東山灣漁業(yè)生物群落結(jié)構(gòu)及生物量分布特征

葉孫忠，羅冬蓮，蔡建堤，劉 勇，馬 超，楊 芳， 郭書悅，沈長春

(1.福建省水產(chǎn)研究所，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361013； 2.福建省海洋生物資源開發(fā)利用協(xié)同創(chuàng)新中心，福建 廈門 361013)

海灣是海洋中受人類活動影響最大的區(qū)域，也是沿海地區(qū)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心區(qū)域之一。海灣海洋生態(tài)系統(tǒng)的變化，不僅影響到海洋生物資源的變化，也對海洋環(huán)境、海洋經(jīng)濟(jì)和社會穩(wěn)定產(chǎn)生重大的影響。漁業(yè)生物是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是漁業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)開發(fā)利用的物質(zhì)基礎(chǔ)。而漁業(yè)生產(chǎn)為人類的生存和發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)[1]，但同時也對海洋生態(tài)系統(tǒng)及其持續(xù)發(fā)展造成了許多不利的生態(tài)影響[2-5]。東山灣位于臺灣海峽西部，三面為山丘環(huán)抱，口小腹大，南與臺灣海峽水相連，北有漳江水注入，屬于典型的亞熱帶河口半封閉型海灣[6]，為多種海洋經(jīng)濟(jì)魚類、蝦蟹類和頭足類等棲息、繁殖和生長的良好場所[7]。

中國學(xué)者對海灣漁業(yè)生物群落結(jié)構(gòu)及數(shù)量分布進(jìn)行大量研究，如萊州灣、唐山灣漁業(yè)資源群落結(jié)構(gòu)和生物多樣性[8-10]，榮成灣漁業(yè)資源群落結(jié)構(gòu)季節(jié)變化特征[11]，海洲灣北部海域春季漁業(yè)資源的群落結(jié)構(gòu)特征[12]，膠州灣近岸淺水區(qū)、遼東灣北部海域魚類群落結(jié)構(gòu)及多樣性[13-14]，三沙灣魚類群落組成特征及其多樣性[15]，興化灣魚類多樣性的時空變化[16]，北部灣魚類群落格局及其與環(huán)境因子的關(guān)系[17]，南海柘林灣魚類群落結(jié)構(gòu)季節(jié)變動研究[18]等，對東山灣游泳動物群落物種組成、多樣性等也有較多相關(guān)報道[19-23]。近年來，隨著東山灣周邊建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口規(guī)模不斷擴(kuò)大，海洋開發(fā)利用也不斷加大，因而對灣內(nèi)海洋生態(tài)壓力持續(xù)增加，導(dǎo)致漁業(yè)資源群落結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化[24]。文章根據(jù)2016年4月(春季)和10月(秋季)在東山灣開展的漁業(yè)資源調(diào)查資料，研究分析了其漁業(yè)生物種類組成、數(shù)量分布、主要優(yōu)勢種以及多樣性等，探討近年來漁業(yè)生物群落變動狀況，旨在為東山灣漁業(yè)資源承載力研究、漁業(yè)資源開發(fā)利用和養(yǎng)護(hù)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查站位和方法

2016年4月(春季)和10月(秋季)在東山灣進(jìn)行拖網(wǎng)定點(diǎn)漁業(yè)資源調(diào)查(圖1)，調(diào)查船漁船功率183 kW，噸位51 t；拖網(wǎng)桁桿長10 m，囊網(wǎng)網(wǎng)目18 mm；調(diào)查共布設(shè)9個調(diào)查站位，每個調(diào)查站位拖捕一網(wǎng)次，每次拖曳時間為0.5 h，平均拖速2.5 kn。獲取的全部漁獲樣品冰鮮保存后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分類鑒定，并按種類分別進(jìn)行計數(shù)、稱重，分析、測定按照《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T 1273.6—2007)進(jìn)行。

1.2 數(shù)據(jù)處理分析

1.2.1 漁獲物優(yōu)勢種分析

漁業(yè)生物優(yōu)勢種種類利用Pinkas的相對重要性指數(shù)(IRI)計算公式[25]：

IRI = (N+W) ×F

式中,N為某一種類的尾數(shù)占總尾數(shù)的百分比數(shù)，W為某一種類的質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比數(shù)，F(xiàn)為某一種類在調(diào)查總次數(shù)中出現(xiàn)的頻率百分比數(shù)。

