威海小石島人工魚礁海域漁獲物群落結(jié)構(gòu)特征及其與環(huán)境因子相關(guān)性

王新萌, 唐衍力, 孫曉梅, 盛化香, 萬 榮

(中國海洋大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院, 山東 青島 266003)

威海小石島人工魚礁海域漁獲物群落結(jié)構(gòu)特征及其與環(huán)境因子相關(guān)性

王新萌, 唐衍力, 孫曉梅, 盛化香, 萬 榮

(中國海洋大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院, 山東 青島 266003)

為探究人工魚礁投放對(duì)威海小石島附近海域漁獲物種類組成、漁獲量變化、漁獲物結(jié)構(gòu)特征的影響, 作者于2012～2013年對(duì)威海小石島人工魚礁區(qū)及對(duì)照區(qū)的漁獲物和環(huán)境因子進(jìn)行了調(diào)查, 并采用聚類分析、單因子相似性分析及相似性百分比分析對(duì)漁獲物結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析, 采用典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)對(duì)礁區(qū)主要物種與環(huán)境因子的相關(guān)性進(jìn)行分析。結(jié)果顯示, 南、北礁區(qū)地籠網(wǎng)調(diào)查到漁獲物種類數(shù)量高于對(duì)照區(qū), 分別為24、31和18種。南、北礁區(qū)魚類和甲殼類生物資源量高于對(duì)照區(qū)。南、北礁區(qū)全年資源量占優(yōu)勢的種類為日本蟳(Charybdis japonica)和大瀧六線魚(Hexagrammos otakii), 對(duì)照區(qū)為海刺猬(Glyptocidaris crenularis)和大瀧六線魚。聚類分析和單因子相似性分析表明, 漁獲物組成結(jié)構(gòu)在季節(jié)間差異顯著(P＜0.05), 在春季和夏季, 人工魚礁區(qū)漁獲物組成結(jié)構(gòu)和對(duì)照區(qū)差異顯著(P＜0.05)。典范對(duì)應(yīng)分析表明, 水溫、葉綠素a和溶解氧是影響礁區(qū)主要漁獲物種類分布的主要環(huán)境因子。投放人工魚礁改善了威海小石島礁區(qū)水域的漁獲物群落結(jié)構(gòu), 并增加主要魚類、甲殼類經(jīng)濟(jì)物種的漁獲量。

人工魚礁; 漁業(yè)資源; 群落結(jié)構(gòu); CCA; 環(huán)境因子

過度捕撈和環(huán)境污染導(dǎo)致了中國近海漁業(yè)資源的嚴(yán)重衰退[1-2], 而建設(shè)人工魚礁是改善魚類棲息地、修復(fù)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境的有效措施之一[3-6]。人工魚礁投放后產(chǎn)生的上升流能夠?qū)⒑５子袡C(jī)物及營養(yǎng)鹽帶入海水表層, 促進(jìn)海洋浮游植物、藻類繁殖, 提高海洋初級(jí)生產(chǎn)力。研究發(fā)現(xiàn), 人工魚礁區(qū)的無機(jī)氮、磷酸鹽、硅酸鹽、有機(jī)碳、有機(jī)氮和有機(jī)磷含量均高于非礁區(qū)[7], 也有研究表明, 人工魚礁投放后浮游植物生物量、葉綠素a及初級(jí)生產(chǎn)力均高于對(duì)照區(qū)和投礁前[8]。隨著中國沿海人工魚礁建設(shè)逐漸推廣,近年來國內(nèi)許多學(xué)者對(duì)人工魚礁區(qū)進(jìn)行了游泳動(dòng)物資源調(diào)查與研究。對(duì)嵊泗、海州灣、三橫山、俚島、萊州灣和象山灣等海域的人工魚礁漁業(yè)資源調(diào)查發(fā)現(xiàn), 在海區(qū)投放人工魚礁可以明顯增加游泳動(dòng)物資源種類和資源量[9-13], 并能吸引魚類產(chǎn)卵群體[14]。國外研究發(fā)現(xiàn), 人工魚礁主要對(duì)巖礁性魚類起到誘集作用[15]。通過對(duì)人工魚礁區(qū)某些巖礁性魚類運(yùn)動(dòng)特征的研究發(fā)現(xiàn), 人工魚礁能夠?yàn)閹r礁性魚類提供遮蔽和攝食場所, 且魚類在人工魚礁的行為與其生理需求及捕食行為相關(guān)[16-17]。

國內(nèi)對(duì)人工魚礁浮游生物群落組成與環(huán)境因子相關(guān)性的研究較為豐富, 但對(duì)游泳動(dòng)物與環(huán)境因子關(guān)系的研究相對(duì)較少。汪振華等[18]、吳忠鑫等[10]研究發(fā)現(xiàn), 水溫、深度能夠影響人工魚礁游泳動(dòng)物群落變化。國外對(duì)此方面研究較多, 降水、河流、水的清澈度、鹽度、人工魚礁的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性以及礁體的空間分布都會(huì)對(duì)人工魚礁區(qū)漁業(yè)資源產(chǎn)生影響[19-20]。因此, 研究人工魚礁游泳動(dòng)物結(jié)構(gòu)與環(huán)境要素相關(guān)性, 對(duì)人工魚礁的合理建設(shè)具有重要意義。

