河北樂亭海域大型底棲動物調(diào)查與群落特征分析

曹宏梅 李廣樓 王志勇 李艷麗 趙晴

摘?要：通過2019年5月24日對河北樂亭海域大型底棲生物的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，所獲底棲動物40種，其中軟體動物出現(xiàn)的種類數(shù)最多，共出現(xiàn)17種，占底棲動物種類組成的42.5%，其次為環(huán)節(jié)動物、節(jié)肢動物。生物量變化范圍在（0.35～60.77）g/m2之間，平均為9.21 g/m2。生物密度變化范圍在（32～292）個/m2之間，平均為105個/m2。生物多樣性指數(shù)在0.94～2.04之間，平均指數(shù)為1.63。不倒翁蟲、耳口露齒螺為本次調(diào)查的主要優(yōu)勢種，其優(yōu)勢度分別為0.06和0.03。本次調(diào)查海域主要以生命周期較短的軟體動物和環(huán)節(jié)動物為主，調(diào)查所獲種類數(shù)遠低于歷史平均值，多樣性指數(shù)較2008年4月調(diào)查顯著降低，均勻度指數(shù)及豐富度指數(shù)略有下降，說明該海域底棲生物群落結(jié)構(gòu)趨于單一化，穩(wěn)定性趨差。

關(guān)鍵詞：河北樂亭;大型底棲動物;群落特征

大型底棲動物的種類遠遠超過水層中的大型浮游動物、魚類、哺乳動物類的總和，是海洋生態(tài)系統(tǒng)中種類最多、生態(tài)關(guān)系最復雜的生物類群，在海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動中發(fā)揮著重要的作用。大型底棲動物活動范圍有限，有些營固著生活，對逆境的逃避能力較差，受環(huán)境影響更為深刻。常被用作監(jiān)測和評估海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量健康的指示生物。

此次研究樂亭海域，因其重點發(fā)展精品鋼鐵、臨港化工等產(chǎn)業(yè)，毗鄰京唐港，東南兩面瀕臨渤海，研究人員一直對其對海洋生態(tài)產(chǎn)生何種影響較為關(guān)注。本文旨通過調(diào)查底棲生物的種類及生物量，間接評價該海域受化工產(chǎn)業(yè)及海上交通影響，彌補歷史資料匱乏的現(xiàn)狀。

1?材料與方法

1.1?樣品采集與處理

調(diào)查于2019年5月24日進行底棲動物的現(xiàn)場采樣，現(xiàn)場共布設(shè)3個監(jiān)測斷面，20個監(jiān)測站位，采集站位見圖1。技術(shù)要求執(zhí)行《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB 17378-2007）：一般采用0.1 m2的采泥器采樣，每站3次，在港灣中或無動力設(shè)備的小船上可用0.05 m2采泥器，每站3次。再用底棲生物旋渦分選裝置篩選生物樣（上層用2.0～5 mm網(wǎng)眼，中層用1.0 mm網(wǎng)眼，下層用0.5 mm網(wǎng)眼）。樣品用5%甲醛固定保存，帶回實驗室鑒定分析。1.2?數(shù)據(jù)分析方法

1.2.1?優(yōu)勢度

式中：y為優(yōu)勢度;fi為第i種在采樣點位中出現(xiàn)的出現(xiàn)頻率;Pi為第i種在總數(shù)量中的比例。y>0.02時，定為優(yōu)勢種。

1.2.2?種類豐富度（d）、均勻度指數(shù)（J′）

豐富度（d）和均勻度指數(shù)（J′）計算公式如下：

式中：S為種類數(shù);N為總豐度;H′為實測Shannon-Weaver多樣性指數(shù)。H′Max=log2S。

1.2.3?多樣性指數(shù)

