湄洲灣海域底層游泳動物結構初步研究

張宇馳，姜屹倩，葉振江，劉 鴻，邢柱普

（1.中國海洋大學水產學院，山東青島 266003；2.新疆維吾爾自治區水產科學研究所，烏魯木齊 830000；3.中國水產有限公司北京中水遠洋咨詢服務有限公司，北京 100160）

湄洲灣海域底層游泳動物結構初步研究

張宇馳1，姜屹倩1，葉振江1，劉 鴻2，邢柱普3

（1.中國海洋大學水產學院，山東青島 266003；2.新疆維吾爾自治區水產科學研究所，烏魯木齊 830000；3.中國水產有限公司北京中水遠洋咨詢服務有限公司，北京 100160）

根據2010年10月（秋季）和2011年4月（春季）福建省湄洲灣海域的漁業資源定點調查資料，對湄洲灣海域底層游泳動物種類組成特征，群落結構的季節動態以及群落受捕撈和環境的擾亂程度等問題進行了初步分析。結果表明：調查海域共出現游泳動物61種，其中魚類共36種，甲殼類23種，頭足類2種。魚類以暖水性和暖溫性種類為主。口蝦蛄、細巧仿對蝦、少鱗舌鰨、鮮明鼓蝦、六絲鈍尾蝦虎魚和六絲多指馬鲅等是該水域較為重要的優勢種。湄洲灣春秋兩季游泳動物群落的數量生物量比較曲線表明，該海域生物群落春季未受環境干擾，秋季受到中度干擾。

湄洲灣；游泳動物；群落特征；物種多樣性

湄洲灣位于福建沿海中部，海域面積約為520 km2，南、北分別毗鄰泉州灣和興化灣，三面環陸，為半封閉型海灣，是中國熱帶地區的一個典型海灣[1]。湄洲灣灣闊水深，水質肥沃，既是天然良港，也是福建主要水產養殖區和多種經濟魚類、蝦類產卵繁殖和索餌的優良場所[2]，在水產行業與工業開發等行業上都占有重要的地位[3]。但隨著近年來的人類活動與環境變化，湄洲灣經濟快速發展，城市化步伐加快，對湄洲灣的漁業資源和海洋生物群落造成越來越嚴重的影響[4-5]。湄洲灣海域環境生物群落現狀研究可為該灣開發后的生態演變趨勢，預測海域產生富營養化可能性和控制提供合理對策，為水產養殖業轉產和布局調整提供科學依據[6]。目前，對于湄洲灣的研究多集中在生態環境[4,7-9]，大型底棲動物群落[1]和浮游生物群落方面[2,9]，陳振金等[6]首次比較全面的調查和研究了湄洲灣淺海海域以及潮間帶生態系統生物群落環境現狀和生物分布規律，張澄茂等[10]進行了湄洲灣游泳生物組成評析，均表明湄洲灣生物多樣性指數高，物種繁多。但近年來由于過度捕撈[11]、海水養殖、富營養化和涉海工程等因素的影響，湄洲灣海域環境生物群落結構發生了很大的變化[12]。掌握游泳動物群落特征既可為今后開展海洋生態系統結構和功能研究提供基礎資料，又能為評價捕撈等人為干擾因素對海洋生態系統影響提供理論依據[13-14]。本文以2010年和2011年春秋兩季對湄洲灣的調查數據為基礎，對該海域底層生物群落現狀進行了初步研究，以反映該近岸海灣的漁業資源狀況特征，為資源管理與維護提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2010年10月7日-10月8日(秋季)和2011年4月3日(春季)對福建省湄洲灣海域（118°56′-119°01′E、25°04′-25°08′N）的游泳動物資源狀況進行調查中，兩航次均設置5個調查站位（圖1）。使用網具為無翼單船底層桁拖網，兩次調查船只的曳綱長，網口鐵質桁桿寬和高有差異（春季調查船曳綱長24 m，網口鐵質桁桿寬5 m，高0.35 m；秋季調查船曳綱長80 m，網口鐵質桁桿寬7.2 m，高1 m）。拖網調查均按《海洋調查規范》（GB 12763.1-7-2007）[15]及《海洋生物生態調查技術規程》[16]進行，調查船只為馬力110 kW的漁船，每站位每季節拖網1次，每次30 min左右，拖網速度約為3 kn。

圖1 調查海域及站位分布Fig.1 Map of studying area and sampling stations

1.2 樣品處理

采集的全部樣品均做好相應標記后帶回實驗室進行分析鑒定，記錄每種游泳動物的質量和尾數，并參考《海洋調查規范》進行生物學測定。采用掃海面積法對數據進行標準化處理后分析。

