天津港臨港工業區附近海域中小型浮游動物群落結構

張達娟，孫延斌，畢相東，戴 偉，張樹林

( 1.天津農學院 水產學院，天津 300384； 2 天津市水產生態及養殖重點實驗室，天津 300384 )

天津港臨港工業區附近海域中小型浮游動物群落結構

張達娟1,2，孫延斌1，畢相東1,2，戴 偉1,2，張樹林1,2

( 1.天津農學院 水產學院，天津 300384； 2 天津市水產生態及養殖重點實驗室，天津 300384 )

為了解天津港臨港工業區附近海域中小型浮游動物的現狀，于2014年4月至11月對該海域進行了5個航次調查，用淺水Ⅱ型浮游生物網采集了浮游動物樣品，分析了中小型浮游動物的種類組成、豐度變化、生物多樣性及群落結構。本次調查共鑒定浮游動物29種，主要優勢種為夜光蟲、多毛類幼蟲、雙刺紡錘水蚤、異體住囊蟲等；浮游動物的豐度為110.89～2236.90個/m3；中小型浮游動物的多樣性指數、均勻度指數和豐富度指數變化分別為0.4764～1.5732、0.1949～0.6086和0.6709～0.9158。水質生物學評價指標顯示，調查海域的水質處于中度重污染或嚴重污染水平。

臨港工業區；中小型浮游動物；群落結構

天津港是我國最大的人工海港，位于渤海灣中部腹地，東南部為渤海中央海盆，具有典型的半封閉海港特征，洋流不明顯，水體循環不暢。自20世紀70年代末以來，隨著港口建設、石油開發、工農業排污及養殖自身污染的加劇，致使港口附近海域生物資源與環境遭到極大破壞，同時改變了天津港附近海域的流場和水動力條件，海洋浮游動物群落結構發生了變化[1-2]。

浮游動物是海洋的次級生產者，是海洋生態系統中物質循環和能量流動的樞紐，對保持生態平衡、組成食物鏈(網)和調節水體的自凈能力均起著重要作用，其種類組成、數量分布以及群落結構變動又是評估水域環境變化的重要指標之一[3]。有關天津附近海域浮游動物群落結構的研究較多[1-2,4-6]，但涉及到中小型浮游動物的研究卻較少。王榮等指出，中小型橈足類在維持海洋生態系統平衡方面起著重要作用，而且其高密度區主要出現在渤海灣、萊州灣和遼東灣，其中以渤海灣和萊州灣較高，這正是該海域成為許多經濟魚類產卵場和育幼場的主要原因[7]。本研究通過5個航次的調查，對天津港這一敏感海域的中小型浮游動物種類組成、優勢種、豐度及群落結構進行調查和研究，可以更為深入地了解該海域的生態環境條件，為其生態修復提供參考。

1 研究方法

1.1 調查時間與區域

調查于2014年春季4月、夏季的6月和8月、秋季的9月和11月進行，調查區域位于天津港附近海域，范圍為東經117.858°～117.904°，北緯38.908°～38.941°，共設8個站位(圖1)。

1.2 樣品采集及處理方法

浮游動物樣品采集和室內分析均按照GB 17378-2007 《海洋監測規范》[8]執行。用Ⅱ型(網口直徑31.6 cm，網口面積0.08 m2，網長140 cm，網目孔徑160 μm)浮游生物網自底層至表層垂直拖網采集。樣品經5%福爾馬林溶液固定，在實驗室內進行分類鑒定和計數。

圖1 采樣站位圖

1.3 評價方法

選用物種優勢度判斷群落的優勢種[9]，物種多樣性指數、物種豐富度指數、單純度指數、均勻度指數[10]和物種更替率[11]來研究浮游動物群落結構，具體計算公式如下：

優勢度Y=(ni/N)×fi

式中，ni為第i種的豐度，fi是該種在各站點中出現的頻率，N為樣方總豐度；Pi為第i種的豐度與該樣方總豐度之比值，S為種類數；a、b分別為相鄰月份的物種數，c為相鄰月份的共同物種數。優勢度Y≥0.02判定為優勢種。

2 結 果

2.1 浮游動物種類組成、優勢種及物種更替率

本次調查共鑒定浮游動物29種(屬)(表1)，包括原生動物類7種(屬)、輪蟲類2種、腔腸類1種、橈足類9種(屬)、毛顎類1種、被囊類1種、浮游幼蟲8種。春季共鑒定17種(屬)、夏季共鑒定20種(屬)，秋季共鑒定18種(屬)。主要有鐘狀網紋蟲(Faellacampanula)、小擬哲水蚤(Paracalcusparvus)、雙刺紡錘水蚤(Acartiabifilosa)、錫蘭和平水母(Eireneceylonensis)、異體住囊蟲(Oikopleuradioica)、多毛類幼蟲、橈足幼體、蔓足類無節幼體等種類。