威海小石島人工魚礁區(qū)位于山東半島的煙威漁場, 作者通過比較小石島南、北礁區(qū)及其自然對(duì)照海區(qū)各季節(jié)地籠漁獲物組成結(jié)構(gòu)的差異, 探索環(huán)境因子及浮游動(dòng)植物細(xì)胞密度對(duì)人工魚礁區(qū)主要漁獲物組成結(jié)構(gòu)的影響, 對(duì)小石島海域人工魚礁的漁業(yè)資源修復(fù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查時(shí)間與站位

2012年9月和12月、2013年5月和7月, 分別對(duì)威海小石島人工魚礁南礁區(qū)3個(gè)站位(S1、S2和S3)、北礁區(qū)3個(gè)站位(N1、N2和N3)和對(duì)照區(qū)3個(gè)站位(C1、C2和C3)漁業(yè)資源和海洋環(huán)境因子進(jìn)行調(diào)查(圖1)。對(duì)照區(qū)選擇在不受人工魚礁的流場影響的區(qū)域, 章守宇[21]認(rèn)為人工魚礁流場影響在水平尺度上不超過單體的50倍, 對(duì)照區(qū)站位離南礁區(qū)邊緣最近為580 m, 離北礁區(qū)邊緣最近距離為780 m, 均超過了魚礁單體的50倍。

1.2 樣品采集與保存

漁業(yè)資源調(diào)查網(wǎng)具為地籠網(wǎng), 規(guī)格為每節(jié)長寬高分別為30、20和25 cm, 24節(jié)為一串, 每個(gè)站位設(shè)置5串, 每次調(diào)查的設(shè)置時(shí)間為24 h。漁獲物被帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行種類鑒定、體長和體質(zhì)量等生物學(xué)參數(shù)測定。調(diào)查的海洋環(huán)境因子為: 水溫、鹽度、pH、DO、COD、BOD5和葉綠素a。浮游動(dòng)物、植物樣品分別用淺水Ⅰ、Ⅲ型浮游生物網(wǎng), 自底至表垂直拖網(wǎng)取得。樣品的現(xiàn)場采集、保存、測定和分析等過程參照《海洋監(jiān)測規(guī)范》(GB17378-2007)[22]和《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB12763-2007)[23]進(jìn)行。

圖1 小石島南、北礁區(qū)及對(duì)照區(qū)調(diào)查站位圖Fig. 1 Sampling stations in southern and northern reef areas and the control area of Xiaoshi Island

1.3 數(shù)據(jù)處理

將每站位設(shè)置的5串地籠網(wǎng)作為1網(wǎng)籠單元, 地籠網(wǎng)單位捕撈努力量漁獲量(CPUE)定義為每天每網(wǎng)籠單元的漁獲量, 單位為g/(d·網(wǎng))[10]。小石島離岸較近, 南北礁區(qū)分別位于小石島兩側(cè), 南礁區(qū)與北礁區(qū)海況不同, 因此南、北礁區(qū)CPUE分別計(jì)算。

采用Pinkas[24]相對(duì)重要性指數(shù)IRI確定漁獲物優(yōu)勢種, IRI＞1 000的種類為優(yōu)勢種, 公式如下:

式中, N＇為某一種類的尾數(shù)占總尾數(shù)的百分比; W＇為某一種類的質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比; F為某一種類出現(xiàn)的站數(shù)占調(diào)查總站數(shù)的百分比; 規(guī)定IRI ＞1 000的種類為優(yōu)勢種。

根據(jù)各物種的CPUE(g/(d·網(wǎng)))平方根轉(zhuǎn)換計(jì)算的Bray Curtis相似性矩陣, 采用聚類分析研究南、北礁區(qū)和對(duì)照區(qū)群落結(jié)構(gòu)。應(yīng)用單因子相似性分析和相似性百分比分析計(jì)算組群之間差異的顯著性并鑒別造成群落結(jié)構(gòu)差異的物種。以上分析使用primer5.0軟件完成[25-26]。

應(yīng)用典范對(duì)應(yīng)分析分析水溫、鹽度、pH、DO、葉綠素a、浮游動(dòng)植物細(xì)胞密度與礁區(qū)主要漁獲物的關(guān)系, 并做出主要漁獲物種類與環(huán)境因子關(guān)系的排序圖。以上分析由CANOCO4.5 軟件完成[27-29]。

2 結(jié)果

2.1 漁獲物種類組成

4次調(diào)查共獲得漁獲種類40種, 南礁區(qū)、北礁區(qū)和對(duì)照區(qū)的漁獲物分別為24種、31種和18種。表1和表2列出了南、北礁區(qū)和對(duì)照區(qū)調(diào)查發(fā)現(xiàn)的魚類和甲殼類。南、北礁區(qū)共調(diào)查到魚類20種、甲殼類10種、棘皮動(dòng)物3種、軟體動(dòng)物3種。南礁區(qū)調(diào)查到硬骨魚類13種、甲殼類8種, 北礁區(qū)調(diào)查到硬骨魚類19種、甲殼動(dòng)物9種。對(duì)照區(qū)調(diào)查到硬骨魚類10種、甲殼類5種、棘皮動(dòng)物3種。

