全 文 ：张勇，张永丰，张万磊，张建乐，段金华，李丽，吕颂辉. 秦皇岛海域微微型藻华期间叶绿素 a 分级研究 [J]. 生态科学, 2012, 31(4):
357-363.
ZHANG Yong, ZHANG Yong-feng, ZHANG Wan-lei, ZHANG Jian-le, DUAN Jin-hua, LI Li, LU Song-hui. Size fraction of chlorophyll
a during and after brown tide in Qinhuangdao coastal waters[J]. Ecological Science, 2012, 31(4): 357-363.
秦皇岛海域微微型藻华期间叶绿素 a 分级研究

张勇 1，张永丰 3,4，张万磊 3,4，张建乐 3,4，段金华 2，李丽 1，吕颂辉 1
1．暨南大学赤潮与海洋生物学研究中心广东省重点实验室，广州 510632
2．华南师范大学 生命科学学院，广州 510630
3．国家海洋局秦皇岛海洋环境监测中心站，河北 秦皇岛 066002
4．河北省海洋环境检测中心，河北 秦皇岛 066002

【摘要】2011 年 6 月秦皇岛北戴河海域暴发微微型浮游植物赤潮，对北戴河海域进行了 3 次海域调查，探讨和分析了秦皇
岛海域赤潮暴发期间的 6 月和非赤潮期间的 7、8 月表层浮游植物的粒级结构分布特征，并对环境因子进行了相关影响分析。
赤潮期间整个调查海域范围内叶绿素 a（Chl. a）平均含量为 10.85±5.13 µg/L，非赤潮期间 7 月、8 月 Chl. a 的平均含量为
5.50±3.60 µg/L。赤潮期间和非赤潮期间各粒级浮游植物 Chl. a 含量对 Chl. a 总量的贡献率有所差异，赤潮期间 6 月小型
(Microphytoplankton, >20 μm)、微型(Nanophytoplankton, 2～20 μm)和微微型(Picophytoplankton, 0.74～2 μm)浮游植物对总
Chl. a 的贡献率分别为 2.1%、48.3%和 49.6%。非赤潮期间 7 月小型、微型、微微型对总 Chl. a 的贡献率分别为 14.4%、51.6%、
24.0%。通过浮游植物粒径分级 Chl. a 和环境因子的相关性分析,发现在赤潮期间调查海域浮游植物 Chl. a 与硝酸盐的相关
性系数随着浮游植物粒径的增大而从负逐渐变正。发现在非赤潮区微型和微微型浮游植物与 OD 显著正相关（p<0.01）。
关键词：叶绿素 a；粒径分级；微微型浮游植物；秦皇岛
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2012.04.003 中图分类号：Q176 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2012)04-357-07

Size fraction of chlorophyll a during and after brown tide in Qinhuangdao coastal
waters
ZHANG Yong1, ZHANG Yong-feng 3,4, ZHANG Wan-lei3,4, ZHANG Jian-le3,4, DUAN Jin-hua 2, LI Li1, LU Song-hui1*
1. Research Center for Harmful Algae and Marine Biology, Jinan University, Guangzhou 510632, China
2. School of Life Sciences, South China Normal University, Guangzhou 510630, China
3. Qinhuangdao Marine Environment Monitoring Central Station, SOA, Qinhuangdao 066002, China
4. Marine Environment Monitoring Center of Hebei Province, Qinhuangdao 066002, China

