沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性研究

覃胡林，水柏年，胡成業(yè)，張春草，冀萌萌，田 闊

(浙江海洋學(xué)院水產(chǎn)學(xué)院，浙江舟山 316022)

沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性研究

覃胡林，水柏年，胡成業(yè)，張春草，冀萌萌，田 闊

(浙江海洋學(xué)院水產(chǎn)學(xué)院，浙江舟山 316022)

于2014年10月(秋季)和2015年3月(春季)對(duì)沿浦灣5條潮間帶斷面進(jìn)行大型底棲動(dòng)物調(diào)查，共鑒定出大型底棲動(dòng)物44種，隸屬于5綱10目23科31屬。其中，秋季共39種，隸屬于5綱9目21科29屬；春季共20種，隸屬于5綱7目15科17屬。秋季物種數(shù)、豐度和生物量高于春季。大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種季節(jié)變化明顯，春季優(yōu)勢(shì)種為長(zhǎng)足長(zhǎng)方蟹、日本大眼蟹、短擬沼螺及伍氏擬厚蟹，秋季優(yōu)勢(shì)種為大彈涂魚、彈涂魚及青彈涂魚。兩個(gè)季節(jié)Shannon-Wiener(H′)多樣性指數(shù)介于1.31～2.67，Pielou種類均勻度指數(shù)(J′)介于0.60～0.87，Margalef豐富度指數(shù)(D)介于1.78～5.35。結(jié)合ABC曲線對(duì)大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)群落受到較嚴(yán)重干擾，這可能與海洋工程、養(yǎng)殖、周邊海域環(huán)境惡化及過度采捕等系列人為干擾有關(guān)，海洋生態(tài)修復(fù)迫在眉睫。

沿浦灣；大型底棲動(dòng)物；群落結(jié)構(gòu)；多樣性

潮間帶位于陸地與海洋生態(tài)系統(tǒng)相互作用較強(qiáng)烈的地帶，是海洋中最敏感的生態(tài)系統(tǒng)類型之一，易受人類活動(dòng)的干擾[1]。其中大型底棲動(dòng)物是海洋生物資源的重要組成部分，其資源及生物多樣性狀況關(guān)系到海洋生態(tài)系統(tǒng)平衡，海洋生物產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，對(duì)潮間帶的研究一直備受關(guān)注[2-3]。

大型底棲動(dòng)物調(diào)查對(duì)量化研究群落自身的變化及其機(jī)制具有重要意義，還可用來認(rèn)識(shí)海洋環(huán)境、預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量，以及監(jiān)測(cè)并反映灘涂生態(tài)環(huán)境的污染狀況。有關(guān)大型底棲動(dòng)物研究，國內(nèi)曾有過一些報(bào)道，例如，紀(jì)瑩璐等[4]對(duì)乳山灣潮間帶春季大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)曾有研究；章飛軍等[5]研究了長(zhǎng)江口潮間帶大型底棲動(dòng)物群落演替；胡成業(yè)等[6]研究了浙江沿岸島礁區(qū)潮間帶軟體動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)；王鳳麗等[7]對(duì)溫州潮間帶大型底棲動(dòng)物資源狀況曾有研究；仇建標(biāo)[8]等研究了洞頭列島潮間帶大型底棲生物的時(shí)空分布及其多樣性；湯雁濱等[9]對(duì)南麂列島潮間帶大型底棲動(dòng)物群落優(yōu)勢(shì)種生態(tài)位研究等。在國外，也曾有過研究，如Archambault等[10]作過沿岸多相性和潮間帶底棲生物種類豐富度及多樣性的尺度研究；Whitlatch[11]曾作過馬薩諸塞州巴恩斯特布爾港泥沙底質(zhì)潮間帶上大型底棲生物的群落結(jié)構(gòu)季節(jié)性變化的研究；Pridmore等[12]對(duì)新西蘭馬努考港六個(gè)沙坪潮間帶的大型底棲生物群落組成曾作研究。但關(guān)于蒼南縣沿浦灣的潮間帶大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性尚未見研究及報(bào)道。而蒼南縣對(duì)沿浦灣省級(jí)海洋公園選劃在即，開展大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性調(diào)查研究，對(duì)海域使用論證與海洋環(huán)境影響評(píng)價(jià)及構(gòu)建本底具有迫切而又重要意義。鑒于此，本文基于2014年10月(秋季)和2015年3月(春季)沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物調(diào)查，通過多樣性指數(shù)分析各季節(jié)的大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)，運(yùn)用ABC曲線、等級(jí)聚類與非度量多維標(biāo)度探討其群落分布格局，以期揭示潮間帶大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)對(duì)人類活動(dòng)的響應(yīng),為即將建設(shè)的省級(jí)海洋公園提供本底數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

