黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域浮游動物的群落結(jié)構(gòu)特征與環(huán)境質(zhì)量評價(jià)

鞏俊霞，王玉芳，許國晶，李壯，陳秀麗，張明磊，鄭慧麗，王志忠，田功太，杜興華，張金路

（1.山東省淡水漁業(yè)研究院，山東 濟(jì)南 250017；2.臨邑縣農(nóng)副漁業(yè)服務(wù)中心，山東 德州 251500）

黃河年輸入渤海徑流量為344 億m3，帶入巨量的淡水、泥沙和各種營養(yǎng)鹽類，河口和近海區(qū)初級生產(chǎn)力較高，餌料生物豐富，是多種海洋生物的產(chǎn)卵場、索餌場和育肥場[1,2]。牡蠣是重要海洋經(jīng)濟(jì)貝類，具有重要的海洋生態(tài)功能。牡蠣礁不但能凈化水體、為其他海洋生物提供棲息生境，在保護(hù)生物多樣性、耦合生態(tài)系統(tǒng)能量流動等方面也具有重要作用[3]。研究表明，通過修復(fù)牡蠣礁，恢復(fù)和強(qiáng)化牡蠣礁生態(tài)系統(tǒng)的自凈功能，可以有效恢復(fù)海域生態(tài)系統(tǒng)功能[4-6]。目前對黃河口牡蠣產(chǎn)卵場研究較少，僅有王志忠等[7,8]和鞏俊霞等[9]少量研究。浮游動物是水域生態(tài)系統(tǒng)中的重要消費(fèi)者，在水生態(tài)系統(tǒng)中起著重要的作用，下行調(diào)節(jié)水中浮游動物類群的空間結(jié)構(gòu)[10]。浮游動物的群落結(jié)構(gòu)特征是了解水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的重要內(nèi)容之一[11-14]。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查站位

2015 年枯水期（5 月）、平水期（6 月）和豐水期（8 月）對黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行了3 個(gè)航次的采樣調(diào)查，調(diào)查區(qū)域?yàn)镋 119°4'34.99"～119°8'41.94"，N 37°28'34.01"～37°35'19.95"，調(diào)查面積約68.88 km2，每次調(diào)查5 個(gè)站位。調(diào)查站位依據(jù)《漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》[15]（第二部分海洋）中的規(guī)定布設(shè)，具體分布見圖1。

1.2 采樣方法及依據(jù)

采樣方法和分類鑒定參照《海洋浮游生物圖譜》[16]、《海洋調(diào)查規(guī)范》[17]和《海洋監(jiān)測規(guī)范》[18]進(jìn)行。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

對浮游動物計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。多樣性指數(shù)、均勻度和優(yōu)勢度的計(jì)算公式如下：

香農(nóng)-威納指數(shù)[19]（Shannon-Weiner index）：

式中，H'為多樣性指數(shù)，s 為物種數(shù)量，Pi為種i的個(gè)體數(shù)量（ni）和全部個(gè)體數(shù)量（N）的比例，即Pi等于ni/N。

均勻度[20]（J）采用Pielou 的計(jì)算公式：

J=H'/log2S。

優(yōu)勢度[21]（D）采用McNaughton 指數(shù)，計(jì)算公式為：D=（ni/N）×fi，

式中，fi為種i 的個(gè)體在各站位中的出現(xiàn)頻率，N 為樣品的總個(gè)數(shù)；ni為樣品中i 種的個(gè)數(shù)。取浮游動物優(yōu)勢度D≥0.02 的種為優(yōu)勢種[21]。

1.4 評價(jià)方法

根據(jù)孔繁翔[22]和何志輝[23]的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)H'＜1 時(shí)，為重度污染；H'介于1～2 之間，為中度污染；H'介于2～3 之間，為輕度污染；H'＞3 時(shí)，為清潔。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游動物的種類組成

