張皓宇，劉漢超，劉永虎，田 濤，陳 勇，楊 軍

( 大連海洋大學，遼寧省海洋牧場工程技術研究中心，遼寧 大連 116023 )

獐子島近岸人工魚礁區(qū)浮游動物群落結構特征

張皓宇，劉漢超，劉永虎，田 濤，陳 勇，楊 軍

( 大連海洋大學，遼寧省海洋牧場工程技術研究中心，遼寧 大連 116023 )

為研究獐子島近岸人工魚礁區(qū)浮游動物群落結構特征，利用2014年6月、10月和2015年6月、10月獐子島近岸人工魚礁區(qū)4個航次的調查資料，對該礁區(qū)浮游動物的物種種類、密度、生物量、多樣性指數(shù)、與環(huán)境因子的關系等方面進行分析。調查結果表明，共發(fā)現(xiàn)29種浮游動物(包括6類浮游幼蟲)，2014年6月16種，2014年10月12種，2015年6月28種，2015年10月24種；優(yōu)勢種9種(包括浮游幼蟲4種)，擬長腹劍水蚤、中華哲水蚤、橈足類六肢幼體為4個航次共同優(yōu)勢種；浮游動物生物量和密度分布情況基本一致，最高值出現(xiàn)在2015年6月份的站位2，節(jié)肢動物門生物量和密度占絕對優(yōu)勢；聚類分析中2014年6月、10月和2015年6月浮游動物群落均分為4個聚類組，2015年10月分為3個聚類組；水溫和鹽度是影響浮游動物群落關系十分重要的環(huán)境因子，與浮游動物密度和生物量呈顯著相關關系。

浮游動物群落；生物量；密度；聚類分析；相關分析

浮游動物是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，作為次級生產者，在物質循環(huán)和能量流動過程中有著非常重要的地位，起著承上啟下的作用[1-4]。一方面，浮游動物與浮游植物之間的攝食關系可以適當?shù)卣{控浮游植物群落的密度和生物量變化；另一方面，浮游動物為海域中的魚蝦蟹以及其他游泳動物提供重要食物來源，在海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物網中占據重要位置[5-8]。浮游動物群落結構會隨著周圍水域環(huán)境的變化而發(fā)生變化，能夠及時對水質的優(yōu)劣狀態(tài)做出反應，浮游動物的多樣性是水域生態(tài)系統(tǒng)服務功能的重要指標之一[9-11]。因此對于浮游動物的調查研究具有非常重要的現(xiàn)實意義，有利于海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復和完善。

建設人工魚礁區(qū)是改善海洋生態(tài)環(huán)境的重要途徑，礁體能夠為海洋生物提供攝食、產卵繁殖、生長、避難、休養(yǎng)生息的場所。人工魚礁能夠通過改變周圍海域的非生物環(huán)境因子來影響生物環(huán)境[12]。投礁后的海流形態(tài)會發(fā)生很大變化，礁體的迎流方向形成上升流，背流方向形成渦流，不同流態(tài)使海域中營養(yǎng)鹽不斷地交替補充，非常有利于浮游生物群落的生長，由于攝食關系最終能夠誘集更多的海洋生物，使人工魚礁區(qū)生物資源量不斷擴大[13-14]。

獐子島海域位于黃海北部，長山群島南部，海岸線曲折綿延，漁業(yè)資源豐富，擁有全國最大的蝦夷扇貝(Patinopectenyessoensis)養(yǎng)殖基地[15]。在獐子島近岸海域投放了大量海珍品增殖礁，人工魚礁對改善海域生態(tài)環(huán)境，維護海洋生物資源起至關重要作用[16]。國內對于獐子島海域相關的調查和研究已有諸多報道，包括水體中環(huán)境因子的研究，生態(tài)環(huán)境的評估，魚類資源、底棲藻類、大型底棲動物的調查等方面[15-18]，但對于獐子島海域特別是圍繞其人工魚礁區(qū)浮游動物方面的相關研究卻很少，僅見尹潔慧[19]在2009—2010年對獐子島海域的浮游動物進行了周年調查。

本文通過對獐子島近岸人工魚礁區(qū)浮游動物的調查研究，分析浮游動物的群落結構，以期為海洋牧場的合理建設，漁業(yè)資源的可持續(xù)發(fā)展提供基礎資料和理論依據。

