《Estuarine, Coastal and Shelf Science》：Periphyton communities in the drifting water hyacinth habitats of Cochin backwaters- Southwest coast of India
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本研究分析了印度科钦湾水葫芦附生浮游生物群落的季节变化，发现硅藻占比达93%，水温盐度为主要驱动因素，为污染评估和生态系统管理提供依据。
K.H. Afnitha|K.S. Amal|Renju Mohan|Aishwarya Purushothaman|Lathika Cicily Thomas|P. Ajayakumar|K.B. Padmakumar
印度喀拉拉邦科钦科技大学海洋科学学院海洋生物学、微生物学与生物化学系，科钦-16
摘要
附生生物在水生生态系统中起着至关重要的作用，它们参与了食物网的形成、养分循环以及这些环境的整体健康状况。受污水和淡水流入影响的科钦河口面临着入侵性水葫芦（Pontederia crassipes）的挑战，这种植物扰乱了当地的活动。矛盾的是，这种杂草也支持了多样的附生生物群落，并且可以作为污染评估的有用基质。从2022年7月到2023年4月，每月采集样本并分析了各种物理化学参数。通过从水葫芦中分离出附生生物群落来量化其生物量，同时收集并鉴定表层水中的浮游植物样本。研究记录了较高的附生生物总量，平均总细胞密度为1.94 × 107个细胞/L，以及包括多种藻类和微型动物群在内的丰富分类多样性，这些生物附着在水葫芦的根部和茎上。主要发现表明，附生生物群落主要由硅藻（93%）组成，其次是甲藻、蓝细菌、原生动物和微型甲壳类动物，它们表现出明显的时间变化模式。附生硅藻在雨季过后最为丰富，而3月份观察到了明显的蓝细菌大量繁殖现象。表层水中的浮游植物群落组成在雨季、雨季过后和雨季之前有季节性变化。水柱温度和盐度是影响附生生物丰度的主要环境因素。总体而言，这些发现为了解科钦河口生态系统中附生生物和浮游植物的结构复杂性及其与现有环境条件的相互作用提供了宝贵的见解。
引言
附生生物被定义为蓝细菌、藻类、异养微生物、大型植物、碎屑和其他生物的复杂混合物，这种组合紧密附着在淹没的表面上，在水生生态系统中发挥着重要作用（Azim等人，2001年）。附生生物广泛存在于热带、温带和极地的水生环境中，主要在较浅的区域繁盛（Kingston等人，1983年）。这些多样的生物通过茎或垫状结构附着在表面。在较深的湖泊中，附生生物的数量较少（Wetzel，1964年）。主要的附生藻类包括硅藻、绿藻、蓝细菌等。蓝细菌和硅藻通常栖息在沿岸带（Loeb和Reuter，1981年）。由于条件稳定，附生藻类在干燥月份生长旺盛；而在雨季，由于支流带来的淡水增加，物种组成会发生变化（Effiyong和Inyang，2015年）。物种丰富度受温度的强烈影响。分解的叶子和茎为附生藻类提供了多样的栖息地（Roger和Breen，1983年；Browder等人，1994年）。
附生生物是水生幼体的主要食物来源，在养分循环和整体生产力中起着关键作用（Gaiser等人，2006年；Vandeboncoeur等人，2002年）。根据环境条件的不同，附生生物可以是自养的、异养的或混合营养的，这显著影响食物网并维持鱼类和无脊椎动物的种群（Takamura，1988年；Sarwar，1999年）。基于附生生物的水产养殖（PBA）是一种创新方法，利用天然附生生物作为鱼类养殖的饲料资源。这种方法在资源有限的地区特别有益，如西非、柬埔寨以及印度的阿萨姆邦和马尼普尔邦（Van Dam等人，2002年；Abwao等人，2013年）。它利用了附生生物富含养分的特性，并因其易于获取而受到鱼类和无脊椎动物的青睐（Wahab等人，1999年；Keshavanath等人，2001年；Azim等人，2002年；Asaduzzaman等人，2009年；Amisah等人，2008年）。
由于高生产力，科钦河口支持着多种水生生物。该河口是一个高度动态的系统，受到潮汐波动、季节性河流径流和海水入侵的强烈影响，这些因素共同调节着河口的盐度和养分水平（Eldho等人，2008年）。在雨季，河流输入量达到峰值，显著改变了养分动态和生态系统功能。除了季风作用外，这个浅水河口的水文条件还受到炎热月份蒸发作用以及阿拉伯海海洋过程（包括上升流、下沉流和沿海堆积）的影响，从而导致特征性的空间和时间变化（Rangrajan等人，2025年）。该河口的极端复杂性源于自然过程和多种污染源（包括工业污染、城市污染和港口相关污染）的共同作用（Robin等人，2012年）。河口的主要问题是入侵性水生杂草Pontederia crassipes（俗称水葫芦）的蔓延。这种原产于南美的植物因其美观性和快速生长而被引入全球，它可以覆盖水面并减少溶解氧含量，因为这些植物将氧气释放到大气中而不是水中（Mironga等人，2011年）。它与本地植物竞争资源，遮挡阳光，并抑制浮游植物的生长，从而影响水生生态系统并妨碍交通、捕鱼和其他娱乐活动。这种入侵性杂草还会加速湖泊向沼泽的转变以及河口的沉积作用（Retnamma等人，2022年）。