Abstract: Picophytoplankton algal blooms occurred in Qinhuangdao coastal water in June 2011. Three cruises were carried out during
and after the bloom, and size fraction of chlorophyll a and marine environmental factors were investigated in June to August of 2011 in
the area. The average values of Chlorophyll a in non-bloom period and bloom period was 10.85±5.13 µg/L and 5.50±3.60 µg/L,
respectively. The surface distribution of size fractioned phytoplankton in the area was discussed. The correlations of the size fractionated
chlorophyll a with the environmental factors were also studied. The results showed that the chlorophyll a of microplankton( > 20μm),
nanoplankton( 2-20 μm) and picoplankton( 0.74-2 μm) accounted on average for 2.1%, 48.3% and 49.6% of the total chlorophyll a in the
whole investigated sea area respectively in June. In July, the chlorophyll a of microplankton, nanoplankton and picoplankton accounted
on average for 14.4%, 51.6% and 24.0%, respectively. Correlation analysis of size fractionated chlorophyll a with environmental factors
revealed that the correlation coefficients of nitrate with size fractionated chlorophyll a varied from negative to positive with the increase
of the cell size in the investigated sea in June. Nanoplankton and picoplankton were significantly and positively related with DO（p＜
0.01）.

Key words: Chlorophyll a; size fractioning; picophytoplankton; Qinhuangdao
                                                              
收稿日期： 2012-02-22 收稿，2012-06-20 接受
基金项目：国家海洋局海域使用金项目资助；国家科技部 973 项目（2010CB428702）资助
作者简介：张勇（1989—），男，硕士研究生，从事海洋生物学研究，Email : zy19890105@163.com
通讯作者：吕颂辉，男，教授，主要从事海洋赤潮生态学. Email : lusonghui1963@163.com
第 31 卷 第 4 期 生 态 科 学 31(4): 357-363
2012 年 7 月 Ecological Science Jul. 2012
1 引言(Introduction)

海洋浮游植物是海洋生态系统的初级生产者和
能量的主要转换者。对浮游植物的粒级划分一般参照
Sieburth 等的标准[1-2]。不同粒级的浮游植物其生长速
率、对营养要素的摄入速率、在食物网中的能流去向
和沉降特性等均不同，因而了解浮游植物的粒级结构
特征分布对于研究海洋生态系统的物流、生物量、海
洋碳通量等显得尤为重要[3]。近年来关于浮游植物粒
级结构和微微型浮游植物的研究日益增多,  曾先后
在渤海[4]、胶州湾[5-8]、珠江口[9]、厦门海域[10-11]、东
海和黄海[12-14]、台湾海峡[15]等进行了大量的工作。
研究表明，微微型藻类对环境因子的变化更为敏感
[16-17]。同时，微微型藻类也成为了海洋最大的生产力
资源之一。 
北戴河海域属于渤海，位于河北省东北部海域。
沿海区域风景优美，养殖水域遍布沿海。自微微藻赤
潮发生以来，对当地扇贝养殖造成了数千万的损失。
我国海域对微微型藻类进行了很多的研究，但微微型
藻类赤潮在我国还鲜有发生。经过初步鉴定，该微微
型赤潮生物为金藻类的偏绿海球藻，该种为新记录赤
潮生物1)，本文对秦皇岛 6、7 月整个海域浮游植物在
赤潮期间和非赤潮期间水体不同粒径的叶绿素 a 和
环境因素的相关性的研究和分析对于我们进一步认
识和揭示微微型藻类在海洋中生物量的变化影响因
子提供基础依据，对寻找此次鲜见的微微型赤潮暴发
的原因也有重要的意义。 
 
2 材料和方法(Materials and methods) 

2.1 采样
于 2011 年 6 月 23 日至 8 月 31 日在秦皇岛海域
39°30′～39°50′N, 119°10′～119°40′E 进
行现场调查，每月采样一次，共采样 3 次。调查共布
设 6 条断面（C1-C30）30 个站位（图 1）。站位覆盖
了赤潮区域和部分非赤潮发生区域。

2.2 分析方法
利用有机玻璃采水器按标准层（表层 1 m 之内）
和底层（水底向上 2 m）采集水样。每个站位分别采
集表、底层水各 5 L 并快速转入干净的聚丙烯桶，抽
滤前充分摇匀水样，取 3 L 的水样用 200 μm 的筛绢
预过滤，抽滤器使用有机玻璃分级过滤设备，取 500
mL 水样在 Whatman GF/F 滤膜过滤做总 Chl. a 对照。
对站位进行粒度分级逐级过滤，量取预过滤的 1 000
                                                              