表1 調查海域中小型浮游動物種類組成及豐度(>1個/m3) 個/m3

天津港臨港工業區附近海域浮游動物優勢種主要包括夜光蟲、雙刺紡錘水蚤、異體住囊蟲、多毛類幼蟲等，其優勢度見表2。夜光蟲為每次調查的主要優勢種，其豐度分別占各采樣月份的18.82%、6.20%、86.70%、84.18%和97.29%。

表2 調查海域中小型浮游動物優勢種及優勢度

臨港工業區附近海域中小型浮游動物各季節物種更替率計算結果如下：4—6月4.54%、6—8月5.00%、8—9月5.00%、9—11月5.56%、11—4月4.35%。其中9—11月物種更替率最大，說明9月到11月期間浮游動物物種交替最明顯，4—6月物種更替率最小，說明4月到6月間的物種交替不明顯。

2.2 浮游動物的主要群落結構指標

2.2.1 浮游動物的多樣性指數

天津港臨港工業區附近海域中小型浮游動物各月份平均多樣性指數見表3。由表3可見，4月份多樣性指數最高，11月份最低，調查海域各月份多樣性指數呈現4月>6月>9月>8月>11月的變化趨勢。8個站位中小型浮游動物各季節平均多樣性指數見表4。由表4可見，多樣性指數在0.4533～2.1264范圍內變化，以7#站位的平均多樣性指數最低，為0.7973；以6#站位的平均多樣性指數最高，為1.5909。2#、3#、4#、5#、6#、7#站位多樣性指數變化類型基本相同，為春季>夏季>秋季；1#站位夏季>春季>秋季；8#站位夏季>秋季>春季。

表3 調查海域中小型浮游動物主要群落指標

表4 調查海域中小型浮游動物平均多樣性指數

水質生物學評價指標見表5。多樣性指數<1時水質為重度污染，1<多樣性指數<2時水質為中度重污染。據此，11月調查海域海水質量處于嚴重污染水平，其他調查月份均為中度重污染水平。

表5 水質生物學評價指標[12]

2.2.2 浮游動物的均勻度指數

調查海域中小型浮游動物的均勻度指數見表3，其變化范圍為0.1949～0.6086，最高值和最低值分別出現在4月和11月，其變化趨勢與多樣性指數的變化相同，即4月>6月>9月>8月>11月。各站位平均均勻度指數變化見表6。由表6可見，2#、3#、4#、5#、6#站位春季>夏季>秋季，1#站位夏季>春季>秋季，7#站位春季>秋季>夏季，8#站位夏季>秋季>春季。

表6 調查海域中小型浮游動物平均均勻度指數

2.2.3 浮游動物的豐富度指數

天津港臨港工業區附近海域中小型浮游動物的豐富度指數見表3。其最低和最高豐富度指數分別出現在11月和4月，其變化趨勢為4月>6月>8月>9月>11月，與物種多樣性和均勻度指數相似。各站位各季節的平均豐富度指數變化見表7。由表7可見，1#和6#站位平均豐富度指數大于1，7#站位平均豐富度指數最低，為0.6160。1#、2#、6#、8#站位春季>夏季>秋季，3#、7#站位夏季>秋季>春季，4#站位春季>秋季>夏季，5#站位夏季>春季>秋季。

2.2.4 浮游動物的單純度指數

調查海域中小型浮游動物單純度指數見表3。其最高值出現在11月，為0.8560，最低值出現在4月，為0.4632，呈現11月>8月>9月>6月>4月的趨勢，與上述幾個群落結構指標的變化趨勢相反。各站位的單純度指數變化類型見表8。2#站位的平均單純度指數最高，為1.0174，1#、2#、4#、5#、6#、8#站位春季>秋季>夏季，3站位秋季>夏季>春季，7#站位夏季>秋季>春季。