沿浦灣位于溫州市蒼南縣南部沿海，沿浦灣又名南關(guān)灣。灣口東起霞關(guān)鎮(zhèn)，西至虎頭鼻，寬約3 km。灣口南接沙埕港口，北入宮尾，鄭厝沿岸，內(nèi)伸長(zhǎng)6 km，面積19.235 km2，水深2 m。冬季偏北風(fēng)，夏季偏南風(fēng)，東北風(fēng)最大速度為2.8 m/s。中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為18.2℃。灘涂受沙埕港水和浦江淡水流注，水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化，底質(zhì)以軟泥粉砂為主，屬鹽漬土，有機(jī)質(zhì)含量為1.2%～1.89%，間隙水鹽度為27.51～28.74，分布比較均勻[13]。

1.2 研究方法

根據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T 12763.6-2007)的要求，結(jié)合潮間帶的生境特點(diǎn)分別于在2014年10月(秋季)和2015年3月(春季)對(duì)沿浦潮間帶大型底棲動(dòng)物調(diào)查。根據(jù)瓦揚(yáng)[14]和斯蒂芬森原則[15]及生物自然分布并結(jié)合沿浦灣的實(shí)際情況，共布設(shè)5條斷面(圖1)。在高、中、低三個(gè)潮帶依次布設(shè)2個(gè)、2個(gè)與1個(gè)站。采得的所有樣品，經(jīng)洗凈裝入樣品袋，用75%的乙醇溶液固定后帶回實(shí)驗(yàn)室用以種類鑒定、個(gè)體計(jì)數(shù)、稱重等，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

圖1 沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物調(diào)查斷面分布Fig.1 Distribution of macrobenthos in the intertidal zone along Yanpu Bay

生物多樣性指數(shù)及優(yōu)勢(shì)度分析采用以下公式計(jì)算[16-17]：

Pielou均勻度指數(shù)：J′=H′/log2S

Margalef豐富度指數(shù)：D=(S-1)/log2N

物種的優(yōu)勢(shì)度：Y=(Ni/N)fi

式中，S為總種數(shù)，Ni為第i種的個(gè)數(shù)，Pi為種i的個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例。fi為該種在各采樣點(diǎn)出現(xiàn)的頻率，N為所有物種出現(xiàn)的總個(gè)數(shù)，當(dāng)優(yōu)勢(shì)度Y≥0.02時(shí)認(rèn)為是優(yōu)勢(shì)種。

多樣性指數(shù)(H′)常用于海洋底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的研究，以評(píng)價(jià)群落受到干擾(污染)的程度。一般的，若H′＜1，屬重污染；H′=1～2，屬中等污染；H′=2～3，屬輕度污染；H′＞3，屬清潔水平[18]。

大型底棲動(dòng)物的等級(jí)聚類、非度量多維標(biāo)度 (MDS)及ABC曲線用PRIMER5.0軟件包繪制。根據(jù)CLARKE等[19]認(rèn)為，當(dāng)stress(脅強(qiáng)系數(shù))＜0.05為吻合極好；stress＜0.1為吻合較好；stress＜0.2為吻合一般；stress＞0.3為吻合較差。

采用豐度／生物量比較曲線(ABC曲線)分析潮間帶底棲生物群落受污染或其他因素?cái)_動(dòng)的狀況。豐度生物量比較法(ABC)由WARICK提出[20-22]，因其能反映污染物的實(shí)際效應(yīng)和環(huán)境中各種污染物協(xié)同與拮抗作用對(duì)生物的綜合影響，特別是能準(zhǔn)確反映輕度污染的長(zhǎng)期效應(yīng)，被認(rèn)為是評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)海洋污染的行之有效的方法[23-25]。

