黃河口牡蠣產卵場及鄰近海域浮游動物的群落結構特征與環境質量評價

鞏俊霞，王玉芳，許國晶，李壯，陳秀麗，張明磊，鄭慧麗，王志忠，田功太，杜興華，張金路

（1.山東省淡水漁業研究院，山東 濟南 250017；2.臨邑縣農副漁業服務中心，山東 德州 251500）

黃河年輸入渤海徑流量為344 億m3，帶入巨量的淡水、泥沙和各種營養鹽類，河口和近海區初級生產力較高，餌料生物豐富，是多種海洋生物的產卵場、索餌場和育肥場[1,2]。牡蠣是重要海洋經濟貝類，具有重要的海洋生態功能。牡蠣礁不但能凈化水體、為其他海洋生物提供棲息生境，在保護生物多樣性、耦合生態系統能量流動等方面也具有重要作用[3]。研究表明，通過修復牡蠣礁，恢復和強化牡蠣礁生態系統的自凈功能，可以有效恢復海域生態系統功能[4-6]。目前對黃河口牡蠣產卵場研究較少，僅有王志忠等[7,8]和鞏俊霞等[9]少量研究。浮游動物是水域生態系統中的重要消費者，在水生態系統中起著重要的作用，下行調節水中浮游動物類群的空間結構[10]。浮游動物的群落結構特征是了解水域生態系統結構、功能的重要內容之一[11-14]。

1 材料與方法

1.1 調查站位

2015 年枯水期（5 月）、平水期（6 月）和豐水期（8 月）對黃河口牡蠣產卵場及鄰近海域生態環境進行了3 個航次的采樣調查，調查區域為E 119°4'34.99"～119°8'41.94"，N 37°28'34.01"～37°35'19.95"，調查面積約68.88 km2，每次調查5 個站位。調查站位依據《漁業生態環境監測規范》[15]（第二部分海洋）中的規定布設，具體分布見圖1。

1.2 采樣方法及依據

采樣方法和分類鑒定參照《海洋浮游生物圖譜》[16]、《海洋調查規范》[17]和《海洋監測規范》[18]進行。

1.3 統計分析

對浮游動物計數結果進行統計分析。多樣性指數、均勻度和優勢度的計算公式如下：

香農-威納指數[19]（Shannon-Weiner index）：

式中，H'為多樣性指數，s 為物種數量，Pi為種i的個體數量（ni）和全部個體數量（N）的比例，即Pi等于ni/N。

均勻度[20]（J）采用Pielou 的計算公式：

J=H'/log2S。

優勢度[21]（D）采用McNaughton 指數，計算公式為：D=（ni/N）×fi，

式中，fi為種i 的個體在各站位中的出現頻率，N 為樣品的總個數；ni為樣品中i 種的個數。取浮游動物優勢度D≥0.02 的種為優勢種[21]。

1.4 評價方法

根據孔繁翔[22]和何志輝[23]的評價標準，當H'＜1 時，為重度污染；H'介于1～2 之間，為中度污染；H'介于2～3 之間，為輕度污染；H'＞3 時，為清潔。

2 結果與分析

2.1 浮游動物的種類組成

共檢出浮游動物6 大類30 種，其中浮游甲殼動物種類最多11 種，占36.67%；浮游幼蟲類8 種占26.67%；其他類6 種，腔腸動物3 種，毛顎動物、軟體動物各1 種?？菟冢? 月）共檢出浮游動物5 大類18 種，其中浮游甲殼動物8 種占44.44%，浮游幼蟲和其他類各4 種，分別占22.22%，腔腸動物和毛顎動物各1 種，分別占5.56%；平水期（6 月）共檢出浮游動物4 類16 種，其中浮游甲殼動物7 種占43.75%，浮游幼蟲5 種占31.25%，其他類3 種占18.75%，毛顎動物1 種占6.25%；豐水期（8 月）檢出浮游動物5 大類19 種，其中浮游甲殼動物和浮游幼蟲各6 種，分別占31.58%，其他類4 種，占21.05%，毛顎動物1 種占5.26%。調查結果表明：豐水期（8 月）浮游動物種類最多，19 種；枯水期（5 月）次之，18 種；平水期（6 月）最少，16 種，浮游甲殼動物和浮游幼蟲是浮游動物類群的主要組成部分。

