何舟洋,許永久,俞存根,謝 旭,張 平,朱明星,何江楠,張亞洲
(1.浙江海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,浙江舟山 316022;2.浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所,浙江省海洋水產(chǎn)研究所,浙江舟山 316021)
舟山近岸海域秋季浮游動(dòng)物多樣性與環(huán)境因子的關(guān)系
何舟洋1,許永久1,俞存根1,謝 旭1,張 平1,朱明星1,何江楠1,張亞洲2
(1.浙江海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,浙江舟山 316022;2.浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所,浙江省海洋水產(chǎn)研究所,浙江舟山 316021)
2015年11月(秋季)在舟山近岸及鄰近海域(29.0°-31.0°N,121.5°-123.0°E)開(kāi)展海洋生態(tài)系統(tǒng)綜合調(diào)查,用淺水Ⅱ型浮游生物網(wǎng)采集得到的浮游生物樣本,對(duì)該海域的浮游動(dòng)物的種類組成,數(shù)量分布,均勻度指數(shù)、多樣性等特征參數(shù)進(jìn)行了分析,同時(shí)對(duì)舟山近岸海域浮游動(dòng)物的數(shù)量分布特征與環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果如下:該海域共鑒定出浮游動(dòng)物83種(包含浮游幼蟲(chóng)),其中種類數(shù)最多的為橈足類,共有30種,優(yōu)勢(shì)種共有20種,為小毛猛水蚤、小擬哲水蚤、大同長(zhǎng)腹劍水蚤,雙生水母,百陶箭蟲(chóng),漂浮小井伊糠蝦等。調(diào)查海區(qū)浮游動(dòng)物豐度處于5.19~3 774.54 ind/m3之間,其空間分布呈現(xiàn)近岸低,近海高的特征。本次調(diào)查海域整個(gè)水層的溫度平均值、鹽度平均值也呈現(xiàn)近海相對(duì)較高而近岸相對(duì)較低的趨勢(shì)。在舟山本島東部,由于臺(tái)灣暖流的經(jīng)過(guò),溫度和鹽度較高,浮游生物群落結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)較高。
舟山近岸;浮游動(dòng)物;多樣性指數(shù);環(huán)境因子
舟山近岸及鄰近海域西有長(zhǎng)江、錢(qián)塘江兩大江河的沖淡水注入,同時(shí)還受黃海冷水團(tuán)以及黑潮暖流的分支-臺(tái)灣暖流的影響,又受東亞季風(fēng)的交替作用,使其成為一個(gè)適宜多種魚(yú)類繁殖、生長(zhǎng)、越冬、索餌的棲息地。海洋浮游動(dòng)物作為海洋生態(tài)系統(tǒng)的次級(jí)生產(chǎn)者,是經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)動(dòng)物,尤其是中上層魚(yú)類和幼魚(yú)的基本餌料,但隨著過(guò)度捕撈和環(huán)境污染等各種因素影響,使得該海域的漁業(yè)資源急劇衰退,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)也發(fā)生了巨大的變化,故而浮游動(dòng)物作為其中的一環(huán),也發(fā)生了相應(yīng)的變化[1]。同時(shí),浮游動(dòng)物許多種類的分布與環(huán)境因子有著密切的聯(lián)系,可以作為水團(tuán)、特定污染物的指示種,因此研究并掌握浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性,探究其與環(huán)境因子的相互關(guān)系,對(duì)于監(jiān)測(cè)評(píng)估海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康具有重要意義[2]。
我國(guó)學(xué)者在東黃海、長(zhǎng)江口開(kāi)展了大量的浮游動(dòng)物研究[1-6],這些研究包括浮游動(dòng)物的種類組成、數(shù)量分布、群落特征以及與環(huán)境的關(guān)系等。關(guān)于舟山近岸海域的浮游動(dòng)物的研究,近幾年也呈增加的趨勢(shì),如陳小慶等[1]研究了舟山近海海域浮游動(dòng)物的數(shù)量分布特征;駱鑫等[2]研究了舟山近海浮游動(dòng)物數(shù)量分布及與環(huán)境因子的關(guān)系;王婕妤等[3]研究了舟山海域浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和多樣性現(xiàn)狀。本文根據(jù)2015年11月在舟山近岸海域開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)綜合調(diào)查所獲得的浮游動(dòng)物的資料,從浮游動(dòng)物的數(shù)量分布、多樣性指數(shù)與環(huán)境因子的角度展開(kāi)討論,為海洋漁業(yè)資源管理、保護(hù)和可持續(xù)利用提供科學(xué)的依據(jù)。
