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Dynamics of Alexandrium population and environmental factors in Daya Bay, the South China Sea

大亚湾亚历山大藻种群周年变动与环境因子的关系


于1997年7月至1998年6月,在大亚湾澳头海域设立6个监测站位,连续监测亚历山大藻(Alexandrium sp.)种群周年变动规律及其与环境因子的关系。大亚湾亚历山大藻种群的密度高峰出现在春季(4月至5月),最高密度达到20.4cells·mL-1,其它季节则密度较低。亚历山大藻密集出现的温度为22.8~30.0℃、盐度范围为25~30。在亚历山大藻种群密度高峰期里,N/P都较高,DIN含量维持较高水平,有利于亚力山藻的生长,DIP含量却很低,使得此藻比其他藻更具竞争优势。可溶性Fe含量可能成为亚历山大藻增殖的限制性因子。

Annual variation of Alexandrium population.in Daya Bay, the South China Sea, were investigated.The influences of environmental factors on the population dynamics were analyzed at six stations in Daya Bay from July 1997 to June 1998. The abundance of Alexandrium sp. was found higer in spring from April to May than those in other seasons in the area. The highest cell density was 20400 cells·L-1. The temperature and salinity range were 22.8~30.0℃ and 25~30‰ respectively with the high cell density occurring. During the high density cell seasons of the Alexandrium population, the N/P ration was above 16. The concentration of DIN remained the high level. So the Alexandrium sp had more competitive advantages than other alga populations when the concentration of DIP was low. Fe may be the limiting factor of the population growth.


