中国海洋浮游植物和赤潮物种的生物多样性研究进展(三):南海

中国南海是世界上最大的边缘海之一,位于印太交汇区的北端。独特的地理环境和气候条件使其生态环境极其复杂,使得南海海域的赤潮具有特殊性和典型性。近20年来,南海赤潮现象呈攀升态势,对水产养殖业、滨海旅游业、海洋生态系统及人类健康都有着严重的危害。为了系统了解南海海域浮游植物,尤其是赤潮物种的种类组成、相对丰度及年际变化,本文对近30年间(1987—2018)南海海域涉及浮游植物调研的44个航次数据进行了统计和比较分析,共记录到500种浮游植物、65个鉴定到属的未定种和1个未定类的三深碎裂藻。其中,硅藻(289种和37个未定种)和甲藻(186种和21个未定种)占绝大多数,包括赤潮物种149种。其中大部分浮游植物尚未得到系统的分子鉴定。比较发现不同航次报道的物种数目相差较大,种类相似度不高,硅藻和甲藻的相对优势地位无明显演替现象。南海海域最常见的赤潮物种以硅藻为主,包括菱形海线藻、中肋骨条藻、洛氏角毛藻、尖刺拟菱形藻、柔弱拟菱形藻、球形棕囊藻、夜光藻和锥状斯氏藻。本文将为比较研究不同海域赤潮物种的生物多样性,解读宏基因组学及宏条形码分析结果提供参考。     

中国海洋浮游植物和赤潮物种的生物多样性研究进展(一):渤海

渤海是我国最大的半封闭型内海,也是重要的海洋生物产卵场、育幼场和索饵场。其陆源径流丰富,环境异质性高,具有很高的浮游植物物种多样性,其中包括大量的赤潮物种。该海域赤潮频发对水产养殖、生态环境、旅游业等造成了很大影响。因此,针对该海域浮游植物物种多样性的研究具有极其重要的意义。本文整理了1957—2019年间46个主要航次的调查资料,比较分析了这些航次中鉴定的浮游植物组成以及相对丰度,并跟踪分析了近20年来渤海的主要赤潮事件,重点描述了赤潮物种多样性,并详细阐述了常见赤潮物种。在航次鉴定的140个赤潮物种中,包括硅藻78种,甲藻52种,定鞭藻5种,绿藻4种和蓝藻1种。本文为比较研究包括渤海海域在内的不同海域浮游植物和赤潮物种的多样性,探索海洋生物多样性的起源和演化规律,解读宏基因组学及宏条形码分析结果提供了基础和参考。     

胶州湾海域浮游植物和赤潮物种的生物多样性研究进展

胶州湾是我国的一个典型近海海湾,也是近海生态系统的缩影。历史上胶州湾海域赤潮频发,因此也是研究赤潮暴发机制(包括赤潮物种组成、时空动态变化及对环境因子响应)的理想实验场所。迄今,几代科学家对胶州湾浮游植物和赤潮物种开展了长期而系统的调查研究,获得了大量的研究成果。为了系统跟踪胶州湾海域浮游植物群落组成,尤其是赤潮物种的组成变化,本文对近84年间(1936—2019年)胶州湾海域涉及浮游植物调研的54个调查数据结果进行了系统的统计和比较分析。文献共报道了549种浮游植物,包括硅藻326种、甲藻164种、绿藻21种、金藻9种、隐藻9种、淡色藻6种、定鞭藻5种、蓝藻3种、黄藻3种、下睫虫2种、裸藻1种和针胞藻1种。其中只有不到一半(40.29%)的浮游植物的全长18S rDNA序列得到解析,表明分子标记数据库需要继续完善,促进宏条形码分析的有效应用。胶州湾海域的优势浮游植物随时间的推移发生了较大变化,但是报道的甲藻与硅藻物种数的比例没有显著的变化。统计表明,研究者在胶州湾共鉴定到153种赤潮物种,包括硅藻79种、甲藻67种、定鞭藻2种、金藻2种、淡色藻1种、黄藻1种和针胞藻1种。胶州湾海域的典型优势浮游植物均为赤潮物种,包括中肋骨条藻、短角弯角藻、旋链角毛藻、加氏星杆藻、日本星杆藻、星脐圆筛藻和尖刺拟菱形藻,其中短角弯角藻和中肋骨条藻是胶州湾海域的"常驻"赤潮物种。本文通过系统综述胶州湾浮游植物和赤潮物种的生物多样性,为利用宏条形码和宏基因组等方法跟踪研究胶州湾和其他海域的浮游植物和赤潮物种的演化奠定了基础。     

