杭州灣和三門灣拖網(wǎng)大型底棲動物群落組成和多樣性研究*

嚴(yán)潤玄 韓慶喜 王曉波

杭州灣和三門灣拖網(wǎng)大型底棲動物群落組成和多樣性研究*

嚴(yán)潤玄1韓慶喜1①王曉波2①

(1. 寧波大學(xué)海洋學(xué)院 寧波 315211; 2. 國家海洋局寧波海洋環(huán)境監(jiān)測中心站 寧波 315012)

本研究根據(jù)2017年8月和2018年8月在東海北部杭州灣和三門灣大型底棲動物的拖網(wǎng)采集資料, 對這兩個海域的大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)和多樣性進(jìn)行了研究。杭州灣的10個站位和三門灣的6個站位共獲得61種大型底棲動物, 其中甲殼動物最多(22種), 其次是魚類(20種)、軟體動物(14種)、棘皮動物(2種)、刺胞動物(2種), 多毛類最少(1種)。杭州灣大型底棲動物優(yōu)勢種出現(xiàn)3種, 三門灣出現(xiàn)8種, 脊尾白蝦是兩個海域唯一的共同優(yōu)勢種。相比2017年, 杭州灣和三門灣在2018年魚類的種類和數(shù)量都有明顯的增長。根據(jù)大型底棲群落的多樣性指數(shù), 杭州灣不同區(qū)域的生物多樣性差異較大, 而三門灣則較為平均。對杭州灣和三門灣大型底棲動物進(jìn)行聚類分析和nMDS排序分析, 結(jié)果表明, 杭州灣不同站位大型底棲動物相似度低, Q8、Q9、Q10站位群落結(jié)構(gòu)與三門灣的站位更為接近, 三門灣的底棲群落在2017年和2018年存在較大差異。杭州灣和三門灣大型底棲動物群落的變化可能與環(huán)境因子、人類活動、厄爾尼諾事件等的變化相關(guān)。

杭州灣; 三門灣; 拖網(wǎng)大型底棲動物; 群落組成; 群落結(jié)構(gòu)

大型底棲動物不僅在海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能以及能量流動中起著重要作用(Brey, 2012; Fuhrmann, 2015; Shojaei, 2016), 亦可用于生物資源評估和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)(Li, 2005), 也是近海污染和有機(jī)積累監(jiān)測的重要手段(Han, 2013)。我國有關(guān)大型底棲動物的相關(guān)研究起步較晚, 研究力量相對薄弱, 需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)資料積累和研究深度以支撐國家海洋戰(zhàn)略的實(shí)施(張均龍等, 2016)。拖網(wǎng)采集得到的大型底棲動物包含許多重要的經(jīng)濟(jì)種類和經(jīng)濟(jì)餌料種(徐煒等, 2009), 對其群落組成和多樣性的研究是保護(hù)和利用海洋生物資源的基礎(chǔ)(Griffiths, 2008; 韓慶喜等, 2012)。

杭州灣緊鄰上海市和寧波市, 是東海近岸經(jīng)濟(jì)活動最為強(qiáng)烈的海灣(田鵬等, 2019), 同時(shí)也是安氏白蝦等重要經(jīng)濟(jì)物種的天然繁育場所(王淼等, 2019); 三門灣灘涂面積廣、生物資源豐富, 是我國著名的海水養(yǎng)殖基地, 這兩個海灣在我國東海近岸具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和生態(tài)意義, 然而有關(guān)這兩個海灣底棲生態(tài)的研究較少(廖一波等, 2011; 壽鹿等, 2012)。由于人口密度高, 工業(yè)發(fā)展迅速, 以及港口建設(shè)、交通和旅游業(yè)同步發(fā)展, 海灣環(huán)境正遭受污染和破壞(Yang, 2011), 對海灣底棲動物進(jìn)行研究有助于明確海灣環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)受到的具體影響, 保障海灣經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。本研究根據(jù)2017年8月和2018年8月兩個航次對杭州灣和三門灣拖網(wǎng)大型底棲動物的調(diào)查資料, 分析拖網(wǎng)大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的變化, 旨在豐富東海近岸海灣底棲群落的基礎(chǔ)數(shù)據(jù), 為進(jìn)一步研究海灣生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)變化過程提供依據(jù), 為杭州灣和三門灣的生態(tài)保護(hù)和資源開發(fā)活動提供指導(dǎo)。