全 文 :生态科学2006年4月第25卷第2期 ECOLoGICSC ENCEA”,2006,25(2):109~112
大亚湾亚历山大藻种群周年变动与环境因子的关系
赵水东,徐 宁,吕颂辉+,王朝晖(暨南大学水生生物研究所,广州510632)
【摘要】于1997年7月至1998年6月,在大亚湾澳头海域设立6个监测站位,连续监测亚历山大藻(彳肠∞砌磁所sp.)
种群周年变动规律及其与环境因子的关系。大亚湾亚历山大藻种群的密度高峰出现在春季(4月至5月),最高密度达
到20.4cells.mL~,其它季节则密度较低。亚历山大藻密集出现的温度为22.8~30.0℃、盐度范围为25~30。在亚历山
大藻种群密度高峰期里,N/P都较高,DIN含量维持较高水平,有利于亚力山藻的生长,DIP含量却很低,使得此藻比
其他藻更具竞争优势。可溶性Fe含量可能成为亚历山大藻增殖的限制性因子。
关键词:亚历山大藻;大亚湾;种群动态;环境因子
中图分类号:Q178 文献标识码:A 文章编号:1008.8873(2006)02.109.04
Dynamicsof彳跑搿矾删群艉populationandenvironmentalfactorsinDayaB y,theSouthC inaSea
ZHA0Shui.dong’XUNing’LuSong-hui,WANGZhao-hui(InstituteofHydrobiology,JinanUniverSitv,Guangzhou5l0632)
Abstract:Annualvariationof彳胞x口玎西一f“胴populationinDavaB v.theSouthC inaSea,wereinvestigated.Theinnuencesof
enviro啪emalfactorsnthepopulationdynamicswereanalVzedatsixstationsinDayaBay丹omJuly1997toJune1998.The
abundanceof爿绝x口疗西吁甜msp.wasfbundhigerinsprin2行omApriltoMaythanthoseinotllerseasonsi thearea.Thehighest
celldensi“was20400cells·L~.Thetemperaturendsalinity啪gewere22.8~30.0℃and25~30‰respectivelvwinlthe
higllcelldensityoccurring.DuringthehighdensityceUseasonsftlle彳,最搬玎dpf“mpopulation,tlleN/Prationwasabovel6.
TheconcentrationofDINremainedthhighlevel.Some爿,甜口胛办胁msDhadmorecompetitiveadvaIltagesllanotlleralga
populationswhentheconcentrationofDIPwaslow.Femaybemelimitingfactorofmepopulationgro、Ⅳth.
KeVwords:爿如阳门dpf“州sD.:DayaBaV:Po口uIationdynamics:E vironmentalfactors
随着我国经济的快速发展,沿岸海域的环境污染
日益严重,海水营养盐的组成发生了变化,浮游植物
群落中甲藻等鞭毛藻类的数量和种类迅速增加,赤潮
的暴发频率和危害程度也明显增大。亚历山大藻隶属
甲藻门横裂甲藻亚纲多甲藻目亚历山大藻属,是广泛
分布于我国沿海的一类有毒赤潮藻,可产生麻痹性贝
毒(PsP)。麻痹性贝毒经食物链蓄积于贝类体内,人
类食用后可能引起食物中毒甚至危及生命。亚历山大
藻即使在较低的密度范围内,也可能引起生物的中毒
反应【1J。亚历山大藻孢囊广泛分布于我国南海和东海,
并于1996年在厦门、2002年在舟山海域形成过赤
潮【2’31。值得注意的是,最近的研究显示,椭圆型亚
历山大藻孢囊在PSP毒素中毒事件高发区和高含量区
的大亚湾大鹏澳海域高密度、高频率出现,并且近年
来有逐渐增加的趋势【4J。因此,研究亚历山大藻种群变
动规律及其与环境因子的关系,对于揭示亚历山大藻赤
潮的形成机理及有效预测和防治赤潮具有重要意义。
临南海,是一个半封闭溺谷型亚热带海湾,也是广东
大亚湾核电站的所在地。 位于大亚湾西北隅的惠州
(澳头)是个天然的避风港,是大亚湾主要的珍珠养
殖区和采苗区,也是网箱养殖密集海区。实验期间我
们在澳头海域共布设6个监测站(图1)。其中Sl位于
居民区附近,S2位于养殖区,S3、S4和S5在近岸
海域,S6则为湾口对照点。
1.2样品的采集与分析 .
于1997年7月至1998年6月,每3d采集样品1
次,连续监测大亚湾澳头海域亚历山大藻种群和重要
环境因子的变动规律。当水深大于5m时,采集表、
底两层样品,小于5m则只采集表层样品。采集浮游
植物定量样品1L,立即用4%福尔马林溶液固定,沉
淀、浓缩至20~50mL,用O.1mL计数框在显微镜下
进行定量分析。用孔径为20“m的浮游植物网采集浮
游植物定性样品,在0II衄Ft丑l倒显微镜下进行定性
分析。用5L有机玻璃采水器与浮游植物同步采集水
收稿日期:2006.02一17,2006.03—20接受
t材料与方法 基金项昏乒蒙黎霰鬻箍苗蒿嚣:嚣;耄船;£篇篇箬墅并刍
1.1 采样站位的布设 资助项目(2003窈c7361)。
大亚湾地处惠州市东南部,位于珠江口东侧,濒籍;稳,走嚣。::;::意盎.:蓥警’主要从事藻类生理生态研究