表3列出了地籠網(wǎng)的CPUE和主要物種。魚礁區(qū)的主要漁獲物為硬骨魚類和甲殼動(dòng)物, 而對(duì)照區(qū)的主要漁獲物為硬骨魚類和棘皮動(dòng)物。大瀧六線魚(Hexagrammos otakii)是南、北礁區(qū)和對(duì)照區(qū)的主要漁獲物, 在春季豐度較高。南、北礁區(qū)大瀧六線魚年均CPUE分別是對(duì)照區(qū)的1.36倍和4.13倍。日本(Charybdis japonica)是小石島魚礁區(qū)主要甲殼類經(jīng)濟(jì)物種, 年均CPUE分別是對(duì)照區(qū)的4.52倍和5.75倍。海刺猬(Glyptocidaris crenularis)為對(duì)照區(qū)主要漁獲物, 夏季豐度較高, 占對(duì)照區(qū)年均CPUE的43.3%, 在魚礁區(qū)漁獲物中沒有出現(xiàn)。這可能是由于地籠網(wǎng)能夠?yàn)闈O獲物提供隱蔽場所[30], 會(huì)對(duì)海刺猬產(chǎn)生誘集作用, 導(dǎo)致對(duì)照區(qū)所捕獲的海刺猬CPUE較高。而在魚礁區(qū), 海刺猬能夠躲避在魚礁內(nèi)部或者縫隙中, 或者發(fā)生遮蔽行為, 將貝殼、石頭、大型海藻碎片等吸附到反口面上[31-33], 地籠網(wǎng)對(duì)海刺猬的吸引作用相對(duì)降低, 因此海刺猬不易被地籠網(wǎng)捕獲。

表1 魚礁區(qū)和對(duì)照區(qū)魚類生物名錄Tab. 1 Fish species in the artificial reef areas and the control area

2.2 漁獲物優(yōu)勢種

表4列出了不同季節(jié)各礁區(qū)漁獲物的優(yōu)勢種,秋季南、北礁區(qū)的優(yōu)勢種均有日本和石鰈, 二者占南礁區(qū)秋季CPUE的比例為49.2%和7.5%, 占北礁區(qū)秋季CPUE比例為22.3%和2.1%, 北礁區(qū)優(yōu)勢種星康吉鰻占北礁區(qū)秋季CPUE的比例為61.0%。對(duì)照區(qū)秋季采集的漁獲物小黃魚、斑和赤鼻棱在此次地籠調(diào)查中出現(xiàn)。冬季南、北礁區(qū)和對(duì)照區(qū)漁獲物重量遠(yuǎn)低于其他3個(gè)季節(jié), 分別占南、北礁區(qū)和對(duì)照區(qū)全年漁獲物總重量的10.2%、9.2%和3.6%。

表2 魚礁區(qū)和對(duì)照區(qū)甲殼類生物名錄Tab. 2 Crustacean species in the artificial reef areas and the control area

表3 魚礁區(qū)和對(duì)照區(qū)的CPUETab. 3 CPUE of the artificial reef areas and the control area

表4 漁獲物優(yōu)勢種Tab. 4 Dominant species of catches

續(xù)表

大瀧六線魚為南、北礁區(qū)和對(duì)照區(qū)的春季的優(yōu)勢種, 分別占南、北礁區(qū)和對(duì)照區(qū)CPUE的比例為51.5%、86.4%和38.1%, 是春季魚礁區(qū)漁獲物的主要種類。許氏平鲉、大瀧六線魚和日本蟳均為南、北礁區(qū)夏季的優(yōu)勢種, 分別占南、北礁區(qū)漁夏季CPUE的比例為69.4%和88.8%, 對(duì)照區(qū)夏季的主要優(yōu)勢種為海刺猬, 占對(duì)照區(qū)夏季CPUE的比例為62.8%, 許氏平鲉、大瀧六線魚和日本蟳僅占對(duì)照區(qū)夏季CPUE的比例21.76%。

圖2 魚礁區(qū)和對(duì)照區(qū)聚類分析圖Fig. 2 Cluster analysis (Bray-Curts) for the artificial reef areas and the control area

2.3 漁獲物結(jié)構(gòu)特征

圖2為漁獲樣本聚類分析圖, 漁獲樣本可分為4組, 秋季礁區(qū)組、冬季組、春夏礁區(qū)組和春夏對(duì)照區(qū)組。單因子相似性分析(ANOSIM)表明, 漁獲物結(jié)構(gòu)組間差異顯著(P＜0.05)。對(duì)照區(qū)在2012年秋季只有一個(gè)站位, 漁獲物由小黃魚、斑和赤鼻棱組成,這3種魚類在南、北礁區(qū)的漁獲物中未出現(xiàn)過, 因此秋季礁區(qū)漁獲物組成結(jié)構(gòu)與對(duì)照區(qū)具有差異, 但差異不顯著(P=0.16＞0.05)。冬季水表溫度在5.23～5.40℃,漁獲物較少, 因此魚礁區(qū)和對(duì)照區(qū)漁獲物結(jié)構(gòu)沒有明顯差異。

