大亚湾有害藻华演变规律及其成因研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 田媛 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 授予单位 | 南海海洋研究所 |
| 导师 | 刘胜 |
| 关键词 | 甲藻，锥状斯氏藻，升温，温排水 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 海洋生物学 |
| 其他题名 | Study on the evolution and genesis of harmful algal blooms in Daya bay |
| 英文摘要 | 有害藻华（Harmful algae blooms，HABs）是一种常见的生态现象。随着人类活动对近岸生态系统的影响日趋加重，有害藻华的暴发呈现频率增加以及危害性增大的趋势，其中，尤以甲藻藻华影响更为严重。研究藻华发生规律、分析其成因对海域管理与生态健康保障等具有重要意义。广东省是中国海岸线最长的省份，沿岸藻华频发，其中大亚湾不仅受到人类活动等带来的富营养化的影响，还有核电站温排水带来的升温胁迫，因此藻华特征有其独特性。本文收集了1980-2017年广东省沿岸藻华发生数据，特别是大亚湾的藻华发生数据，以及历年来大亚湾的环境调查数据，并选取大亚湾的藻华多发种锥状斯氏藻进行了室内验证实验，深入全面地分析了大亚湾藻华特征及其暴发原因。所得结论主要有以下几方面：1. 广东省沿岸海域藻华的时空格局广东省的藻华发生区域主要集中于珠江口附近、大鹏湾和大亚湾水域，具有明显的时空特征。不同区域的藻华种类差异明显，广东西部多发硅藻藻华（42.42%），广东中部多发甲藻藻华（42.34-100%），广东东部多发金藻藻华（32.26-62.5%）。各地区主要藻华种类的发生也呈现不同的年际和季节差异，广东沿岸中部地区每年几乎都有藻华出现，其中大鹏湾海域在2000年以后无硅藻藻华发生，大亚湾海域在2003年之前以硅藻藻华为主，2003年以后以甲藻藻华为主；东部和西部2000年以前几乎无藻华发生，而2000年后频繁出现藻华。中部地区的珠江口春季多发有毒藻华，大鹏湾春季多发夜光藻（Noctiluca scintillans）藻华，大亚湾夏秋季节多发锥状斯氏藻（Scrippsiella trochoidea）藻华，西部地区（湛江海域）夏季多发硅藻藻华，广东东部的球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）藻华可在全年出现。2. 大亚湾藻华的演变规律大亚湾甲藻藻华比例呈现阶梯式增加趋势，从1994年之前的15.00%，增加到1994-2002年的35.29%，再升高到2003-2010的50.00%，至2011年以后达 77.27%。甲藻藻华多发于夏季（57.58%），且多发于受核电站温排水影响的哑铃湾海域（76.92%），暴发种类趋于单一化，锥状斯氏藻藻华比例最高达到了甲藻藻华数的88.88% （2003-2010年间）。现场调查结果表明，藻华多发区（哑铃湾）的甲藻丰度和温度呈正相关关系。结合2003年后硅酸盐含量显著降低，推测温度升高和硅酸盐含量下降可能是哑铃湾海域甲藻藻华多发的原因。3. 大亚湾藻华多发区浮游植物群落结构变化趋势甲藻丰度的增加为甲藻藻华的暴发提供了条件，通过对大亚湾四个沿岸站位（S8-哑铃湾、S3-大鹏澳、S11-范和港、S12-东部沿岸）的水环境数据和浮游植数据分析，详细阐述了大亚湾海域甲藻丰度增加的特征及原因。四个沿岸站位的环境因子相似，但是S8站位的甲藻丰度百分比（33.50±31.35%）显著高于S3（9.41±14.71%）、S11（10.26±17.85%）和S12（9.14±10.34%）站位（P<0.05），浮游植物均匀度（0.37±0.17）和多样性指数（1.10±0.54）也都显著低于S3（0.59±0.14、1.95±0.44）、S11（0.57±0.12、1.94±0.44）和S12（0.59±0.20、1.92±0.72）站位（P<0.05），即S8站位的群落稳定性与其他三个站位相比较差，这可能是S8站位经常在大亚湾发生藻华特别是甲藻藻华的一个原因。然而，在2003年以后， 其他三个站位在部分年份也出现了甲藻丰度增加的现象且变异较大。CCA（Canonical Correlation Analysis）分析及Pearson相关性分析表明，温度的升高可能是四个海域甲藻丰度增加的一个重要原因。综上所述，大亚湾海域的长期升温效应使甲藻丰度增加，特别是在2003年以后，浮游植物的群落结构出现较大变异，这些变化将严重影响浮游植物群落结构的稳定性，导致大亚湾甲藻藻华增多。4. 锥状斯氏藻藻华多发原因探讨在大亚湾核电站排水口区的浮游植物在离开高温区后丰度明显增加，甲藻丰度升高了18.65倍，从0.25±0.14×105 cells/L变为 4.98±4.03×105 cells/L，而硅藻丰度仅升高了13.10倍，从0.11±0.01×106 cells/L升高为1.51±0.90×106 cells/L，并且锥状斯氏藻在离开高温区后的密度百分比达到了17.21±12.30%，显著高于高N、P区（5.04±6.85%）以及对照区域（2.14±1.62%）。这表明，核电站的温排水刺激作用，有利于甲藻特别是锥状斯氏藻的丰度增加。另外，在锥状斯氏藻藻华期间，水温在28.22-32.23°C之间时，锥状斯氏藻的丰度随着温度的升高而升高，因此核电站的温排水刺激以及海域升温作用对锥状斯氏藻藻华的形成有重要作用。锥状斯氏藻藻华暴发前后的潮汐及气象数据表明，有70%的藻华发生在大潮或大风（风速>7m/s）天气后7天左右，剧烈的扰动作用可能会使孢囊悬浮萌发，再加上合适的天气条件，最终形成藻华。室内温度实验表明，该种藻类可能具有较强的温度适应能力，因此可以在大亚湾海域升温的背景下竞争胜出，继而经常在该海域暴发藻华。综上所述：大亚湾的藻华暴发模式与广东省其他海域的藻华模式明显不同，其在2003年以后由硅藻藻华多发变为甲藻藻华多发，且锥状斯氏藻是主要的藻华种。受大亚湾长期水温升高的影响以及短期核电站温排水的影响，该湾内甲藻丰度增加，特别是在2003年以后更明显，这为甲藻藻华多发提供了条件，锥状斯氏藻也在温排水刺激后丰度百分比明显增加。另外，大亚湾沿岸海域在2003年以后出现了硅酸盐降低的现象，这可能使硅藻的生长受到抑制使甲藻获益。锥状斯氏藻藻华在大亚湾海域多发的原因复杂，在海域升温的背景下，锥状斯氏藻可能最先适应了该环境，然后在潮汐和大风的作用下，底层孢囊悬浮为藻华提供了种源，在加上合适的天气情况（日照增加，风速降低等），最终使该种藻类频繁在大亚湾暴发藻华。 |
| 源URL | [http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18140]  |
| 专题 | 南海海洋研究所_学位论文（博士） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 田媛. 大亚湾有害藻华演变规律及其成因研究[D]. 南海海洋研究所. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：南海海洋研究所
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