南沙港海區(qū)水質(zhì)變化與浮游植物群落更替特征

李桂嬌, 馮潔娉, 葉錦韶

南沙港海區(qū)水質(zhì)變化與浮游植物群落更替特征

李桂嬌1, *, 馮潔娉1, 葉錦韶2

1. 廣州市環(huán)境技術(shù)中心, 廣州 510235 2. 暨南大學(xué)環(huán)境學(xué)院, 廣州 510632

港口是國家經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要依托, 然而, 港口用海對(duì)所在海區(qū)的生態(tài)環(huán)境的影響則有待剖析。為此, 以南沙港海區(qū)為研究對(duì)象, 對(duì)該海區(qū)的水質(zhì)和浮游植物開展了為期3年的監(jiān)測(cè), 分析了監(jiān)測(cè)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明, 南沙港海區(qū)水質(zhì)受港口用海影響不顯著, 除了無機(jī)氮和活性磷酸鹽濃度超過了港口航運(yùn)區(qū)四類海水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外, pH、化學(xué)需氧量、溶解氧、懸浮物、石油類、銅、鉛、鋅、鎘、汞、砷、鉻等指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。各站位的浮游植物門類組成均是硅藻門和綠藻門種數(shù)最多, 兩者占了總種類數(shù)的76%以上。自2017年至2019年, 各站位的種群由以硅藻門的中肋骨條藻、梅尼小環(huán)藻和綠藻門的四足十字藻等組成的3個(gè)聚類向由綠藻門的橢圓小球藻、小球藻、鼓藻、布朗葡萄藻, 硅藻門的新月菱形藻和藍(lán)藻門的鞘絲藻、細(xì)小裂面藻為代表的3個(gè)聚類更替。

浮游植物; 海港; 海洋環(huán)境

0 前言

廣州港南沙港區(qū)目前建有多個(gè)集裝箱碼頭、汽車碼頭、石化碼頭和糧食碼頭等大型專業(yè)化碼頭，已基本形成集裝箱、汽車、糧食、石油化工的產(chǎn)業(yè)布局，是立足南沙自貿(mào)片區(qū)，參與“一帶一路”和粵港澳大灣區(qū)建設(shè)，推動(dòng)廣州國際航運(yùn)中心和航運(yùn)樞紐建設(shè)的主力港區(qū)。因此，該港口對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的貢獻(xiàn)是不言而喻的。然而，港口用海是否會(huì)對(duì)所在海區(qū)存在生態(tài)環(huán)境影響則有待剖析。

港口用海過程中的人為活動(dòng)，包括船舶運(yùn)輸、航道清淤、圍填海工程等對(duì)海水生態(tài)環(huán)境具有潛在的物理和生態(tài)影響。浮游植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，是海洋生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的基石。然而，浮游植物個(gè)體小、生命周期短、趨避能力弱，容易受到環(huán)境變化的影響。港口用海過程對(duì)浮游植物的影響可能會(huì)通過食物鏈的放大效應(yīng)，改變海域食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與功能。有研究表明，南沙海域浮游植物群落結(jié)構(gòu)受環(huán)境因子影響較明顯，海域浮游植物優(yōu)勢(shì)種群為硅藻，豐水期和枯水期浮游植物的主要環(huán)境影響因子不完全相同[1]。港灣海域浮游植物豐度與海水水質(zhì)，如無機(jī)氮、活性磷酸鹽等指標(biāo)呈明顯的相關(guān)性[2]。港口海域水質(zhì)特征也會(huì)受季節(jié)、港口水動(dòng)力特性、水循環(huán)條件等影響[3]。揭示港口用海對(duì)水環(huán)境與浮游植物群落結(jié)構(gòu)時(shí)空變化的關(guān)聯(lián)機(jī)制，對(duì)港口運(yùn)營期的環(huán)境生態(tài)影響管控具有重要的意義和價(jià)值[4]。為此，本文研究了近三年南沙港海區(qū)豐水期、平水期和枯水期的水質(zhì)變化與浮游植物種群的更替，以探究港口用海行為對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的主要影響因子，及海水水質(zhì)特征與浮游植物的更替規(guī)律，以期為廣州南沙港海區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量管理、港口生態(tài)環(huán)境保護(hù)及海港可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)站位與指標(biāo)