1 材料與方法

1.1 采樣地點與站位設置

于2014年6、10月和2015年6、10月在獐子島近岸人工魚礁區(qū)進行了4次調查，共設置8個站位(圖1)。

圖1 調查站位分布

1.2 樣品采集與分析

在4個航次的浮游動物調查取樣過程中，使用淺水Ⅲ型浮游生物網由底層至表層進行垂直拖網，樣品放入樣品瓶中，用5%甲醛溶液進行保存。在實驗室內利用顯微鏡進行鏡檢分析，計數(shù)和鑒定浮游動物種類。具體方法參照《國家海洋調查規(guī)范 第6部分：海洋生物調查》[20]進行。

1.3 數(shù)據處理

浮游動物的多樣性用Shannon-Weaver多樣性指數(shù)(H′)表示，群落的均勻度用Pielou均勻度指數(shù)(J′)表示，群落的豐富度用物種豐富度指數(shù)(D)表示，群落的優(yōu)勢種類用優(yōu)勢度(Y)表示，各指數(shù)計算公式如下[21-23]：

H′=-∑PilnPi

J′=H′/lnS

D=(S-1)/lnN

Y=ni/Nfi

式中，Pi為i種種類的數(shù)量比例，S為附著動物的種類數(shù)量；N為附著動物的總個數(shù)；f為某種類出現(xiàn)頻率。

運用SPSS 19.0和Excel 2010軟件進行相關數(shù)據分析。

2 結果與分析

2.1 種類組成

4個航次調查共發(fā)現(xiàn)浮游動物6大類29種，其中，節(jié)肢動物13種，占總物種數(shù)的44.83%，刺胞動物2種，占總物種數(shù)的6.90%，原生動物3種，占10.34%，毛額動物和脊索動物各1種，分別占3.45%，浮游幼蟲8類，占27.29%。其中，2014年6月份共16種，2014年10月份12種，2015年6月份共28種，2015年10月份24種。

4個航次調查中均發(fā)現(xiàn)的有擬長腹劍水蚤(Oithonasimilis)、小擬哲水蚤(Paracalanusparvus)、中華哲水蚤(Calanussinicus)、短角長腹劍水蚤(O.brevicornis)、克氏紡錘水蚤(Acartiaclause)、強壯箭蟲(Sagittacrassa)、橈足類六肢幼體、短尾類蚤狀幼蟲、雙殼類幼體、多毛類幼體、長腕幼蟲(表1)。

4個航次調查中節(jié)肢動物、毛顎動物和浮游幼蟲均有出現(xiàn)，其中節(jié)肢動物種數(shù)量在4次調查中均占優(yōu)勢，僅在2014年10月少于浮游幼蟲(少1種)，2015年6月出現(xiàn)最多(14種)，2014年10月出現(xiàn)最少(5種)；毛額動物4個航次調查均出現(xiàn)1種；浮游幼蟲物種數(shù)變化不明顯，2014年6月出現(xiàn)最少(5種)，2015年10月出現(xiàn)最多(8種)；原生動物只出現(xiàn)在2015年的2個航次調查中，且物種數(shù)無明顯變化；脊索動物出現(xiàn)在2014年6月和2015年的2個航次調查中，均為1種；刺胞動物只在2015年6月出現(xiàn)2種(圖2)。

綜上所述，2015年2個航次調查發(fā)現(xiàn)的浮游動物種類數(shù)(29種)高于2014年調查所發(fā)現(xiàn)的浮游動物種類數(shù)(18種)，年際變化比較明顯。同一年的6月調查比10月調查發(fā)現(xiàn)的種類數(shù)要多，但相差種類數(shù)不多，說明同一年份的種類的兩季節(jié)差異不明顯。

圖2 浮游動物不同類群的季節(jié)分布

2.2 浮游動物的生物量與密度分布情況

浮游動物生物量和密度分布情況見圖3。4個航次獐子島近岸人工魚礁區(qū)海域浮游動物生物量之間存在一定差異(F=0.9465，P=0.4332)。生物量依次為2015年6月>2015年10月>2014年6月>2014年10月。節(jié)肢動物門在生物量上占有絕對優(yōu)勢，生物量為0.2396～1.4220 g/m3，最高生物量出現(xiàn)在2015年6月；浮游幼蟲生物量次之，為0.0160～0.1881 g/m3，最高生物量出現(xiàn)在2015年6月；毛顎動物門生物量為0.0018～1.0171 g/m3，最高生物量出現(xiàn)在2014年6月；脊索動物門生物量為0.0010～0.0015 g/m3。

