秦皇島海域夜光藻種群密度與環境因子的關系

付仲　侯雁彬　郗艷娟　趙振良　孫桂清等

摘要：對2011年5月至6月秦皇島近岸海域夜光藻種群密度和海水環境因子調查數據的相關分析表明：夜光藻種群密度與無機氮（亞硝酸鹽、硝酸鹽、氨氮）、磷酸鹽、溶解氧和pH 7個因子不存在線性相關關系， 與溫度和硅酸鹽存在顯著正相關線性關系，相關系數分別為0.682（P=0.00<0.01）和0.702（P=0.00<0.01），與透明度和鹽度存在顯著負相關線性關系，相關系數分別為-0.470（P=0.013<0.05）和-0.631（P=0.00<0.01）。夜光藻高密度出現的鹽度、溫度、透明度、溶解氧和pH的值分別為31‰、20 ℃、1 m、9 mg/L和8.1。

關鍵詞：秦皇島海域；夜光藻；環境因子；相關系數

秦皇島位于河北省東北部，地處渤海西部、遼東灣兩翼，海岸線全長162.7 km，東起山海關金絲河口，西止昌黎縣灤河口，沿岸有湯河、戴河、人造河、洋河、大蒲河等河流注入。隨著沿岸經濟的快速發展，大量的生活污水和工業廢水排入近岸海域，加之養殖業自身的污染，導致秦皇島近岸海域赤潮頻發。根據公開發表文獻， 1989-2007年間秦皇島海域共發生 13余起赤潮事件[1]，其中由夜光藻引發的赤潮則有10次，夜光藻是秦皇島海域的主要赤潮藻。夜光藻赤潮不僅造成養殖業和漁業的巨大損失，而且破壞海域環境的生態平衡。雖然赤潮發生與特定水域的氣象氣候、水環境動力、化學要素及生物環境等多種因素的變化有關， 是物理、化學、生物各種因素藕合作用的結果[2]，但環境條件對夜光藻赤潮的發生是必要因素。所以，研究相關環境因子與夜光藻種群密度的關系對探討夜光藻赤潮成因、機理具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 樣品采集時間與站位

2011年5月4日、5月27日和6月15日對秦皇島海域的11個站位進行了3個航次調查，站位如圖1所示。夜光藻樣品的采集采用國際標準號20（孔徑0.076 mm）的篩絹縫制的淺水III型浮游生物網（網口直徑為37 cm，網全長15 m），自海底到水面垂直拖取樣品，收集所得樣品用體積分數為5%的福爾馬林溶液固定保存，在實驗室用顯微鏡進行細胞計數。水質樣品的采集、運輸和保存按《海洋監測規范》（GB17318.5-2007）的要求進行，僅監測表層站位。

1.2 分析項目與方法

夜光藻計數采用SMARTe-500 型生物顯微鏡。環境因子的分析項目包括氨氮（NH4+-N）、硝酸鹽（NO3--N）、亞硝酸鹽（NO2--N）、活性磷酸鹽（PO43+-P）、硅酸鹽和溶解氧，其分析方法分別為次溴酸鹽氧化法、鋅-鎘還原法、萘-乙二胺分光光度法、磷鉬藍分光光度法和碘量法，水溫（T） 和pH 用美國YSI-6600 型水質分析儀于采樣現場測定。 具體分析方法參見《海洋監測規范》[3]（GB17318.4-2007）。

1.3 夜光藻種群密度與環境因子的相關分析

2011年5-6月三個航次共獲得調查數據31組，其中含有夜光藻的樣值個數為27， 夜光藻密度指數與各環境因子的監測結果見表1。因夜光藻細胞數量的變化呈幾何級數增長和減小， 同時各環境因子的變化比較緩和， 所以根據統計學原理， 需要將原數據做相關轉化。根據藻類細胞數量變化和環境因子變化之間的關系， 對夜光藻密度取以 10為底的對數，即 lg（B）， 其中 B 為夜光藻類細胞密度。將夜光藻密度對數系列分別與透明度、水溫、鹽度、無機氮（亞硝酸鹽、硝酸鹽、氨氮）、活性磷酸鹽、硅酸鹽、溶解氧和pH系列進行線性相關分析，根據相關系數研究秦皇島海域夜光藻密度與環境因子的關系。應用SPSS軟件統計相關系數及顯著性檢驗，結果見表2。

2 結果與討論

夜光藻種群密度與透明度的相關系數為-0470（P=0.013<0.05），呈顯著負相關。調查海域透明度的范圍在0.8～4.5 m之間，夜光藻高密度、高頻率出現的透明度范圍為1～2 m（圖2），高峰值均出現在海水透明度為1 m的海域。夜光藻種群密度與海水溫度的相關系數為0.682（P=0.0<0.01），呈極顯著正相關。調查期間該海域的水溫范圍為10.19～20 ℃，夜光藻高密度出現在水溫為20 ℃左右（圖3）。

夜光藻種群密度與鹽度的相關關系為-0631（P=0.0<0.01），呈極顯著負相關。調查期間該海域的鹽度范圍為30.84‰～31.79‰，在該范圍內，夜光藻能較均勻地出現，但當調查海域的鹽度為31‰時，出現高密度的夜光藻種群（圖4）。夜光藻種群密度與DIP的相關關系為-0036，無線性相關關系。調查期間該海域的DIP范圍為0.7～15.72 μg/L，高密度的夜光藻出現在DIP為5.0 μg/L左右的海域（圖5）。

夜光藻種群密度與硅酸鹽的相關系數為0702（P=0.0<0.01），呈極顯著正相關，即硅酸鹽的增加也會導致夜光藻細胞數量的增加， 硅酸鹽成為限制藻類細胞數量增長的限制因子（圖6）。

夜光藻種群密度與無機氮的相關系數為00，無線性相關關系。調查海域DIN的分布范圍為81.85～225.14 μg/L，夜光藻高密度、高頻率出現在DIN為100～150 μg/L的海域（圖7）。

夜光藻種群密度與亞硝酸鹽的相關系數為-0.221（P=0.267>0.05），無顯著線性相關關系。調查海域亞硝酸鹽的含量范圍0.51～5.68 μg/L，夜光藻高密度、高頻率出現在亞硝酸鹽為1.0 μg/L左右的海域，在此范圍之外只是零星分布（圖8）。

夜光藻種群密度與硝酸鹽的相關系數為0011（P=0.956>0.05），無顯著線性相關關系。調查海域硝酸鹽的含量范圍50～197.95 μg/L， 高密度的夜光藻出現在硝酸鹽含量為100 μg/L左右的海域，在50～150 μg/L的范圍內，則高頻率出現（圖9）。