東山灣漁業生物群落結構及生物量分布特征

葉孫忠，羅冬蓮，蔡建堤，劉 勇，馬 超，楊 芳， 郭書悅，沈長春

(1.福建省水產研究所，福建省海洋生物增養殖與高值化利用重點實驗室，福建 廈門 361013； 2.福建省海洋生物資源開發利用協同創新中心，福建 廈門 361013)

海灣是海洋中受人類活動影響最大的區域，也是沿海地區海洋經濟發展的核心區域之一。海灣海洋生態系統的變化，不僅影響到海洋生物資源的變化，也對海洋環境、海洋經濟和社會穩定產生重大的影響。漁業生物是海洋生態系統的重要組成部分，是漁業生產可持續開發利用的物質基礎。而漁業生產為人類的生存和發展作出了重要貢獻[1]，但同時也對海洋生態系統及其持續發展造成了許多不利的生態影響[2-5]。東山灣位于臺灣海峽西部，三面為山丘環抱，口小腹大，南與臺灣海峽水相連，北有漳江水注入，屬于典型的亞熱帶河口半封閉型海灣[6]，為多種海洋經濟魚類、蝦蟹類和頭足類等棲息、繁殖和生長的良好場所[7]。

中國學者對海灣漁業生物群落結構及數量分布進行大量研究，如萊州灣、唐山灣漁業資源群落結構和生物多樣性[8-10]，榮成灣漁業資源群落結構季節變化特征[11]，海洲灣北部海域春季漁業資源的群落結構特征[12]，膠州灣近岸淺水區、遼東灣北部海域魚類群落結構及多樣性[13-14]，三沙灣魚類群落組成特征及其多樣性[15]，興化灣魚類多樣性的時空變化[16]，北部灣魚類群落格局及其與環境因子的關系[17]，南海柘林灣魚類群落結構季節變動研究[18]等，對東山灣游泳動物群落物種組成、多樣性等也有較多相關報道[19-23]。近年來，隨著東山灣周邊建設和經濟的發展，人口規模不斷擴大，海洋開發利用也不斷加大，因而對灣內海洋生態壓力持續增加，導致漁業資源群落結構正在發生變化[24]。文章根據2016年4月(春季)和10月(秋季)在東山灣開展的漁業資源調查資料，研究分析了其漁業生物種類組成、數量分布、主要優勢種以及多樣性等，探討近年來漁業生物群落變動狀況，旨在為東山灣漁業資源承載力研究、漁業資源開發利用和養護管理提供基礎數據和依據。

1 材料與方法

1.1 調查站位和方法

2016年4月(春季)和10月(秋季)在東山灣進行拖網定點漁業資源調查(圖1)，調查船漁船功率183 kW，噸位51 t；拖網桁桿長10 m，囊網網目18 mm；調查共布設9個調查站位，每個調查站位拖捕一網次，每次拖曳時間為0.5 h，平均拖速2.5 kn。獲取的全部漁獲樣品冰鮮保存后帶回實驗室進行分類鑒定，并按種類分別進行計數、稱重，分析、測定按照《海洋調查規范》(GB/T 1273.6—2007)進行。

1.2 數據處理分析

1.2.1 漁獲物優勢種分析

漁業生物優勢種種類利用Pinkas的相對重要性指數(IRI)計算公式[25]：

IRI = (N+W) ×F

式中,N為某一種類的尾數占總尾數的百分比數，W為某一種類的質量占總質量的百分比數，F為某一種類在調查總次數中出現的頻率百分比數。

根據東山灣漁業生物特點，IRI 劃分[26-27]：當IRI≥500時，該物種為優勢種；100≤IRI<500時為常見種；10≤IRI<100時為一般種；1≤IRI<10時為少見種；IRI<1時為稀有種。

1.2.2 漁業資源平均密度指數

拖網調查的漁業資源平均密度指數(D)采用掃海面積法估算[28]，單位為kg·km-2或尾·km-2，計算公式如下：

1.2.3 多樣性分析

采用Margalef種類豐富度指數(D)、Shannon-Wiener種類多樣性指數(H′)和Pielou種類均勻度指數(J′)分析研究，其計算公式[29-30]：

Margalef種類豐富度指數：D=(S-1)/lnN

Shannon-Wiener種類多樣性指數：H′= -ΣPi·(lnPi)