表5列出了漁獲物結(jié)構(gòu)單因子相似性分析結(jié)果和對(duì)組間差異性貢獻(xiàn)率達(dá)到前4位的物種。秋季礁區(qū)組和冬季組的平均相異性為66.85%。冬季組和春夏礁區(qū)組平均相異性為47.36%, 春夏礁區(qū)組與春夏對(duì)照區(qū)組平均相異性為48.60%。春季和夏季造成魚礁區(qū)和對(duì)照區(qū)群落結(jié)構(gòu)差異貢獻(xiàn)率較高的物種為海刺猬、許氏平鲉、日本蟳和大瀧六線魚。海刺猬是春夏對(duì)照區(qū)組典型種, 日本蟳和許氏平鲉則是春夏礁區(qū)組的典型種。

表5 漁獲物結(jié)構(gòu)比較Tab. 5 Comparison of catch communities

2.4 魚礁區(qū)主要漁獲物豐度與環(huán)境因子的相關(guān)性

通過對(duì)魚礁區(qū)漁獲物和環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行排序, 探討魚礁區(qū)主要物種與環(huán)境因子的相關(guān)性。表6為各環(huán)境因子的平均值, 通過單因素方差分析, 表中環(huán)境因子在各季節(jié)間差異及其顯著(P＜0.01)。水溫、鹽度、pH、DO、COD、葉綠素a、浮游動(dòng)物細(xì)胞密度、浮游植物細(xì)胞密度季節(jié)差異均極其顯著(P＜0.01)。

表6 魚礁區(qū)環(huán)境因子和浮游生物Tab. 6 Environmental measurements and plankton in the artificial reef areas

圖3為環(huán)境因子以及浮游生物對(duì)主要漁獲物影響的CCA排序圖。第一軸解釋了物種變異的41.6%,第二軸解釋了物種變異的26.7%。應(yīng)用蒙特-卡洛置換檢驗(yàn)方法對(duì)海水環(huán)境因子以及浮游動(dòng)、植物生物量進(jìn)行預(yù)篩選, 水溫因子、葉綠素a、溶解氧含量對(duì)漁獲物具有顯著影響(P＜0.05)。對(duì)物種變異解釋比例依次為36.1%、22.5%和18.9%, 累積為77.5%。水溫與第一軸相關(guān)性最高, 為-0.8416, 葉綠素a、溶解氧與第二軸相關(guān)性最高, 分別為-0.6717和0.6685。

由CCA排序圖可知, 在調(diào)查海域, 水溫與星康吉鰻、石鰈、許氏平鲉、褐菖和日本呈正相關(guān)關(guān)系, 與星鰈和大瀧六線魚呈負(fù)相關(guān)關(guān)系, 葉綠素a含量主要與石鰈、高眼鰈、許氏平、褐菖鲉和日本呈正相關(guān)關(guān)系。溶解氧濃度主要與星鰈表現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系, 冬季礁區(qū)溶解氧濃度顯著高于其他季節(jié)(P＜0.01), 而且星鰈為冷溫性魚類, 冬季溶解氧濃度較高的站位CPUE較高。

圖3 魚礁區(qū)主要漁獲物的CCA排序Fig. 3 CCA ordination of the main catches of the artificial reef areas

3 討論

魚礁區(qū)調(diào)查到的漁獲種類數(shù)和資源量均高于對(duì)照區(qū), 南、北礁區(qū)漁獲種類數(shù)分別為對(duì)照區(qū)的1.44倍和1.89倍, 南、北礁區(qū)的魚類、軟體動(dòng)物和甲殼動(dòng)物的資源量分別為對(duì)照區(qū)的1.37倍和2.40倍。表明投放人工魚礁對(duì)漁業(yè)生物資源的誘集和恢復(fù)具有積極影響, 使附近海域魚類種群豐富和多元化。這也與三橫山人工魚礁區(qū)、獐子島海洋牧場、榮成俚島人工魚礁區(qū)的資源調(diào)查結(jié)果一致[10-11,34]。人工魚礁產(chǎn)生的上升流能夠?qū)⒌撞繝I養(yǎng)鹽帶入表層, 能夠促進(jìn)海洋浮游植物、藻類等繁殖, 從而促進(jìn)其他海洋生物的增殖; 礁體產(chǎn)生的背渦流通常流速很小, 能夠?yàn)楹Ｑ髣?dòng)物提供庇護(hù), 吸引海洋動(dòng)物前來[35]。南、北礁區(qū)地理位置存在差異, 根據(jù)劉彥等[36]研究, 礁體產(chǎn)生的最大上升流速度會(huì)隨著來流速度的增加而增大, 北礁區(qū)流速較快, 會(huì)產(chǎn)生較大的最大上升流, 從而形成較好的流場效應(yīng), 這可能是造成北礁區(qū)資源量高于南礁區(qū)的原因之一。

2009年春季在小石島附近人工魚礁的調(diào)查顯示,礁區(qū)僅存在大瀧六線魚、許氏平鲉和褐菖鲉3種魚類[37]。本次調(diào)查結(jié)果顯示2013年春季人工魚礁區(qū)出現(xiàn)的魚類種類數(shù)多于2009年春季調(diào)查調(diào)查結(jié)果, 這表明, 隨著時(shí)間的推移, 人工魚礁區(qū)聚集的魚類種類數(shù)目增加。2013年春季在人工魚礁區(qū)共發(fā)現(xiàn)9種魚類, 除了大瀧六線魚、許氏平鲉和褐菖鲉, 還有石鰈、星鰈和高眼鰈等巖礁魚類。隨著海底生態(tài)環(huán)境的修復(fù), 礁區(qū)漁業(yè)資源結(jié)構(gòu)也會(huì)不斷改善, 人工魚礁對(duì)資源的修復(fù)是一個(gè)漫長的過程。