2 結(jié)果

2.1 種類組成

對(duì)沿浦灣潮間帶兩個(gè)季節(jié)的調(diào)查所獲樣品，共鑒定出大型底棲動(dòng)物44種，隸屬于5綱10目23科31屬，其中兩季節(jié)共有種為15種。秋季共鑒定出39種，隸屬于5綱9目21科29屬。根據(jù)種類數(shù)多少對(duì)綱界元排序，依次為軟甲綱(15種)、腹足綱(7種)、輻鰭魚綱(6種)、多毛綱(6種)和雙殼綱(5種)，而春季共鑒定出20種，隸屬于5綱7目15科17屬，軟甲綱(8種)、雙殼綱(4種)、腹足綱(3種)、多毛綱(3種)和輻鰭魚綱(2種)。

在各調(diào)查斷面中，秋季B斷面種類最多，高達(dá)21種；其次，秋季E斷面，為18種；在春季，A斷面最少，僅6種。軟甲綱在大部分?jǐn)嗝嫔峡傮w占據(jù)優(yōu)勢(shì)，而多毛綱在各斷面的種數(shù)較少，僅在春季A斷面軟甲綱種數(shù)等于雙殼綱。

2.2 豐度和生物量

如表1所示，沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物調(diào)查，豐度和生物量以秋季低潮帶最高(80 ind./m2，99.22 g/m2)，春季中潮帶最低(20 ind./m2，14.04 g/m2)。春、秋季的豐度和生物量均以低潮帶最高。秋季大型底棲動(dòng)物調(diào)查中豐度和生物量均以低潮帶最高(80 ind./m，99.22 g/m)，中潮帶次之(56 ind./m2，76.91 g/m2)，高潮帶最低(30 ind./m2，28.39 g/m2)。春季大型底棲動(dòng)物調(diào)查豐度和生物量均以低潮帶最高(54 ind./m2，57.39 g/m2)，高潮帶次之(30 ind./m2，21.46 g/m2)，中潮帶最低(20 ind./m2，14.04 g/m2)。

表1 沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物豐度和生物量Tab.1 Abundance and biomass of macrobenthos in the intertidal zone along Yanpu Bay

2.3 優(yōu)勢(shì)種

如表2所示，春季優(yōu)勢(shì)種為長(zhǎng)足長(zhǎng)方蟹Metaplax longipes、日本大眼蟹Macrophthalmus japonicus、短擬沼螺Assiminea brevicula與伍氏擬厚蟹Helicana wuana，秋季優(yōu)勢(shì)種為大彈涂魚Boleophthalmus pectinirostris、彈涂魚Periophthalmus modestus與青彈涂魚Scartelaos histophorus。其中優(yōu)勢(shì)度最高的是春季的長(zhǎng)足長(zhǎng)方蟹，達(dá)到了0.26。

表2 沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種及優(yōu)勢(shì)度Tab.2 Dominant species and dominance of macrobenthos in the intertidal zone along the Yanpu bay

2.4 物種多樣性

沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物多樣性指數(shù)Shannon-Wiener(H′)指數(shù)介于1.31～2.67之間，最高值2.67出現(xiàn)在秋季高潮帶，最低值1.31出現(xiàn)在春季高潮帶；Pielou種類均勻度指數(shù)(J′)介于0.60～0.87之間，最高值0.87出現(xiàn)在秋季中潮帶，春季中潮帶次之，為0.86，最低值0.60出現(xiàn)在春季高潮帶；Margalef豐富度指數(shù)(D)介于1.78～5.35之間，最高值5.35出現(xiàn)在秋季高潮帶，秋季和春季低潮帶豐富度指數(shù)均大于3.4，排前3位，豐富度指數(shù)最小的是春季高潮帶，僅為1.78(表3)。

表3 沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物多樣性指數(shù)Tab.3 the diversity index of b macrobenthos in the intertidal zone along the Yanpu Bay

