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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 15 期摇 摇 2012 年 8 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
放牧对青藏高原东部两种典型高寒草地类型凋落物分解的影响 张艳博,罗摇 鹏,孙摇 庚,等 (4605)…………
北京地区外来入侵植物分布特征及其影响因素 王苏铭,张摇 楠,于琳倩,等 (4618)……………………………
温带混交林碳水通量模拟及其对冠层分层方式的响应———耦合的气孔导度鄄光合作用鄄能量平衡模型
施婷婷,高玉芳,袁凤辉,等 (4630)
………
……………………………………………………………………………
洞庭湖景观格局变化及其对水文调蓄功能的影响 刘摇 娜,王克林,段亚锋 (4641)……………………………
大辽河口水环境污染生态风险评估 于摇 格,陈摇 静,张学庆,等 (4651)…………………………………………
标准化方法筛选参照点构建大型底栖动物生物完整性指数 渠晓东,刘志刚,张摇 远 (4661)…………………
不同年龄段大连群体菲律宾蛤仔 EST鄄SSR多样性 虞志飞,闫喜武,张跃环,等 (4673)………………………
基于地统计分析西印度洋黄鳍金枪鱼围网渔获量的空间异质性 杨晓明,戴小杰,朱国平 (4682)……………
广东罗坑自然保护区鳄蜥生境选择的季节性差异 武正军,戴冬亮,宁加佳,等 (4691)…………………………
甘肃兴隆山森林演替过程中的土壤理化性质 魏摇 强,凌摇 雷,柴春山,等 (4700)………………………………
短轮伐期毛白杨不同密度林分土壤有机碳和全氮动态 赵雪梅,孙向阳,康向阳,等 (4714)……………………
放牧对呼伦贝尔草地植物和土壤生态化学计量学特征的影响 丁小慧,宫摇 立,王东波,等 (4722)……………
UV鄄B辐射增强对抗除草剂转基因水稻 CH4 排放的影响 娄运生, 周文鳞 (4731)……………………………
基于核磁共振波谱的盐芥盐胁迫代谢组学分析 王新宇,王丽华,于摇 萍,等 (4737)……………………………
广西甘蔗根际高效联合固氮菌的筛选及鉴定 胡春锦,林摇 丽,史国英,等 (4745)………………………………
不同稻蟹生产模式对土壤活性有机碳和酶活性的影响 安摇 辉,刘鸣达,王耀晶,等 (4753)……………………
大兴安岭火烧迹地恢复初期土壤微生物群落特征 白爱芹,傅伯杰,曲来叶,等 (4762)…………………………
川西北冷杉林恢复过程中土壤动物群落动态 崔丽巍,刘世荣,刘兴良,等 (4772)………………………………
内生真菌角担子菌 B6 对连作西瓜土壤尖孢镰刀菌的影响 肖摇 逸,戴传超,王兴祥,等 (4784)………………
西江颗粒直链藻种群生态特征 王摇 超,赖子尼,李跃飞,等 (4793)………………………………………………
大型人工湿地生态可持续性评价 张依然,王仁卿,张摇 建,等 (4803)……………………………………………
孢粉、炭屑揭示的黔西高原 MIS3b期间古植被、古气候演变 赵增友,袁道先,石胜强,等 (4811)……………
树干径流对梭梭“肥岛冶和“盐岛冶效应的作用机制 李从娟,雷加强,徐新文,等 (4819)………………………
豆科作物鄄小麦轮作方式下旱地小麦花后干物质及养分累积、转移与产量的关系
杨摇 宁,赵护兵,王朝辉,等 (4827)
………………………………
……………………………………………………………………………
一次陆源降雨污水引起血红哈卡藻赤潮的成因 刘义豪,宋秀凯,靳摇 洋,等 (4836)……………………………
盐城国家级自然保护区景观格局变化及其驱动力 王艳芳,沈永明 (4844)………………………………………
城市屋顶绿化资源潜力评估及绿化策略分析———以深圳市福田中心区为例
邵天然,李超骕,曾摇 辉 (4852)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
黄河三角洲区域生态经济系统动态耦合过程及趋势 王介勇,吴建寨 (4861)……………………………………
重庆市生态功能区蝴蝶多样性参数 李爱民,邓合黎,马摇 琦 (4869)……………………………………………
专论与综述
干旱半干旱区不同环境因素对土壤呼吸影响研究进展 王新源,李玉霖,赵学勇,等 (4890)……………………
土壤呼吸的温度敏感性———全球变暖正负反馈的不确定因素 栾军伟,刘世荣 (4902)…………………………
森林土壤甲烷吸收的主控因子及其对增氮的响应研究进展 程淑兰,方华军,于贵瑞,等 (4914)………………
湖泊氮素氧化及脱氮过程研究进展 范俊楠,赵建伟,朱端卫 (4924)……………………………………………
研究简报
刈割对人工湿地风车草生长及污水净化效果的影响 吕改云,何怀东,杨丹菁,等 (4932)………………………
学术信息与动态
全球气候变化与粮食安全———2012 年 Planet Under Pressure国际会议述评 安艺明,赵文武 (4940)…………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*338*zh*P* ¥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄08
封面图说: 水杉是中国特有种,国家一级保护植物,有植物王国“活化石冶之称,是 1946 年由中国的植物学家在湖北的利川磨刀
溪发现的。 水杉曾广泛分布于北半球,第四纪冰期以后,水杉属的其他种类全部灭绝,水杉确在中国川、鄂、湘边境
地带得以幸存,成为旷世奇珍。 水杉耐水,适应力强,生长极为迅速,其树干通直挺拔,高大秀颀,树冠呈圆锥形,姿
态优美,枝叶繁茂,入秋后叶色金黄。 自发现后被人们在中国南方广泛种植,成为著名的绿化观赏植物,现在中国水
