福建焦化湾海域沉积物中甲藻孢囊的初步研究

福建焦化湾海域沉积物中甲藻孢囊的初步研究

甲藻是甲藻通过有性生殖形成的不动细胞。当周围环境不适合生长时，甲藻营养细胞可以形成一个睡眠环境，并慢慢地从表面沉积物中下降，以经历不利的环境条件。在一定条件下，蘑菇囊可以再次发芽，形成一个流动细胞，并以适当的条件释放到水中。这些变化可以记录在沉积物的聚集池中。因此，甲藻硫联图可以为监测各海岸甲藻群落的发展和水生环境的变化提供有效信息。兴化湾位于福建省中部沿海,海域面积为1500km2,是福建省沿海最大的海湾和重要的海产养殖基地.本文通过对兴化湾海域沉积物中甲藻孢囊的分析鉴定,借以查明兴化湾甲藻孢囊的属种组成、丰度特征以及水平和垂直分布规律,以丰富该海域甲藻孢囊基础资料,对兴化湾海域的赤潮监测、有毒有害赤潮的预防、海域环境保护等均具有重要的意义和实用价值.1实验材料和方法1.1样品采集和贮藏2006年4月对兴化湾海域8个站位的表层沉积物以及1个钻孔柱样进行了采集(图1),站位信息见(表1).其中表层沉积物采用蚌式采泥器采集,柱状样用重力取样管采集.表层沉积物采集0～2cm的样品,柱状样品按2cm厚度连续向下采集,所采样品均置于低温环境贮存直至分析.1.2样品的预处理将样品置于80℃烘箱内充分干燥后,定量称取10～40g样品置于编过号的50cm3玻璃烧杯中,加入适量蒸馏水或过滤水浸泡后再用超声波分散仪在100W的条件下对沉积物样品分散2min,倒入15μm的绢筛中过滤,用过滤水反复冲洗掉小于15μm的细粒物质;把15μm网筛中洗好的材料倒入相同样品号的50cm3塑料离心管中,在4500r/min转速条件下离心10min,把上清液倒入原先有样品号的50cm3玻璃烧杯中;往离心后的试管中加入比重为2.2的碘化锌重液,所用的重液量为样品量的2～3倍,充分搅拌静置到分层后将上部重液用微量移液器移入同一样品号的50cm3玻璃烧杯中,浮选过程重复两次;浮选后试管中的样品用30cm3的5%醋酸溶液充分搅拌,后静置5min,用微量移液器把醋酸溶液移到相同样品号的烧杯中,重复两次;再把上述浮选好的重液用15μm的绢筛充分洗涤,筛面上的样品移至同一编号的10cm3刻度离心管中,静置4h以上后用微量移液器定容.此定容后的样品即为最终用于鉴定、统计和制作固定片的材料.甲藻孢囊分类鉴定统计在NikonE400显微摄像系统下进行,每个样鉴定统计150粒.2结果与讨论2.1优势种种在表层和金相沉积相的分布依据Matsuoka与Fukuyo2000年的分类系统对8个站位表层和29块柱状沉积物样品中甲藻孢囊进行了分类鉴定,共鉴定出10属29种及不定种(图2).有毒种7种(带*的为有毒种)分别为:小型亚力山大藻(Alexandriumminutum*)、多环旋沟藻(Cochlodiniumpolykrikoides*)、透镜翼甲藻(Diplopsalisleticula)、多边舌甲藻(Lingulodiniumpolyedrum*)、斯氏膝沟藻(Gonyaulaxscrippsae)、具刺膝沟藻(Gonyaulaxspinifera*)、膝沟藻(Gonyaulaxsp.)、链状裸甲藻(Gymnodiniumcatenatum*)、哈蔓褐色多沟藻(Pheopolykrikoshartmannii)、科夫多沟藻(Polykrikoskofoidii)、网状原角管藻(Protoceratiumreticulatum*)、美洲原多甲藻(Protoceratiumamericanum)、褐色原多甲藻(Protoperidiniumavellana)、窄脚原多甲藻(Protoperidiniumclaudicans)、扁开原多甲藻(Protoperidiniumcompressum)、锥形原多甲藻(Protoperidiniumconicum)、锥腹原多甲藻(Protoperidiniumconicoides)、小齿原多甲藻(Protoperidiniumdenticulatum)、宽阔原多甲藻(Protoperidiniumlatissimum)、里昂原多甲藻(Protoperidiniumleonis)、微小原多甲藻(Protoperidiniumminutum)、长型原多甲藻(Protoperidiniumoblongum)、五边原多甲藻(Protoperidiniumpentagonum)、方格原多甲藻(Protoperididiniumthorianum)、原多甲藻(Protoperidiniumsp.1、Protoperidiniumsp.2)、赛裸原多甲藻(Protoperidiniumsubinerme)、窄形扁甲藻(Pyrophacussteinnii)、锥状斯氏藻(Scrippsiellatrochoidea*).