粤港澳大湾区近海浮游植物群落结构特征及其驱动因素

2019年7月和2020年12月对粤港澳大湾区近海浮游植物群落结构及潜在环境影响因子进行了调查研究。夏季和冬季分别鉴定出浮游植物151种和146种,群落主要以硅藻为主,甲藻次之。夏季浮游植物表底层平均丰度(13.75±3.98)×10^(4)个·L^(-1)高于冬季平均丰度(3.17±0.30)×10^(4)个·L^(-1),而夏季多样性指数和均匀度表底层平均值,分别为(2.36±0.23)和(0.61±0.06)低于冬季平均值,分别为(3.65±0.12)和(0.85±0.02)。优势种具有明显的季节演替现象,夏季优势种为尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和柔弱伪菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima);冬季优势种为具槽直链藻(Melosira sulcata var.sulcata)、舟形藻(Naviculas sp.)、菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)、长菱形藻(Nitzschia longissima)和小环藻(Cyclotella spp.)。典范对应分析、Pearson相关性分析及聚类分析的综合结果表明,温度是影响浮游植物丰度与群落结构的重要环境因子之一,其他主要影响因子还包括盐度、营养盐和混浊度。大湾区浮游植物群落在夏季和冬季均存在较明显的区域差异性,这与季风、珠江径流、陆源排放等驱动因素的综合影响密切相关。

粤港澳大湾区近海中小型浮游动物分布特征及影响因素

为阐明粤港澳大湾区近海水文动力和人为活动引起的环境变化对浮游动物群落结构的影响,于2019年7月(夏季)和2020年12月(冬季)在粤港澳大湾区近海珠江口、大亚湾、黄茅海三个断面进行浮游动物采样,比较分析中小型浮游动物的群落特征,并探讨引起其季节和区域差异的影响因素。调查海域共鉴定中小型浮游动物211种(包括浮游幼虫),其中桡足类占总种数的42.18%,浮游动物的多样性、丰度呈现明显的季节和区域差异。浮游动物种数和平均丰度均为夏季高于冬季,远岸海域物种多样性高于近岸。浮游动物丰度高值区在两个季节均位于珠江口咸淡水交汇区域;夏季河口水域的平均丰度高于大亚湾水域的,冬季丰度分布无明显差异。聚类分析结果显示,调查海域夏季整体分为河口、海湾、远岸3个类群,珠江口水域受径流影响较大,与大亚湾之间群落结构差异明显;而冬季河口与海湾近岸水域群落结构差异不明显。强额孔雀哲水蚤(Parvocalanus crassirostris)、短角长腹剑水蚤(Oithona brevicornis)在夏季和冬季均为优势种,厦门矮隆哲水蚤(Bestiolina amoyensis)、中华异水蚤(Acartiella sinensis)、简长腹剑水蚤(Oithona simplex)等为夏季优势种,小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)等为冬季优势种。Pearson相关性分析与冗余分析表明大湾区近海浮游动物丰度与温度、盐度、叶绿素a浓度及营养物质的关系存在种间、季节和区域差异,表明湾区复杂的水体环境条件对中小型浮游动物群落结构存在潜在影响。

大亚湾夏季和冬季超微型浮游生物的时空分布及环境调控

通过流式细胞法,于2015年夏季(7月)和冬季(12月)对大亚湾超微型浮游生物(聚球藻、超微型真核藻类和异养细菌)的时空变化及环境调控进行了比较研究。结果表明,夏季聚球藻、超微型真核藻类和异养细菌的丰度分别为(44.56±46.26)×10~3 cells·m L^(–1)、(3.00±4.50)×10~3 cells·m L^(–1)和(12.31±7.54)×10~5 cells·m L^(–1),冬季的丰度分别为(12.48±3.96)×10~3 cells·m L^(–1)、(0.78±0.71)×10~3 cells·m L^(–1)和(3.83±1.39)×10~5 cells·m L^(–1)。超微型浮游生物的丰度呈现为夏季高于冬季,受到温度、溶解无机氮组成和透明度的影响。夏季表层丰度明显高于底层,但冬季表底层无明显差异。在水平分布上,夏季湾内高营养盐基本对应高丰度,但石化区附近(S3站)营养盐高丰度却较低,范和港(S1站)低营养盐丰度却较高;湾口和湾外区主要受到外海水的影响,超微型浮游生物的3个类群丰度均较低。在沿岸流、海水垂直混合、外源营养盐输入等多个因素共同影响下,冬季湾中部和大鹏澳附近的聚球藻丰度较高,超微型真核藻类在湾口和范和港丰度较高,异养细菌在湾内和湾西部丰度较高。两个季节超微型真核藻类和异养细菌呈显著正相关。