1.3 數據分析

1.3.1 多樣性指數

采用Margalef的種類豐富度指數D、Shannon多樣性指數H′以及Pielou均勻度指數J′來研究湄洲灣游泳動物群落的生物多樣性。各多樣性指數采用以下公式分別計算[17-19]：

式中，S為某航次的種類數，W為某航次總漁獲質量（g），Pi為第i種漁獲物生物量在總生物量中所占的比例。由于游泳動物不同種類以及同種類不同個體間差異巨大，WILHM[20]提出以生物量來表示多樣性更為接近種類間能量的分布，因此文中根據個體生物量代替個體數量計算種類多樣性。

1.3.2 優勢度

優勢度用Pinkas相對重要性指數（IRI）表示[20]，計算公式為：

其中：W%為該種重量占總重量的百分比，N%為該種尾數占總尾數的百分比，F%為該種出現的站數占調查總站數的百分比。本文將各航次IRI值排在前10位的種類作為主要優勢種類進行分析[21-23]。

1.3.3 種類更替率

采用種類更替率來分析湄洲灣春秋兩季游泳動物種類組成的季節更替變化[24]：

式中，C為兩季節間種類增加及減少數；S為兩季節間相同的種數。更替率A是指與上一季節比較的更替情況[25]。

1.3.4 ABC曲線

本研究利用數量生物量比較曲線（abundance-biomass comparison curves，簡稱ABC曲線）評價湄洲灣游泳動物群落所受外界干擾情況[23]。WARWICK[26]1986年提出，用數量生物量比較曲線來監測干擾對底棲無脊椎動物群落的影響，而后逐漸開始有學者以ABC曲線分析游泳動物群落受環境的干擾程度[22-23]，ABC曲線由生物量優勢度曲線和數量優勢度曲線2條曲線構成，兩曲線的相對位置可用來解析研究群落受外界干擾的狀況。對未受干擾的（穩定的）群落，生物量優勢度曲線將在數量優勢度曲線之上，二者與坐標軸所圍面積的差值（以W值表示，下同）為正值；在中度干擾狀態，兩條曲線將出現相交，W值在0值附近；如果數量優勢度曲線在生物量優勢度曲線之上，W值為負值，表明群落處于嚴重干擾（不穩定）的狀態。用W統計量（W-statistic）作為曲線法的一個統計量[27]，其公式為：

式中B和A為ABC曲線中種類序號對應的生物量和數量的累積百分比，S為出現物種數。當生物量優勢度曲線在數量優勢度之上時W為正，反之為負[27]。構建ABC曲線所用基礎數據為春秋兩季各游泳動物的生物量和數量。以上計算和統計過程利用SPSS和Primer軟件進行，利用Arcgis 10軟件繪制資源量的空間分布。

2 結果

2.1 群落組成

2010年10月7日-10月8日（秋季）和2011年4月3日（春季）在湄洲灣海域底層漁業資源定點調查中，共鑒定游泳動物61種，隸屬于15目36科50屬（表1～2）。其中魚類11目22科31屬36種，魚類種類數占總種類數的59.02%；甲殼類2目22科17屬23種，占總種類數的37.70%；頭足類2目2科2屬2種，占總種類數的3.28%。從各種類的生物量組成分析，如圖2～3所示，魚類和甲殼類是該水域游泳動物群落中最主要的優勢群體，各類生物所占生物量百分比為：魚類59.44%，甲殼類35.28%；頭足類0.53%，其它生物共占4.75%；數量百分比中，甲殼類最高，占總尾數的67.00%，魚類30.36%，頭足類僅占0.29%，其它生物（包括雙殼貝類、螺類和海膽等生物量密度較小的生物）共占2.35%。

單就魚類分析，從分類學上看，鱸形目的種類最多，有8科15屬15種，占魚類總種類數的42.67%，占游泳動物總種類數的24.59%；從適溫性上看，暖水性種類和暖溫性種類居多，未出現冷溫性和冷水性種類，呈現出亞熱帶的魚類區系特征（表1）。

圖2 湄洲灣春秋兩季游泳動物生物量Fig.2 Biomass of nekton in the Meizhou bay in spring and autumn

圖3 湄洲灣春秋兩季游泳動物種類數Fig.3 Abundance of nekton in the Meizhou bay in spring and autumn

就甲殼類分析，十足目的種類最多，有11科16屬22種，占甲殼類總種類數的95.65%，占游泳動物總種類數的36.06%。從適溫性劃分，除長臂蝦屬的一種蝦類僅鑒定到屬外，廣溫種8種，占甲殼類總種類數的34.78%；暖水種12種，占甲殼類總種類數的52.17%；暖溫種2種，占甲殼類總種類數的8.70%（表2）。

