于南京,俞存根,菅康康,許永久,孫蓓蓓,張佩怡,劉 坤,王慧君
(浙江海洋大學,浙江 舟山 316022)
嵊泗列島鄰近海域地理位置獨特,位于我國最大的漁場——舟山漁場北部,嵊泗是典型的海洋大縣、陸域小縣,素有“一分陸地九九?!敝Q,得益于臺灣暖流、黃海冷水團、長江淡水的影響,嵊泗列島鄰近海域營養(yǎng)物質(zhì)充裕,漁業(yè)資源豐富。許多學者都曾對舟山漁場的漁業(yè)資源做過研究,如俞存根等[1]、鄧小艷等[2]報道了舟山漁場及鄰近海域魚類種類組成和數(shù)量分布情況;陳小慶等[3-4]報道了舟山漁場及鄰近海域浮游動物數(shù)量分布特征;對舟山漁場某一海域魚類資源的報告也很多[5-13]。但是,專門針對嵊泗列島鄰近海域的魚類群落結(jié)構(gòu)研究尚未見報道,并且該海域是舟山漁場某些魚類重要的產(chǎn)卵場和索餌場,所以對該海域魚類生物多樣性、群落結(jié)構(gòu)、種類組成、優(yōu)勢種等進行研究具有重要的實用意義和科學意義。為掌握該海域目前的魚類資源狀況,本文根據(jù)2017年春季在嵊泗列島鄰近海域調(diào)查獲得的資料,利用相對重要性指數(shù)、Shannon-Weaver指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)和生物量曲線等對該海域的魚類種類組成、優(yōu)勢種、物種數(shù)量空間分布、生物多樣性、ABC曲線等群落結(jié)構(gòu)特征進行分析,以完善舟山海域漁業(yè)資源研究內(nèi)容,為合理利用及保護舟山沿岸海域的漁業(yè)資源提供科學依據(jù)。
利用2017年4月在嵊泗列島鄰近海域(30.65°~30.99°N,122.45°~122.82°E)的調(diào)查資料,調(diào)查共設置12個站位。具體調(diào)查站位設置如圖1所示。
漁業(yè)資源調(diào)查方法按照《海洋漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》(SC/T 9403—2012)進行。調(diào)查船為群眾單拖網(wǎng)漁船,船號為浙普漁32207號,主機功率為257 kW,網(wǎng)具規(guī)格為860目×160 mm。調(diào)查時每站拖曳約1 h,拖速約為3.5 kn,每站拖網(wǎng)所獲的漁獲物全部裝入樣品袋進行生物學測定。
1.2.1 優(yōu)勢種計算公式
優(yōu)勢種的計算采用相對重要性指數(shù)[10],計算公式如下:
IRI=(N+W)×F
式中:N是該站位占總位數(shù)的百分比(%);W是該種占總質(zhì)量的百分比(%);F為該生物在調(diào)查站位中出現(xiàn)的頻率,即出現(xiàn)站次數(shù)與總調(diào)查站次數(shù)的百分比。
1.2.2 物種多樣性計算公式
Shannon-Weaver指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)[14-17],其計算公式如下:
1)Shannon-Weaver指數(shù)計算公式:
式中:H′為生物多樣性指數(shù);Pi是第i種魚類生物量占總生物量的比例;S為魚類總種數(shù)。
2)均勻度指數(shù)計算公式:J′=H′/log2S
式中:J′為均勻度指數(shù);H′為生物多樣性指數(shù);S為魚類總種數(shù)。
3)豐富度指數(shù)計算公式:d=(S-1)/log2N
或d=(S-1)/log2G
式中:d為豐富度指數(shù);N為魚類總尾數(shù);G為魚類總生物量;S為魚類總種數(shù)。
1.2.3 群落結(jié)構(gòu)相似性分析
采用Cluster等級聚類和非度量多維標度分析(Non-metric multidimensional scaling簡稱NMDS)的方法分析嵊泗列島鄰近海域魚類組成特征。
用脅迫系數(shù)(Stress)衡量NMDS二維點陣分布圖效果,通常認為Stress<0.05時,具有很好的代表性;0.05≤Stress<0.10時,結(jié)果基本可信;0.10≤Stress<0.20時,具有一定解釋意義[18]。
1.2.4 ABC曲線(豐度/生物量曲線)
豐富度生物比較曲線是在同一坐標系中比較生物量優(yōu)勢度曲線和豐度優(yōu)勢度曲線,通過兩條曲線的分布情況分析群落處于不同干擾狀況下的特征[19],統(tǒng)計量用W表示[20],公式如下:
