廣西白龍半島鄰近海域污損生物群落結構分析

田偉，徐兆禮*

(1. 中國水產科學研究院 東海水產研究所，上海 200090)

廣西白龍半島鄰近海域污損生物群落結構分析

田偉1，徐兆禮1*

(1. 中國水產科學研究院 東海水產研究所，上海 200090)

2011年12月-2012年11月，在廣西白龍半島鄰近海域進行周年污損生物掛板試驗，共記錄到污損生物60種，以亞熱帶暖水種為主，其中優勢種類有河蜾蠃蜚Corophiumacherusicum、鉤蝦Gammarussp.、網紋藤壺Amphibalanusreticulatus、翡翠貽貝Pernaviridis、華美盤管蟲Hydroideselegans、太平洋側花海葵Anthopleuranigrescens、冠瘤海鞘Styelacanopus、凸殼肌蛤Musculussenhousia和多齒圍沙蠶Perinereisnuntia。全年均有生物附著，四季平均附著密度和附著濕質量分別為45 136個/m2和4 246.03 g/m2，其中以秋季附著密度最高，達到153 514個/m2，春季附著濕質量最大，為9 418.42 g/m2。污損生物群落Shannon-Wiener多樣性指數(H′)、Pielou均勻度指數(J)和Margalef物種豐富度指數(d)均以夏季最高，冬季最低。豐度/生物量比較法結果表明，冬季、秋季、下半年和周年板上的污損生物群落結構不夠穩定。

白龍半島；污損生物；生物多樣性；群落結構

1 引言

海洋污損生物是指附著或固定在船舶、浮標和一切人工設施固體表面上，對人類經濟活動產生危害的一切動、植物和微生物的總稱[1]。隨著沿海經濟的高速發展，船舶、碼頭樁柱、海洋能源類項目取排水冷卻系統管道、養殖網箱等各種人工設施日漸增多，污損生物長期附著在這些設施上，能增加負荷，堵塞管道，腐蝕、破壞和減少儀器設備壽命等，對人類經濟活動產生嚴重的危害[2—3]，已引起了國內外的廣泛關注。目前，國內外已對沿海污損生物進行了大量報道[4—9]，并對污損生物的附著機理與防除技術進行了不少研究[10—15]。

白龍半島位于我國廣西西南部，其鄰近海域位于南海北部灣，屬于典型的熱帶-亞熱帶季風氣候，該海域四季雨水充沛，年均氣溫22.3℃；西有北侖河淡水注入，南受到高溫高鹽水影響，年均水溫、鹽度分別為21.8℃和29.6℃。該海域是我國重要的養殖區，養殖品種有珍珠貝、眼斑擬石首魚和近江牡蠣等。

目前，關于白龍半島鄰近海域的生態研究甚少，主要集中在北侖河口國家級海洋自然保護區[16—17]，而針對該海域污損生物的研究僅見李恒翔等[18]在2010年的報道，這對于目前沿海高速發展的經濟趨勢來說是遠遠不夠的。因此對該海域污損生物群落結構的生態研究，不僅能豐富我國沿海污損生物的研究資料，更能為沿海污損生物的防除提供理論依據，從而為沿海工程設施、儀器設備，海水養殖活動等提供更好的保護。

2 材料和方法

2.1 調查時間和站位布設

于2011年12月至2012年11月在白龍半島附近海區設置兩個站位進行污損生物的掛板試驗，經緯度分別為108°12′52.16″E，21°29′26.05″N和108°14′11.98″E，21°29′36.66″N(圖1)，其中2011年12月-2012年2月、3-5月、6-8月和9-11月分別為冬、春、夏和秋季掛板調查，2011年12月-2012年5月和6-11月分別為上半年和下半年掛板調查。

圖1 白龍半島鄰近海域污損生物掛板試驗點Fig. 1 Map of the study area off Bailong Peninsula with sampling sites indicated

2.2 材料和方法

采用厚度為3 mm的棕色環氧酚醛層壓板進行調查，季板、半年板和周年板規格分別為80 mm×145 mm、80 mm×150 mm、80 mm×150 mm。每組掛板分表、底層，每塊掛板正中鉆兩個相距50 mm，孔徑7 mm的穿板孔，試板面與海面垂直，其中表層試板離水面0.5 m，底層試板距水面3 m，用尼龍繩固定在人工浮筏上。掛板的換取，樣品的收集、測量、固定以及鑒定等工作均按照《海洋調查規范》[19]進行。

2.3 數據處理

采用Shannon-Wiener多樣性指數(H′)、Peilou均勻度指數(J)、Margalef物種豐富度指數(d)和Simpson物種優勢度指數(D)對污損生物群落多樣性進行分析[20—21]，計算公式為：

(1)

(2)

(3)

(4)

