王曉波,江河,李伯康,韓慶喜
(1.國(guó)家海洋局寧波海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,浙江 寧波 315040;2.寧波大學(xué) 海洋學(xué)院,浙江 寧波 315211)
浙江漁山列島海域大型底棲動(dòng)物群落組成和結(jié)構(gòu)研究
王曉波1,江河1,李伯康1,韓慶喜2
(1.國(guó)家海洋局寧波海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,浙江 寧波 315040;2.寧波大學(xué) 海洋學(xué)院,浙江 寧波 315211)
根據(jù)2010年8月至2014年8月對(duì)浙江漁山列島附近海域6個(gè)站位的大型底棲動(dòng)物調(diào)查,分析了漁山列島附近海域大型底棲動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)特征,包括群落物種組成、優(yōu)勢(shì)種、豐度、生物量、群落的時(shí)空變化等,分析了大型底棲動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu),并使用AMBI和M-AMBI對(duì)大型底棲動(dòng)物群落和環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果表明:本次調(diào)查共鑒定出大型底棲動(dòng)物60種,其中多毛類(lèi)動(dòng)物25種,軟體動(dòng)物13種,甲殼動(dòng)物9種,棘皮動(dòng)物4種,魚(yú)類(lèi)6種,其它動(dòng)物3種(包括紐蟲(chóng)2種和扁形動(dòng)物1種)。多毛類(lèi)動(dòng)物是該研究海域大型底棲動(dòng)物群落的主要成分,占據(jù)了群落總種數(shù)的41.67%。在5個(gè)調(diào)查年份中,共出現(xiàn)了17種優(yōu)勢(shì)種,優(yōu)勢(shì)種年際變化很大,在5年內(nèi)多次出現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)種只有5種。在物種豐度方面,多毛類(lèi)仍然是群落豐度的主要貢獻(xiàn)者,但豐度的年際變化明顯,從7.07%到40.89%不等。魚(yú)類(lèi)在生物量方面的重要性最高,主要是紅狼牙鰕虎魚(yú)Odontamblyopus rubicundus的多次出現(xiàn)所致。在環(huán)境因子中,懸浮物和鹽度被證明是該海域?qū)Υ笮偷讞珓?dòng)物群落影響最大的環(huán)境因子,這與該海域較高的懸浮物含量以及多變的鹽度密切相關(guān);在AMBI和M-AMBI進(jìn)行的生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)顯示,該海域多數(shù)站位的生態(tài)質(zhì)量狀況較好,處于輕度擾動(dòng)的影響之下,這些擾動(dòng)來(lái)源于環(huán)境和底質(zhì)狀況不穩(wěn)定引發(fā)的自然擾動(dòng)而非人為污染。
大型底棲動(dòng)物;漁山列島;群落組成;群落結(jié)構(gòu);AMBI和M-AMBI;生態(tài)質(zhì)量
漁山列島位于浙江省寧波象山半島東南35 km,三門(mén)灣以東50余km,是多種流系的交匯之處,地處浙江近海上升流的核心部位,又受黑潮的分支對(duì)馬暖流以及東海沿岸流的影響(張澤凌等,2014),還有豐富的內(nèi)陸徑流,包括長(zhǎng)江沖淡水以及錢(qián)塘江等內(nèi)陸徑流輸入,溫鹽多變、營(yíng)養(yǎng)鹽豐富,加之星羅棋布的島礁和縱橫交錯(cuò)的水道所造就的豐富多樣的棲息環(huán)境,為各種海洋生物的洄游、索餌、棲息、繁殖創(chuàng)造了良好的生態(tài)環(huán)境。鑒于該海域豐富的物種資源和生態(tài)價(jià)值,漁山列島附近海域(122° 15'E,28°53'N)于2008年被列為國(guó)家級(jí)海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)(王騰飛等,2013)。