采用（Shannon-Weaver）生物多樣性指數(shù)法（H'）：

式中：H'為種類多樣性指數(shù);S為樣品中的種類總數(shù);Pi為群落第i種的數(shù)量或重量占樣品總數(shù)量之比值。

數(shù)量可以采用個體數(shù)、密度表示;重量可用濕重或干重表示。

大型底棲動物多樣性指數(shù)對于底棲生境質(zhì)量的指示參考HJ 442-2008《近岸海域環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中的底棲生境分級標準，H'≥3.0表示生境質(zhì)量優(yōu)良，2.0≤H'<3.0表示生境質(zhì)量一般，1.0≤H'<2.0表示生境質(zhì)量差，H'<1.0表示生境質(zhì)量極差。

2?結(jié)果與分析

2.1?種類組成

本次調(diào)查共獲底棲生物40種，隸屬于棘皮動物、軟體動物、節(jié)肢動物、環(huán)節(jié)動物4個門類。其中，軟體動物出現(xiàn)的種類數(shù)最多，共出現(xiàn)17種，占底棲動物種類組成的42.5%;環(huán)節(jié)動物、節(jié)肢動物各出現(xiàn)11種，分別占底棲動物種類組成的27.5%;棘皮動物出現(xiàn)1種，占2.5%。

2.2?生物量組成與分布

調(diào)查海域各站位底棲動物生物量變化范圍在（0.35～60.77）g/m2之間，平均為9.21 g/m2。調(diào)查海域底棲生物量組成以軟體動物占優(yōu)勢，占總生物量的85.47%。底棲動物生物量在調(diào)查海域外海生物量略高，調(diào)查海域18號站出現(xiàn)最高值，11號站出現(xiàn)最低值。

2.3?密度組成與分布

調(diào)查海域監(jiān)測站位底棲動物生物密度變化范圍在（32～292）個/m2之間，平均為105個/m2。調(diào)查海域底棲動物密度組成以軟體動物占優(yōu)勢，占總密度的51.43%;其次，環(huán)節(jié)動物占第二位，為總密度的20.27%。底棲動物生物密度分布最高值出現(xiàn)在4號站位，最低值出現(xiàn)在2號站位。

2.4?群落特征

應(yīng)用PRIMER6.0軟件進行分析，各站位底棲動物多樣性等群落指數(shù)見表2。各站位底棲動物多樣性指數(shù)在0.94～2.04之間，平均指數(shù)為1.63。本次調(diào)查中，調(diào)查海域大型底棲動物平均多樣性指數(shù)低于2，該海域底棲動物群落結(jié)構(gòu)差。

優(yōu)勢種有不倒翁蟲Sternaspis sculata（y=0.06）、耳口露齒螺Ringicula doliaris（y=0.03），江戶明櫻蛤Moerella jedoensis、日本倍棘蛇尾Amphioplus japonicus優(yōu)勢度分別為0.02。

3?討論

3.1?河北樂亭海域大型底棲動物群落組成

本次調(diào)查共獲底棲動物40種，其中軟體動物最多，共17種，占底棲動物種類組成的42.5%;環(huán)節(jié)動物、節(jié)肢動物各11種，各占底棲動物種類組成的27.5%。歷史上對渤海灣調(diào)查顯示大型底棲動物種類約為百種，如1983年122種，2013年128種，2014年143種。本次調(diào)查結(jié)果遠低于歷史平均值，可能由于調(diào)查覆蓋面不夠廣，也可能是近幾年過度開發(fā)利用導致生物種群數(shù)量下降。

周然[1]報道渤海灣大型底棲動物與環(huán)境因子之間的關(guān)系較大，與水深呈顯著負相關(guān)，隨著水深減少，即向沿岸，底棲動物種類相應(yīng)增加。本次調(diào)查近岸水深平均6.5 m，最遠端平均水深18.6 m。近北向一條斷面與報道規(guī)律一致。另兩條斷面與報道相反，現(xiàn)場勘查屬于浴場或人工養(yǎng)殖區(qū)域，可見人為干涉對底棲環(huán)境影響較大。有關(guān)地形背景、水動力作用在促進和維持大陸邊緣開闊斜坡上的種群結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮正向或負向影響還需更多深入研究。