Pielou種類均勻度指數：J′=H′/lnS

式中，S為站位漁獲物的種類數，N為站位漁獲物總個體數，Pi為該站位第i種種類質量占總漁獲質量的比例。

2 結果

2.1 種類組成

本次春季、秋季兩次拖網定點調查共漁獲漁業生物種類128種，隸屬于18目、52科、89屬。其中魚類種類數最多，有41科、66屬、88種，占總種類數68.75%；蝦類有2科、7屬、9種，占7.03%；蟹類有5科、9屬、19種，占14.84%；口足類和頭足類分別有1科、2屬、4種和4科、5屬、8種，分別占3.13%和6.25%。春季和秋季漁獲種類分別為59種和108種，秋季漁獲種類明顯多于春季，共有種為39種。

2.2 主要漁獲優勢種類

種類優勢度曲線[31](根據各漁獲種類質量占總漁獲質量百分比排序累積圖)可以檢驗漁獲優勢種類數量的多寡。春、秋季優勢度曲線有顯著差異，春季優勢度曲線明顯高于秋季(圖2)。春季物種優勢度較明顯，前12位種類優勢的總漁獲質量累積百分比達到90.86%；而秋季漁獲質量百分比排序前35的種類累計為90.08%。

根據相對重要指標(IRI)計算結果，春季漁業生物優勢種(IRI≥500)為斑魚祭(ClupanodonPunctatus)、黃吻棱鳀(Thrissavitirostris)、短吻鲾(Leiognathusbrevirostris)等3種，冬季優勢種為日本蟳(Charybdisjaponica)、青鱗小沙丁魚(Sardinellazunasi)、食蟹豆齒鰻(Pisodonophiscancrivorus)、矛形梭子蟹(Portunushastatoides)、黃吻棱鳀和赤鼻棱鳀(Thrissakammalensis)等6種(表1)。

表1 東山灣春秋季優勢種類基本情況

2.3 漁業資源平均密度指數

2016年東山灣調查海域拖網作業漁業資源質量平均密度指數和數量平均密度指數分別為240.06 kg·km-2和12.26×103尾·km-2。其中，春季漁業資源質量平均密度指數和數量平均密度指數分別為214.91 kg·km-2和12.51×103尾·km-2，秋季漁業資源質量平均密度指數和漁獲數量平均密度指數分別為265.19 kg·km-2和12.02×103尾·km-2。各類群質量平均密度指數和數量平均密度指數如表2所示，漁業生物質量組成以魚類為主，春季比例高達95.67%，秋季為64.26%，蝦類和口足類所占比例相對較低。

從漁業資源質量平均密度指數看，各調查站位時空分布變化較大。春季漁獲質量平均密度指數最大值出現在T8站，為402.76 kg·km-2，T1站次之，為324.82 kg·km-2，最小值出現在T7站，為116.84 kg·km-2；秋季漁獲質量平均密度指數最大值出現在T9站，達587.68 kg·km-2，T6站次之，為289.06 kg·km-2，最小值出現在T3站，為 130.66kg·km-2(圖2)。

從漁業資源數量平均密度指數看，春季數量平均密度指數最大值出現在T3站，為20.49×103尾·km-2，T5站次之，為18.57×103尾·km-2，最小值出現在T9站，為4.48×103尾·km-2；秋季各調查站位漁業資源數量平均密度指數變化相對較小，最大值出現在T6站，為19.53×103尾·km-2，T8站次之，為17.38×103尾·km-2，最小值出現在T3站，為8.40×103尾·km-2(圖3)。

2.4 物種多樣性

東山灣漁業生物的Margalef種類豐富度指數(D)Shannon-Wiener種類多樣性指數(H′)和Pielou種類均勻度指數(J′)各站位的范圍值如表3所示，平均值分別為5.11、2.18和0.63。春季、秋季存在差異，春季種類豐富度指數、多樣性指數和均勻度指數均明顯低于秋季。