杉的子孙已遍及中国和世界 50 多个国家和地区。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 15 期
2012 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 15
Aug. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家海洋公益性行业科研专项 (200805031,200905019); 水生动物营养与饲料“泰山学者冶岗位经费资助(2007鄄2012)
收稿日期:2011鄄08鄄18; 摇 摇 修订日期:2012鄄06鄄14
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: zhanglimin@ 126. com
DOI: 10. 5846 / stxb201108181215
刘义豪, 宋秀凯, 靳洋, 高继庆, 秦华伟, 白艳艳, 李斌, 张利民. 一次陆源降雨污水引起血红哈卡藻赤潮的成因. 生态学报,2012,32(15):
4836鄄4843.
Liu Y H, Song X K, Jin Y, Gao J Q, Qin Huawei, Bai Y Y, Li B, Zhang L M. Occurrence characteristics of akashiwo sanguinea bloom caused by land
source rainwater. Acta Ecologica Sinica,2012,32(15):4836鄄4843.
一次陆源降雨污水引起血红哈卡藻赤潮的成因
刘义豪, 宋秀凯, 靳摇 洋, 高继庆, 秦华伟, 白艳艳, 李摇 斌, 张利民*
(山东省海洋水产研究所,山东省海洋生态修复重点实验室,烟台摇 264006)
摘要:以 2007 年烟台四十里湾海域血红哈卡藻(Akashiwo sanguinea Hirasaka)赤潮为对象,研究赤潮消长与水环境因子的关系。
研究发现大量陆源降雨污水输入后,海水盐度急剧下降、营养盐大幅增加,特别是活性磷酸盐浓度明显增加,促进了血红哈卡藻
的生长繁殖并最终形成赤潮。 赤潮发生前海区第一优势种为尖刺拟菱形藻(Pseudo鄄nitzschia pungens Halse),优势度 0郾 47
(0郾 42—0郾 52),多样性指数 2. 63 (2. 43—2. 89);赤潮发生时血红哈卡藻密度范围 1. 05伊105—4. 10 伊106 个 / L,优势度 0郾 92
(0郾 83—0郾 99),多样性指数 0郾 27 (0郾 15—0郾 64);赤潮消退后中肋骨条藻(Skeletonema costatum Cleve)为第一优势种,优势度
0郾 49(0郾 43—0郾 55),多样性指数 2. 46 (2. 19—2. 84)。 赤潮的发生、发展、消亡与化学需氧量(COD)、无机氮(DIN)、活性磷酸盐
(DIP)、富营养化指数(E)呈显著正相关(P<0郾 05),与盐度呈显著负相关(P<0郾 01)。 赤潮前、后该海域为贫营养、P 限制、叶绿
素 a含量中等,赤潮期间该海域为富营养、P 限制、叶绿素 a含量高。 通过影响力评定,活性磷酸盐、COD、盐度是此次赤潮发生
的主要诱发因子,当活性磷酸盐含量低于 0郾 3 滋mol / L时,硅藻逐渐取代甲藻,此次赤潮消散。
关键词: 烟台四十里湾;血红哈卡藻;赤潮;活性磷酸盐;陆源降雨污水
Occurrence characteristics of akashiwo sanguinea bloom caused by land
source rainwater
LIU Yihao, SONG Xiukai, JIN Yang, GAO Jiqing, QIN Huawei, BAI Yanyan, LI Bin, ZHANG Limin*
Shandong Provincial Key Laboratory Of Restoration for Marine Ecology, Marine Fisheries Research Institute of Shandong, Yantai 264006, China
Abstract: Based on a bloom of Akashiwo sanguinea Hirasaka in Sishili Bay, Yantai in 2007, the relationship between the
harmful algal bloom and environment parameters is discussed in this paper. During the red tide, surface seawater (0—
0郾 5m deep) samples and bottom seawater (0郾 5 m to the sediment) samples were collected. Water samples for the
phytoplankton study were treated with 4% neutral buffered formalin to fix the phytoplankton, and then concentrated,
enumerated and identified with an inverted microscope ( Olympus BX51, Japan ) at 100—400 magnification. The
temperature was measured in situ by a temperature meter (SWL1鄄1). The salinity of the water samples was determined with
a salinity meter (SYC2鄄 2). DO was analyzed by the iodometric method. COD was determined by the KMnO4 method.