大亚湾浮游植物粒级结构和种类组成对淡澳河河口水加富的响应

人类活动引起的营养物质输入导致大亚湾出现海水富营养化、赤潮频发和生物多样性下降等生态问题。为探究陆源输入影响下大亚湾湾顶淡澳河输入对湾内浮游植物粒级结构和种类组成的影响,2016年10月在大亚湾进行了原位观测和培养试验。原位观测结果显示,淡澳河口的总溶解态氮、磷浓度分别达到85.3mmol·L^(-1)和1.5mmol·L^(-1)。加富培养试验结果表明,淡澳河河口水加富对总叶绿素a(Chl a)和总浮游植物丰度有显著促进作用,并导致浮游植物粒级结构由小粒级Chl a(0.7~20μm)占主导;浮游植物丰度中甲藻比例升高,主要种类为锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)和原甲藻(Prorocentrum spp.)。同样,尿素加富也促进了浮游植物群落中小粒级Chl a和甲藻的比例增加,且主要甲藻种类与河口水加富结果一致。无机氮、磷同时加富促进了总Chl a和浮游植物总丰度增加,而对浮游植物粒级结构和甲藻丰度则没有明显影响。对照河口水和氮、磷营养盐加富试验结果,说明河口水携带的溶解性有机氮源可能是导致大亚湾浮游植物群落小型化,促进甲藻生长的关键营养盐形态,其携带的无机氮、磷同时促进总浮游植物丰度增加。本研究结果表明有机形态营养组分对大亚湾富营养化和有害藻华可能产生重要影响。

大亚湾夏季浮游群落生产代谢特征及其影响因素

2017年8月对大亚湾海域浮游群落初级生产、群落呼吸代谢及其平衡特征进行了研究,并分析了其潜在环境影响因素以及对沿岸生态系统功能与健康的指示作用。研究结果表明,大亚湾夏季海水表层呈自养状态,而底层呈异养状态,群落总初级生产力(gross primary productivity,GPP)、呼吸代谢速率(community respiration,CR)与净生产力(net commutnitiy production,NCP)在表层分别为1335.36±910.12、597.86±403.30和737.50±608.22mg C·m^(-3)·d^(-1);在底层分别为43.65±37.05、216.25±147.28和–160.27±137.01mg C·m^(-3)·d^(-1)。海湾整体呈自养状态,水柱平均NCP为233.41±248.88mg C·m^(-3)·d^(-1);部分沿岸水域存在异养状态。1~200μm粒级浮游生物是GPP和CR的主要贡献者。相关性分析和主成分分析显示,NCP在表层受GPP和CR共同调控,且与浮游植物生物量和营养盐正相关;而在底层主要受CR影响,且与盐度正相关。大亚湾夏季群落生产代谢平衡存在明显的水平和垂向变化,NCP的区域差异与潜在波动性对该海湾生态系统稳定性及健康状况有重要的指示作用。

南海东北部间隙水营养盐的空间分布及其交换通量

为探究南海东北部沉积物间隙水中生源要素的分布规律及其对海洋生态环境的影响,于2014年10月至11月秋季,对南海东北部海区5个站位的沉积物间隙水中营养盐的含量及其空间分布进行现场采样分析。结果发现,沉积物间隙水中NH4-N、NO3-N、NO2-N、PO4-P、Si O3-Si的平均含量分别为：25.20、11.62、3.05、7.42、305.8μmol/L。其中Si O3-Si和NH4-N是沉积物间隙水中含量最大的两种组分,且NH4-N占无机氮的比例为57.4%~75.1%,是溶解无机氮的主要成分。通过实验室培养对沉积物-水界面营养盐的交换通量进行估算,估算的营养盐NH4-N、NO3-N、NO2-N、PO4-P的平均交换通量分别为：8.34、1.89、-0.89、0.41μmol/m^2/d。整体上沉积物作为NH4-N、NO3-N和PO4-P的源,不断地向上覆水释放营养物质,对南海东北部海区浮游植物生长繁殖及生产力的发展具有重要意义;初步探讨了早期成岩过程中营养盐的地球化学行为,对沉积物中营养盐的积累和输运进行了探究。