施金金,孟祥實,童金榮,王儲慶,錢耀森,湯建華,王燕平,葛慧,吳磊
(1.江蘇省海洋水產(chǎn)研究所,江蘇 南通 226007;2.連云港市贛榆區(qū)水產(chǎn)科學(xué)研究所,江蘇 贛榆 222100;3.江蘇省海洋漁業(yè)指揮部,江蘇 南通 226000)
海州灣地處黃海西南部,位于江蘇省東北端,灣內(nèi)水質(zhì)肥沃,餌料生物豐富,海州灣漁場是我國的八大傳統(tǒng)漁場之一[1],也是多種魚類的產(chǎn)卵場、育幼場和索餌場,是江蘇北部沿海的重要漁場[2]。然而,由于過度捕撈和資源保護不利,灣內(nèi)漁業(yè)資源衰退,已不成漁汛[3]。
浮游動物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的初級消費者,它們可以通過捕食來控制水體內(nèi)浮游植物的數(shù)量,同時它們也是海洋食物網(wǎng)的次級生產(chǎn)者,可以作為魚類等高營養(yǎng)級生物的餌料生物,它們在海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能變化中都起著重要的調(diào)控作用[4]。浮游動物數(shù)量變化可以直接影響魚類等資源量,因此很多學(xué)者將浮游動物作為反映漁場生態(tài)的指標之一[5]。該文對海州灣近岸海域的大型浮游動物進行了全面調(diào)查,對大型浮游動物的種類組成、分布及季節(jié)變化進行了分析研究,為以后海州灣海洋生態(tài)修復(fù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
在2018 年11 月(秋季)、2019 年1 月(冬季)、2019 年4 月(春季)、2019 年8 月(夏季)在海州灣近岸海域進行了4 個航次的大型浮游動物調(diào)查。共設(shè)置了5 個斷面23 個調(diào)查站點(圖1)。
按照《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T 12763—2007)要求,采用淺水Ⅰ型浮游生物網(wǎng)從底至表層垂直拖網(wǎng)獲取大型浮游動物樣品(網(wǎng)目孔徑0.505 mm),所獲標本經(jīng)福爾馬林溶液固定并帶回實驗室,按個體計數(shù)法在體視顯微鏡下鑒定計數(shù),并計算其豐度(ind./m3)。
1.3.1 優(yōu)勢度(Y)及計算[6]采用優(yōu)勢度(Y)表示種類的優(yōu)勢性,取優(yōu)勢度Y≥0.02 的大型浮游動物種類為優(yōu)勢種。計算公式如下:
式中,Ni為第i 種的個體數(shù),fi為該種在各站位中出現(xiàn)的頻率,N 為大型浮游動物個體總數(shù)。
1.3.2 多樣性指數(shù) 生物多樣性采用Shannon-Weaver 多樣性指數(shù)[7]計算。
(1)Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)
(2)Margalef 豐富度指數(shù)
(3)Pielou 均勻度指數(shù)
圖1 調(diào)查站位圖
上述式中:S 為種類數(shù),N 為各站所有種類的總豐度,ni為第i 種類各站的總豐度。
1.3.3 種群更替率[8]
式中:a、b 為相鄰兩個時期優(yōu)勢種種數(shù);c 為共同優(yōu)勢種種數(shù)。
調(diào)查期間共發(fā)現(xiàn)13 類83 種大型浮游動物,其中夏季鑒定到的種類最多,有12 類68 種。四個季節(jié)腔腸類發(fā)現(xiàn)最多,共鑒定到23 種。毛顎類的強壯箭蟲,橈足類的小擬哲水蚤、真刺唇角水蚤、中華哲水蚤在4 個季節(jié)均有發(fā)現(xiàn)(表1)。
表1 4 個季節(jié)大型浮游動物種類組成
春季發(fā)現(xiàn)大型浮游動物4 類、夏季12 類、秋季8 類、冬季7 類,四個季節(jié)種群更替率為66.67%、33.33%、50%、42.9%,由此可見除夏秋兩季外,其他季節(jié)大型浮游動物的種群更替率均較高,種群分布隨季節(jié)變化明顯。
4 個季節(jié)大型浮游動物的豐度的平均值為171.33 ind./m3。其中春、冬兩季的平均豐度顯著小于夏、秋兩季,四個季節(jié)大型浮游動物的豐度平均值從小到大排列依次是:冬季(76.95 ind./m3)<夏季(126.71 ind./m3)<秋季(159.37 ind./m3)<春季(322.30 ind./m3),季節(jié)變化顯著。從分布圖上看,各個季節(jié)的大型浮游動物高豐度站位均離岸較近(圖2、圖3、圖4、圖5)。
