论文部分内容阅读
象山港为亚热带半封闭狭长海湾，近35年来，大中型浮游动物（＞505μm）生物量和丰度呈下降趋势。为探究其原因，本论文在象山港进行3个区域4季采样，开展中型浮游动物（＞160μm）群落时空变化规律和主要驱动因素的研究。驱动因子考虑非生物（理化参数）和生物（叶绿素a参数和原生生物群落）因素，其中，原生生物物种组成采用高通量测序技术分析。主要研究结果如下： 1、中型浮游动物群落、主要类群、优势种、生物量、丰度和α多样性均有显著的季节和空间变化。四季共鉴定出中型浮游动物成体9门20纲23目53科64属100种，浮游幼体25类。春、夏、秋、冬季第一优势种分别为桡足类无节幼体Copepoda nauplius、小长腹剑水蚤Oithona nana、针刺拟哲水蚤Paracalanus aculeatus和小长腹剑水蚤。群落的季节差异（R=0.732，p=0.001）较空间差异（R=0.499，p=0.001）更显著。 中型浮游动物丰度（ind/m3）为夏季（12558.24）＞秋季（7329.14）、冬季（6426.89）、春季（3429.18），但因夏季浮游动物平均个体质量（生物量/丰度比值，B/A）四季最低，生物量（mg/m3）为秋季（550.44）＞夏季（347.12）＞冬季（287.09）＞春季（225.53）。生物量空间差异在夏季显著，为港底和港中高于港口。丰度空间差异在春、夏季显著，春季为港底高于港中和港口，夏季为港底和港中高于港口。 中型浮游动物物种数（R）为夏季＞春、秋季＞冬季；多样性指数（H’）为冬季＜其他3季；均匀度指数（J）为夏季＜其他3季。春季，R、H’和J均为港中最高；夏季，R为港口显著高于港底和港中；秋季，R由港底向港口递增，H’为港中和港口显著高于港底。 2、环境因素的季节和空间变化规律明显。温度为夏季＞秋季＞春季＞冬季；盐度、悬浮物、pH、DO和NH4-N基本为春、冬季高于夏、秋季；SiO4–Si、NO3-N和PO4–P基本为夏、秋季＞春、冬季。空间分布，温度基本为港底和港中高于港口；盐度、悬浮物、pH、DO基本为港底向港口升高；营养盐基本为港底向港口逐渐降低。 总叶绿素a（Chl-a）浓度、nano Chl-a浓度和比例、pico Chl-a浓度和比例基本为夏季、秋季＞春季、冬季；而micro Chl-a浓度和比例为春季、秋季＞冬季＞夏季。空间分布，总Chl-a浓度、nano Chl-a浓度、pico Chl-a浓度和比例基本由港底向港口降低；micro Chl-a比例春季港底低于港中和港口；micro Chl-a浓度和nano Chl-a比例无显著空间差异。 原生生物α多样性指数（R、H’、J）均为春、秋季＞冬、夏季；空间分布基本由港底到港口升高。β多样性季节差异（R=0.913，p=0.001）较空间差异（R=0.699，p=0.001）更显著。主要门类有一定季节和空间变化规律。绿藻门、褐藻门和Palpitomonas为夏、秋季＞冬、春季；定鞭藻门为夏季＜其他3季；囊泡虫门为冬、秋季＞春、夏季；甲藻门为冬、春季＞夏、秋季；纤毛门为夏季＞春、秋季＞冬季；丝足虫门为春、秋季＞冬季＞夏季；Picozoa为春、夏季＞冬季＞秋季。空间上，隐藻门、绿藻门和定鞭藻门基本由港底到港口降低；褐藻门呈港口＞港底和港中；囊泡虫门和纤毛门春季为港中和港口＞港底；甲藻门在春、夏、秋3季呈港口＞港底和港中；丝足虫门在春、夏季为港口＞港底＞港中；Picozoa在春季为港底和港口＞港中，夏季由港底到港口降低；Palpitomonas夏季港中和港底＞港口。 3、理化因素和原生生物群落对象山港中型浮游动物群落时空变异的总体解释度高于叶绿素a参数。中型浮游动物群落季节变化的主导因素是理化因素（盐度、温度、DO、SiO4–Si和PO4–P），生物因素（原生生物季节指示类群和pico Chl-a比例）为辅；而理化因素和生物因素对空间变化的作用同等重要。本研究未检验到盐度对浮游动物空间变化的显著影响作用；但可能受电厂影响，温度已成为象山港浮游生物空间变化的新主导因素。 象山港丰度前3的优势种，小长腹剑水蚤、桡足类无节幼体和针刺拟哲水蚤，均偏向在温度、营养盐浓度和pico/nano原生生物相对丰度较高的环境中富集。 浮游动物生物量、丰度和多样性季节变化的主要驱动因素是温度；空间变化则受多种理化因素（温度、营养盐浓度、盐度、pH、DO）和生物因素（原生生物区域指示类群和nano、pico Chl-a）共同影响。温度和营养盐过高（如夏季）会导致中型浮游动物生物量和多样性下降。原生生物粒径结构是驱动浮游动物B/A时空变化的直接因素，而高温、高PO4–P和NH4-N浓度是驱动B/A下降的理化因素。 4、象山港浮游生态系统的基本时空变化规律为：随着温度和营养盐浓度升高，pico和nano原生生物比例增加（如隐藻门、绿藻门、定鞭藻门、Picozoa和Palpitomonas）、nano和micro原生生物比例降低（如褐藻门、囊泡虫门、纤毛虫门），并伴随总Chl-a浓度、pico Chl-a浓度和比例升高，micro Chl-a比例降低；从而导致中型浮游动物总丰度和500μm以下物种（小长腹剑水蚤和浮游幼体等）丰度比例提高，总体小型化。 综上所述，近35年象山港在海水富营养化加重和升温的环境压力下，原生生物和浮游动物小型化可能是大中型浮游动物生物量和丰度下降的原因。本文阐明了象山港中型浮游动物时空变化规律和主要驱动因素，为海湾浮游动物小型化、单一化提供理论支撑。