2.2 浮游動物豐度分布

浮游動物的平均豐度為108.62 ind.·m-3，變動范圍在97.92～259.38 ind.·m-3之間。由圖2 可知，枯水期（5 月）浮游動物豐度的變動范圍為150.00～345.00 ind.·m-3，均值為227.93 ind.·m-3，低值在4#站位，高值在2#站位；平水期（6 月）浮游動物的豐度變動在12.50～235.00 ind.·m-3之間，均值為96.67 ind.·m-3，高值在5#站位，低值在2#站位，豐度分布不均勻；豐水期（8 月）浮游動物的豐度變動在36.25～500 ind.·m-3之間，均值為259.38 ind.·m-3，低值在2#站位，高值在5#站位，豐度分布不均勻。由調查結果可知：豐水期（8 月）調查水域浮游動物豐度最高，枯水期（5 月）次之，平水期（6 月）最?。挥杀? 可知，3 次調查浮游動物豐度最高值都在5#站位，各站位豐度均值由小到大依次為：4#＜1#＜2#＜3#＜5#。

2.3 浮游動物的優勢種類

數量或生物量占據優勢的浮游生物優勢種群，對群落的發生具有重要的控制作用，并決定了群落的性質[21]。依Y≥0.02 為判定標準，調查水域的優勢種分別為：強壯箭蟲Sagittacrassa、擬長腹劍水蚤Oithona similis、短尾類溞狀幼體Brachyura zoea、雙刺紡錘水蚤Acartia bifilosa、長尾類糠蝦幼體Macrura larva、海蛇尾長腕幼蟲Ophiopluteus larva、八斑芮氏水母Rathkea octopunctata、魚卵，其中強壯箭蟲、擬長腹劍水蚤、短尾類溞狀幼體在三次調查中均為優勢種?？菟冢? 月）優勢種6 種，平水期（6月）5 種，豐水期（8 月）4 種（表2）。

表1 黃河口牡蠣產卵場及鄰近海域浮游動物各類群的豐度Tab.1 Abundance of all kinds of zooplankton group in oyster spawning ground in Yellow River Estuary and adjacent waters /ind.·m-3

表2 黃河口牡蠣產卵場及鄰近海域浮游動物的優勢種及其優勢度Tab.2 The dominant species and dominance of zooplankton in oyster spawning ground in Yellow River Estuary and adjacent waters

2.4 浮游動物生物多樣性分布

浮游動物的多樣性指數介于0.90～2.87 之間，均值為1.90，豐水期（8 月）2#站位最低，枯水期（5月）1#站位最高?？菟冢? 月）多樣性指數最高（2.87），均值為2.42，高值在1#站位，低值（2.14）在3#站位；豐水期（8 月）次之，均值為1.62，高值（2.05）在4#站位，低值（1.53）在2#站位；平水期（6月）多樣性指數最低，為1.59，高值（2.31）在2#站位，低值（0.90）在1#、3#站位（圖3）。

均勻度變動在0.31～0.96 之間，均值為0.64，高值在豐水期（8 月）的2#站位，低值在豐水期（8 月）的5#站位。枯水期（5 月）的均勻度最高，均值為0.70，高值（0.86）在4#站位，低值（0.60）在3#、5#站位；豐水期（8 月）次之，均值為0.62，高值（0.96）在2#站位，低值（0.51）在5#站位；平水期（6 月）均勻度最低，均值為0.55，高值（0.75）在4#站位，低值（0.32）在3#站位（圖4）。

2.5 環境質量評價

枯水期（5 月）浮游動物的多樣性指數均值為2.42，5 個站位的多樣性指數在2～3 之間，環境質量評價為輕度污染；平水期（6 月）多樣性指數的均值為1.59，2 個站位的多樣性指數在2～3 之間，占40%，環境評價為輕度污染，在1～2 之間的站位1個，占20%，環境評價為中度污染水平，多樣性指數＜1 的站位2 個，占40%，環境評價為重度污染；豐水期（8 月）多樣性指數均值為1.62，多樣性指數在2～3 之間的站位1 個，占20%，環境質量評價為輕度污染，多樣性指數在1～2 之間的站位4 個，占80%，環境評價為中度污染水平（表3）。

表3 調查水域浮游動物的生物多樣性及環境質量評價Tab.3 The biodiversity and environmental quality evaluation of zooplankton in survey waters

