靖海灣浮游生物及大型底棲動物多樣性調(diào)查

畢煒家　鐘熙　王磊　于國慶　李洪濤　劉曉玉

摘要：根據(jù)2014年8月靖海灣的調(diào)查數(shù)據(jù)，對該海域的浮游生物和底棲生物的物種組成及多樣性進(jìn)行了分析。共鑒定出浮游植物2門19種，硅藻門是主要類群，占總物種數(shù)的78.95%，主要優(yōu)勢種為中肋骨條藻（Skeletonema costatum）；平均細(xì)胞豐度6.63×104個/m3。浮游動物26 種，節(jié)肢動物為主要優(yōu)勢類群，占總物種數(shù)的46.2%；主要優(yōu)勢種為刺尾歪水蚤（Tortanus spinicaudatus）和太平洋紡錘水蚤（Acatia pacifica），優(yōu)勢度分別達(dá)0.403和0.313；平均豐度為1 056個/ m3。底棲動物24種，分別屬于多毛類、軟體動物和節(jié)肢動物。多毛類為優(yōu)勢類群，占總物種數(shù)的50.00%，主要優(yōu)勢種屬為沙蠶科（Nereidae），平均豐度為58個/m2，平均生物量340.95 g/m2。多樣性分析顯示，該海域生物群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，環(huán)境質(zhì)量良好。

關(guān)鍵詞：靖海灣；浮游生物；底棲動物；多樣性

靖海灣松江鱸魚種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)位于威海市文登區(qū)境內(nèi)，總面積818.89 hm2，是國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)，保護(hù)對象為我國二類保護(hù)動物松江鱸魚。近年來，隨著沿海城市經(jīng)濟的發(fā)展，海洋開發(fā)不斷加強，海洋環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)受到了很大的威脅[1-2]。浮游植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中最重要的初級生產(chǎn)者，在物質(zhì)循環(huán)和能量流動中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，在一定程度上反映海洋生態(tài)狀況[3-4]。浮游動物作為海洋生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的中間環(huán)節(jié)，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中起到重要的調(diào)控作用，同時也是海洋生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)變化的指示類群[5]。大型底棲生物是海洋環(huán)境中的一個重要的生態(tài)類群，他們通過攝食、掘穴和建管等活動與周圍環(huán)境發(fā)生著相互影響，其生態(tài)學(xué)特征是認(rèn)識海洋環(huán)境特點、預(yù)測環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)[6]。目前，有關(guān)靖海灣海洋生物生態(tài)的研究還很少。王育紅等[7]研究了靖海灣微型浮游植物的分布特征，結(jié)果顯示靖海灣的優(yōu)勢類群為硅藻。本文根據(jù)2014年8月調(diào)查數(shù)據(jù)，對浮游生物和大型底棲生物的物種組成，數(shù)量分布及多樣性進(jìn)行了分析，從生物學(xué)的角度對該海域的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評價，為有效保護(hù)和管理改海灣提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1采樣站位與樣品處理圖1靖海灣海域調(diào)查站位圖

于2014年8月對靖海灣海域的浮游植物、浮游動物和底棲動物進(jìn)行了取樣調(diào)查，調(diào)查站位見圖1。樣品采集按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》[8]進(jìn)行。浮游植物用淺水III型浮游生物網(wǎng)（網(wǎng)身長140 cm，網(wǎng)口直徑37 cm，網(wǎng)口面積0.1 m2，篩絹孔徑76 μm），采樣方式為在調(diào)查站位自底至表垂直拖網(wǎng)一次；采集樣品用最終濃度為5%的中性福爾馬林固定保存，實驗室內(nèi)樣品搖勻取1.0 mL亞樣品，在顯微鏡下進(jìn)行物種鑒定和細(xì)胞計數(shù)。浮游動物樣品采用淺水I型浮游生物網(wǎng)（口徑50 cm，孔徑0.505 mm，網(wǎng)長145 cm）從海底到海面垂直拖網(wǎng)采集，樣品收集至樣品瓶中，立即加入福爾馬林溶液固定，使其最終濃度為5%，帶回實驗室進(jìn)行樣品分析。底棲動物使用取樣面積為005 m2的采泥器進(jìn)行采樣，每個站位取樣3～4次，然后用孔徑0.5 mm的網(wǎng)篩分沉積物樣品，分選后留在網(wǎng)篩上的樣本及殘渣全部收集，用等體積10%的福爾馬林溶液固定，在實驗室內(nèi)對大型底棲動物樣品進(jìn)行分類鑒定和計數(shù)，并使用精度為0.1 mg的電子秤稱量樣品濕重，軟體動物去殼稱重，管棲多毛類去管稱重，群體樣本不計算個數(shù)。