1 材料方法

1.1 調(diào)查區(qū)域和時(shí)間

在東海北部近岸的杭州灣、三門灣共設(shè)置16個采樣站位, 分別是杭州灣站位10個, 包括Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9和Q10; 三門灣站位6個, 包括S1、S2、S3、S4、S5和S6。于2017年8月和2018年8月進(jìn)行兩個航次的大型底棲動物生態(tài)調(diào)查, 站位分布如圖1所示。

1.2 采樣方法

本研究使用網(wǎng)口寬1.5m的阿氏拖網(wǎng)(Agassiz trawl)對大型底棲動物進(jìn)行采集, 每個站位有效拖網(wǎng)1次, 拖網(wǎng)距離為500m, 拖網(wǎng)距離用GPS測定。網(wǎng)獲樣品先置于95%的酒精桶中密閉保存, 帶回實(shí)驗(yàn)室在體視顯微鏡(型號: SMZ-168 BL; 生產(chǎn)公司: MOTIC CHINA GROUP CO., LTD; 產(chǎn)地: 廈門)下對其進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定, 盡量鑒定到種, 對每一物種的個體數(shù)量進(jìn)行分別計(jì)數(shù)。多毛類按頭部計(jì)數(shù), 若有棲管需剝除, 軟體動物的空殼不鑒定不計(jì)數(shù), 軟體動物稱重時(shí)不去貝殼。樣品的處理、鑒定、計(jì)數(shù)等均按《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB 12763.6-91)進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用優(yōu)勢度計(jì)算公式對大型底棲動物優(yōu)勢種進(jìn)行分析。優(yōu)勢度計(jì)算公式(徐兆禮等, 1989)如下:

= (n/)f, (1)

式中,為采獲樣品中所有種類的總個體數(shù),n為第種的個體數(shù),f為該種出現(xiàn)的站位數(shù)與總站位數(shù)的比率。當(dāng)物種優(yōu)勢度> 0.02時(shí), 該種即為優(yōu)勢種。

采樣站位分布圖采用軟件ArcGIS Desktop 10.5繪制; 優(yōu)勢度計(jì)算、柱形圖制作采用Microsoft office 2010 package; Margalef物種豐富度指數(shù)()、Pielou均勻度指數(shù)(′)、Shannon-Wiener指數(shù)(′)計(jì)算、聚類分析以及nMDS 排序采用生物多元統(tǒng)計(jì)軟件PRIMER (Plymouth Routines in Multivariate Ecological Research) 6.0。

2 結(jié)果

2.1 大型底棲動物類群組成

在杭州灣和三門灣進(jìn)行的調(diào)查共獲得大型底棲動物61種, 甲殼動物最多, 有22種(占物種總數(shù)的36.07%), 其次是魚類(20種, 占物種總數(shù)的32.79%)、軟體動物(14種, 占物種總數(shù)的22.95%)、棘皮動物(2種, 占物種總數(shù)的3.28%)、刺胞動物(2種, 占物種總數(shù)的3.28%), 多毛類最少, 僅1種(占物種總數(shù)的1.64%)。

2017年在杭州灣的調(diào)查獲得大型底棲動物26種, 隸屬于4門5綱9目16科, 甲殼動物最多, 其次是魚類、軟體動物, 刺胞動物最少(表1)。從不同類群的個體數(shù)來看(圖2), 甲殼動物占絕對優(yōu)勢(1407個), 主要貢獻(xiàn)者是安氏白蝦(1191個, 占甲殼動物個體數(shù)的84.65%), 其次是魚類(22個)、軟體動物(20個)和刺胞動物(1個)。

2017年在三門灣的調(diào)查獲得大型底棲動物26種, 隸屬于5門7綱12目20科, 甲殼動物最多, 其次是軟體動物、魚類, 刺胞動物和棘皮動物最少(表1)。從不同類群的個體數(shù)來看(圖2), 甲殼動物最多(198個), 其次是軟體動物(80個)、魚類(20個)、刺胞動物(4個)和棘皮動物(2個)。