根據(jù)東山灣漁業(yè)生物特點(diǎn)，IRI 劃分[26-27]：當(dāng)IRI≥500時，該物種為優(yōu)勢種；100≤IRI<500時為常見種；10≤IRI<100時為一般種；1≤IRI<10時為少見種；IRI<1時為稀有種。

1.2.2 漁業(yè)資源平均密度指數(shù)

拖網(wǎng)調(diào)查的漁業(yè)資源平均密度指數(shù)(D)采用掃海面積法估算[28]，單位為kg·km-2或尾·km-2，計算公式如下：

1.2.3 多樣性分析

采用Margalef種類豐富度指數(shù)(D)、Shannon-Wiener種類多樣性指數(shù)(H′)和Pielou種類均勻度指數(shù)(J′)分析研究，其計算公式[29-30]：

Margalef種類豐富度指數(shù)：D=(S-1)/lnN

Shannon-Wiener種類多樣性指數(shù)：H′= -ΣPi·(lnPi)

Pielou種類均勻度指數(shù)：J′=H′/lnS

式中，S為站位漁獲物的種類數(shù)，N為站位漁獲物總個體數(shù)，Pi為該站位第i種種類質(zhì)量占總漁獲質(zhì)量的比例。

2 結(jié)果

2.1 種類組成

本次春季、秋季兩次拖網(wǎng)定點(diǎn)調(diào)查共漁獲漁業(yè)生物種類128種，隸屬于18目、52科、89屬。其中魚類種類數(shù)最多，有41科、66屬、88種，占總種類數(shù)68.75%；蝦類有2科、7屬、9種，占7.03%；蟹類有5科、9屬、19種，占14.84%；口足類和頭足類分別有1科、2屬、4種和4科、5屬、8種，分別占3.13%和6.25%。春季和秋季漁獲種類分別為59種和108種，秋季漁獲種類明顯多于春季，共有種為39種。

2.2 主要漁獲優(yōu)勢種類

種類優(yōu)勢度曲線[31](根據(jù)各漁獲種類質(zhì)量占總漁獲質(zhì)量百分比排序累積圖)可以檢驗(yàn)漁獲優(yōu)勢種類數(shù)量的多寡。春、秋季優(yōu)勢度曲線有顯著差異，春季優(yōu)勢度曲線明顯高于秋季(圖2)。春季物種優(yōu)勢度較明顯，前12位種類優(yōu)勢的總漁獲質(zhì)量累積百分比達(dá)到90.86%；而秋季漁獲質(zhì)量百分比排序前35的種類累計為90.08%。

根據(jù)相對重要指標(biāo)(IRI)計算結(jié)果，春季漁業(yè)生物優(yōu)勢種(IRI≥500)為斑魚祭(ClupanodonPunctatus)、黃吻棱鳀(Thrissavitirostris)、短吻鲾(Leiognathusbrevirostris)等3種，冬季優(yōu)勢種為日本蟳(Charybdisjaponica)、青鱗小沙丁魚(Sardinellazunasi)、食蟹豆齒鰻(Pisodonophiscancrivorus)、矛形梭子蟹(Portunushastatoides)、黃吻棱鳀和赤鼻棱鳀(Thrissakammalensis)等6種(表1)。

表1 東山灣春秋季優(yōu)勢種類基本情況

2.3 漁業(yè)資源平均密度指數(shù)

2016年東山灣調(diào)查海域拖網(wǎng)作業(yè)漁業(yè)資源質(zhì)量平均密度指數(shù)和數(shù)量平均密度指數(shù)分別為240.06 kg·km-2和12.26×103尾·km-2。其中，春季漁業(yè)資源質(zhì)量平均密度指數(shù)和數(shù)量平均密度指數(shù)分別為214.91 kg·km-2和12.51×103尾·km-2，秋季漁業(yè)資源質(zhì)量平均密度指數(shù)和漁獲數(shù)量平均密度指數(shù)分別為265.19 kg·km-2和12.02×103尾·km-2。各類群質(zhì)量平均密度指數(shù)和數(shù)量平均密度指數(shù)如表2所示，漁業(yè)生物質(zhì)量組成以魚類為主，春季比例高達(dá)95.67%，秋季為64.26%，蝦類和口足類所占比例相對較低。