大型底棲動(dòng)物作為海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分以及次級(jí)生產(chǎn)力的主要貢獻(xiàn)者,在底棲生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起著重要作用(Herman et al,1999;沈國(guó)英等,2002)。大型底棲動(dòng)物通常具有較長(zhǎng)的壽命和有限的運(yùn)動(dòng)能力,因而其群落組成和結(jié)構(gòu)能夠反應(yīng)自然或人為擾動(dòng)對(duì)海洋環(huán)境變化的綜合影響 (Borja et al,2000;Simboura et al,2002;Belan,2003;Dauvin et al,2007;Weise et al,2009)。因此,是監(jiān)測(cè)海岸帶環(huán)境的良好的指示生物 (Pearson et al,1978;Gesteira et al,2003),并被廣泛應(yīng)用于海洋環(huán)境擾動(dòng)的監(jiān)測(cè)以及海洋生態(tài)質(zhì)量的評(píng)估(Shin et al,2004;Gaudêncio et al,2007;Han et al,2013)。
盡管漁山列島自新中國(guó)解放后就進(jìn)行了一系列的大型或?qū)m?xiàng)調(diào)查,如“全國(guó)海洋綜合調(diào)查”(1958-1960)、沿海主要島嶼調(diào)查(1974-1976)、寧波市海島資源綜合調(diào)查(1988-1992)、東海區(qū)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)(1983-2005)等多次海洋調(diào)查,但仍缺乏專(zhuān)門(mén)的大型底棲動(dòng)物研究報(bào)道,可公開(kāi)查詢(xún)的施慧雄等(2010)、焦海峰等(2011a,2011b,2011c,2011d)對(duì)于漁山列島潮間帶大型底棲動(dòng)物的研究報(bào)道,而對(duì)于該海域的專(zhuān)門(mén)的海底大型底棲動(dòng)物群落的研究則未見(jiàn)報(bào)道。有鑒于此,本研究選取漁山列島附近海域的大型底棲動(dòng)物群落為研究對(duì)象,進(jìn)行了為期5 a的年度調(diào)查,通過(guò)年際變化的比較以及與環(huán)境條件的耦合,試圖發(fā)現(xiàn)其群落演化和生態(tài)變遷規(guī)律,并利用水環(huán)境中比較流行的生物指數(shù)AMBI和M-AMBI進(jìn)行了該海域的生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià),為漁山列島附近海域海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供理論基礎(chǔ),為海洋特別保護(hù)區(qū)內(nèi)資源的合理有序利用提供科學(xué)依據(jù)。
1.1研究區(qū)域簡(jiǎn)介
本研究的采樣海域位于浙江省沿海中部的漁山列島附近,隸屬于寧波市象山縣石浦鎮(zhèn)。漁山列島東側(cè)的伏虎礁是我國(guó)領(lǐng)海基線(xiàn)的基點(diǎn)島之一,地理位置十分重要。另外,由于遠(yuǎn)離大陸,受陸源排污和人類(lèi)活動(dòng)的影響較小,因此海洋環(huán)境質(zhì)量相對(duì)較好、生態(tài)系統(tǒng)受到的人為污染擾動(dòng)相對(duì)較少,漁業(yè)資源較豐富。本海域?yàn)檎?guī)半日淺海潮流區(qū),漲落潮流速冬天較夏天為大;波浪受季風(fēng)影響較大。冬季盛行偏北風(fēng),風(fēng)浪以偏北向?yàn)橹鳎募径嗥巷L(fēng),風(fēng)浪以偏南向?yàn)橹鳌O山列島的水溫變化主要取決于太陽(yáng)的輻射,其次是水系的影響,冬季受江浙沿岸流的影響,夏季則受臺(tái)灣暖流水邊緣的影響。冬季表層水溫在9℃左右;夏季表層水溫約28℃;而該海域的年度平均鹽度則為33左右。本次調(diào)查選擇了漁山列島附近的6個(gè)站位,進(jìn)行了為期5 a的連續(xù)野外調(diào)查采樣,調(diào)查站位地理位置如圖1所示。
1.2采樣方法
本次調(diào)查于2010-2014年間夏季(除2012年為7月采樣外,其他年份均為8月),進(jìn)行了為期5 a的連續(xù)野外大型底棲動(dòng)物樣品采集,包括6個(gè)站位:A(122°13′29″E、28°50′56″N)、B(122°14′55″E、28°51′42″N)、C(122°16′1″E、28°52′24″N)、D(122°15′21″E、28°53′12″N)、E(122°15′32″E、28°54′53″N)、F(122°17′12″E、28°55′33″N)。采集的生物樣品為大型底棲動(dòng)物,每站用取樣面積為0.1 m2的抓斗式采泥器重復(fù)成功取樣2次,采得泥樣用0.5 mm網(wǎng)目的篩網(wǎng)沖洗,獲得底棲動(dòng)物樣品用95%酒精固定保存。在實(shí)驗(yàn)室用1%的虎紅溶液對(duì)篩選所得的大型底棲動(dòng)物標(biāo)本和殘?jiān)M(jìn)行染色挑選,最后進(jìn)行鑒定、計(jì)數(shù)及稱(chēng)重。分類(lèi)計(jì)數(shù)后的標(biāo)本用精度為1 mg的電子天平稱(chēng)重,并換算求得各物種的優(yōu)勢(shì)度、豐度(ind·m-2)和生物量(g·m-2)。