表3 東山灣漁業生物的多樣性指數

3 討論

本次調查漁獲的88種魚類中，暖水性種類占69.32%，暖溫性種類占30.68%；在32種甲殼類中，暖水性種類占84.37%，暖溫性種類占15.63%，均未見冷溫性和冷水性種類，這與盧振彬[32]、張靜等[20]研究結果基本一致，反映了東山灣魚類區系具有明顯的熱帶和亞熱帶特征。種類組成是形成生物群落結構和功能的基礎，是生物群落的最重要特征之一，漁獲的漁業生物種類代表了該區域漁業生物群落種類組成基本情況。東山灣游泳動物的種類數在歷次調查中也有較大變化，1990—1991年游泳動物調查[32]共漁獲種類181種；2009—2010年調查[22]在東山灣及其鄰近海域調查漁獲游泳動物168種；本次調查漁獲種類128種，可見東山灣游泳動物種類出現減少趨勢。調查還發現東山灣漁業生物群落優勢種發生很大變化，春季漁業生物優勢種(IRI≥500)為斑魚祭、黃吻棱鳀、短吻鲾等3種，秋季優勢種為日本蟳、青鱗小沙丁魚、食蟹豆齒鰻、矛形梭子蟹、黃吻棱鳀和赤鼻棱鳀等6種，除黃吻棱鳀為兩季共同優勢種外，其余種類均不相同。與歷史調查相比，20世紀90年代東山灣主要優勢種為斑魚祭、裘氏小沙丁魚(Sardinellajussieu)、鹿斑鲾(Leiognathusruconius)、條紋東方鲀(Fuguxanthopterus)、硬頭鯔(Mugilstrongylocephalus)、短吻鲾和紅星梭子蟹(Portunussangiunolentus)等[32]，2008—2009年調查主要優勢種則為哈氏仿對蝦(Parapenaeopsishardwickii)、中頜棱鳀(Thrissamystax)、日本單鰭電鰩(Narkejaponica)、口蝦蛄(Oratosquillaoratoria)、林氏團扇鰩(PlatyrhinaLimboonkengi)、黃魚工(Dasyatisbennetti)、中國團扇鰩(Dasyatisbennetti)、叫姑魚(Johniusbelengerii)、紅星梭子蟹等[20]，魚類優勢種類組成發生了很大變化，漁獲物低值化、小型化日趨明顯，特別是帶魚(Trichiurushaumela)、二長棘鯛(Parargyopsedita)、大黃魚(Pseudosciaenacrocea)、銀鯧(Pampusargenteus)、鰳魚(Ilishaelongate)、真鯛(Pagrosomusmajor)、青石斑魚(Epinephelusawoara)、鰣魚(Macrurareevesii)、刺鯧(Psenopsisanomala)等重要經濟種類已嚴重衰退。

東山灣海域漁業生物的資源密度的年間變化也十分明顯，1990—1991年調查[32]的春、秋季漁業資源平均質量密度指數分別為488.5 kg·km-2和920.2 kg·km-2，平均為704.35 kg·km-2；2009—2010年調查[22]的東山灣春、秋季漁業資源平均質量密度指數分別為375.67 kg·km-2和168.89 kg·km-2，平均為272.28 kg·km-2；本次調查的春、秋季漁業資源質量平均密度指數分別為214.91 kg·km-2和265.19 kg·km-2，平均為240.05 kg·km-2，與1990—1991年和2009—2010年同期調查相比，平均資源密度分別下降了65.92%和11.67%，漁業資源密度下降十分明顯。同時本次調查漁獲個體普遍很小，平均個體質量僅19.58 g，以小型種類和經濟幼魚、幼體占絕對優勢，明顯小于2008—2009年調查的平均體質量33.4 g水平。

本次調查漁業生物群落多樣性結果表明，多樣指數H′平均值為2.18，處于中等水平，高于張靜等[20]于2008—2009年調查的東山灣游泳動物群落多樣性指數1.65的水平，但低于臺灣海峽[33]和南海北部大陸架海域[35]全年平均多樣性水平，也低于泉州灣[35]多樣性水平，與三沙灣[15]、詔安灣[36]相當。多樣性指數是群落中物種數和各物種個體數構成群落結構特征的一種表示方法，是衡量漁業生物群落結構穩定性的重要指標[37]。東山灣是陸域環境與海域環境交叉耦合和相互作用的地帶，具有獨特的海、陸兩種不同屬性的環境特征，本應具有較高的生物多樣性。但由于近年來東山灣環灣地區經濟的發展和人口的增長，海洋和海域開發利用熱潮興起，有限的內灣淺海水域、灘涂被大量圍填，海灣環境容量大幅度減少，內灣環境污染日趨嚴重，加上全球氣候變化等因素，造成漁業生物的產卵場和幼體繁衍場所被破壞，漁業生物多樣性明顯下降，極大地影響了海洋漁業資源[38-40]。

目前東山灣漁業生物群落資源處于衰退過程，漁業資源承載狀況已臨界超載[41]。雖然調查方法、時間和范圍的差異也可能對研究結果產生一定的影響，但總體而言，東山灣漁業生物群落中大中型魚類比例下降，個體平均體質量降低；物種豐富度減小，生物多樣性指數下降，漁業生物群落中漁獲種類的平均營養級減小，漁業生物群落的穩定性和抗干擾能力降低是不爭的事實。