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舟山近岸海域秋季浮游动物多样性与环境因子的关系

2017-09-19何舟洋许永久俞存根朱明星何江楠张亚洲

关键词:水蚤海洋大学盐度

何舟洋,许永久,俞存根,谢 旭,张 平,朱明星,何江楠,张亚洲

(1.浙江海洋大学水产学院,浙江舟山 316022;2.浙江海洋大学海洋与渔业研究所,浙江省海洋水产研究所,浙江舟山 316021)

舟山近岸海域秋季浮游动物多样性与环境因子的关系

何舟洋1,许永久1,俞存根1,谢 旭1,张 平1,朱明星1,何江楠1,张亚洲2

(1.浙江海洋大学水产学院,浙江舟山 316022;2.浙江海洋大学海洋与渔业研究所,浙江省海洋水产研究所,浙江舟山 316021)

2015年11月(秋季)在舟山近岸及邻近海域(29.0°-31.0°N,121.5°-123.0°E)开展海洋生态系统综合调查,用浅水Ⅱ型浮游生物网采集得到的浮游生物样本,对该海域的浮游动物的种类组成,数量分布,均匀度指数、多样性等特征参数进行了分析,同时对舟山近岸海域浮游动物的数量分布特征与环境因子的关系进行了研究。结果如下:该海域共鉴定出浮游动物83种(包含浮游幼虫),其中种类数最多的为桡足类,共有30种,优势种共有20种,为小毛猛水蚤、小拟哲水蚤、大同长腹剑水蚤,双生水母,百陶箭虫,漂浮小井伊糠虾等。调查海区浮游动物丰度处于5.19~3 774.54 ind/m3之间,其空间分布呈现近岸低,近海高的特征。本次调查海域整个水层的温度平均值、盐度平均值也呈现近海相对较高而近岸相对较低的趋势。在舟山本岛东部,由于台湾暖流的经过,温度和盐度较高,浮游生物群落结构较为复杂,浮游动物多样性指数较高。

舟山近岸;浮游动物;多样性指数;环境因子

舟山近岸及邻近海域西有长江、钱塘江两大江河的冲淡水注入,同时还受黄海冷水团以及黑潮暖流的分支-台湾暖流的影响,又受东亚季风的交替作用,使其成为一个适宜多种鱼类繁殖、生长、越冬、索饵的栖息地。海洋浮游动物作为海洋生态系统的次级生产者,是经济水产动物,尤其是中上层鱼类和幼鱼的基本饵料,但随着过度捕捞和环境污染等各种因素影响,使得该海域的渔业资源急剧衰退,导致生态系统也发生了巨大的变化,故而浮游动物作为其中的一环,也发生了相应的变化[1]。同时,浮游动物许多种类的分布与环境因子有着密切的联系,可以作为水团、特定污染物的指示种,因此研究并掌握浮游动物的群落结构和多样性,探究其与环境因子的相互关系,对于监测评估海洋生态系统的健康具有重要意义[2]。

我国学者在东黄海、长江口开展了大量的浮游动物研究[1-6],这些研究包括浮游动物的种类组成、数量分布、群落特征以及与环境的关系等。关于舟山近岸海域的浮游动物的研究,近几年也呈增加的趋势,如陈小庆等[1]研究了舟山近海海域浮游动物的数量分布特征;骆鑫等[2]研究了舟山近海浮游动物数量分布及与环境因子的关系;王婕妤等[3]研究了舟山海域浮游动物群落结构和多样性现状。本文根据2015年11月在舟山近岸海域开展生态系统综合调查所获得的浮游动物的资料,从浮游动物的数量分布、多样性指数与环境因子的角度展开讨论,为海洋渔业资源管理、保护和可持续利用提供科学的依据。

1 研究区域与方法

1.1 研究区域采样与调查方法

数据来源于2015年11月(秋季)在舟山沿岸海域开展渔业生态系统综合调查所获得的浮游动物数据和CTD数据。其中共设19个浮游动物调查站位,51个CTD站位。浮游动物样品采集和标本处理均按照《海洋调查规范—海洋生物调查》(GB 12763-1991)进行,样品采集用浅水II型浮游生物网(口径50 cm、筛绢CQ14、孔径0.16 mm),自距海底5 m至海面垂直拖曳采集。所获样品经5%福尔马林溶液固定后进行分类、鉴定和计数,种类分析鉴定在实验室内进行。将秋季中每个站位的浮游动物统一换算为单位水体中的个体数(ind/m3)。温盐数据采用各CTD站位测得的均值。CTD站位、温盐分布情况、浮游动物的采样站位图和丰度、多样性指数分布图均采用surfer 11软件绘制。