圖1 2010-2014年漁山列島附近海域大型底棲動(dòng)物調(diào)查站位分布圖
1.3數(shù)據(jù)處理
在采集該海域的大型底棲動(dòng)物的同時(shí),也進(jìn)行了以下環(huán)境因子數(shù)據(jù)的采集和測(cè)定,包括底質(zhì)有機(jī)碳和硫化物、海水透明度、水溫、pH、鹽度、懸浮物、溶解氧、化學(xué)耗氧量、活性磷酸鹽、亞硝酸鹽-氮、硝酸鹽-氮、氨-氮、石油類(lèi)和葉綠素a等。
底棲動(dòng)物群落數(shù)據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)化后采用單因子和多因子統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行群落結(jié)構(gòu)分析。大型底棲動(dòng)物群落的生物特征包括豐度(A),物種數(shù)目(S),香農(nóng)威納指數(shù)(H′;log10),多樣性指數(shù)(d)和均勻度指數(shù)(J’)。
優(yōu)勢(shì)種的計(jì)算:優(yōu)勢(shì)種的定義在不同資料、文獻(xiàn)中有所區(qū)別,在應(yīng)用研究中,對(duì)優(yōu)勢(shì)種主要通過(guò)一系列量化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分,本文采用優(yōu)勢(shì)度Y(徐兆禮等,1989)作為劃分優(yōu)勢(shì)種的標(biāo)準(zhǔn)。大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)度計(jì)算公式為:
Y=(ni/N)×fi
式中,N為采泥樣品中所有種類(lèi)的總個(gè)體數(shù)目,ni為第i種的個(gè)體數(shù);fi為該種在各站位出現(xiàn)的頻率;當(dāng)物種優(yōu)勢(shì)度Y>0.02時(shí),該種即為優(yōu)勢(shì)種。
粒徑采用Mastersizer 2000型(馬爾文儀器有限公司,英國(guó))激光粒度儀測(cè)定,粒徑測(cè)量范圍為0.02~2 000 μm,相對(duì)誤差小于 1%。依據(jù)Gaudêncio等(1991)的粒徑分析標(biāo)準(zhǔn),按粒徑大小將測(cè)得的沉積物粒徑分為小于4 μm,4~16 μm和16~64 μm 3個(gè)等級(jí),分別代表黏土、細(xì)砂、粗砂。
總有機(jī)碳的測(cè)定采用了元素分析儀,先用稀釋的鹽酸酸化去除無(wú)機(jī)碳,再用MilliQ水洗凈酸液,最后采用元素分析儀進(jìn)行有機(jī)碳的測(cè)定,儀器為MICRO CUBE元素分析儀(德國(guó))。
數(shù)據(jù)分析主要利用各種數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析軟件,包括Microsoft excel 2010,PRIMER(Plymouth Routines in Multivariate Ecological Research)6.0,PASW Statistics 18.0以及AMBI 5.0軟件包等進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和作分布圖。運(yùn)用普利茅斯海洋實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的PRIMERTM 6.0軟件包,進(jìn)行群落組成及結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)分析,以研究分析物種豐度的時(shí)空變化。底棲豐度數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)平方根轉(zhuǎn)化之后,采用Bray-Curtis相似性矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)換,采用組平均排序和非度量多維測(cè)度進(jìn)行等級(jí)聚類(lèi)。采用AMBI 5.0軟件包(下載于www.azti.es)中的AZTI’s Marine Biotic Index(AMBI)和multivariate-AMBI(m-AMBI)分析底棲生態(tài)狀況(Borja et al,2005)。