2018年在杭州灣的調(diào)查獲得大型底棲動物37種, 比2017年增加了11種, 隸屬于6門8綱14目21科, 魚類最多, 其次是甲殼動物和軟體動物, 棘皮動物、刺胞動物和多毛類最少(表1)。從不同類群的個體數(shù)來看(圖2), 甲殼動物有絕對優(yōu)勢(1124個), 主要貢獻(xiàn)者依舊是安氏白蝦(757個, 占甲殼動物個體數(shù)的67.35%), 其貢獻(xiàn)率相比2017年有明顯下降, 其次是魚類(152個)、軟體動物(73個)、棘皮動物(15個)、多毛類(6個)和刺胞動物(2個)。

2018年在三門灣的調(diào)查獲得大型底棲動物38種, 比2017年增加了12種, 隸屬于5門7綱13目26科, 甲殼動物最多, 其次是魚類、軟體動物, 棘皮動物和刺胞動物最少(表1)。從不同類群的個體數(shù)來看(圖2), 軟體動物(380個)超越甲殼動物成為個體數(shù)最多的類群, 主要貢獻(xiàn)者是錐螺(278個, 占軟體動物個體數(shù)的73.16%), 其次是甲殼動物(254個)、魚類(139個)、棘皮動物(10個)和刺胞動物(5個)。

表1 2017—2018年杭州灣和三門灣大型底棲動物組成

Tab.1 Composition of macrobenthos in Hangzhou Bay and Sanmen Bay during 2017—2018

圖2 2017—2018年杭州灣和三門灣大型底棲動物個體數(shù)

2.2 大型底棲動物優(yōu)勢種

2017年杭州灣優(yōu)勢種為安氏白蝦和脊尾白蝦, 優(yōu)勢度分別為0.575和0.077; 2017年三門灣優(yōu)勢種為錐螺、哈氏仿對蝦、紅帶織紋螺、中國毛蝦和凹鰭孔鰕虎魚, 優(yōu)勢度分別為0.099、0.022、0.063、0.248和0.033(表2)。

表2 2017—2018年杭州灣及三門灣大型底棲動物優(yōu)勢種

Tab.2 The dominant species of macrobenthos in Hangzhou Bay and Sanmen Bay during 2017—2018

2018年杭州灣優(yōu)勢種為安氏白蝦、脊尾白蝦和龍頭魚, 優(yōu)勢度分別為0.388、0.180和0.027; 2018年三門灣的優(yōu)勢種為錐螺、哈氏仿對蝦、脊尾白蝦、孔鰕虎魚、凹鰭孔鰕虎魚和縱肋細(xì)紋螺, 優(yōu)勢度分別為0.118、0.030、0.093、0.069、0.031和0.022。

2.3 大型底棲動物的多樣性指數(shù)

2017年、2018年本研究調(diào)查海域各站位的物種數(shù)()、個體數(shù)()、Margalef物種豐富度指數(shù)()、Pielou均勻度指數(shù)(′)、Shannon-Wiener指數(shù)(′)如表3所示。在2017年, 杭州灣的Q9站位、′、′值都是所有站位中最高; 在2018年杭州灣的Q8、Q10站位成為、′、′值最高的兩個站位。杭州灣的不同站位間多樣性指數(shù)差異較大, 三門灣的各站位多樣性指數(shù)相對接近。

2.4 大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)

杭州灣、三門灣拖網(wǎng)大型底棲動物豐度數(shù)據(jù)經(jīng)過平方根轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化, 轉(zhuǎn)化為Bray-Curtis相似性矩陣, 再進(jìn)行聚類分析(Cluster)和非度量多尺度分析(nMDS), 并將nMDS 排序結(jié)果與Cluster 分析結(jié)果比較, 排序圖中壓力系數(shù)Stress值小于0.2, 可認(rèn)為其圖形具有解釋意義(周紅等, 2003; 劉迅等, 2017), 圖3、圖4、圖5的Stress值分別為0.01、0.13、0.12, 均小于0.2, 分析結(jié)果可信。基于聚類分析和非度量多尺度分析, 在合理的相似性水平(一般超過20%)下將大型底棲動物劃分成數(shù)量合適的不同組(劉迅等, 2017)。在40%相似度水平下杭州灣在2017年、2018年的調(diào)查數(shù)據(jù)可以劃分為4個組, 2017年的站位Q9單獨(dú)一組, 2017年的站位Q8、Q10一組, 2018年的站位Q8、Q9、Q10一組, 其他站位一組(圖3)。三門灣在25%相似度水平下在2017年、2018年的調(diào)查數(shù)據(jù)可劃分為4組, 2018年的S1站位單獨(dú)一組, 2017年的S1站位、S6站位一組, 2017年的S2、S3、S4一組, 其他站位一組(圖4)。杭州灣、三門灣所有站位在30%相似度水平下可以分為5組, 2017年的S1、S6、Q9一組, 2017年的S2、S3、S4一組, 2018年的S2、S3、S4、S5、S6、Q8、Q9、Q10和2017年的S5、Q8、Q10一組, 2018年的S1單獨(dú)一組, 其他站位一組(圖5)。