在南沙港海區(qū)設(shè)置12個(gè)監(jiān)測(cè)站位(圖1); 于2017年、2018年和2019年的枯水期(3月)、豐水期(8月)和平水期(11月)進(jìn)行樣品采集。監(jiān)測(cè)的水質(zhì)指標(biāo)包括懸浮物、溶解氧、化學(xué)需氧量、無機(jī)氮(氨、亞硝酸鹽、硝酸鹽)、活性磷酸鹽、石油類、銅、鉛、鎘、鋅、汞和砷, 監(jiān)測(cè)方法按國家標(biāo)準(zhǔn)方法執(zhí)行。

1.2 水質(zhì)采集與分析

樣品采集根據(jù)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第3部分: 樣品采集、貯存與運(yùn)輸》(GB17378.3–2007)的方法執(zhí)行, 水深小于10 m的站位只采表層, 大于10 m站位同時(shí)采集表層及底層。不同監(jiān)測(cè)指標(biāo)的海水樣品進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理后在冷藏條件下運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室, 然后用0.45 μm濾膜過濾(測(cè)汞的樣品除外)。溶解氧的檢測(cè)方法采用電化學(xué)探頭法(HJ 506–2009), 其余指標(biāo)根據(jù)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第4部分: 海水分析》(GB17378.4—2007)執(zhí)行, 其中懸浮物采用重量法, 化學(xué)需氧量采用堿性高錳酸鉀法, 氨采用水楊酸鹽法, 亞硝酸鹽采用萘乙二胺分光光度法, 硝酸鹽采用鎘柱還原法, 石油類采用紫外分光光度法, 活性磷酸鹽采用磷鉬藍(lán)分光光度法。銅、鉛、鎘及鋅采用原子吸收分光光度法, 汞及砷采用原子熒光法。

1.3 浮游植物監(jiān)測(cè)

于南沙港海區(qū)設(shè)置6個(gè)海洋浮游植物監(jiān)測(cè)站位, 分別為S3、S4、S6、S8、S9、S12(圖1)。采集2000 mL水樣于PE廣口瓶中, 加入5%中性甲醛溶液固定, 并遮光保存; 將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室, 靜置沉淀至少24 h,吸取并棄掉上清液, 重復(fù)此步驟以濃縮樣品到適宜的濃度, 取樣品于浮游植物計(jì)數(shù)板上, 利用蔡司光學(xué)顯微鏡(AXIOSKOP 40)進(jìn)行分類鑒定。

圖1 采樣站位

Figure 1 Sites of sample collection

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

浮游植物多樣性采用Shannon-Weaver指數(shù)法表征:

式中:′為多樣性指數(shù);是生物種類總數(shù);P是第種的個(gè)體數(shù)與總個(gè)體數(shù)的比值。

式中:—均勻度;′—生物多樣性指數(shù);—樣品中的種類總數(shù)。

1.5 浮游植物系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析

為了揭示各采樣站位浮游植物的種群更替是取決于物種的遺傳特征, 分析了浮游植物的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。方法要點(diǎn)如下: 于NCBI數(shù)據(jù)庫(https://www. ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi)搜索各浮游植物, 剔除沒有被數(shù)據(jù)庫收錄的物種, 下載被收錄物種的Taxonomy ID; 利用NCBI計(jì)算物種進(jìn)化關(guān)系的功能(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ Taxonomy/CommonTree/wwwcmt.cgi), 對(duì)收錄的浮游植物進(jìn)行進(jìn)化樹構(gòu)建; 構(gòu)建后下載phylip tree文件; 利用NCBI Tree Viewer (https://www.ncbi.nlm.nih. gov/tools/treeviewer/)進(jìn)行文件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 南沙港海區(qū)水質(zhì)變化