胶州湾海域浮游植物和赤潮物种的生物多样性研究

胶州湾是我国一个典型的近海海湾,也是近海生态系统的缩影。历史上胶州湾海域赤潮频发,因此也是研究赤潮暴发机制(包括赤潮物种组成、时空动态变化及对环境因子响应)的理想实验场所。迄今,几代科学家对胶州湾浮游植物和赤潮物种开展了长期而系统的调查研究,获得了大量的研究成果。为了系统跟踪胶州湾海域浮游植物群落组成,尤其是赤潮物种的组成变化,解读基于分子标记的宏条形码分析结果,本文对近84年间(1936年-2019年)胶州湾海域涉及浮游植物调研的54个调查数据进行了系统的统计和比较分析。文献共报道了549种浮游植物,包括硅藻326种、甲藻164种、绿藻21种、金藻9种、隐藻9种、淡色藻6种、定鞭藻5种、蓝藻3种、黄藻3种、下睫虫2种、裸藻1种和针胞藻1种。其中只有不到一半(40.29%)的浮游植物的全长18S rDNA序列得到解析,表明分子标记数据库需要继续完善,促进宏条形码分析的有效应用。胶州湾海域的优势浮游植物随时间发生了较大变化,但是甲藻与硅藻数目的比例没有显著的变化。统计表明,胶州湾共鉴定到153种赤潮物种,包括硅藻79种、甲藻67种、定鞭藻2种、金藻2种、淡色藻1种、黄藻1种和针胞藻1种。胶州湾海域典型的优势赤潮物种包括中肋骨条藻、短角弯角藻、旋链角毛藻、加氏星杆藻、日本星杆藻、星脐圆筛藻和尖刺拟菱形藻。本文通过系统综述胶州湾浮游植物和赤潮物种的生物多样性,为利用宏条形码和宏基因组等方法跟踪研究胶州湾和其他海域的浮游植物和赤潮物种的演化奠定了基础。     

中国海洋浮游植物和赤潮物种的生物多样性研究进展(二):东海

东海海域是我国典型的赤潮频发区,东海沿海的水产养殖业和生态系统等都受到很大影响。本文分析了1958—2019年间东海海域内67个浮游植物调查数据,通过比较东海海域浮游植物物种调查获得的历史数据,重点分析赤潮及赤潮物种的组成,并对相关数据进行剖析和解读。共统计出东海海域浮游植物773种(包括65个变种),其中棕鞭藻门470种(包含42个变种),甲藻门253种(包含23个变种)。这些浮游植物中包括了赤潮物种135个,其中棕鞭藻门73个物种,甲藻门56个物种,定鞭藻门和蓝藻门各3个物种。比较发现该海域硅藻和甲藻的相对物种丰富度并没有发生显著的变化。本文分析结果可为东海海域和其他海域浮游植物和赤潮物种生物多样性的研究提供参考。     

珠江口及其邻近海域赤潮物种的生物多样性研究进展

珠江口是中国长江以南最大的河口,毗邻港珠澳地区,海域内营养盐含量丰富,浮游植物物种多样性高。伴随着珠江沿岸地区经济的飞速发展,珠江口海域富营养化问题日趋严重,导致赤潮灾害频发。许多研究学者已经对珠江口海域浮游植物,特别是赤潮物种进行了全面的调查研究。为了系统解读珠江口海域赤潮物种的组成和相对丰度的变化,本文利用公开发表的数据,对1985—2014年间珠江口海域的22个航次调查结果进行了比较分析。这些航次调查共鉴定和报道了428种浮游植物物种,包括硅藻270种、甲藻130种、绿藻门9种、蓝藻8种、定鞭藻5种、金藻4种、着色鞭毛藻1种和裸藻1种。这些浮游植物大多数还没有分子分析数据,只有不到三分之一（28.0%）物种的全长18S rDNA全长序列得到解析,表明分子标记的数据库还需完善。根据文献报道,这些浮游植物中有54种赤潮物种,包括中肋骨条藻、双胞旋沟藻、夜光藻、球形棕囊藻、米氏凯伦藻、洛氏角毛藻和铁氏束毛藻等物种。本综述对了解珠江口及其附近海域的有害藻华物种,以及解读珠江口及其附近海域宏基因组学及宏条形码分析结果提供了参考,可以促进比较研究不同海域浮游植物和赤潮物种的生物多样性。     

