《Journal of Experimental Marine Biology and Ecology》：Phytoplankton as an indicator of coastal water quality: Spatiotemporal patterns in protected and disturbed areas
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摘要浮游植物群落对于海洋生态系统和生态平衡至关重要，由于其对环境变化的敏感性，尤其是污染，它们可作为有效的生物指示物。本研究于2023年至2024年间，评估了受保护区域和受干扰区域沿海海洋中浮游植物群落的丰度和组成，重点关注其在旱季和雨季期间与水质之间的关系。在雨季观察到藻类
摘要
浮游植物群落对于海洋生态系统和生态平衡至关重要，由于其对环境变化的敏感性，尤其是污染，它们可作为有效的生物指示物。本研究于2023年至2024年间，评估了受保护区域和受干扰区域沿海海洋中浮游植物群落的丰度和组成，重点关注其在旱季和雨季期间与水质之间的关系。在雨季观察到藻类丰度增加，尤其是在受干扰区域，这很可能是由于持续排入富含营养物质的水流所致。此外，常见于营养富集条件且偶尔与藻华事件相关的属，包括Oscillatoria、Euglena和Anabaena，在这些区域更为普遍。这些属通常存在于有机质和营养盐水平较高的环境中。浮游植物群落的变化显著受温度、溶解氧、pH值、悬浮固体和磷酸盐梯度影响，进一步支持了浮游植物作为水质变化敏感指示物的作用。这些发现强调了浮游植物作为生态监测工具的潜力，并突出了加强对海洋保护区保护措施的需要。建议采取管理策略，控制沿海区域的废水排放，以缓解富营养化并维持海洋生态系统的功能。
引言
浮游植物在水生态系统中发挥着至关重要的作用。它们在有机物质的产生方面是关键环节，这些有机物质维持着海洋生物的生存，同时负责将大气中的二氧化碳转化为有机碳（Murcia和Ortiz，2025）。作为远洋生态系统的重要组成部分，浮游植物对全球生物地球化学循环贡献显著，是海洋环境功能不可或缺的组成部分。由于其对环境变化的敏感性，它们可作为有价值的生物指示物，帮助评估水生态系统的物理化学和微生物健康状况（Bazhenova和Krentz，2018；Sugianti等，2024）。
浮游植物群落的结构和动态受到多种物理化学因子的强烈影响，包括温度、浊度，其变化会影响某些类群的分布和优势（Cony等，2017）。在沿海海洋生态系统中，营养盐输入的变化，特别是亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐和磷酸盐，可迅速改变浮游植物的丰度和组成，偶尔会刺激藻华的发生，带来生态和社会经济后果，如富营养化、低氧、鱼类死亡以及贝类中毒素积累（Mateus等，2019；Xu等，2020；Valdivia-Chavez等，2024）。
在哥伦比亚加勒比海地区，浮游植物群落已在不同水动力环境中进行了表征，具有显著的空间异质性，由河流排放、海底排污口和季节性上升流所驱动，包括圣玛尔塔湾（Franco-Herrera和Torres-Sierra，2007；Mancera-Pineda等，2013）、卡塔赫纳（Lopez Osorio，2011）、圣玛尔塔大潟湖（Vidal，2010）以及瓜希拉上升流系统的远洋水域（Gaspar和Acero，2020；Ayala-Galván等，2022）。
沿圣玛尔塔地区，存在两个对比鲜明的沿海海洋区域：圣玛尔塔邻近的沿海区，持续接收来自河流排放、城市径流和海底排污口的营养物质、沉积物和微生物输入；以及塔永国家自然公园（TNNP），该公园是哥伦比亚加勒比海地区最重要的区域之一，以重要的珊瑚礁、红树林和相对保存完好的海草床为特征（INVEMAR，2022）。TNNP是一个海洋保护区，在生物多样性保护中发挥着关键作用，作为多种物种的庇护所和生态过程的天然调节器（Dave，2025）。这些区域有助于缓解人为干扰的影响，为理解环境变化对海洋生物的影响提供了基本依据。