表3 2017—2018年杭州灣、三門灣大型底棲動物各站位物種數(shù)(S)、個體數(shù)(N)、Margalef物種豐富度指數(shù)(d)、Pielou均勻度指數(shù)(J′)、Shannon-Wiener指數(shù)(H′)

圖3 杭州灣大型底棲動物聚類分析(a)和nMDS 排序(b)

運(yùn)用PRIMER6.0軟件, 對杭州灣、三門灣底棲群落進(jìn)行SIMPER分析。杭州灣大型底棲動物群落在2017年的平均相似度為35.31%, 主要貢獻(xiàn)者是安氏白蝦(貢獻(xiàn)率48.27%)和脊尾白蝦(貢獻(xiàn)率28.04%); 杭州灣底棲群落在2018年的平均相似度為39.66%, 主要貢獻(xiàn)者是依舊是安氏白蝦(貢獻(xiàn)率39.22%)和脊尾白蝦(貢獻(xiàn)率37.88%)。三門灣大型底棲動物群落在2017年的平均相似度為30.75%, 主要貢獻(xiàn)者是紅帶織紋螺(貢獻(xiàn)率24.79%)、錐螺(貢獻(xiàn)率17.48%)、凹鰭孔鰕虎魚(貢獻(xiàn)率16.04%)和中國毛蝦(貢獻(xiàn)率14.93%); 三門灣底棲群落在2018年的平均相似度為29.17%, 主要貢獻(xiàn)者是脊尾白蝦(貢獻(xiàn)率28.15%)。

杭州灣大型底棲動物群落在2017年與2018年的不相似度為62.70%, 安氏白蝦是不相似度的主要貢獻(xiàn)者, 貢獻(xiàn)率為27.85%, 是唯一貢獻(xiàn)率高于10%的物種。三門灣大型底棲動物群落在2017年與2018年的不相似度為81.95%, 錐螺是唯一貢獻(xiàn)率超過10%的物種, 貢獻(xiàn)率為11.13%。

圖4 三門灣大型底棲動物聚類分析(a)和 nMDS 排序(b)

2017—2018年大型底棲動物群落在杭州灣的平均相似度為29.08%, 主要貢獻(xiàn)者是安氏白蝦(貢獻(xiàn)率57.75%)和脊尾白蝦(貢獻(xiàn)率26.34%); 大型底棲動物群落在三門灣的平均相似度為18.95%, 主要貢獻(xiàn)者是中國毛蝦(貢獻(xiàn)率17.67%)、錐螺(貢獻(xiàn)率16.33%)、脊尾白蝦(貢獻(xiàn)率16.18%)、紅帶織紋螺(貢獻(xiàn)率10.31%)。2017—2018年大型底棲動物群落在杭州灣和三門灣的不相似度為88.70%, 安氏白蝦(貢獻(xiàn)率36.74%)和錐螺(貢獻(xiàn)率10.79%)是主要貢獻(xiàn)者。

3 討論

3.1 杭州灣和三門灣大型底棲動物群落組成及變化分析

經(jīng)過兩年的調(diào)查, 本研究在杭州灣的10個站位和三門灣的6個站位共發(fā)現(xiàn)61種生物, 甲殼動物、魚類和軟體動物是主要成分, 底內(nèi)生物的重要組成成分多毛類僅發(fā)現(xiàn)智利巢沙蠶1種, 可見阿氏拖網(wǎng)對底上動物和底游動物有良好的采集效果, 對底內(nèi)動物的采集非常有限。2018年杭州灣的魚類種類相比2017年增加一倍, 魚類數(shù)量則增加6倍以上, 可能有三方面的原因, 一是杭州灣受錢塘江、長江沖淡水和外海水影響, 環(huán)境因子有著明顯的年際變化(劉錄三等, 2012), 溫度、鹽度、營養(yǎng)鹽、深度等環(huán)境因子會對魚類數(shù)量和群落空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的影響(宋秀凱等, 2010; 翟璐等, 2015; 徐勇等, 2017); 二是隨著我國對海洋環(huán)境保護(hù)的力度不斷加強(qiáng)和各項(xiàng)環(huán)保措施的積極推進(jìn), 杭州灣的生物多樣性得到了一定的恢復(fù)(賈海波等, 2014); 三是脊尾白蝦、安氏白蝦等小型甲殼動物在杭州灣有極高的數(shù)量, 為魚類提供了充足的食物(王淼等, 2019), 有利于魚類數(shù)量的增長。