南麂海域浮游植物的分布特征

通过对南麂海域2003～2005年4个季节8个航次浮游植物样品的观察,对不同季节浮游植物的种类组成和数量分布进行了分析。研究结果表明,从调查样品中鉴定出浮游植物为3门34属128种。南麂海域的浮游植物密度从4月下旬到12月中、上旬(除赤潮消亡期外),基本保持在107个/m3以上。春季浮游植物以甲藻为主,夏季和冬季以硅藻为主;秋季大部分时间浮游植物以硅藻为主,有时以甲藻为主。能形成该区域赤潮的生物有14种,其中已引发赤潮的生物占6种(甲藻3种,硅藻3种)。春季赤潮为有色赤潮,有较大的危害性;其它季节的赤潮为无色赤潮,未出现危害现象。     

茂名放鸡岛海域浮游植物与赤潮生物研究

2003年8月、12月,2004年2月、5月对茂名放鸡岛海域进行了浮游生物调查,分析了浮游植物物种组成、优势种及其细胞丰度分布和物种多样性.共鉴定出浮游植物36属57种(硅藻46种,甲藻11种),其中赤潮类生物22种.角毛藻属以及丹麦细柱藻、脆根管藻和尖刺伪菱形藻为全年主要优势种,在早春季节冰河拟星杆藻成为季节性优势种,5月份和8月份角毛藻属以及尖刺伪菱形藻和丹麦细柱藻的细胞丰度在放鸡岛周边局部水域超过107 m-3.放鸡岛海域浮游植物物种多样性指数和均匀度偏低,在合适的条件下,有可能形成硅藻赤潮.     

烟台四十里湾扇贝养殖区浮游植物群落调查

2016年4～11月对烟台四十里湾近岸的3个扇贝养殖区浮游植物群落进行了8个航次的调查。调查共鉴定出浮游植物5门67属/种,其中硅藻门占总种数的65.67%,菱形藻属种类最多;其次为甲藻门占13.43%,角藻属种类最多;此外还发现27属/种赤潮藻,提示该海域需加强赤潮防范。Shannon-Winner指数、Margalef指数和均匀度指数分析显示,该调查海域浮游植物多样性和物种丰富度总体较好,群落结构较为稳定。     

2010年春秋季长江口南部硅藻种类组成和密度的时空变化

2010年4、5及10月,在长江口南部及其邻近海域典型赤潮高发区分别进行拖网和水样采集,获得浮游植物样品180个,进行硅藻种类组成与数量分析.3个航次分别鉴定出硅藻43属134种、37属126种及45属155种;3个航次共有的属有29个,分别占各航次硅藻属总数的67.44%、78.38%和64.44%.硅藻种类多样性4、10月高于5月.3个航次的种类最多硅藻均为圆筛藻(Coscinodiscus spp.).4、5月和10月圆筛藻属的种类数目及其所占比例分别为22种(16.30%)、30种(23.62%)及26种(16.67%).在这3个航次调查中,圆筛藻种类多样性随季节变化表现出低-高-低的特征,而硅藻种类多样性随季节变化刚好相反,呈现高-低-高的变化,两者具有一定的负相关性.硅藻细胞密度水平分布和垂直分布的的变化趋势为春季4、5月高于秋季10月.骨条藻(Skeletonema spp.)是4、5月的数量优势种,10月没有明显优势的硅藻.硅藻数量分布的季节性变化和春季藻类赤潮、长江冲淡水通量及其流向的季节性变化有关.长江口南部及其邻近海域硅藻高值区表现出从近岸向外海降低的趋势.     

长江口海域春季浮游植物的年际变化

于2014年5月在长江口海域采集海水样品,分析了浮游植物种类组成、细胞丰度、优势种等群落结构特征。共鉴定浮游植物105种,其中硅藻30属56种,甲藻19属41种,以及隶属于金藻、蓝藻等的8个种。浮游硅藻以近岸半咸水种为主,优势种类是中肋骨条藻(Skeletonema costatum);浮游甲藻以沿岸广布种为主,典型代表是东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)。为了更好地了解长江口海域浮游植物的年际变化趋势,本文收集整理了该海域1986—2014年间的春季数据,分析了浮游硅藻、浮游甲藻主要群落特征的年际变化,以及浮游硅藻优势种类细胞粒径的变化趋势。结果表明:(1)浮游硅藻、浮游甲藻的种类数均呈现不同程度的上升趋势,浮游甲藻的上升幅度更为明显;(2)浮游甲藻种类数在浮游植物种类数中的占有比例呈上升趋势,而浮游硅藻所占比例呈下降趋势;(3)浮游硅藻优势种类的细胞粒径呈现小型化趋势。     