图1 2015年秋季舟山近岸海域CTD调查站位(a),浮游动物调查站位(b)Fig.1 CTD survey stations(a)and zooplankton survey stations(b)in the coastal waters of Zhoushan in autumn 2015

1.2 计算方法

优势度(Y):Y=ni/N×fi,其中ni为第i种浮游动物的个体数,fi从是第i种浮游动物在各站位中出现的频率,N为浮游动物总个体数,当优势度Y>0.02作为优势种类[9]。

Shannon-Wiener多样性指数(H′):H′=-Σ(Pi)log2(Pi)

Margalef物种丰富度指数(D):D=(S-1)/inN

上述三式中,S为某一站位出现的种数,N为某一站位的所有种类的个体数,Pi为研究站位第i种的个体数(或生物量)与该站总个体数(或生物量)的比值,H′为浮游动物多样性指数。

2 结果

2.1 调查海域平均温盐情况

2015年秋季调查海域整个剖面的平均水温如图2a所示,从嵊山岛至六横岛外海水温基本呈现较高状态,杭州湾附件海域水温相对较低,水温的平均值总体呈现近海海域相对较高而沿岸相对较低的趋势,其中在嵊山岛平均水温超过20℃,高温值达到20.4℃,杭州湾入海口水温平均在18.7℃左右,最低值为17.9℃,并向近海逐渐温度升高,这是由于内陆水温度较低,流入海水中与之逐渐混合致使水温逐渐升高,由此呈现这种趋势。垂直平均盐度分布总体与温度相似,呈现近海相对较高而内海相对较低的趋势,最高值为30.5,最低值为15.9,这是由于在舟山和上海中间海域为杭州湾,内陆水冲入海洋,淡水量多,盐度较低,流入海洋中与海水逐渐混合,盐度缓慢升高,直到到达近海区域与海水完全混合,盐度呈现稳定上升分布的状态[11]。

根据平均温盐,利用聚类分析得到两个水团:舟山近岸水团(ZSCWM),舟山近海水团(ZSOWM)(图1)。近岸水团受淡水径流影响较大,为低温低盐水团,近海水团受台湾暖流影响较大,为高温高盐水团。

图2 2015年秋季调查海域平均温度(a),平均盐度(b)Fig.2 The mean temperature(a)and mean salinity(b)of the survey area in autumn 2015

2.2 浮游动物种类组成

本次调查海域共监测到浮游动物83种,其中桡足类占绝对优势,共30种,占总数的36.1%;其次为浮游幼虫,共有17种。此外,水螅水母类有6种,糠虾类有5种,毛颚类有4种,被囊类、管水母类各有3种,栉水母类、磷虾类、浮游多毛类、端足类、十足类、介形类各2种,原生动物、浮游螺类、其他类各有1种(表1)。根据浮游动物适温适盐范围,可以将其分为3个生态类群:(1)近岸低盐类群:该类群为本次调查海域的主要类群,数量上占统治地位,主要有背针胸刺水蚤Centropages dorsispinatus、百陶箭虫Sagitta bedoti、中华假磷虾Pseudeuphausia sinica、针刺拟哲水蚤Paracalanus aculeatus等;(2)暖水性近海类群:该类群种类较少,主要物种有精致真刺水蚤Euchaeta concinna、肥胖箭虫Sagitta enflata等;(3)广布种:该类群鉴定出的种数稀少,主要物种有小拟哲水蚤Paracalanus parvus等[3]。

表1 舟山近岸海域浮游动物种类组成Tab.1 Species composition of zooplankton in Zhoushan coastal waters