其中Alexandriumminutum仅在表层沉积物中出现,柱状沉积物中没有发现,而Diplopsalisleticula、Protoceratiumamericanum和Pyrophacussteinnii则在表层沉积物中没有发现,其余属种在表层和柱状沉积物中均有分布.2.2niumttho不同高度的丰度值兴化湾海域表层沉积物中总甲藻孢囊总丰度介于13～88粒/g(干重,下同)之间,其中XH2站位的总孢囊丰度最大,达到了88粒/g,XH7站位的总孢囊丰度最小,为13粒/g(图3).不同站位沉积物中甲藻孢囊属种的分布存在较大差异,其中仅有Protoperidiniumoblongum、Protoperidiniumthorianum在各站位都有出现且有较高的丰度值.其中Protoperidiniumoblongum的丰度值介于0.7～6.8粒/g,Protoperidiniumthorianum的丰度值介于1.3～6粒/g,而Alexandriumminutum、Gonyaulaxspinifera、Polykrikoskofoiddii和Scrippsiellatrochoidea仅在少数几个站位出现,且丰度值存在一定的变化.Alexandriumminutum仅出现在XH1、XH2和XH3站位,其丰度值介于0.4～2.5粒/g;Gonyaulaxspinifera和Polykrikoskofoiddii都是在XH2、XH3和XH6站位出现,它们的丰度值较高,在XH2站位丰度值可达7.5粒/g;Scrippsiellatrochoidea见于XH3、XH4和XH5站位,它的丰度值较低,介于0.7～1.8粒/g.有毒甲藻属种孢囊的分布除了上述的Alexandriumminutum和Scrippsiellatrochoidea外,Lingulodiniumpolyedrum、Gymnodiniumcatenatum和Protoceratiumreticulatum出现的站位较多,且都有较高的丰度值,Lingulodiniumpolyedrum的丰度值最高可达8.4粒/g,Gymnodiniumcatenatum和Protoceratiumreticulatum的最高丰度值均可达4.2粒/g,表明这些有毒种在兴化湾表层沉积物中有着较高含量.总甲藻孢囊丰度值的大小总的变化特征表现为南侧较北部高、在南日水道处出现极大值,而在北部的兴化水道中甲藻孢囊丰度值则明显要低.这一分布特征与兴化湾内水体营养盐的分布状况以及浮游植物总细胞数的分布特征相吻合.2.3甲藻孢囊基因型化.该柱状沉积物中主要甲藻孢囊属种以及总丰度垂直变化特征如图4所示.Gonyaulaxscrippsae、Protoperidiniumavellana、P.leonis、P.oblongum、P.conicoides、P.conicum、G.spinifera等为主要属种.它们丰度在20粒/g以内,而其他属种的丰度百分比都低于5%且分布不连续.从图4中可以看出,Gonyaulaxscrippsae与P.leonis丰度值较高,共占总孢囊丰度值的25%,由表到底变化趋势与总甲藻孢囊丰度变化较一致,在表层20cm处出现峰值,分别为14粒/g和19粒/g,越近表层,其丰度值变低.Protoperidiniumavellana在表层丰度较高,达10粒/g.P.conicoides的丰度在表层20cm以上递增趋势明显,至表层达到最大值8粒/g.G.spinifera同时为有毒甲藻孢囊,其丰度百分比达到了5.3%之高.总的甲藻孢囊丰度由图可以看出,可由25cm处分为两段,25cm以上丰度值均高于40粒/g,在20cm处达到最大值105粒/g,自25cm以下其丰度值在40粒/g左右波动.ZK18柱状沉积物中共发现5种有毒有害甲藻孢囊:Cochlodiniumpolykrikoides、Gonyaulaxspinifera、Lingulodiniumplyedrum、Proroceratiumreticulatum、Scrippsiellatrochoidea(图5).其中:Cochlodiniumpolykrikoides只出现于表层15cm层位,丰度值为2粒/g.Gonyaulaxspinifera不连续分布,丰度值较高,在20cm处达最大值8粒/g.