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Study on phytoplankton community structure at the late stage of a Phaeocystis globosa bloom in the Pearl River Estuary

珠江口球形棕囊藻(Phaeocysis globosa)赤潮后期的浮游植物群落结构特征研究


研究小组于2009年11月30日至12月2日期间对珠江口一次球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)赤潮后期的浮游植物群落结构特征进行了调查研究。共发现浮游植物(包括变种、变型)6门,57属,118种。其中,硅藻门26属67种,占总种数的56.77%;绿藻19属33种,占总种数的27.96%;甲藻4属6种;蓝藻4属5种;裸藻2属5种;金藻2属2种。调查期间,球形棕囊藻可视群体的直径范围为0.5~2.5cm,密度均值为1208colonies·m-3,镜检的密度均值为675000colonies·m-3。11月中旬至月底的骤然升温是本次球形棕囊藻赤潮爆发的主要原因。赤潮期间主要伴随优势种有骨条藻(Skeletonema sp.)、颗粒直链藻(Aulacoseira granulata)、新月菱形藻(Cylindrotheca closterium),以及三星裸藻(Euglena tritella)。

The characteristics of phytoplankton community structure in the Pearl River Estuary were studied at the late stage of a Phaeocystis globosa bloom from November 30 to December 2, 2009. Totally 118 species of microalgae belonging to six phyla were identified in the study. Among them, 67 species belonged to Bacillariophyta; 33 species belonged to Chlorophyta; 6 species belonged to Dinoflagellate; 5 species belonged to Cyanophyta; 5 species belonged to Euglenophyta; 2 species belonged to Chrysophyta. During the investigation, the diameter of optical colonies ranged from 0.5~2.5 cm, with an average density of 1208 colonies·m-3; and the average density under microscopic observation reached to 675000 colonies·m-3. The sudden rising of temperature from the mid to end of November might be the key factor causing the bloom. The: accompanying dominant species during the bloom were Skeletonema sp., Aulacoseira granulata, Cylindrotheca closterium and Euglena tritella.


全 文 :第29卷第2期
2010年4月
生态科学
EcologicalS ience
29(2):140—146
Apr.2010
王超,李新辉,赖子尼,方珍,吴茜,胡锡永,庞世勋.珠江口球形棕囊藻(Phaeocystisglobo a)赤潮后期的浮游植物群落
结构特征研究【J】-生态科学,2010,29(2):140-146.
WANGChao,LIXin-huil,I。AIZi-ni,FANGZhen,WUQian,HUXi-yong,PANGShi-xun.Studyingonphytoplanktoncommunity
structureat hlatestageofaPhaeocystisglobosabloominthePe缸lRiverEstuary[J1.EcologicalS ience,2010,29(2):140—146.
珠江口球形棕囊藻(
的浮游植物群落结构
globosa)赤潮后期