式中，N為樣品中所有種類的總個體數，S為樣品中的種類數，Pi為第i種的個體數與樣品中的總個體數的比值，即ni/N。

采用豐度/生物量比較法[22](ABC曲線)對群落結構穩定性進行分析，以上指數的計算以及繪圖采用Primer5.0軟件完成，其他數據的處理用excel完成，站位圖用Surfer8.0完成。

3 結果

3.1 種類組成

本次調查共鑒定出污損生物14門60種，其中軟體動物和多毛類占優勢，分別有17種和12種，二者幾乎占總種類數的一半。其他還有藻類7種，甲殼動物5種，苔蘚動物4種，腔腸動物、星蟲動物和海鞘類各3種，棘皮動物和扁形動物各2種，海綿動物和紐形動物各1種(見表1)。群落優勢種有河蜾蠃蜚Corophiumacherusicum、鉤蝦Gammarussp.、網紋藤壺Amphibalanusreticulatus、翡翠貽貝Pernaviridis、華美盤管蟲Hydroideselegans、太平洋側花?？鸄nthopleuranigrescens、冠瘤海鞘Styelacanopus、凸殼肌蛤Musculussenhousia和多齒圍沙蠶Perinereisnuntia。

3.2 附著季節

圖2顯示了白龍半島主要污損生物不同季節的附著情況，各季節均有生物附著，但附著強度有明顯的差異。冬季附著強度最低，夏季附著強度最高。網紋藤壺各季均有出現，附著盛期出現在夏季和秋季，附著密度分別為4 014個/m2和4 908個/m2；河蜾蠃蜚除了春季無出現，各季均有附著，秋季附著密度達到94 062個/m2；鉤蝦與河蜾蠃蜚有同樣的季節變化趨勢，秋季附著密度達到54 030個/m2；翡翠貽貝附著盛期出現在春季，附著密度達到5 323個/m2；華美盤管蟲、太平洋側花海葵、冠瘤海鞘、凸殼肌蛤和多齒圍沙蠶附著盛期均出現在夏季，冬季均無出現。從上、下半年的附著情況來看，下半年的附著強度明顯高于上半年。由此看出，白龍半島鄰近海域主要污損生物多喜好高溫的季節。

表1 白龍半島鄰近海域污損生物種名錄

圖2 白龍半島鄰近海域污損生物主要種類的附著季節Fig.2 Seasonal occurrence of dominant biofouling organism (including epibiota and motile invertebrates) off the Bailong Peninsula

3.3 數量組成及其季節變化

白龍半島鄰近海域污損生物群落附著量季節差異明顯。各季出現種類數由多到少依次為：夏季(28種)、春季(18種)、秋季(14種)、冬季(9種)；季板平均附著密度和附著濕質量分別為45 136個/m2和4 246.03 g/m2，附著密度由高到低依次為：秋季、夏季、春季、冬季，秋季出現大量的河蜾蠃蜚和鉤蝦，附著密度遠高于其他季節。附著濕質量由高到低依次為：春季、夏季、秋季、冬季，除了春季出現大量大個體的翡翠貽貝對生物量貢獻很大外，其他季節濕質量主要貢獻者均為網紋藤壺，海鞘類在夏季對生物量的貢獻居第二。下半年附著強度遠高于上半年，主要與鉤蝦類的大量出現有關。春季板、夏季板、下半年板和周年板覆蓋面積為100.0%。春季由于翡翠貽貝個體大，平均覆蓋厚度最高為9.69 mm，下半年板和周年板平均覆蓋厚度均超過10.00 mm。結果列入表2。

表2 白龍半島鄰近海域污損生物的數量組成

續表2

3.4 群落物種多樣性指數

白龍半島鄰近海域污損生物季板上物種多樣性指數H′值平均為1.66，夏季明顯大于其他三季，達到2.88，冬季最低，上半年高于下半年，周年板僅為1.22；均勻度指數J值四季平均為0.43，夏季最高為0.64，冬季最低，上半年高于下半年，周年板僅為0.24；豐度指數d值四季平均為0.95，夏季最高為1.61，冬季最低，上半年高于下半年，周年為1.75；優勢度指數D值四季平均為0.46，冬季最高為0.72，夏季最低，下半年高于上半年，周年為0.52。多樣性指數H′、均勻度指數J、豐度指數d由高到低依次為：夏季、春季、秋季、冬季，上半年高于下半年，而優勢度指數D則相反。結果列于表3。

表3 白龍半島鄰近海域污損生物群落多樣性

圖3 白龍半島鄰近海域污損生物豐度/生物量復合k-優勢度曲線Fig.3 ABC curves of fouling assembles off Bailong Peninsula

3.5 群落結構穩定性

用豐度/生物量比較法(ABC曲線)對白龍半島臨近海域污損生物群落穩定性進行分析，如圖3所示，冬季(Ⅰ)、秋季(Ⅳ)、下半年(Ⅵ)豐度生物量復合k-優勢度曲線出現交叉，周年板(Ⅶ)則出現翻轉，而春季(Ⅱ)、夏季(Ⅲ)和上半年(Ⅴ)則未出現交叉、翻轉情況，生物量優勢度曲線始終在豐度之上，表明冬季、秋季、下半年和周年板上污損生物群落結構不穩定，而春季、夏季和上半年板相對比較穩定。