南麂列岛海域浮游植物生态特征及甲藻赤潮频发原因

根据2004年5 月-2005 年2 月4个季节的调查资料以及2001-2005年赤潮发生时收集的资料, 分析了南麂列岛海域浮游植物的种类组成、优势种类、细胞丰度的季节变化及其与环境因子的关系、春季甲藻赤潮发生状况.结果表明,该海域浮游植物共鉴定出105种,硅藻和甲藻分别为73种和28种;优势种主要有中肋骨条藻Skeletonema costatum、布氏双尾藻Ditylum brightwellii和夜光藻Noctiluca scintillans等16种;细胞丰度以秋季均值最高,达2.81×108 个/m3.与1990年的数据相比,种类组成及细胞丰度均发生较大的变化.种类组成的季节变化主要受到江浙沿岸流和台湾暖流的影响.多种甲藻赤潮生物以及甲藻孢囊的存在为赤潮的频繁发生提供了种源,适宜的水文气象条件、某些甲藻独特的生活习性以及高N/P比有可能是导致该海域甲藻赤潮爆发的主要原因,富营养化与该海域春季赤潮频繁发生的关系较小.     

山东近海赤潮物种多样性研究进展

山东近海浮游植物多样性很高,其中包括很多能够引发赤潮的赤潮物种。在气候变化和人类活动的双重影响下,山东近海赤潮事件的规模越来越大,赤潮暴发频率也越来越高,给生态环境及人类健康带来负面影响,从而引起越来越大的关注。为系统了解山东近海的赤潮物种多样性,评估潜在的赤潮暴发事件,对过去84年间(1936～2019年)完成的以山东近海浮游植物为研究对象的生态研究项目进行了全面的文献检索,并对文献报道的结果进行了整理和分析。这些生态研究项目基本都采用了基于形态特征的方法对浮游植物进行了物种鉴定。对检索到的119个生态研究项目的鉴定结果汇总得到659种浮游植物,其中包括155种赤潮物种,以硅藻(78种)和甲藻(67种)为主,还包括棕鞭藻(5种)、定鞭藻(2种)、隐藻(1种)、未定类的三深碎裂藻(Ebriatripartite)和红色中缢虫(Mesodinium rubrum)。鉴定频率最高的赤潮物种包括中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、夜光藻(Nocti...     

渤海网采浮游植物群集的季节变化

研究了渤海2011年夏、冬季节和2012年春、秋季节共50个站位的网采浮游植物物种组成、群落结构特征及主要优势种与环境要素的关系。共鉴定浮游植物3门33属67种,其中硅藻和甲藻是渤海主要浮游植物类群,物种数分别占总物种数的80.6%和17.9%,金藻在部分站位出现,占总物种数的1.5%。物种数目以秋季最多,春冬季其次,夏季最少。优势种的组成有季节性差异,但差异并不大。具槽帕拉藻(Paralia sulcate)、圆筛藻(Coscinodiscus sp.)、格氏圆筛藻(Coscinodiscus granii)、星脐圆筛藻(Coscinodiscus asterompha)在全年都作为优势物种出现。对调查区浮游植物群落组成及甲藻硅藻比分析,2011年夏季渤海海域出现甲藻赤潮,赤潮种为夜光藻(Noctiluca scintillans)。典范对应分析结果表明,浮游植物在不同季节受不同影响因素控制。在春季受温度、盐度和营养盐的共同影响,夏季主要受硝酸盐、亚硝酸盐和氨氮的影响,秋季主要受温度、盐度和磷酸盐影响。     

广西涠洲岛海域浮游植物和赤潮生物种类组成的初步研究

根据2006年3-11月期间对涠洲岛海域进行赤潮监控监测获得的调查资料,对该海域调查期间的浮游植物组成和各月的优势种变化作了分析.结果显示:涠洲岛水域浮游植物有5属103种,其中蓝藻1属2种,硅藻34属83种,甲藻8属16种,着色鞭毛藻门1属1种,绿藻门1属1种;赤潮生物有29属60种,其中蓝藻1属2种,硅藻18属40种,甲藻8属16种,着色鞭毛藻1属1种,原生动物1属1种;浮游植物优势种有球形棕囊藻、红海束毛藻、菱形海线藻、旋链角毛藻、洛氏角毛藻等,均属赤潮物种.调查期间涠洲岛海域浮游植物优势种更替现象明显,与水温等环境因子的变动有关.     