圖2 不同季節(jié)大型浮游動物分布圖
4 個季節(jié)共發(fā)現(xiàn)8 個優(yōu)勢種(優(yōu)勢度指數(shù)≥0.02),通過對比較發(fā)現(xiàn)4 個季節(jié)沒有共同優(yōu)勢種,橈足類在4 個季節(jié)均比較活躍,腔腸類僅在夏秋兩季活躍。中華哲水蚤是海州灣近岸海域春、秋兩季的共同優(yōu)勢種,在兩個季節(jié)的優(yōu)勢度指數(shù)均超過了0.4;異體柱囊蟲和球形側(cè)腕水母為夏、秋兩季的共同優(yōu)勢種。
四個季節(jié)優(yōu)勢種更替率為100%、66.67%、100%、50%,從中可以發(fā)現(xiàn)在海州灣近岸海域大型浮游動物優(yōu)勢種季節(jié)變化顯著。
表2 四個季節(jié)大型浮游動物優(yōu)勢種
通過4 個季節(jié)的調(diào)查發(fā)現(xiàn),海州灣近岸海域大型浮游動物的生物多樣性指數(shù)、物種豐富度的平均值在夏季最高,春季最低,均勻度指數(shù)的平均值在秋季最高,春季最低。
通過計算發(fā)現(xiàn)海州灣近岸海域大型浮游動物的生物多樣性指數(shù)及物種豐富度在春季和冬季的值要顯著低于夏、秋兩季。
表3 四個季節(jié)大型浮游動物多樣性指數(shù)
通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),海州灣近岸海域大型浮游動物的種類組成、豐度和多樣性指數(shù)的季節(jié)變化均比較明顯,說明溫度是影響該區(qū)域內(nèi)大型浮游動物分布的一個因素,海州灣位于黃海北部,孫躍等[9]在黃海浮游動物群落結(jié)構(gòu)及其影響因素的研究中發(fā)現(xiàn):黃海海區(qū)的浮游動物種類組成群落結(jié)構(gòu)主要取決于對該海域起主導(dǎo)作用的水團和海流,而水團和海流的強弱又受季節(jié)變化和年際變化影響,這與該調(diào)查得出的結(jié)論是一致的。
從種類分布上來看,腔腸類、橈足類、毛顎類大型浮游動物在四個季節(jié)均有分布。在以上3 個種類的大型浮游動物中,橈足類在四個季節(jié)均較為活躍,每個季節(jié)出現(xiàn)的物種數(shù)均較多,且分布較為均勻,可以看出在海州灣近岸海域大型浮游動物是一個以橈足類為主體的浮游生物群落。張碩等[10]對連云港海州灣海洋牧場浮游動物群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子關(guān)系的研究中,也曾指出橈足類及甲殼類浮游動物為當?shù)刂饕N類。
結(jié)合四個季節(jié)的優(yōu)勢種,可以看出橈足類(中華哲水蚤、小擬哲水蚤、墨氏胸刺水蚤)在春季、秋季和冬季均為顯著優(yōu)勢種,其中中華哲水蚤優(yōu)勢度尤為顯著。陳清潮[1]在中華哲水蚤的繁殖、性比率和個體大小的研究中曾指出在渤海、黃海和東海3 個水域中,中華哲水蚤主要繁殖期為春、夏、秋3 季(3—5 月、6—8 月、10—11 月)。春季正值中華哲水蚤繁殖期,海域內(nèi)中華哲水蚤大量繁殖,而到夏季的繁殖期卻顯著減少,唐啟升等[13],蔣日進等[14],萬榮等[12]均提出鳀魚、藍點馬鮫幼魚捕食中華哲水蚤等橈足類作為餌料,而黃海鳀魚和藍點馬鮫一般都是在5 月下旬開始進行產(chǎn)卵繁殖[15]。這也解釋了橈足類為什么在夏季突然減少,也從側(cè)面反映海州灣海域目前還是部分魚類的產(chǎn)卵場。
通過四個季節(jié)的優(yōu)勢種分析可以看出,夏季水母類在海州灣近岸海域旺發(fā),而其他類大型浮游動物卻并未顯著增多,曲長風(fēng)等[16],黃根[17]均指出,浮游動物的增多和魚類的減少都是水母旺發(fā)的誘因[16-17],從側(cè)面反應(yīng)了該海域內(nèi)魚類資源的衰退。結(jié)合該海域內(nèi)夏季大型浮游動物生物多樣性指數(shù)我們可以看出,該海域內(nèi)資源確實受到了輕度損傷(2<H'<3)。
結(jié)合以上結(jié)論,對海州灣近岸海域大型浮游動物可以做出概括性的分析:海州灣近岸海域大型浮游動物是一個橈足類為主體的浮游動物群落,季節(jié)變化顯著,橈足類在此海域大量繁殖;春末,部分魚類在海域內(nèi)繁殖產(chǎn)卵,到夏季由于海域內(nèi)大型魚類資源的衰退導(dǎo)致水母類的旺發(fā),孵化出的幼魚以及旺發(fā)的水母類捕食橈足類和其他浮游生物,導(dǎo)致夏季海域內(nèi)橈足類顯著減少不成優(yōu)勢種;秋、冬季水母類的死亡、減少以及幼魚的長成、洄游,使得該海域內(nèi)橈足類的捕食者急劇減少,橈足類的種群優(yōu)勢再次體現(xiàn)出來。