王 超1,李新辉1,赖子尼r,方珍1,2,吴茜1一,胡锡永1,3庞世勋1
1.中国水产科学研究院珠江水产研究所,广州510380
2.上海海洋大学水产与生命学院,上海201306
3.大连海洋大学生命科学与技术学院,大连116023
【摘要】 研究小组于2009年11月30日至12月2日期问对珠江口一次球形棕囊藻(Phaeocystisglob sa)赤潮后期的浮游
植物群落结构特征进行了调杏研究。共发现浮游植物(包括变种、变型)6门,57属,118种。其中,硅藻门26属67种,占
总种数的56.77%;绿藻19属33种,占总种数的27.96%;甲藻4属6种;蓝藻4属5种:裸藻2属5种;金藻2属2种。调
查期间,球形棕囊藻可视群体的直径范围为0.5—2.5cm,密度均值为1208colonies·In-3,镜检的密度均值为675000colonies·n,。
11月中旬拿月底的骤然升温是本次球形棕囊藻赤潮爆发的主要原因。赤潮期间主要伴随优势种有骨条藻(Skeletonemasp.)、
颗粒直链藻(Aulacoseiragranulata)、新月菱形藻(Cylindrothecaclosterium),以及三星裸藻(Euglenatritella)。
关键词:珠江口;球形棕囊藻;赤潮;浮游植物
doi:10.3969/j.issn.1008—8873.2010.02.009中图分类g-.P735文献标识码:A 文章编号:1008-8873(2010)02-140—07
StudyonphytoplanktoncommunitystructureatthelatestageofaPhaeocystis
globosabloominthePearlRiverEstuary
WANGCha01,LIXin.huil,LAlZi—nir,FANGZhenl一,WUQianl一,HUXi.yon91一,PANGShi.xunl
J.PearlRiverFisheriesResearchInstitute,ChineseAcad myofFisheryScience,Guangzhou51038以China
2.CollegeofFisheriesandLlyeScience,ShanghaiOceanU iversity,Shanghai201306,China
3.CollegeofLifeScienceandTechnology,DalianOceanUn versity,Dalian116023,China
Abstract:ThecharacteristicsofphytoplanktoncommunitystructureinthePearlRiverEstuarywerestudiedatthelatestageofa
PhaeocystisglobosabloomfromNovember30toDecember2,2009.Totally118speciesofmicroalgaebelongingtosixphylawere
identifiedinthestudy.Amongthem,67speciesb longedtoBadllariophyta;33speciesb longedtoChlorophyta;6speciesb longed
toDinoflagellate;5speciesb longedtoCyanophyta;5speciesb longedtoEuglenophyta;2speciesb longedtoChrysophyta.
Duringtheinvestigation,thediamet rofopticalo oniesrangedfrom0.5~2.5cm,withanaveragedensityof1208colonies‘m~;and
theaveragedensityundermicroscopicobservationreachedto675000colonies·m一.Thesudd nrisingoftemperaturefromthmidto
endofNovemberIIlightbethekeyfactorcausingthebloom.Theaccompanyingdominantspeciesduringthebloomwere
Ske彪tonemasp..Aulacoseiragranulata.CylindrothecaclosteriumandEuglenatntella.
Keywords:thePearlRiverEstuary;Phaeocyst括globosa;bloom;phytoplankton
收稿日期:2010-03—15收稿,2010.04—15接受
基金项目:珠江[J海域渔业生态环境野外观测台站观测研究及数据信息系统建设(2006--2007).全国渔业环境监测网珠江生态监测与