南沙港海區(qū)各站位的無機(jī)氮和活性磷酸鹽濃度均超過了港口航運(yùn)區(qū)四類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.50和0.045 mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)(圖2)。其他水質(zhì)指標(biāo)如pH、化學(xué)需氧量、溶解氧、懸浮物、石油類、銅、鉛、鋅、鎘、汞、砷、鉻等均符合第四類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 浮游植物多樣性與豐度分析

硅藻門和綠藻門浮游植物種數(shù)最多, 兩者占了總種類數(shù)的76%以上(圖3), 但各年份代表性物種不同。硅藻門的優(yōu)勢(shì)度呈現(xiàn)了逐年下降的趨勢(shì), 綠藻門的優(yōu)勢(shì)度在2019年最大。2017年優(yōu)勢(shì)種由顆粒直鏈藻()(包括其變種)、偽魚腥藻(sp.)、中肋骨條藻()、魚腥藻(sp.)、細(xì)小平裂藻()和集星藻()組成, 其優(yōu)勢(shì)度分別為0.185、0.105、0.099、0.094、0.049和0.036, 共占浮游植物總豐度的61.7%; 2018年優(yōu)勢(shì)種為游絲藻()、偽魚腥藻、顆粒直鏈藻、集星藻、梅尼小環(huán)藻()和細(xì)小平裂藻, 優(yōu)勢(shì)度分別為0.169、0.117、0.115、0.048、0.023和0.020, 共占浮游植物總豐度的56.57%; 2019年優(yōu)勢(shì)種以微小平裂藻和偽魚腥藻為主, 其優(yōu)勢(shì)度分別為0.302和0.110, 共占監(jiān)測(cè)海域浮游植物總豐度的47.2%。

在豐度方面, 2017年各站位浮游植物的平均豐度為176.04×104cells·L-1,最高值和最低值分別出現(xiàn)在S4、S6站, 不同站位浮游植物的豐度變化較大; 2018年平均豐度為132.94×104cells·L–1; S8站豐度最高, S4站最低值。2019年平均豐度為156.11×104cells·L-1, 最高值出現(xiàn)在S3站, 最低值出現(xiàn)在S9站。2017年、2018年和2019年, 浮游植物多樣性指數(shù)范圍分別為3.30—4.51、3.21—4.22、2.40—3.94 (表1)。

2.3 海洋浮游植物更替規(guī)律

聚類分析顯示(圖4), 總體上南沙港海區(qū)3年浮游植物種類可以分為9個(gè)主聚類。其中, 由綠藻門的橢圓小球藻()和藍(lán)藻門的鞘絲藻(sp.)等組成的第一聚類, 以藍(lán)藻門的細(xì)小裂面藻和綠藻門的鼓藻(sp.)為代表的第二聚類, 及以布朗葡萄藻()等為代表的第八聚類主要發(fā)現(xiàn)于2019年的監(jiān)測(cè)時(shí)段。以綠藻門的小球藻()和硅藻門的新月菱形藻()為代表的第三聚類高豐度周期發(fā)生于2018年和2019年的監(jiān)測(cè)時(shí)段。以綠藻門的柵藻()、硅藻門的小環(huán)藻(sp.)和放射針桿藻()為代表的第四聚類, 以及由硅藻門的顆粒直鏈藻及其變種、具槽直鏈藻()、魚腥藻(sp.)和綠藻門的二尾柵藻()等物種組成的第五聚類是高豐度聚類, 幾乎存在于各時(shí)段的站位。由韋氏藻(sp.)和中肋骨條藻等物種組成的第六聚類, 以及由平裂藻()和偽魚腥藻等物種組成的第七聚類主要發(fā)現(xiàn)于2017年的樣品中。梅尼小環(huán)藻()和四足十字藻()等組成的第九聚類則發(fā)現(xiàn)于2017年和2018年的樣品中。總體上, 第6、7、9聚類向第1、2、3、8聚類更替。浮游植物的進(jìn)化關(guān)系顯示, 浮游植物在年度間的種群更替取決于物種的代謝行為, 與物種的進(jìn)化關(guān)系無關(guān)。