共檢出浮游動物6 大類30 種，其中浮游甲殼動物種類最多11 種，占36.67%；浮游幼蟲類8 種占26.67%；其他類6 種，腔腸動物3 種，毛顎動物、軟體動物各1 種。枯水期（5 月）共檢出浮游動物5 大類18 種，其中浮游甲殼動物8 種占44.44%，浮游幼蟲和其他類各4 種，分別占22.22%，腔腸動物和毛顎動物各1 種，分別占5.56%；平水期（6 月）共檢出浮游動物4 類16 種，其中浮游甲殼動物7 種占43.75%，浮游幼蟲5 種占31.25%，其他類3 種占18.75%，毛顎動物1 種占6.25%；豐水期（8 月）檢出浮游動物5 大類19 種，其中浮游甲殼動物和浮游幼蟲各6 種，分別占31.58%，其他類4 種，占21.05%，毛顎動物1 種占5.26%。調(diào)查結(jié)果表明：豐水期（8 月）浮游動物種類最多，19 種；枯水期（5 月）次之，18 種；平水期（6 月）最少，16 種，浮游甲殼動物和浮游幼蟲是浮游動物類群的主要組成部分。

2.2 浮游動物豐度分布

浮游動物的平均豐度為108.62 ind.·m-3，變動范圍在97.92～259.38 ind.·m-3之間。由圖2 可知，枯水期（5 月）浮游動物豐度的變動范圍為150.00～345.00 ind.·m-3，均值為227.93 ind.·m-3，低值在4#站位，高值在2#站位；平水期（6 月）浮游動物的豐度變動在12.50～235.00 ind.·m-3之間，均值為96.67 ind.·m-3，高值在5#站位，低值在2#站位，豐度分布不均勻；豐水期（8 月）浮游動物的豐度變動在36.25～500 ind.·m-3之間，均值為259.38 ind.·m-3，低值在2#站位，高值在5#站位，豐度分布不均勻。由調(diào)查結(jié)果可知：豐水期（8 月）調(diào)查水域浮游動物豐度最高，枯水期（5 月）次之，平水期（6 月）最??；由表1 可知，3 次調(diào)查浮游動物豐度最高值都在5#站位，各站位豐度均值由小到大依次為：4#＜1#＜2#＜3#＜5#。

2.3 浮游動物的優(yōu)勢種類

數(shù)量或生物量占據(jù)優(yōu)勢的浮游生物優(yōu)勢種群，對群落的發(fā)生具有重要的控制作用，并決定了群落的性質(zhì)[21]。依Y≥0.02 為判定標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查水域的優(yōu)勢種分別為：強(qiáng)壯箭蟲Sagittacrassa、擬長腹劍水蚤Oithona similis、短尾類溞狀幼體Brachyura zoea、雙刺紡錘水蚤Acartia bifilosa、長尾類糠蝦幼體Macrura larva、海蛇尾長腕幼蟲Ophiopluteus larva、八斑芮氏水母Rathkea octopunctata、魚卵，其中強(qiáng)壯箭蟲、擬長腹劍水蚤、短尾類溞狀幼體在三次調(diào)查中均為優(yōu)勢種。枯水期（5 月）優(yōu)勢種6 種，平水期（6月）5 種，豐水期（8 月）4 種（表2）。

表1 黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域浮游動物各類群的豐度Tab.1 Abundance of all kinds of zooplankton group in oyster spawning ground in Yellow River Estuary and adjacent waters /ind.·m-3

表2 黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域浮游動物的優(yōu)勢種及其優(yōu)勢度Tab.2 The dominant species and dominance of zooplankton in oyster spawning ground in Yellow River Estuary and adjacent waters

