在气候变化与人为压力的双重驱动下,浮游植物的物候特征、分布范围及水华发生频率正发生显著改变。作为水生生态系统的关键组分,健康的浮游植物群落对维系生物地球化学循环、支撑蓝色碳汇功能以及减缓气候变化具有不可替代的重要意义。针对城市化海岸生态系统中浮游植物群落解析及响应机制研究的迫切需求,本研究采用高通量18S V4 rRNA元条形码技术开展系统研究。
为实现有害藻类的精准筛查,研究通过系统的文献综述,整合现有数据库并更新分类学信息,构建了功能筛查数据库。该数据库核心涵盖469种从文献中筛选出的藻类,均具备产毒特性或水华形成能力,且对生态系统稳定或人类健康存在潜在危害,为有害藻类的高效识别提供了可靠的数据支撑。

研究结果显示,在人为输入源影响显著的区域(如河口淡水区、污水处理厂出水区),浮游植物群落结构呈现明显的差异化富集特征:Mediophyceae纲藻类在相关区域显著富集,Trebouxiophyceae纲藻类亦呈现特异性优势分布,推测其分布格局与水体交换作用密切相关。同时,本研究有效扩充了香港水域的藻种名录,新发现的有害藻类谱中,卡尔藻与小环藻为核心优势种。进一步分析表明,雨季期间,不同海岸区域的有害藻类组成受环境因子的选择性驱动,其中盐度、pH值及氮素形态负荷是主导影响因子。
本研究创新性地将浮游植物群落监测与有害藻类筛查相结合,对现有基于分子技术的海岸海洋监测体系进行了优化与强化。研究不仅为有害藻类及水华的发生规律提供了关键监测数据,深化了对其响应环境变化机制的理解,更重要的是推动了分子技术在全球水资源有效管理与有害水华防控策略制定中的应用进程,为城市化海岸水域的生态环境保护与可持续管理提供了科学依据与技术支撑。
原文链接:High-throughput phytoplankton monitoring and screening of harmful and bloom-forming algae in coastal waters with updated functional screening database
https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2025.118675