象山港夏季小型底棲動物豐度和生物量

陳啟鵬, 焦海峰,, 王莉, 劉迅, 孫元, 王一農(nóng),*

1. 寧波大學(xué)海洋學(xué)院, 寧波 3152112. 寧波市海洋與漁業(yè)研究院, 寧波 315012

象山港夏季小型底棲動物豐度和生物量

陳啟鵬1, 焦海峰1,2, 王莉1, 劉迅1, 孫元2, 王一農(nóng)1,*

1. 寧波大學(xué)海洋學(xué)院, 寧波 315211
2. 寧波市海洋與漁業(yè)研究院, 寧波 315012

陳啟鵬, 焦海峰, 王莉, 等. 象山港夏季小型底棲動物豐度和生物量[J]. 生態(tài)科學(xué), 2016, 35(2): 13-18.

CHEN Qipeng, JIAO Haifeng, WANG Li, et al. The abundance and biomass of meiofauna in the Xiangshan Bay in Summer[J]. Ecological Science, 2016, 35(2): 13-18.

2014年7月對象山港20個站位進行取樣調(diào)查, 共鑒定出14個小型底棲動物類群, 小型底棲動物平均豐度和生物量分別為(143.59±11.58) ind·(10 cm2)-1和干重(1355.68±175.64) μg·(10 cm2)-1。小型底棲動物豐度和生物量港底部向港口部無明顯遞減趨勢, 但分布呈現(xiàn)明顯的區(qū)域性, 均表現(xiàn)為支港＞主港, 支港豐度分布表現(xiàn)為黃墩港＞西滬港＞鐵港; 主港豐度分布表現(xiàn)為港底部＞過渡區(qū)＞港中部＞港口部＞白石山人工魚礁區(qū),象山港從港底部向港口部, 中值粒徑呈增大趨勢, 小型底棲動物豐度和生物量均與中值粒徑呈極顯著負相關(guān), 均與粘土含量呈顯著正相關(guān)。與國內(nèi)其他海域相比, 研究海域小型底棲動物豐度值偏低, 生物量小于東海及以北海域, 大于東海以南海域。

象山港; 小型底棲動物; 豐度; 生物量; 群落結(jié)構(gòu)

1 前言

小型底棲動物是指淘洗分選時通過 500 μm孔徑網(wǎng)篩, 而被42 μm(也有研究者建議31 μm)孔徑網(wǎng)篩截留的底棲動物[1]。小型底棲動物是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分, 是仔稚幼魚等經(jīng)濟動物和蝦蟹類等大型底棲動物的重要餌料, 在物質(zhì)傳遞和能量流動中發(fā)揮著重要作用, 并且在海洋環(huán)境監(jiān)測中的作用也日益受到人們的重視[2-4]。國內(nèi)外有關(guān)河口和陸架海域小型底棲動物的生態(tài)學(xué)研究已有報道[5-11],王家棟[9], 華爾[12], 王小谷[13], 于婷婷[14]和孟昭翠[15]已對長江口和東海海域小型底棲動物豐度與沉積物中值粒徑、粘土粉砂含量等沉積物底質(zhì)類型組成之間相關(guān)性進行了研究報道, 而象山港小型底棲動物尚未進行系統(tǒng)的調(diào)查研究[16-17]。

本文首次調(diào)查分析了象山港小型底棲動物豐度和生物量與沉積物底質(zhì)類型組成之間的相關(guān)性。調(diào)查分析了象山港小型底棲動物的類群組成、豐度和生物量, 探討了小型底棲動物的分布情況, 以期為象山港的海洋牧場建設(shè)和海洋環(huán)境監(jiān)測提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料。

2 材料與方法

2.1 站位設(shè)置

2014年7月在象山港全港范圍內(nèi)設(shè)置20個調(diào)查站位(圖1), 其中包括鐵港(站位1、站位2和站位3)、黃墩港(站位6和站位7)和西滬港(站位16和站位17)等支港的7站位, 港底部(站位4和站位5)、白石山人工魚礁區(qū)(站位8、站位9和站位10)、港中部(站位11、站位12)、過渡區(qū)(站位13、站位14和站位15)、港口部(站位18、站位19和站位20)等主港的13個站位。