浮游動物密度季節(jié)之間存在一定差異(F=0.9782，P=0.4269)。浮游動物密度分布情況和生物量分布情況基本一致(圖4)。

綜合4個航次浮游動物的生物量和密度數(shù)據，節(jié)肢動物門所占比例最高，刺胞動物門最低。

表1 獐子島人工魚礁區(qū)浮游動物的種類組成

圖3 各門類浮游動物生物量的分布情況

圖4 各門類浮游動物密度的分布情況

浮游動物2014年6月平均生物量為0.0689 g/m3。生物量最高點出現(xiàn)在站位5(0.1048 g/m3),次高點出現(xiàn)在站位1(0.0958 g/m3)，即褡褳島人工魚礁區(qū)北部海域和小耗島人工魚礁區(qū)西部海域，生物量由這兩處海域逐漸向四周降低，生物量最低點出現(xiàn)在站位7(0.0423 g/m3)，位于獐子島西北部海域(圖5)。2014年10月平均生物量為0.0338 g/m3，生物量最高點出現(xiàn)在站位5(0.0661 g/m3),高值區(qū)出現(xiàn)在褡褳島北部海域，生物量最低點出現(xiàn)在站位1(0.0036 g/m3)，生物量由北部向南部逐漸降低。2015年6月平均生物量0.2041 g/m3，生物量最高點出現(xiàn)在站位2(0.5149 g/m3),位于小耗島人工魚礁區(qū)北部海域，生物量最低點為站位7(0.0969 g/m3)，位于獐子島人工魚礁區(qū)的西北部海域。2015年10月平均生物量為0.0949 g/m3，生物量最高點出現(xiàn)在站位4(0.2006 g/m3)，位于褡褳島人工魚礁區(qū)北部海域，生物量最低點為站位7(0.0261 g/m3)，低值區(qū)主要為調查海域的東南部海域。

浮游動物2014年6月平均密度為7232.196個/m3，2014年10月平均密度為3618.111個/m3，2015年6月平均密度25358.5820個/m3，2015年10月平均密度為9974.539個/m3。 浮游動物密度高低值分布情況與生物量分布情況基本一致(圖6)。

4個航次調查中，浮游動物生物量和密度高值區(qū)主要分布在褡褳島和小耗島人工魚礁區(qū)附近海域，低值區(qū)主要分布在獐子島人工魚礁區(qū)附近。

圖5 浮游動物生物量的水平分布情況

圖6 浮游動物密度的水平分布情況

2.3 浮游動物的優(yōu)勢種及優(yōu)勢度

獐子島近岸人工魚礁區(qū)4個航次共發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢種9種，其中包括橈足類5種，浮游幼蟲4種。2014年發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢種7種，2015年發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢種8種；擬長腹劍水蚤、中華哲水蚤、橈足類六肢幼體為4個航次共同優(yōu)勢種，其中2015年6月的擬長腹劍水蚤優(yōu)勢度最高(0.6798)；克氏紡錘水蚤、長腕幼蟲、雙殼類幼體均為季節(jié)單一優(yōu)勢種，其余6種優(yōu)勢種在兩個季節(jié)均有出現(xiàn)(表2)。

表2 浮游動物優(yōu)勢種及其優(yōu)勢度

2.4 浮游動物的生物多樣性

浮游動物的Shannon-Weaver多樣性指數(shù)最高值出現(xiàn)在2015年10月(2.2263)，最低值出現(xiàn)在2014年10月(1.3993)，在4個航次調查中，2015年10月的浮游動物的群落多樣性和群落的復雜程度最好；Pielou均勻度指數(shù)最高值出現(xiàn)在2014年6月(0.7170)，最低值出現(xiàn)在2015年6月(0.4465)，2014年6月的種類數(shù)雖然在4個航次中不是最多，但其物種在群落結構上分布的均勻度最高；豐富度指數(shù)最高值出現(xiàn)在2015年6月(2.240)，最低值出現(xiàn)在2014年10月(1.0893)，2015年6月浮游動物種類數(shù)在4個航次中最多(28種)，其種類最為豐富(表3)。

表3 浮游動物群落的物種多樣性指數(shù)

2.5 浮游動物的聚類分析

通過聚類分析可知(圖7)：

(1) 2014年6月的浮游動物群落分為4個聚類組：物種種類、密度和生物量較少的站位8和密度和生物量較高的站位6各單獨一類；站位2和站位7組成一個聚類組，這兩個站位生物量和密度也比較少，是擬長腹劍水蚤的主要聚集區(qū)之一；其余站位為一聚類組。

(2) 2014年10月的浮游動物群落分為4個聚類組：中華哲水蚤密度最高的站位7，物種數(shù)量多、雙殼類幼體聚集區(qū)的站位2，以及密度最低、物種數(shù)量最少的站位1，3個站位分別各自為一個聚類組；其余站位為一聚類組。