Nitrate nitrogen, ammonium nitrogen and nitrite nitrogen were measured using the cadmium鄄copper reduction method, the
indophenol blue methods, and the Griess鄄Ilosvay method, respectively. DIP and DRSi was measured with the
phosphomolybdenum and silicomolybdenum blue method, respectively. Chl鄄a was determined by UV鄄VIS spectrophotometry
(UV鄄2102). Dissolved inorganic nitrogen (DIN) was calculated as the sum of ammonium nitrogen, nitrite nitrogen and
nitrate nitrogen. One鄄way ANOVA analysis, Duncan忆s comparison and Pearson correlation analysis were completed using by
SPSS 17. The results showed that because of the rainfall, the salinity declined, while the nutrients, especially inorganic
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phosphate, increased, and therefore the red tide of A. sanguinea occurred. Before the red tide, the dominant species was
Pseudo鄄nitzschia pungens Grunow, with a dominance index of 0郾 47 (0郾 42—0郾 52) and a diversity index of 2. 63 (2. 43—
2. 89). During the red tide, the density of A. sanguinea ranged from 1. 05伊105 to 4. 10伊106 cells / L; its dominance index
was 0郾 92 (0郾 83—0郾 99),and its diversity index was 0郾 27 (0郾 15—0郾 64). After the red tide, Skeletonema costatum Cleve
was the dominant species; its dominance index was 0郾 49 (0郾 43—0郾 55) and its diversity index was 2. 46 (2. 19—2. 84).
The occurrence of the red tide was positively correlated with COD, inorganic nitrogen, inorganic phosphate, eutrophication
index (E) (P<0郾 05). but it was negatively correlated with salinity (P<0郾 01). Before and after the red tide, the seawater
was oligotrophic and phosphorus鄄limited, and the chl鄄a concentration was low; but during the red tide, the seawater was
eutrophic and phosphorus鄄limited, and chl鄄a concentration was high. Based on the assessment of the impact, inorganic
phosphate, COD and salinity were the major inducing factors. Diatoms replaced dinoflagellates when the concentration of
inorganic phosphate was less than 0郾 3 滋mol / L.
Key Words: Yantai Sishili Bay; Akashiwo sanguinea; harmful algal bloom; inorganic phosphate; Land source rainwater
图 1摇 监测站位
Fig. 1摇 Sampling stations
河流的径流量大小影响海洋微藻数量分布和群落结构,径流量的增加会导致营养盐输入通量增加,加剧
河口邻近海域富营养化水平,影响河口水域浮游植物群落结构[1]。 Roman 等和 Yeager 等发现极端天气条件
带来的淡水输入能够显著改变浮游植物现存量和分布格局[2鄄3]。 Sciandra 和 Yamamoto 等发现营养盐脉冲输
入能显著改变浮游植物单一种群的生理反应[4鄄5]。 径流带来的营养盐能明显改变河口邻近海域的 N / P,Cadee
通过对荷兰附近海域的研究发现 N 颐P 比例的变化能够促进生物群落结构的改变[6]。 径流带来的淡水引起的
邻近海域盐度下降是重要的浮游生物异常增殖的物理刺激因素,在近岸低盐区与盐度正常海水形成的锋面,
有利于赤潮的发生[7]。
由于赤潮现象往往来的突然,消失的也快,因此要了解它们发生、发展和消亡的全过程,摸清赤潮的基本
规律并不是一件容易的事情[7]。 本文跟踪了一次因陆源降雨污水引起血红哈卡藻 ( Akashiwo sanguinea
Hirasaka)赤潮的发生过程,进行了赤潮发生前后水质和浮游植物群落调查,分析了陆源降雨污水大量输入对
海水盐度、营养盐等化学参数和浮游植物群落结构的影响。 探讨了赤潮消长期间各理化因子与浮游植物种群
间的变化规律,以期为赤潮消长规律研究提供有价值的素材。
1摇 材料与方法
1. 1摇 站位布设时间与地点