圖2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果

Figure 2 Results of water quality

圖3 浮游植物門類

Figure 3 Categories of phytoplankton

2.4 海洋浮游植物與水質(zhì)的關(guān)系

剔除低檢測(cè)頻率的指標(biāo)后, 分析浮游植物與水質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性, 把高相關(guān)度的結(jié)果展示于表2和表3。2017年的數(shù)據(jù)相關(guān)性顯示(表2), 水溫、DO、COD、無機(jī)氮、活性磷酸鹽和銅是與某些浮游植物生長呈顯著相關(guān)關(guān)系的因素。其中, COD、無機(jī)氮和活性磷酸鹽與嚙蝕隱藻、鞘絲藻、具槽直鏈藻、新月菱形藻和針桿藻()等藻種的正相關(guān)系數(shù)均超過了0.8。銅抑制了短線脆桿藻()、顆粒直鏈藻變種(var.)、四尾柵藻和放射針桿藻等藻種的生長。實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)證明, 銅對(duì)顆粒直鏈藻和四尾柵藻的脅迫作用, 會(huì)導(dǎo)致藻體的脂質(zhì)和形貌發(fā)生異常[5]。然而, 最高豐度的多種藻類沒有與某一項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)顯著相關(guān), 意味著浮游植物的種類、優(yōu)勢(shì)種和總豐度由多因素調(diào)控。2019年的相關(guān)性分析則表明(表3), 共有16個(gè)藻類與不同的水質(zhì)指標(biāo)存在很顯著的相關(guān)性。懸浮物和活性磷酸鹽基本上呈現(xiàn)了抑制藻類生長, 無機(jī)氮呈現(xiàn)了促進(jìn)藻類生長的規(guī)律。這主要是懸浮物起遮光的作用, 從而影響了藻類的光合作用。該海區(qū)的河水和海水混合的時(shí)空差異大, 受人類活動(dòng)影響大。兩個(gè)年度的相關(guān)性規(guī)律差異較大可能緣于河海交匯區(qū)的特殊性。

表1 浮游植物多樣性、均勻度和豐度

圖4 浮游植物聚類分析結(jié)果

Figure 4 Cluster of phytoplankton

圖5 浮游植物進(jìn)化樹

Figure 5 Phylip tree of phytoplankton

表2 2017年水質(zhì)與浮游植物相關(guān)系數(shù)

表3 2019年水質(zhì)與浮游植物相關(guān)系數(shù)

3 討論

南沙港海區(qū)的懸浮物濃度總體上呈現(xiàn)港口區(qū)大于上游對(duì)照斷面的趨勢(shì)(圖2)。該現(xiàn)象證明航運(yùn)對(duì)該海區(qū)的沉積物造成了擾動(dòng)。無機(jī)氮濃度呈現(xiàn)上游站位高于下游站位的現(xiàn)象, 證明無機(jī)氮的超標(biāo)緣于地表徑流的貢獻(xiàn); 且含量整體上呈逐年下降的趨勢(shì), 說明無機(jī)氮的污染問題得到了一定程度的改善。溶解氧也呈現(xiàn)了從上游到下游增加的態(tài)勢(shì), 這是由于港口下游區(qū)域開放、水量大, 海水對(duì)入海河水進(jìn)行了充分的稀釋, 從而提高了水體溶解氧量并降低了污染物濃度。稀釋作用也降低了單位水體內(nèi)污染物生物降解所消耗的溶解氧的量, 進(jìn)一步有利于含氧量的提升。從時(shí)間變化的角度判斷, 水體溶解氧呈現(xiàn)了逐年上升的規(guī)律, 證明了該海區(qū)的水質(zhì)得到了改善, 這可能緣于消耗氧的有機(jī)物及營養(yǎng)元素含量減少。石油烴和活性磷酸鹽濃度逐年下降的趨勢(shì)進(jìn)一步證明了水質(zhì)的改善[6]。其中, 石油烴濃度的變化趨勢(shì)證明了南沙港運(yùn)營管理的有效性, 沒有因油料的跑冒滴漏造成港口區(qū)域水體的污染。