4 討論

白龍半島鄰近海域位于北部灣北部，屬于典型的亞熱帶海區，因此本次調查污損生物種類主要以亞熱帶暖水種為主。污損生物群落與南海沿岸港灣比較，種類組成及優勢種與大鵬灣[23]、大亞灣[24]、汕頭港[25]、深圳灣[26]、碣石灣[27]和湛江港[28]比較類似，不同于珠江口[29]，主要優勢種有網紋藤壺、華美盤管蟲等，附著濕質量低于湛江港，高于其他港灣。另外與李恒翔等[18]2006年在此海區的調查比較，本次調查群落還是以亞熱帶暖水種為主，未出現茗荷、鐘巨藤壺和刺巨藤壺等外海種類，但種類組成有所差異，本次調查主要種類組成以軟體動物(17種)和多毛類(12種)為主，而2006年調查則以苔蘚動物(13種)和多毛類(15種)為主，數量組成也發生了較大的變化，平均濕質量相差不大，還是以網紋藤壺、翡翠貽貝和海鞘類等大個體為主，但出現大量的小個體的鉤蝦類，這與東山灣[30]調查比較類似，使得冬季、秋季、下半年和周年板上附著密度遠高于2006年調查，這可能與目前沿海飛速發展的經濟活動與人類高強度的捕撈、養殖等海上活動有關，白龍半島鄰近海域是我國重要的養殖區域，目前，對于引進品種眼斑擬石首魚(俗稱美國紅魚)的養殖規模甚大，養殖過程中的大量投餌可能是導致鉤蝦類暴發的直接原因。

從表3可以看出，白龍半島鄰近海域污損生物群落結構夏季多樣性指數、均勻度和豐度指數最高，春季次之，秋季和冬季較低，上半年高于下半年，周年板均較低，這與圖3反應出來的群落結構穩定性一致，夏季、春季和上半年群落結構較穩定，而冬季、秋季、下半年和周年板群落結構穩定性較差。這主要與冬季水溫較低，群落結構種類少，數量主要以小個體的鉤蝦類為主，秋季、下半年和周年板鉤蝦類大量增殖，

附著密度均高達10.00×104個/m2以上，這嚴重破壞了群落種類間的平衡，因為小個體的鉤蝦類屬于r-對策者，很容易受到環境影響而發生變動，使得群落結構極其不穩定；而春季、夏季和上半年板上則污損生物種類多，主要以較大個體的翡翠貽貝、網紋藤壺和海鞘類為主，數量分布相對比較均勻，群落相對比較穩定。

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The study on community structure of marine fouling in the waters off Bailong Peninsula，Guangxi

Tian Wei1，Xu Zhaoli1

(1.EastChinaSeaFisheriesResearchInstitute，ChineseAcademyofFisherySciences，Shanghai200090，China)

An annual panel investigation on marine fouling organisms in the waters off Bailong Peninsula was conducted from December 2011 to November 2012. A total of 60 species were identified and the dominant species wereCorophiumacherusicum，Gammarussp.，Amphibalanusreticulates，Pernaviridis，Hydroideselegans，Anthopleuranigrescens，Styelacanopus，Musculussenhousia，Perinereisnuntia. The fouling organisms were mainly composed of subtropical and warm water affinities and the settlements occurred through the year，the average abundance and biomass on the seasonal test panel were 45 136 ind/m2and 4 246.03 g/m2. The highest seasonal abundance and biomass were 153 514 ind/m2in autumn and 9 418.42 g/m2in spring. The Shannon-Wiener index，Pielou’s evenness index and Margalef species richness of the community structure of fouling organisms on seasonal test panels were the highest in summer and lowest in winter. The results of ABC showed that community structures of fouling organisms on winter，autumn，second half year and annual test panels were not stable.

marine fouling; Bailong Peninsula; biodiversity; community structure

10.3969/j.issn.0253-4193.2015.04.013

2014-08-18；

2014-12-16。

海洋公益性行業科研專項經費項目(201305027-8)。

田偉(1987—)，男，湖南省常德市人，研究實習員，主要從事海洋生物生態研究。E-mail：tianwei_19870211@163.com

*通信作者：徐兆禮，研究員, 主要從事海洋生物生態研究。E-mail：xiaomin@sh163.net

X171

A

0253-4193(2015)04-0120-08

田偉，徐兆禮. 廣西白龍半島鄰近海域污損生物群落結構分析[J]. 海洋學報，2015，37(6)：120—127，

Tian Wei, Xu Zhaoli. The study on community structure of marine fouling in the water of Bailong Peninsula, Guangxi[J]. Haiyang Xuebao，2015，37(6)：120—127，doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2015.04.013