2007—2008年春夏季長江口水域浮游動物生態分布特征研究

劉守海，項凌云，劉材材，王金輝

（國家海洋局東海環境監測中心 國家海洋局海洋赤潮災害立體監測技術與應用重點實驗室，上海 200137）

浮游生物是指在水流運動的作用下，被動地漂浮在水層中的生物群。它們的共同特點是缺乏發達的運動器官，運動能力薄弱或完全沒有運動能力，只能隨水流移動（沈國英等，2002）。浮游動物在整個海洋生態系統中起著非常重要的調控作用，其動態變化控制著初級生產力的節律、規模和歸宿，也直接影響到整個生態系統的變化（徐兆禮等，2003；Zhang et al，2010）。

長江口位于河流與海洋的交匯處，是二者相互作用的復雜區域，其營養物質豐富，生物生產力大，生態環境多變。長江口因其獨特的河口環境條件，其浮游動物的生態研究一直是研究的熱點。有關長江口及鄰近水域浮游動物的研究早有報道（陳亞瞿 等，1985，1995a，1995b；朱啟琴，1988；徐兆禮 等，1995，1999，2005a），但較少涉及到整個河口范圍的調查（紀煥紅等，2006；郭沛涌等，2003，2008a；徐韌等，2009），且極少有連續幾年同地點的資料比較。根據2007—2008年連續兩年在5月、8月在長江口水域的定點調查資料，對該海域浮游動物群落的分布特征及其影響因子進行了研究，以期為長江口水域浮游動物的長期變化研究提供基礎資料。

1 材料與方法

2007年到2008年分別于5月和8月對長江口區（121°15′-123°10′E，30°40′-31°45′N） 海域進行監測調查，共布設20 個站（圖1）。根據參考文獻（紀煥紅 等，2006；徐韌 等，2009；王金輝等，1995；郭沛涌等，2008b），可將本調查水域分為3 個區域：長江口河口水域（1-4 號站）、長江口咸淡交錯水域（5-10 號站） 和長江口外近海水域（11-20 號站）。

圖1 采樣站位

浮游動物樣品采集及室內處理等均按《海洋調查規范》 （國家質量監督檢驗檢疫總局，2007） 進行。用淺水Ⅰ型浮游生物網 （口徑50 cm、篩絹CQ14、孔徑0. 505 mm） 由底至表層垂直拖網采集，所獲樣品均經5%福爾馬林溶液固定，樣品種類鑒定到種，并計數稱重，豐度單位為ind/m3，生物量單位為mg/m3。

優勢度（Y） 和Shannon-Weaver 生物多樣度指數（H′） 計算公式見參考文獻（徐兆禮 等，1995）：

式中：ni為第i 種的豐度；fi是該種在各站位中出現的頻率；N 為浮游動物總豐度；Pi表示第i 種的豐度（ni） 與總豐度（N） 的比值；S 為樣品中總種數。取優勢度Y ≥0.02（徐兆禮等，1989） 的浮游動物種類為優勢種。

數據相關分析采用SPSS16.0 統計軟件包Pearson 相關分析處理，其余數據處理利用Office 2007、SPSS 16.0 統計軟件進行。

2 結果

2.1 浮游動物生物量變化及平面分布

調查水域浮游動物生物量值分布格局呈近岸向外海遞增趨勢（圖2），即長江口河口水域（站位1號-4 號） ＜長江口咸淡交錯水域（5 號-10 號站位）＜長江口外近海水域（11 號-20 號站位）；8月份生物量大于5月份生物量。

2007年5月生物量平均值為319.48 mg/m3，較高值位于口外近海水域的東部，即15 號站附近，為1 066.38 mg/m3。2008年5月生物量平均值為399.01 mg/m3，高值區位置位于口外近海中部水域，即122°30′E 附近，生物量值為2 283.57 mg/m3。

圖2 浮游動物生物量平面分布（mg·m-3）

2007年8月生物量平均值為830.23 mg/m3，高值區幾乎包括了河口水域和整個口外近海中部，即122°30′-122°50′E 附近水域。2008年8月生物量平均值為1 159.07 mg/m3，高值區位于口外近海水域的東南部水域，生物量高達5 421.77 mg/m3。

2.2 優勢種及平面分布

中華哲水蚤（Calanus sinicus） 作為4 次采樣均出現的種類，是整個調查水域的優勢種（表1），尤其是口外近海水域的主要優勢種。2007年和2008年5月都出現的優勢種為蟲肢歪水蚤（Tortanus vermiculus） 和真刺唇角水蚤（Labidocera euchaeta），兩者多分布于河口水域以及咸淡交錯水域，即122°30′以西水域。8月都出現的優勢種為背針胸刺水蚤（Centropages dorsispinatus）、太平洋紡錘水蚤（Acartia pacifica） 和肥胖箭蟲（Sagitta enflata）；前二者分布于河口水域和咸淡交錯水域，肥胖箭蟲多分布于口外近海水域。