1）吕颂辉，《北戴河海域赤潮调查评价专题调查研究报告》 
 
图    1 秦皇岛调查海域及采样站位 
Fig. 1 Sampling stations in the Qinhuangdao coastal waters

mL 水样先经孔径 20 μm（Millipore）的尼龙滤膜过
滤(分离小型浮游植物细胞-Micro)，再经孔 2 μm
（Millipore）聚碳酸酯滤膜过滤(分离 2～20 μm 的微
型浮游植物细胞-Nano)，最后用 GF/F（Whatman）玻
璃纤维滤膜过滤(截留微微型浮游植物细胞-Pico)。每
个样品同时做一个平行样。水样过滤后用锡纸封好立
即放入液氮罐中冷冻至分析。
现场并用 YSI 仪器测量表层和底层的温度、盐
度、溶解氧等环境参数。
对 Chl. a 浓度的测定采用海洋调查规范中的荧
光法。对截留在滤膜上的浮游植物细胞用 90%丙酮低
温(4 ℃)黑暗萃取 18~24 h。萃取液在 10AU 型唐纳
荧光仪(Turner Designs Fluorometer, Model 10)上测
定。按经典公式计算出 Chl. a 质量浓度[18]。
营养盐 NO3-, NO2-, PO43-, SiO32-, COD 等样品的
采集和测定程序均按《海洋调查规程》和《海洋监测
规范》进行。

2.3 数据处理与分析
Chl. a 与主要环境因子间的相关关系采用
Pearson 相关分析，统计过程使用 SPSS 18.0 完成。
Chl. a 等值线分布图采用 Golden Software Surfer 8.0
软件生成。柱状图使用 Origin 85 完成。

3 结果与分析（Results and analysis）

3.1 秦皇岛北戴河海域水文因子分布特征
整个调查海域 6、7、8 月表层温度、盐度平面分
布（图 2），调查海域 6 月表层温度的变化范围为
358 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷

6 月温度（℃） June temperature（℃） 7 月温度（℃） July temperature（℃） 8 月温度（℃）August temperature（℃）

6 月盐度 June salinity 7 月盐度 July salinity 8 月盐度 August salinity
图    2 2011 年 6-8 月秦皇岛海域水文物理因子平面分布 
Fig. 2 Horizontal distribution of environmental factors in surface waters in June to Aug 2011

图 3 2011 年 6-8 月表层总 Chl. a 平面分布图
Fig. 3 Distributions of total Chl. a in June to August 2011

20.2～22.8 ℃，最高值出现在调查海域的近岸中部,
最低值出现在调查海域的东南部。7 月表层温度的变
化范围为 21.8～24.9 ℃，最高值点和最低值点与 6
月相同。8 月份在调查海域中部出现高值区。6 月份
海域表层盐度变化范围是 31.33～31.63，7 月份海域
表层盐度 27.28～31.58，盐度受冲淡水的影响十分明
显，盐度是远岸大于近岸。从分布图上看 6、7 月近
岸水温均高于远岸水温，近岸向远岸辐射状降低，盐
度和温度相反，是近岸向远岸辐射状升高。8 月份表
层温度普遍高于 6 月、7 月，在调查区域中部出现一
个高值区，盐度低于 6 月、7 月，在调查区域东南方
出现一个低值区。