表1 湄洲灣春秋兩季魚類群落的種類組成Tab.1 Species composition of fish community in the Meizhou bay in spring and autumn

表2 湄洲灣春秋兩季甲殼類群落的種類組成Tab.2 Species composition ofshellfish community in the Meizhou bay in spring and autumn

2.2 優勢種

2011年春和2010年秋季湄洲灣水域游泳動物群落的主要優勢種及相對重要性指數如表3所示。春秋兩季湄洲灣水域游泳動物群落優勢種有明顯差異，春季優勢種有細巧仿對蝦Parapenaeopsis tenella、少鱗舌鰨Cynoglossus oligolepis、鮮明鼓蝦Alpheus distinguendus、六絲鈍尾蝦虎魚Amblychaeturichthys hexanema和皮氏叫姑魚Johnius belangerii等；秋季有口蝦蛄Oratosquilla oratoria、六絲多指馬鲅Polydactylus sextarius、赤魟Dasyatis akajei、遠海梭子蟹Portunus pelagicus和日本蟳Charybdis japonica等（表 3）。

2.3 物種多樣性

2011年春季和2010年秋季湄洲灣水域游泳動物群落的物種多樣性指數見表4，春季生物豐富度指數高于秋季，秋季均勻度指數和多樣性指數略高于春季。

2.4 群落結構的季節差異

湄洲灣春秋兩季游泳動物種類組成季節更替現象明顯，更替率為74.24%（表5）。春季游泳動物中，魚類的生物量最大，占總生物量的88.30%；甲殼類數量資源最為豐富，占總數量的70.20%；秋季調查的游泳動物中，甲殼類的資源最為豐富，分別占總生物量和總數量的57.28%和61.56%。

2.5 ABC曲線

圖4 湄洲灣春秋兩季游泳動物ABC曲線Fig.4 ABC curves of nekton in Meizhou bay during spring and autumn

湄洲灣春秋兩季的游泳動物ABC曲線如圖4所示，春季游泳動物群落的生物量優勢度曲線位于數量優勢度曲線之上，秋季游動動物群落的生物量優勢度曲線與數量優勢度曲線相交。依據W統計量判斷環境干擾對游泳動物群落的影響情況，認為春季未受到干擾（W=0.075 7），秋季受到中度干擾（W=-0.071 3）。

表3 湄洲灣主要游泳動物相對重要性指數Tab.3 Index of relative importance(IRI)of major species of nekton in Meizhou bay,Fujian

表4 湄洲灣春秋兩季游泳動物多樣性指數Tab.4 Index of diversityof nekton in Meizhou bay during spring and autumn

表5 湄洲灣春秋兩季游泳動物種類更替率Tab.5 Species replacement rateof nekton in Meizhou bay during spring and autumn

3 討論

3.1 湄洲灣游泳動物種類多樣性

湄洲灣海域歷史上水質肥沃，是許多海洋生物優良的生長繁殖場所，但是近年來作為經濟開發區，快速的經濟發展伴隨著相應的海灣污染和環境生態問題[9]。港口污染物生活污水的排放、入海工農業廢水，導致近岸海域水體富營養化越來越強[28]，海洋工程建筑物和海造地也越來越多[4]，生境的改變對湄洲灣底棲游泳動物資源量和群落物種多樣性具有一定的影響。

從本次調查結果來看，湄洲灣春秋兩個季節優勢種有較大不同，春季主要優勢種類有蝦類、蝦虎魚類和舌鰨類等棲居性種類以及皮氏叫姑魚，黃鰭鯛等洄游性魚類；秋季主要優勢種類有口蝦蛄、遠海梭子蟹、日本蟳等甲殼類，六絲多指馬鲅、海鰻等洄游性種類，以及赤魟、日本單鰭電鰩等棲居性魚類。季節變化是形成湄洲灣游泳動物種類組成的主要原因，春秋兩季湄洲灣優勢種類的差異可能與魚類或甲殼類洄游習性受溫度等條件影響有關，與兩航次網具差異也有一定關系。

