山东近海赤潮物种多样性研究进展_NormalPdf.docxVIP

第54卷第5期海洋与湖沼Vol.54,No.5

2023年9月OCEANOLOGIAETLIMNOLOGIASINICASep.,2023

山东近海赤潮物种多样性研究进展*

陈楠生1,2,3

丁翔翔1,2,3,4

崔宗梅1,2,3

(1.中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室山东青岛266071;2.崂山实验室海洋生态与环境科学功能实

验室山东青岛266237;3.中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071;4.中国科学院大学北京100049)

摘要山东近海浮游植物多样性很高,其中包括很多能够引发赤潮的赤潮物种。在气候变化和人

类活动的双重影响下,山东近海赤潮事件的规模越来越大,赤潮暴发频率也越来越高,给生态环境及人类健康带来负面影响,从而引起越来越大的关注。为系统了解山东近海的赤潮物种多样性,评估潜在的赤潮暴发事件,对过去84年间(1936~2019年)完成的以山东近海浮游植物为研究对象的生态研究项目进行了全面的文献检索,并对文献报道的结果进行了整理和分析。这些生态研究项目基本都采用了基于形态特征的方法对浮游植物进行了物种鉴定。对检索到的119个生态研究项目的鉴定结果汇总得到659种浮游植物,其中包括155种赤潮物种,以硅藻(78种)和甲藻(67种)为主,还包括棕鞭藻(5种)、定鞭藻(2种)、隐藻(1种)、未定类的三深碎裂藻(Ebriatripartite)和红色中缢虫(Mesodiniumrubrum)。鉴定频率最高的赤潮物种包括中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)、尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschiapungens)、夜光藻(Noctilucascintillans)和短角弯角藻(Eucampiazodiacus)。由于这些调查研究采用的基于形态特征的物种鉴定方法,对细胞尺寸较小、形态特征不显著以及固定过程中不稳定的物种往往做不到准确鉴定,且形态学鉴定还受到研究者经验的影响,因此,这些鉴定结果不能全部代表甚至可能严重低估了山东近海的赤潮物种多样性。在该文统计的155个赤潮物种中,只有118个物种的18SrDNAV4区序列得到解析,从而可以在宏条形码分析中可以得到鉴定。未来的研究应该将形态学方法与分子学方法结合起来,并且解析所有赤潮物种的分子标记(包括18SrDNAV4)序列,从而更好地跟踪山东近海的赤潮物种多样性及其时空动态分布,为赤潮预警预报提供依据。

关键词山东近海;航次调查;生物多样性;浮游植物;赤潮物种

中图分类号Q948.8doi:10.11693/hyhz20230200031

海洋单细胞浮游植物(通称藻类)具有很高的多样性,包括真核单细胞藻类硅藻、甲藻、隐藻和绿藻等,是海洋生态系统中最主要的初级生产者,在海洋生态系统的物质循环和能量流动过程中起关键作用。除此之外,由于海洋浮游植物群落能对环境的变化快速作出响应,因此其组成与动态变化是评价海洋生态系统健康状况的重要指标(马威等,2016)。

海洋中某些微型浮游生物在特定理化因子和营养条件下快速增殖或聚集,导致海水变色,造成生态

系统结构与功能破坏的生态异常现象,统称为赤潮,或有害藻华(HarmfulAlgalBlooms,HABs),而这些物种被称为赤潮物种,或者有害藻华物种(Berdaletetal,2017)。有些赤潮暴发消耗生态环境中的营养盐和溶解氧,造成生物死亡和腐烂,而动植物尸体的分解又增加了溶解氧的消耗,导致生态环境的破坏;有些赤潮暴发会产生毒素,即使在赤潮物种细胞密度较低的情况下仍然可以危害鱼类、贝类等海洋生物的生存,以及人类健康(Smayda,1997;苏纪兰,2001)。赤潮暴

*崂山实验室科技创新项目,LSKJ202203700号;国家