AMBI閥值如下:“無(wú)擾動(dòng)”,0.0~1.2;“輕微擾動(dòng)”,1.2~3.3;“中度擾動(dòng)”,3.3~5.0;“劇烈擾動(dòng)”,5.0~6.0和“極端擾動(dòng)”以及“無(wú)生命”。m-AMBI的質(zhì)量閥值如下:“高”>0.85;“良好”0.55~0.85;“中等”0.39~0.55;“差”0.20~0.39;和“惡劣”<0.20(Pinto et al,2009;AMBI 5.0)。利用PASW Statistics 18.0進(jìn)行群落豐度和環(huán)境因子的相關(guān)性分析。

表1 漁山列島附近海域各采樣站位的底質(zhì)粒徑分布百分比
2.1種類(lèi)組成及優(yōu)勢(shì)種
對(duì)漁山列島附近海域的表層沉積物進(jìn)行了粒度測(cè)定后發(fā)現(xiàn),該海域的表層沉積物以黏土和細(xì)砂為主,兩者占據(jù)了總粒度的成分的70%以上;其中A、E和F站位的黏土含量較高,達(dá)到了總含量的約46.65%~53.16%;而B(niǎo)、C和D站位的細(xì)砂含量較高,為46.70%~48.58%,同時(shí)粗砂含量也較前面3個(gè)站位略高。在為期5年的周期性調(diào)查中,共獲得淺海的大型底棲動(dòng)物標(biāo)本720號(hào),分屬60種,包括多毛類(lèi)動(dòng)物25種,甲殼動(dòng)物9種,軟體動(dòng)物13種,棘皮動(dòng)物4種,魚(yú)類(lèi)6種,其它動(dòng)物3種(包括紐蟲(chóng)2種、扁形動(dòng)物門(mén)1種)(見(jiàn)表2)。多毛類(lèi)動(dòng)物占據(jù)了研究區(qū)域大型底棲動(dòng)物群落的主要組成成分,占據(jù)整個(gè)大型底棲動(dòng)物群落總種數(shù)的41.67%,軟體動(dòng)物同樣也是該區(qū)域潮間帶大型底棲動(dòng)物群落的重要組成部分,它占據(jù)了群落總種數(shù)的21.67%;節(jié)肢動(dòng)物次之,占據(jù)了群落總種數(shù)的15.00%。從每年采樣所獲取的大型底棲動(dòng)物種數(shù)來(lái)看,2011年該區(qū)域的大型底棲動(dòng)物種數(shù)明顯要高于另外4年(單樣本T檢驗(yàn),P<0.01),這與該年度的多毛類(lèi)動(dòng)物遠(yuǎn)多于其它年度有關(guān)(單樣本T檢驗(yàn),P<0.01);在總種數(shù)方面,2010年也處于較高水平,僅次于2011年,這要?dú)w功于該年度采得的較豐富的軟體動(dòng)物有關(guān)(單樣本T檢驗(yàn),P<0.01)。

表2 2010-2014年漁山列島附近海域大型底棲動(dòng)物物種數(shù)分布
漁山列島附近海域出現(xiàn)的大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種共17種(見(jiàn)表3),包括8種多毛類(lèi),6種軟體動(dòng)物,2種棘皮動(dòng)物和1種紐蟲(chóng),但優(yōu)勢(shì)種的年際變化明顯,多數(shù)優(yōu)勢(shì)種僅在某一年度出現(xiàn),如:多毛類(lèi)動(dòng)物的扇櫛蟲(chóng)Amphicteis gunneri、中華內(nèi)卷齒蠶Aglaophamus sinensis,背蚓蟲(chóng)Notomastus latericeus和異足科索沙蠶Kuwaitaheteropoda,全部的軟體動(dòng)物的半褶織紋螺Nassarius sinarus、婆羅囊螺Retusa(Coelophysis)boenensis、薄云母蛤Yoldia similis,彩虹明櫻蛤Moerella iridescens以及經(jīng)氏殼蛞蝓Philine kinglipini;棘皮動(dòng)物的金氏真蛇尾Ophiura kinbergi。在2010-2014年間,多次作為優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)且成為5年內(nèi)的優(yōu)勢(shì)種的僅有5種,它們是雙形擬單指蟲(chóng) Cossura dimorpha,不倒翁蟲(chóng) Sternaspis scutata,圓筒原核螺Cylichna cylindracea,棘刺錨參Protankyra bidentata和紐蟲(chóng)Nemertinea,其中優(yōu)勢(shì)度最大的為雙形擬單指蟲(chóng),優(yōu)勢(shì)度達(dá)到了0.12。