1.2分析方法

生物多樣性分析采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度和Margalef豐富度（d）指數(shù)，優(yōu)勢度采用優(yōu)勢度指數(shù)法。

① 香農(nóng)—威納（Shannon-Wiener）[9]多樣性指數(shù)H'：

H'=-∑si=1Pi×lon2Pi

② Pielou均勻度指數(shù)J[10]：

J=H'Hmax

③ Margalef豐富度（d）指數(shù)[11]：

d=（S-1）/lnN

④優(yōu)勢度指數(shù)Y：

Y=niNfi

式中：S為樣品中的種類總數(shù)；Pi為第i種的個體數(shù)與總個體數(shù)的比值；Hmax為log2S，表示多樣性指數(shù)的最大值； ni為第i種的個體數(shù)；N為樣品的總個體數(shù)； fi為第i種個體在各樣品中出現(xiàn)頻率。

2結(jié)果與分析

2.1浮游植物物種組成及分布特征

本次調(diào)查共鑒定出浮游植物19種，隸屬于硅藻門和甲藻門，其中硅藻門是主要類群15種，占浮游植物種類組成的78.95%；甲藻門4種，占浮游植物種類組成的11.15%。硅藻在物種數(shù)上占有絕對優(yōu)勢。調(diào)查海域網(wǎng)采浮游植物優(yōu)勢種屬主要有中肋骨條藻（Skeletonema costatum）、圓篩藻屬（Coscinodiscus spp.）、三角角藻（Ceratium tripos）和菱形藻（Nitzschia spp.）。圓篩藻屬占總細(xì)胞豐度的比例較高，優(yōu)勢度明顯，赤潮生物細(xì)胞豐度均在正常范圍內(nèi)。浮游植物細(xì)胞豐度介于（3.38～11.51）×104個/m3，平均6.63×104個/m3；最高值出現(xiàn)在JHW01，最低值出現(xiàn)在JHW03。網(wǎng)采浮游植物優(yōu)勢種組成見表1，種名錄見表2。

近年來，對本海灣浮游植物的研究比較少，1982年[12]的海灣調(diào)查中發(fā)現(xiàn)該海域8月共有物種21種，細(xì)胞豐度介于（0.14～1.09）×106個/m3，王育紅等[7]2006-2007年調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2006年7月該海域微型浮游植物細(xì)胞豐度為3 778.66×104個/L，2007年10月為431.80×104個/L，而本次調(diào)查的網(wǎng)采浮游植物19種，平均細(xì)胞豐度為6.63×104個/m3，這可能是由于調(diào)查的時間和采樣方式的不同引起的，網(wǎng)采樣品由于粒徑較小的個體被遺漏導(dǎo)致生物量偏低。2011年10月鐘熙等[13]對乳山灣網(wǎng)采浮游植物的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，共有物種58種，細(xì)胞豐度平均15.70×104個/m3，對比發(fā)現(xiàn)，靖海灣網(wǎng)采浮游植物較乳山灣在物種數(shù)和生物量上都偏低，這可能是由于調(diào)查的時間不同引起。