(3) 2015年6月的浮游動物群落分為4個聚類組：小擬哲水蚤主要聚集區(qū)的站位8，擬長腹劍水蚤主要聚集區(qū)域的站位2各自為一個聚類組；物種數(shù)量較少的站位6和站位7組成一個聚類組；其余站位為一個聚類組。

(4) 2015年10月的浮游動物群落分為3個聚類組：浮游動物密度和生物量較低的站位2、站位5和站位6一個聚類組；站位1和站位4為一個聚類組，兩個站位密度和生物量均較高，也是浮游幼蟲主要聚集地；其余站位為一聚類組。

圖7 浮游動物群落聚類分析

2.6 浮游動物群落與環(huán)境因子的關系

通過對浮游動物的密度和生物量與各環(huán)境因子的關系進行分析可知(表4、表5)，2014年6月密度和生物量與水溫均為極顯著正相關，相關系數(shù)分別為0.905、0.907；密度和生物量與鹽度均顯著負相關，相關系數(shù)分別為-0.764、-0.751。2014年10月份密度和生物量與鹽度均極顯著負相關，相關系數(shù)分別為-0.873、-0.871。2015年6月密度與水溫顯著正相關，相關系數(shù)為0.707；密度和生物量與鹽度均顯著負相關，相關系數(shù)分別為-0.739、-0.741。2015年10月密度與鹽度極顯著負相關，相關系數(shù)為-0.909；生物量與鹽度顯著負相關，相關系數(shù)為-0.899。由此看出水溫和鹽度是影響浮游動物群落結構的重要環(huán)境因子。

表4 浮游動物密度與環(huán)境因子的相關分析

注：*表示0.01<α≤0.5，顯著相關(雙側檢驗)；**表示α≤0.01，極顯著相關(雙側檢驗).下同.

表5 浮游動物生物量與環(huán)境因子的相關分析

3 討 論

3.1 浮游動物群落的密度、生物量和優(yōu)勢種

4個航次調查共發(fā)現(xiàn)浮游動物29種(包括8種浮游幼蟲)，其中2014年18種，2015年29種，包括節(jié)肢動物、毛顎動物、刺胞動物、脊索動物、原生動物、浮游幼蟲6大類。尹潔慧[19]2009—2010年在獐子島海域對浮游動物進行調查，共發(fā)現(xiàn)浮游動物36種(包括浮游幼蟲7種)，涉及到節(jié)肢動物、毛顎動物、刺胞動物、脊索動物、原生動物、櫛水母動物6大類(包括浮游幼蟲)。由于2009—2010年調查為逐月調查，調查海域為養(yǎng)殖區(qū)和非養(yǎng)殖區(qū)，調查面積大，站位多，而本次調查主要針對夏秋季節(jié)的浮游動物群落，相較于2009—2010年的調查，本次調查物種數(shù)量相對較少。在2009—2010年優(yōu)勢種包括中華哲水蚤、雙刺唇角水蚤、鳥喙尖頭蚤(Penetiaavirostris)、細長腳(Themistogracilipes)、克氏紡錘水蚤、長腕類幼蟲、夜光蟲(Noctilucascintillans)、強壯箭蟲，共8種，本次調查中，中華哲水蚤、克氏紡錘水蚤、長腕類幼蟲仍保持優(yōu)勢種地位，其余優(yōu)勢種已被擬長腹劍水蚤、短角長腹劍水蚤、小擬哲水蚤、短尾類蚤狀幼蟲、橈足類六肢幼體、雙殼類幼體取代。優(yōu)勢種群在浮游動物群落中占據最大比例，控制著浮游動物密度和生物量的大小，而生物量/密度比值越大，浮游動物個體越大，比值越小，浮游動物個體越小[24]，本次調查中的9種優(yōu)勢種中包括4類浮游幼蟲，其余優(yōu)勢種主要為中型浮游動物[25]，浮游動物個體比較小，這與此次調查浮游動物密度高，生物量相對較低的結果相對應。

依據2009—2010年逐月多樣性數(shù)據對比，其中各月份豐富度指數(shù)最高值為1.56，多樣性指數(shù)最高值為1.81，均勻度指數(shù)最高值為0.67，本次調查航次中豐富度指數(shù)最高值為2.24，多樣性指數(shù)最高值為2.23，均勻度指數(shù)最高值為0.72；2009—2010年逐月調查中浮游幼蟲7種，優(yōu)勢種8種，本次調查中浮游幼蟲增至8種，優(yōu)勢種增至9種。浮游動物各物種多樣性指數(shù)、浮游幼蟲和優(yōu)勢物種數(shù)均有不同程度的增加。本次調查主要圍繞人工魚礁區(qū)進行，人工魚礁對浮游動物的誘集作用可能是重要原因，促進了浮游動物的增殖和結構優(yōu)化。但具體原因有待進一步深入研究分析。