2.4 浮游動物生物多樣性分布

浮游動物的多樣性指數(shù)介于0.90～2.87 之間，均值為1.90，豐水期（8 月）2#站位最低，枯水期（5月）1#站位最高?？菟冢? 月）多樣性指數(shù)最高（2.87），均值為2.42，高值在1#站位，低值（2.14）在3#站位；豐水期（8 月）次之，均值為1.62，高值（2.05）在4#站位，低值（1.53）在2#站位；平水期（6月）多樣性指數(shù)最低，為1.59，高值（2.31）在2#站位，低值（0.90）在1#、3#站位（圖3）。

均勻度變動在0.31～0.96 之間，均值為0.64，高值在豐水期（8 月）的2#站位，低值在豐水期（8 月）的5#站位。枯水期（5 月）的均勻度最高，均值為0.70，高值（0.86）在4#站位，低值（0.60）在3#、5#站位；豐水期（8 月）次之，均值為0.62，高值（0.96）在2#站位，低值（0.51）在5#站位；平水期（6 月）均勻度最低，均值為0.55，高值（0.75）在4#站位，低值（0.32）在3#站位（圖4）。

2.5 環(huán)境質(zhì)量評價(jià)

枯水期（5 月）浮游動物的多樣性指數(shù)均值為2.42，5 個(gè)站位的多樣性指數(shù)在2～3 之間，環(huán)境質(zhì)量評價(jià)為輕度污染；平水期（6 月）多樣性指數(shù)的均值為1.59，2 個(gè)站位的多樣性指數(shù)在2～3 之間，占40%，環(huán)境評價(jià)為輕度污染，在1～2 之間的站位1個(gè)，占20%，環(huán)境評價(jià)為中度污染水平，多樣性指數(shù)＜1 的站位2 個(gè)，占40%，環(huán)境評價(jià)為重度污染；豐水期（8 月）多樣性指數(shù)均值為1.62，多樣性指數(shù)在2～3 之間的站位1 個(gè)，占20%，環(huán)境質(zhì)量評價(jià)為輕度污染，多樣性指數(shù)在1～2 之間的站位4 個(gè)，占80%，環(huán)境評價(jià)為中度污染水平（表3）。

表3 調(diào)查水域浮游動物的生物多樣性及環(huán)境質(zhì)量評價(jià)Tab.3 The biodiversity and environmental quality evaluation of zooplankton in survey waters

3 討論

3.1 浮游動物的種類組成

在調(diào)查水域中共檢出浮游動物6 大類30 種，其中浮游甲殼動物種類最多，11 種，占36.67%；浮游幼蟲類8 種占26.67%；其它類6 種，腔腸動物3種，毛顎動物、軟體動物各1 種。浮游動物種類數(shù)由高至低為：豐水期（8 月）＞枯水期（5 月）＞平水期（6 月），浮游甲殼動物和浮游幼蟲是該調(diào)查水域浮游動物類群的主要組成部分。調(diào)查結(jié)果與近年來黃河口鄰近海域浮游動物種類組成結(jié)果相近。如焦玉木和田家怡[24]1996 年的四季調(diào)查表明，黃河口鄰近海域有浮游動物78 種，其中，橈足類最多為31 種；馬靜等[25]在2007 年夏季在黃河口鄰近海域中發(fā)現(xiàn)浮游動物72 種，其中橈足類10 種；王文杰等[26]在2010 年秋季黃河口鄰近海域調(diào)查中，報(bào)道浮游動物48 種，其中橈足類有18 種。高原等[27]2008 年報(bào)道，珠江河口有浮游動物94 種，其中，橈足類35 種，輪蟲類28 種，原生動物6 種；郭沛涌等[28]2003 年發(fā)現(xiàn)長江河口有浮游動物87 種，其中甲殼動物占絕對優(yōu)勢共59 種，與之相比本次調(diào)查浮游動物種類顯著較少，可能是黃河泥沙含量較高和低透光度限制了水生生物的生存。與之相同的是浮游甲殼動物是浮游動物類群的主要部分。

