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東沙島瀉湖測站與環礁內測站之比較

4.2 不同海域其藻類族群結構

4.2.3 東沙島瀉湖測站與環礁內測站之比較

東沙島瀉湖內三個測站(DC1~DC3)與環礁內測站(DC4~DC7),

可以發現適應營養鹽充足區域的藻種於此區域所佔比例增加,如 Prasinophytes、 Cryptophytes、Chlorophytes 與 Prasinophytes。同時,

瀉湖內測站所觀察之浮游植物生物量低於島嶼東岸測站,推測原因為 環礁內的測站與南海水的水流交換較差,營養鹽較易累積(Torreton et

al., 2002),故浮游植物種類及密度相對東沙島瀉湖測站與南海水域的 SEATS 測站較高。此外,DC4 測站之藻類族群結構組成相異 DC5 至 DC7 測站,推測原因為 DC4 測站位於東沙環礁出口,水體環境易受 到南海水的影響。而本研究結果與江永棉(1975)、張桂祥(2005)觀察 所得結果部分類似,相異處為本研究發現 Cryptophytes、Chlorophytes 與 Prasinophytes 在此測站區域出現。推測原因為受到島上人為活動 所帶來的影響,而導致某些適合生存在營養鹽充足的沿岸環境之藻種 於此區域發現。

4.2.4 西菲律賓海

從空間分布觀察,以 Barlow et al.(2007)發現夏季日照強的環境 條件,Cyanobacteria 的分布比例會高於其他三季,同時具有鞭毛的 藻種(flagellates)分布跟 Cyanobacteria 會有季節性之消長現象。而本 研究於西菲律賓海採樣時間為春季,表層溫度與光照強度相較夏秋兩 季低,故 Cyanobacteria 的分布相對於 Prymnesiophytes 及 Chrysophytes 來得少量可作為此解釋。此外,隨著測站越靠近台灣東岸,Diatom 的比例有些微增加的趨勢。垂直分布上,越靠近沿岸,海水有光層深 度越淺,主要因海水複雜的垂直運動,如波浪、潮汐及接近岸邊河川 注入的有機物質影響而導致海水濁度的改變。因而導致藻類分布都向 表層集中及 Chlorophyll a 最大值深度皆提升至表層。

4.2.5 從南海北部及東沙 d4、d8 測站其地形與藻種族群分布的關係 從南海表層測站觀察,測站分布依照地形深淺可有三個短測線,

分別為測線 A:2、4、6 測站;測線 B:12、14、16 測站;測線 C:

27、26、22、18 測站。從三條測線可以觀察到從近岸向外海分布的 Chl. a,隨著離岸越遠其濃度隨之減少,同時於藻類族群的豐度也呈 現一致性。此外,從東沙 d4、d8 測站觀察,d8 位處深度相較 d4 測 站淺,故在 Chl. a 垂直分布上,d8 測站最大值為水深 40 公尺;d4 測 站最大值為水深 80 公尺。藻類族群分布上,d8 測站所涵蓋之不同藻 種相對 Chl. a 的生物貢獻量也高於 d4 測站。因此,不論是在表水測 站或是水層的垂直分布,藻種族群結構及 Chl. a 最大值深度與地形的 深淺具有部分的相關性。然而地形深淺會影響水體的垂直運動及南海 本身波的傳送,故雖可觀察上述地形與藻種間的分布概況,然而真正 影響其分布不單單只有地形的因素,還需多方考量到生物、化學、物 理各因子的影響。

4.2.6 不同島嶼測站(東沙、綠島、蘭嶼)族群豐度比較

東沙、綠島及蘭嶼,其海域環境雖同屬珊瑚礁分布區域,然而 各島嶼位處不同的環境條件,如東沙位處內波強大的南海海域、蘭嶼 及綠島位於黑潮行進的路線。因此,就三座島嶼所觀察之藻類族群結 構,可發現東沙東岸測站,其藻種的多元化分布高於綠島及蘭嶼,且

Diatom、Prasinophytes 及 Cryptophytes 所佔比例較高;綠島之藻種族 群分布比例較為平均,且 Dinoflagellates、Chlorophytes 所佔豐度高於 其他兩區域;蘭嶼(測站 7)則是以 Prymnesiophytes 為主要優勢藻種,