3.2 秦皇岛海域浮游植物叶绿素a总量平面分布特征
6 月份由于处于赤潮发生期，从 Chl. a 平面分布
图(图 3)上看，调查海域浮游植物 Chl. a 总量较高，
4 期 张勇，等. 秦皇岛海域微微型藻华期间叶绿素 a 分级研究 359
 平均值为 10.85±5.13 µg/L，变化范围为 4.3～21.3
µg/L。最低值出现在 C9 站，最高值出现在赤潮区的
C21 站，叶绿素 a 数值从 C21～C24 断面向外辐射降
低的趋势。赤潮区主要位于调查海区的西南方向，这
与现场观察的海水颜色一致。由于调查海区水层较
浅，绝大多数站位水深不超过 15 m，底层浮游植物
Chl. a 总量和表层一致。Chl. a 数值近岸大于远岸。
7月下旬赤潮已经消亡，海域浮游植物Chl. a总量
平均值为5.50±3.60 µg/L，变化范围为2.06～17.0
µg/L。最低值出现在C15站位，最高值出现在C16站
位。叶绿素a在C15、C25形成2个高值区，其它地区
叶绿素a已经降至正常水平，微微型赤潮完全消退。
刘述锡[19]测定2004年河北秦皇岛海域夏季Chl. a平均
水平为5.4 µg/L，变化范围为2.3～18.3 µg/L，与7月
相似，说明秦皇岛海域7月水体处于正常状态。
8月的Chl. a平均含量为9.21±5.92 µg/L，范围在
1.88～23.7 µg/L之间，最大值出现在C11站位，最低
值在C10站位，除了调查海域西北方向和东南方向
Chl. a数值较高外，其他地区Chl. a较为平均，但Chl. a
数值比7月高，据生物样显微镜观察此时微微型赤潮
几乎完全消退，但Chl. a的平均数值依然较高，原因
可能是近段时间部分地区暴发了赤潮所致。（秦皇岛
海洋环境检测中心站）。

3.3  秦皇岛海域浮游植物粒径分级叶绿素a分布特征
秦皇岛海域在 6～8 月份整个调查海域小型浮游
植物、微型浮游植物、微微型浮游植物的 Chl. a 平均
含量变化（图 4）。
6 月是微微型赤潮的暴发期，海水的优势种为微
微型赤潮生物，故海水中的小型浮游植物非常少，微
型和微微型浮游植物 Chl. a 数值最高分别为 9.27
µg/L、11.45 µg/L，由于赤潮肇事种细胞大小在 2～3
µm 之间，细胞大于 2 µm 的赤潮肇事种就很可能未
通过 2 µm 孔径的滤膜，这部分赤潮肇事种在粒级分
离中即被划分为微型浮游植物，从而导致微微型浮游
植物组分的低估。也因此分粒级 Chl. a 得出的结果表
现为以微型和微微型浮游植物共同占优势。
7 月份微微型赤潮基本已经消亡，小型浮游植物
Chl. a 数值变化范围为 0.03～0.83 µg/L，微型和微微
型浮游植物 Chl. a 最高分别为 16.48 µg/L、5.65 µg/L。
8 月份小型浮游植物 Chl. a 变化范围为 0.075～6.72
µg/L，小型浮游植物逐步恢复正常。微微型浮游植物
从 7 月份开始减少，至 8 月份微微型浮游植物已经不
是此处海域的优势种，而微型浮游植物成为此海域的
优势种。
从数据上看秦皇岛海域在非赤潮期间微型浮游
植物占有优势。其次是微微型、小型浮游植物。这在
一定程度上反映了秦皇岛北戴河海域浮游植物粒级
* 在 0.05 水平（双侧）上显著相关。** 在 0.01 水平（双侧）上显著相
关。*** 在 0.001 水平（双侧）上显著相关。* Correlation is significant at
the 0.05 level (2-tailed). ** Correlation is significant at the 0.01 level
(2-tailed). *** Correlation is significant at the 0.001 level (2-tailed).

