摘要本研究旨在研究青岛近岸周丛硅藻群集过程的动力学特征。采样地点为青岛奥林匹克帆船中心,采样方法为悬挂载玻片人工基质法。在2014年的5月至6月进行为期一个月的预实验以确定采样策略。结果表明,在设定的1米和3米采样水层,尽管周丛硅藻群落结构相似,但1米水层的物种数高于3米水层。在整个周丛硅藻群集阶段,分类学多样性指数表明了两水层有高度的差异性(差异系数>10%),分类学差异指数、平均分类学差异指数和分类学差异变异指数表明在群集7天以后周丛硅藻群落具有了较高的相似性(差异系数<10%)。此外,采样深度探究实验表明,达到非相似性小于10%,在群落成熟后,1米和3米水层各需要2张和4张载玻片;而要达到变异系数小于10%,在群落成熟后,1米和3米水层则各需要2张和9张载玻片。基于这些结论,我们将采取挂片水层为1米的采样方法,每月悬挂10个载玻片架,每个聚氯乙烯(PVC)载玻片架子嵌有20张载玻片,同时挂片时间要超过7天以便于群落研究和环境监测。<br> 在确定了1米水层为采样水层后,于2014年12至2015年9月(因天气及封海的原因,2015年1月-3月除外)进行样品采集。在挂片后的第3、7、10、14和28天,从10个PVC采样架上随机取出20张载玻片进行样品采集,对采集到的7个月的数据进行统一的处理及分析,并且定义4月、7月、9月、12月分别代表春夏秋冬四季。<br> 对采样点水体中周丛硅藻群落动力学特征的研究表明,青岛近岸周丛硅藻群落的群集过程是一个动态的过程,每个月以及每个群集时间的种类和数量各有不同,但其群集过程均符合逻辑斯蒂增长模型。共采集到了37种周丛硅藻,隶属于3纲、5亚纲、13目、17科及22属。在采样期间,有14种周丛硅藻是一直出现的,而9种优势种的累积优势度达到90%,分别是新月菱形藻(Nitzschia closterium)、直舟形藻(Navicula directa)、透明双眉藻(Amphora hyalina)、多枝舟形藻(Navicula ramosissima)、派格棍形藻(Bacillariapaxillifera)、平滑小舟形藻(Navicula laevissima)、狭舟形藻(Navicula contenta)、盾卵形藻(Cocconeis scutellum)和长菱形藻(Nitzschia longissima)。此外,应用PRIMER v7.0软件对7个月所采集到的周丛硅藻的种类和丰度信息进行分析,得到的群落多样性参数中的丰富度指数在采样期间呈先下降后上升的趋势,而均匀度指数和香农威纳指数均呈现上下波动的变化趋势。应用PRIMERv7.0软件中的Bootstrap Average子程序继续分析发现,春夏秋冬四季的周丛硅藻群落没有重合的部分,采样点周丛硅藻群落存在显著的季节性差异。且秋季和冬季的周丛硅藻群落的面积较大,面积与稳定性呈负相关性,表明在秋季和冬季采样点的周丛硅藻群落有较大的变动,没有春季和夏季的群落稳定。<br> 水体理化因子是周丛硅藻生长必不可少的基础条件。对采样点水体理化因子的分析显示,在采样期间水温的变动范围为8.2-26.5℃,酸碱度的变动范围为7.75-8.67,盐度的变动范围为18.51-31.86,透明度的变动范围为2.8-5.4m,溶解氧在6.36-10.10mg/l之间波动,化学需氧量在0.31-1.15mg/l之间波动,可溶性活性磷酸盐0.19-1.16μmol/l之间波动,硅酸盐的变动范围较大,为0.73-10.66μmol/l。亚硝态氮、硝态氮和铵态氮的变动范围依次是0.19-11.26μmol/l,11.85-32.40μmol/l及2.29-7.88μmol/l。周丛硅藻群落结构及其功能参数与水体理化因子的相关性分析显示,周丛硅藻群落与水体理化因子之间的Rho值为0.337,采样统计显著性水平为4.9%,说明周丛硅藻群落与水体理化因子具有高度耦合性,两者之间存在密切的联系。进一步的Bio-Env分析表明周丛硅藻群落结构与水体理化因子存在相关关系。7个周丛硅藻群落群集参数:物种数、丰度、丰富度指数、均匀度指数、香农威纳指数、最大环境容纳量、达到最大环境容纳量一半时所用的时间(T50%)与水温、盐度、酸碱值、硝态氮、氨态氮以及化学需氧量6种水体理化因子之间也存在密切的联系。9种优势种中,Bacillaria paxillifera与亚硝态氮存在极显著正相关性,Cocconeisscutellum与盐度存在显著的负相关性,Navicula laevissima与酸碱度存在存在显著的负相关性,Nitzschia closterium则与透明度、盐度和氨态氮三种水体理化因子的关系更为密切。<br> 本研究对青岛近岸周丛硅藻7个月的群落情况以及变化有了较为详细的认识,对其群集过程也有一个总体上直观的了解,探讨了不同群集阶段的周丛硅藻群落在生物检测中应用的可能性。同时,为揭示微型周丛硅藻群落的生态学格局动态与水体间的关系,评估水体质量状况,功能群落作用及利用海洋生物膜作为模型生物系统模拟研究全球性重大基础性问题提供重要的第一手资料。此外,本研究也证明了挂片法适于我国近岸海水中的周丛硅藻的采集。希望本研究能为我国近岸水质监测评估提供参考。
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