分别于 2007 年 8 月 31 日、9 月 2 日和 9 月 6 日在赤潮发生区设 7 个应急监测站位(Y1—Y7),调查站位
见图 1。 8 月 24 日和 9 月 13 日设置的 4 个常规监测站位(S2—S5),来自烟台近海四十里湾赤潮监控区项目
(S2、S3 位于赤潮发生区内)。
1. 2摇 样品采集和测定方法
全部站位用 5LWB鄄PM采水器分别在距水表 0郾 5 m
和底层 0郾 5 m处采集表、底层水样。 应急监测站位浮游
植物取水 1 L后,加 4%中性福尔马林固定,根据样品量
浓缩至一定体积,取 0郾 25 mL 在 Olympus BX51 显微镜
下观察分析;常规监测站位为浅水芋型浮游生物网采
样,加 4%中性福尔马林固定。
水温采用表层水温计现场测量法,盐度采用 SYC2鄄
2型盐度计法,溶解氧(DO, Dissolved oxygen)采用碘量
法,化学需氧量(COD, Chemical oxygen demand)采用高
锰酸钾法,硝酸盐采用锌鄄镉还原法,亚硝酸盐采用盐酸
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萘乙二胺分光光度法,氨氮采用次溴酸盐氧化法,活性磷酸盐(DIP, Active phosphate)采用磷钼蓝分光光度
法,硅酸盐采用硅钼黄比色法,叶绿素 a 采用 UV鄄 2102 型紫外可见分光光度计法进行分析。 无机氮(DIN,
Dissolved inorganic nitrogen)为硝酸盐、亚硝酸盐和氨氮之和。 样品的采集和分析均按照《海洋调查规范》 [8]
(GB / T 12763—2007)和《海洋监测规范》 [9](GB 17378—2007)方法执行。
1. 3摇 统计分析与评价方法
对所获浮游植物和水质资料采用 SPSS 17. 0 统计软件进行 ANOVA 单因素方差分析和 Duncan忆s 多重比
较进行显著性检验(差异显著度为 0郾 05),并进行 Pearson相关性分析,其他评价参数计算公式如下。
Shannon鄄weaver多样性指数 H忆[10]:
H忆 =移
S
i = 1
P i log2P i , 摇 摇 H忆max = log2S
式中, P i = ni / N, 为第 i种在样品中的细胞丰度概率; S为总种数。
优势度 Y [11]:
Y =
ni
N
伊 fi
式中, ni 为第 i种的总个数; fi 为该种在各样品中出现的频率; N为全部样品中的总个体数。
富营养化指数 E=COD(mg / L)伊无机氮(mg / L)伊无机磷(mg / L)
4500
伊106
当 E逸1 即为富营养化[12]。
1. 4摇 环境要素影响力评定
对引起赤潮消长的各环境因素的影响力进行评定,采用综合评分法[13]。 按照各环境因素与赤潮发生、发
展和消亡三阶段的相关性、趋势性和重要性进行综合赋值。
2摇 结果
2. 1摇 赤潮监视结果
2007 年 8 月 18—20 日烟台市普降暴雨,降雨量累计达 200 mm以上,新安河形成洪峰,流量达 320 m3 / s。
8 月 24 日烟台四十里湾海域赤潮常规监控时发现:陆源降雨污水集中在新安河河口周围的狭窄海域,正常海
水与黄色雨污水锋面分界线清晰。 8 月 26—28 日烟台近海 4—5级北风,天气晴朗,紫外线照射强,海浪大,
河口海域雨污水与海水得到混合,污水影响面积扩大,透明度低。 8 月 31 日,该海域发生了血红哈卡藻赤潮,
面积约 8. 76 km2,海水呈红褐色,块状分布,散发腥臭味。 9 月 2 日赤潮面积约 3. 60 km2,海水呈红褐色,块状
分布,腥臭味减少。 9 月 6 日赤潮开始消散,面积进一步缩小,不足 1 km2,局部海水暗红色,腥臭味消失。 9 月
13 日海域水色恢复正常,赤潮消散。
2. 2摇 赤潮发生期间水质参数变化
赤潮发生期间海区主要水质参数变化,见图 2 所示。 表、底层 COD、无机氮、活性磷酸盐和硅酸盐随着赤
潮发生、发展、消亡均呈现快速升高和急剧下降变化趋势;盐度变化趋势则相反,呈现先下降后缓慢升高趋势;
溶解氧则表底层分化明显,表层呈过饱和状态,底层则含量偏低,8 月 31 日和 9 月 2 日底层溶解氧含量均在
5. 0 mg / L左右。
赤潮发生时,无机氮、活性磷酸盐和硅酸盐含量明显偏高,随着赤潮发展,各营养元素含量开始下降,活性
磷酸盐变化尤为明显,而无机氮和硅酸盐相对滞后。 9 月 2 日表层活性磷酸盐降为 0郾 81 滋mol / L,赤潮面积明
显缩小,而无机氮和硅酸盐仍维持在最高值,表层含量分别为 67. 4 滋mol / L和 63. 5 滋mol / L。 9 月 6 日表层活
性磷酸盐进一步降为 0郾 30 滋mol / L,赤潮开始消散,同时无机氮和硅酸盐下降明显。 9 月 13 日,活性磷酸盐进
一步降为 0郾 20 滋mol / L左右,此次赤潮完全消散。
2. 3摇 赤潮发生期间浮游植物的变化特征
赤潮发生期间浮游植物的优势种、优势度、多样性指数变化明显(表 1),8 月 24 日第一优势种为尖刺拟
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图 2摇 赤潮发生期间水质参数变化
Fig. 2摇 The variations of water quality index during the red tide
菱形藻(Pseudo鄄nitzschia pungens Halse),浮游植物多样性指数 2. 63,8 月 31 日血红哈卡藻细胞密度范围为
5郾 92伊105—4. 10伊106个 / L,最大密度出现在 Y3 站位,优势度高达 0郾 99。 9 月 2 日血红哈卡藻细胞密度范围
1郾 15伊105—3. 30伊106个 / L,最大密度出现在 Y2 站位,优势度高达 0郾 99。 9 月 6 日血红哈卡藻细胞密度降低明
显,范围 1. 05伊104—1. 21伊106个 / L,平均优势度为 0郾 86。 9 月 13 日中肋骨条藻(Skeletonema costatum Cleve)
和角毛藻(Chaetoceros sp. )等硅藻成为浮游植物主要种群,此时血红哈卡藻平均密度仅为 4. 14伊102个 / L,此
次赤潮消散。
表 1摇 赤潮发生期间浮游植物群落变化特征
Table 1摇 The structure of phytoplankton community during the red tide
监测日期