图 4 2011 年 6-8 月份各粒径浮游植物叶绿素 a 的变化
Fig. 4 Change of size fractionated Chl. a in June to August
2011


图 5 秦皇岛海域 6 月各粒级的贡献度
Fig. 5 Contribution of size fractionated Chl. a to total Chl. a in Jun 2011
360 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷
 

图 6 秦皇岛海域 7 月各粒级的贡献度
Fig. 6 Contribution of size fractionated Chl. a to total Chl. a in July 2011


图 7 秦皇岛海域 8 月各粒级的贡献度
Fig. 7 Contribution of size fractionated Chl. a to total Chl. a in August. 2011

组成的特征。从不同粒径对总 Chl. a 的贡献率分布图
上看（图 5-7），6 月份是微型和微微型浮游植物占有
绝对优势。两者叶绿素 a 对总 Chl. a 的平均贡献率超
过97%，7月非赤潮期间两者的平均贡献率超过85%，
8 月两者平均贡献率超过 77%。小型级浮游植物贡献
率均较低。
微型浮游植物贡献率高值在整个调查期间均出
现在调查海域的近岸区域，有近岸到远岸逐渐降低降
低的趋势。微微型浮游植物贡献率高值出现在调查海
域的外围，总体是远岸大于近岸。赤潮期间微微型浮
游植物贡献率高值位于调查区域的东南方，与总 Chl.
a 高值一样，论证了赤潮期间海域优势种的地位。
小型浮游植物贡献率在整个调查海域均较低（图
7），赤潮期间，微微型浮游植物为赤潮肇事种，小型
浮游植物受到了种间竞争的抑制，7 月份，赤潮开始
减退，小型浮游植物受到的抑制减弱，小型浮游植物
对整个水体的叶绿素的贡献也逐步上升，但由于外界
环境的变化需要一个过程，所以小型浮游植物量的恢
复需要一个渐变的过程。结果表明，秦皇岛海域微型
和微微型浮游植物在赤潮期间占有较大的优势，非赤
潮期间微型浮游植物占有优势。

3.4  秦皇岛海域浮游植物粒级结构与环境影响因素
的相关性分析
影响海域浮游植物 Chl. a 含量变化的环境因素
是多种多样的，既有光照、营养盐等限制因子，又有
径流、潮汐、温度、盐度、悬浮体等控制因子，并且
和所处海区浮游植物群落组成密切相关[20-21]。一般而
言，粒径较大的小型浮游植物和微型浮游植物的数量
随纬度的升高而增加,而粒径较小的微微型浮游植物
则相反，其丰度随纬度升高而减小，随温度升高而增
加。此外浮游植物的生长速率和种群丰度还与环境中
营养盐的供应状况以及自身对营养盐的吸收速率有
关[22] 。
为了研究影响浮游植物粒径结构的因素，分别对
整个调查海域 6 月和 7 月的总 Chl. a 及各粒径分级
Chl. a 含量与温度、盐度、DO、COD、营养盐等环
境因子进行了相关性分析 (表 1、2、3)。
4 期 张勇，等. 秦皇岛海域微微型藻华期间叶绿素 a 分级研究 361
表 1 2011 年 6 月浮游植物总叶绿素 a 及粒径分级叶绿素 a 与环境因子相关性分析
Table 1 Correlation coefficients of size fractionated Chl. a with environmental factors in June
因子
Factor
温度
Temperature
盐度
Salinity
SiO32- NO2--N NO3--N COD DO PO43--P
总Chl. a 0.005 0.397 0.441 -0.431 -0.402 0.335 0.453 0.005
Chl. a >20μm -0.444 -0.009 -0.522* 0.454 0.405 -0.246 -0.081 -0.099
Chl. a 2μm～20μm 0.121 0.384 0.451 -0.469* -0.447 0.261 0.445 0.084
Chl. a 0.74μm～2μm -0.327 0.442 0.094 -0.712** -0.730** -0.279 0.585* -0.080
* 在 0.05 水平（双侧）上显著相关。** 在 0.01 水平（双侧）上显著相关。* Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).
** Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).

