三门湾位于浙东沿岸，其湾内风浪较小、海涂宽阔，是浙江省重要的渔业资源生产基地。近年来，人类活动增加和经济发展对该海域生态环境造成了一定的影响。浮游植物作为海洋最主要的初级生产者，在生态系统物质循环、能量流动过程中起着至关重要的作用。虽然往年也有三门湾浮游植物的调查(刘镇盛等，2003; 朱根海等，2010; 刘晶晶等，2015)，但往往局限于单一季节，且缺乏环境因子对其时空变化影响的研究。本文以三门湾网采浮游植物及理化数据为基础，首次整合四季数据，分季节、分区域研究影响浮游植物群落的主要环境因子，并对比历史资料，分析三门湾浮游植物群落变化趋势，为深入了解环境变化对该海域浮游植物的影响提供基础资料，同时也为三门湾生态环境长期监测提供历史数据积累。虽然网采方法会遗漏个体较小的浮游植物物种，但考虑到20 世纪80 年代以来的几次调查数据均由网采获得，为了历史数据的可比性，本文仍沿用网采的方法。另一方面，近岸海域主要优势种仍是圆筛藻(Coscinodiscus)等大型硅藻及角毛藻(Chaetoceros)、骨条藻(Skeletonema)等链状硅藻(浙江沿岸生态环境及海湾环境容量编委会，2015)，网采方法在一定程度上也能反映海域浮游植物群落结构变化。

1 研究区域和方法 1.1 研究区域和站位布设

三门湾调查共设18 个大面站，站位分布见图 1，根据三门湾的地理位置，将其分为湾底Ⅰ(S01 -S06)、湾中部Ⅱ(S07-S12)和湾口Ⅲ(S13-S18)。于2015 年春季(5 月)、夏季(8 月)、秋季(11 月)和2016年冬季(1 月)各采样一次，其中由于海况原因，夏季未采集S08和S11 站位。

1.2 样品采集与分析

样品采集按照《海洋调查规范》(国家标准化委员会，2007)采用浅Ⅲ型(网孔直径76μm)浮游生物网自底至表作垂直拖网采集，用Hydro-bios 流量计(HYDRO-BIOS 公司，德国)记录滤水量。样品经中性甲醛(上海凌峰化学试剂有限公司，中国)固定，静置24h 并浓缩后用ZEISS Scope A1 显微镜(Carl Zeiss 公司，德国)进行观察、计数和鉴定。浮游植物物种鉴定参考《中国海域甲藻》和《中国海域硅藻图谱》等书籍(中国科学院中国孢子植物志编辑委员会，1980; 金德祥，1982; 杨世民等，2006，2014)。

理化数据均通过采集表层(0.5m)水样测定得到，其中温度、盐度和水深采用CTD 传感器(HACH Sea bird 公司，美国)测定。其余理化因子测定均按照《海洋监测规范》(国家标准化委员会，2007)，其中溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen，DIN)、溶解无机磷(dissolved inorganic phosphorus，DIP)和硅酸盐(dissolved silicate，DSi)使用7230G 分光光度计(上海精科仪器有限公司，中国)采用分光光度法，悬浮物浓度采用重量法。

1.3 数据处理

用PEIMER 6.0 软件计算浮游植物种类数S、Margalef 丰富度指数d、Pielou 均匀度指数J(Pielou，1969)和Shannon-Winner 多样性指数H′(Magurran，1988)，同时对浮游植物物种丰度进行lg(x+1)转换后，建立Bay-Curtis 相似性聚类分析。浮游植物群落比较采用ANOSIM 分析。用SPSS 20.0 软件对三门湾不同海域环境因子作非参数检验(K-W 检验)，比较各组数据间差异。用Canoco4.5 软件选各季优势度大于0.01的17 种浮游植物和环境因子进行CCA 排序。站位和丰度分布图采用Surfer 11 绘制，柱状图采用SigmaPlot 10.0 软件绘制。

优势度(Y)计算公式为:

式中，n_i 为第i 种的个体数，N 为总个体数，f_i 为第i 种在各样品中出现的频率，若某物种的Y≥0.02 时，则定为优势种。

富营养化指数计算公式为:

式中，COD、DIN和DIP 单位均为mg/L，E≥1 时，即可认为水体呈富营养化，且E 与水体富营养化程度呈正比(邹景忠等，1983)。

2 结果与分析 2.1 种类组成

调查共鉴定出浮游植物8 门87 属199 种(含变种、变型和未定名种)，其中硅藻种类数最多，共51 属149 种(占74.9%); 甲藻次之，共18 属27 种(占13.6%);绿藻6 属7 种(占3.5%); 裸藻5 属6 种(占3.0%); 隐藻3 属4 种(占2.0%); 蓝藻2 属3 种(占1.5%); 金藻1 属2 种(占1.0%); 定鞭藻1 属1 种(占0.5%)。浮游植物种类季节分布呈冬季(128 种)＞秋季(116 种)＞夏季(104 种)＞春季(98 种)，四季种类组成以硅藻和甲藻为主(表 1)。

2.2 细胞丰度

调查海域浮游植物年均丰度为1632.04 ×10⁴cell/m³，且季节差异明显。夏季丰度最高(平均丰度为5548.90×10⁴cell/m³)，秋、冬季次之(分别为780.77×10⁴cell/m³和580.64×10⁴cell/m³)，春季最低(仅为53.06×10⁴cell/m³)。

丰度空间分布上，夏季湾口最高，次高值区位于湾底; 秋、冬两季浮游植物丰度高值区逐渐向湾内移动，秋季高值区为湾口近湾中部，冬季为湾底和湾中部，湾口丰度最低; 春季浮游植物细胞丰度分布与冬季相似，高值区位于湾中部靠近湾底(图 2)。

2.3 优势种

本次调查共有优势种8 属13 种。其中琼氏圆筛藻(Coscinodiscus jonesianus)为全年优势种; 蛇目圆筛藻(C. argus)、虹彩圆筛藻(C. oculus-iridis)和伏氏海毛藻(Thalassiothrix frauenfeldii)为春、秋、冬三季优势种; 骨条藻(Skeletonema spp.)为夏、秋、冬三季优势种。夏季，链状硅藻占绝对优势，如骨条藻(Y=0.81)和拟旋链角毛藻(Chaetoceros pseudocurvisetus)(Y=0.07)等(表 2)。

2.4 群落参数

浮游植物d、H′和J 均存在显著的季节差异(P＜0.05)，其中d和H′差异极显著(P＜0.01)。夏季d、H′和J(分别为3.60、0.48和1.69)明显低于春(分别为4.21、0.61和1.98)、秋(4.63、0.66和2.44)、冬季(4.54、0.66和2.38)。

春季H′和J 均呈现自湾中部向湾底及湾口降低的趋势，而d 则自湾底向湾口逐渐增高; 夏季d、H′和J 湾底最高，湾中部和湾口相对较低，冬季分布趋势与夏季相反; 秋季H′和J 分布趋势与夏季相反，d 呈现自湾中部向湾底及湾口逐渐降低的趋势(图 3)。

2.5 环境因子

调查期间透明度、温度、盐度、悬浮物浓度、DSi、DIP和DIN 均存在显著的季节性变化(P＜0.05)。冬季透明度、温度和盐度明显低于其余三季，春、夏季温度和盐度较高，秋季透明度最高; 悬浮物浓度变化趋势与透明度相反; 春、夏两季营养盐(DSi、DIP和DIN)低于秋、冬季。

各季环境因子区域分布上，春、秋两季透明度呈湾底向湾口逐渐降低的趋势，夏、冬两季湾中部最低，湾底和湾口较高; 悬浮物浓度分布与透明度相反;春、夏季温度自湾底向湾口降低，秋、冬季则相反; 四季盐度均呈湾底向湾口升高的趋势; 春、夏季DSi 湾中部最低，湾底及湾口较高，秋、冬季自湾底向湾口降低; 夏、秋、冬三季DIN 湾底最低，向湾口升高，春季分布趋势相反; 春季DIP 高值区出现在湾中部，湾底和湾口较低，秋季分布与春季相反，夏、冬季均自湾底向湾口降低(图 4)。

2.6 聚类和单因素相似性分析

根据聚类分析结果(图 5)，可将浮游植物分为春、夏、秋、冬季群落，单因素ANOSIM 也表明，浮游植物群落季节差异显著(R = 0.99，P = 0.001)。表 3 相似性分析结果表明各季湾底(S01-S06)及湾口(S13-S18)均存在显著差异，其中春、夏、冬季湾底和湾中部(S07-S12)也存在显著差异(P＜0.05)。

2.7 典范对应分析

根据浮游植物的出现比例和丰度，选取各季优势度Y＞0.01 的17 种用于CCA 排序(表 4)。蒙特卡罗检验(Monte Carlo test)检验表明，第一轴和全部轴均呈极显著差异(P = 0.002)，故CCA 排序结果可信。