4個航次調查發(fā)現(xiàn)的浮游動物主要生態(tài)類型為廣溫廣鹽型，代表種類有擬長腹劍水蚤、小擬哲水蚤；近岸低鹽型，代表種類有克氏紡錘水蚤；低溫高鹽型，代表種類有中華哲水蚤。這也是優(yōu)勢種群的主要生態(tài)類型。這是因為該浮游動物群落主要生態(tài)類型的形成與周圍海域形成的環(huán)流有關，獐子島近岸受到北黃海海域沿岸流和暖流所組成的氣旋式環(huán)流的影響，形成黃海冷水團和沿岸水團兩大基本水團，而在這兩大水團的影響下的浮游動物以低溫高鹽性和廣溫廣鹽性為主[10]。

3.2 浮游動物群落與環(huán)境因子的關系

浮游動物群落結構與周圍環(huán)境因子有非常重要的關系。水溫的變化影響浮游動物的種類、生物量和密度的變化，進而影響到浮游動物群落的變化[26]。4個航次調查中6月份密度和生物量均高于10月，6月至10月水溫趨勢變化是由上升到最高水溫之后逐漸下降，浮游動物與水溫的相關性分析顯示，6月浮游動物密度和生物量與水溫呈顯著正相關；2014年10月和2015年10月浮游動物密度與水溫之間的相關系數(shù)分別為0.559、0.628，生物量與水溫之間的相關系數(shù)分別為0.559、0.597，說明水溫是影響浮游動物群落結構的重要參數(shù)。這與尹潔慧[19]對獐子島與環(huán)境因子的關系的分析結果一致。4個航次調查中發(fā)現(xiàn)的浮游動物群落物種生態(tài)類型中包括近岸低鹽類，且存在優(yōu)勢種(克氏紡錘水蚤)，這可能是造成與鹽度呈負相關關系的重要原因[27]。2014年6月份葉綠素與浮游動物密度和生物量呈正相關，其他3個航次調查呈負相關，說明在合適的范圍內，葉綠素含量的增加會促進浮游動物群落的生長，但若含量過高又會對浮游動物起到抑制作用；營養(yǎng)鹽對浮游動物的影響也是如此，一方面適當?shù)臓I養(yǎng)鹽為浮游動物提供養(yǎng)分，對浮游動物起積極作用，另一方面過高的營養(yǎng)鹽含量會破壞群落結構[28]。

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DistributionCharacteristicsofZooplanktonCommunityinArtificialReefAreainZhangziIsland

ZHANG Haoyu, LIU Hanchao, LIU Yonghu, TIAN Tao, CHEN Yong, YANG Jun

( Center for Marine Ranching Engineering Science Research of Liaoning, Dalian Ocean University, Dalian 116023,China )

The zooplankton species composition,dominant species,biomass, abundance distribution,and species diversity were studied in artificial reef area of Zhangzi Island in Dalian based on the data surveyed in June and Octorber of 2014 and 2015. The results showed that 29 zooplankton species were identified during the survey,most being offshore lower-salinity group,wide temperature salinity group and offshore lower-temperature group. In total,16 species were observed in June of 2014,12 species in October of 2014, 28 species in June of 2015,and 24 species in October of 2015.There were 9 dominant species, almost the Arthropod, and the main dominant species wereCalanussinicus, Copepodite larvae, andOithonasimiles. The distribution of biomass and abundance of zooplankton were consistent basically, and correlated with both water temperature and salinity. Community cluster analysis indicated that in October and June of 2014 and in June of 2015, the zooplankton was divided into 4 cluster groups, and 3 cluster groups in October of 2015.

zooplankton community; biomass; abundance; cluster analysis; correlation analysis

10.16378/j.cnki.1003-1111.2016.05.003

S932.2

A

1003-1111(2016)05-0473-07

2015-12-13；

2016-03-22.

國家科技支撐計劃項目(2012BAD18B03,2013BAD23B01).

張皓宇(1988—)，女，碩士研究生；研究方向：浮游動物及大型藻類附著生物.E-mail：709103847@qq.com. 通訊作者：劉永虎(1984—)，男，實驗師，碩士；研究方向：海洋牧場.E-mail：t695@163.com.