如東淺灘海域游泳動物多樣性研究

(江蘇省海洋水產研究所，江蘇南通 226007)

蘇北淺灘位于江蘇近海，北臨新洋港，南終呂泗港，淺灘沿岸總長度約200 km，是目前亞洲最大的淤泥質海岸灘涂濕地[1]。如東淺灘海域位于江蘇省南通市如東縣東南海域，主要為蘇北淺灘南部，是蘇北淺灘重要的組成部分，屬暖溫帶生物氣候帶。由于在輻射沙洲作用下形成的特有的潮溝生態系統，以及水環境在長江徑流和黃海冷水團影響下水體營養鹽類和餌料生物資源豐富等特殊的地形和水流原因，使得該海域海洋環境適合魚類產卵，形成我國重要的產卵漁場——呂泗漁場[2-3]。

現階段，我國針對蘇北淺灘開展了各方面的研究。目前可檢索到的諸如對沙脊潮溝對魚類群落結構和資源分布格局影響的研究，闡明該海域成為重要的產卵場和育幼場的重要原因[4-5]；另外，徐捷等[6-8]對蘇北淺灘海域魚類資源密度季節變化以及呂泗漁場游泳生物群落結構行了研究，分析了漁場屬性，提供了呂泗漁場形成機制的理論基礎。綜上，迄今為止，針對長江口以北、如東淺灘海域的漁業資源研究相對缺乏，因此本文展開對如東淺灘尤其是北部潮溝區域的研究，通過對如東淺灘春秋兩季的資源調查，分析該海域游泳動物群落組成和分布特點，了解該海域春秋兩季游泳動物多樣性，為呂泗漁場漁業資源的保護和有效利用提供理論依據[9-10]。

1 材料與方法

1.1 數據來源

依據《海洋調查規范》(GB/T12763.6-2007)[11]，江蘇省海洋水產研究所于2016 年10 月(秋季)、2017 年5月(春季)對江蘇省如東近岸展開了2 個航次的漁業資源調查，兩季分別設置站位12 個(圖1)，站位設置考慮沙脊群的分布等現實情況。本次調查船為蘇通漁01169號，系有翼單囊底拖網船，其主機功率220 kW，噸位140 t，網衣長度41 m，網口拉緊周長90 m，掃海寬度17.5 m。根據調查水域底質和周邊環境的實際情況，每站位拖網時間在1 h 左右，拖網速度在1.5～2.5 kn 之間，拖網時間的計算為曳綱停止投放、拖網著底且曳綱拉緊受力時起算至起網絞車開始收曳綱為止。漁業資源調查所獲得的漁獲物樣品經低溫保存處理運回實驗室，參照《海洋水產資源調查手冊》[12]、《江蘇省魚類志》[13]和Nelson 分類系統標準[14]，對如東淺灘海域捕獲的游泳動物進行物種鑒定及生物學測定，記錄體重、體長、成幼魚、攝食等級等數據。本次調查海域漁獲物分為魚類、蝦類、蟹類和頭足類四大類群。

圖1 調查站位圖Fig.1 Sampling station

1.2 數據分析

依據江蘇近海特殊的水文生境特征，綜合調查漁獲物組成，采用Pinkas[15]構建的相對重要性指數(IRI)分析漁獲物優勢種，采用Shannon-Weiner 種類多樣性指數(H′)、Margalef 種類豐富度指數(D)以及Pielou 均勻度指數(J)[16-19]評價該海域游泳動物的物種組成與生物多樣性水平。

1.2.1 漁獲物優勢種分析

采用Pinkas 相對重要性指數IRI 對游泳動物的優勢種進行評定，計算公式為:

IRI=(N+W)×F

式中：N 表示物種尾數占總魚獲尾數的數量百分比；W 表示物種重量占總魚獲重量的百分比；F 表示捕獲該物種的站位數占站位總數的百分比。若IRI≥1 000，則該物種為優勢種；若1 000＞IRI≥100，則該物種為重要種；若100＞IRI≥10，則該物種為一般種；若IRI＜10，則該物種為少見種[20]。

1.2.2 物種更替率(alternation fraction，R)

采用物種更替率(R)分析兩季節的物種更替程度，計算公式：

式中：a、b 分別為相鄰季節的物種數；c 為相鄰月份共同的物種數[2]。

1.2.3 魚類群落多樣性分析

采用Shannon-Wiener 多樣性指數、Margalef 種類豐富度指數和Pielou 均勻度指數3 個指數來評價分析該海域各站位游泳動物物種組成及生物多樣性，公式計算方法如下：