3.2 浮游動物豐度及其多樣性

浮游動物的豐度分布存在明顯的區(qū)域和季節(jié)差異。浮游動物的豐度介于97.92～259.38 ind.·m-3之間，平均為108.62 ind.·m-3。平水期（6 月）、豐水期（8 月）各站位浮游動物豐度最低值與最高值之間有顯著差異，表明浮游動物豐度平面分布不均勻。調(diào)查結(jié)果表明：浮游動物豐度由高至低依次為：豐水期（8 月）＞枯水期（5 月）＞平水期（6 月），與鞏俊霞[9]對浮游植物研究的變化趨勢一致，其原因可能是豐水期大量的徑流帶來了豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，給浮游動物提供了充足的適口餌料，促進(jìn)了浮游動物的繁殖。本研究與溫帶河口海域浮游動物豐度的季節(jié)變化特征相似，即冬季最低，春季或秋季次之，夏季達(dá)最高峰[29,30]；5#站位浮游動物豐度值最高，原因可能是5#站位在牡蠣礁最外側(cè)，牡蠣攝食較少有關(guān)。

本調(diào)查水域浮游動物多樣性指數(shù)變動在0.90～2.87 之間，均值為1.90；均勻度變動在0.31～0.96 之間，均值為0.64?？菟冢? 月）多樣性指數(shù)、均勻度最高，豐水期（8 月）次之，平水期（6月）最低，表明枯水期（5 月）浮游動物的群落結(jié)構(gòu)好于平水期（6 月）、豐水期（8 月），與浮游植物的變化趨勢一致?？菟诟∮蝿游锒鄻有灾笖?shù)大于豐水期，可能有如下原因：枯水期的水環(huán)境條件適宜浮游植物繁殖，為浮游動物提供了豐富的餌料，因此浮游動物種類多，多樣性較好；而豐水期大量徑流入海，攜帶的大量泥沙不利于浮游植物光合作用，影響浮游植物生長，浮游植物減少不適于浮游動物生長，浮游動物多樣性指數(shù)較低。

3.3 調(diào)查水域環(huán)境質(zhì)量評價(jià)

調(diào)查水域浮游動物的多樣性指數(shù)在0.90～2.87之間，均值為1.90，根據(jù)孔繁翔[22]和何志輝[23]的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查水域環(huán)境質(zhì)量評價(jià)為中度污染，枯水期（5 月）環(huán)境質(zhì)量狀況好于豐水期和平水期，與王志忠等[7]認(rèn)為該海域?yàn)檩p度污染，豐水期水質(zhì)好于枯水期結(jié)果不同，其原因是該調(diào)查水域?yàn)辄S河入海口河口區(qū)，豐水期大量徑流入海帶來大量泥沙，水體透明度降低，不利于浮游生物生長繁殖，所以用生物多樣性評價(jià)枯水期環(huán)境質(zhì)量狀況會好于豐水期；另一原因是與水質(zhì)的評價(jià)方法不一致所有關(guān)。

該調(diào)查水域主要污染源為陸源污染，應(yīng)該采取有效措施，提高水域的生物多樣性，改善調(diào)查水域的環(huán)境質(zhì)量。有研究[4-6]認(rèn)為：牡蠣礁在生物多樣性保護(hù)、凈化水體、修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能中具有重要功能。Jeremy 等[31]研究認(rèn)為：恢復(fù)牡蠣種群數(shù)量是控制河口富營養(yǎng)化的重要措施。王志忠等[7]認(rèn)為：構(gòu)建人工牡蠣礁，修復(fù)示范區(qū)，提升牡蠣礁生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，可以保護(hù)和改善水域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。因此，可以借助和依托黃河口牡蠣產(chǎn)卵場自然形成的現(xiàn)存活體牡蠣礁，還可投放人工牡蠣礁體、加強(qiáng)科學(xué)養(yǎng)護(hù)，恢復(fù)和增加其生物資源量，提高和改善該水域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。