Monitoring data 08鄄24 08鄄31 09鄄02 09鄄06 09鄄13
第一优势种
The first dominant species
尖刺拟菱形藻
P. pungens
血红哈卡藻
A. sanguinea
血红哈卡藻
A. sanguinea
血红哈卡藻
A. sanguinea
中肋骨条藻
S. costatum
优势度 The dominance index 0郾 47 0郾 97 0郾 94 0郾 86 0郾 49
多样性指数 The diversity index 2. 63 0郾 16 0郾 24 0郾 61 2. 46
2. 4摇 赤潮消长过程富营养化与叶绿素 a变化特征
富营养化采用富营养化指数 E,结合 N / P 和叶绿素 a 数值(表 2):赤潮发生前、后该海域为贫营养、P 限
制(正常 N / P 比 16 颐1)、叶绿素 a含量中等(正常海域 1—15 mg / m3);赤潮发生期间该海域为富营养、P 限制、
叶绿素 a含量高。
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表 2摇 赤潮期间富营养化指数、N / P和叶绿素 a
Table 2摇 Eutrophication index, N:P ratio and Chlorophyll a during the red tide
监测日期
Monitoring data 08鄄24 08鄄31 09鄄02 09鄄06 09鄄13
富营养化指数(表层)Eutrophication index(surface) 0郾 283 67. 1 21. 8 1. 76 0郾 419
富营养化指数(底层)Eutrophication index(Bottom) 0郾 0895 3. 37 9. 70 2. 02 0郾 0973
N / P(表层)The ratio of N 颐P(surface) 21. 6 25. 2 83. 6 75. 2 46. 1
N / P(底层)The ratio of N 颐P(Bottom) 32. 8 105 80郾 0 52. 7 136
表层叶绿素 aContent of surface Chlorophyll a / (mg / m3) 5. 32 70郾 2 44. 4 21. 2 14. 0
2. 5摇 赤潮消长与理化因子相关关系
根据浮游植物在富营养状态生长特征[14],设定赤潮生物在相应时日(8 月 24 日、8 月 31 日、9 月 2 日、9
月 6 日、9 月 13 日)的强度趋势为 0,3,2,1,0。 通过 SPSS 17. 0 统计软件分析赤潮消长与相关环境参数的积
矩 Pearson相关系数发现,赤潮消长与浮游植物细胞密度对数值、COD和叶绿素 a 呈显著正相关,相关系数分
别为 0郾 996、0郾 997 和 0郾 981(P<0郾 01);与活性磷酸盐、无机氮和富营养化指数(E)呈显著正相关,相关系数分
别为 0郾 931、0郾 942 和 0郾 958(P<0郾 05);而与盐度呈显著负相关(-0郾 974,P<0郾 01);与硅酸盐和 N / P 相关关系
不明显。
2. 6摇 环境因子影响力评定
评定采用 10 分制。 通过表 3 可见,表层盐度、COD、活性磷酸盐是赤潮消长的主要影响因子,这些都与陆
源降雨污水输入有关;因赤潮藻类腐败后能产生大量的 COD,故 COD赋值随赤潮发展与消亡逐渐降低。
表 3摇 盐度、COD、营养盐对赤潮消长的影响力评定
Table 3摇 Assessment of importance of salinity, COD, nutrient to bloom
发生
Occurrence
发展
Development
消亡
Extinction
综合评分
Comprehensive
score
盐度(表层)Salinity(surface) 9 8 6 23
盐度(底层)Salinity(bottom) 5 4 4 13
COD(表层)Chemical Oxygen Demand(surface) 10 9 8 27
COD(底层)Chemical Oxygen Demand(bottom) 5 5 5 15
活性磷酸盐(表层)Activated phosphate(surface) 10 10 10 30
活性磷酸盐(底层)Activated phosphate(bottom) 4 4 3 11
活性硅酸盐(表层))Activated silicate(surface) 5 6 5 16
活性硅酸盐(底层) Activated silicate(bottom) 3 5 4 12
无机氮(表层) Nitrogen(surface) 8 5 4 17
无机氮(底层) Nitrogen(bottom) 4 4 4 12
3摇 讨论
烟台四十里湾位于烟台市区东部,面积约 0. 867 万 hm2,水深在 15 m以内,为半封闭型海湾,水文动力条
件主要受沿岸流、潮流和风海流影响,赤潮发生海域潮流流速较小,平均涨、落潮流速均低于 10 cm / s。 新安河
入海口位于四十里湾底部,是流入湾内最大的河,河长 40 km,集雨面积 315 km2,河上游有烟台市第二污水处
理厂和 40 余家企业。 1998、2004、2005 和 2007 年 8 月下旬—10 月上旬,均发生了血红哈卡藻赤潮[15鄄17],(血
红哈卡藻(Akashiwo sanguinea Hirasaka) 原名红色裸甲藻(Gymnodinium sanguineum Hirasaka )),说明该海区
的环境在此期间适合血红哈卡藻大量繁殖。
3. 1摇 适宜的外因
1998、2004 和 2005 年 3 次赤潮均发生于大风降雨以后 5—10 d,天气晴朗,表层水温偏高,吴玉霖等[15],
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梁爱萍等[16],迟守峰[17]均推测陆源降雨污水是引发赤潮的主要因素之一,翁焕新等[18]通过实验证明:阳光
充足、光照适宜,赤潮常在光照良好天气后发生。
引起该海域氮、磷营养盐增加的主要原因:一是陆源输入成分与数量的改变,陆地大量使用氮肥,氮是近
几年陆源排污第一污染物[19]。 王修林等[20]通过统计分析,在 1979—2005 年间,陆源排放占渤海 DIN排海总
量的比例最大,高达 76%左右,而河流入海量又平均占到了陆源的 77% 。 二是烟台新安河第二污水处理厂排