圖5 杭州灣、三門灣大型底棲動物聚類分析(a)和 nMDS 排序(b)

三門灣的大型底棲動物群落組成變化比杭州灣復(fù)雜, 魚類的變化則與杭州灣一致(種類數(shù)增加一倍, 數(shù)量增加7倍以上); 甲殼動物的種類數(shù)增加了50%, 數(shù)量增加了28.28%; 軟體動物種類數(shù)不變, 數(shù)量卻增加了375%, 超過甲殼動物成為數(shù)量最多的類群。魚類和甲殼動物的變化和杭州灣魚類變化的原因相類似, 軟體動物的變化則較為特殊, 其數(shù)量增長主因是錐螺數(shù)量的劇增。錐螺對于鹽度波動和低鹽的環(huán)境有良好的適應(yīng)性且具有較強(qiáng)的繁殖能力(Wu, 1981), 因此能夠在海灣中實(shí)現(xiàn)個體數(shù)量的快速增長, 在生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)優(yōu)勢地位。

3.2 杭州灣和三門灣大型底棲動物優(yōu)勢種分析

杭州灣的優(yōu)勢種少, 2017年和2018年分別僅有2種和3種, 以長臂蝦科Palaemonidae為主, 具有較高的優(yōu)勢度。物種優(yōu)勢度能在一定程度上反應(yīng)群落的穩(wěn)定性, 通常優(yōu)勢度低說明各物種在群落內(nèi)的生態(tài)地位趨于平衡, 生物群落穩(wěn)定(劉錄三等, 2009)。安氏白蝦在2017年的優(yōu)勢度達(dá)到了0.575, 如此高的優(yōu)勢度是生物群落的脆弱和生態(tài)失衡的表征。2018年與2017年相比, 杭州灣優(yōu)勢種增加了輻鰭魚綱Actinopterygii的龍頭魚, 安氏白蝦的優(yōu)勢度有所下降, 從優(yōu)勢種的角度看, 這些變化有益于群落穩(wěn)定, 意味著該水域生態(tài)狀況的改善。

三門灣是半封閉海灣, 環(huán)境相對穩(wěn)定, 比杭州灣更適宜底棲動物的生長, 因此三門灣的優(yōu)勢種種類比杭州灣豐富。在三門灣優(yōu)勢度最高的物種是中國毛蝦, 優(yōu)勢度為0.248, 遠(yuǎn)低于安氏白蝦在杭州灣的優(yōu)勢度, 可認(rèn)為三門灣的群落結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。2018年與2017年相比, 優(yōu)勢種增加了輻鰭魚綱的孔鰕虎魚, 縱肋細(xì)紋螺和脊尾白蝦取代了紅帶織紋螺和中國毛蝦的優(yōu)勢地位, 總體上優(yōu)勢種的組成并未出現(xiàn)較大的變化。杭州灣和三門灣共同的優(yōu)勢種僅有脊尾白蝦一種, 說明兩個海域的底棲群落存在較大差異。值得注意的是, 中國毛蝦在2017年優(yōu)勢度極高而在2018年未出現(xiàn), 作為一種廣鹽、廣溫的物種(Xiao, 1993), 中國毛蝦對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng), 其消失是由人類活動引起而非自然原因造成的可能性更高。

