《Plants》：Influence of Environmental Factors on Seasonal Variation in Plankton Dynamics in Nearshore Waters of Eastern Guangdong, China
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浮游植物和浮游动物是调节水生物质和能量通量的关键基础资源。研究人员调查了环境变量如何塑造中国广东东部近岸区域的季节性浮游生物丰度和多样性。研究人员鉴定出62个浮游植物分类群（以硅藻纲Bacillariophyceae为主，占88.52%）和34个浮游动物物种（
浮游植物和浮游动物是调节水生物质和能量通量的关键基础资源。研究人员调查了环境变量如何塑造中国广东东部近岸区域的季节性浮游生物丰度和多样性。研究人员鉴定出62个浮游植物分类群（以硅藻纲Bacillariophyceae为主，占88.52%）和34个浮游动物物种（以哲水蚤类calanoid copepods为主，占36.36%）。冗余分析（RDA）表明，温度、盐度、pH、溶解氧和溶解性营养盐（氮N、磷P、硅Si）的季节性变化显著驱动了空间群落变异（Y ≥ 0.02）。优势生物指示种表现出与环境梯度的强烈季节关联；硅藻中肋骨条藻（Skeletonema costatum）在秋季与无机氮强相关，而桡足类Acartia centrura受夏季盐度和营养负荷的强烈影响。总体而言，浮游植物多样性高于浮游动物多样性。这些关于优势桡足类、硅藻和富营养化现场参数的基线发现，为开发水产养殖中的活饵料替代品以及识别药物应用中的生物活性物质提供了有价值的见解。
**研究背景与问题**
近岸环境是连接海洋与淡水生态系统的关键过渡带，易受人类活动干扰。城市化与工业发展导致陆地化学径流输入增加，但化学监测难以覆盖所有合成物质，亟需基于生物学的可靠方法评估生态健康。浮游植物和浮游动物作为基础资源，通过调节物质与能量通量，对水环境变化高度敏感，是理想的生态指示指标。在广东东部近岸水域，受韩江径流和季风转换影响，浮游生物动态受环境因子驱动，但相关研究不足。因此，研究人员开展了本研究，旨在：（i）表征季节性浮游生物群落结构；（ii）识别驱动浮游植物和浮游动物季节分布的关键环境变量；（iii）量化环境参数解释的浮游生物丰度变异。该研究发表于《Plants》期刊。
**主要技术方法**
研究人员在广东东部韩江近岸（23.45°N, 116.88°E）设置8个采样站点，于秋季（11月）、冬季（2月）、春季（5月）和夏季（8月）采集浮游植物（网具孔径48 μm）和浮游动物（网具孔径115 μm）样本，并同步采集表层水样测定环境参数。环境参数包括：水温（T）使用摄氏温度计、盐度（S）使用手持折射仪、pH使用pH计、溶解氧（DO）采用Winkler滴定法；溶解性营养盐（无机氮N、磷酸盐P、硅酸盐Si）经0.45 μm滤膜过滤后，采用标准APHA比色法分析。浮游生物鉴定采用形态学方法，浮游植物密度以细胞·m
?3计，浮游动物密度以个体·m
?3计。数据分析采用冗余分析（RDA：一种约束性线性排序方法，用于评估环境变量解释物种组成变异的比例）、Spearman秩相关和聚类分析，借助OriginPro、XLSTAT和OmicStudio等工具完成。
**研究结果**
**2.1 局部环境变量的时空变化**
通过监测四个季节的环境参数，发现冬季溶解氧（DO）最高（6.44 ± 0.27 mg/L），夏季溶解氧（4.22 ± 2.04 mg/L）、pH（7.82 ± 0.18）、水温（16.9 ± 0.29 °C）和盐度（12.3 ± 5.7‰）均达到最低值。冬季盐度（23.5 ± 4.65‰）约为夏季的两倍。无机氮、磷和硅酸盐浓度在冬季最低，硅酸盐和无机氮在春季最高，磷酸盐在夏季和秋季最高。基于韩江三条支流（莲阳河、外砂河、新津河）的分组分析显示，新津河冬季溶解氧显著高于莲阳河（p = 0.02），外砂河与莲阳河之间在春季（p = 0.02）、夏季（p = 0.001）和秋季（p = 0.05）也存在显著差异，但盐度、硅酸盐、磷和氮无显著空间差异。
**2.2 总体物种组成与集合结构**
通过形态学鉴定，共记录96种浮游植物，其中62种属于硅藻纲Bacillariophyceae、甲藻纲Dinophyceae、绿藻纲Chlorophyceae、蓝藻纲Cyanobacteria和接合藻纲Conjugatophyceae。硅藻占绝对优势，甲藻次之。秋季和冬季的优势浮游植物属为小环藻属Cyclotella和圆筛藻属Coscinodiscus，夏季仅圆筛藻属存在。布氏双尾藻（Ditylum brightwellii）、菱形海线藻（Thalassionema nitzschioides）、长海毛藻（Thalassiothrix longissima）和中肋骨条藻（Skeletonema costatum）四个物种在所有季节均占优势。浮游动物共记录34种，隶属10个纲，包括哲水蚤目Calanoida、环毛目Choreotrichida、剑水蚤目Cyclopoida、猛水蚤目Harpacticoida、异水蚤目Poecilostomatoida、十足目Decapoda、尾肢目Spinicaudata、表壳目Arcellinida、双甲目Diplostraca和腹足纲Gastropoda。夏季浮游动物多样性最高。秋季优势种为Favella sp.、小拟哲水蚤（Paracalanus parvus）和桡足类幼体；冬季和春季以小拟哲水蚤和桡足类幼体为主；夏季以Tintinnopsis radix占优。