放水约 3伊104 m3 / d,活性磷酸盐含量超《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)2. 25 倍。 由于
目前烟台市区部分市政排污管道尚未实现雨、污分流,降雨后大量雨水流入污水管网,辛安河污水处理厂无法
正常接纳和处理大量的雨污混合水,只能直接排海[21]。
3. 2摇 复杂的内因
除陆源降雨污水带来大量的淡水、COD、营养盐外,同时带来了大量的泥沙与悬浮物质。 由于水体环境改
变后,群落中的原有种类往往减少而某些抗性强的种类个体数量却大增,可以推测在如此环境条件下本海区
的优势种类(硅藻类)消退,抑制血红哈卡藻的化感效应降低[22]。 血红哈卡藻又是混合营养性生物,即便在
海水混浊的光限制条件下,也可通过摄食(如微型纤毛虫 nanociliate)获得生长必需的基本物质[15]。 张传松
等[23]对长江口的调查表明,东海区甲藻赤潮发生时总悬浮物颗粒含量中等(50—400 mg / dm3)、营养盐含量
较高,富营养化水平较重。
3. 3摇 内外因的结合
许多学者调查研究了长江冲淡水引起浮游植物群落结构变化并或引发赤潮。 朱根海等[24]指出 2002 年
春季浮游植物的种类与丰度与长江冲淡水密切相关,主要生态类型可划分为:沿岸河口低盐半咸水类群(长
江河口水)、沿岸偏低盐广布性类群(长江冲淡水)、外海高盐暖水性类群(外海水)。 吴玉霖等[25]通过 2001—
2002 年 4 个季度调查研究指出该海域浮游植物种类组成与数量的季节变化与长江径流量有明显的关系。 周
名江等[26]指出长江口外赤潮生物孢囊在羽状锋面的辐聚作用下密集而有可能形成赤潮。
本研究证明,2007 年烟台四十里湾血红哈卡藻赤潮的形成,系由大量陆源降雨污水注入,内外因的结合
引起:大量降雨后经过 10 d左右雨污水的累积,使该海域盐度、COD、营养盐、悬浮物含量变化大,浮游植物种
类组成与数量发生改变;在营养盐充足、特别是营养限制元素活性磷酸盐充足时,促进赤潮的发生并推动赤潮
的发展。 无机氮和硅酸盐不是影响赤潮最关键的化学因子,林昱[27]的围隔实验结果也证明,无机氮不是影响
甲藻赤潮的主要原因,其实验数据表明活性磷酸盐是引发甲藻赤潮的主要环境因素,与本文研究结果一致。
营养盐吸收动力学研究表明[28],无机氮的浓度为 1 滋mol / dm3,活性磷酸盐的浓度 0郾 1 滋mol / dm3,硅酸盐的浓
度为 2 滋mol / dm3,可作为浮游植物生长的最低阈值,本研究活性磷酸盐浓度最接近最低阈值。
4摇 结论
(1)本次血红哈卡藻赤潮发生在水温适宜,光照充足,透明度低和富营养化的条件下;活性磷酸盐、盐度
与 COD是诱发此次赤潮的主要化学因素,营养限制元素活性磷酸盐是此次赤潮生消发展的最关键化学因素,
在活性磷酸盐含量低于 0郾 3 滋mol / L时赤潮逐渐消散。
(2)大量陆源降雨污水注入海洋,该海域优势种尖刺拟菱形藻被血红哈卡藻取代并引发赤潮;随着水环
境的改善,中肋骨条藻和角毛藻等硅藻类又逐渐取代了血红哈卡藻,在完成藻类种群演变的同时,赤潮消散。
(3)极端降雨天气条件下大量陆源降雨污水注入海洋是此次赤潮的直接外因。
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3484摇 15 期 摇 摇 摇 刘义豪摇 等:一次陆源降雨污水引起血红哈卡藻赤潮的成因 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 15 August,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Effects of grazing on litter decomposition in two alpine meadow on the eastern Qinghai鄄Tibet Plateau
ZHANG Yanbo, LUO Peng, SUN Geng, et al (4605)
…………………………………
………………………………………………………………………………
Distribution pattern and their influcing factors of invasive alien plants in Beijing
WANG Suming,ZHANG Nan,YU Linqian, et al (4618)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Simulation of CO2 and H2O fluxes over temperate mixed forest and sensitivity analysis of layered methods: stomatal conductance鄄
photosynthesis鄄energy balance coupled model SHI Tingting, GAO Yufang, YUAN Fenghui, et al (4630)………………………
Analysis on the responses of flood storage capacity of Dongting Lake to the changes of landscape patterns in Dongting Lake area
LIU Na, WANG KeLin, DUAN Yafeng (4641)
……
……………………………………………………………………………………
Integrated water risk assessment in Daliao River estuary area YU Ge, CHEN Jing, ZHANG Xueqing, et al (4651)…………………
Discussion on the standardized method of reference sites selection for establishing the Benthic鄄Index of Biotic Integrity
QU Xiaodong, LIU Zhigang, ZHANG Yuan (4661)
………………
…………………………………………………………………………………
Genetic diversity analysis of different age of a Dalian population of the Manila clam Ruditapes philippinarum by EST鄄SSR