2.2浮游動物物種組成及分布特征

本次共鑒定出浮游動物4類26 種，其中節(jié)肢動物12種，占總物種數(shù)的46.2%；水母類7種，占總物種數(shù)的26.9%；浮游幼體6種，占總物種的23.1%；毛額動物1種，占總物種的3.8%；節(jié)肢動物為主要優(yōu)勢類群。調(diào)查海域浮游動物優(yōu)勢種主要有刺尾歪水蚤（Tortanus spinicaudatus）、太平洋紡錘水蚤（Acatia pacifica）、強壯箭蟲（Sagitta crassa）、短尾類溞狀幼蟲（Brachyura zoea larva）和中國毛蝦（Acetes chinensis）。刺尾歪水蚤和太平洋紡錘水蚤在數(shù)量上占絕對優(yōu)勢，在各個站位均出現(xiàn)，優(yōu)勢度分別高達(dá)0.403和0313。浮游動物豐度介于383～1 825個/m3，平均1 056個/m3，最高值出現(xiàn)在JHW01站位，最低值出現(xiàn)在JHW02站位。浮游動物優(yōu)勢種組成見表3，種名錄見表4。

1982年[12]的調(diào)查中，該海域共發(fā)現(xiàn)浮游動物18種，主要優(yōu)勢種為中華哲水蚤、太平洋磷蝦、強壯箭蟲、背刺胸刺水蚤和夜光蟲；2011年10月徐瀟峰等[13]對乳山灣的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，共有浮游動物44種，生物豐度平均為114.54個/m3。對比發(fā)現(xiàn)，本次調(diào)查的浮游動物優(yōu)勢種發(fā)生了明顯的變化，說明隨著時間的推移，該海域的群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了演替；與附近海域?qū)Ρ?，該海域物種數(shù)較少，但生物量偏高，可能是由于調(diào)查的時間不同導(dǎo)致的。

2.3大型底棲生物物種組成及分布特征

本次調(diào)查共鑒定出大型底棲動物24種，分別屬于多毛類、軟體動物和節(jié)肢動物。多毛類最多為12種，占總物種數(shù)的50.00%，其次是軟體動物8種，占總物種數(shù)的33.33%，節(jié)肢動物為4種，占總物種數(shù)的16.67%。JHW04站出現(xiàn)的種數(shù)最多，為13種；JHW02站出現(xiàn)的種數(shù)相對較少，為6種，全部位出現(xiàn)的種類平均8種。該海區(qū)的主要優(yōu)勢種有沙蠶科（Nereidae）、錐頭蟲科（Orbiniidae）、光滑河藍(lán)蛤（Potamocorbula laevis）、牡蠣科（Ostreidae）和菲律賓蛤仔（Ruditapes philippinarum）。整體而言，該海域大型底棲動物種類偏少。調(diào)查海域大型底棲動物各站位豐度介于（24～128）個/m2，平均58個/m2，最高值出現(xiàn)在JHW04站位，最低值出現(xiàn)在JHW01站位。大型底棲生物生物量介于（9.04～1 307.74）g/m2，平均340.95 g/m2，最高值出現(xiàn)在JHW04站位（該站位出現(xiàn)了個體較大的牡蠣），最低值出現(xiàn)在JHW01站位。整體而言，該海區(qū)生物個體數(shù)較少，生物量相對較高。種類組成見圖2，種名錄見表5。

調(diào)查共有大型底棲動物49種，以多毛類為主，其次是節(jié)肢動物和軟體動物；2011年10月趙寧等[6]對乳山灣的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，乳山灣共有物種108種，以多毛類為主，其次是軟體動物和節(jié)肢動物，生物豐度平均2 771.59個/m2，生物量平均69.45 g/m2。本海域?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)，該海域的物種數(shù)較2006年有所減少，但主要類群沒有發(fā)生變化，跟歷史資料基本保持一致，與乳山灣對比，該海域物種數(shù)偏低，生物豐度偏低，但生物量偏高。