從漁業(yè)資源質(zhì)量平均密度指數(shù)看，各調(diào)查站位時空分布變化較大。春季漁獲質(zhì)量平均密度指數(shù)最大值出現(xiàn)在T8站，為402.76 kg·km-2，T1站次之，為324.82 kg·km-2，最小值出現(xiàn)在T7站，為116.84 kg·km-2；秋季漁獲質(zhì)量平均密度指數(shù)最大值出現(xiàn)在T9站，達(dá)587.68 kg·km-2，T6站次之，為289.06 kg·km-2，最小值出現(xiàn)在T3站，為 130.66kg·km-2(圖2)。

從漁業(yè)資源數(shù)量平均密度指數(shù)看，春季數(shù)量平均密度指數(shù)最大值出現(xiàn)在T3站，為20.49×103尾·km-2，T5站次之，為18.57×103尾·km-2，最小值出現(xiàn)在T9站，為4.48×103尾·km-2；秋季各調(diào)查站位漁業(yè)資源數(shù)量平均密度指數(shù)變化相對較小，最大值出現(xiàn)在T6站，為19.53×103尾·km-2，T8站次之，為17.38×103尾·km-2，最小值出現(xiàn)在T3站，為8.40×103尾·km-2(圖3)。

2.4 物種多樣性

東山灣漁業(yè)生物的Margalef種類豐富度指數(shù)(D)Shannon-Wiener種類多樣性指數(shù)(H′)和Pielou種類均勻度指數(shù)(J′)各站位的范圍值如表3所示，平均值分別為5.11、2.18和0.63。春季、秋季存在差異，春季種類豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均明顯低于秋季。

表3 東山灣漁業(yè)生物的多樣性指數(shù)

3 討論

本次調(diào)查漁獲的88種魚類中，暖水性種類占69.32%，暖溫性種類占30.68%；在32種甲殼類中，暖水性種類占84.37%，暖溫性種類占15.63%，均未見冷溫性和冷水性種類，這與盧振彬[32]、張靜等[20]研究結(jié)果基本一致，反映了東山灣魚類區(qū)系具有明顯的熱帶和亞熱帶特征。種類組成是形成生物群落結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)，是生物群落的最重要特征之一，漁獲的漁業(yè)生物種類代表了該區(qū)域漁業(yè)生物群落種類組成基本情況。東山灣游泳動物的種類數(shù)在歷次調(diào)查中也有較大變化，1990—1991年游泳動物調(diào)查[32]共漁獲種類181種；2009—2010年調(diào)查[22]在東山灣及其鄰近海域調(diào)查漁獲游泳動物168種；本次調(diào)查漁獲種類128種，可見東山灣游泳動物種類出現(xiàn)減少趨勢。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)東山灣漁業(yè)生物群落優(yōu)勢種發(fā)生很大變化，春季漁業(yè)生物優(yōu)勢種(IRI≥500)為斑魚祭、黃吻棱鳀、短吻鲾?shù)?種，秋季優(yōu)勢種為日本蟳、青鱗小沙丁魚、食蟹豆齒鰻、矛形梭子蟹、黃吻棱鳀和赤鼻棱鳀等6種，除黃吻棱鳀為兩季共同優(yōu)勢種外，其余種類均不相同。與歷史調(diào)查相比，20世紀(jì)90年代東山灣主要優(yōu)勢種為斑魚祭、裘氏小沙丁魚(Sardinellajussieu)、鹿斑鲾(Leiognathusruconius)、條紋東方鲀(Fuguxanthopterus)、硬頭鯔(Mugilstrongylocephalus)、短吻鲾和紅星梭子蟹(Portunussangiunolentus)等[32]，2008—2009年調(diào)查主要優(yōu)勢種則為哈氏仿對蝦(Parapenaeopsishardwickii)、中頜棱鳀(Thrissamystax)、日本單鰭電鰩(Narkejaponica)、口蝦蛄(Oratosquillaoratoria)、林氏團(tuán)扇鰩(PlatyrhinaLimboonkengi)、黃魚工(Dasyatisbennetti)、中國團(tuán)扇鰩(Dasyatisbennetti)、叫姑魚(Johniusbelengerii)、紅星梭子蟹等[20]，魚類優(yōu)勢種類組成發(fā)生了很大變化，漁獲物低值化、小型化日趨明顯，特別是帶魚(Trichiurushaumela)、二長棘鯛(Parargyopsedita)、大黃魚(Pseudosciaenacrocea)、銀鯧(Pampusargenteus)、鰳魚(Ilishaelongate)、真鯛(Pagrosomusmajor)、青石斑魚(Epinephelusawoara)、鰣魚(Macrurareevesii)、刺鯧(Psenopsisanomala)等重要經(jīng)濟(jì)種類已嚴(yán)重衰退。