3 討論

3.1 浮游動物的種類組成

在調查水域中共檢出浮游動物6 大類30 種，其中浮游甲殼動物種類最多，11 種，占36.67%；浮游幼蟲類8 種占26.67%；其它類6 種，腔腸動物3種，毛顎動物、軟體動物各1 種。浮游動物種類數由高至低為：豐水期（8 月）＞枯水期（5 月）＞平水期（6 月），浮游甲殼動物和浮游幼蟲是該調查水域浮游動物類群的主要組成部分。調查結果與近年來黃河口鄰近海域浮游動物種類組成結果相近。如焦玉木和田家怡[24]1996 年的四季調查表明，黃河口鄰近海域有浮游動物78 種，其中，橈足類最多為31 種；馬靜等[25]在2007 年夏季在黃河口鄰近海域中發現浮游動物72 種，其中橈足類10 種；王文杰等[26]在2010 年秋季黃河口鄰近海域調查中，報道浮游動物48 種，其中橈足類有18 種。高原等[27]2008 年報道，珠江河口有浮游動物94 種，其中，橈足類35 種，輪蟲類28 種，原生動物6 種；郭沛涌等[28]2003 年發現長江河口有浮游動物87 種，其中甲殼動物占絕對優勢共59 種，與之相比本次調查浮游動物種類顯著較少，可能是黃河泥沙含量較高和低透光度限制了水生生物的生存。與之相同的是浮游甲殼動物是浮游動物類群的主要部分。

3.2 浮游動物豐度及其多樣性

浮游動物的豐度分布存在明顯的區域和季節差異。浮游動物的豐度介于97.92～259.38 ind.·m-3之間，平均為108.62 ind.·m-3。平水期（6 月）、豐水期（8 月）各站位浮游動物豐度最低值與最高值之間有顯著差異，表明浮游動物豐度平面分布不均勻。調查結果表明：浮游動物豐度由高至低依次為：豐水期（8 月）＞枯水期（5 月）＞平水期（6 月），與鞏俊霞[9]對浮游植物研究的變化趨勢一致，其原因可能是豐水期大量的徑流帶來了豐富的營養物質，給浮游動物提供了充足的適口餌料，促進了浮游動物的繁殖。本研究與溫帶河口海域浮游動物豐度的季節變化特征相似，即冬季最低，春季或秋季次之，夏季達最高峰[29,30]；5#站位浮游動物豐度值最高，原因可能是5#站位在牡蠣礁最外側，牡蠣攝食較少有關。

本調查水域浮游動物多樣性指數變動在0.90～2.87 之間，均值為1.90；均勻度變動在0.31～0.96 之間，均值為0.64?？菟冢? 月）多樣性指數、均勻度最高，豐水期（8 月）次之，平水期（6月）最低，表明枯水期（5 月）浮游動物的群落結構好于平水期（6 月）、豐水期（8 月），與浮游植物的變化趨勢一致?？菟诟∮蝿游锒鄻有灾笖荡笥谪S水期，可能有如下原因：枯水期的水環境條件適宜浮游植物繁殖，為浮游動物提供了豐富的餌料，因此浮游動物種類多，多樣性較好；而豐水期大量徑流入海，攜帶的大量泥沙不利于浮游植物光合作用，影響浮游植物生長，浮游植物減少不適于浮游動物生長，浮游動物多樣性指數較低。

3.3 調查水域環境質量評價

調查水域浮游動物的多樣性指數在0.90～2.87之間，均值為1.90，根據孔繁翔[22]和何志輝[23]的評價標準，調查水域環境質量評價為中度污染，枯水期（5 月）環境質量狀況好于豐水期和平水期，與王志忠等[7]認為該海域為輕度污染，豐水期水質好于枯水期結果不同，其原因是該調查水域為黃河入海口河口區，豐水期大量徑流入海帶來大量泥沙，水體透明度降低，不利于浮游生物生長繁殖，所以用生物多樣性評價枯水期環境質量狀況會好于豐水期；另一原因是與水質的評價方法不一致所有關。

該調查水域主要污染源為陸源污染，應該采取有效措施，提高水域的生物多樣性，改善調查水域的環境質量。有研究[4-6]認為：牡蠣礁在生物多樣性保護、凈化水體、修復生態系統的結構和功能中具有重要功能。Jeremy 等[31]研究認為：恢復牡蠣種群數量是控制河口富營養化的重要措施。王志忠等[7]認為：構建人工牡蠣礁，修復示范區，提升牡蠣礁生態系統服務功能，可以保護和改善水域的生態環境質量。因此，可以借助和依托黃河口牡蠣產卵場自然形成的現存活體牡蠣礁，還可投放人工牡蠣礁體、加強科學養護，恢復和增加其生物資源量，提高和改善該水域生態環境質量。