2.5 ABC曲線分析

根據(jù)圖2分析可以得出，豐度曲線幾乎整條都位于生物量曲線之下，且兩曲線分布間距較大，W值為負(fù)值，說明該區(qū)域大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)受到較嚴(yán)重的干擾。

圖2 沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物群落ABC曲線Fig.2 ABC curves of the macrobenthos in the intertidal zone along Yanpu Bay

2.6 大型底棲動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)特征

聚類分析結(jié)果顯示：秋季各斷面的相似程度比春季要高，其中相似度大于50%的可聚為4組，秋季的各條斷面組，春季的E、C、D斷面組，春季的A斷面組以及春季的B斷面組(圖3)。本次調(diào)查結(jié)果的脅強(qiáng)系數(shù)為0.11，吻合一般。非度量多維標(biāo)度(MDS)也表明各斷面群落結(jié)構(gòu)也分為4組(圖4)，與聚類分析結(jié)果一致。

3 討論

3.1 沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物種類組成與數(shù)量分布

沿浦灣潮間帶春、秋季節(jié)大型底棲動(dòng)物調(diào)查研究結(jié)果與南麂列島[26]、樂清灣[27]及嵊泗[28]等相比差異較大，物種數(shù)顯著少于后三地，優(yōu)勢(shì)種也不相同（表4）。這可能與沿浦灣潮間帶生態(tài)環(huán)境過度開發(fā)有關(guān)。豐度和生物量以秋季低潮帶最高（80 ind./m2，99.22 g/m2），春季中潮帶最低（20 ind./m2，14.04 g/m2）。大型底棲動(dòng)物的垂直分布平均生物量由高到低的排序：低潮區(qū)（78.29 g/m2）＞中潮區(qū)（45.48 g/m2）＞高潮區(qū)（24.93 g/m2），而豐度由高到低排序：低潮區(qū)（67 ind./m2）＞中潮區(qū)（38 ind./m2）＞高潮區(qū)（30 ind./m2）。這可能與沿浦灣高、中潮帶以貝類養(yǎng)殖前習(xí)慣用農(nóng)藥殺除“天敵底棲生物”，大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)受到較嚴(yán)重的干擾有關(guān)，而低潮帶卻以紫菜等養(yǎng)殖為主，不需農(nóng)藥噴殺，大型底棲動(dòng)物免受其害。

圖3 沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物的等級(jí)聚類Fig.3 Hierarchical clustering of macrobenthos in the intertidal zone along Yanpu Bay

圖4 沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物的MDS排序分析Fig.4 MDS sequencing analysis of macrobenthos in the intertidal zone along Yanpu Bay

表4 沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物與南麂、樂清灣及嵊泗比較Tab.4 The comparing of macrobenthos between intertidal zone in Yanpu bay,Nanji island, Yueqing bay and Shengsi island

3.2 沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物的季節(jié)變化特征

調(diào)查研究結(jié)果表明：除了雙殼綱的物種數(shù)在各季節(jié)相對(duì)穩(wěn)定（春季4種，秋季5種）外，其余物種數(shù)變化較大，其中軟甲綱（春季8種，秋季15種），腹足綱（春季3種，秋季7種），輻鰭魚綱（春季2種，秋季6種）和多毛綱（春季3種，秋季6種）的秋季物種數(shù)大于春季；而且秋季生物量與豐度明顯高于春季。這表明季節(jié)變化對(duì)大型底棲動(dòng)物分布有影響，主要有兩方面原因：（1）大型底棲動(dòng)物在不同季節(jié)物種數(shù)分布不同，尤其是優(yōu)勢(shì)種，如秋季，輻鰭魚綱物種數(shù)是春季的3倍，在很大程度上使秋季的物種數(shù)高于春季；（2）春季為主要繁殖期，總體而言雖豐度大但多為個(gè)體較小的幼體，且春季調(diào)查在3月份，而秋季調(diào)查在10月份，春季調(diào)查時(shí)氣溫與水溫較低，底棲動(dòng)物分布偏向水深區(qū)域，但秋季調(diào)查時(shí)氣溫與水溫較高，底棲動(dòng)物分布偏向水淺區(qū)域，這可能導(dǎo)致潮間帶豐度和生物量的秋季高于春季的季節(jié)分布特征。