**2.2.1 环境变量对浮游植物分布与多样性指数的影响**
通过冗余分析（RDA）评估环境变量与浮游植物季节性分布的关系。秋季，中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和相似角毛藻（Chaetoceros decipiens）与无机氮强相关，而小环藻属（Cyclotella sp.）在S7和S8站点呈中等相关。叉角藻（Ceratium furca）、圆筛藻属（Coscinodiscus sp.）、辐射圆筛藻（Coscinodiscus radiatus）、颗粒圆筛藻（Coscinodiscus granii）和角毛藻属（Chaetoceros sp.）与低无机氮、磷酸盐和低温相关。根管藻属（Rhizosolenia sp.）和长海毛藻（Thalassiothrix longissima）在S1站点受盐度影响。冬季，布氏双尾藻（Ditylum brightwellii）受盐度强烈影响，而Ditylum sol、中肋骨条藻、长海毛藻、菱形海线藻和圆筛藻属在S2和S3站点受中等影响。浮游植物丰度与硅酸盐呈正相关（r = 0.762*）。春季，直链藻属（Melosira sp.）、长海毛藻和角毛藻属在S2和S4站点与硅酸盐浓度强相关，而中心圆筛藻（Coscinodiscus centralis）、Ditylum sol和菱形海线藻在S1站点与无机氮相关。夏季，布氏双尾藻对盐度反应强烈，而Ditylum sol、中华齿状藻（Odontella sinensis）和活动齿状藻（Odontella mobiliensis）与磷酸盐和中等盐度相关。环境参数还影响了群落丰富度（D）、均匀度（J）和多样性（H）。RDA1和RDA2的累计贡献率在秋季、冬季、春季和夏季分别为80.25%、96.18%、96.34%和92.17%。
**2.2.2 环境变量对浮游动物分布的影响**
秋季，Tintinnopsis sp.和Favella sp.与盐度相关，小拟哲水蚤（Paracalanus parvus）在S1站点依赖高无机氮，在S2站点依赖硅酸盐和中等温度与pH。短角长腹剑水蚤（Oithona brevicornis）和Tintinnopsis radix在S8站点受盐度和低氮影响，而Tintinnopsis sp.和尖额哲水蚤（Acartia centrura）在S3站点与溶解氧和中等硝酸盐相关。驼背隆哲水蚤（Acrocalanus gibber）在S4-S7站点受低磷酸盐影响。春季，小拟哲水蚤（Microsetella norvegica）在S1和S5站点与磷酸盐和硅酸盐强相关，Penilia sp.和Tintinnopsis sp.在S1、S5和S6站点与磷酸盐、中等硅酸盐和温度相关。夏季，矮小拟长腹剑水蚤（Oithona similis）、驼背隆哲水蚤和短角长腹剑水蚤在S2站点对磷酸盐和盐度有显著依赖性。环境参数对浮游动物丰富度、均匀度、多样性和密度的影响通过RDA分析显示，累计贡献率在秋季、冬季、春季和夏季分别为85.71%、87.39%、74.94%和85.91%。
**讨论总结**
研究人员发现，局部理化参数显著解释了浮游生物群落的多样性、优势度及结构配置，支持了韩江影响下近岸水域中水文变量主要调节浮游生物多样性和结构稳定性的假设。硅藻（Bacillariophyceae）在浮游植物中占绝对优势，桡足类在浮游动物中占主导地位，表明季节性营养输入（可能来自河流排放和农业径流）选择性富集快速生长的机会性物种。温度、盐度、pH、溶解氧和溶解性营养盐共同驱动了群落演替。营养参数对浮游植物的影响虽小于物理化学参数，但硅酸盐是春季分布的关键因子，磷酸盐则在各季节影响多种硅藻。浮游动物方面，桡足类（如小拟哲水蚤Paracalanus parvus、小拟哲水蚤Microsetella norvegica等）的多样性在春季最高，与盐度和无机氮正相关。桡足类-硅藻相互作用显示，不同桡足类对不同硅藻的摄食选择性受环境参数调控，如秋季中肋骨条藻与无机氮相关时，小拟哲水蚤同时存在。这些发现为硅藻和桡足类的培养应用提供了基础，硅藻的次级代谢物（如虾青素、omega-3脂肪酸）和桡足类的高含量二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA）在饲料和药物领域具有潜力。
**结论翻译**
研究人员的发现表明，局部环境变量强烈调控近岸浮游生物群落的季节性分布、多样性和优势度特征。在整个研究期间，共记录了62种浮游植物和32种浮游动物，揭示了特定采样站点分类学多样性和物种均匀度的季节性收缩。冗余分析（RDA）识别了群落特异的水文驱动因子：浮游植物丰度和演替模式主要由营养盐（无机氮和磷酸盐）负荷、盐度和pH梯度驱动；而浮游动物群落响应则受水温、盐度和磷酸盐水平变化的重塑。这些野外结果为广东东部近岸生态健康建立了关键生态基线，准确追踪了季节性水文变化和局部营养富集如何直接决定亚热带海洋食物网的结构基础。