评价项Iq(2009):公益性行业(农业)科研等项项目200903048·5
作者简介:王超(1980一),男,山东淄博人,硕士,助理研究员,主要从事浮游植物分类和生态学方面的研究。E·mail:chaowan980@163.oom
+通讯作者:赖于尼(1964—),女,研究员,Tel:020·81616887,E—mail:znlai01@163.com
万方数据
1引言(Introduction)
球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa),隶属金藻门,
定鞭藻纲,是一种广温广盐性的藻类,广泛分布于海
洋生态环境中。该藻球形群体外围具有一层柔软
的胶质被且藻体含多糖,当大量繁殖形成赤潮时,
含胶质和糖的藻体便紧紧贴在鱼鳃上,影响鱼的
呼吸和摄食,致使鱼类窒息缺氧而死亡;其次,
该藻巨大的生物量(尤其是黎明和傍晚时)可造
成水体缺氧导致灾害,再加上藻体和藻细胞死亡
腐烂后会产生溶血毒素等有毒物质,对水体环境
的破坏将持续一定时间,严重时会导致鱼类大面
积死亡【1,21。
珠江1:3是珠江的河口湾,面积为210kmzI引,
为珠江水流入南海的出海口,是南海北部陆源污染物
的主要受纳水体,它与长江口、黄河口一起并称为中
国三大河口,并以其不同于长江口和黄河口的河口过
程和地理位置越来越受研究者们的重视14。J。珠江口
地处亚热带,是咸淡水交汇的海域,受珠江径流、广
东沿岸流和外海水的综合影响,生态环境独特,生物
多样性丰富,是幼鱼幼虾的繁殖保护区,也是多种珍
稀水生动物如中华白海豚(Sousachinensis)、江豚
(Neophocaenaphoconoides)、黄唇鱼(Bahaba
taipingensis)等的栖息地和重要增养殖水域【3J。珠江
河口水域区有着复杂的地理和水动力特征,河水在这
片水域流经8个主要口门进入南海,分别为虎门、蕉
门、洪沥门、横门、磨刀门、鸡啼门、虎跳门和崖门,
其中50%~55%的珠江水通过虎门、蕉门、洪沥门和
横门4个口门汇入伶仃洋,其余4条通道直接朝向南
海,占总流量的45%~50%。珠江口属于典型亚热带
季风气候带,一年可分为枯水期(10~3月)和丰水
期(4~9月)两阶段【6I。河口近岸水域是陆海相互作
用耦合带和生产力最高的区域,生源元素来源丰富,
各种因素(包括水动力、生物地球化学过程及人类活
动等)十分复杂,其生态环境和生物资源的变化与人
类活动和经济发展关系密切【7J。河1:3因特殊的地理位
置和水文条件,具有比海洋更为剧烈的物理化学和生
物作用【51。
据报道,我国广东沿海在1997"--2007年间爆发
球形棕囊藻赤潮达17浏2|。尽管自2004年珠江El水
域首次发生球形棕囊藻赤潮以来,已有多次该藻在珠
江口水域形成赤潮的报道,但均为新闻报道,缺乏科
学的系统调研。2009年11月中旬至12月初,珠江
口发生一次球形棕囊藻赤潮,本研究对此次赤潮后期
的浮游植物群落结构特征进行了现场监测,旨在补充
该水域球形棕囊藻赤潮研究的空白。
2材料和方法(Materialsandmethods)
2.1采样站位布设
如图1所示,调查期间在珠江口设八个采样断
面,S1.s8分别位于虎门,蕉门,洪沥门,横门,磨
刀门,鸡啼门,虎跳门和崖门。
(S1:虎门Humen;S2:蕉门Jiaomen;s3:洪沥门
Honglimen;S4:横门Hengmen:S5:磨刀门Modaomen:
S6:鸡啼门Jitimen;S7:虎跳门Hutiaomen:$8-崖门
Yamen)
图1珠江口调查站位分布
Fig.1DistributionofsamplingstationsinPearlRiverEstuary
2.2采样与分析
本次调查时间为2009年11月30日至12月2日,
每次采样在大潮前后1.5h内完成。
万方数据
水体中肉眼可见球形棕囊藻球形群体的采样与
计数用5L有机玻璃采水器,取表层(离水面0.5m)
水样20L放入盆中进行现场计数,并对球形群体的
直径范围进行测量。
水体中肉眼不可见球形棕囊藻群体和其它优势种
用HQM.1型有机玻璃采水器,取表层(离水面0.5m)
水样各1L装入聚乙烯瓶中。水样采集后,立即用鲁
格氏液崮定,使其最终浓度为15%o。水样运回实验室
后,立即移入玻璃量筒内,加盖静置24h后,用管El
包裹筛绢(网日孔径为77∥m)的虹吸管或吸管小心
吸去上清液。如此反复多次,直至将水样浓缩至30"-
100mL。分析时取均匀样品1mL注入Sedgewick--
Rafte浮游植物计数框中,在NikonTSl00{虱J置显微镜
下进行浮游植物的种类鉴定和计数。
水温、盐度、浊度、溶解氧和水深用便携式水质
分析仪(YSl6600—02,USA)进行现场测定。
2.3数据处理
本文的数据处理和作图均用Excel,Origin和R