表 2 2011 年 7 月浮游植物总叶绿素 a 及粒径分级叶绿素 a 与环境因子相关性分析
Table 2 Correlation coefficients of size fractionated Chl. a with environmental factors in July
因子
Factor
温度
Temperature
盐度
Salinity
SiO32- NO2--N NO3--N COD DO PO43--P
总Chl. a 0.522 -0.156 0.024 -0.158 0.096 0.002 0.585* 0.063
Chl. a >20μm 0.425 -0.203 0.167 -0.379 0.070 -0.028 0.226 0.104
Chl. a 2μm～20μm 0.671** -0.084 -0.324 0.035 0.329 0.159 0.829** -0.144
Chl. a 0.74μm～2μm 0.477 0.046 -0.390 0.048 0.195 0.086 0.789** -0.209
* 在 0.05 水平（双侧）上显著相关。** 在 0.01 水平（双侧）上显著相关。* Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).
** Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).

表3 2011 年8月浮游植物总叶绿素a及粒径分级叶绿素a与环境因子相关性分析
Table 3 Correlation coefficients of size fractionated Chl. a with environmental factors in August
因子
Factor
温度
Temperature
盐度
Salinity
SiO32- NO2--N NO3--N COD DO PO43--P
总Chl. a 0.046 -0.403 0.673** 0.413 0.529 0.686** -0.021 0.275
Chl. a >20μm -0.130 -0.547* -0.002 0.188 0.165 0.254 0.416 -0.151
Chl. a 2μm～20μm 0.297 -0.523 0.333 0.162 0.312 0.678** 0.488 0.048
Chl. a 0.74μm～2μm -0.224 -0.302 -0.110 0.320 -0.047 -0.339 0.209 0.169
* 在 0.05 水平（双侧）上显著相关。** 在 0.01 水平（双侧）上显著相关。* Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).
** Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).

结果表明不同粒径浮游植物与环境因子之间的
关系并不相同，6月份海域生物总量、微型、微微型
浮游植物生物量与硝酸、亚硝酸盐显著负相关
（p<0.01），原因赤潮期间由于营养盐的大量利用，
浮游植物生物量会与营养盐明显负相关。
6月小型浮游植物生物量与硅酸盐呈负相关
（p<0.05），说明小型浮游植物更适宜生活在硅酸盐
丰富的海域。7月份正常水体中微型和微微型浮游植
物的Chl. a与硝酸盐和亚硝酸盐呈正相关关系，这与
钟瑜[23]等研究结果的一致。6月份微微型浮游植物与
溶解氧显著正相关（p<0.05），7月份微型和微微型浮
游植物与溶解氧（OD）显著正相关（p<0.01），这是
由于微型、微微型浮游植物的大量繁殖造成海域溶解
氧的升高。
秦皇岛海域历年研究结果营养盐数值较其他海
域偏低，研究表明，微型、微微型浮游植物更易在寡
营养盐的区域繁殖，这可能是秦皇岛微微型赤潮发生
的原因之一。

4 结论 (Conclusions)

(1) 2011 年 6 月赤潮期间秦皇岛海域微型和微
微型浮游植物占据优势地位。非赤潮期间 7、8 月是
微型浮游植物占有优势。
(2) 秦皇岛海域温度是近岸大于远岸。受冲淡水
的影响盐度是远岸大于近岸。
362 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷
 (3) 赤潮水体中微型和微微型浮游植物生物量
与硝酸盐、亚硝酸盐显著负相关（p<0.05），正常水
体中微型和微微型浮游植物生物量与硝酸盐和亚硝
酸盐呈正相关关系。营养盐的变化和海域浮游植物粒
径的分布密切相关。微型和微微型浮游植物数量较多
时，水体中的溶解氧也相应丰富。
(4) 通过分析浮游植物各粒径水平对于找出此
次赤潮发生的原因有重要的基础研究意义，在后续研
究中，希望加入特征色素进一步进行分析。

致谢（Acknowledgements）
本研究得到河北省监测中心站单位人员的大力
支持,中心站工作人员提供溶解氧、营养盐数据,在此
致以谢忱。

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4 期 张勇，等. 秦皇岛海域微微型藻华期间叶绿素 a 分级研究 363