ni為第i種的總個數， fi為該種在各樣品中出現的頻率。

2 結果與分析

2.1 浮游植物的物種組成與月份變化

2017年5—11月萊州灣扇貝養殖區內共檢測到浮游植物5門53屬90種，包括硅藻門、金藻門、綠藻門、甲藻門和隱藻門，其中硅藻門35屬65種，金藻門4屬4種，綠藻門3屬4種，甲藻門9屬15種，隱藻門2屬2種（表1）。硅藻門占全年總物種數的73.12%，其中菱形藻屬種類最多；金藻門、綠藻門均占4.30%；甲藻門占16.13%，原甲藻屬種類最多；隱藻門占2.15%。由此可見，萊州灣扇貝養殖區是一個以硅藻為主的浮游植物群落，調查期間硅藻門占絕對優勢，其次是甲藻門，而金藻門、綠藻門和隱藻門的種數相對較少。

萊州灣浮游植物在1960年有27屬65種，1992年有25屬54種，2009年有20屬34種[10]，2014年有5門112種[11]，2016年有5門96種[12]，此次調查結果表明萊州灣浮游植物有5門90種。1960—2014年調查的浮游植物物種數逐漸下降，2014—2017年物種數也呈下降趨勢，但由于2014年以前采用國際標準號20（孔徑0.076 mm）的淺水Ⅲ型浮游生物網，當浮游植物小于該網網孔時就很難采集到[10]，2014年后采用有機玻璃采水器進行采樣，幾乎不損失海水中的浮游植物，所以2014年以后鑒定出的種類數較多。

2.2 浮游植物密度的月份變化

從圖2可以看出，2017年5月萊州灣10個扇貝養殖區浮游植物密度為5.89×104～1.70×105 ind./L，平均值為1.37×105 ind./L；6月游游植物密度為8.68×103～3.05×105 ind./L，平均值為8.41×104 ind./L；7月浮游植物密度為7.01×103～4.11×104 ind./L，平均值為2.09×104 ind./L；8月浮游植物密度為3.31×103～4.13×104 ind./L，平均值為1.78×104 ind./L；9月浮游植物密度為2.25×104～3.43×105 ind./L，平均值為8.03×104 ind./L；10月浮游植物密度為9.71×103～6.54×104 ind./L，平均值為2.22×104 ind./L；11月浮游植物密度為6.01×103～5.59×104 ind./L，平均值為2.59×104 ind./L?？傮w來看，在春季（5月、6月）和秋季（9月）浮游植物密度較大，這可能與溫度變化有關。楊東方等[13]研究表明溫度對浮游植物結構有極其重要的影響。萊州灣位于北緯37°，屬于溫帶季風氣候，夏季溫度較高，浮游植物中有適應春秋季較低水溫的狹冷性種（例如硅藻[14]和金藻），它們在溫度剛升高的幾天內大量出現，但會迅速走向衰亡；同時也有適應高溫的多溫性種，如藍藻和綠藻。萊州灣扇貝養殖區浮游植物群落中硅藻占主要優勢，因此夏季（7、8月）硅藻數量因溫度升高而有所減少，導致浮游植物密

度下降。此外，也有可能因為夏季扇貝的快速生長需要而攝入大量浮游植物，導致浮游植物密度下降。因此，萊州灣扇貝養殖區在

2017年浮游植物密度會出現雙峰現象[15-16]。

2.3 浮游植物優勢種的月份變化

浮游植物優勢度>0.02的物種則為優勢種。從表2可以看出，2017年5—11月優勢種分別為4、5、5、7、4、5、5種，除了8月份優勢種有明顯升高外，其他

月份相差不大。5月菱形藻、小環藻為絕對優勢種（優勢度>0.1），6月硅藻門丹麥細柱藻為絕對優勢種，7月菱形藻、裸甲藻為絕對優勢種，而8月沒有絕對優勢種，9、10、11月浮游植物的絕對優勢種分別為柔弱偽菱形藻、裸甲藻、長菱形藻。調查期間共得到優勢種15種，除甲藻門2種、隱藻門1種外，其余均為硅藻門。

2.4 生物多樣性的月份變化

物種多樣性指數（H′）是反映物種均勻度和豐富度的綜合指標[17-18]，用來判斷群落或生態系統的穩定性。從表3可以看出，豐富度指數在夏季明顯高于其他季節，表明浮游植物在夏季種類數多，數量較為均衡。春秋季雖浮游植物密度較大但其多樣性指數較小，這可能由于萊州灣地區主要優勢種硅藻因較適應春秋季節海水溫度而大量繁殖導致。萊州灣扇貝養殖區浮游植物H′為1.306 0～3.571 1，平均值為2.543 9，均大于1.0；J為0.365 8～0.965 0，平均值為0.828 2，均大于0.3。根據H′ <1.0、J <0.3作為浮游植物多樣性較差的綜合評價標準[19]，可知萊州灣扇貝養殖區浮游植物多樣性比較穩定。

物種的種類數和均勻度這2個指標可以影響到群落物種的ShannonWiener多樣性指數（H′），物種種類多、數量少、分布均勻，物種多樣性指數就越高[20]。豐富度指數與物種種類數

呈正相關，豐富度指數越大種類數越多，均勻度指數是表征物種在群落中分布均勻程度的指標[21]。該研究中均勻度指

數為0.342 5～0.965 0，豐富度指數為1.424 5～4.416 0。從表4、5可以看出，萊州灣扇貝養殖區物種豐富度和均勻度在夏季均高于其他季節，因此物種的多樣性指數在夏季應高于春季、秋季。

3 結論

（1）在對萊州灣扇貝養殖區的調查中，共發現浮游植物5門53屬90種，其中硅藻門占絕對優勢，其次是甲藻門，而金藻門、綠藻門和隱藻門的種數相對較少。

（2）春季（5、6月）、秋季（9月）浮游植物密度較高。浮游植物的主要優勢種為藍隱藻、菱形藻、小環藻、長菱形藻、丹麥細柱藻、微小原甲藻、裸甲藻、柔弱偽菱形藻、原甲藻、角毛藻、密連角毛藻、日本星桿藻、圓篩藻、布紋藻、海鏈藻。8月優勢種數目為7種，明顯高于其他月份。

（3）萊州灣扇貝養殖區浮游植物的多樣性指數、豐富度指數、均勻度指數均較高，由此可見其浮游植物群落結構比較穩定。

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