Shannon-Wiener 多樣性指數H′：

Margalef 種類豐富度指數D：

D=(S-1)/lnN

Pielou 均勻度指數J：

J=H′/lnS

式中：S 為游泳動物總種類數；N 為觀察到的所有個體的總數；Ni為第I 個物種的個體數；Pi為第I 個物種的個體數在全部個體中所占比例。

1.2.4 相對資源密度

游泳動物相對資源密度(尾數和重量)按下式計算：

D=C/(q×A)

式中：C 為單位時間內的漁獲量，即每小時取樣面積內的漁獲重量(kg·h-1)或漁獲尾數(ind·h-1)；q 為網具捕獲率，其中底棲魚類、蝦類、蟹類q 取0.8，近底層魚類q 取0.5，中上層魚類q 取0.3；A 為網具單位時間掃海面積(km2·h-1)。

2 結果

2.1 游泳動物種類組成

調查海域2016 年秋季和2017 年春季兩季共出現游泳動物77 種，其中秋季有64 種，春季52 種。兩季魚類總共有46 種(占總數的59.7%)，其中秋季38 種(占該季總數的59.4%)，春季29 種(占該季總數的55.8%)”。蝦類16 種(占總數的20.8%)，其中秋季15 種(占該季總數的23.4%)，春季14 種(占該季總數的26.9%)；蟹類共計12 種(占總數的15.5%)，秋季9 種(占該季總數的14.1%)，春季8 種(占該季總數的15.4%)；頭足類3 種(占總數的4.0%)，秋季2 種(占該季總數的3.1%)，春季1 種(占該季總數的1.9%)。這表明，春、秋兩季漁獲物中的魚類、蝦類、蟹類、頭足類種類組成較為穩定。另外，計算結果顯示如東淺灘海域游泳動物物種更替率為49.4%。

2.2 優勢種與重要種

根據表1 的IRI 指數值得出，秋季共有4 種優勢種(占該季總種類數的6.25%)，分別為三疣梭子蟹Portunus trituberculatus、棘頭梅童魚Collichthys lucidus、鮸Miichthys miiuy、小黃魚Larimichthys polyactis；重要種有9 種，分別為哈氏仿對蝦Parapenaeopsis hardwickii、黃鯽Setipinna tenuifilis、紅線黎明蟹Matuta planipes、刀鱭Coilia nasus、鳳鱭C.mystus、口蝦蛄Oratosquilla oratoria、龍頭魚Harpadon nehereus、后鰭魚Opisthopterus tardoore 與日本蟳Charybdis japonica；春季優勢種共計2 種(占春季總種數的3.85%)，分別為三疣梭子蟹、葛氏長臂蝦Palaemon gravieri，重要種5 種，為口蝦蛄、日本蟳、鮸、水母蝦、細螯蝦Leptochela gracilis。其中，三疣梭子蟹為2 個季節的共同優勢種，且其相對重要性指數均為最高；鮸、口蝦蛄和日本蟳也是2 個季節共有的重要種；其他種類的優勢度水平的季節變化差異明顯。

表1 如東淺灘海域主要游泳動物相對重要性指數Tab.1 The relative importance index of major nekton in in Rudong shoal waters

2.3 游泳動物多樣性指數特征

2016 年秋季航次游泳動物多樣性指數H′均值為2.26，變動范圍在1.10～3.08 之間；均勻度J 均值為0.48，變動范圍在0.26～0.63；豐富度D 均值為4.72，變動范圍在3.20～6.11。2017 年春季航次游泳動物多樣性指數H′均值為1.40，變動范圍在0.57～2.77 之間；均勻度J 均值為0.31，變動范圍在0.13～0.59；豐富度D均值為1.89，變動范圍在1.02～2.64(表2)。

表2 如東黃沙洋海域春秋兩季游泳動物多樣性指數Tab.2 Diversity index of nekton in autumn and spring in Huangshayang sea in Rudong