與歷史資料進(jìn)行比較(表3), 發(fā)現(xiàn)自2001年開始直到2018年, 長臂蝦科始終是杭州灣大型底棲動物優(yōu)勢種的重要組成成分, 其優(yōu)勢地位十分穩(wěn)定。杭州灣海域的人類活動頻繁, 污染較為嚴(yán)重(賈海波等, 2014), 以長臂蝦科為食的魚類數(shù)量銳減, 給長臂蝦科的種群發(fā)展提供了有利條件, 其廣鹽的特性也適宜在環(huán)境因子變化劇烈的河口生存。從時(shí)間尺度上看, 杭州灣優(yōu)勢種的種類出現(xiàn)減少的趨勢, 種類最多的是2001年有9種, 最少的2017年僅剩2種, 優(yōu)勢種對生態(tài)系統(tǒng)功能有重要的控制作用(Smith, 2003), 其種類的減少顯然會對該海域生態(tài)功能產(chǎn)生影響。相比杭州灣歷史資料, 三門灣的歷史資料更少, 且與本研究差異較大, 不存在相同的優(yōu)勢種。采樣工具的不同是造成差異的主要原因, 本研究使用的阿氏拖網(wǎng)用于采集底上動物和底游動物, 而采泥器采集的多是底內(nèi)動物, 表中杭州灣的歷史研究采用不同的采樣工具得到的優(yōu)勢種數(shù)據(jù)也有著明顯的差異。底上動物和底游動物都是底棲動物的重要組成, 能夠影響底棲群落結(jié)構(gòu), 增加生物多樣性(Bradshaw, 2003), 底上動物和底游動物調(diào)查數(shù)據(jù)的補(bǔ)充對杭州灣和三門灣的底棲生態(tài)研究具有重要的意義。

表3 杭州灣和三門灣近20年來大型底棲動物優(yōu)勢種

Tab.3 The dominant species of macrobenthos in Hangzhou Bay and Sanmen Bay in recent decades

3.3 大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)特征及多樣性分析

聚類分析和nMDS排序的結(jié)果表明杭州灣Q8、Q9、Q10站位的大型底棲動物群落與杭州灣其他站位的大型底棲動物群落差異較大, 將杭州灣與三門灣的數(shù)據(jù)一起分析, 發(fā)現(xiàn)這三個站位的大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)與三門灣站位有著更高的相似度。Q8、Q9、Q10站位靠近寧波市沿岸, 地理環(huán)境與三門灣更為接近, 底棲群落的結(jié)構(gòu)往往與底質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)(Van Hoey, 2004; Zhou, 2007), 相似的底質(zhì)環(huán)境容易形成相似的底棲群落。三門灣大型底棲動物群落在2017年和2018年兩年間存在較大差異, 在聚類分析中三門灣不同年份的站位基本都不在一個聚類組里, 不同年份間高達(dá)81.95%的不相似度也給予了印證; 而杭州灣大型底棲動物群落在兩年間變化不明顯, 不同站位間的空間差異高于年份間的時(shí)間差異。張海生等(2007)的研究表明厄爾尼諾事件能對三門灣大型底棲群落產(chǎn)生明顯的影響, 2018年正好發(fā)生了厄爾尼諾事件(包慶等, 2019), 給予了三門灣兩年大型底棲動物群落差異一個可能的解釋。

Shannon-Wienerr指數(shù)()、Pielou均勻度指數(shù)(')與Margalef物種豐富度指數(shù)()是常用的多樣性指數(shù)(Diversity indices), 多用于判斷群落變化、檢測環(huán)境污染(Chainho, 2007; 羅先香等, 2009)。杭州灣10個站位的′、′、值顯示該海域不同區(qū)域的群落生物多樣性差異大, 說明杭州灣的環(huán)境污染情況復(fù)雜, 需要針對性的治理; 而三門灣的多樣性指數(shù)分布均勻, 大型底棲動物群落受到的擾動較為平均, 可能是其相對封閉的地理環(huán)境所致。

將杭州灣和三門灣大型底棲動物多樣性指數(shù)的均值與其他海灣的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行對比(表4)。從Margalef物種豐富度指數(shù)上看, 杭州灣和三門灣物種豐富度高于膠州灣、象山港和樂清灣, 僅低于大亞灣; 從Pielou均勻度指數(shù)上看, 杭州灣和三門灣的′值低于其他所列海灣,′值反映種間個體分布,′值小表明個體分布不均, 海域遭受污染(符芳菲, 2017); 從Shannon-Wiener指數(shù)上看, 三門灣生物多樣性水平較高, 與海陵灣、膠州灣和大亞灣相近, 杭州灣多樣性水平低, 僅高于象山港。綜合來看, 大亞灣的生物多樣性在所列海灣中最高, 生態(tài)環(huán)境最好, 三門灣處于中等水平, 杭州灣處于一個較低的水平。