重金屬方面, 鋅的濃度最高且呈現(xiàn)了增長的趨勢(shì), 其中2019年平水期各站位的濃度普遍比其他時(shí)段高數(shù)倍; 位于港口及其下游的第5、6、11、12號(hào)站位則比其他站位的鋅濃度高約2倍。該結(jié)果證明港口的運(yùn)營可能會(huì)導(dǎo)致鋅濃度的上升。該增量的鋅可能來源于船只的防污涂料[7]。銅的濃度在2017年的枯水期明顯高于其他采樣時(shí)段; 2018年的枯水期各站位濃度則基本呈現(xiàn)為最低值。因此, 該指標(biāo)的變化取決于河水徑流的濃度變化, 港口運(yùn)輸沒有表現(xiàn)出直接的影響作用。汞的濃度變化也呈現(xiàn)了類似的規(guī)律, 2017年枯水期時(shí)濃度最高, 2018年全年的濃度均很低。鎘的濃度則在2018年最高; 鉛濃度于2017年平水期至2018年豐水期最高; 砷濃度于2017年枯水期、豐水期和2019年豐水期較高。在站位變化方面, S5、S6、S9、S10和 S11站位的鉛和砷含量明顯高于其他站位。該現(xiàn)象可能與港口運(yùn)營或該海區(qū)的沉積物有關(guān)。盡管如此, 全部站位的鉛和砷均分別符合第二類和第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

參照《濱海濕地生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(HY/T080–2005)的生物多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)等級(jí), 多樣性指數(shù)等于2—3、3—4時(shí), 指標(biāo)等級(jí)分別為中和較好, 因此, 根據(jù)近3年的浮游植物多樣性指數(shù)可以判斷(表1), 該海區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況處于較好的水平。浮游植物多樣性指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果與水質(zhì)分析的總體結(jié)果相符, 此結(jié)果表明了浮游植物與海域水環(huán)境因子有相關(guān)關(guān)系[8], 浮游植物群落結(jié)構(gòu)受環(huán)境因子影響較明顯[1]。從浮游植物群落結(jié)構(gòu)角度考慮, 該海區(qū)浮游植物以綠藻-硅藻型為主[9], 據(jù)此推測(cè), 南沙港海區(qū)水體具有較高的營養(yǎng)化程度。該結(jié)果與活性磷酸鹽是珠江口海區(qū)的主要污染因子相符[10]。