數(shù)據(jù)來(lái)源于2015年11月(秋季)在舟山沿岸海域開(kāi)展?jié)O業(yè)生態(tài)系統(tǒng)綜合調(diào)查所獲得的浮游動(dòng)物數(shù)據(jù)和CTD數(shù)據(jù)。其中共設(shè)19個(gè)浮游動(dòng)物調(diào)查站位,51個(gè)CTD站位。浮游動(dòng)物樣品采集和標(biāo)本處理均按照《海洋調(diào)查規(guī)范—海洋生物調(diào)查》(GB 12763-1991)進(jìn)行,樣品采集用淺水II型浮游生物網(wǎng)(口徑50 cm、篩絹CQ14、孔徑0.16 mm),自距海底5 m至海面垂直拖曳采集。所獲樣品經(jīng)5%福爾馬林溶液固定后進(jìn)行分類、鑒定和計(jì)數(shù),種類分析鑒定在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。將秋季中每個(gè)站位的浮游動(dòng)物統(tǒng)一換算為單位水體中的個(gè)體數(shù)(ind/m3)。溫鹽數(shù)據(jù)采用各CTD站位測(cè)得的均值。CTD站位、溫鹽分布情況、浮游動(dòng)物的采樣站位圖和豐度、多樣性指數(shù)分布圖均采用surfer 11軟件繪制。
圖1 2015年秋季舟山近岸海域CTD調(diào)查站位(a),浮游動(dòng)物調(diào)查站位(b)Fig.1 CTD survey stations(a)and zooplankton survey stations(b)in the coastal waters of Zhoushan in autumn 2015
優(yōu)勢(shì)度(Y):Y=ni/N×fi,其中ni為第i種浮游動(dòng)物的個(gè)體數(shù),fi從是第i種浮游動(dòng)物在各站位中出現(xiàn)的頻率,N為浮游動(dòng)物總個(gè)體數(shù),當(dāng)優(yōu)勢(shì)度Y>0.02作為優(yōu)勢(shì)種類[9]。
Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′):H′=-Σ(Pi)log2(Pi)
Margalef物種豐富度指數(shù)(D):D=(S-1)/inN
上述三式中,S為某一站位出現(xiàn)的種數(shù),N為某一站位的所有種類的個(gè)體數(shù),Pi為研究站位第i種的個(gè)體數(shù)(或生物量)與該站總個(gè)體數(shù)(或生物量)的比值,H′為浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)。
2015年秋季調(diào)查海域整個(gè)剖面的平均水溫如圖2a所示,從嵊山島至六橫島外海水溫基本呈現(xiàn)較高狀態(tài),杭州灣附件海域水溫相對(duì)較低,水溫的平均值總體呈現(xiàn)近海海域相對(duì)較高而沿岸相對(duì)較低的趨勢(shì),其中在嵊山島平均水溫超過(guò)20℃,高溫值達(dá)到20.4℃,杭州灣入??谒疁仄骄?8.7℃左右,最低值為17.9℃,并向近海逐漸溫度升高,這是由于內(nèi)陸水溫度較低,流入海水中與之逐漸混合致使水溫逐漸升高,由此呈現(xiàn)這種趨勢(shì)。垂直平均鹽度分布總體與溫度相似,呈現(xiàn)近海相對(duì)較高而內(nèi)海相對(duì)較低的趨勢(shì),最高值為30.5,最低值為15.9,這是由于在舟山和上海中間海域?yàn)楹贾轂常瑑?nèi)陸水沖入海洋,淡水量多,鹽度較低,流入海洋中與海水逐漸混合,鹽度緩慢升高,直到到達(dá)近海區(qū)域與海水完全混合,鹽度呈現(xiàn)穩(wěn)定上升分布的狀態(tài)[11]。
根據(jù)平均溫鹽,利用聚類分析得到兩個(gè)水團(tuán):舟山近岸水團(tuán)(ZSCWM),舟山近海水團(tuán)(ZSOWM)(圖1)。近岸水團(tuán)受淡水徑流影響較大,為低溫低鹽水團(tuán),近海水團(tuán)受臺(tái)灣暖流影響較大,為高溫高鹽水團(tuán)。
圖2 2015年秋季調(diào)查海域平均溫度(a),平均鹽度(b)Fig.2 The mean temperature(a)and mean salinity(b)of the survey area in autumn 2015
本次調(diào)查海域共監(jiān)測(cè)到浮游動(dòng)物83種,其中橈足類占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),共30種,占總數(shù)的36.1%;其次為浮游幼蟲(chóng),共有17種。此外,水螅水母類有6種,糠蝦類有5種,毛顎類有4種,被囊類、管水母類各有3種,櫛水母類、磷蝦類、浮游多毛類、端足類、十足類、介形類各2種,原生動(dòng)物、浮游螺類、其他類各有1種(表1)。根據(jù)浮游動(dòng)物適溫適鹽范圍,可以將其分為3個(gè)生態(tài)類群:(1)近岸低鹽類群:該類群為本次調(diào)查海域的主要類群,數(shù)量上占統(tǒng)治地位,主要有背針胸刺水蚤Centropages dorsispinatus、百陶箭蟲(chóng)Sagitta bedoti、中華假磷蝦Pseudeuphausia sinica、針刺擬哲水蚤Paracalanus aculeatus等;(2)暖水性近海類群:該類群種類較少,主要物種有精致真刺水蚤Euchaeta concinna、肥胖箭蟲(chóng)Sagitta enflata等;(3)廣布種:該類群鑒定出的種數(shù)稀少,主要物種有小擬哲水蚤Paracalanus parvus等[3]。