3.3 沿浦灣潮間帶大型底棲動(dòng)物受人類干擾的影響

秋季和春季ABC曲線的研究結(jié)果顯示，秋季和春季豐度曲線幾乎整條都位于生物量曲線之下，且兩曲線分布間距較大，說明大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)受到較嚴(yán)重的干擾。除春季高潮帶H′值介于1～2外，其余季節(jié)和潮帶的H′=2～3，H′平均值為2.21，屬輕度污染。究其原因，這與人類趕海、夏秋季節(jié)集中養(yǎng)殖等頻繁活動(dòng)有著密切聯(lián)系，具體表現(xiàn)在海洋工程、養(yǎng)殖、周邊海域環(huán)境惡化及大型底棲動(dòng)物過度采捕等所致。

在兩個(gè)季節(jié)中，長(zhǎng)足長(zhǎng)方蟹、日本大眼蟹、短擬沼螺、伍氏擬厚蟹、大彈涂魚、彈涂魚、青彈涂魚等非重要經(jīng)濟(jì)種類成了優(yōu)勢(shì)種，演替的階段甲殼類占較大優(yōu)勢(shì)。這可能是非采捕種迅速繁殖生長(zhǎng)，進(jìn)而代替采捕種成為優(yōu)勢(shì)種[27]，使得群落結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，向次生型群落結(jié)構(gòu)演替的趨勢(shì)所致。這與長(zhǎng)江口潮間帶的研究結(jié)果一致[5]。隨著沿浦灣人口的增加以及養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，引起良好生境喪失或碎片化，使潮間帶的生態(tài)環(huán)境發(fā)生了較大的變化，致使潮間帶面臨前所未有的生態(tài)脅迫壓力。因此，隨著蒼南縣沿浦灣海洋公園的建設(shè)與有效管理，必將促進(jìn)沿浦灣及附近海域的生物群落結(jié)構(gòu)改善與生物多樣性的提高，必將促進(jìn)該海域的海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

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Study on the Community Structure and Diversity of Macrobenthos in the Intertidal Zone along Yanpu Bay

QIN Hu-lin,SHUI Bo-nian,HU Cheng-ye,et al
(Fishery School of Zhejiang Ocean University,Zhoushan 316022,China)

A study was conducted to investigate the community structure and diversity of macrobenthos in the intertidal zone of Yanpu Bay.The macrobenthos species were investigated in 5 intertidal section in October,2014(Autumn)and March,2015(Spring).44 species were found in this research which had 5 classes,10 orders,23 families,31 genesis.39 species in autumn and 20 species in spring were found.The macrobenthos species in autumn had 5 classes,9 orders,21 families,29 genesis,and 23 species in spring had 5 classes,7 orders,15 families,17 genesis.The numbers and diversity of species in autumn are clearly higher than spring. The dominant species changed obviously with seasons.The dominant species in spring were Metaplaxlongipes, Macrophthalmus japonicas,Assiminea brevicula,and Helicana wuana.And the dominant species in autumn were Boleophthalmus pectinirostris,Periophthalmus modestus,and Scartelaos histophorus.The Shannon-wiener diversity index(H')value between autumn and spring was in the range of 1.31～2.67,Pielous species uniformindex(J')was I n the range of 0.60～0.87.Margalef species abundance index(D)was in the range of 1.78～5.35. Relating to the analysis from ABC curve,the community structure was damaged seriously.Which maybe was related to ocean engineering,marine culture,environmental degradation,and over fishing.Therefore ecological restoration is in an urgent situation.

Yanpu bay;macrobenthos;community structure;diversity

S932.8

:A

1008－830X(2015)06－0514－06

2015-07-02

浙江省軟科學(xué)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(2015C25018)，浙江省重中之重學(xué)科“海洋科學(xué)學(xué)科”

覃胡林(1989－)，男，四川南充人，碩士研究生，研究方向：海洋生物資源與環(huán)境.E-mail：qinhulin1202@163.com

田闊（1985－），男，四川攀枝花人，博士，講師，研究方向：海洋生物資源與生態(tài).E-mail：tiankuo0405@hotmail.com