地籠網(wǎng)被放置在海底, 目標(biāo)漁獲物大多是底棲生物,如底層魚類和甲殼動(dòng)物等。硬骨魚類和甲殼動(dòng)物是南、北礁區(qū)漁獲物的主要組成部分, 棘皮動(dòng)物次之, 軟體動(dòng)物最低, 并且魚類漁獲物主要為底層魚類, 有大瀧六線魚、石鰈、許氏平鲉等。這與徐浩等[38]在萊州朱旺港人工魚礁區(qū)調(diào)查一致, 可能與使用地籠網(wǎng)進(jìn)行調(diào)查有關(guān)。

南、北礁區(qū)和對(duì)照區(qū)春季的主要經(jīng)濟(jì)魚種為大瀧六線魚, 并且礁區(qū)大瀧六線魚的春季CPUE遠(yuǎn)高于對(duì)照區(qū)。冬季黃海北部水溫較低, 經(jīng)濟(jì)魚蝦遠(yuǎn)離近岸,對(duì)照區(qū)魚類僅有少量大瀧六線魚40.41 g/(d·網(wǎng)), 在南、北礁區(qū)尚存在星鰈、裸蝦虎魚、花鱸等物種。威海小石島魚礁區(qū)的經(jīng)濟(jì)類甲殼動(dòng)物為日本日本是南、北礁區(qū)夏季的主要優(yōu)勢種, CPUE遠(yuǎn)高于對(duì)照區(qū)。

威海小石島魚礁區(qū)地籠網(wǎng)漁獲物組成結(jié)構(gòu)季節(jié)間差異明顯, 按季節(jié)變化可分為秋季礁區(qū)組、冬季組、春夏礁區(qū)組和春夏對(duì)照區(qū)組。在春季和夏季, 魚礁區(qū)群落結(jié)構(gòu)與對(duì)照區(qū)差異明顯, 南礁區(qū)和北礁區(qū)漁獲物群落結(jié)構(gòu)差異性不明顯, 表明礁區(qū)之間, 較礁區(qū)與對(duì)照區(qū)之間具有更加相似的群落結(jié)構(gòu)。造成春夏魚礁區(qū)與春夏對(duì)照區(qū)差異的主要分歧種為海刺猬和日本蟳,其中海刺猬是夏季對(duì)照區(qū)的典型種。棘皮動(dòng)物海刺猬會(huì)因?yàn)楣庹?、捕食者等因素影響發(fā)生遮蔽行為, 人工魚礁及附著在其上的藻類等能夠?yàn)楹４题峁┱诒挝锘蜓诒挝? 可能會(huì)使得海刺猬較難被捕獲。有研究表明長期生活在沒有遮蔽物情況下的海刺猬遮蔽強(qiáng)度相應(yīng)較低[31], 對(duì)照區(qū)日本等捕食者較少, 可能會(huì)導(dǎo)致海刺猬遮蔽行為相對(duì)較少, 并且地籠網(wǎng)能夠?yàn)闈O獲物提供隱蔽場所, 會(huì)對(duì)對(duì)照區(qū)海刺猬產(chǎn)生誘集作用,從而使得對(duì)照區(qū)漁獲物中出現(xiàn)較多的海刺猬。

以往有研究表明水深、水溫和鹽度是影響魚類分布的主要限制因素[10]。小石島魚礁區(qū)平均水深約為10 m,變化范圍不大, 因此未對(duì)水深進(jìn)行排序分析。威海小石島魚礁區(qū)魚類分布主要受水溫、葉綠素a和溶解氧濃度影響。CCA排序圖顯示星鰈和大瀧六線魚與水溫成負(fù)相關(guān), 在魚礁區(qū), 星鰈出現(xiàn)在冬季和春季, 冬季CPUE較高, 大瀧六線魚全年均有出現(xiàn), 春季CPUE最高, 夏季和秋季CPUE較低, 與星鰈和大瀧六線魚為冷溫性魚類相一致。石鰈分布與水溫成微弱正相關(guān), 在魚礁區(qū), 石鰈CPUE在春季和秋季較高, 秋季CPUE最高,與石鰈在秋季和早春產(chǎn)量較大一致。許氏平鲉為近海底層魚類, 營附礁性生活, 研究顯示2012年9月和2013年7月份豐度高于冬季和春季, 可能是因?yàn)樵S氏平鲉在春季產(chǎn)卵后, 在礁區(qū)育肥, 為越冬儲(chǔ)存能量[34]。研究發(fā)現(xiàn)星鰈與溶解氧濃度呈正相關(guān)關(guān)系, 冬季主要出現(xiàn)在礁區(qū)溶解氧較高的站位, 表明在人工魚礁區(qū),星鰈的分布受溫度和溶解氧濃度影響。王小薈[39]研究發(fā)現(xiàn)冷溫性魚類分布與底層溶解氧濃度相關(guān), 張迎秋等[40]也研究發(fā)現(xiàn)大頭鱈(Gadus macrocephalus)等冷溫性魚類多分布在低溫季節(jié)深水高溶解氧區(qū)。海水中葉綠素a是浮游植物進(jìn)行光合作用的主要色素, 夏秋季節(jié)葉綠素a濃度較高, 也會(huì)造成人工魚礁區(qū)海洋初級(jí)生產(chǎn)力升高, 進(jìn)而造成其他海洋動(dòng)物豐度增高, 因此葉綠素對(duì)漁獲物物種變異解釋程度較高。而且葉綠素a的濃度受到海水溫度的影響, 在人工魚礁區(qū)變化特征與水溫一致, 表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化特征, 夏季高于秋季高于春季高于冬季, 因此與許氏平鲉等夏秋季節(jié)CPUE較高的漁獲物表現(xiàn)出相關(guān)性。