YU Zhifei, YAN Xiwu, ZHANG Yuehuan, et al (4673)
……………
……………………………………………………………………………
Geostatistical analysis of spatial heterogeneity of yellowfin tuna (Thunnus albacares) purse seine catch in the western Indian Ocean
YANG Xiaoming, DAI Xiaojie, ZHU Guoping (4682)
…
………………………………………………………………………………
Seasonal differences in habitat selection of the Crocodile lizard (Shinisaurus crocodilurus) in Luokeng Nature Reserve, Guangdong
WU Zhengjun, DAI Dongliang, NIN Jiajia, et al (4691)
…
…………………………………………………………………………
Soil physical and chemical properties in forest succession process in Xinglong Mountain of Gansu
WEI Qiang,LING Lei,CHAI Chunshan, et al (4700)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Dynamics of soil organic carbon and total nitrogen contents in short鄄rotation triploid Populus tomentosa plantations
ZHAO Xuemei, SUN Xiangyang, KANG Xiangyang, et al (4714)
……………………
…………………………………………………………………
Grazing effects on eco鄄stoichiometry of plant and soil in Hulunbeir, Inner Mogolia
DING Xiaohui,GONG Li,WANG Dongbo,et al (4722)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………
Effect of elevated ultraviolet鄄B (UV鄄B) radiation on CH4 emission in herbicide resistant transgenic rice from a paddy soil
LOU Yunsheng, ZHOU Wenlin (4731)
…………
………………………………………………………………………………………………
NMR spectroscopy based metabolomic analysis of Thellungiella salsuginea under salt stress
WANG Xinyu, WANG Lihua, YU Ping, et al (4737)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Screening and identification of associative nitrogen fixation bacteria in rhizosphere of sugarcane in Guangxi
HU Chunjin, LIN Li, SHI Guoying, et al (4745)
…………………………
…………………………………………………………………………………
Effects of different rice鄄crab production modes on soil labile organic carbon and enzyme activities
AN Hui, LIU Mingda, WANG Yaojing, et al (4753)
……………………………………
………………………………………………………………………………
The characteristics of soil microbial communities at burned forest sites for the Great Xingan Mountains
BAI Aiqin, FU Bojie, QU Laiye, et al (4762)
………………………………
……………………………………………………………………………………
Changes of soil faunal communities during the restoration progress of Abies faxoniana Forests in Northwestern Sichuan
CUI Liwei, LIU Shirong, LIU Xingliang, et al (4772)
………………
……………………………………………………………………………
The effects of the endophytic fungus Ceratobasidum stevensii B6 on Fusarium oxysporum in a continuously cropped watermelon field
XIAO Yi, DAI Chuanchao, WANG Xingxiang, et al (4784)
…
………………………………………………………………………
Population ecology of Aulacoseira granulata in Xijiang River WANG Chao, LAI Zini, LI Yuefei, et al (4793)………………………
Evaluation of ecosystem sustainability for large鄄scale constructed wetlands
ZHANG Yiran, WANG Renqing, ZHANG Jian, et al (4803)