万方数据
110 生态科学 24卷
图l大亚湾监测站示意图
Fig.1SampUngstationsinDayaB y
化样品,监测水温、光照、盐度、N03‘一N、N02。一N、
NH4+.N、P043’一P、Si、Fe、Mn等的变化,分析方法
均参照《海洋监测规范》[5】o
2结果和分析
2.1亚历山大藻种群的时空变动规律
2.1.1亚历山大藻种群的季节变动规律现场监测结
果显示,大亚湾澳头海域亚历山大藻(彳版口胛咖f“聊
sp。)的检出频率并不高,一年中仅在春季(3月底到
5月底之间)以较低密度出现。以S2站为例,3月25
日至4月5日亚历山大藻细胞密度介于2.4~5.8
cells·mL。1之间,5月23日亚历山大藻细胞密度达到
最大值10.2cells·mL~,其余时间细胞密度都很低,
约为0.2~0.4celIs·mL~。
亚历山大藻的种群变动与甲藻的数量变动趋势
并不一致。例如,1998年4月5日S2站位亚历山大
藻细胞密度高峰出现,这时硅藻成为优势藻群,甲藻
数量只占浮游植物总细胞密度的19.44%,而亚历山大
藻占甲藻的28.00%。当天出现的优势浮游植物种类
主要是窄隙角毛藻(C厅口PfDce阳s够聍括),总密度为
8.4cells·mL~。而到了1998年5月23日,裸甲藻成
为S2站优势浮游植物类群,甲藻数量占总细胞密度
的80%以上(表1),此时亚历山大藻也伴随达到数量
高峰,约10.8cells·mL~。
. 大亚湾海域亚历山大藻仅在春季集中出现,其余
季节很难寻觅到它的踪迹,可能与其特定的环境需求
和生活史特征有关。华南沿海的春季多为阴雨天气,
是甲藻赤潮的高发季节,可能春季的环境条件比较适
宜亚历山大藻的生长。有报道证实,在外界环境条件
不利时,亚历山大藻能够以孢囊的形式存在,以度过
不良环境,一旦条件适宜,则萌发为营养细胞l¨。因
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图2S2站位亚历山大藻种群周年变化
Fig.2Annualv ria戗onofceUdensityof彳钯阳一西妇m艘at
S2from1997to1998
表1两个高峰期S2站亚历山大藻的细胞密度(cells·mL。1)
Tab.1TheceUdensityof爿f童x4以西一口,Hsp’sdistributingOf
station2 twofhsti2iums.
检测项目 A表层 A底层 B表层 B底层
ItemstestedAsurf.aceAbottomBsurfaceBbottom
Al 2.8 5.6 10.2 7.8
TP 14.4 25.0 251.8 145。8
TB 66,6 42.6 22.4 281.2
TA 81.0 67.6 274.2 427.4
Al/TPf%1 28.00 22.40 4.05 5.35
TP/TAf%1 19.44 36.98 91.80 34.1l
注(Note):Al,亚历山大藻一zE瑚ndm肼sp;TB,所有硅藻tdtal肋cfff口7唧砂m:
TP,所有甲藻total0唧砂,口;1A,所有藻totalalga;A,第一个高峰期;B,第二个
高峰期
此,在一年中的大部分时间,大亚湾亚历山大藻种群
可能均以孢囊的形式存在(种源),在外界条件适宜的
春季则萌发为营养细胞,并可能形成赤潮。
有报道显示,大亚湾大鹏澳海域PSP含量在冬季
最高,春季次之【6J,并且PSP贝毒有春高秋低的季节
差异[7】。大亚湾海域表层沉积物中高密度的亚历山大藻
孢囊也许是该海域贝类体内冬季PsP毒素积累及高含量
的重要原因,而春季PSP毒素含量的高峰期可能与亚历
山大藻营养细胞密度的春季高峰相联系。
图31998年春大亚湾6个站位表层亚历山大藻细胞密度的变化
Fig.3Vhriationofcendensi哪of彳砌d砌肘SP.atsurf ce
ofsixStationsofDayaBayinspring1998)
万方数据
1期 赵水东,等:大亚湾亚历山大藻种群周年变动与环境因子的关系
2.1.2亚历山大藻种群的空间分布特征不同监测站
位亚历山大藻种群的季节变动规律基本一致。监测期
间,亚历山大藻共出现3次数量高峰,分别是4月5
日、5月8曰和5月23日,最高密度分别达到20.4、
19.4、11.6cells·mL一。数量高峰一般始于离岸近的
Sl,然后扩散至离岸较远的各监测站。然而,各站位
亚历山大藻的细胞密度却具有显著差异(图3)。4月
5日和5月8日S1站表层亚历山大藻细胞密度出现
高峰,分别为20.4和19.4cells·mL~,远远高出其它
站位。不同监测站位亚历山大藻种群数量的差异可能
与营养盐的组成和含量具有密切关系。由于S1站位
于居民区附近,‘大量的生活污水排入,带来大量的营
养盐,DIN、DIP的含量大大增加。
2.2亚历山大藻种群变动与环境因子的关系
2.2.1温度 大亚湾水域的水温年度变化范围在
14.0~328℃之间,其中4月~11月水温基本维持在
25℃以上。98年春季的现场监测结果显示,亚历山大
藻集中出现的温度范围介于22.8℃~30℃之间,最高
密度出现于23.1℃。塔玛亚历山大藻属中温性藻类,
在15~25℃范围内均可较好生长,19~20℃生长的最
快,高于30℃则很快死亡18J。较高的温度和强烈的光
照使亚历山大藻极易形成赤潮。【9J在温带及亚热带地
区,气温高、光照充足,水温在20~25℃,正适合赤
潮藻的快速生长繁殖,使得亚历山大藻形成赤潮。这
与我们的调查结果基本一致(图4)。