其变化趋势与有毒甲藻孢囊总丰度分布相似.Lingulodiniumplyedrum百分含量在20cm达到了10%左右,但其丰度值较低.Proroceratiumreticulatum最大丰度值处于80cm,为4粒/g,该种丰度由表至底呈波浪式变化.Scrippsiellatrochoidea丰度值较低,不连续分布,丰度值低于3粒/g.这5种有毒甲藻孢囊总丰度呈现高低相间变化的特征,整个变化范围为1～18粒/g,最大值出现在15～20cm层位,该层位有毒甲藻孢囊的种类数也最多.柱样20～30cm段甲藻孢囊种类及丰度急剧降低,丰度值为1粒/g,该层位只有Lingulodiniumplyedrum出现.2.4甲藻孢囊组成及丰度值根据文献的记录,兴化湾海域水体中共发现有4属19种甲藻营养细胞.它们分别是:具尾鳍藻(Dinophysiscaudata)、羊头角藻(Ceratiumarientinum)、蜡台角藻(C.candelabrum)、叉角藻(C.furca)、纺锤角藻(C.fusus)、膨角藻(C.inflatum)、偏转角藻(C.deflexum)、大角角藻(C.macroceros)、凹腹角藻(C.schimidtii)、三叉角藻(C.tripos)、短角角藻(C.breve)、三角角藻(C.tripos)、扁平原多甲藻(Protoperidiniumdepressum)、五角原多甲藻(P.pentagonum)、大洋原多甲藻(P.oceanicum)、墨氏原多甲藻(P.murrayi)、锥形原多甲藻(P.conicum)和夜光藻(Noctilucascintillans).这些属种鳍藻属、角藻属和夜光藻均为不产生孢囊的属种,因此本次在沉积物中均见不到它们的分布.原多甲藻属大部分可产生孢囊,但本次发现与水体中相同的仅有2个种:五角原多甲藻(P.pentagonum)和锥形原多甲藻(P.conicum).水体中的扁平原多甲藻(Protoperidiniumdepressum)、大洋原多甲藻(P.oceanicum)和墨氏原多甲藻(P.murrayi)没有发现它们的孢囊.据此可以看出,本次所发现的29种甲藻孢囊中高达27种为兴化湾海域新记录到的种类.这种新记录到的种类是水体中原来就已存在但以往的调查没能发现,还是近来从相邻海域或以其他方式传入兴化湾海域呢?因本海域近几年没有针对沉积物中的甲藻孢囊做过研究,故缺乏对比依据.通过对ZK18孔沉积柱状样品中甲藻孢囊的分析鉴定,发现这29种孢囊共有28种在柱状样品中有垂直分布,但Alexandriumminutum、Cochlodiniumpolykrikoides和Gymnodiniumcatenatum仅出现在柱状沉积物的表层(0～15cm),柱样的下部都没有出现,这3种可能为外界海域传入的种类.这种新记录种的出现在福建省相邻海域也有类似情况,可见这些新发现的甲藻孢囊大部分是以前就已存在但在调查中没有被发现,有极少数种类是从外界海域传播而来,而传入的途径可能与船舶运输、引种养殖有关.通过与三沙湾、闽江口和厦门湾海域的甲藻孢囊属种组成及丰度特征对比,本次所发现的24种甲藻孢囊只有14种与上述海域所发现的甲藻孢囊相同,比三沙湾9属20种、闽江口的7属17种和厦门湾的6属11种都要多.其中Cochlodiniumpolykrikoides、Pheopolykrikoshartmannii、Protoperidiniumleonis、P.avellana、P.oblongum、P.thorianum、P.pentagonum、P.latissimum、P.subinerme、P.claudicans和P.compressum是三沙湾、闽江口和厦门湾海域没有出现的种类,Alexandriumminutum、Gonyaulaxscrippsae、Gonyaulaxspinifera、Gymnodiniumcatenatum、Lingulodiniumpolyedrum、Protoperidiniumconicum、P.minutum、P.sp.1、P.sp.2和Scrippsiellatrochoidea是与三沙湾相同的属种.在甲藻孢囊丰度方面,兴化湾海域的总孢囊丰度值要明显比上述3个海域的要高.本次分析所用的样品经过干燥处理,再根据沉积物含水率换算出可比湿重丰度率,XH2站位甲藻孢囊丰度值经换算后为63.3粒/g(湿重),XH7站位的甲藻孢囊丰度值经换算后为7.8粒/g(湿重).各站位的丰度值要高于3个海域的值,如三沙湾甲藻