藻種豐富度較少(圖 16)。同時,綠島與蘭嶼雖同位處黑潮流經區域,

藻種族群分布卻相異,推測原因為綠島採樣時間為秋季(10 月),蘭嶼 (測站 7)採樣時間為春季(3 月)之季節性不同所造成的差異。

4.3 不同海域營養鹽垂直分布與浮游性植物之關係

不同海域之測站,其 Nitracline 深淺不一(圖 2),進而影響浮游 植物生長的趨勢。從 SEATS 測站與西菲律賓海測站 30 觀察,可發現 Nitracline 深度約為 80 和 100 公尺,同時,此兩測站出現 Chl. a 最大 值的深度也位於 80 和 100 公尺。此一現象於東沙 d4 測站、d8 測站 與綠島測站有相似現象。此現象分布原因,乃為屬貧營養鹽的海水,

表層硝酸鹽濃度極低,同時硝酸鹽為藻類吸收進行蛋白質製造的重要 營養鹽之一。因此在海水表層缺乏硝酸鹽與光照較強的環境下,

Cyanobacteria 為主要多數生長的藻種

隨著深度變深,經由細菌分 解所釋放出的營養鹽可提供其他藻種生長,故 Nitracline 出現的深 度,往往為浮游植物大量聚集的區域(Gibb et al., 2001)。

5.結論

在台灣周邊的五個區域中,包含南海北部、東沙島、SEATS、

綠島及西菲律賓海,其藻類族群分布差異極為顯著。南海北部表層測 站與 SEATS 測站,浮游植物族群在深度分布上,表水為營養鹽缺乏 及日照強的環境條件,是以 Cyanobacteria 為主;次表水層以生活條 件易受控於環境溫度之 Prochlorococcus 為主。同屬南海區域,富含 珊瑚礁豐富生態的東沙島,其藻種則以 Prochlorococcus 及 Diatom 為 主要優勢族群,同時也觀察到易生長在沿岸區域的藻種存在,顯示出 人為活動影響而致使東沙島環礁內側的環境改變,進而影響當地藻種 族群結構的分布。而西菲律賓海以 Prymnesiophytes 為主要優勢族群,

綠島於藻種族群間分布最為平均且與東沙島同樣具有多元化的藻類 族群結構。

參考文獻

一、英文參考文獻:

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34

(a)

(b) (c)

圖 1 本論文研究之樣品採集區域: (a)涵蓋南海北部、東沙、綠島及西 菲律賓海;(b)為東沙島嶼採樣地點;(c)為綠島採樣地點。

(底圖來源: Google Earth)

Dongsha_d4d8

36

Contributions by algal to Chl a (μg/L)

28 27 26 22 18 16 14 12 11 6 4 2 1

Index pigment conc. (μg/L)

Station Station Index pigment conc. (μg/L)

0.00

(a)

Index pigment conc. (μg/L)

0 .00

Index pigment conc. g/L)

d4

Index pigment conc. (mg/L)

0.000 0.002 0.004 0.006

Depth (m)

38

(d)

(e)

(f)

圖 4、續

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0

Index pigment conc. (mg/L)

Depth (m)

d8

Index pigment conc. (mg/L)

0.00 0.01 0.02 0.03

Depth (m)

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

0

Index pigment conc. (mg/L)

Depth (m)

(a)

(b)

圖 5 東沙島嶼表水測站藻類族群結構分布:(a)為瀉湖內測站(b)為島 嶼東岸四個測站。

DC1 DC2 DC3

0.00

Contributions of algal to Chl a conc. (μg/L)

DC4 DC5 DC6 DC7

0.0

Contributions of algal to Chl a conc. (μg/L)

40

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

diatom

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L)

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L)

(a)

(b)

(c)

圖 7 南海 SEATS 測站:(a) (b)為色素隨深度分布;(c)為藻種族群結構 隨深度分布。

Index pigment conc. (μg/L)

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030

Depth(m)

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

0

Index pigment conc. (μg/L)

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L)

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

Depth (m)

42

Index pigmenrt conc. (μg/L)

0.000 0.002 0.004 0.006 0.008

Depth (m)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12

0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

(d)

(e)

(f)

圖 8、續

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

0.000 0.002 0.004 0.006 0.008

0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

44

0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010

0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

(d)

(e)

(f)

圖 9、續

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0

46

0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0

0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

(g)

(h)

(i)

圖 9、續

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0

50

100

150

200

but fuco hex zea chl b

(j)

圖 9、續

48

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L)

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L)

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) W5

d ia to m

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) N1

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) N2

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) N3

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) N4

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) N5

50

(a)

(b)

(c)

圖 12 西菲律賓海測站 30 於不同時間色素隨深度分布:(a) per;