表1 舟山近岸海域浮游動(dòng)物種類組成Tab.1 Species composition of zooplankton in Zhoushan coastal waters
舟山近岸海域秋季浮游動(dòng)物種類數(shù)較多,大部分海域浮游動(dòng)物種類在18種以上。呈外部區(qū)域多,近岸靠杭州灣區(qū)域少的趨勢(shì)。將優(yōu)勢(shì)度Y≥0.02時(shí)的浮游動(dòng)物確定為優(yōu)勢(shì)種的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析,結(jié)果得出秋季調(diào)查海域優(yōu)勢(shì)種共有20種,為小毛猛水蚤Microsetella norvegica、小擬哲水蚤、擬長(zhǎng)腹劍水蚤Oithona similis、麗隆劍水蚤Oncaea venusta、背針胸刺水蚤、百陶箭蟲(chóng)、中華哲水蚤Calanus sinicus等,這些種類大多數(shù)為橈足類。其中小毛猛水蚤和小擬哲水蚤兩者優(yōu)勢(shì)度最大,分別為3.032與2.027。少數(shù)優(yōu)勢(shì)種為糠蝦類、管水母類,如漂浮小井伊糠蝦Iiella pelagic 0.026,長(zhǎng)額刺糠蝦Acanthomysis longirostris 0.022,雙生水母Diphyes chamissonis 0.071。其他優(yōu)勢(shì)種見(jiàn)表2。
表2 舟山近岸海域浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種優(yōu)勢(shì)度(Y)Tab.2 Dominance of zooplankton dominant species in Zhoushan coastal waters(Y)
2015年秋季調(diào)查海區(qū)浮游動(dòng)物豐度(圖3a)分布范圍為5.19~3 774.54 ind/m3。高密集區(qū)(≥500 ind/m3)主要分布在30°N以南以及30.4°N以北地區(qū),其中st43號(hào)站位豐度最大。構(gòu)成豐度高值區(qū)的種類主要有夜光藻Noctiluca scintillans、背針胸刺水蚤、擬長(zhǎng)腹劍水蚤、小毛猛水蚤Microsetella norvegica、小擬哲水蚤Paracalanus parvus。
2015年調(diào)查海域浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)(圖3b)變動(dòng)范圍為0.52~2.44,均勻度指數(shù)(圖3c)變動(dòng)范圍為0.33~0.96,兩者最大值均出現(xiàn)在杭州灣區(qū)域,最小值出現(xiàn)在嵊泗以及嵊山一帶,其他海域均勻度指數(shù)較為均勻;豐富度指數(shù)(圖3d)變動(dòng)范圍為0.67~5.88,高值出現(xiàn)在舟山與寧波之間海域,低值區(qū)位于嵊山及杭州灣外圍一帶,其余海域豐富度指數(shù)較為均勻。
根據(jù)溫鹽特征,做TS散點(diǎn)圖,依據(jù)其聚類特征,進(jìn)行水團(tuán)劃分,如圖1所示。結(jié)果可知,舟山海域可分為2種水團(tuán),藍(lán)色近岸水團(tuán)(ZSCWM)和紅色近海水團(tuán)(ZSOWM)。
圖3 2015年秋季舟山近岸及鄰近海域浮游動(dòng)物總豐度(a),多樣性指數(shù)(b),均勻度指數(shù)(c),豐富度指數(shù)(d)Fig.3 Total zooplankton abundance in coastal and adjacent waters in Zhoushan in autumn 2015(a),Diversity index(b),evenness index(c)and richness index(d)
通過(guò)單因素方差分析,我們對(duì)兩種水團(tuán)對(duì)調(diào)查海域浮游動(dòng)物生物量和多樣性的影響進(jìn)行了分析。其中舟山近岸水團(tuán)(ZSCWM),舟山近海水團(tuán)(ZSOWM)兩種水團(tuán)對(duì)浮游動(dòng)物生物量影響不顯著(P>0.05)。ZSCWM與ZSOWM對(duì)浮游動(dòng)物的多樣性和豐富度影響均不顯著(P>0.05),而ZSCWM與ZSOWM對(duì)浮游動(dòng)物均勻度指數(shù)影響較顯著(P<0.05)。
本研究表明,浮游動(dòng)物的豐度、生物量分布與海水的溫度和鹽度有密切的關(guān)系。在調(diào)查海域中嵊山島和六橫島兩個(gè)高溫點(diǎn),豐度也達(dá)最大值,自最高點(diǎn)向四周擴(kuò)散,豐度和溫度同時(shí)開(kāi)始逐漸下降,在受暖流影響的水域水溫較高時(shí),豐度也相對(duì)較高。這表明在一定溫度內(nèi),豐度與溫度呈一定的正相關(guān)的關(guān)系。同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn),浮游動(dòng)物的數(shù)量分布和鹽度的關(guān)系與溫度大致類似,隨著鹽度的升高,其數(shù)量也有一定程度的增多。但數(shù)量最大值出現(xiàn)的點(diǎn)不完全與鹽度最大值重合。浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)受營(yíng)養(yǎng)鹽的控制,合適的營(yíng)養(yǎng)鹽比例也是浮游植物生長(zhǎng)旺盛的重要因素[6,11]。