表3 2010-2014年漁山列島附近海域大型底棲動(dòng)物主要優(yōu)勢(shì)種及其優(yōu)勢(shì)度
2.2大型底棲動(dòng)物的豐度與生物量

圖2 2010-2014年漁山列島海域大型底棲動(dòng)物豐度(ind·m-2)和生物量(g·m-2)年際變化圖
漁山列島附近海域的大型底棲動(dòng)物平均豐度值為120.00±39.41 ind·m-2,平均生物量為13.78± 4.58 g·m-2(如圖2所示)。多毛類(lèi)的豐度值在各年際間的變化并不顯著,豐度值較為穩(wěn)定,是該海域底棲動(dòng)物豐度值的主要貢獻(xiàn)者,占據(jù)了平均總豐度的46.11%;軟體動(dòng)物的重要性次之,占據(jù)了5 a總豐度的24.31%,但其豐度的年際變化明顯,最高可達(dá)年豐度貢獻(xiàn)量的40.89%,最低則為7.07%;魚(yú)類(lèi)和甲殼動(dòng)物在整個(gè)豐度的中的比重較小,分別占比為3.61%和2.50%。不同動(dòng)物類(lèi)群生物量的貢獻(xiàn)則與豐度有所不同,平均生物量以魚(yú)類(lèi)最高(占總生物量的32.73),棘皮動(dòng)物(23.39%)和軟體動(dòng)物(15.74%)的貢獻(xiàn)次之。這主要是由于各自類(lèi)群中的高生物量個(gè)體的貢獻(xiàn)所致,如魚(yú)類(lèi)的紅狼牙鰕虎魚(yú)Odontamblyopus rubicundus,其生物量占據(jù)了5年生物量的22.47%,棘皮動(dòng)物的金氏真蛇尾 Ophiura kinbergi和棘刺錨參 Protankyra bidentata,軟體動(dòng)物由于貝殼的存在,生物量相對(duì)較高,多毛類(lèi)和甲殼類(lèi)對(duì)總生物量的貢獻(xiàn)則相對(duì)有限,分別為12.08%和7.60%。
2.3群落結(jié)構(gòu)分析
將所得到的大型底棲動(dòng)物的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次方根轉(zhuǎn)化之后,轉(zhuǎn)化為Bray-Curtis矩陣,進(jìn)行Cluster聚類(lèi),結(jié)果表明,漁山列島海域的大型底棲動(dòng)物群落的相似性不高(如圖3所示),群落僅可在30%左右的相似性水平上分成7組,并且僅有2010年和2011年的群落具有較好的相似性;不同站位的群落結(jié)構(gòu)相似性也不高,聚類(lèi)也未能獲得較好的結(jié)果。隨后,通過(guò)對(duì)各采樣站位和各年份的大型底棲動(dòng)物群落進(jìn)行了SIMPER分析,結(jié)果也與以上結(jié)果相符,群落的平均相似性只有23.16%。對(duì)各采樣年份的SIMPER單因子分析顯示,漁山列島附近海域大型底棲動(dòng)物不同年份的群落平均相似性維持在較低的水平,2010年平均相似性最高,也僅43.87%,最低的2014年平均相似性?xún)H有22.92%。經(jīng)氏殼蛞蝓Philine kinglipini和不倒翁蟲(chóng)Sternaspis scutata是2010年群落相似性的主要貢獻(xiàn)者,貢獻(xiàn)值達(dá)52.55%;同時(shí),雙形擬單指蟲(chóng)Cossura dimorpha則是除2010年之外其余年份的群落相似性的重要貢獻(xiàn)者。各年間的群落不相似性很高,2011和2013年的群落平均不相似性為63.65%以及2013和2014年的平均不相似性為72.54%,其余3 a則在75%以上,2010年與2011年的兩年群落的平均不相似性甚至高達(dá) 95.56%。在對(duì)采樣站位的SIMPER分析結(jié)果顯示,各站位的相似性也較低,站位D的相似性最高,也僅有26.47%,最低的則只有站位F的12.73%;雙形擬單指蟲(chóng)仍是重要的貢獻(xiàn)者,在除A站以外的各站位作為主要的相似性貢獻(xiàn)種,其對(duì)相似性的貢獻(xiàn)率為21.60%~48.92%。
2.4大型底棲動(dòng)物群落與環(huán)境擾動(dòng)
將群落豐度數(shù)據(jù)與環(huán)境因子數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、轉(zhuǎn)化以及矩陣之后,應(yīng)用了BEST中的BIOENV(Biota and/or Environment matching)分析,控制影響因子在5個(gè)之內(nèi),結(jié)果顯示透明度對(duì)群落豐度的影響最大,其相關(guān)性最大,鹽度的重要性略遜。