2.4 游泳動物資源量空間變化

調查海域2016 年秋季航次的重量資源密度范圍為87.54～887.91 kg·km-2，平均為305.05 kg·km-2；尾數資源密度范圍為5.828～76.744 ind·km-2，平均為28.669 ind·km-2。2017 年春季航次的重量資源密度范圍為24.31～878.33 kg·km-2，平均為292.13 kg·km-2；尾數資源密度范圍為4.180～60.488 ind·km-2，平均為36.359 ind·km-2。經比較，兩季節總的平均資源密度差別不大，但站位間春秋兩季差別較大(表3、圖2 和圖3)。

表3 調查海域資源密度Tab.3 The density of the resources in survey sea

圖2 春季生物量密度分布Fig.2 Biomass density distribution of spring voyage

圖3 秋季航次生物量密度分布Fig.3 Biomass density distribution of autumn voyage

3 討論

如東淺灘地處黃海西南部，是亞洲最大的淤泥質海岸灘涂濕地，地處典型的暖溫帶生物氣候帶，具有調節氣候、減緩洪水災害和凈化水質環境等功能。如東淺灘是游泳動物繁殖、索餌、生長、發育的良好場所，主要歸因于其特殊的沙脊潮溝系統，豐富的營養物質和餌料生物資源以及復雜多變的環境因子。

根據數據分析結果可得出：

相對重要性指數結果顯示，春秋兩季的優勢度種類差別較大，優勢種的種類數不高，IRI＞1 000，春秋兩季優勢種種類分為僅為4 種和2 種，這與不同種類游泳動物不同的生活史特征有關。春秋兩季節中相對重要性指數最高的均為三疣梭子蟹；秋季4 種勢種中，魚類占較大比重；春季優勢種主要為三疣梭子蟹和葛氏長臂蝦，除主要優勢種三疣梭子蟹外，蝦類占比較大。這一結果與闕江龍等對蘇北淺灘環境對蝦類分布的影響的研究結果一致，可說明蝦類在呂泗漁場春季捕撈過程中為主要捕撈漁獲物[3，22-23]。

從如東淺灘海域游泳動物2016 年秋季和2017 年春季游泳動物多樣性季節特征來看，種類豐富度指數D 和種類多樣性指數H'均值表現出秋季高，春季低，這可能與該海域為主要洄游性經濟魚類和沿岸性魚類、蝦、蟹類的產卵場、育幼場和索餌場，春季適合主要洄游性魚類產卵，相對來說秋季的海水溫度較春季偏高，秋季則為主要育幼期。均勻度J 的季節變化結果表明兩季節不同的環境條件對均勻度指數的影響并不明顯，這一現象與現有的黃海海域游泳生物群落研究結果一致[24-25]。游泳生物的多樣性特征差異主要是因為不同季節的物種優勢度不同，也與游泳生物的不同生活史特征[26]和人類捕撈等行為活動有密切的關系[27]。5 月到9 月是游泳動物的主要索餌肥育季節[2]。秋季經過伏季休漁的保護和游泳動物的生長，使得游泳生物量大幅度提高，而春季由于氣溫低，越冬洄游物種尚未完全回歸，且春季經受較強的捕撈壓力，從而導致了春季多樣性指數較秋季低。

從各站位生物多樣性指數來看，春秋兩季種類豐富度指數D、Shannon-Wiener 指數差異均差異較大，且各站位之間位置分布未能對豐富度指數有直觀影響，這可能與調查海域游泳動物個體大小差別較大以及季節性分布不均有關[28]，也可能與該海域復雜的潮溝地理環境有關。該海域地處沙脊潮溝區，有研究表明沙脊潮溝處浮游動物餌料豐富，可以為優勢種魚類提供良好的索餌環境[4]，因此該海域是魚類洄游、生長、繁殖的重要場所。

通過對該海域資源密度分析可知：該海域相對資源密度表現較為復雜，同一季節中，各調查站位重量資源密度與尾數資源密度相差較大；其中，春秋兩季最大重量資源密度與均值相差不大，但從調查站位的分布來看，2016 年秋季最大重量資源密度的站位較沿岸遠，2017 年春季最大資源密度的站位較沿岸近；春秋兩季最大尾數資源密度均遠大于均值，且從站位分布來看，春季相對秋季較沿岸近。

在調查過程中，除去自然因素對生物多樣性的影響外，人類活動對該水域游泳動物生物多樣性造成一定影響。因此，在開發利用海洋資源的同時也要注重生態保護，加強對該海域的治理，保護如東淺灘海域游泳動物的生物多樣性，以確保呂泗漁場沿岸海域生物資源的合理開發利用有重要作用。