3.2?河北樂亭海域大型底棲動物群落特征及優(yōu)勢種

2008年4月在渤海灣近岸海域進行了21個站位的大型底棲動物調(diào)查[2]，調(diào)查區(qū)內(nèi)大型底棲動物的總棲息密度平均值為228.8個/m2，總生物量平均值為36.03 g/m2，調(diào)查區(qū)內(nèi)大型底棲動物多樣性指數(shù)平均值為2.99，豐富度指數(shù)平均值為1.71，均勻度指數(shù)平均值為0.84。此次調(diào)查樂亭海域多樣性指數(shù)（均值1.63）較2008年4月調(diào)查顯著降低，均勻度指數(shù)及豐富度指數(shù)略有下降，說明該海域底棲生物群落結(jié)構(gòu)趨于單一化，穩(wěn)定性趨差。有報道稱[3]物種數(shù)量、密度、生物量和多樣性指數(shù)的較低值集中在港口的主要河口、出?？诤袜徑貐^(qū)等受人為干擾最嚴重的地區(qū)，本次調(diào)查支持這種觀點。

海底底棲動物群落結(jié)構(gòu)與海底結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，其中硬基質(zhì)類群和生物量較多，以濾食性脆弱海洋生態(tài)系統(tǒng)類群為主，軟沉積物主要為沉積物進食者。本次調(diào)查海域主要以生命周期較短的軟體動物和環(huán)節(jié)動物為主，其分別占比為51.43%和20.27%，不倒翁蟲、耳口露齒螺為本次調(diào)查的主要優(yōu)勢種，其優(yōu)勢度分別為0.06和0.03，其中不倒翁蟲即屬于泥沙質(zhì)細顆粒底質(zhì)典型生物。與2017年調(diào)查[4]優(yōu)勢種較為類似，該次優(yōu)勢種類分別為彩虹明櫻蛤、不倒翁蟲。傳統(tǒng)的較大個體的底棲種類，如棘皮動物、雙殼類發(fā)現(xiàn)較少，已被更小個體的軟體動物、環(huán)節(jié)動物取代，呈現(xiàn)小型化和低質(zhì)化現(xiàn)象。由此推測，該海域的大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)相對脆弱，近年來受人類活動影響，渤海海域大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了變化。

近幾十年來，由于海岸工程、化工及生活污染物排放和水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響，許多海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化。盡管沿海地區(qū)具有明顯的生態(tài)和經(jīng)濟重要性，但缺乏深入而系統(tǒng)的研究。國外研究顯示底棲生物群落顯示出重大的結(jié)構(gòu)變化，海洋多毛類和物種對水溫上升的敏感性有所下降。同時，對環(huán)境擾動有容忍度的機會主義物種也大量增加。

越來越多的證據(jù)表明，入海大陸坡生態(tài)系統(tǒng)是底棲海洋生物多樣性的主要儲存庫之一。我們需要增強對大陸邊緣及開闊斜坡地形地貌的生物多樣性及其潛在喪失機制進行深入的研究和理解。

參考文獻：

[1] 周然，覃雪波，彭士濤.渤海灣大型底棲動物調(diào)查及與環(huán)境因子的相關(guān)性[J].生態(tài)學報，2014，34（1）：50-58.

[2] 王瑜，劉錄三，劉存歧，等.渤海灣近岸海域春季大型底棲動物群落特征[J].環(huán)境科學研究，2010，23（4）：430-436.

[3] 蔡文倩， 孟偉， 劉錄三， 等. 春季渤海灣大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)特征研究[J].環(huán)境科學學報，2013，33（5）：1458-1466.

[4] 劉旭東，孫立娥，張曉紅，等.渤海海域夏季大型底棲動物群落特征[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2019，35（3）：120-127.