在大型底棲動(dòng)物群落物種豐度數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,采用軟件包AMBI(版本:5.0)對(duì)豐度數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算處理,所有站的未分配的物種的豐度值所占的比例均在20%以下。AMBI和m-AMBI的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4,對(duì)該海域每年的生態(tài)質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,AMBI值從2014年的1.589到2013年的2.672不等,均處于輕度擾動(dòng)狀態(tài);m-AMBI結(jié)果則顯示,在2010和2011年,該海域的生態(tài)質(zhì)量狀況為高,到了2012年到2014年,生態(tài)質(zhì)量狀況有所下降,顯示為良好。除此之外,也針對(duì)每年的所有站位進(jìn)行了相應(yīng)的生態(tài)質(zhì)量評(píng)估,結(jié)果顯示僅2011年的E站點(diǎn)(AMBI=4.000)和2013年的B站點(diǎn)(AMBI=3.750)處于中度擾動(dòng)狀態(tài),2014年的D站點(diǎn)(AMBI=1.150)和F站點(diǎn)(AMBI=0.519)處于無(wú)擾動(dòng)狀態(tài),其余站位(約占總站位的86%)的大型底棲動(dòng)物群落均處于輕度擾動(dòng)狀態(tài)。采用MAMBI對(duì)該海域生態(tài)質(zhì)量狀況的評(píng)估結(jié)果基本與AMBI的計(jì)算結(jié)果相符,無(wú)擾動(dòng)和輕度擾動(dòng)的站位多數(shù)站位的環(huán)境狀況均為“良好”和“高”;中度擾動(dòng)的站位,即2011年的E站點(diǎn)(M-AMBI= 0.405)和2013年的B站點(diǎn)(M-AMBI=0.326),其生態(tài)質(zhì)量狀況分別為中等和差。

圖3 2010-2014年漁山列島大型底棲動(dòng)物群落的聚類(lèi)分析

表4 采用AMBI和M-AMBI對(duì)漁山列島海域的生態(tài)質(zhì)量狀況評(píng)估
浙江北部海域的大型底棲動(dòng)物群落研究較多,但漁山列島附近海域的大型底棲動(dòng)物群落研究在潮間帶有所涉及(施慧雄 等,2010;焦海峰等,2011a,b,c,d),而淺海的大型底棲動(dòng)物群落研究?jī)H有賈海波等(2012)關(guān)于拖網(wǎng)采集的浙江舟山海域大型底棲動(dòng)物的研究報(bào)道。
與鄰近的三門(mén)灣和象山港相比,漁山列島海域的物種數(shù)量有60種,少于象山港的125種(顧曉英等,2010)和西南部三門(mén)灣的124種(廖一波等,2011)。象山港的大型底棲動(dòng)物以軟體動(dòng)物為主,軟體動(dòng)物占據(jù)了總種數(shù)的38%~44%(顧曉英等,2010;董鵬等,2015),三門(mén)灣和漁山列島的大型底棲動(dòng)物均以多毛類(lèi)為主要組成類(lèi)群,但本研究海域的多毛類(lèi)比例要高于三門(mén)灣的35.5%,達(dá)到了41.67%。本研究海域出現(xiàn)的部分優(yōu)勢(shì)種在三門(mén)灣和象山港均有出現(xiàn),例如三門(mén)灣的不倒翁蟲(chóng)(Sternaspis scutata)和雙鰓內(nèi)卷齒蠶(Aglaophamu sdibranchis)(廖一波等,2011)以及象山港的不倒翁蟲(chóng) (Sternaspis scutata) 和雙鰓內(nèi)卷齒蠶(Aglaophamus dibranchis),軟體動(dòng)物的半褶織紋螺(Nassarius sinarus)、薄云母蛤(Yoldia similis)以及棘皮動(dòng)物的棘刺錨參(Protankyra bidentata)和金氏真蛇尾(Ophiura kinbergi)(董鵬等,2015)。