CCA 分析图(图 6)中的7 个环境因子可解释浮游植物总变量的55.2%。第1 轴和第2 轴的特征值分别为0.205和0.119，并各自解释了31.5%和18.3%的物种变量。第1 轴和第2 轴的物种-环境相关系数分别为0.876和0.804，表明这7 个环境因子与18 种浮游植物种类相关性较好。温度、DSi、DIN和盐度是影响浮游植物群落的主要环境因子。结合CCA 排序轴与各环节因子的相关性大小(表 5)，第1 轴主要受温度(0.7363)和DIN(-0.6519)等因子的影响，第2 轴主要受盐度(0.6648)和DSi(0.5973)等因子的影响。劳氏角毛藻(C. lorenzianus)(sp.3)和拟旋链角毛藻(sp.4)与温度正相关，尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)(sp.13)、伏氏海毛藻(sp.17)和骨条藻(sp.14)等赤潮藻种与营养盐(DIP、DIN和DSi)密切正相关。

2.8 三门湾浮游植物的历史变化

近30 年来，三门湾海域浮游植物年均丰度呈先下降后升高的规律，其中20 世纪80 年代冬季浮游植物丰度明显高于同期其余季节，比对发现仅该季出现赤潮藻种中肋骨条藻(S. costatum)，因此该季可能发生该藻种赤潮。若排除该次调查数据，则浮游植物年均丰度总体呈上升趋势(图 7a)。20 世纪80 年代浮游植物年均丰度为157.47×10⁴cell/m³(不包括冬季)，本次调查年均丰度达1740.84×10⁴cell/m³，增加11 倍。此外，不同时期三门湾海域浮游植物丰度亦呈现季节变化，20 世纪80 年代冬季出现峰值，在2006-2007 年和本次调查中则夏季最高(图 7b)。此外，比较浮游植物不同年份同季丰度得到，其变化趋势与年均丰度变化趋势总体一致，但2006-2007 年春季和20 世纪80 年代冬季数据高于本次调查。

由表 6 可以看出，三门湾海域浮游植物主要种类以硅藻为主，甲藻次之。赤潮藻种种类数和优势度均显著上升，本次调查优势种中赤潮种种类数达5 属6种，包括中华盒形藻(Biddulphia sinensis)、伏氏海毛藻、拟旋链角毛藻、劳氏角毛藻、骨条藻和尖刺伪菱形藻，为历年最高。骨条藻、旋链角毛藻(C. curvisetus)和尖刺伪菱形藻等链状嗜氮性硅藻的丰度和优势度也呈上升趋势，其中尖刺伪菱形藻自21 世纪以来，在各季优势种中出现频率增加。此外，该海域浮游植物自20 世纪80 年代以来主要种类由布氏双尾藻(Ditylum brightwellii)和豪猪棘冠藻(Corethron hystrix)等大型硅藻向劳氏角毛藻、并基角毛藻(C. decipiens)和尖刺伪菱形藻等链状硅藻演替(本次调查主要种类组成中链状硅藻种类数为历年最高，同时除春季外，夏、秋、冬三季主要种类中均出现链状硅藻)。另外，如楔形半盘藻(Hemidiscus cuneiformis)和拟旋链角毛藻等部分暖水种兴起，且本次冬季调查优势种首次出现了楔形半盘藻。

2.9 营养盐长期变化

三门湾海域长期处于富营养化状态(E＞1)，且日趋严重，至本次调查达6.57，属于中度富营养化(3＜E≤9)。近30 年来，营养盐含量和氮磷比(N/P)总体也呈上升趋势，其中与20 世纪80 年代相比，本次调查的DIN年均含量增加近3 倍，N/P 增加2 倍(表 7、图 8a-8c)。对不同年份数据进行季节比对，得到20 世纪80 年代和2002-2003 年两次调查冬季富营养化指数和营养盐含量较同期春、夏、秋季高，其中20 世纪80 年代冬季DIP 含量和富营养化指数明显高于其余三季(图 8d)。

3 讨论 3.1 浮游植物群落的季节变化

三门湾属半封闭港湾，湾口开阔，毗连东海。该海域主要受到陆源入海径流、江浙沿岸流和台湾暖流的共同影响(刘镇盛等，2006)。因此，湾内海域中的浮游植物既有径流入海带来的淡水种和半咸水种，如单角盘星藻(Pediastrum simplex)、小席藻(Phormidium tenue)、颗粒直链藻极狭变种(Melosira granulata var.angustissima)和小球藻(Chlorella spp.)等，又有江浙沿岸流带来的近岸低盐种和河口土著种，如琼氏圆筛藻、布氏双尾藻、肘状针杆藻(Synedra ulna)和微小原甲藻(Prorocentrum minimum)等，该类群也是春、秋、冬季主要优势种。此外，还有台湾暖流带来的部分暖水种和外海高盐种，如大洋角管藻(Cerataulina pelagica)、拟旋链角毛藻和劳氏角毛藻等，夏季该类群优势度显著上升。

