2008年以来，绿潮的暴发已经成为南黄海夏季的一个常态化的海洋灾害^[1-2]。快速生长能力、多样化的繁殖增长策略是黄海绿藻能够快速积累生物量并暴发大规模绿潮的主要原因^[3]。Huo等^[4]报道南黄海海域的营养盐足以支持绿藻的快速生长，并能达到快速生长阶段。营养繁殖和无性繁殖是绿藻两种有效繁殖策略，使绿藻可以在黄海绿潮暴发过程中保持高的生长速率^[5-6]。并且，绿藻显微繁殖体的产生和释放在黄海绿潮暴发阶段的生物量快速积累过程中起到了重要的作用^{[2, 7-8]}。

Pang等^[9]研究认为绿藻显微繁殖体广泛存在于南黄海近岸海域。Liu等^[10]研究认为广泛存在于底泥和水体中的绿藻显微繁殖体将为下年黄海绿潮的暴发提供越冬的“种子库”，并且在春季适宜的环境条件下在南黄海沿岸形成绿潮。方松等^[11]研究了南黄海海域绿潮暴发前绿藻显微繁殖体的时空分布状况。Li等^[12]研究了绿潮暴发期间绿藻显微繁殖体的时空分布状况。Song等^[13]研究了苏北浅滩海域周年的绿藻显微繁殖体的时空分布。先前的研究多集中在绿潮暴发前和暴发期间绿藻显微繁殖体的时空分布，调查区域多集中在江苏近岸海域。为了系统的探究绿潮暴发后绿藻显微繁殖体的时空分布特征，本文在2014年10月~12月，研究绿潮暴发后，黄海西部海域绿藻显微繁殖体数量和时空分布特征。

1   材料与方法

1.1   站位设置

在黄海西部海域设置如东(R1-R5)、大丰(D1-D5)、射阳(S1-S3)、滨海(B1-B3)、连云港(L1-L5)、日照(Z1-Z3)和青岛(Q1-Q5)7条调查断面，射阳和日照设置3个站位，其余每条断面设置5个站位(离岸距离分别为0 km、20 km、40 km、70 km、100 km)。2014年10月~12月期间，每月进行一次航次调查，共计3次。

图  1  黄海西部海域显微繁殖体调查站位

Fig.  1  Micropropagule survey stations along the western coasts of Yellow Sea

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1.2   调查海域环境参数的测定

以《海洋调查规范》(GB12763.4-2007)为标准，应用RBR温盐深仪(型号：XR-620-CTDTu18550)现场直接测取调查站位的盐度、温度。

1.3   绿藻显微繁殖体样品采集和培养

在每一站位的表层采集1 L海水，海水采集采用HQM-1型有机玻璃采水器，随后用纱绢对海水样品进行过滤。在实验室内，将采集的海水样品分别在两个容量为500 mL烧杯中培养，并做平行样。烧杯在使用前需经过10% HCl浸泡10 h，然后用蒸馏水充分清洗。向培养的海水样品中添加GeO₂-VSE，使DIN和PO₄-P分别达到500 μmol/L和30 μmol/L。然后将海水样品在光照周期为12 L：12 D藻类培养室或光照培养箱中培养，温度和光照强度分别设置为16~18℃和80~100 μmol/(m²·s)。在培养7 d后，对烧杯中的海水样品进行充气培养，充入的空气需经过CuSO₄溶液过滤。在培养期间，每隔5 d对培养溶液补充营养盐。培养3周之后，可以看到有绿藻幼苗长成。这些幼苗是由海水中的绿藻显微繁殖体形成的，此时可以通过统计海水中的绿藻幼苗的数量，确定每升海水中的绿藻显微繁殖体的数量^[10]。

每个站位应用采泥器采集表层泥样样品，随机称取每个站位的泥样样品20 g，放于500 mL灭菌的烧杯中，加入灭菌海水400 mL，用玻璃棒充分搅拌，静置15~20 min。然后将烧杯上部较澄清的泥浆转移到另一个灭菌的烧杯中，丢弃掉沉入底部的较大石粒和沙粒。用灭菌的海水补齐500 mL，再次充分搅拌后，将250 mL的培养液转移到另一个已灭菌的烧杯中，随后的培养方法参考海水样品的培养。通过统计培养出的幼苗数量，可以确定20 g泥样中的绿藻显微繁殖体数量。

1.4   数据分析

绿藻显微繁殖体丰度数据均表示为平均值±标准误，并进行ANOVA的方差分析。当p＜0.05时，认为存在着显著差异性。

2   结果与讨论

2.1   2014年10月~12月调查海域温度、盐度的变化

在三个航次的调查中，调查海域平均表层海水温度为21.8℃、15.4℃和9.7℃，呈现温度逐渐下降的趋势。如东海域平均表层海水温度为22.6℃、16.8℃和11.2℃。大丰海域平均表层海水温度为22.1℃、16.2℃和10.7℃。从图 2可知，海水温度从北向南逐渐升高。海水盐度变化不显著，范围在29到32之间，呈现从近岸到外海逐渐升高的趋势。