………………………………………………………………
………………………………………………………………………
MIS3b vegetation and climate changes based on pollen and charcoal on Qianxi Plateau
ZHAO Zengyou, YUAN Daoxian, SHI Shengqiang, et al (4811)
………………………………………………
…………………………………………………………………
The effects of stemflow on the formation of “Fertile Island冶 and “Salt Island冶 for Haloxylon ammodendron Bge
LI Congjuan, LEI Jiaqiang, XU Xinwen, et al (4819)
………………………
……………………………………………………………………………
Accumulation and translocation of dry matter and nutrients of wheat rotated with legumes and its relation to grain yield in a dryland
area YANG Ning, ZHAO Hubing, WANG Zhaohui, et al (4827)…………………………………………………………………
Occurrence characteristics of akashiwo sanguinea bloom caused by land source rainwater
LIU Yihao, SONG Xiukai, JIN Yang, et al (4836)
………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Analysis on landscape pattern change and its driving forces of Yancheng National Natural Reserve
WANG Yanfang, SHEN Yongming (4844)
……………………………………
…………………………………………………………………………………………
Resource potential assessment of urban roof greening and development strategies: a case study in Futian central district, Shenzhen,
China SHAO Tianran, LI Chaosu, ZENG Hui (4852)……………………………………………………………………………
Analysis of the dynamic coupling processes and trend of regional eco鄄economic system development in the Yellow River Delta
WANG Jieyong, WU Jianzhai (4861)
………
………………………………………………………………………………………………
The diversity parameters of butterfly for ecological function divisions in Chongqing LI Aimin, DENG Heli, MA Qi (4869)…………
Review and Monograph
Responses of soil respiration to different environment factors in semi鄄arid and arid areas
WANG Xinyuan, LI Yulin, ZHAO Xueyong, et al (4890)
………………………………………………
…………………………………………………………………………
Temperature sensitivity of soil respiration: uncertainties of global warming positive or negative feedback
LUAN Junwei, LIU Shirong (4902)
………………………………
…………………………………………………………………………………………………
The primary factors controlling methane uptake from forest soils and their responses to increased atmospheric nitrogen deposition:
a review CHENG Shulan, FANG Huajun, YU Guirui, et al (4914)………………………………………………………………
The research progresses on biological oxidation and removal of nitrogen in lakes
FAN Junnan, ZHAO Jianwei, ZHU Duanwei (4924)
………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Scientific Note
Cutting effects on growth and wastewater purification of Cyperus alternifolius in constructed wetland
L譈 Gaiyun,HE Huaidong,YANG Danjing,et al (4932)
…………………………………
……………………………………………………………………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
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法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
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