表4 不同海灣海域的Margalef物種豐富度指數(shù)()、Pielou均勻度指數(shù)(′)和Shannon-Wiener指數(shù)(′)比較

Tab.4 The variation of Margalef richness index (d), Pielou’s evenness index (J′) and Shannon-Wiener index (H′) of macrobenthos among different bays

4 結(jié)論

2017年8月和2018年8月在杭州灣和三門灣共發(fā)現(xiàn)大型底棲動物61種, 其中甲殼動物最多(22種), 其次是魚類(20種)、軟體動物(14種)、棘皮動物(2種)、刺胞動物(2種), 多毛類最少(1種)。杭州灣與三門灣大型底棲動物的組成相似, 都以甲殼動物、魚類、軟體動物為主, 甲殼動物的個體數(shù)最多。例外是, 三門灣在2018年出現(xiàn)大量錐螺, 使軟體動物個體數(shù)超過甲殼動物。安氏白蝦、脊尾白蝦和龍頭魚是杭州灣的優(yōu)勢種, 兩年間優(yōu)勢種的變化較小。三門灣的優(yōu)勢種比杭州灣豐富, 有錐螺、哈氏仿對蝦、紅帶織紋螺、中國毛蝦、脊尾白蝦、孔鰕虎魚、凹鰭孔鰕虎魚和縱肋細(xì)紋螺8種。

分析杭州灣和三門灣的大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)特征, 杭州灣Q8、Q9、Q10站位底棲群落結(jié)構(gòu)與杭州灣其他站位差異大, 更接近三門灣的站位; 三門灣的大型底棲動物群落在2017年和2018年有著明顯差異。杭州灣不同區(qū)域的大型底棲動物群落的多樣性差異大, 而三門灣大型底棲動物多樣性相對均勻。海洋生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜, 受到眾多因素影響, 推測杭州灣和三門灣大型底棲動物群落的變化是環(huán)境因子變化、厄爾尼諾事件、人類影響等綜合作用的結(jié)果。

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COMMUNITY COMPOSITION AND DIVERSITY OF MACROBENTHOS TRAWLED IN HANGZHOU BAY AND SANMEN BAY

YAN Run-Xuan1, HAN Qing-Xi1, WANG Xiao-Bo2

(1. School of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo 315211, China; 2. Marine Environmental Monitoring Centre of Ningbo, SOA, Ningbo 315012, China)

Based on the annual trawling macrobenthos from Hangzhou Bay and Sanmen Bay in the north of the East China Sea during August 2017 to August 2018, the community structure and diversity of macrobenthos in the two bays were studied. A total of 61 species of macrobenthos were collected from 10 stations of Hangzhou Bay and 6 stations of Sanmen Bay, among which the crustaceans were the most abundant macrobenthic taxa (22 species), followed by fish (20 species), molluscs (14 species), echinoderms (2 species), cnidarians (2 species), and polychaete (1 species). There were three dominant macrobenthic species in Hangzhou Bay and eight dominant species in Sanmen Bay.was the only common dominant species in the bays. Compared with those of 2017, the species and quantity of fish in Hangzhou Bay and Sanmen Bay increased significantly in 2018. The diversity index of different stations showed that the biodiversity in different areas of Hangzhou Bay was significantly different, while Sanmen Bay was relatively even. Clustering analysis and nMDS ordination for the macrobenthos presented that the community structure of macrobenthos in different stations of Hangzhou Bay was significantly different. The community structures of macrobenthos of three stations near the southern border of the Hangzhou Bay and close to the Sanmen Bay were similar to those from Sanmen Bay, and the benthic community of Sanmen Bay was quite different in 2017 and 2018. Therefore, we believed that the variations of benthic community in Hangzhou Bay and Sanmen Bay was related to the changes of environmental factors, human activities, and El Nino events.

Hangzhou Bay; Sanmen Bay; trawling macrobenthos; community composition; community structure

* 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目, 41676139。嚴(yán)潤玄, 碩士研究生, E-mail: yanrunxuan@qq.com

韓慶喜, 副研究員, 碩士生導(dǎo)師; E-mail: hanqingxi@nbu.edu.cn; 王曉波, 高級工程師, E-mail: 34368002@qq.com

2019-12-23,

2020-02-11

Q958.8

10.11693/hyhz20191200272