東山灣海域漁業(yè)生物的資源密度的年間變化也十分明顯，1990—1991年調(diào)查[32]的春、秋季漁業(yè)資源平均質(zhì)量密度指數(shù)分別為488.5 kg·km-2和920.2 kg·km-2，平均為704.35 kg·km-2；2009—2010年調(diào)查[22]的東山灣春、秋季漁業(yè)資源平均質(zhì)量密度指數(shù)分別為375.67 kg·km-2和168.89 kg·km-2，平均為272.28 kg·km-2；本次調(diào)查的春、秋季漁業(yè)資源質(zhì)量平均密度指數(shù)分別為214.91 kg·km-2和265.19 kg·km-2，平均為240.05 kg·km-2，與1990—1991年和2009—2010年同期調(diào)查相比，平均資源密度分別下降了65.92%和11.67%，漁業(yè)資源密度下降十分明顯。同時本次調(diào)查漁獲個體普遍很小，平均個體質(zhì)量僅19.58 g，以小型種類和經(jīng)濟(jì)幼魚、幼體占絕對優(yōu)勢，明顯小于2008—2009年調(diào)查的平均體質(zhì)量33.4 g水平。

本次調(diào)查漁業(yè)生物群落多樣性結(jié)果表明，多樣指數(shù)H′平均值為2.18，處于中等水平，高于張靜等[20]于2008—2009年調(diào)查的東山灣游泳動物群落多樣性指數(shù)1.65的水平，但低于臺灣海峽[33]和南海北部大陸架海域[35]全年平均多樣性水平，也低于泉州灣[35]多樣性水平，與三沙灣[15]、詔安灣[36]相當(dāng)。多樣性指數(shù)是群落中物種數(shù)和各物種個體數(shù)構(gòu)成群落結(jié)構(gòu)特征的一種表示方法，是衡量漁業(yè)生物群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)[37]。東山灣是陸域環(huán)境與海域環(huán)境交叉耦合和相互作用的地帶，具有獨(dú)特的海、陸兩種不同屬性的環(huán)境特征，本應(yīng)具有較高的生物多樣性。但由于近年來東山灣環(huán)灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，海洋和海域開發(fā)利用熱潮興起，有限的內(nèi)灣淺海水域、灘涂被大量圍填，海灣環(huán)境容量大幅度減少，內(nèi)灣環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，加上全球氣候變化等因素，造成漁業(yè)生物的產(chǎn)卵場和幼體繁衍場所被破壞，漁業(yè)生物多樣性明顯下降，極大地影響了海洋漁業(yè)資源[38-40]。

目前東山灣漁業(yè)生物群落資源處于衰退過程，漁業(yè)資源承載狀況已臨界超載[41]。雖然調(diào)查方法、時間和范圍的差異也可能對研究結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，但總體而言，東山灣漁業(yè)生物群落中大中型魚類比例下降，個體平均體質(zhì)量降低；物種豐富度減小，生物多樣性指數(shù)下降，漁業(yè)生物群落中漁獲種類的平均營養(yǎng)級減小，漁業(yè)生物群落的穩(wěn)定性和抗干擾能力降低是不爭的事實(shí)。