优势种组成上，春季优势种以琼氏圆筛藻为主，组成上均为大型硅藻(表 2)，这可能是由于春季营养盐含量较低(图 4e-4g)，而小型链状硅藻由于其繁殖速率快，在高营养盐环境下才更具竞争力，因此大型硅藻较链状硅藻更适应于春季水体环境(Wang et al，2009)。夏季水体均温28.8℃，平均盐度26.0，为旋链角毛藻等角毛藻属藻种最适生长环境(温度25-30℃，盐度25-31)，同时角毛藻对光照强度和时间敏感性较强，较长的光照时间和强度有利于角毛藻的大量繁殖(Göksan et al，2003; 王朝晖等，2006)。此外，高温也有利于促进骨条藻的生长(张晓东，2012)。因此夏季骨条藻(Y=0.81)和拟旋链角毛藻(Y=0.07)等链状硅藻替代大型硅藻成为三门湾海域主要优势种。CCA分析中骨条藻、劳氏角毛藻和拟旋链角毛藻与温度也呈正相关(图 6)。其中，骨条藻的大量生长导致夏季优势种数量、H′、d和J 均低于其他三季(表 2，图 3)。秋、冬季浮游植物群落组成相似度较高(图 5)。优势种组成上，两季共有赤潮藻种5 种(琼氏圆筛藻、伏氏海毛藻、骨条藻、尖刺伪菱形藻和劳氏角毛藻)，为全年最高，其中劳氏角毛藻是秋季优势种(表 2)，这可能由于秋、冬季海域受高营养盐的江浙沿岸流控制(中国海湾志编纂委员会，1992)，与此前大量研究表明的赤潮藻种生长与营养盐含量上升密切相关的结论一致(韩秀荣等，2003; 叶属峰等，2003; 陈月红等，2015)。CCA 分析中尖刺伪菱形藻、伏氏海毛藻和骨条藻等赤潮藻种与营养盐的正相关也证明了该结论(图 6)。此外，秋季温度相对较高，角毛藻属如并基角毛藻等仍能大量生长，因此该种仍为优势种。

3.2 浮游植物的区域比较

ANOSIM和聚类分析(表 3、图 5)表明各季湾底及湾口浮游植物群落均存在显著差异，这与水温、盐度和透明度等环境因子的变化有着密切关系。

由图 4a 可知，春季湾底透明度高，真光层较厚，适应浮游植物生长，因此春季湾底丰度最高(图 2)。夏季台湾暖流入侵加剧(中国海湾志编纂委员会，1992)，因此夏季湾口海域聚集台湾暖流携带的大量外海暖水种，丰度上升。同时，高透明度、寡营养盐的外海水入侵也使得湾口处透明度较高而悬浮物浓度和营养盐含量较低(图 4a、图 4c、图 4e-4g)。此外，该季湾底水体稳定，透明度和水温较高，加之丰水期陆源冲淡水的营养盐补充，使得湾底不仅适应于土著种的生长，也为部分暖水种提供了良好的生长条件，形成丰度峰值区(图 2)，同时群落参数(H′、d和J)也高于其余两区域(图 3)。秋季台湾暖流势力减退(中国海湾志编纂委员会，1992)，湾口由于内湾水和海水交换引起的水体扰动导致悬浮物浓度上升而透明度下降(图 4a、图 4c)，大部分藻类生长受到限制(Song et al，2008)，因此秋季湾口海域丰度较夏季明显降低。而湾中部及湾口近内湾站位(S13-S15)营养盐含量和透明度相对较高，水体较温暖(图 4a-4b;图 4e-4f)，部分暖水种仍能继续生长，形成丰度高值区。冬季受高营养盐沿岸流控制，悬浮物浓度上升，透明度下降，使得适应浑浊水体的琼氏圆筛藻、蛇目圆筛藻和对光照适应性较强的骨条藻等种类大量生长(张晓东，2012)，而其他藻类生长受到不同程度限制，优势度下降。冬季湾底海域水体相对稳定，成为丰度峰值区，湾口水动力较强，加之温度和透明度较低，不适于浮游植物的生长，丰度最低(图 2)。