表1 不同年份不同季節優勢種優勢度

綜合比較主要浮游動物種類的優勢度、平均豐度及出現率大小，分析不同水域浮游動物的優勢種變化（表2）。從表2 可知：除2008年8月外，中華哲水蚤均為優勢種，且各區域均有分布。在河口水域，5月以華哲水蚤（Sinocalanus sinensis）、蟲肢歪水蚤為主；8月以太平洋紡錘和背針胸刺水蚤為主；咸淡交錯水域，5月以蟲肢歪水蚤、真刺唇角水蚤為主，8月以背針胸刺水蚤、太平洋紡錘水蚤真刺唇角水蚤和蟲肢歪水蚤為主；口外近海水域外，5月以中華哲水蚤為主，8月以中華哲水蚤、背針胸刺水蚤和肥胖箭蟲為主，且種類數較多。

表2 不同水域優勢種優勢度及平均豐度

Y：優勢度；X：平均豐度；F：出現頻率

2.3 種類數和物種多樣性的平面分布

調查水域浮游動物種類數分布格局呈近岸向外海遞增趨勢（圖3），即長江口河口水域（站位1號-4 號） ＜長江口咸淡交錯水域（5 號-10 號站位）＜長江口外近海水域（11 號-20 號站位）。8月份總的種類數大于5月份的種類數。

圖3 浮游動物種類數平面分布

2007年5月種類數較高值位于口外近海水域和咸淡交錯水域的靠北部分水域以及口外近海水域的東南部水域，即6 號站、10 號站11 號站之間的水域以及18 號站附近水域。2008年5月高值區位置位于口外近海水域，位于122°45′-123°E 附近。

2007年8月種類數高值區近乎包括了整個口外近海的調查水域，位于122°30′E 以東水域。與2007年相比，2008年8月種類數的高值較2007年8月更高，15 號站的種類數達65 種；但高值區的范圍更集中，位于在口外近海水域的中部。

5月多樣性指數分布不規律。2007年5月，最大值區域位于長江口咸淡交錯水域的靠北支水域，均值為1.93；河口水域的多樣性指數值最低。2008年5月，最大值區域位于長江口河口水域和長江口咸淡交錯水域交界水域，即121°55′-122°15′E 水域；外近海水域的多樣性指數值最低。

8月多樣性指數均值分布格局大致為：長江口河口水域＜長江口咸淡交錯水域＜長江口外近海水域（見圖4）。

2.4 浮游動物與環境因素的關系

圖4 浮游動物多樣性指數平面分布

浮游動物的分布與溫度、鹽度等因子有關，其相關性分析的結果如表3 所示。2007年種類數變化與表層鹽度呈線性正相關，2008年8月的種類數與底層水溫呈線性負相關。2007年和2008年5月的多樣性指數與中華哲水蚤豐度呈負相關。多樣性指數還與底層水溫、鹽度等有關。

表3 浮游動物生態特征與環境因子的相關性分析

3 討論

3.1 生物量變化與優勢種類的關系

橈足類是調查水域的主要優勢種類（表1），與之前的研究結果一致（朱啟琴，1988；陳亞瞿等，1995a，1995b；徐兆禮等，1995，1999，2005a；紀煥紅等，2006；郭沛涌等，2003）。近岸種中華哲水蚤是本次調查最重要的優勢種，是2007年5月、8月和2008年5月的絕對優勢種（表1）；2008年8月中華哲水蚤優勢度下降明顯，是由于河口水域和咸淡交錯水域出現了較高密度的背針胸刺水蚤、太平洋紡錘水蚤。此外，咸淡交錯水域5月的主要優勢種是蟲肢歪水蚤和真刺唇角水蚤，8月主要是太平洋紡錘水蚤（表2）。徐韌等（2009） 的研究結果認為河口種真刺唇角水蚤是長江口咸淡交錯水域5月份和8月份最主要的優勢種，這一結果與本研究的結果有較大不同，這可能與浮游動物以及長江徑流量的年際變化有關。

浮游動物生物量的變化與優勢種豐度變化密切相關。本研究的生物量高值及較高值都出現在口外近海水域及咸淡交錯水域與口外近海水域交界水域（圖2），其中中華哲水蚤是最主要的優勢種（表1），且中華哲水蚤個體較大，因此中華哲水蚤對生物量的貢獻較高。中華哲水蚤成為優勢種的水域標志著外海高鹽水入侵的位置（徐兆禮等，2005c），說明調查水域可能受到外海水的影響。