聚類分析的結(jié)果顯示(圖4), 第四聚類的代表種柵藻是對(duì)環(huán)境污染耐受性較高的微藻, 是有機(jī)污水氧化塘生物相中的優(yōu)勢(shì)種類。該藻種具有利用有機(jī)質(zhì)作為碳源和氮源, 實(shí)現(xiàn)水中有機(jī)物迅速降解的凈化能力[11]。該聚類的浮游植物是各監(jiān)測(cè)時(shí)段的主要類群之一, 且豐度總體上呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢(shì), 與水質(zhì)變化趨勢(shì)相同。因此, 該聚類的物種可以作為表征海區(qū)水質(zhì)變化的指示物種。這也意味著該聚類物種是港口運(yùn)營的敏感物種。第五聚類浮游植物豐度的變化趨勢(shì)與第四聚類的類似。該聚類代表種直鏈藻和魚腥藻是赤潮和水華藻種[12-13], 其中具槽直鏈藻為底棲性藻類, 既可在水中形成優(yōu)勢(shì)度, 也可以在底質(zhì)中富集; 顆粒直鏈藻在世界范圍內(nèi)廣泛分布, 是江河、湖泊、水庫、河口等水體中的常見優(yōu)勢(shì)種, 在富營養(yǎng)化水體中極易形成優(yōu)勢(shì)種群或發(fā)展為水華, 因此, 該藻種也是富營養(yǎng)化及污染水體的指示物種[14]。中肋骨條藻是典型的廣溫廣鹽廣布種, 在近岸低鹽水及河口海域尤為繁茂, 是沿岸流的良好指示種。同時(shí)本種能生長于富營養(yǎng)化水域, 是沿岸水中常見的赤潮生物。

硅藻在廣東沿岸海域?qū)儆谥鲗?dǎo)藻種[15], 有研究報(bào)道于2015年4月豐水期監(jiān)測(cè)到的南沙港海域浮游植物優(yōu)勢(shì)種群為硅藻, 且中肋骨條藻也為優(yōu)勢(shì)種[1], 這與當(dāng)前的監(jiān)測(cè)結(jié)果一致。偽魚腥藻是富營養(yǎng)化水體中常見的有毒藻種, 常作為微囊藻的伴生種被微囊藻的膠鞘多糖包裹而一起在富營養(yǎng)化水體中形成水華[16]。第九聚類的代表種梅尼小環(huán)藻是一種廣鹽性硅藻, 是水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中水質(zhì)調(diào)控的有益藻類, 也是魚、蝦、貝類等經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)動(dòng)物優(yōu)質(zhì)的餌料[17]。監(jiān)測(cè)海區(qū)硅藻門和綠藻門的種類數(shù)、優(yōu)勢(shì)種數(shù)及細(xì)胞密度均長時(shí)間具有顯著的優(yōu)勢(shì), 其中部分種類具有形成赤潮的潛能。上述結(jié)果意味著南沙港海區(qū)具有藻類暴發(fā)的可能性。從物種的營養(yǎng)需求判斷, 第四、第五聚類的浮游植物均適宜生長于有機(jī)碳含量高的水體中, 可用于指示海區(qū)有機(jī)碳污染與赤潮暴發(fā)的潛在性。

第一聚類的代表種橢圓小球藻是一種單細(xì)胞真核生物, 既能夠利用光能和二氧化碳進(jìn)行自養(yǎng)生長, 也可以利用有機(jī)碳進(jìn)行異養(yǎng)生長, 繁殖速度快。第二聚類的代表種細(xì)小裂面藻可被蝦幼體等動(dòng)物攝食。該藻種也是湖庫的常見優(yōu)勢(shì)種[18]。鼓藻類普遍對(duì)水化學(xué)很敏感, 在不同的水化學(xué)組成、不同的營養(yǎng)型的水體中生長有不同種類的鼓藻[19], 因此, 鼓藻被用作為水環(huán)境監(jiān)測(cè)的指示物種。布朗葡萄藻具有極高的烴含量, 在富烴的環(huán)境里, 含烴量可達(dá)細(xì)胞干重的75%[20]。因此, 該類藻種的存在有利于降低水體的石油類污染物。這與2019年水體石油類的減少可能存在關(guān)聯(lián)。第三聚類的代表種新月菱形藻對(duì)污染物毒性敏感, 是苯系物等石化污染物毒性的指示藻種[21]。該藻種的存在并形成豐度優(yōu)勢(shì), 意味著監(jiān)測(cè)區(qū)域水質(zhì)的改善。上述聚類中各代表藻種以環(huán)境友好藻種為主, 進(jìn)一步確認(rèn)了2019年監(jiān)測(cè)時(shí)段港口區(qū)域水質(zhì)與生態(tài)環(huán)境的改善。

