為掌握近海海洋生態系統的變化動態,國家海洋局自2004年起正式啟動生態監控區監測計劃,在全國沿海選取典型區域作為重點監控對象,開展連續海洋環境監測與評價工作,加強近海海洋環境管理和生態恢復[1]。生態監控區監測計劃實施以來的監測結果表明,至2007年,中國近海海洋生態系統受損惡化的趨勢尚未得到有效緩解,大部分海灣、河口、濱海濕地等生態系統仍處于亞健康或不健康狀態,主要表現在水體富營養化及營養鹽失衡、河口產卵場退化、生境喪失或改變、生物群落結構異常等[1-2]。大亞灣生態監控區是南海區一個重要監控區域,受人類活動干擾強度日益增強,海洋環境惡化日益嚴重,處于亞健康狀態,正經歷著快速的退化過程[3-5]。因此,大亞灣生態監控區的連續長期監測工作對經濟快速發展下亞熱帶海灣生態環境的保護以及揭示人類活動干擾下海灣生態系統的演化規律具有重要現實意義和示范作用。

海洋浮游植物是海洋物質轉化和能量循環中的重要環節,為海洋生物提供其賴以生存的物質基礎的同時,又去除過量N、P、Si營養鹽,有效防止水體富營養化,在水體自凈過程中起著極為重要的作用,受近海生態環境變化的顯著影響[6-9]。同時海洋浮游植物的種類組成、群落結構和豐度變動直接或間接地制約著海洋生產力的發展,并能改變海洋碳通量[10]、云反照率[11]、海水光通量與熱通量[12],從而改變全球氣候,影響人類的生存。因此海洋浮游植物群落變化特征深受關注。

大亞灣浮游植物研究始于20世紀80年代初期,徐恭昭等對其分布做過調查[13-15]。90年代之后,陸續有一系列對大亞灣浮游植物的研究報道,僅限于局部海域或某個季節,重點關注的是大鵬澳核電站海域和澳頭養殖水域[16],涉及整個海域的浮游植物群落結構研究可追溯到2002年孫翠慈等[17]的報道,而長時間尺度的浮游植物群落變化特征偶見于2004年之前的報道,之后并無專門論述[5,15-16]。近年來大亞灣生態環境發生了較大變化,浮游植物群落結構深受其影響[4-5,17]。本文主要根據國家海洋局、國家海洋局第三海洋研究所、南海環境監測中心2004~2007年開展大亞灣生態監控區監測工作所獲的監測數據和資料,對大亞灣生態監控區近4a長時間尺度的浮游植物群落年際變化進行分析,主要通過物種組成、豐度變化、優勢類群演替、群落結構及赤潮災害事件反映生境的退化,探討其變化的主要原因及趨勢,這將有助于揭示近年來大亞灣海洋生態演變過程,為海洋生物資源的持續利用提供參考。

1研究區域概況和研究方法

大亞灣生態監控區位于南海北部,地理位置介于22o30′~22o50′N,114o29′~114o49′E之間,西南鄰香港,西鄰大鵬灣,東接紅海灣。面積600km2,最大水深21m,平均為11m,是一個較大的半封閉性深水海灣。灣中部南北向分布的中央列島(自北向南有純州、喜洲、馬鞭洲、小辣甲、大辣甲等)斷斷續續將海灣分成東西兩半,東部海岸相對較平直,而西部岸線曲折,汊灣深入陸地,如大鵬澳和啞鈴灣等。灣內水交換率低,更新周期長,受粵東沿岸上升流等影響,環境因子季節性變化明顯[14]。根據大亞灣核電站放射性本底調查中監測站位的布置原則,并結合海域使用現狀,確定浮游植物監測站12個(圖1),分別是西部近海的S1、S1、S3、S4測站,東部海區的S5、S6、S7、S8、S9測站,東南海域的S10、S11、S12測站。自2004~2007年,每年暖水季節(春、夏兩季)監測,即3~4月、7~9月。浮游植物樣品按照《海洋監測規范》[18],用淺水Ⅲ型浮游生物網自海底至水面垂直拖網采樣。樣品現場用緩沖甲醛溶液固定。浮游植物種類鑒定參考金德祥、郭玉潔等的分類學專著[19-22]。優勢度的計算公式為Y=(ni/N)×fi,Y表示優勢度,ni為第i種的總個體數,fi為第i種在各站位出現的頻率,Y值大于0.02的種類為優勢種[25]。