3.3 浮游植物对环境变化的响应

三门湾海域浮游植物丰度有明显的年际和季节变化，总体呈增加趋势。20 世纪80 年代冬季发生赤潮，导致该次采样冬季丰度明显高于同期其余三季，且为历年同季最高。在2006-2007 年及本次调查中，夏季浮游植物丰度最高，这可能是由于夏季属于丰水期，丰富的降水使得该海域得到高营养盐地表径流大量补充，加之温度相对较高，更利于浮游植物的生长(图 7)，这与吴玉霖等(2004)对胶州湾浮游植物调查结果一致。由表 7 可知，近30 年三门湾海域营养盐含量和富营养化指数均呈上升趋势，为浮游植物的生长提供了充足的物质基础，促使浮游植物大量生长，使得本次调查浮游植物年均丰度较20 世纪80 年代增加11 倍。此外，由于2006-2007 年春季N、P 营养盐含量高于不同时期同季调查，这可能也导致该次调查浮游植物丰度同季最高(图 7、图 8)。另外，不同年度四季调查中秋、冬季上升显著，这可能是由于全球气候变化使得海水温度升高，有利于浮游植物生长(孙晓霞等，2011)。其中由表 6可知，1987年秋季赤潮藻种种类数较1982 及2006 年同季调查明显增多(劳氏角毛藻、中肋骨条藻和尖刺伪菱形藻)，赤潮种的大量生长可能导致该次调查浮游植物丰度为历年调查最高(略高于本次调查)。

由表 6 可知，近30 年三门湾海域硅藻组成上，链状硅藻替代部分大型硅藻成为优势种，这可能由于该海域营养盐含量升高，使得繁殖速率较快的链状硅藻大量生长(Zhou et al，2008; Wang et al，2009)。加之三门湾海域N/P 逐年升高，链状硅藻由于个体较小，其细胞组成对P 需求较少，相对于大型硅藻更适应于高N/P 环境(沈志良，2002; Glibert et al，2011)。而链状硅藻的优势度上升会替代角藻和原甲藻等大型甲藻成为优势种，这可能是本次调查优势种中未出现甲藻的原因之一，同时调查时期未处于甲藻优势期或者采样站位未位于甲藻优势区也有可能导致甲藻在本次调查未成为海域优势种，具体原因还有待进一步论证。

此外，近30 年三门湾海域暖水种兴起，该趋势可能是浮游植物对气候变暖、海水温度升高的响应。李家星等(2012)对东海表层水温(sea surface temperature，SST)年际变化的分析结果也表明近52 年来东海水温呈升高趋势。本次调查中劳氏角毛藻、楔形半盘藻和拟旋链角毛藻等暖水种的大量生长也从一定程度上反应了气候变暖和SST 升高对浮游植物群落结构的影响，其中冬季调查优势种首次出现暖水种。同时嗜氮链状硅藻和暖水种的兴起也可能是本调查浮游植物年均丰度上升的原因之一(刘东艳，2004)。另外，三门湾海域由于湾内水体交换较缓慢和周边城镇工业生活污水入海等原因，长期处于富营养化状态(E＞1)(邹景忠等，1983)，加之受到沿岸经济开发和人口增加等人为影响，富营养化程度日趋严重(表 7)，导致海域中赤潮藻种种类数和优势度明显上升(吴在兴等，2014)。由此可见，海域富营养化和水温上升可能是浮游植物丰度上升和优势种组成改变的主要驱动因子。

4 结语

2015-2016 年四季调查，共检出浮游植物8 门87 属199 种，硅藻为主(51 属149 种)，甲藻次之(18属27 种)。优势种8 属13 种，其中琼氏圆筛藻为全年优势种，夏季骨条藻和角毛藻等链状硅藻占绝对优势。全年该海域浮游植物年平均丰度为1632.04×10⁴cell/m³ 且季节差异明显。夏季丰度最高，达5548.90×10⁴cell/m³; 春季最低，仅53.06×10⁴cell/m³。浮游植物群落组成、多样性指数(H′、J和d)和理化因子(透明度、温度、盐度、悬浮物浓度、DSi、DIP和DIN)等均存在显著的季节变化和区域差异(尤其是湾底和湾口)。近30 年来，三门湾富营养化程度和浮游植物丰度总体呈上升趋势。主要种类组成上，硅藻仍为该海域绝对优势种，其中部分大型硅藻逐步被链状硅藻所替代，且赤潮藻种和嗜氮性链状硅藻种类数和占比逐年上升。

致谢 感谢刘小涯、于培松、张海峰、蔡小霞、胡佶等协助采样并提供理化数据。