從本次調查和文獻資料來看，湄洲灣游泳動物種類發生了明顯的改變，生物種類在近十年來持續減少[3,6,10]，同陳振金（1993）和張澄茂（2007）等人的調查結果相比，本次調查采集到的游泳生物種類較嚴重減少（本次調查共采集游泳生物61種，魚類36種，甲殼類23種，陳振金等的研究中調查和資料統計有魚類141種；張澄茂等的調查中，湄洲灣游泳生物共157種，其中魚類97種，蟹類32種，蝦類20種），原因可能有：一是由于調查時間的限制，本次調查采樣時間只有春秋兩季，部分種類可能未能捕獲；二是調查網具的選擇性，從魚類生態類型分布上看，張澄茂等人的研究中底層魚類種類占56.70%，本文中底層魚類種類數目占94.44%，本次調查中底層魚類比例明顯大于張澄茂等人的研究，由于張澄茂等采用桁桿拖網、三重刺網和倒須籠壺三種作業類型，而本次調查采樣方式屬單船底層桁拖網捕撈，因此本調查采集樣品多為底層魚類和甲殼類，而中上層魚類捕獲率小（僅采集到中上層魚類2種）；三是由于資源衰退，生物種類數減少，導致湄洲灣游泳動物種類減少和生物多樣性下降[27]。

3.2 湄洲灣游泳動物群落結構

湄洲灣地處亞熱帶，春夏季受南海暖流影響，秋季又受浙閩沿岸水的控制[6]。兩股水流的相互消長影響著湄洲灣的游泳動物群落結構[29]，春秋兩季的湄洲灣游泳動物群落的物種豐富度指數（D）、均勻度指數（J'）和多樣性指數（H'）差異不明顯，不同種類在特定季節是否有分布或分布數量的多少是引起湄洲灣游泳動物群落結構季節差異的直接因素[30]。春季氣候回暖，餌料生物豐富，大量游泳動物進入湄洲灣繁殖，使得春季豐富度指數略高于秋季，但由于不同生物的繁殖期不同且存在互相捕食，群落穩定程度受影響，因此春季多樣性指數略低于秋季[31]。從湄洲灣春秋兩季的種類更替率、優勢種和ABC曲線均能夠看出，春秋兩季底層游泳動物群落結構存在明顯的差異。可能與繁殖群體進出灣內、補充群體的生長和捕撈量的季節性變化等多種因素相關[23]。另外兩次調查的網具存在差異，可能對結果有一定的影響。湄洲灣底層游泳動物的種類季節更替率高達74.24%，推測與湄洲灣中洄游性魚類占優勢有關。春季由于繁殖群體進入灣內使得游泳動物群體中大個體比例增加[32]，生物量優勢度曲線高于數量優勢度曲線；秋季近距離洄游種類退出灣內,以及受補充群體的影響，且游泳動物平均體重降低,生物量優勢度曲線與數量優勢度曲線相交,群落結構處于中度干擾狀態[33-34]。

本次調查結果顯示，湄洲灣游泳動物群落中缺少高營養級和高經濟價值的種類。傳統經濟種類數量急劇減少，主要優勢種類大多為近岸洄游性生物，且由于甲殼類為底棲性生物，甲殼類的優勢度在底棲群落中較高，這些種類大都具有繁殖周期短，繁殖力強，生長快，同時個體小、營養級低和經濟價值低的特點[21,23]，這一群落小型化、資源衰退的趨勢在同海域的其它研究中均得到驗證[6,10,12,23,35]，同時這一問題也是世界漁業資源普遍面臨的嚴峻問題[27]。

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Preliminary Study on Demersal Community Structure of Nekton in Meizhou Bay

ZHANG Yu-chi,JIANG Yi-qian,YE Zhen-jiang,et al
(Fisheries School of Ocean University of China,Qingdao 266003,China)

Based on the demersal nekton data in the surveys of Meizhou bay of Fujian province in two seasons (October,2010 and April,2011),the nekton composition,seasonal dynamics of community structure and disturbanceof fishing and environmental condition were studied.The results indicated that there were 61 species collected from surveys,including 36 fishes,23 crustaceans and 2 cephalopods,all of which were mainly warm water species and warm temperature species.The dominant species were Oratosquilla oratoria,Parapenaeopsis tenella,Cynoglossus oligolepis,Alpheus distinguendus,Amblychaeturichthys hexanema and Polydactylus sextarius,etc.The abundance-biomass comparison curves showed that the nekton community in spring is not affected by the environment,but under moderate interference in autumn.

Meizhou bay;nekton;community features;species diversity

S932

A

2096-4730(2017)04-0360-08

2017-05-10

中央高校基本科研業務費專項（201562030）；青島海洋科學與技術國家實驗室鰲山科技創新計劃項目（2015ASKJ02）

張宇馳（1993-），女，吉林遼源人，碩士研究生，研究方向：漁業資源.E-mail：13732818358@163.com

葉振江，男，副教授.E-mail：yechen@ouc.edu.cn

致謝：感謝葉振江老師的悉心指導和漁業海洋學實驗室各位同學的熱心幫助，在此向對本研究做出貢獻的各單位和個人致以誠摯謝意！