[1] 徐賓鐸, 金顯仕, 梁振林. 秋季黃海底層魚類群落結(jié)構(gòu)的變化[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2003, 10(2): 148-154. Xu Binduo, Jin Xianshi, Liang Zhenlin. Changes of demersal fish community structure in the Yellow Sea during the autumn[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2003, 10(2): 148-154.

[2] 董婧, 劉海映, 許傳才, 等. 黃海北部近岸魚類的群落結(jié)構(gòu)[J]. 大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào), 2004, 19(2): 132-137. Dong Jing, Liu Haiying, Xu Chuancai, et al. Community structure of fish in the coast of northern Yellow Sea[J]. Journal of Dalian Fisheries University, 2004, 19(2): 132-137.

[3] Gao Q F, Shin P K S, Xu W Z, et al. Amelioration of marine farming impact on the benthic environment using artificial reefs as biofilters[J]. Marine Pollution Bulletin, 2008, 57(6-12): 652-661.

[4] Fukunaga A, Bailey-Brock J H. Benthic infaunal communities around two artificial reefs in Mamala Bay, Oahu, Hawaii[J]. Marine Environmental Research, 2008, 65(3): 250-263.

[5] Santos M N, Monteiro C C. Comparison of the catch and fishing yield from an artificial reef system and neighbouring areas off Faro (Algarve, south Portugal)[J]. Fisheries Research, 1998, 39(1): 55-65.

[6] Pickering H, Whitmarsh D, Jensen A. Artificial reefs as a tool to aid rehabilitation of coastal ecosystems: investigating the potential[J]. Marine Pollution Bulletin, 1999, 37(8-12): 505-514.

[7] Falc?o M, Santos M N, Drago T, et al. Effect of artificial reefs (southern Portugal) on sediment-water transport of nutrients: Importance of the hydrodynamic regime[J]. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2009, 83(4): 451-459.

[8] 張碩, 朱孔文, 孫滿昌. 海州灣人工魚礁區(qū)浮游植物的種類組成和生物量[J]. 大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào), 2006, 21(2): 134-140. Zhang Shuo, Zhu Kongwen, Sun Manchang. Species composition and biomass variation in phytoplankton in artificial reef area in Haizhou Bay[J]. Journal of Dalian Fisheries University, 2006, 21(2): 134-140.

[9] 孫習(xí)武, 張碩, 趙裕青, 等. 海州灣人工魚礁海域魚類和大型無脊椎動(dòng)物群落組成及結(jié)構(gòu)特征[J]. 上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 19(4): 505-513. Sun Xiwu, Zhang Shuo, Zhao Yuqing, et al. Community structure of fish and macroinvertebrates in the artificial reef sea area of Haizhou Bay[J]. Journal of Shanghai Ocean University, 2010, 19(4): 505-513.

[10] 吳忠鑫, 張磊, 張秀梅, 等. 榮成俚島人工魚礁區(qū)游泳動(dòng)物群落特征及其與主要環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2012, 32(21): 6737-6746. Wu Zhongxin, Zhang Lei, Zhang Xiumei, et al. Nekton community structure and its relationship with main environmental variables in Lidao artificial reef zones of Rongcheng[J]. Acta Ecologica Sinica, 2012, 32(21): 6737-6746.

[11] 汪振華, 章守宇, 王凱, 等. 三橫山人工魚礁區(qū)魚類和大型無脊椎動(dòng)物誘集效果初探[J]. 水產(chǎn)學(xué)報(bào), 2010, 34(5): 751-759. Wang Zhenhua, Zhang Shouyu, Wang Kai, et al. A preliminary study on fish and macroinvertebrate enhancement in artificial reef area around Sanheng Isle, Shengsi, China[J]. Journal of Fisheries of China, 2010, 34(5): 751-759.

[12] 趙靜, 章守宇, 汪振華, 等. 嵊泗人工魚礁海域魚類和大型無脊椎動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2010, 17(5): 1045-1056. Zhao Jing, Zhang Shouyu, Wang Zhenhua, et al. Analysis on community structure and diversity of fish and macroinvertebrate in Shengsi artificial reef area[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2010, 17(5): 1045-1056.

[13] 廖一波, 曾江寧, 壽鹿, 等. 象山港人工魚礁投放對(duì)大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 海洋與湖沼, 2014,45(3): 487-495. Liao Yibo, Zeng Jiangning, Shou Lu, et al. Impact of artificial reef on macrobenthic community structure in Xiangshan Bay[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2014, 45(3): 487-495.

