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)境因子長周期變化對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響是目前海洋科學研究的熱點之一.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)場調(diào)查、2001年8月開展了連續(xù)15天的定點觀測、在實驗室內(nèi)對膠州灣浮游植物優(yōu)勢物種進行了培養(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、細胞數(shù)量、以及優(yōu)勢種群的組成結(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,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)勢物種的組成在近70年中發(fā)生了明顯的演替,部分優(yōu)勢硅藻物種被取代,少數(shù)甲藻數(shù)量增多并在膠州灣形成優(yōu)勢群體，目前灣內(nèi)形成了以赤潮物種為主的優(yōu)勢種群結(jié)構(gòu).網(wǎng)采

4、浮游植物的細胞數(shù)量在富營養(yǎng)化狀態(tài)下并沒有增加反呈下降的趨勢，其中，硅藻細胞數(shù)量下降明顯，而甲藻細胞數(shù)量只有輕微的下降，甲藻與硅藻細胞數(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為是導致浮游植物細胞數(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.在全球氣候變化和人類活動對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，而在營養(yǎng)結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出嗜氮性物種增多的演替趨勢.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、細胞數(shù)量以及優(yōu)勢種組成發(fā)生了明顯演替.硅藻群落的組合特征不同時期之間存在明顯差異，物種數(shù)目和細胞數(shù)量的高峰期出現(xiàn)在20世紀50年代到70年代之間，而低谷期出現(xiàn)在20世紀80年代到90年代中期.硅藻細胞數(shù)量的變動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80年代以后呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢，而底棲硅藻的細胞數(shù)量波動不明顯.20世紀80年代以后，暖水性物種和富營養(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)勢物種和富營養(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胞的硅藻物

7、種減少的方向進行.此外，沉積物中硅藻細胞濃度的變化在一定程度上還可以反映出當時的歷史事件.通過上述研究結(jié)果，該文發(fā)現(xiàn)20世紀80年代是膠州灣浮游植物和沉積物中硅藻群落結(jié)構(gòu)變動的分水嶺，其演替方向為逆向演替.現(xiàn)場調(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胞數(shù)量明顯下降、優(yōu)勢種群組成結(jié)構(gòu)逐漸單一化.此外，暖水性物種和富營養(yǎng)型物種呈現(xiàn)增多的趨勢.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為是對浮游植