图  2  2014年10月~12月调查海域温度和盐度变化

Fig.  2  The variations of temperature and salinity at the survey region during October to December of 2014

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2.2   2014年10月~12月调查海域水样中绿藻显微繁殖体时空分布

2014年10月~12月，调查海域水样中均有不同数量绿藻显微繁殖体存在，密度高值区位于如东和大丰海域。2014年10月~11月，各调查海域除日照海区外，均检测到绿藻显微繁殖体的存在。2014年10月，绿藻显微繁殖体数量最高站位为D3，密度为126 ind/L。2014年11月，调查海区绿藻显微繁殖体数量总体呈下降的趋势，D2站位绿藻显微繁殖体数量最高，密度为50 ind/L。2014年12月，如东和大丰海域绿藻显微繁殖体数量显著升高(p＜0.05)，尤其靠近紫菜养殖海域的R1、R2、D2和D3站位绿藻显微繁殖体数量显著升高(p＜0.05)，其它海域绿藻显微繁殖体数量无明显变化；如东海区绿藻显微繁殖体数量由11月份的16 ind/L上升到62 ind/L，大丰海区的绿藻显微繁殖体数量由34 ind/L上升到72 ind/L；密度最高的站位为D2，绿藻显微繁殖体数量达到了186 ind/L。

2.3   2014年10月~12月调查海域底泥中绿藻显微繁殖体时空分布

2014年10月~12月，黄海海域泥样中的绿藻显微繁殖体分布趋势与水样基本一致，密度高值区均集中在如东和大丰海区。如图 3和图 5显示，调查海域北部5个断面(射阳、滨海、连云港、日照和青岛)平均绿藻显微繁殖体数量0~3 ind/20 g，明显低于南部2个断面(大丰和如东)绿藻显微繁殖体数量7~28 ind/20 g；而如东和大丰海域底泥中绿藻显微繁殖体数量又随着时间而发生显著变化，其密度在12月显著升高(p＜0.05)。2014年11月如东和大丰海域泥样中绿藻显微繁殖体数量分别为7和10 ind/20 g，12月绿藻显微繁殖体数量上升到18和28 ind/20 g。

图  3  2014年10月~12月黄海西部近岸海域水样和泥样中显微繁殖体分布

Fig.  3  The distribution of microscopic propagules in the water and sediment along the western coasts of Yellow Sea from October to December of 2014

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图  4  2014年10月~12月黄海西部海域水体中绿藻显微繁殖体平均丰度

Fig.  4  The average abundance of Ulva microscopic propagules in the water column along the western coasts of Yellow Sea from October to December of 2014

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图  5  2014年10月~12月黄海海域泥样中绿藻显微繁殖体平均数量

Fig.  5  The average quantity of Ulva microscopic propagules in the sediment off the western coasts of Yellow Sea from October to December of 2014

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前期研究显示，盐度和绿藻显微繁殖体数量之间存在一定关系。Gao等^[8]认为盐度是影响绿藻释放显微繁殖体的环境因子之一。王建伟等^[14]研究显示，盐度范围在12~32之间，盐度升高可以促进绿藻显微繁殖体释放。然而，本研究中，各个调查海域盐度范围在29~32之间，在10~12月调查期间盐度无明显变化，因此盐度可能不是影响黄海海域绿藻显微繁殖体分布的主要环境因素。

很多研究都证实了温度是影响绿藻显微繁殖体释放及其分布的重要因子^[10-12]。王建伟等^[14]研究发现浒苔孢子释放最适温度范围在10~35℃。Song等^[13]研究显示，温度在10~20℃范围内，绿藻显微繁殖体的萌发率随着温度的升高而升高，而且不同的绿藻种类具有不同的最适萌发温度。我们调查发现，12月份如东和大丰海域表层海水温度为10.6~11.2℃，适宜绿藻释放生殖细胞。12月份紫菜养殖筏架已出现大量附着绿藻，在当时海水温度条件下，附着绿藻可以释放大量生殖细胞^[15]，对紫菜养殖区及其邻近海域绿藻显微繁殖体起到补充作用。因此，我们认为黄海南部紫菜养殖区及其邻近海域绿藻显微繁殖体的丰度主要受成熟藻体和环境因子的影响，而温度为主要的环境因子。