[14] 高東奎, 趙靜, 張秀梅, 等. 萊州灣人工魚礁區(qū)及附近海域魚卵和仔稚魚的種類組成與數(shù)量分布[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2014, 21(2): 369-381. Gao Dongkui, Zhao Jing, Zhang Xiumei, et al. Species composition and distribution patterns of ichthyoplankton within and outside artificial reefs in Laizhou Bay[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2014, 21(2): 369-381.

[15] Addis D T, Patterson W F III, Dance M A, et al. Implications of reef fish movement from unreported artificial reef sites in the northern Gulf of Mexico[J]. Fisheries Research, 2013, 147(10): 349-358.

[16] Henderson M J, Fabrizio M C, Lucy J A. Movement patterns of summer flounder near an artificial reef: Effects of fish size and environmental cues[J]. Fisheries Research, 2014, 153(5): 1-8.

[17] Abecasis D, Bentes L, Lino P G, et al. Residency, movements and habitat use of adult white seabream (Diplodus sargus) between natural and artificial reefs[J]. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2013, 118: 80-85.

[18] 汪振華, 章守宇, 王凱. 三橫山魚礁生境魚類和大型無脊椎動(dòng)物群落特征[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2010, 30(8): 2026-2035. Wang Zhenhua, Zhang Shouyu, Wang kai. Fish and macroinvertebrates community structure in artificial habitat around Sanheng Isle, Shengsi, China[J]. Acta Ecologica Sinica, 2010, 30(8): 2026-2035.

[19] Godoy E A S, Almeida T C M, Zalmon I R. Fish assemblages and environmental variables on an artificial reef north of Rio de Janeiro, Brazil[J]. Ices Journal of Marine Science, 2002, 59(5): S138-S143.

[20] Zalmon I R, Saleme De Sá F, Neto E J D, et al. Impacts of artificial reef spatial configuration on infaunal community structure — Southeastern Brazil[J]. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 2014, 454(5): 9-17.

[21] 章守宇, 張煥君, 焦俊鵬, 等. 海州灣人工魚礁海域生態(tài)環(huán)境的變化[J]. 水產(chǎn)學(xué)報(bào), 2006, 30(4): 475-480. Zhang Shouyu, Zhang Huanjun, Jiao Junpeng, et al. Change of ecological environment of artificial reef waters in Haizhou Bay[J]. Journal of Fisheries of China, 2006, 30(4): 475-480.

[22] 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB/T17378-2007, 海洋監(jiān)測規(guī)范[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2007. Standardization Administration of the People’s Republic of China. GB/T12763-2007, Specifications for Marine Monitoring[S]. Beijing: Standards Press of China, 2007.

[23] 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB/T12763-2007, 海洋調(diào)查規(guī)范[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2007. Standardization Administration of the People’s Republic of China. GB/T12763-2007, Specifications for Oceanographic Survey[S]. Beijing: Standards Press of China, 2007.

[24] Pinkas L, Oliphant M S, Iverson I L K. Food habits of albacore, bluefin tuna and bonito in Californian waters[J]. Fish Bull, 1971, 152: 5-10.

[25] Burt J A, Feary D A, Cavalcante G, et al. Urban breakwaters as reef fish habitat in the Persian Gulf[J]. Marine Pollution Bulletin, 2012, 72(2): 342-350.

[26] 周紅, 張志南. 大型多元統(tǒng)計(jì)軟件PRIMER的方法原理及其在底棲群落生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用[J]. 青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2003, 33(1): 58-64. Zhou Hong, Zhang Zhinan. Rationale of the multivariate Statistical Software PRIMER and its app; ication in benthic community ecology[J]. Journal of Ocean University of Qingdao, 2003, 33(1): 58-64.

[27] Lepx J, Smilauer P. Multivariate Analysis of Ecological Data Using CANOCO[M]. UK: Cambridge University Press, 2003: 151-165.

[28] 賴江山. 生態(tài)學(xué)多元數(shù)據(jù)排序分析軟件Canoco5介紹[J]. 生物多樣性, 2013, 21(6): 765-768. Lai Jiangshan. Canoco 5: a new version of an ecological multivariate data ordination program[J]. Biodiversity Science, 2013, 21(6): 765-768.

[29] 張金屯. 數(shù)量生態(tài)學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2004. Zhang Jintun. Quantitative Ecology[M]. Beijing: Science Press, 2004.

[30] 孫滿昌. 海洋漁業(yè)技術(shù)學(xué)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2005. Sun Manchang. Marine Fisheries Technology[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2005.

[31] James D W. Diet, movement, and covering behavior of the sea urchin Toxopneustes roseus in rhodolith beds in the Gulf of California, México[J]. Marine Biology, 2000, 137(5-6): 913-923.

[32] Dumont C P, Drolet D, Deschênes I, et al. Multiple factors explain the covering behaviour in the green sea urchin, Strongylocentrotus droebachiensis[J]. Animal Behaviour, 2007, 73(6): 979-986.

[33] 常亞青, 李云霞, 羅世濱, 等. 不同實(shí)驗(yàn)生態(tài)環(huán)境對(duì)海刺猬遮蔽行為的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2013, 33(9): 2754-2760. Chang Yaqing, Li Yunxia, Luo Shibin, et al. Effects of different ecological environments in the laboratory on the covering behavior of the urchin Glyptocidaris crenularis[J]. Acta Ecologica Sinica, 2013, 33(9): 2754-2760.