(b)fuco;(c) hex;(d) but;(e)pras;(f) allo;(g)zea (h) Chl. b。

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

0 index pigment : chl a

Depth (m)

per

index pigment : chl a

0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

Depth (m)

index pigment : chl a

Depth (m)

(d)

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0

index pigment : chl a

Depth (m)

0.000 0.002 0.004 0.006 0.008

0

index pigment : chl a

Depth (m)

52

(g)

(h)

圖 12、續

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

0

50

100

150

200

2 : 00 8 : 30 13 : 30 14 : 30 22 : 30

index pigm ent : chl a zea

Depth (m)

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

0

50

100

150

200

index pigment : chl a chl b

Depth (m)

0.000 0.001 0.002 0.003 0.004

Index pigmenrt conc. (μg/L)

Depth (m)

Index pigmenrt conc. (μg/L)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08

0

0.000 0.001 0.002 0.003

0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

(a)

(b)

(c)

圖 13 西菲律賓海測站色素隨深度分布:(a)(b)測站 7;(c)(d)測站 4;

(e)(f)測站 2;(g)(h)測站 1a。

54

Depth (m)

Index pigmenrt conc. (μg/L)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12

0

0.000 0.001 0.002 0.003 0.004

0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

(d)

(e)

(f)

圖 13、續

Depth (m)

Index pigmenrt conc. (μg/L)

0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

0 0.0000 0.0005 0.0010 0.0015 0.0020 0.0025 0.0030 0.0035

0

Index pigmenrt conc. (μg/L)

(g)

(h)

圖 13、續

56

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

98/03/23 8:30 am

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L)

0.0 0.1 0.2 0.3

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) 98/03/21 1:30 pm

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) 98/03/23 2:30 pm

0.0 0.1 0.2 0.3

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) 98/03/20 10:30 pm

diatom

10

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

Depth (m)

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) St 7

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) St 4

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) St 2

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

Depth (m)

Contributions of algal to Chl a conc.(μg/L) St 1a

58

51%

18%

11%

14%

33+7%

11+3%

13+5%

30+2%

8+3%

23+3%

7+4%

10+3%

5+5%

9+0%

35+17%

(a) (b) (c)

圖 16 本研究利用梯形積分法除上積分深度,所得各測站藻類族群結構:(a)SEATS 測站;(b)東沙島嶼瀉湖測站 (DC1~DC3);(c)東沙島嶼東岸測站(DC4~DC7);(d)綠島測站(N1~N5,W1、W3 與 W5;(e)西菲律賓海測站 30;

(f)西菲律賓海測站 1a、2、4 與 7。

25+2%

11+2%

12+1%

7+4%

23+4%

11+2%

7+2%

49+3%

13+2%

12+4%

17+2%

4+1%

39+3%

8+1%

16+5%

23+2%

8+3%

(d) (e) (f)

圖 16、續

表1.1 HPLC分析條件及梯度設定,其中A: 80% MeOH buffered with 0.5M ammonium acetate (pH=7.2);B: 90% acetonitrile;C: 100%

ethyl acetate (Wright et al. 1991)。

Time(min) A (%) B (%) C (%) Conditions

0 100 0 0 Injection

4 0 100 0 linear gradient

18 0 20 80 linear gradient

21 0 100 0 linear gradient

24 100 0 0 linear gradient

29 100 0 0 Equilibration

Algal signature pigment Abbreviation Corresponding phytoplankton group

Chlorophyll a Chl. a All groups except prochlorococcus

Fucoxanthin fuco diatom, chrysophytes(chry) Peridinin per dinoflagellates(dino)

19'-hexanoyloxyfucoxanthin hex

prymnesiophytes(pry)

19'-butanoyloxyfucoxanthin but

chrysophytes

Diadinoxantn diad diatom, chrysophytes,dinoflagellates,prymnesiophytes Alloxanthin allo

Cryptophytes(cry)

Violaxanthin vio

chlorophytes(chlo),prasinophytes

Prasinoxanthin pras Prasinophytes(pras)

Zeaxanthin zea

cyanobacteria(cya),proclorococcus,chlorophytes

Chlorophyll b Chl b

chlorophytes,prasinophytes,euglenoids(eug)

Divinyl chlorophyll a DV Chl. a

prochlorococcus

Divinyl chlorophyll b DV Chl b

Prochlorococcus(prochlo)

1.2 各藻種體內指紋色素分布,其中藻種代稱以括號內示之(Miki et al., 2008)。

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