2.3 优势种组成

舟山近岸海域秋季浮游动物种类数较多,大部分海域浮游动物种类在18种以上。呈外部区域多,近岸靠杭州湾区域少的趋势。将优势度Y≥0.02时的浮游动物确定为优势种的标准进行分析,结果得出秋季调查海域优势种共有20种,为小毛猛水蚤Microsetella norvegica、小拟哲水蚤、拟长腹剑水蚤Oithona similis、丽隆剑水蚤Oncaea venusta、背针胸刺水蚤、百陶箭虫、中华哲水蚤Calanus sinicus等,这些种类大多数为桡足类。其中小毛猛水蚤和小拟哲水蚤两者优势度最大,分别为3.032与2.027。少数优势种为糠虾类、管水母类,如漂浮小井伊糠虾Iiella pelagic 0.026,长额刺糠虾Acanthomysis longirostris 0.022,双生水母Diphyes chamissonis 0.071。其他优势种见表2。

表2 舟山近岸海域浮游动物优势种优势度(Y)Tab.2 Dominance of zooplankton dominant species in Zhoushan coastal waters(Y)

2.4 浮游动物数量及多样性分布

2015年秋季调查海区浮游动物丰度(图3a)分布范围为5.19~3 774.54 ind/m3。高密集区(≥500 ind/m3)主要分布在30°N以南以及30.4°N以北地区,其中st43号站位丰度最大。构成丰度高值区的种类主要有夜光藻Noctiluca scintillans、背针胸刺水蚤、拟长腹剑水蚤、小毛猛水蚤Microsetella norvegica、小拟哲水蚤Paracalanus parvus。

2015年调查海域浮游动物多样性指数(图3b)变动范围为0.52~2.44,均匀度指数(图3c)变动范围为0.33~0.96,两者最大值均出现在杭州湾区域,最小值出现在嵊泗以及嵊山一带,其他海域均匀度指数较为均匀;丰富度指数(图3d)变动范围为0.67~5.88,高值出现在舟山与宁波之间海域,低值区位于嵊山及杭州湾外围一带,其余海域丰富度指数较为均匀。

2.5 浮游动物生物量和多样性与水团的关系

根据温盐特征,做TS散点图,依据其聚类特征,进行水团划分,如图1所示。结果可知,舟山海域可分为2种水团,蓝色近岸水团(ZSCWM)和红色近海水团(ZSOWM)。

图3 2015年秋季舟山近岸及邻近海域浮游动物总丰度(a),多样性指数(b),均匀度指数(c),丰富度指数(d)Fig.3 Total zooplankton abundance in coastal and adjacent waters in Zhoushan in autumn 2015(a),Diversity index(b),evenness index(c)and richness index(d)

通过单因素方差分析,我们对两种水团对调查海域浮游动物生物量和多样性的影响进行了分析。其中舟山近岸水团(ZSCWM),舟山近海水团(ZSOWM)两种水团对浮游动物生物量影响不显著(P>0.05)。ZSCWM与ZSOWM对浮游动物的多样性和丰富度影响均不显著(P>0.05),而ZSCWM与ZSOWM对浮游动物均匀度指数影响较显著(P<0.05)。

3 讨论

3.1 温度对浮游动物丰度、生物量的影响

本研究表明,浮游动物的丰度、生物量分布与海水的温度和盐度有密切的关系。在调查海域中嵊山岛和六横岛两个高温点,丰度也达最大值,自最高点向四周扩散,丰度和温度同时开始逐渐下降,在受暖流影响的水域水温较高时,丰度也相对较高。这表明在一定温度内,丰度与温度呈一定的正相关的关系。同时也可以发现,浮游动物的数量分布和盐度的关系与温度大致类似,随着盐度的升高,其数量也有一定程度的增多。但数量最大值出现的点不完全与盐度最大值重合。浮游动物的生长受营养盐的控制,合适的营养盐比例也是浮游植物生长旺盛的重要因素[6,11]。

3.2 盐度对浮游动物丰度、生物量的影响

盐度是影响浮游动物生长和发育的另一个重要环境因子,特别是在河口区咸淡水交汇,盐度变化较大,不同类型浮游动物在不同盐度范围生活。而一些生理耐受性较强的种类在河口区分布范围较广[8]。东海紧邻东亚大陆,陆地气候条件对其海水盐度状况的影响也相当显著,盐度分布状况受蒸发、降水、环流和海水混合等因子的影响,河口地带和近海盐度的变化还受入海径流量的影响,通过海洋环流又源源不断地将太平洋高盐水带入东海,直接影响广大海区盐度的高低和分布特征,形成了表面盐度近岸低,外海高,河口区低,受黑潮影响显著的区域盐度高的分布规律[10,14]。同时在该调查海域中,长江入海口处特征较为明显,内陆淡水的温度盐度较低,流入海水之后,慢慢与海水混合,温度盐度逐渐升高,直到与海水完全混合,达到较稳定的状态。

[1]陈小庆,俞存根,胡颢琰,等.舟山渔场及邻近海域浮游动物数量分布特征[J].生态学报,2010,30(7):1 834-1 844.