软件完成。
3结果(Results)
3.1调查过程与现场描述
据当地渔民反映,截至调杏时间,调杏水域球形
棕囊藻赤潮持续约两周。由于本次调查采样按自西南
向东北方向进行,因此现场观察到的赤潮现象为崖门
和虎跳门水域比较严重。据广州海洋环境监测中心的
表1现场监测水环境数据
Table1 Themonitoringdataofwaterquality
同行告知,11月30日,本小组在崖门和虎跳门进行
监测的同时,虎门水域的球形棕囊藻赤潮现象严重。
由于八大口门空间跨度较大,而且调查期间伴有降雨
影响,本研究小组赶至其它水域时,赤潮已近结束。
在崖门和虎跳门水域可明显看到球形棕囊藻球形群
体随水流在水体表层呈集群性漂动,其它水域可见零
星群体漂浮于水体中,群体颜色呈棕褐色。当地船员
和渔民反映,在赤潮发生水域打水洗脸,眼睛有刺痛
的感觉。
3.2水环境状况
本次调查的现场水环境数据见表1。所调查水域
的水深较浅,水体混合均匀,为咸淡水交汇的水域,
盐度变动受潮水涨落的影响较大。调查时间正值秋末
冬初,水温适中,这与珠江口亚热带气候有关。
3.3浮游植物种类组成
调查期间共发现浮游植物(包括变种、变型)6
门,57属,118种。其中,硅藻门26属67种,占总
种数的56.77%;绿藻19属33种,占总种数的27.96%:
甲藻4属6种;蓝藻4属5种;裸藻2属5种;金藻
2属2种。
3.4浮游植物群落空间分布
调查期间,浮游植物总种群的种类丰富度和浮游
植物密度的空间分布均呈现东四口门高于西四口门
的趋势(图2)。种类丰富度最大值为60种,出现在
S3站位;最小值为20种,出现在S1站位。种群密
万方数据
^噻

0


Sl S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
站位Stations
直链藻,新月菱形藻和三星裸藻(表2)。其中,骨
条藻在调查期间为绝对优势种,颗粒直链藻次之。
0
2.0x106
罢1.5x1506
氩嘣。。

龆 5.0x105
0.0
Sl S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
站位(Stations)
图2浮游植物种类丰富度和浮游植物密度空间分布
Fig.2Thespatialdistributi。nofspecies—chnessand
图3球形棕囊藻群体的分布
populationdensityofphytoplankton Fig.3ThespatialdistributionofPhaeocystisg/obo acolonies
度最大值为1.69×107cells·L1,出现在S2站位:最表2其它优势种分布
小值为3.37X104cells.L-1,出现在S8站位。Table2 Distributionofdominantspecies
3.5球形棕囊藻球形群体分布
调查期间,球形棕囊藻可视群体的直径范围为
0.5—2.5cm。除横门外,其它调查水域均有球形棕囊
藻群体出现。最大值为6000colonies·m一,出现在S8,
最小值出现在S4,为0,均值为1208colonies·m~。
镜检结果发现,S3,S4和S6站位均未发现球形棕囊
藻群体的存在,镜检的最大值出现在S2站位,密度
为2.0×100colonies·m~,均值为675000colonies·m~。
崖门和虎跳门的镜检结果与现场观察的结果比较一
致,有较大密度的球形棕囊藻群体出现(图3)。
3.6其它优势种及分布
我们以在浮游植物总密度中所占百分LL>lO%为
标准划分优势种。调查期问的优势种有骨条藻,颗粒
站位Stations 优势种Dominantspecies
骨条藻Skeletonemasp.,三星裸藻Euglena
打{teli口
骨条藻Skeletonemasp.
骨条藻Skeletonemasp.,颗粒直链藻
Aulacoseiragranulata
骨条藻Skeletonemasp.,颗粒直链藻
Aulacoseiragranulata
骨条藻Skeletonemasp.,颗粒直链藻
Aulacoseiragranulata
新月菱形藻Cylindrothecaclosterium
骨条藻Skeletonemasp.,颗粒直链藻
Aulacoseiragranulata
骨条藻Skeletonemasp.,颗粒直链藻
Aulacoseiragranulata
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跖”

万方数据
4讨论(Discussion)
我国广东沿岸球形棕囊藻赤潮爆发时间一般在
每年的11月至次年2月间,这主要与广东沿海位于
亚热带气候区,冬季常出现骤然升温的现象有关。据