[34] 陳勇, 楊軍, 田濤, 等. 獐子島海洋牧場人工魚礁區(qū)魚類資源養(yǎng)護(hù)效果的初步研究[J]. 大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 29(2): 183-187. Chen Yong, Yang Jun, Tian Tao, et al. The enhancement effect of fishery resources on artificial reefs in marine ranching area in Zhangzi Island[J]. Journal of Dalian Ocean University, 2014, 29(2): 183-187.

[35] 崔勇, 關(guān)長濤, 萬榮, 等. 人工魚礁流場效應(yīng)的數(shù)值模擬與仿真研究[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào), 2009, 21(23):7393-7396. Cui Yong, Guan Changtao, Wan Rong, et al. Research and numerical simulation on features of flow field around artificial reefs[J]. Journal of System Simulation, 2009, 21(23): 7393-7396.

[36] 劉彥, 趙云鵬, 崔勇, 等. 正方體人工魚礁流場效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 海洋工程, 2012, 30(4): 103-108. Liu Yan, Zhao Yunpeng, Cui Yong, et al. Experimental study of the flow field round cube artificial reef[J]. The Ocean Engineering, 2012, 30(4): 103-108.

[37] 焦金菊, 潘永璽, 孫利元, 等. 人工魚礁區(qū)的增殖魚類資源效果初步研究[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 2011, 30(2): 79-82. Jiao Jinju, Pan Yongxi, Sun Liyuan, et al. Effect of artificial reefs on fish multiplication[J]. Fisheries Science, 2011, 30(2): 79-82.

[38] 徐浩, 曾曉起, 顧炎斌, 等. 人工魚礁對(duì)山東萊州朱旺港海區(qū)游泳動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)及季節(jié)變化的影響[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 42(5): 47-54. Xu Hao, Zeng Xiaoqi, Gu Yanbin, et al. The effect of artificial reefs of community structure and seasonal variation of nektons in Zhuwang Habor, Laizhou, Shangdong[J]. Periodical of Ocean University of China, 2012, 42(5): 47-54.

[39] 王小薈. 海州灣主要魚種的空間分布及其與環(huán)境因子的關(guān)系[D]. 青島: 中國海洋大學(xué), 2013. Wang Xiaohui. Spatial distribution of dominant fish species in Haizhou Bay and their relationships with environmental factors[D]. Qingdao: Ocean University of China, 2013.

[40] 張迎秋, 許強(qiáng), 徐勤增, 等. 海州灣前三島海域底層魚類群落結(jié)構(gòu)特征[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2016, 23(1): 156-168. Zhang Yingqiu, Xu Qiang, Xu Qinzeng, et al. Demersal fish community structure around the Qiansan Islets in Haizhou Bay[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2016, 23(1): 156-168.

Received: Nov. 23, 2015

Catch community structure characteristics and their relationships with environmental factors in the Xiao Shidao artificialreef sea area of Weihai

WANG Xin-meng, TANG Yan-li, SUN Xiao-mei, SHENG Hua-xiang, WAN Rong
(College of Fisheries, Ocean University of China, Qingdao 266003, China)

Artificial reef; fishery resource; community structure; CCA; environmental factors

Fishery resources and environmental elements in the Xiao Shidao artificial reef area and its control area were investigated during 2012-2013 to identify the influence of artificial reefs on species as well as catch community structure characteristics, which were analyzed using the CLUSTER, one-way ANOSIM, and SIMPER methods. The correlation between the dominant species and environmental factors was analyzed using CCA methods. The cage net survey results showed that the number of species in the southern and northern reef areas was higher than that in the control areas 18, 24, and 31. The dominant fish species throughout the year in the southern and northern reef areas were Charybdis japonica and Hexagrammos otakii. The dominant species in the control area were Glyptocidaris crenularis and Hexagrammos otakii. The size of the fish and crustacean catches in the southern and northern reef areas were higher than that in the control area. CLUSTER and ANOSIM analyses indicated significant differences in catch community structures both among seasons (P＜0.05) and between the artificial reef areas and the control area during spring and summer (P＜0.05). CCA analysis showed that the major environmental factors affecting the distribution of dominant species in reef areas were water temperature, chlorophyll, and dissolved oxygen. In conclusion, construction of artificial reefs ameliorated the catch community structure of the Xiao Shidao artificial reef areas and increased the catch abundance of the dominant economic fish and crustacean species.

S953.1

A

1000-3096(2016)11-0034-10

10.11759//hykx20151123001

(本文編輯: 譚雪靜)

2015-11-23;

2016-05-25

海洋公益性行業(yè)專項(xiàng)(201305030); 公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科技專項(xiàng)(201203018)

[Foundation: Marine Public Welfare Industry, No.201305030; Special Public Welfare Industry (Agriculture) Research, No. 201203018]

王新萌(1990-), 女, 山東臨沂, 碩士研究生, 主要從事漁業(yè)資源研究, 電話: 15165252397, E-mail: wangxinmeng9012@163.com;唐衍力, 通信作者, 電話: 0532-82031076, E-mail: tangyanli@ouc.edu.cn