浮游植物的组成、丰度、物种丰富度和多样性是水质的重要指示物，这些指标对于评估海洋生态系统健康状况至关重要（Baylón Coritoma等，2018）。在圣玛尔塔沿海地区，与城市扩张、旅游和废水排放相关的日益增加的人为压力持续改变水质和生态功能（García等，2012；INVEMAR，2020），而鲜有研究同时评估在对比压力下浮游植物的丰度、丰富度和多样性。因此，建立能够捕捉浮游植物群落空间和时间模式的基本信息，对于环境退化的早期检测和引导管理策略至关重要。
圣玛尔塔与TNNP之间的邻近关系，提供了一个理想的天然实验室，用于在同一气候和海洋学制度下比较受保护的海洋生态系统与受严重影响的沿海区域。通过分析浮游植物群落在海洋保护区（TNNP）与人为影响的沿海区之间的空间和时间环境变异性，本研究旨在分析和比较浮游植物群落的组成、丰度、丰富度和多样性。我们假设保护区将表现出浮游植物群落结构的更大稳定性，体现在更高的丰富度和多样性以及通常与保存完好的寡营养条件相关的属的优势。相反，受干扰的沿海区域预计将表现出更高的浮游植物丰度但更低的多样性，并出现与营养富集和环境干扰模式相关的生物指示属，这些模式通常与废水排放、径流和城市活动相关。研究结果将增进我们对这些生物体如何响应不同环境压力的理解，并将有助于浮游植物作为生物指示物的应用，为持续环境监测以及支持沿海生态系统可持续发展的管理和保护策略的制定提供有价值的工具。
章节摘要
研究区域
本研究在位于哥伦比亚加勒比海岸的圣玛尔塔湾开展（11° 13′00″–11° 15′30″ N，74° 12′30″–74° 14′30″ W）。该地区具有热带气候，年温度范围为22 °C至32 °C。在旱季，由于加勒比洋流的增强和信风的汇聚，沿海上升流发生。这种上升流增加了营养盐和盐度的浓度，显著影响当地生态
分类组成
定性（网采）和定量（Niskin瓶）数据显示了相似的浮游植物纲组成，其中硅藻门和甲藻门为优势类群，两者合计占总相对丰度的80%以上（表1）。硅藻门在定量样本中更为丰富（58.75%），而甲藻门在定性样本中贡献更高（44.53%）。蓝藻门在两种方法中占比较小的比例，而绿藻门，
讨论
浮游植物的组成和丰度被证明是热带沿海生态系统环境条件的有效指示物，在受保护区域和受干扰区域之间显示出明显差异（Srichandan等，2015；Liu等，2023；Thompson等，2023）。在受干扰区域，ES表现出最高的物种丰富度，而PB表现出最高的丰度。这些站位由Alexandrium、Dinophysis、Prorocentrum和Pseudonitzschia等属主导，这些属与有害
CRediT作者贡献声明
Angelica De La Hoz：资源、方法学、调查、基金获取、形式化分析、数据管理、概念设计。Isaac Romero-Borja：验证、监督、项目管理、调查、基金获取。Darío Vega：验证、方法学、调查。Rocío García-Urue?a：验证、监督、项目管理、调查、基金获取。
基金资助
本研究由马格达莱纳大学资助；科学与技术部（MINCIENCIAS）和ICETEX，合同编号2021-1024。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
作者感谢马格达莱纳大学水质实验室的工作人员；科学与技术部（MINCIENCIAS）- ICETEX，合同编号2021-1024；海洋藻类与珊瑚礁生态多样性研究组（EDAMAC）；感谢哥伦比亚国家自然公园于2021年8月授予我们编号007的科学研究和生物多样性许可证；以及感谢生物学家Aliano Tette Pomarico在地图设计方面提供的支持。
Angelica De La Hoz|Isaac Romero-Borja|Darío Vega|Rocío García-Urue?a
海洋藻类与珊瑚礁生态多样性研究组-EDAMAC，马格达莱纳大学，470006 哥伦比亚 圣玛尔塔
