[00121754]浙江典型海域甲藻及其孢囊对环境变化的响应

1.引言 浙江省是我国的海洋大省,包括岛屿在内,海岸线长达6 140km,其海域生态环境现状不容乐观,近年来赤潮发生频率远远高于我国其它海区,连续多年从长江口至浙江省整个沿海发生上万平方公里的特大赤潮,发生面积远远超过我国其他沿海省市海域赤潮面积的总和,发生规模之大、持续时间之长为世界赤潮历史罕见,引起了政府、公众和科学界的普遍关注,尤其值得关注的是近年有毒赤潮的发生呈现快速增长的态势,对人民生命健康与海洋生态环境形成了长期的潜在不利影响,同时给海洋经济可持续发展战略造成了极大的威胁。本研究结合历史资料,开展浙江典型海域浮游甲藻以及沉积物中的孢囊研究,重点分析环境负荷特别是富营养化等对甲藻群落生物多样性变化的影响,揭示甲藻群落结构演变及受控机制,并探讨未来变动趋势,其研究结果对于评估基础生产的群落变化对海洋生态系统结构与功能以及海洋可持续发展战略的影响和浙江典型海域的赤潮预警具有重要科学意义。 本研究结合历史资料,开展浙江典型海域浮游甲藻以及沉积物中的孢囊研究,重点分析环境负荷特别是富营养化等对甲藻群落生物多样性变化的影响,揭示甲藻群落结构演变及受控机制,并探讨未来变动趋势,其研究结果对于评估基础生产的群落变化对海洋生态系统结构与功能以及海洋可持续发展战略的影响和浙江典型海域的赤潮预警具有重要科学意义。 2.主要研究结果 （1）浙江典型海域甲藻种类组成与变化 浙江典型海域四个季节中共鉴定出甲藻17属46种,其中角藻和原甲藻的种类数较多,分别为14种和6种。秋季出现的种类最多（29）,夏季次之（19）,春季较少（12）,冬季最少（10）,秋季的种类数明显高于其它季节,为冬季甲藻种类数的两倍以上（图 4）。 该海域浮游甲藻平均细胞密度变化情况为春季（10.55×103cells/L）＞夏季（7.15×103cells/L）＞秋季（1.06×103cells/L）＞冬季（0.07×103cells/L）。春夏季甲藻细胞密度明显高于秋冬季,春季甲藻平均细胞密度为冬季的150倍。 东海原甲藻在四个季节中是明显的优势甲藻种类。 （2）浙江典型海域甲藻时空分布变化 调查区域的甲藻主要分布在表层,其次为中层,而底层分布最少。本次调查甲藻最高值出现在春季的中层。春季和夏季均能检测到较高密度的甲藻分布;秋季密度明显降低;而冬季只能在零星站位检测到低密度甲藻的分布,大部分站位甲藻细胞在光学显微镜下只能达到细胞检测阈值。 （3）浙江典型海域甲藻与历史资料的对比 本次调查中检测到几种赤潮甲藻,其中三种有毒赤潮甲藻（米氏凯伦藻Karenia mikimotioi、短凯伦藻Karenia brevis、亚历山大藻藻Alexandrium spp）在90年代及以前均没有记录和报道过。在浙江海域70年代及之前主要的赤潮甲藻是夜光藻,80年代出现了有毒鳍藻,到了90年代又有了红色赤潮藻和东海原甲藻的报道,而本次调查中检测到赤潮甲藻则反映了浙江海域有毒甲藻有上升趋势。 （4）浙江典型海域表层沉积物甲藻孢囊分布特征 浙江舟山海域的两个站位中,共观察到15种甲藻孢囊。调查区域的北部站（O7-6站）在甲藻孢囊的种类以及孢囊平均密度上都高于南部站（O5-3）,O7-6站异养型孢囊平均密度和自养型孢囊平均密度分别为45个/g（干重）和8个/g（干重）,而O5-3站异养和自养孢囊平均密度均为3个/g（干重）。O7-6站表层（0-3cm）中层（3-5cm）底层（5-10cm）甲藻孢囊密度分别为84、57和24个/g（干重）,而O5-3站则明显较低,分别为8、6和5个/g（干重）。 近年来, 随着工农业的发展, 长江口富营养化较为严重, 长江口海域也成为我国赤潮高发区。孢囊作为赤潮发生的种源, 在赤潮形成和消亡中起着重要作用, 因此对长江口海域孢囊的研究有着重要的意义。本次观察到的两种有毒种和三种有害种, 也是今后研究中需要关注的内容。 在本研究中, 亚历山大藻属孢囊在长江口及邻近海域分布十分广泛, 但密度很低, 大部分站位密度在干重10个/g以下。亚历山大藻的广泛分布以及在表层沉积物中具有相对较高的浓度, 给赤潮的发生提供了丰富的种源, 使该海域存在发生亚历山大藻赤潮的潜在危险。 （5）浙江典型海域断面站位甲藻孢囊及其沉积环境因子的垂直分布 本研究中麻痹性贝毒（PSP）孢囊密度显著增长,主要由亚历山大藻（Alexandrium spp.）、链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）以及巴哈马麦甲藻（Pyrodinium bahamense）组成（部分孢囊种类）。过去50年中,有害藻华特别是有毒甲藻藻华在浙江典型海域大规模显著增长。这直接促进了总的孢囊密度的增长。 本研究中柱状样包含的年代跨度较小但分辨率较高,这样孢囊数据与长江口的径流量数据比对性较好。先前的研究结果显示总的甲藻密度峰值与长江口径流量有一个对应关系。但多重因子的共同作用如人类活动与气候变化也不容忽视。 （6）浙江典型海域海洋环境的历史构建与未来趋势预测 通过对比长江径流量与厄尔尼诺以及拉尼娜现象,发现当海洋尼诺指数绝对值高时它们之间的关系显著。在1973、1983和1998年发生厄尔尼诺现象,伴随着1989年发生拉尼娜现象,长江径流量有对应的峰值,并且两个柱状样中总的甲藻密度均在1983、1989和1999年出现峰值。因此任何影响长江径流量的因素都将会影响营养盐的输入进而影响到孢囊的数量。当地人类活动（例如渔业与运输活动）、水文以及孢囊的休眠特性也会影响到孢囊数量的变化。 3.发表的相关研究论文 （1）戴鑫烽,陆斗定,夏平,王红霞,何飘霞,李冬融.2014.2010—2011 年东海藻华高发区水体层化对东海原甲藻 （Prorocentrum donghaiense Lu） 藻华的影响.海洋与湖沼,2。 （2）王红霞,陆斗定,何飘霞,戴鑫烽,夏平,李冬融.2014.东海多环旋沟藻的形态特征和系统进化分析.海洋与湖沼,45（4）。 （3）李冬融,陆斗定,戴鑫烽,何飘霞,夏平,王红霞.2014.东海藻华高发区塔玛亚历山大藻 （Alexandrium tamarense） 的形态, 分子及分布特征.海洋与湖沼,45（6）。 （4）Lu, Douding Qi, Yuzao Gu, Haifeng Dai, Xinfeng Wang, Hongxia Gao, Yahui Shen, Ping-Ping Zhang, Qingchun Yu,Rencheng Lu, Songhui.2014.Causative species of harmful algal blooms in Chinese coastal waters.Algological Studies,145（1）。 （5）Sun, Dong Liu, Zhensheng Wang, Chunsheng.2016.Scale-dependent environmental control of mesozooplankton community structure in three aquaculture subtropical bays of China.Oceanologia,58（2）。