文章导读

浮游植物的空间分布与原位光合作用特征是研究河口初级生产力、生态系统功能和健康的基础参数。珠江口是世界上城市化程度最高的亚热带河口生态系统之一，具有典型的河口环境梯度，为研究环境变化对浮游植物群落的影响提供了理想的研究对象。来自上海交通大学的硕士研究生夏菁等，在李纪副教授和Stroud Water Research Center的 Jinjun Kan研究员的指导下，对珠江口不同盐度生境下浮游植物的光合生理进行了研究，并采用18S rRNA和色素分析揭示了浮游植物群落结构和组成，相关成果于2024年7月22日发表在 Biology 期刊。

研究内容

• 珠江口浮游植物群落组成和空间分布

分子生物学和基于色素的浮游植物化学分类学结果显示了珠江口的浮游植物群落的空间异质性。盐度强烈地支配着河口浮游植物群落的空间演替，将其划分为三个不同的类群：海洋群落、河口群落和淡水群落。18S rRNA测序结果显示 (图1)，甲藻门 (Dinophyta) 和定鞭藻门 (Haptophyta) 丰度随盐度降低而降低，在河口上游具有显著优势；隐藻门 (Cryptophyta) 和绿藻门 (Chlorophyta) 的相对丰度在河口上游显著增加，成为河口和淡水地区的优势类群。硅藻 (Bacillariophyta) 在不同盐度生境广泛分布。由色素分析得出的珠江口群落组成 (图2) 获得了近似的结果。此外，蓝藻在远岸海域的丰度更高 (图2B)。

图1. 基于18S rRNA的珠江口浮游植物在门水平的群落组成：(A) 各站位浮游植物的相对丰度；(B) 物种-样本关系的和弦图。

图2. 基于色素分析的珠江口浮游植物在门水平的群落组成：(A) 各站位浮游植物的相对丰度；(B) 物种-样本关系的和弦图。

1. 珠江口浮游植物光合特性的空间分布

研究结果表明，珠江口浮游植物的最大光化学量子产率 (Fv/Fm) 与盐度变化之间存在复杂的相关性 (图3)。河口下游和营养水平较高的上游群落较为健康和活跃，而中游群落受到明显的胁迫 (图3)。河口中游的浊度和盐度的剧烈改变可能导致Fv/Fm的下降。

图3. 珠江口浮游植物Fv/Fm随盐度变化的关系。

• 影响浮游植物群落和光合生理的因素

Mantel tests显示，珠江口显著的环境梯度和人为活动导致了浮游植物群落结构和丰度的变化 (图4)。除了盐度和温度的强烈影响外，人类活动导致的富营养化直接影响了珠江口浮游植物群落组成。低盐度生境的群落与营养盐浓度呈正相关，显著提高了浮游植物生物量和多样性。

图4. 珠江口浮游植物群落与环境因子的相关性。

研究总结

珠江口多变的环境梯度塑造了浮游植物光合生理和群落组成的变化。与此同时，人类活动导致的河口富营养化，与浮游植物生物量和多样性的增加密切相关。了解这些模式有助于我们评估河口近岸生态系统的健康状况，这对于气候变化下沿海生态系统的管理至关重要。

原文出自 Biology 期刊：https://www.mdpi.com/2079-7737/13/7/550

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/biology

Biology 期刊介绍

主编：Jukka Finne, University of Helsinki, Finland;

Andrés Moya, University of Valencia and CSIC, Spain

期刊主要涵盖细胞生物学、发育生物学、进化生物学、生物化学与分子生物学、微生物学等所有生物领域。期刊被Scopus、SCIE (Web of Science)、PubMed 等重要数据库收录。

2023 Impact Factor：3.6 (JCR Q1*)

2023 CiteScore：5.7 (Q1**) 

Time to First Decision：16.4 Days

Acceptance to Publication：2.5 Days

* JCR Q1 at "Biology"

** CiteScore Q1 at "General Agricultural and Biological Sciences"