2結果與討論

2.1浮游植物種類組成及其年際變化

大亞灣生態監控區的浮游植物呈現亞熱帶生物的共同特性,種類豐富,種類組成以暖水性種類和廣溫性種類為主,后者檢出種類多于前者。近4a共檢出6門53屬197種,包括硅藻、甲藻、藍藻、金藻和綠藻。硅藻不論從細胞密度還是種類上都占絕對優勢,共36屬136種,占總種類的69.0%,其次為甲藻類,共12屬53種,占26.9%;藍藻2屬4種,占2.0%(表1)。金藻1屬2種,占1.0%,綠藻1屬1種,黃藻1屬1種。硅藻類檢出種類最多的是角毛藻(Chaetoceros)、根管藻(Rhizosolenia)、圓篩藻(Coscinodiscus),種類依次為33種、20種、14種,甲藻類的角藻(Ceratium)檢出25種。這4屬占總種數的46.7％,其他49屬共105種占53.3％。藍藻零星檢出束毛藻(Trichodesmium)和螺旋藻(Spirulina),金藻僅檢出等刺硅鞭藻(Dictyocha)的兩個種,黃藻和綠藻僅分別檢出一種。赤潮浮游植物檢出較多種類,主要有扁面角毛藻(Chaetoceroscompressus)、浮動彎角藻(Eucampiazoodiacus)、細長翼根管藻(Rhizosoleniaalataf.gracillima)、脆根管藻(Rhizosoleniafragilissima)、小等刺硅鞭藻(Dictyochafibula)、多紋膝溝藻(Gonyaulaxpolygramma)、紅色裸甲藻(Gymnodiniumsanguineum)、夜光藻(Noctilucascintillans)、海洋原甲藻(Prorocentrummicans)、具尾鰭藻(Dinophysiscaudata)、倒卵形鰭藻(Dinophysisfortii),都是已記錄的有毒赤潮生物,在各次監測中均有檢出,在2004年至2006年春季浮游植物中所占比例較大,而2007年則主要在夏季檢出。此外幅桿藻(Bacteriastrum)、海鏈藻(Thalassiosira)、半管藻(Hemiaulus)和原甲藻(Prorocentrum)等的檢出率也較高。

監控區內浮游植物種類總體上呈逐年下降趨勢(圖2)。硅藻類的種屬呈減少的態勢,其占總種類的比率年際逐漸增加(表1)。甲藻類的種屬均減少,其比率也降低(表1)。藍藻類的種屬及其比率在2007年減少得較為劇烈(表1)。種類的站位間差異分布在西部、東部海域體現較明顯,東南海域的種類分布較為均勻(圖3)。自2004~2006年,東部海域檢出種類最多(S6測站),東南海域次之,西部近岸最少(S3測站)。而2007年西部近海種類檢出躍升最多(S2測站),東部近海檢出最少(S5測站)。春、夏兩季差異較大(圖2)。2004年和2005年夏季種類多于春季,而2006年和2007年則春季種類多于夏季。2004年夏季檢出最多種類為115種,2007年夏季檢出101種,在2005年春季檢出最少種類47種。監測發現,西部近海的大鵬澳核電站排水口附近測站(S1、S2測站),表現為浮游植物的種類季節變化與其他海域相反,夏季檢出種類少于春季,而其他測站基本都是夏季檢出種類多于春季(圖2)。S1、S2測站的種類異常變化可能源于核電站溫排水排放改變了附近海域水溫的季節差異,從而影響了浮游植物種類的季節變化規律[2,4,15-16]。不同的浮游植物種類對水溫等因素影響的靈敏度不同,其生長與繁殖也不同,正是種類的不同和頻繁季節交替,才引導出浮游植物群落的多樣性[2,17]。但如果溫排水長期影響,在此生活的浮游植物并沒有更替或對季節變化不靈敏,種群替換率低,群落結構趨向單一[2-4]。