Thannermukkom海水屏障的季节性运作在调节印度喀拉拉邦科钦河口P. crassipes的繁殖中起着关键作用，该地区每年都会发生入侵（Imchen等人，2020年）。在西南季风期间，屏障的开启促进了淡水流入Vembanad湖，为水葫芦的生长创造了有利条件。相反，11月至2月期间淡水排放减少，导致海水通过Kochi入口大量入侵，使下游盐度升高。P. crassipes的最高密度主要出现在Thannermukkom屏障上游和南部，那里河流影响最强。在西南季风前的时期（3月至5月），较高的下游盐度限制了水葫芦的生长。尽管P. crassipes在养分丰富的条件下繁殖，但雨季后的海水入侵会导致植物衰老，密集的浮垫在大约两周内就会崩解（Imchen等人，2017年）。水葫芦会遮挡水生生物，但清除它有利于浮游植物的生长（Lugo等人，1998年）。细菌利用氧气分解大量腐烂的植物物质，从而降低溶解氧水平。多项研究表明，水葫芦的根部分泌物具有抗藻和抗菌特性，可以抑制细菌生长（Sun等人，1988年；Shanab等人，2010年）。尽管这些杂草带来问题，但它们为附生生物群落附着在其淹没和漂浮的根及匍匐茎上提供了支持。水葫芦作为一个中型生态系统，反映了环境质量，并有助于污染监测以及重金属和污染物的生物修复。本研究旨在记录科钦河口中与水葫芦相关的附生生物群落，并提供关于水质、附生生物丰度和群落组成的基线信息。由于附生生物群落主要由光合碳固定者组成，对其分析可以提供关于碳固定作用以及水葫芦相关生态系统在河口营养动态中的作用的宝贵见解。
研究区域
附生生物样本来自科钦河口（09°57′51″ N；76°16′56″ E）（图1），该河口是Vembanad–Kol湿地系统的一部分，从北部的Munambam延伸到南部的Alappuzha，全长约96公里。该河口受到西南季风的强烈影响，包含多种生境，如红树林、湿地、芦苇和沼泽，以及大量生长的漂浮大型植物如Pontederia crassipes。河口的季节性变化...
物理化学特性
表层水温度在25.6至29.2°C之间变化（平均值：27.4 ± 1.24°C），4月达到最高值，7月达到最低值（图2）。盐度具有较大的时间变化范围（4–28 psu；平均值：16.8 ± 8.95 psu），2月达到峰值，9月达到最低值（图2）。表层水的pH值在6.96至7.91之间，平均值为7.52 ± 0.33，10月最高，9月最低（图3）。溶解氧浓度显示出显著...
讨论
本研究强调了附生生物群落组成和丰度与Pontideria crassipes的变化，这与印度西南海岸受季风影响的热带科钦河口系统的物理化学特性变化相一致。水葫芦在热带淡水和河口环境中繁盛，能够耐受中等盐度范围。在雨季，科钦河口为水葫芦提供了理想的栖息地...
结论
河口是高生产力的生态系统，其中初级生产力主要由浮游植物、附生生物和大型植物驱动，这些生物受到周期性潮汐交换和淡水输入的调节，从而影响养分的可用性。作为印度西南海岸的一个动态系统，科钦河口支持多样化的浮游植物和附生生物群落，其中水葫芦（Pontederia crassipes）是附生生物发育的重要基质。在研究期间...
CRediT作者贡献声明
Lathika Cicily Thomas：写作 – 审稿与编辑、监督、软件使用。Aishwarya Purushothaman：方法论、正式分析、数据管理。Padmakumar KB：写作 – 审稿与编辑、验证、监督、调查、资金获取。Ajayakumar P：软件使用、方法论。Afnitha KH：写作 – 初稿撰写、方法论、数据管理。Renju Mohan：方法论、正式分析、数据管理。Amal KS：正式分析、数据管理
未引用的参考文献
Eldho和Chandramohan，2005年；Grasshoff等人，2009年；Rangarajan等人，2025年；Strickland和Parsons，1972年；Vandeboncoeur和Steinman，2002年。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
第一作者感谢RUSA（由印度教育部的高等教育部资助的重大项目授予的初级研究奖学金。这项调查是作为SERB-SRG项目（SRG/2022/001002）的一部分进行的，该项目由印度政府的科学与工程研究委员会（SERB）资助。