2.2 樣本采集和處理

用DP-QNC6-1抓斗式采泥器采集泥樣, 每個站位用內(nèi)徑2.9 cm注射器改造的取樣管選未擾動部分取7.5 cm芯樣4個, 裝入封口袋, 3個芯樣加入5%的福爾馬林海水溶液搖勻固定, 遮光冷藏保存, 用于小型底棲動物研究, 每個芯樣加入 1‰虎紅溶液(0.1 g虎紅染料溶于100 mL純水中)3—5 mL, 染色24 h后淘洗(網(wǎng)篩孔徑31 μm), 網(wǎng)篩滯留的生物轉(zhuǎn)移至計數(shù)盤[18], 按類群分別計數(shù); 剩余 1個芯樣用于沉積物粒度研究, 每個芯樣用鑰匙選不同深度的 5點取樣, 加入250 mL錐形瓶, 并加入100 mL純水震蕩搖勻, BT-9300ST激光粒度分布儀測定沉積物粒徑, 每個芯樣測3次, 沉積物粒度分析參照《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T 12763.8-2007)[19]。

2.3 數(shù)據(jù)處理

式中:D為豐度, 單位為ind·(10 cm2)–1,T為重復(fù)芯樣中小型底棲動物個體平均數(shù),r=1.45 cm。生物量采用體積換算法[20-23], 不同類群個體平均干重參照Jarion[24]、Widbom[25]和張志南[29], 橈足類計算參照McIntyrey[26]。Surfer8.0繪制站位圖和中值粒徑等值線圖, 用SPSS22.0對小型底棲動物豐度和生物量與沉積物底質(zhì)類型組成進行Spearman相關(guān)性分析。

圖1 象山港小型底棲動物調(diào)查站位圖Fig. 1 Sampling sites of meiofauna in the Xiangshan Bay

3 結(jié)果與分析

3.1 沉積物

本次采集的20個泥樣, 沉積物底質(zhì)類型均為粘土質(zhì)粉砂, 粘土百分含量變化區(qū)間為 37.92—48.65,粉砂百分含量變化區(qū)間為 51.35—61.31, 粘土百分含量與粉砂百分含量(P＜0.01,r=–0.982)呈極顯著負相關(guān), 中值粒徑變化區(qū)間為 4.15—7.03, 中值粒徑與粘土百分含量(P＜0.01,r=–0.780)呈極顯著負相關(guān), 與粉砂百分含量(P＜0.01,r=0.744)呈極顯著正相關(guān), 象山港從港底部向港口部, 中值粒徑呈增大趨勢(圖2)。

3.2 小型底棲動物豐度和生物量及分布

共鑒定出 14個小型底棲動物類群(表 1), 線蟲的豐度占絕對優(yōu)勢, 平均豐度為 74.56±5.30 ind· (10 cm2)–1, 占小型底棲動物總豐度的51.74%; 介形類次之, 占31.43%; 腹足類居第3位, 占3.17%。調(diào)查水域小型底棲動物的平均豐度和生物量分別為143.59±11.58 ind·(10 cm2)–1和1355.68±175.64 μg·dwt· (10 cm2)–1。豐度和生物量最大值均出現(xiàn)在支港黃墩港的站位 7, 豐度和生物量最小值出現(xiàn)在白石山人工魚礁區(qū)的站位9(圖3), 豐度和生物量分布均表現(xiàn)為支港＞主港; 支港豐度分布表現(xiàn)為黃墩港＞西滬港＞鐵港, 生物量表現(xiàn)為黃墩港＞鐵港＞西滬港; 主港豐度分布表現(xiàn)為港底部＞過渡區(qū)＞港中部＞港口部＞白石山人工魚礁區(qū), 生物量表現(xiàn)為港底部＞港中部＞過渡區(qū)＞港口部＞白石山人工魚礁區(qū)。

圖2 象山港中值粒徑分布Fig. 2 The MD distribution in the Xiangshan Bay

表1 象山港小型底棲動物的群落組成Tab. 1 The meiofauna community structure in the Xiangshan Bay

圖3 象山港各站位小型底棲動物豐度和生物量的分布Fig. 3 The meiofauna abundance and biomass distribution at sampling site in the Xiangshan Bay

3.3 小型底棲動物豐度和生物量與沉積物底質(zhì)類型組成相關(guān)性分析

由表 2可知, 介形類豐度與中值粒徑呈極顯著負相關(guān), 與粉砂含量呈顯著負相關(guān), 而與粘土含量呈顯著正相關(guān); 小型底棲動物豐度與中值粒徑呈極顯著負相關(guān), 而與粘土含量呈顯著正相關(guān); 小型底棲動物生物量與中值粒徑呈極顯著負相關(guān), 與粉砂含量呈顯著負相關(guān), 而與粘土含量呈顯著正相關(guān);線蟲豐度和腹足類豐度與沉積物底質(zhì)類型組成沒有顯著相關(guān)性。