鹽度是影響浮游動(dòng)物生長(zhǎng)和發(fā)育的另一個(gè)重要環(huán)境因子,特別是在河口區(qū)咸淡水交匯,鹽度變化較大,不同類型浮游動(dòng)物在不同鹽度范圍生活。而一些生理耐受性較強(qiáng)的種類在河口區(qū)分布范圍較廣[8]。東海緊鄰東亞大陸,陸地氣候條件對(duì)其海水鹽度狀況的影響也相當(dāng)顯著,鹽度分布狀況受蒸發(fā)、降水、環(huán)流和海水混合等因子的影響,河口地帶和近海鹽度的變化還受入海徑流量的影響,通過(guò)海洋環(huán)流又源源不斷地將太平洋高鹽水帶入東海,直接影響廣大海區(qū)鹽度的高低和分布特征,形成了表面鹽度近岸低,外海高,河口區(qū)低,受黑潮影響顯著的區(qū)域鹽度高的分布規(guī)律[10,14]。同時(shí)在該調(diào)查海域中,長(zhǎng)江入??谔幪卣鬏^為明顯,內(nèi)陸淡水的溫度鹽度較低,流入海水之后,慢慢與海水混合,溫度鹽度逐漸升高,直到與海水完全混合,達(dá)到較穩(wěn)定的狀態(tài)。
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The Relationship between Zooplankton Diversity and Environmental Factors in the Coastal Waters of Zhoushan in Autumn
HE Zhou-yang,XU Yong-jiu,YU Cun-gen,et al
(Fisheries School of Zhejiang Ocean Univercity,Zhoushan 316022,China)
In November(Autumn)2015 in the coastal waters of Zhoushan and adjacent(29.0°-31.0°N,121.5°-123.0°E),we carried out a comprehensive survey of marine ecosystems,the species composition,quantity distribution,evenness and diversity of zooplankton in the sea area were analyzed by using plankton samples collected from the shallow water,at the same time,the relationship between the quantitative distribution of zooplankton and environmental factors in Zhoushan coastal waters was studied.According to the results,83 species of zooplankton (including planktonic larvae)were identified in the area,including the largest number of species of copepods,a total of 30 species,dominant species of a total of 20 species,which are Microsetella norvegica,Paracalanus parvus,Oithona similis,etc.The abundance of planktonic animal range is 5.19-3 774.54 ind/m3in the survey area,its spatial distribution is characterized by high offshore and low nearshore.The average temperature and the average salinity of the whole water layer of the investigation areaalso showed a relatively high offshore and relatively low coastal trend.In the eastern part of the island of Zhoushan,due to the effect of the Taiwan Warm Current,the temperature and salinity were high,the community structure was complex,and zooplankton diversity index was high.
Zhoushan coastal waters;zooplankton;diversity index;environmental factors
S932.8
A
1008-830X(2017)02-0144-07
2017-01-30
浙江海洋大學(xué)“海洋科學(xué)”省重中之重學(xué)科開(kāi)放課題(2016206);浙江海洋大學(xué)“水產(chǎn)”省一流學(xué)科開(kāi)放課題(20160005)
何舟洋(1996-),男,浙江溫州人,研究方向:海洋資源與環(huán)境.E-mail:17858801143@163.com
許永久(1981-),男,博士,研究方向:漁業(yè)生態(tài)、漁業(yè)資源與環(huán)境.E-mail:xuyongjiu@zjou.edu.cn