[2]骆 鑫,曾江宁,徐晓群,等.舟山海域夏、秋季浮游动物的分布特征及其与环境因子的关系[J].生态学报,2016,36(24):1-11.

[3]王婕妤,黄 备,贾海波,等.2011年春、秋季浙江舟山海域浮游动物群落结构和多样性现状[J].浙江海洋学院学报:自然科学版,2014,33(4):311-316.

[4]陈小庆,陈 斌,黄 备,等.夏季舟山渔场及邻近海域浮游动物群落结构特征分析[J].动物学研究,2010,31(1):99-107.

[5]覃 涛,俞存根,陈小庆,等.舟山渔场及邻近海域桡足类种类组成和数量分布[J].自然资源学报,2011,26(5):780-789.

[6]章 箐,杨关铭,王春生.舟山群岛近岸海域浮游动物生态研究I.种类组成与数量分布[J].海洋学研究,2008,26(4):20-27.

[7]刘镇盛.长江口及其邻近海域浮游动物群落结构和多样性研究[D].青岛:中国海洋大学,2012.

[8]郭沛涌,沈焕庭,刘阿成,等.长江河口浮游动物的种类组成、群落结构及多样性[J].生态学报,2003,23(5):892-900.

[9]徐兆礼,晁 敏,陈亚瞿.东海浮游动物生物量分布特征[J].海洋学报,2004,26(3):93-101.

[10]江 红.东海渔业生态系统及其保护区情景模拟分析[D].上海:华东师范大学,2008.

[11]徐晓群,曾江宁,陈全震.浙江三门湾浮游动物优势种空间生态位[J].应用生态学报,2013,24(3):818-824.

[12]彭艳侠.保定府河浮游生物群落结构及多样性研究[D].保定:河北农业大学,2015.

[13]徐兆礼,王云龙,白雪梅.长江口浮游动物生态研究[J].中国水产科学,1999,6(5):51-55.

[14]朱明星,俞存根,许永久,等.舟山近岸海域秋季桡足类种类组成和数量分布[J].水产科学,2017,36(4):514-518

The Relationship between Zooplankton Diversity and Environmental Factors in the Coastal Waters of Zhoushan in Autumn

HE Zhou-yang,XU Yong-jiu,YU Cun-gen,et al
(Fisheries School of Zhejiang Ocean Univercity,Zhoushan 316022,China)

In November(Autumn)2015 in the coastal waters of Zhoushan and adjacent(29.0°-31.0°N,121.5°-123.0°E),we carried out a comprehensive survey of marine ecosystems,the species composition,quantity distribution,evenness and diversity of zooplankton in the sea area were analyzed by using plankton samples collected from the shallow water,at the same time,the relationship between the quantitative distribution of zooplankton and environmental factors in Zhoushan coastal waters was studied.According to the results,83 species of zooplankton (including planktonic larvae)were identified in the area,including the largest number of species of copepods,a total of 30 species,dominant species of a total of 20 species,which are Microsetella norvegica,Paracalanus parvus,Oithona similis,etc.The abundance of planktonic animal range is 5.19-3 774.54 ind/m3in the survey area,its spatial distribution is characterized by high offshore and low nearshore.The average temperature and the average salinity of the whole water layer of the investigation areaalso showed a relatively high offshore and relatively low coastal trend.In the eastern part of the island of Zhoushan,due to the effect of the Taiwan Warm Current,the temperature and salinity were high,the community structure was complex,and zooplankton diversity index was high.

Zhoushan coastal waters;zooplankton;diversity index;environmental factors

S932.8

A

1008-830X(2017)02-0144-07

2017-01-30

浙江海洋大学“海洋科学”省重中之重学科开放课题(2016206);浙江海洋大学“水产”省一流学科开放课题(20160005)

何舟洋(1996-),男,浙江温州人,研究方向:海洋资源与环境.E-mail:17858801143@163.com

许永久(1981-),男,博士,研究方向:渔业生态、渔业资源与环境.E-mail:xuyongjiu@zjou.edu.cn

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