圖2大型底棲動物物種組成

2.4群落特征指數(shù)

Shannon-Wiener指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)可以在一定程度上反映出海區(qū)的環(huán)境變化狀況，也可以作為環(huán)境質(zhì)量評價的依據(jù)之一[15]。通常H<1、J<0.3說明海區(qū)環(huán)境質(zhì)量差。本次調(diào)查網(wǎng)采浮游植物香農(nóng)-威納指數(shù)介于1.61～2.37，平均2.06，最高值出現(xiàn)在JHW01，最低值出現(xiàn)在JHW02；均勻度指數(shù)介于0.69～0.81，平均0.76，最高值出現(xiàn)在JHW04，最低值出現(xiàn)在JHW02。豐富度指數(shù)介于0.37～0.69，平均0.52，最高值出現(xiàn)在JHW01，最低值出現(xiàn)在JHW02。浮游動物香農(nóng)-威納指數(shù)介于1.65～3.12，平均2.16，最高值出現(xiàn)在JHW04，最低值出現(xiàn)在JHW03；Pielou均勻度指數(shù)介于0.50～0.74，平均0.57，最高值出現(xiàn)在JHW04，最低值出現(xiàn)在JHW02；豐富度指數(shù)介于1.18～2.57，平均1.84，最高值出現(xiàn)在JHW04，最低值出現(xiàn)在JHW03。大型底棲生物香農(nóng)-威納指數(shù)介于2.26～3.05，平均2.74，最高值出現(xiàn)在JHW03，最低值出現(xiàn)在JHW02；Pielou均勻度指數(shù)介于0.87～0.97，平均0.93，最高值出現(xiàn)在JHW02，最低值出現(xiàn)在JHW04；豐富度指數(shù)介于1.13～2.09，平均1.79；最高值出現(xiàn)在JHW03，最低值出現(xiàn)在JHW02（見圖3）。三種生物類群多樣性顯示該海域的生物群落穩(wěn)定，環(huán)境質(zhì)量良好。

3結(jié)論

通過對靖海灣2014年8月的浮游生物及大型底棲生物研究發(fā)現(xiàn)：

共鑒定出浮游植物19種，浮游動物26種，大型底棲生物24種，主要優(yōu)勢類群分別為硅藻、節(jié)肢動物和多毛類。

調(diào)查海域浮游植物細(xì)胞豐度介于（3.38～1151）×104個/m3，平均6.63×104個/m3；浮游動物豐度介于（383～1 825）個/m3，平均1 056個/m3，大型底棲動物豐度介于（24～128）個/m2，平均58個/m2，生物量介于（9.04～1 307.74）g/m2，平均340.95 g/m2。

多樣性指數(shù)分析顯示，該海域群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，環(huán)境質(zhì)量良好。

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Abstract：Based on the investigational data of Jinghai Bay in August 2014，the diversity of plankton and macrobenthos was analyzed.A total of 19 taxa of phytoplankton belonging to 2 phyla were identified，Bacillariophyta was the main group，representing 78.95% of the total species.The dominant specie was Skeletonema costatum；the average of cell abundance was 6.63×104cells/m3.A total of 26 species of zooplankton were identified，Arthropoda was the main group，representing 46.2% of the total species.The dominant species were Tortanus spinicaudatus and Acatia pacifica，the dominance was 0.403 and 0.313 respectively，with an average of 1 056 ind./m3.A total of 24 species of macrobenthos were found，including Polychaeta，Mollusca and Arthropoda； Polychaeta was the main group，representing 50.00% of the total species，the dominant species were Nereidae； the average abundance of macrobenthos was 58 ind./m2，and the average biomass was 340.95 g/m2.The analytic results of diversity show that the community structure was stable and the environmental quality was well in this area.

Key words：Jinghai Bay； plankton； macrobenthos； diversity

（收稿日期：2014-12-12）