从本研究的调查结果发现，如东和大丰近岸站位(如R1、R2、D2、D3)水体中绿藻显微繁殖体数量明显高于其他站位，且其密度在12月份显著升高。与黄海南部紫菜养殖筏架的分布比较，R1、R2、D2和D3站位靠近紫菜养殖区。根据紫菜养殖周期，养殖筏架一般于每年9月~10月下海^[1]，组成筏架设施的梗绳、竹竿等为绿藻显微繁殖体的附着提供了附着基^[3]。根据调查，12月份，养殖筏架和缆绳上已有大量绿藻幼苗和成熟藻体存在^[15]。这些绿藻可以在一定条件下不断向海区释放生殖细胞包括孢子和配子，使此海域绿藻显微繁殖体数量升高，对繁殖体种群起到补充作用。沉积物中绿藻显微繁殖体的变化趋势与水体中显微繁殖体完全相同，水体中的显微繁殖体可以沉降到底层沉积物中保存。同时黄海南部紫菜养殖海域有着其独特的水文特征，该海区水体较浅，受波浪与潮流的影响较大，涨落潮差可达5 m以上，通过浅地层剖片分析，可见沉积物经常被掀动迹象，水流作用较强，水体搅动剧烈^[16-17]，巨大的风浪和强大的潮汐流能够扰动沉积物，沉积物中的绿藻显微繁殖体也会随之进入上层水体，补充水体中的绿藻显微繁殖体。如东和大丰海区绿藻显微繁殖体数量在12月份显著升高(p＜0.05)，使该海域的绿藻显微繁殖体能以更多的数量和机会度过冬季恶劣的环境，为来年绿潮的暴发提供了物质条件。由于11月份如东和大丰海域仍存在一定量的绿藻显微繁殖体，12月份数量显著升高。因此，我们推测：绿潮暴发前期紫菜养殖海域水体和沉积物中一直存在着数量可观的绿藻显微繁殖体来源两部分，一部分主要来自于紫菜养殖筏架上的绿藻释放的生殖细胞包括孢子和配子，另一部分来自于上年遗留的绿藻显微繁殖体。

根据前期研究，绿藻显微繁殖体在低温、低光照条件下可以存活相当长的一段时间，并保持较高的萌发能力^{[10, 18]}，在适宜的温度、盐度、光照和营养盐等条件耦合作用下开始萌发生长^{[13, 19]}。Zhang等^[20]提出了“显微繁殖体附着绿藻”的正反馈机制，由显微繁殖体附着生长形成的大量附着绿藻，在人类活动和物理扰动下脱落即可形成漂浮绿藻，此过程已在许多现场调查研究中所证实^{[3, 12, 15]}。另外，Liu等^[10]提出南黄海近岸潮间带沉积物中的绿藻显微繁殖体在温度、光照和营养盐等条件适宜时可直接萌发成漂浮绿藻，该假说主要基于实验室模拟研究，目前还缺乏现场观测数据显示其发生过程支持该假说。但有研究表明，绿潮漂移过程中，漂浮绿藻产生的大量生殖细胞在其生物量快速增长中起到了重要作用。大规模现场监测显示，绿潮暴发过程中，南黄海水体中可以检测出大量的绿藻显微繁殖体，且其时空分布与绿藻暴发过程、漂移路径一致，由此可知，漂浮绿藻在绿潮暴发过程中产生了大量的生殖细胞^{[3, 15, 21]}。对漂浮浒苔藻体的观察，也证实其可产生大量的生殖细胞。例如：张华伟等^[22]和陈群芳等^[23]研究表明漂浮浒苔每平方厘米单层藻体叶片产生的配子和孢子的量可达到10⁶和10⁷以上，平均1 g浒苔藻体30 %的叶片所形成的生殖细胞囊完全放散生殖细胞后，可以产生10⁸株以上的新藻体。大量生殖细胞萌发形成的幼苗生长率高，可能是漂浮绿藻生物量暴发式增长的途径之一。实验室内短期受控条件下，漂浮绿藻生长率一般为(20~30)%/d，主要依靠自身营养繁殖^[24]。而Zhang等^[20]报道，在野外围隔实验中，绿藻浒苔(Ulva prolifera)的特定生长率最高可达56.2%/d。我们现场调查中，对漂浮绿藻体观察发现，有些绿藻丝状体可以通过假根附着于其他漂浮绿藻成体上。因此，在无其他附着基质的情况下，绿藻显微繁殖体可以通过附着于漂浮绿藻藻体上萌发和生长的方式完成生活史，进而对生物量的快速累积起到重要作用。

3   结论

(1) 2014年12月，如东和大丰海域水样和泥样中绿藻显微繁殖体数量显著上升，主要受温度和成体绿藻的影响。

(2) 江苏紫菜养殖筏架上成体绿藻在冬季释放生殖细胞，使该海域绿藻显微繁殖体能以更多的机会度过冬季恶劣的环境，保障了绿潮持续性暴发。