4 討論

4.1 小型底棲動物豐度和生物量與沉積物

本文首次報道了象山港小型底棲動物豐度和生物量與沉積物底質(zhì)類型組成之間相關(guān)性的研究結(jié)果,其小型底棲動物豐度和生物量均與中值粒徑呈極顯著負相關(guān), 均與粘土含量呈顯著正相關(guān), Gritta Veit-Kohler[27], J. Bohórquez[28], 于婷婷[14], 袁俏君[33]等調(diào)查結(jié)果顯示細粒沉積物控制著有機物在沉積物中的分布, 是有機質(zhì)的主要載體, 沉積物粒徑越小,有機物含量越高, 利于小型底棲動物的富集, 驗證了本次小型底棲動物豐度和生物量與粘土含量呈顯著正相關(guān)的調(diào)查結(jié)果, 象山港從港底部向港口部,中值粒徑呈增大趨勢, 但其小型底棲動物豐度和生物量并沒有呈現(xiàn)明顯的遞減趨勢, 而是呈現(xiàn)特定的區(qū)域性分布趨勢, 這可能與主港和支港海域不同的生態(tài)環(huán)境有關(guān)。象山港小型底棲動物豐度和生物量布均表現(xiàn)為支港＞主港, 其主港豐度分布表現(xiàn)為港底部＞過渡區(qū)＞港中部＞港口部＞白石山人工魚礁區(qū),造成人工魚礁區(qū)小型底棲動物豐度低的原因, 可能是本次采樣正處于休漁期, 人工魚礁區(qū)內(nèi)誘集了較多的魚類聚集, 魚類對小型底棲動物的捕食導(dǎo)致該海域豐度最低。

4.2 與國內(nèi)其他海域及歷史調(diào)查研究的比較

象山港與其他海域的主要類群相似, 線蟲均為最優(yōu)勢類群, 其小型底棲動物豐度低于其他海域,線蟲的豐度也遠遠低于港灣, 但生物量高于臺灣海峽中北部海域、南海、珠江口伶仃洋海域和珠江口(表3), 因為臺灣海峽中北部海域、南海等水域第二優(yōu)勢類群多為多毛類(個體平均干重為 14 μg)[24]和橈足類(個體平均干重為1.86 μg)[26], 而象山港第二優(yōu)勢類群為介形類(個體平均干重為26 μg)[25], 象山港介形類主要分布在鐵港和黃墩港等支港, 以及港底部海區(qū), 這與港底部海區(qū)主要進行貝類養(yǎng)殖有關(guān)[34]。本次調(diào)查小型底棲動物豐度遠遠低于孟翠萍等[16]在 2006年調(diào)查分析的象山港桐照灘涂小型底棲動物豐度和謝禮等[17]在2008年調(diào)查分析的象山港國華寧海電廠附近海域小型底棲動物豐度。小型底棲動物群落結(jié)構(gòu)受底質(zhì)類型、底溫、鹽度、有機物等多種環(huán)境因子影響[35-37], 近年來沿岸造船等臨港工業(yè)和城鎮(zhèn)化的迅猛發(fā)展, 大量污染物排入象山港, 導(dǎo)致該海域環(huán)境質(zhì)量下降; 灘涂圍墾養(yǎng)殖和網(wǎng)箱養(yǎng)殖面積的不斷擴大, 導(dǎo)致小型底棲動物棲息地減小; 電廠溫水向港內(nèi)的長期排放, 導(dǎo)致電廠附近海域水溫上升; 象山港跨海大橋建設(shè)時海底打樁和建筑材料落入海底, 改變了海底泥沙顆粒的大小(即沉積物底質(zhì)類型組成)。綜上所述, 海域環(huán)境污染和人類活動已經(jīng)嚴(yán)重干擾了象山港小型底棲動物的群落結(jié)構(gòu), 干擾因子具體影響機理有待進一步研究,特別是象山港小型底棲動物歷史研究資料的缺乏,因此需要對象山港進行周年性取樣調(diào)查。

表2 小型底棲動物豐度和生物量與沉積物底質(zhì)類型組成Spearman相關(guān)性分析Tab. 2 Spearman correlation analysis of meiofauna abundance, biomass and sediment composition

表3 象山港與國內(nèi)部分海域小型底棲動物研究結(jié)果比較Tab. 3 Comparisons of meiofauna’s abundance and biomass between Xiangshan Bay and other areas of China sea

[1] HIGGINS R P, THIEL H. Introduction to the study of meiofauna[J]. Smithsonian Institution Press Washington D C, 1988.

[2] 唐玲, 李恒翔, 嚴(yán)巖. 大亞灣春季小型底棲動物初步研究[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2012, 31(3): 405–409.