表7 調查海域中小型浮游動物平均豐富度指數

表8 調查海域中小型浮游動物平均單純度指數

3 討 論

3.1 天津港臨港工業區附近海域中小型浮游動物的種類組成

中小型浮游動物在海洋生態系統中具有重要的作用，但由于一些歷史因素，我國在海洋調查中對中小型浮游動物的關注度較低[7,13]。隨著海洋生態學研究的深入，中小型浮游動物受到越來越多的關注[14-16]。畢洪生等[4]對1958年全國海洋普查時中小型浮游動物樣本進行重新鑒定分析后發現，渤海灣中小型浮游動物共104種。全國海洋普查研究范圍包括本研究調查海域，與之相比，本研究結果浮游動物種類數明顯低于全國海洋普查的結果。分析原因有二：其一是本次調查海域面積較小，且位于港口近岸，取樣不能涵蓋所有種類，結果可能偏小；其二是圍填海工程等人類活動以及陸源污染的排入引起海洋生態環境發生變化，浮游動物種類數減少。本次調查的主要優勢種為夜光蟲，11月僅夜光蟲1種優勢種，其優勢度高達0.9729。據監測發現[15]，夜光蟲也是黃河口附近海域的主要優勢種。夜光蟲是典型的近岸廣布種類，多出現在河口附近海域[17]，其數量多寡可以作為監測水質污染程度的一種依據[18-19]，在天津港附近海域出現大量的夜光蟲，說明監測海域水質呈現一定的污染狀態。此外，調查海域優勢種還包括雙刺紡錘水蚤、異體住囊蟲、橈足幼體、面盤幼蟲和晶囊輪蟲等，與渤海中南部及黃海北部海域中小型浮游動物的主要優勢種差異較大[20]，呈現著一定的近岸低鹽特性。調查海域恰好為海河入海口，大量淡水入海，使其附近海域海水鹽度較低，導致適應低鹽的浮游動物大量繁殖。

調查海域各月份中小型浮游動物總豐度為42.52～297.54個/m3(不包括夜光蟲)，明顯低于渤海中南部海域[4, 20]和黃河口附近海域[15]。資料顯示天津港附近海域大型浮游動物的豐度和生物量也明顯低于歷史同期水平，群落結構發生變化[1]。表明天津港附近海域由于船只進出頻繁，人類活動和陸源污染相對較多，海洋生態系統已經明顯受到影響。

3.2 天津港臨港工業區附近海域中小型浮游動物的群落結構

生物多樣性指數、均勻度指數和豐富度指數是衡量群落規模的重要指標，種類越多，個體數量分布越均勻，上述各指數越大，反映生物的組成越穩定，空間異質性越高[21-22]。本研究中，物種多樣性指數、均勻度指數和豐富度指數呈現4月>6月>9月、8月>11月，基本符合我國北方近海浮游動物群落結構的變化特點。

水環境決定生物種群或群落結構特征，反之，生物個體、種群或群落的變化，也可以客觀地反映出水質的變化。水質生物學評價指標顯示，調查海域水質處于中度重污染或嚴重污染水平。資料顯示，2005年天津近岸海水中活性磷酸鹽和無機氮含量比1983年分別增加了1737%和1976%[23]、且已受到油類和重金屬汞的污染[24]，水質狀況已經惡化。表明天津港附近海域海水水質污染嚴重，這與水產養殖、船只進出、港口建設等人類活動有著密切的關系。

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CommunityStructureofMicrozooplanktoninIndustrialEstateWatersinTianjinHarbour

ZHANG Dajuan1,2, SUN Yanbin1, BI Xiangdong1,2, DAI Wei1,2, ZHANG Shulin1,2

( 1. College of Fisheries, Tianjin Agriculture University， Tianjin 300384, China; 2. Tianjin Key Laboratory of Aqua-Ecology and Aquaculture, Tianjin 300384, China )

The species composition, abundance, diversity and community structure of microzooplankton in the industrial estate water in Tianjin Harbour was studied by survey using a shallow water style planknton net from April to November in 2014 in order to investigate the current situation of meso- and micro-zooplankton in the industrial estate water in Tianjin Harbour. A total of 29 zooplankton species were found, with the main dominant species/taxa ofNoctilucascintillans, Polychaeta larva,AcartiabifilosaandOikopleuradioica. The abundance of meso- and micro-zooplankton was ranged from 110.89 ind/m3to 2236.90 ind/m3, with Shannon-Weaver Index of 0.4764—1.5732, Pielou Evenness Index of 0.1949—0.6086 and Margalef Index of 0.6709—0.9158, indicating that the water quality in the survey area was within medium and heavily polluted.

Industrial estate; microplankton; community structure

S932.2

A

1003-1111(2016)04-0431-05

10.16378/j.cnki.1003-1111.2016.04.021

2015-07-03；

2015-10-15.

農業部水生生物資源養護項目(2014105305)；天津市農業科技成果轉化資金項目(14ZXNZNC00049)；天津市高等學校創新團隊基金項目(TD12-5018)；天津農學院科技發展基金資助項目(2014N12).

張達娟 (1981-)，女，實驗師，博士；研究方向：水域生態學.E-mail:dajuanzhang@163.com.通訊作者：張樹林(1963-)，男，教授：研究方向：水域生態學及水產養殖學.E-mail:shulin63@sina.com.