当地渔民反映,截至调查时间为止,球形棕囊藻赤潮
已持续约两周时间。郭瑾掣71研究发现,球形棕囊藻
细胞进入衰亡期的时间最快只有8d,最慢可以达到
25天左右,本次赤潮的持续时间在此范围内。研究表
明,温度是球形棕囊藻重要的生长限制因子之一18,9J。
蒋汉明纠101发现,在10~25℃之间等鞭金藻的生长
随温度的上升明显加快。黄长江等ilJ也认为,厄尔尼
诺现象引起的气温升高是导致棕囊藻赤潮爆发的主
要原因。根据赤潮持续时间推算,本次球形棕囊藻赤
潮的起始时间为11月中旬。如图4所示,广州市气
温自11月中旬至下旬有一个急速升温的过程,周边
城市和水域的温度变化应该有相近的趋势。因此,我
们认为水温急速升高是本次赤潮爆发的最主要原因。
Medlin等111J报道,球形棕囊藻易于在条件温和的热
带水体中爆发,最适生长温度为16℃,忍受水温范
围为-0.6~22℃。本次调查的水温变化范围为
19.04"--21.46℃,均值为19.99℃,略高于最适水温。
我国广东东部海域1997年爆发球形棕囊藻赤潮时海
域的表层水温为18~24。C[121,与我们的结果较为接
近。Jahnke和Baumann[¨1的研究也发现,球形棕囊
藻在4~22℃之问时生长较好。
表3与其它水域的比较
Table3 Comparisonw thotherregions
伊、、§、、》、、》、、》、、》、、务、、各、、备咯矿
图4广州市气温变化
Fig.4ThevariationofairtemperatureinG angzhoucity
与其它调查水域相比,珠江口球形棕囊藻赤潮的
群体密度处于中等水平(表3),这与我们的调查时
间处于赤潮发生的后期有关,而且调查站位空间跨度
较大,无法做到连续性采样,对结果也有一定的影响。
结果显示,肉眼观察和镜检所反映的球形棕囊藻
群体的空间分布是比较一致的。从空间分布上看,溶
解氧浓度较高的三个站位S2,S7和S8均出现高密
让如笛;号M丝加培坩H挖m
8
6
4
lE兰g占
^p
v憾赠
万方数据
度的球形棕囊藻群体。PCA分析结果也显示,溶解
氧与球形棕囊藻群体密度存在显著的相关关系,这主
要与球形棕囊藻群体光合作用过程中释放氧气有关
(图5)。因此,S2站位的溶解氧数值最大,与镜检
结果的高密度有关。陈菊芳等【12】报道我国首次球形
棕囊藻赤潮时的溶解氧范围为7.86""8.36mg·L1,本
次调查的溶解氧变化范围为5.80--一8.72mg·L-1,略高
于其最大值。
(opticresults=可视群体密度,microresults=镜检群体密度,
T_水温,S=盐度,pH=酸碱度,Cond._电导率,DO=溶解氧,
Trans.-透明度,P04=磷酸盐,TP=总磷,TN=总氮,N03=硝
酸盐氮,N02=亚硝酸盐氮,NH4=氨氮,Nia=非离子氨,Si=
硅酸盐Silicate)
图5棕囊藻密度与环境因子关系分析
Fig.5Analyzing0111relationshipbetweenPhaeocystisglobosa
densityandenvironmentalfactors
调查期间浮游植物种群的种类丰富度和密度均
呈现东四口门高于西四口门的趋势,主要有以下两点
原因:其一,东四口门靠近广州、东莞等工业发达,
人口密集的城市,生产和生活的污水、废水排放导致
了东四口门水体的富营养化程度远高于西四口门,而
营养盐是决定浮游植物空间分布的一个重要因素;其
二,从本次赤潮发生来看,西四口门水域比东四口门
严重,由于在营养、溶氧等生存要素方面的竞争,浮
游植物的种群密度势必会受到影响。此外,受此次球
形棕囊藻赤潮影响较少的洪沥门(S3)和横门(S4)
的浮游植物种类数和总密度均较高,受影响较大的虎
跳门和崖门的种群密度最低(图2)。据广州海洋环
境监测中心的同行现场观察,11月30日,虎门水域
球形棕囊藻群体密度较大。而当12月2日,我们赶
至虎门水域时,赤潮几近消亡,偶尔见零星球形棕囊
藻群体,这可能与调查期间伴有降雨天气有关。虎门
水域的浮游植物种类数和密度均较低与之前赤潮现
象较严重有关。
以往的研究发现,棕囊藻赤潮期间的伴随种主要
为大型硅藻(如中华盒形藻,笔尖形根管藻等)和成
链硅藻(如拟菱形藻,海链藻等)【14。51。本次棕囊
藻赤潮期间的优势种主要为链状的颗粒直链藻和骨
条藻,此外个体较长的新月菱形藻在个别站位也形成
较大优势,最高可达总密度的63.28%。Rahmel等【16】
对德国东弗里斯兰沿岸水域的调查发现,棕囊藻赤潮
期间的优势种存在骨条藻;Davidson和Marchant[17】
对南极沿岸水域的调查发现,新月菱形藻可在棕囊藻
赤潮期间达到最大密度,这与本研究结果较为相近。
致谢(Acknowledgement)
广州海洋环境监测中心的姜胜主任为本次棕囊
藻赤潮调查及时提供了信息,特此感谢!