[3] MORENO M, FERRERO T J, GALLIZIA I, et al. An assessment of the spatial heterogeneity of environmental disturbance within an enclosed harbour through the analysis of meiofauna and nematode assemblages[J]. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2008, 77(4): 565–576.

[4] RODRIGO R, FERNANDO T, ALICIA S, et al. The effects of brine disposal on a subtidal meiofauna community[J]. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2011, 93(4): 359–365.

[5] DYE A H, FURSTENBERG J P. An Ecophysiological Study on the Meiofauna of the Swartkops Estury [J], African Zoology, 1978, 13(1): 19–32.

[6] FONSECA G, HUTCHINGS P, GALLUCCI F. Meiobenthic communities of seagrass beds (Zostera capricorni) and unvegetated sediments along the coast of New South Wales, Australia. Estuarine[J], Coastal and Shelf Science. 2011, 91(1): 69–77.

[7] 張志南, 周紅, 郭玉清, 等. 黃河口水下三角洲及其鄰近水域線蟲群落結(jié)構(gòu)的比較研究[J]. 海洋與湖沼, 2001, 32(4): 436–444.

[8] 慕芳紅, 張志南, 郭玉清. 渤海小型底棲生物的豐度和生物量[J]. 青島海洋大學(xué)學(xué)報, 2001, 31(6): 897–905.

[9] 王家棟, 類彥立, 徐奎棟, 等. 中國近海秋季小型底棲動物分布及與環(huán)境因子的關(guān)系研究[J]. 海洋科學(xué), 2009, 33(9): 62–70.

[10] 張志南, 周紅, 郭玉清, 等. 黃河口水下三角洲及其鄰近水域小型底棲動物的初步研究[J]. 海洋與湖沼, 2001, 4(32): 436–444.

[11] 方少華, 呂小梅, 張平, 等. 臺灣海峽小型底棲生物數(shù)量的量分布[J]. 海洋學(xué)報, 2000, 22(6): 136–140.

[12] 華爾, 張志南, 張艷, 等. 長江口及鄰近海域小型底棲生物豐度和生物量[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2005, 25(9): 2234–2242.

[13] 王小谷, 王春生, 張東聲, 等. 長江口及其陸架春季小型底棲生物豐度和生物量[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2010, 30(17):4717–4727.

[14] 于婷婷, 徐奎棟. 長江口及鄰近海域秋冬季小型底棲動物類群組成與分布[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2013, 33(15): 4556–4566.

[15] 孟昭翠, 徐奎棟. 長江口及東海春季底棲硅藻、原生動物和小型底棲生物的生態(tài)特點[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2013, 33(21): 6813–6824.

[16] 孟翠萍, 林霞. 象山港桐照灘涂小型底棲動物豐度和生物量的研究[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 2008, 27(12): 637–640.

[17] 謝禮, 林霞, 朱藝峰. 象山港國華寧海電廠附近海域小型底棲動物的群落結(jié)構(gòu)[J]. 生態(tài)科學(xué), 2012, 31(2): 167–172. [18] 寧波大學(xué). 一種用于小型底棲生物坐標(biāo)定位快速分類計數(shù)的計數(shù)盤: 中國, 201420399522.9[P]. 2015–01–21.

[19] 中國標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會. 《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T 12763.8-2007)[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2007.

[20] 張志南, 林巋旋, 周紅, 等. 東、黃海春秋季小型底棲生物豐度和生物量研究[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2004, 24(5): 997–1005.

[21] 張艷, 張志南, 黃勇, 等. 南黃海冬季小型底棲生物豐度和生物量[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2007, 18(2): 411–419.

[22] 黃勇, 張志南, 劉曉收. 南黃海冬季自由生活海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)的研究[J]. 海洋與湖沼, 2007, 38(3): 199–205.

[23] 杜永芬, 徐奎棟, 孟昭翠, 等. 南海小型底棲動物生態(tài)學(xué)的初步研究[J]. 海洋與湖沼, 2010, 41 (2): 199–207.

[24] JUARIO J V. Nematode species composition and seasonal fluctuation of a sublittoral meiofauna community in the German bight[J]. Veroffentichungon des lnstituts flit Meeresforschung Bremerhaven, 1975, 15(4): 283–337.

[25] WIDBOM B. Determination of average individual dry weights and ash-free dry weight in different sieve fractions of marine meiofauna[J]. Marine Biology, 1984, 84(1): 101–108.

[26] MCINTYREY A D. Ecology of marine meiobethos[J]. Biological Reviews, 1969, 44(2): 245-288.