浮游植物的種群更替取決于物種的代謝行為, 與物種的進(jìn)化關(guān)系不直接。同一個(gè)屬不同種的浮游植物, 如和(圖4), 在不同的時(shí)間點(diǎn)呈現(xiàn)優(yōu)勢(shì)度的現(xiàn)象進(jìn)一步證明了該結(jié)論。這主要是由于由眾多代謝反應(yīng)組成的代謝網(wǎng)絡(luò)具有相互貫通的特征, 兩個(gè)物質(zhì)間的間接轉(zhuǎn)化可以由多種通路實(shí)現(xiàn)。因此, 不同物種不同的代謝行為可以由不同的基因調(diào)控。代謝行為作為與環(huán)境調(diào)控最密切相關(guān)的生物響應(yīng), 直接決定了浮游植物在水體中的種群更替; 而浮游植物基因組的表達(dá)要?dú)v經(jīng)轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)合成、代謝催化等系列生物行為, 因此在本研究中與浮游植物種群更替沒有直接的相關(guān)性。

4 結(jié)論

2017至2019年南沙港用海期間, 港口海域的生態(tài)環(huán)境狀況處于較好水平。海水水質(zhì)影響因子主要是無機(jī)氮, 其次為活性磷酸鹽。浮游植物的主要影響因子為水溫、DO、COD、無機(jī)氮、活性磷酸鹽和銅。浮游植物的多樣性、均勻度及優(yōu)勢(shì)種受多種因素的綜合影響, 主要優(yōu)勢(shì)種隨年度而變化, 且聚類更替中呈現(xiàn)出年度演替的規(guī)律。與水質(zhì)呈逐年改善的趨勢(shì)相對(duì)應(yīng), 浮游物種的類群呈現(xiàn)從耐污種向表征清潔水質(zhì)的類群更替的規(guī)律。

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Alteration of water quality and succession characteristic of phytoplankton community in Nansha harbor area

LI Guijiao1, *, FENG Jieping1, YE Jinshao2

1. Guangzhou Environmental Technology Center, Guangzhou 510235, China 2. School of Environment, Jinan university, Guangzhou 510652, China

Ports are important infrastructure for the national economic and social development. However, the impacts of ports on the marine ecosystem need to be evaluated. To this end, Nansha port was selected as the research area. Phytoplankton and the water quality in this area for 3 years were analyzed. The results show that the water quality was not affected by Nansha port significantly. The concentrations of inorganic nitrogen and active phosphate were higher than the sea water quality standard Level 4. The indexes of pH, chemical oxygen demand, dissolved oxygen, suspended solids, petroleum, copper, lead, zinc, cadmium, mercury, arsenic and chromium were up to the standards. Bacillariophyta and Chlorophyta were the dominant divisions in each site for sample collection, accounting for more than 76% of the total species. From 2017 to 2019, the phytoplankton clusters composed of,andwere replaced by the clusters with the dominant species of,andsp.,,,sp. and.

phytoplankton; port; marine environment

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.05.021

Q178.1

A

1008-8873(2021)05-164-08

2020-02-27;

2020-05-21基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào)21876064); 廣州市財(cái)政預(yù)算項(xiàng)目(編號(hào): 1710658, 1810447)

李桂嬌(1974—), 女, 湖南郴州人, 碩士, 工程師, 主要從事海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與研究, E-mail:leejiao1999@163.com

通信作者

李桂嬌, 馮潔娉, 葉錦韶. 南沙港海區(qū)水質(zhì)變化與浮游植物群落更替特征[J]. 生態(tài)科學(xué), 2021, 40(5): 164–171.

LI Guijiao, FENG Jieping, YE Jinshao. Alteration of water quality and succession characteristic of phytoplankton community in Nansha harbor area[J]. Ecological Science, 2021, 40(5): 164–171.