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温度Temp.
图4亚历山大藻细胞密度和温度的关系
F追.4Relationbetweenc Udensityof彳,幻砸一I如f埘"SP.and
watertemperature
2∞盐度现场监测结果表明,在盐度为20.0~30.0范围
内,亚历山大藻均可正常生长,而在盐度为25.0~30.0
之间时,亚历山大藻的出现频率和种群密度较高(图5)。
例如,S2站亚历山大藻的3次密度高峰期间海水盐度均
在25.0~30.0之间。在实验室条件下,在盐度为14.0~
32.0范围内,该藻均可生长,而盐度23.0~27.0时生长
最佳【8J。本次调查也证实了亚历山大藻对盐度具有较广
的适应性,盐度的变化对亚历山大藻的影响不大,在近
岸,海口等水体中均可正常繁殖,因此盐度不是影响其
分布范围的限制性因子。这与Watras等人研究的结果一
裂101。
2.2.3营养盐4~6月间,S2表层可溶性无机氮(DIN)
变动范围是15.7~304.5ug·L.1,可溶性无机磷(DIP)
变动范围是O.2~63.4ug·L~,DIN和D口变动幅度相




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图5亚历山大藻细胞密度和盐度的关系
Fig.SRelati叫be伽eenceUd s姆of彳圾彻捌删SP.and
salini够
当大。监测结果表明,亚历山大藻数量高峰前DIN维
持较高水平,而DIP含量相当低(<10¨g·L‘1)(图6,
7)。大亚湾不存在氮缺乏,N/P变动范围较大,合适
N/P成为大亚湾浮游植物出现的重要因子。据此推
测,较高的DIN水平有利于亚历山大藻的生长,而
低磷条件下该藻可能更具竞争优势。最近的研究结果
显示,亚历山大藻具有兼养(混合营养)生长能力,
在无机营养和光线不足时,可利用有机物获取碳源、
氮源和磷源,维持种群的生存和繁殖。而亚历山大
藻从有机物中获取的磷源可能在与其它藻类的竞争
中发挥重要作用。
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图61998年4月~6月S2站表层亚历山大藻细胞密度与DN的关系
Fig.6cendensityof彳五巴咖dh“删sp.andDINinS2surf.ace
waterfhmApr.~Jun.,1998
徐宁等研究发现大亚湾澳头海域DIP可能是藻类
增殖的限制性因子f11】,N伊比表明赤潮发生过程中水
体中营养盐相对含量的变化,是藻类受N限制或者P
限制的重要指标。4~6月间S2站表层N/P变化范围
万方数据
112 生态科学 24卷
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是6.12~210.17ug,L~。在三个高峰期的时候N/P分别
是22.38、50.58和210.77(图8),出现的三个高峰期的
N/P都超过16,进一步证明了较高的DIN更有利于亚
历山大藻的生长,在DIP含量比较低的情况下,比其
他藻更具竞争优势。
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图81998年4月~6月S2站表层亚历山大藻细胞密度与N:P的关系
Fig.8ceHdensityofAlexandriumsp.andN:PinS2surface
waterf omApr.~Jun.,1998
微量元素Fe对赤潮生物的增殖具有一定的促进
作用⋯J。我们的监测结果表明,亚历山大藻高峰期Fe
的浓度为1.68~73.60ug·L~。在亚历山大藻种群数
量达到高峰前和高峰后Fe含量一直维持较高水平。而
在高峰期时候Fe含量却达到最低的0.31¨g·L~,可
见亚历山大藻对Fe的相对需求量极大。表明大亚湾海
域Fe有可能是亚历山大藻生长的限制因子。(图9)
3结论
大亚湾澳头海域亚历山大藻种群春季高峰的出现
与环境条件密切相关。亚历山大藻适宜生长的温度和
盐度范围分别是22.8~30℃和25~30。较高的DIN
水平可能有利于亚历山大藻的生长,而低磷条件下该
藻可能更具竞争优势。微量元素Fe可能是引起亚历山
大藻种群变动的限制性因子。
大亚湾海域广泛分布亚历山大藻孢囊,而春季其
营养细胞密度达到高峰。因此,应加强春季对亚历山
大藻种群变动及麻痹性贝毒的监测,以便建立有效的
亚历山大藻赤潮和贝毒的预警机制。同时,应进一步
采取措施控制沿岸海域营养盐的输入,防止水质的进
一步恶化,从而从源头上防止有害赤潮的发生。
致谢:国家海洋局南海分局的“赤潮”重大项目组同行参与了
样品采集和水质分析工作,在此深表谢意。
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万方数据
大亚湾亚历山大藻种群周年变动与环境因子的关系
作者: 赵水东, 徐宁, 吕颂辉, 王朝晖, ZHAO Shui-dong, XU Ning, Lu Song-hui, WANG
Zhao-hui
作者单位: 暨南大学水生生物研究所,广州,510632
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGIC SCIENCE
年,卷(期): 2006,25(2)
被引用次数: 1次

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