式中:S為出現(xiàn)的物種數(shù);Bi、Ai分別為曲線中種類序號對應的生物量和豐度的累計百分比,當生物量優(yōu)勢度曲線在豐度優(yōu)勢度曲線之上時,W為正,反之為負。
根據(jù)2017年4月(春季)在嵊泗列島鄰近海域所獲的拖網(wǎng)漁獲物,共鑒定出魚類33種,隸屬于8目19科29屬。其中鱸形目最多,共6科,12屬,12種;其次是鯡形目,共2科,5屬,7種;再次是鰈形目,共3科,3屬,5種;以仙女魚目、刺魚目最少,均只有1種。種類名錄見表1。
表1 嵊泗列島鄰近海域春季魚類組成及優(yōu)勢種
根據(jù)相對重要性指數(shù)(IRI)大于1 000者定為優(yōu)勢種,在100~1 000之間者定為常見種[21],從表1魚類種類組成與相對重要性指數(shù)中看出,春季調(diào)查海域的優(yōu)勢種有棘頭梅童魚、銀鯧、龍頭魚、鳳鱭等4種。其中棘頭梅童魚尾數(shù)占比高達49.94%,質(zhì)量占比僅為11.25%;銀鯧尾數(shù)占比為29.06%,質(zhì)量占比為25.47%;龍頭魚尾數(shù)占比為3.10%,質(zhì)量占比到達24.94%;鳳鱭尾數(shù)占比為4.38%,質(zhì)量占比為16.01%。春季常見種共有9種,分別為褐菖鲉、六絲鈍尾蝦虎魚、黑、紅鰻蝦虎魚、黃鯽、綠鰭魚、小帶魚、孔蝦虎魚和魚等,常見種尾數(shù)之和占比為12.94%,質(zhì)量之和占比為18.88%。
從圖2可看出,各站位魚類種類數(shù)差異較大,整體呈調(diào)查海域北部海域多、南部海域少的趨勢。綠華鄉(xiāng)附近海域魚類種類數(shù)最多,具體體現(xiàn)為3號站位種類最多,為20種,較多的是6號和7號站位,分別為18種和16種,而種類數(shù)較少的是位于最南端的9、10、11號三個站位,均為11種,最少的是5號站位,僅9種。
嵊泗列島鄰近海域各站位春季魚類多樣性指數(shù)如表2所示。
表2 嵊泗列島鄰近海域春季各站位魚類多樣性指數(shù)
從表2中可看出,調(diào)查海域魚類質(zhì)量豐富度指數(shù)(d)值差異明顯,平均值為1.69,其中最高值位于6號站位,為2.35,最低值位于5號站位,僅為1.03;尾數(shù)豐富度指數(shù)(d)值同樣差異明顯,平均值為1.76,其中最高的位于3號站位,為2.80,最低的位于5號站位,為0.96。
調(diào)查海域魚類質(zhì)量均勻度指數(shù)(J′)平均值為0.54,最高值位于5號、12號站位,均為0.75,最低值位于11號站位,為0.18;尾數(shù)均勻度指數(shù)(J′)平均值為0.42,最高值位于1號站位,為0.63,最低值位于11號站位,為0.12;魚類質(zhì)量多樣性指數(shù)(H′)值差異較大,平均值為2.02,最高值和最低值分別位于7號和11號站位,差值為2.09;尾數(shù)多樣性指數(shù)(H′)值差異也較大,平均值為1.57,最高值位于1號站位,為2.39,最低值位于11號站位,為0.41。魚類質(zhì)量均勻度指數(shù)(J′)、豐富度指數(shù)(d)、多樣性指數(shù)(H′)值都具有明顯差異性,多樣性指數(shù)(H′)差異性最大,最低值均位于11號站位,說明該海域不同站位點魚類質(zhì)量多樣性差異性較大,且11號站位魚類多樣性最低。
由圖3魚類群落CLUSTER聚類分析和魚類群落NMDS二維點圖可看出,聚類分析和NMDS分析兩者結(jié)果一致。且從圖3魚類群落CLUSTER聚類分析可看出,在60%相似性水平上,可以將各調(diào)查站位分為4組,第一組群為1號站位,第二組群為3號站位,第三組為8、11號站位,第四組為2、4、5、6、7、9、10、12號站位;由于NMDS的脅強系數(shù)為0.11,位于0.1~0.2之間,說明點陣圖結(jié)果是可以接受的。
舟山嵊泗列島鄰近海域春季ABC曲線如圖4所示。春季該海域的生物量曲線一直位于豐富度曲線上方。兩條曲線逐漸靠近,直到幾乎重合在一起,W統(tǒng)計值為-0.089,小于0。從ABC曲線的起點來看,生物量曲線低于豐富度曲線的第一起點,表明春季魚類群落組成中第一優(yōu)勢種是個體生物量小的魚類,生物量占據(jù)明顯優(yōu)勢的個體較少。
