膠州灣浮游植物與沉積物中硅藻群落結(jié)構(gòu)演替的研究.pdf

1、通過研究海洋中浮游植物群落結(jié)構(gòu)的演替,來了解環(huán)境因子長(zhǎng)周期變化對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響是目前海洋科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一.該文以膠州灣作為研究區(qū)域,收集膠州灣浮游植物近70年的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料、并于2003~2004年在膠州灣開展子浮游植物季節(jié)變化的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、2001年8月開展了連續(xù)15天的定點(diǎn)觀測(cè)、在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)膠州灣浮游植物優(yōu)勢(shì)物種進(jìn)行了培養(yǎng)研究、并分析了膠州灣百年沉積物中硅藻的群落組合特征,通過以上幾個(gè)方面的綜合研究,指出了膠州灣浮游植物和沉積物

2、中硅菏群落結(jié)構(gòu)近百年來的演替特征及其演替方向.全文分為兩部分,第一部分研究了膠州灣浮游植物群落結(jié)構(gòu)自1936年至今的演替特征及其方向.結(jié)果發(fā)現(xiàn):膠州灣浮游植物的物種組成、細(xì)胞數(shù)量、以及優(yōu)勢(shì)種群的組成結(jié)構(gòu)在近70年里發(fā)生了較大的變化.近年來,浮游植物的物種組成仍以硅藻為主,但其物種數(shù)量較歷史資料明顯下降,主要表現(xiàn)在角毛藻屬(Chaetoceros)、園篩藻屬(Coscinodiscus)和根管藻屬(Rhizosolenia)中物種數(shù)量的衰

3、退.甲藻的物種數(shù)目較歷史資料出現(xiàn)上升的趨勢(shì),主要表現(xiàn)在原甲藻屬(Prorocentrum)、亞歷山大藻屬(Alexandrium)、錐狀斯比藻(Scrippsiella trochoidea)等赤潮物種的出現(xiàn);但原多甲藻屬(Protoperidium)的物種數(shù)明顯下降.浮游植物群落中優(yōu)勢(shì)物種的組成在近70年中發(fā)生了明顯的演替,部分優(yōu)勢(shì)硅藻物種被取代,少數(shù)甲藻數(shù)量增多并在膠州灣形成優(yōu)勢(shì)群體，目前灣內(nèi)形成了以赤潮物種為主的優(yōu)勢(shì)種群結(jié)構(gòu).網(wǎng)采

4、浮游植物的細(xì)胞數(shù)量在富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)下并沒有增加反呈下降的趨勢(shì)，其中，硅藻細(xì)胞數(shù)量下降明顯，而甲藻細(xì)胞數(shù)量只有輕微的下降，甲藻與硅藻細(xì)胞數(shù)量的比值上升.灣內(nèi)硅酸鹽的限制作用、較高的攝食壓力以及潮汐的混合作用被認(rèn)為是導(dǎo)致浮游植物細(xì)胞數(shù)量沒有增加的重要原因.與歷史資料比較，膠州灣浮游植物的物種多樣性指數(shù)有明顯下降趨勢(shì).在全球氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)自然影響的框架之下，膠州灣浮游植物群落結(jié)構(gòu)的演替從耐溫性上表現(xiàn)出冷水性物種減少而暖水性物種增多的演替趨

5、勢(shì)，而在營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出嗜氮性物種增多的演替趨勢(shì).第二部分研究了膠州灣自1899-2001年期間百年沉積物中硅藻群落結(jié)構(gòu)的演替特征、方向及其對(duì)環(huán)境的指示意義.結(jié)果表明：百年沉積物中硅藻的物種組合、細(xì)胞數(shù)量以及優(yōu)勢(shì)種組成發(fā)生了明顯演替.硅藻群落的組合特征不同時(shí)期之間存在明顯差異，物種數(shù)目和細(xì)胞數(shù)量的高峰期出現(xiàn)在20世紀(jì)50年代到70年代之間，而低谷期出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代到90年代中期.硅藻細(xì)胞數(shù)量的變動(dòng)主要是由上層水體沉積的浮游硅藻引起

6、的，浮游硅藻在20世紀(jì)80年代以后呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，而底棲硅藻的細(xì)胞數(shù)量波動(dòng)不明顯.20世紀(jì)80年代以后，暖水性物種和富營(yíng)養(yǎng)型物種的數(shù)量開始增多;扭曲小環(huán)藻（Cyclotella comta）取代線性園篩藻（Coscinodiscus lineatus）成為沉積物中的主要優(yōu)勢(shì)物種和富營(yíng)養(yǎng)化指示種.沉積物中硅藻群落的演替明顯受到水溫升高、攝食壓力以及營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)變化引起的硅限制等環(huán)境因子的影響.其演替方向沿著暖水性物種增多而大細(xì)胞的硅藻物

7、種減少的方向進(jìn)行.此外，沉積物中硅藻細(xì)胞濃度的變化在一定程度上還可以反映出當(dāng)時(shí)的歷史事件.通過上述研究結(jié)果，該文發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)80年代是膠州灣浮游植物和沉積物中硅藻群落結(jié)構(gòu)變動(dòng)的分水嶺，其演替方向?yàn)槟嫦蜓萏?現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料和沉積物中保存的浮游硅藻資料都表明，80年代以后膠州灣浮游植物的細(xì)胞數(shù)量明顯下降、優(yōu)勢(shì)種群組成結(jié)構(gòu)逐漸單一化.此外，暖水性物種和富營(yíng)養(yǎng)型物種呈現(xiàn)增多的趨勢(shì).故全球氣候變暖、較高的攝食壓力和膠州灣海水的硅限制被認(rèn)為是對(duì)浮游植