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b)题名项题名前用句点引导。题名后加方括号标注文献类型,如【J】、【M】等。
cJ期刊刊名用句点引导。英文期刊刊名须用斜体,既可全写也可缩写,但必须整篇统一,缩写点用空格代替,字体不必加粗。期刊出版年份、卷号用
逗号引导:期号接卷号用圆括号括起;贞码J}{j冒号引导,页码范围用半字线表示,不同页码段问用分号分隔;对于期刊无卷号时可直接标示期号.引
文条目最后加句点。
d)如引用了同作者在同一年度的多篇文献,则町在出版年后加宁母a、b、c、d等区别。
参考文献列表附在论文的最后,各文献条目按在正文中出现的先后顺序排列,著录的具体格式为:
1)期刊:作者.题名【J】.刊名,出版年,卷号(期号):起-Jf:页码
例11l陈绶柱,吴泽鹏,詹潮安.沿海沙岸风蚀地黄泥客上和深埋造林效果分析【J】.生态科学。1995,19(1):47—50.
例【2lSlobodkinLB.Intellectualprob emsofappliedecology[J].BioScience,1988,3a(5):337—342..
2)专著:作者.【或加In(见):编者】.书名【M】:版次(初版时不标注).出版地:出版者.出版年:起.止页码.
例【3】ParkCC.EcologyandEnvironmentalMa agement[M].Colorado:WestviewP ess.1980:61-65.
3)文集:作者.题目IAI.地(In):编者(ed).文集名【c1.版次.出版地:出版者.出版年份:起一i}:页码.
例14】BouwmanAF.Exchangeof reenhousegasebetweenterrestrialecosystemsandtheatmosphere[A].In:BouwmanAF(ed).SoilsandtheGreenhouse
Effect[C].Chichester:Wiley&Dond.1990:60—66.
4)报告:作者.题名IRl.报告编q-.所在地:机构名称.出版年:起.1I:页码.
5)专利:专利申请者.专利题名fP】.专利国别,专利文献种类,专利号.出版年:出版日期(用标准日期书写格式)
6)标准:起草责任者.标准代号标准名称fsl.出版地:出版者.H{版年:起.止页码.
7)会议论文:作者.文题Icl.会议名称,会址.出版年:起一止页码.
8)学位论文:作者.论文题日fDl.保存地:保存单位.出版年:起一止页码.
9)磁盘文献:作者.题名:其它题名信息【DKl(引用口期).出版地:出版者(更新口期).出版年.
10)光盘文献:作者.题名:其它题名信息fCDl(引用H期).出版地:出版者(更新H期).出版年.
11)联机文档:作者.题名【OLJ.出版地(如果有的话):出版者(如果有的话),用标准格式书写的引用I:t期,网页地址(以http://www开头).出
版年.
12)尚未定义类型的文献:主要责任者.出版年.题名【z】.出版地:出版者.出版年:起一止页码.
万方数据
珠江口球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)赤潮后期的浮游植
物群落结构特征研究
作者: 王超, 李新辉, 赖子尼, 方珍, 吴茜, 胡锡永, 庞世勋, WANG Chao, LI Xin-hui
, LAI Zi-ni, FANG Zhen, WU Qian, HU Xi-yong, PANG Shi-xun
作者单位: 王超,李新辉,赖子尼,庞世勋,WANG Chao,LI Xin-hui,LAI Zi-ni,PANG Shi-xun(中国水产科
学研究院珠江水产研究所,广州,510380), 方珍,吴茜,FANG Zhen,WU Qian(中国水产科学研
究院珠江水产研究所,广州,510380;上海海洋大学水产与生命学院,上海,201306), 胡锡永
,HU Xi-yong(中国水产科学研究院珠江水产研究所,广州,510380;大连海洋大学生命科学与
技术学院,大连,116023)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGICAL SCIENCE
年,卷(期): 2010,29(2)

参考文献(17条)
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