[27] VEIT-KOHLER G, GUILINI K, PEEKEN I, et al. Antarctic deep-sea meiofauna and bacteria react to the deposition of particulate organic matter after a phytoplankton bloom[J]. Deep Sea Research Part II Topical Studies in Oceanography, 2011, 58(s19–20):1983-1995.

[28] BOHORQUEZ J, PAPASPYROU S, YUFERA M, et al. Effects of green macroalgal blooms on the meiofauna community structure in the Bay of Cádiz.[J]. Marine Pollution Bulletin, 2013, 70(1-2):10–17.

[29] 張青田, 王新華, 房恩軍, 等. 天津近海小型底棲動物豐度研究[J]. 海洋通報, 2009, 28(2): 57–64.

[30] 張志南, 周紅, 于子山, 等. 膠州灣小型底棲生物的豐度和生物量[J]. 海洋與湖沼, 2001, 32(2): 139–147.

[31] 王彥國, 林茂, 項鵬, 等. 臺灣海峽中北部海域春季小型底棲生物豐度和生物量[J]. 臺灣海峽, 2010, 29(3): 373–379.

[32] 張敬懷, 高陽, 方宏達, 等. 珠江口伶仃洋海域小型底棲生物豐度和生物量[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2011, 22(10): 2741–2748.

[33] 袁俏君, 苗素英, 李恒翔, 等. 珠江口水域夏季小型底棲生物群落結(jié)構(gòu)[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2012, 32(19): 5962–5971.

[34] 黃秀清, 王金輝, 蔣曉山, 等. 象山港海洋環(huán)境容量及污染物總量控制研究[M]. 北京: 海洋出版社, 2008: 192.

[35] SAJAN S, JOYDAS T V, DAMODARAN R. Meiofauna of the western continental shelf of India, Arabian Sea[J]. Estuarine Coastal & Shelf Science, 2010, 86(4): 665-674.

[36] SOLTWEDEL T, MOKIEVSKY V, RABOUILLE C, et al. Effects of experimentally increased near-bottom flow on meiofauna diversity and community structure in the Arctic Ocean[J]. Deep Sea Research Part I Oceanographic Research Papers, 2013, 73(3): 31-45.

[37] EL-SEREHY H A, AL-MISNEDA F A, Al-RASHEID K A. Population fluctuation and vertical distribution of meiofauna in the Red Sea interstitial environment[J]. Saudi Journal of Biological Sciences, 2015, 15(4): 459–465.

The abundance and biomass of meiofauna in the Xiangshan Bay in Summer

CHEN Qipeng1, JIAO Haifeng1,2, WANG Li1, LIU Xun1, WANG Yinong1,*
1.School of Marine Science,Ningbo University,Ningbo315211,China2.Ningbo Academy of Ocean and Fishery,Ningbo315012,China

The meiofauna in 20 sites were sampled and investigated in the Xiangshan Bay in July 2014. Meiofauna of 14 categories were identified. The average abundance and biomass of meiofauna were (143.59±11.58) ind·(10 cm2)-1and dry weight (1355.68±175.64) μg·(10 cm2)-1, respectively. There was no significant decreasing trend in the abundance and biomass of meiofauna from the sides to the mouth of the Bay. However, there were significant regional differences with higher abundance in branches and lower in the main area of the Bay. The abundance of meiofauna in branches of the Bay could be ranked as: Huangdun-Bay＞Xihu-Bay＞Tie-Bay. In the main area of the Bay, the abundance of meiofauna could be ranked as: side-zones ＞ the transition zones ＞the middle zones＞the mouth of the bay＞Tongshan artificial area. The medium diameter (MD) showed an increasing trend from side zones to the mouth of Xiangshan Bay. The abundance and biomass of meiofauna were all negatively correlated with MD, but positively correlated with clay percentage. Compared with other domestic waters, the abundance of meiofauna in the Xiangshan Bay was lower. The biomass of meiofauna in the Xiangshan Bay was less than that in the East China Sea and in the waters north from there, but more than that in the waters south from the East China Sea.

Xiangshan Bay; meiofauna; abundance; biomass; community structure

10.14108/j.cnki.1008-8873.2016.02.003

S937.3

A

1008-8873(2016)02-013-06

2015-09-04;

2015-10-07

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201303047); 國家海洋局海域使用金項目(2012環(huán)保類)

陳啟鵬(1989—), 男, 研究生, 研究方向為海洋生態(tài), E-mail: 1311091156@nbu.edu.cn

*通信作者:王一農(nóng)(1964—), 男, 副教授, 研究方向為海洋生態(tài), E-mail: wangyinong@nbu.edu.cn