3.2 種類數與多樣性特征的關系

春夏季調查水域浮游動物種類數分布格局總的來說，呈近岸向外海遞增趨勢（圖3）。8月份總的種類數大于5月份的種類數，8月份的多樣性特征的分布與8月份種類數的分布基本一致，高值區在口外近海水域，低值區出現在河口水域；而5月份種類數和多樣性指數的分布有所差異。這說明種類數越多對多樣性指數的影響越大。以浮游動物種類數（x） 為自變量，H′值為因變量進行線性模型擬合，表達式如下：

相關分析結果表明，種類數和H′值具有非常明顯的相關關系，種類數的多少是決定調查水域大多數站位H′高低的主要因素。

3.3 浮游動物與環境的關系

浮游動物的分布與水溫、鹽度、水系、徑流、浮游植物和葉綠素a 等因子密切相關（徐兆禮等，2003；陳洪舉等，2006，2009）。鹽度、水溫是影響長江口及鄰近水域浮游動物群落結構的主要環境因子（徐兆禮 等，2003，2005b；陳洪舉 等，2006，2009；劉光興等，2007），本文重點討論調查水域鹽度、水溫對浮游動物分布的影響。

鹽度是影響浮游動物群落特征重要的環境因子（Gouveia et al，1999；Rvetto et al，1999；Dauvin，2002；徐兆禮，2005b；劉光興等，2007）。如表3所示，2007年5月表層鹽度與種類數呈正相關；2007年8月表層鹽度與種類數呈顯著正相關，與多樣性指數呈正相關（表3）。在長江口河口水域其鹽度小于2，該水域浮游動物的種類數小于10。鹽度高值區域出現在口外近海水域，鹽度接近30，同時該水域浮游動物種類數亦是最多（圖3）。在長江口水域，鹽度平面分布呈向外海遞增，種類數的分布規律亦是如此（圖3）。多樣性指數與種類數的分布規律基本一致，外海大于近岸（圖4）。因此鹽度影響種類數的分布，也影響多樣性指數的變化。

此外，種類數、種類分布與鹽度的分布規律關系密切。在河口水域的1，2 號站位中出現了淡水種類如廣布中劍水蚤（Mesocyclops leuckarti）、英勇劍水蚤（Cyclops strenuus） 等；在咸淡交錯水域以蟲肢歪水蚤、火腿許水蚤、華哲水蚤等河口半咸水種類為優勢種；高鹽種類的肥胖箭蟲出現在長江口外近海水域的14、17、18 號站。黃加祺等（1997） 對福建省南日島海域浮游動物分布進行研究時還發現，在鹽度高的季節，浮游動物出現的種類數也多，種類數的季節分布曲線與鹽度的季節變化曲線比較吻合。此外，種類數與鹽度的平面分布規律也比較一致。本文結果與其基本一致。

溫度是影響浮游動物分布的一個重要因素（Dauvin，2002；Gouveia et al，1999；Sommer，1989；黃加祺等，1991，2000）。通常認為浮游動物的許多種類在12～17℃生長良好，在最適溫度條件下會大量繁殖，溫度較低或較高都會限制浮游動物的生長（徐兆禮等，1989）。本研究表明，2008年8月底層溫度與種類數呈顯著負相關，與多樣性指數呈負相關；2007年5月底層溫度與多樣性指數呈負相關（見表3）。從溫度變化看，溫度分布由河口近岸向口外近海水域降低。而浮游動物種類數分布格局呈近岸向外海遞增趨勢（圖3），浮游動物生物量分布是外海大于近岸（圖2）。

陳洪舉等（2009） 對2006年夏季長江口及其鄰近水域浮游動物的群落結構研究表明，在單因子分析中，浮游動物豐度與底層溫度的相關系數為0.308，與表層溫度的相關系數為0.251。浮游動物分布與溫度呈正相關。這一結果與本研究的結果有較大不同，這可能與研究的季節不一致有關。另外更重要的是本研究的區域更靠近長江河口區域，包括了種類較少但溫度偏高的長江口河口水域，以及大部分咸淡交錯水域。

4 結論

（1） 調查水域浮游動物生物量值8月份大于5月份生物量，分布格局呈近岸向外海遞增趨勢。

（2） 在河口水域及咸淡交錯水域，5月的主要優勢種為蟲肢歪水蚤和真刺唇角水蚤，8月主要優勢種為背針胸刺水蚤和太平洋紡錘水蚤。

（3） 調查水域浮游動物種類數和多樣性指數分布格局呈近岸向外海遞增趨勢，種類數的多少是決定調查水域大多數站位H′高低的主要因素。

（4） 鹽度、溫度及主要優勢種中華哲水蚤是影響長江口浮游動物分布的重要因子。

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