2012年春季渤海湾天津近岸海域网采浮游植物群落结构初探

于2012年春季(5月)调查了渤海湾天津近岸海域的网采浮游植物群落,经初步分析发现网采浮游植物共2门17属28种,其中硅藻26种,占种类组成的92.9%;甲藻2种,占种类组成的7.1%。调查海域浮游植物以广温型近岸种为主,主要优势种为柔弱几内亚藻Guinardia delicatula、中华齿状藻Odontella sinensis、布氏双尾藻Ditylum brightwellii和格氏圆筛藻Coscinodiscus granii;调查海域网采浮游植物细胞丰度的分布主要由浮游硅藻的分布所决定,高值区主要分布在塘沽、大港和歧口周围海域;20个站位根据浮游植物的物种及丰度相似性可以划分为5组;浮游植物物种多样性指数在0.43～3.59之间,平均为2.15,多样性指数出现由南、北向中央逐渐缩小的趋势;水温、DO、pH值和无机氮与浮游植物种类组成和细胞丰度分布呈最大等级相关,这4个环境因子是对观察到的群落结构的最好解释。     

夏季北部湾的浮游植物群落

根据2009年8月份对北部湾(18°N～22°N,107°E～110°E)海域12个采水站住的调查,分析夏季调查区浮游植物的群落结构特征.通过Uterm?hl方法共鉴定出浮游植物4门60属90种(不包括未定种),群落组成以硅藻为主,其次是甲藻.浮游植物生态类群以广温广布型种为主,调查区的优势种为菱形海线藻(Thalas...     

链状裸甲藻赤潮消亡过程及其与休眠包囊关系的初步研究

本文对2018年6月10?14日在泉州湾海域发生的一次链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）赤潮的消亡过程进行研究。在现场跟踪监测,共设置4个站位,进行6个航次海洋环境及浮游植物的调查。结合本文对泉州湾海域甲藻包囊的调查研究,探索休眠包囊与赤潮生消过程的关系。研究结果显示,赤潮发生时海况良好,水温和盐度分别介于27.1～28.2℃和29.7～31.4之间,活性磷酸盐和无机氮浓度分别介于未检出至0.045 4 mg/L和0.050～0.281 mg/L之间,赤潮生物密度与营养盐浓度没有呈现显著的相关关系,大风大浪是导致赤潮消亡的重要原因;赤潮消亡过程中共鉴定出浮游植物3门48属100种,硅藻门种类最多;赤潮消亡期间浮游植物群落结构发生变化,前期链状裸甲藻占绝对优势,最高密度达（7.02±0.11）×106 cells/L,后期中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和旋链角毛藻（Chaetoceros curvisetus）代替链状裸甲藻成为优势种,且浮游植物种类数明显增加;同时在泉州湾海域共鉴定甲藻包囊5大类37种和1种未定种,平均丰度为574 cysts/g,以异养型甲藻包囊为主;休眠包囊在赤潮生消过程中起着重要作用,赤潮消亡时形成休眠包囊,包囊数量会随着时间呈下降趋势,但仍有萌发的可能,具有重新暴发赤潮的潜在性,需要引起重视。     

2011年辽宁东港赤潮监控区浮游植物群落结构特征

研究了辽宁东港鸭绿江口海域赤潮监控区6个测站的浮游植物种类组成、数量分布和群落结构特征.2011年5-10月浮游植物数量变化范围为9.80伊104~3.66伊108个/m3,浮游植物数量高峰出现在春季5月,最低值出现在夏季8月.共发现浮游植物4门33属70种,其中硅藻27属57种,甲藻4属11种,黄藻 1 属 1种,金藻 1 属 1种.优势种为尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)和夜光藻(Noctiluca scintillans),均为赤潮生物种.春季5月多样性指数和均匀度指数较低,但优势度指数较高,优势种是尖刺拟菱形藻,成为形成赤潮的潜在生物要素.     

2004年秋季长江口及其邻近水域浮游植物群集

根据2004年11月在长江口及其邻近水域37个测站采集的浮游植物水样Utermhl方法分析结果,研究了该水域浮游植物群集特征,包括浮游植物优势种、细胞丰度和多样性指数,并进行了其与环境因子的典范对应分析(CCA).调查区浮游植物组成以硅藻和甲藻为主,其丰度所占比例分别为67.97%和28.94%.浮游植物优势种为中肋骨条藻、具槽帕拉藻和菱形海线藻等温带近岸种.浮游植物细胞丰度为0.27×103~133.38×103 个/L,平均为4.97×103 个/L,高值出现在调查区的南部和东南部.Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数在各测站变化较大.分析表明,优势种中肋骨条藻的分布与硝酸盐和硅酸盐呈正相关,具槽帕拉藻和菱形海线藻与温度呈正相关.