本次嵊泗列島鄰近海域調(diào)查共捕獲魚類33種,優(yōu)勢種有棘頭梅童魚、銀鯧、龍頭魚、鳳鱭等4種,龍頭魚通常棲息于近岸淺海及河口底部,性成熟早[22],每年春季性腺完全成熟,因此優(yōu)勢度較大,優(yōu)勢種尾數(shù)之和占總漁獲尾數(shù)的86.48%,優(yōu)勢種質(zhì)量之和占總漁獲質(zhì)量的77.67%,由于棘頭梅童魚、銀鯧、龍頭魚、鳳鱭等均屬于經(jīng)濟魚類,因此春季調(diào)查海域經(jīng)濟魚類占比較大,經(jīng)濟價值較高。與俞存根等[1]在2007年的調(diào)查結(jié)果相比,此次調(diào)查魚類種類數(shù)銳減,主要優(yōu)勢種更換率100%,2007年春季該海域魚類種類數(shù)為75種,主要優(yōu)勢種有黑(Lophiomussetigerus)、綠鰭魚(Chelidonichthyskumu)、皮氏叫姑魚(Johniusbelangerii)、小黃魚(Pseudosciaenapolyactis)等;與梁君等[23]于2010—2012年在相鄰海域中街山列島海洋保護區(qū)調(diào)查的結(jié)果相比,種類數(shù)減少了21.82%,優(yōu)勢種增加了銀鯧,卻減少了矛尾蝦虎魚、長吻紅舌鰨、中華櫛孔蝦虎魚、紅狼牙蝦虎魚、海鰻、石首魚科幼魚、綠鰭魚、魚、黃鯽等9種魚類,說明優(yōu)勢種存在一定的地域差異[24],這可能與調(diào)查海域站位點的設置、漁船的功率、網(wǎng)目尺寸等不同有關(guān),具體原因有待進一步調(diào)查。魚類種類數(shù)的空間分布可看出,各站位魚類種類數(shù)差異較大,整體呈北多南少的趨勢,綠華鄉(xiāng)附近海域魚類種類數(shù)較高,調(diào)查海域南部海域魚類種類數(shù)較低,可能是因為調(diào)查海域北部海域?qū)儆陂_闊海域,距離島嶼相對較遠,人為干擾相對較少。
從表2調(diào)查海域春季各站位魚類多樣性指數(shù)中可看出,調(diào)查海域魚類質(zhì)量豐富度指數(shù)(d)的平均值為1.69,尾數(shù)豐富度指數(shù)(d)的平均值為1.76;調(diào)查海域魚類質(zhì)量均勻度指數(shù)(J′)平均值為0.54,尾數(shù)均勻度指數(shù)(J′)平均值為0.42;調(diào)查海域魚類質(zhì)量多樣性指數(shù)(H′)值平均值為2.02,尾數(shù)多樣性指數(shù)(H′)平均值為1.57。其中1、3、10號站位(H′)較高,說明嵊泗列島西部海域種群結(jié)構(gòu)的復雜度較高[25];均勻度指數(shù)(J′)值較低,梅春等[26]認為是優(yōu)勢種種類較少,導致最大優(yōu)勢種比例較大,其他物種占比較少,進而引起均勻度偏低;與俞存根等[1]調(diào)查結(jié)果相比,均勻度指數(shù)(J′)和多樣性指數(shù)明顯降低,該結(jié)論與上文魚類種類數(shù)較之前銳減一致。本文參考蔡立哲等[27]將多樣性指數(shù)污染評價范圍分為5級的標準,即1 根據(jù)CLUSTER分析和NMDS二維標序圖可以較好地反映出春季群落間的相似性程度[28-29],從圖3魚類群落CLUSTER聚類分析可看出,在60%相似性水平上,可以將各調(diào)查站位分為4組,第一組群為1號站位,第二組群為3號站位,第三組群為8、11號站位,第四組群為2、4、5、6、7、9、10、12號站位,對相似性影響較大的特征種主要有魚、鳳鱭、銀鯧、龍頭魚等。由此可知,嵊泗列島鄰近海域春季魚類群落結(jié)構(gòu)空間差異較明顯,這可能是因為不同站位優(yōu)勢種的優(yōu)勢度差異較大,導致群落的基本特征差異性較大[30];第四組群站位分布整體呈現(xiàn)西南-東北趨勢,位于嵊泗本島和綠華鄉(xiāng)附近,這可能與近岸海域水文環(huán)境因子有關(guān),使該組群的站位間相似程度較高;魚類數(shù)較高的站位大多數(shù)位于綠華鄉(xiāng)附近,可能是因為春季是魚類主要的產(chǎn)卵季節(jié)[31],并且該海域是魚類的產(chǎn)卵場[2],島礁附近餌料相對豐富,因而吸引大多數(shù)魚類在此棲息。 ABC曲線在底棲生物群落研究中較為常見[32],一般認為正常穩(wěn)定的群落,生物量曲線始終位于豐度曲線之上,一旦兩條曲線重疊或者相交,說明群落受到干擾,其穩(wěn)定性下降。春季舟山漁場嵊泗列島附近海域魚類個體普遍較小,主要以小型魚類為主,生物量占明顯優(yōu)勢的一些大個體幾乎不存在,這說明多年生以及體量大的魚類很少[33-34]。對調(diào)查海域ABC曲線分析可得,春季曲線平穩(wěn),生物量優(yōu)勢度曲線一直處于豐度優(yōu)勢度曲線下方,說明舟山嵊泗列島鄰近海域魚類群落受到嚴重的干擾,可能是該海域受人為因素影響較大[35],使其穩(wěn)定性降低。3.3 群落結(jié)構(gòu)特征
3.4 ABC曲線