生物指數(shù)(biotic index)以Caswell(1978)的中度干擾模型和Pearson等(1978) 的有機(jī)質(zhì)富集模型為理論基礎(chǔ),利用底棲生物的各種類(lèi)群或特定類(lèi)群對(duì)環(huán)境壓力的不同響應(yīng),將底棲物種按污染耐受程度進(jìn)行分組(Borja et al,2000),然后綜合多樣性指數(shù)等來(lái)計(jì)算其生物指數(shù)(Dauvin et al,2007),克服了生態(tài)指數(shù)的不可靠性和ABC曲線(xiàn)等的局限性(曲方圓等,2009),在世界多個(gè)海域均有良好的適應(yīng)性(Borja et al,2005;Muxika et al,2005;Bigot et al,2008;Borja et al,2011)。國(guó)內(nèi)學(xué)者將其應(yīng)用于多個(gè)海域的生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià),并展示出對(duì)于有機(jī)污染物、重金屬污染、富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境壓力梯度表現(xiàn)出較好的適應(yīng)性(蔡文倩等,2012,2013;韓慶喜等,2014)。生物指數(shù)在該海域的應(yīng)用結(jié)果顯示,該海域受到了輕微的擾動(dòng),但同時(shí)群落結(jié)構(gòu)顯示出的巨大差異表明,該海域受到的擾動(dòng)來(lái)源于不穩(wěn)定的環(huán)境和底質(zhì)狀況,而非人為的有機(jī)質(zhì)積累。
對(duì)該海域底棲生物優(yōu)勢(shì)種及豐度和生物量的分析可知,該海域底棲動(dòng)物具有較強(qiáng)烈的年際變化和空間變化,多毛類(lèi)占據(jù)了種類(lèi)和豐度的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。這一群落組成特點(diǎn),應(yīng)該與該海域底質(zhì)同質(zhì)性較高而穩(wěn)定性較差的底質(zhì)條件緊密相聯(lián):該研究海域的底質(zhì)以粒徑較細(xì)的粉砂和粘土為主(表1),并且受到較強(qiáng)海流的影響,包括黑潮的分支對(duì)馬暖流、浙江沿岸的東海沿岸流以及長(zhǎng)江沖淡水等。本研究結(jié)果顯示,透明度對(duì)群落豐度的影響最大,而懸浮物的含量則與透明度密切相關(guān)密切相關(guān)懸浮物在各個(gè)方面都對(duì)大型底棲動(dòng)物群落產(chǎn)生了直接或間接的影響(賈海波等,2011;賈海波等,2012)。首先,在高懸浮物濃度的海域,光強(qiáng)成為初級(jí)生產(chǎn)力的主要限制因素之一(寧修仁等,2004),它間接影響了大型底棲動(dòng)物多毛類(lèi)等的生存(壽鹿等,2012);再次,過(guò)高的懸浮物含量也會(huì)限制多毛類(lèi)(壽鹿等,2012)以及某些濾食性的雙殼類(lèi)動(dòng)物(宋倫等,2012)。除此之外,該海域均勻而細(xì)微的顆粒組成特點(diǎn)也限制了大型底棲動(dòng)物的多樣性。首先,較細(xì)的底質(zhì)粒徑會(huì)降低微生境的多樣性,直接影響底棲動(dòng)物的空間可選擇性;其次,較細(xì)的沉積物粒徑也限制了一些在沉積物間隙活動(dòng)的底棲生物的生存(如小型底棲生物),進(jìn)而影響大型底棲動(dòng)物中的肉食動(dòng)物的豐度 (Muniz et al,1999),沉積物中的有機(jī)質(zhì)含量有利于大型底棲動(dòng)物的生存(劉曉收等,2014)。除懸浮物外,鹽度也嚴(yán)重影響影響大型底棲動(dòng)物的群落組成和結(jié)構(gòu)(賈海波等,2011;賈海波等,2012),這一結(jié)論也在本研究中得到再次證實(shí)。以往的研究證實(shí),鹽度是影響底棲動(dòng)物群落的主要環(huán)境因素之一(Laprise et al,1993;Ysebaert et al,2002;廖一波等,2011)它主要通過(guò)限制底棲動(dòng)物的生理機(jī)能以及幼體附著(Thiyagarajan et al,2003;Anderson,2008),進(jìn)而影響底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的物種組成、數(shù)量特征分布(Cognetti et al,2000;Ritter et al,2005)和攝食功能群組成(Gaston et al,1998;Ysebaert et al,2003)。
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(本文編輯:袁澤軼)
Community composition and structure of benthic macrofaunal assemblages in the adjacent area of Yushan Islands
WANG Xiao-bo1,JIANG He1,LI Bo-kang1,HAN Qing-xi2
(1.Marine Environmental Monitoring Center of Ningbo,SOA,Ningbo315040,China; 2.School of Marine Sciences,Ningbo University,Ningbo 315211,China)
This research was conducted annually in the adjacent area of the Yushan Islands,the East China Sea,and the benthic macrofauna composition and structure were analyzed.The community structure and distribution pattern of macrobenthos in the Yushan Islands were analyzed and evaluated,based on the data collected from the 6 sampling stations during August 2010 to August 2014.The community composition and structure were analyzed using CLUSTER,and ecological quality was also evaluated by benthic macrofauna indices AMBI and M-AMBI.A total of 60 benthic macrofauna species were collected and identified.Polychaeta was the most speciose group with 25 taxa(41.67%),followed by Mollusca with 13 taxa(21.67%).A total of 17 dominant species were identified,but only five species occurred repeatedly during the sampling period.Polycheate was the main contributor to the total abundance,with noteworthy annual variation from 7.07-40.89%.Fishes were the main contributors to the total biomass across all sampling years and stations,mainly because of the repeatedly occurrence of fish Odontamblyopus rubicundus.The content of suspended matter and salinity were the mostsignificant influencing factors on the composition of benthic macrofaunal communities,probably due to the high content and capricious salinity levels.The analyses of biotic indices showed that benthic macrofaunal communities had been slightly disturbed,meanwhile the ecological quality remained good or high.Combined analyses showed that this region was subject to the natural perturbation induced by instable environment and substrate instead of anthropogenic disturbance.
benthic macrofauna;Yushan Islands;community composition;community structure;AMBI and M-AMBI;ecological quality
P735
A
1001-6932(2016)06-0666-08
10.11840/j.issn.1001-6392.2016.06.009
2015-12-22;
2016-03-03
海洋公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201505006-6);國(guó)家自然科學(xué)基金(41676139);寧波市自然科學(xué)基金(2016A610082)。
王曉波(1978-),男,碩士,工程師,研究方向?yàn)楹Q笊鷳B(tài)學(xué),電子郵箱:oceaman@126.com。
韓慶喜,博士,助理研究員,電子郵箱:hanqingxi@nbu.edu.cn。