岱山海域大型底棲動(dòng)物多樣性分析

章飛軍，柳濤，應(yīng)岳，蔣紅，葉屬峰

(1.國(guó)家海洋局東海分局舟山海洋工作站 舟山 316022；2.國(guó)家海洋局東海分局 上海 200137)

岱山海域大型底棲動(dòng)物多樣性分析

章飛軍1，柳濤1，應(yīng)岳1，蔣紅1，葉屬峰2

(1.國(guó)家海洋局東海分局舟山海洋工作站 舟山 316022；2.國(guó)家海洋局東海分局 上海 200137)

文章利用2015年春季航次(5月)和夏季航次(8月)的大型底棲動(dòng)物采泥調(diào)查資料，對(duì)岱山海域大型底棲動(dòng)物的種類組成、豐度、生物量、優(yōu)勢(shì)種、多樣性進(jìn)行分析。主要研究結(jié)果如下：春季航次共采得大型底棲動(dòng)物15種，夏季共采得大型底棲動(dòng)物22種。類群涉及紐形動(dòng)物、腔腸動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物多毛類、軟體動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物甲殼類、棘皮動(dòng)物等。其中環(huán)節(jié)動(dòng)物多毛類在兩個(gè)航次中種數(shù)均為最高。岱山海域春季大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種為：不倒翁蟲、圓鋸齒吻沙蠶、雙鰓內(nèi)卷齒蠶和金氏真蛇尾。夏季岱山海域大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種類有：不倒翁蟲、西方擬蟄蟲和異足索沙蠶，其中不倒翁蟲是兩個(gè)調(diào)查季度月的共同優(yōu)勢(shì)種。岱山海域春季各站位平均豐度22 ind./m2，豐度范圍為0～90 ind./m2。夏季各站位豐度范圍0～165 ind./m2，平均38 ind./m2。春季各站位濕重生物量范圍0～2.65 g/m2，平均0.81 g/m2。岱山海域夏季各站位濕重生物量范圍0～16.25 g/m2，平均2.29 g/m2。岱山海域春季生物多樣性指數(shù)(H′)在0～1.75，平均0.70；夏季生物多樣性指數(shù)(H′)在0～1.75，平均0.67，季節(jié)間差異不明顯。

岱山海域；大型底棲動(dòng)物；多樣性

大型底棲動(dòng)物是海洋生態(tài)系統(tǒng)底棲亞系統(tǒng)的關(guān)鍵組成。通過參與生物地化循環(huán)，共同維持整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[1]。大型底棲動(dòng)物通過攝食、掘穴等活動(dòng)與周圍環(huán)境相互作用[2]，其群落結(jié)構(gòu)及生物多樣性的變化常被作為評(píng)價(jià)海域生境質(zhì)量的重要指標(biāo)[3-4]。

岱山縣位于舟山群島中部，地處長(zhǎng)江、錢塘江入?？?，東瀕太平洋，西臨杭州灣喇叭口，南鄰舟山本島，北接嵊泗列島，全縣總面積5 242 km2，其中海域面積4 936.2 km2，陸域由岱山、衢山、大小長(zhǎng)途、秀山、大魚山等404個(gè)島嶼和256個(gè)海礁組成。特殊的地理位置和優(yōu)越的自然條件使得岱山一直以來都是東海區(qū)重要的漁業(yè)資源產(chǎn)地以及捕撈作業(yè)重點(diǎn)區(qū)域，長(zhǎng)期的高強(qiáng)度捕撈作業(yè)使得該海域的生態(tài)系統(tǒng)受到一定的破壞。另外，近年來沿岸工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，導(dǎo)致大量外源性污染物進(jìn)入該海域，使得海域生境承受著較大的壓力。由于自然和人為多種復(fù)雜動(dòng)力因素相互耦合，導(dǎo)致岱山海域生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性增強(qiáng)。

為此，根據(jù)2015年春夏季調(diào)查資料，分析了岱山海域大型底棲動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)及多樣性特征，旨在為進(jìn)一步研究該海域生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化過程及其對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)機(jī)制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣方法

2015年5月和8月，使用采樣面積0.1 m2的抓斗進(jìn)行岱山海域大型底棲動(dòng)物采樣調(diào)查，共設(shè)置采樣站位11個(gè)。每個(gè)站位采樣兩次。調(diào)查分析方法參照《海洋調(diào)查規(guī)范第六部分 海洋生物調(diào)查》(GBT12763.6—2007)進(jìn)行。各站位坐標(biāo)如表1所示。

表1 岱山海域大型底棲動(dòng)物調(diào)查站位坐標(biāo)

1.2 數(shù)據(jù)處理

(1)優(yōu)勢(shì)度確定

Y=ni/Ni×fi

(1)

式中：ni為該物種個(gè)體數(shù)；Ni為生物總個(gè)體數(shù)；fi為該種生物出現(xiàn)頻率；Ygt;0.02為優(yōu)勢(shì)種。

(2)多樣性計(jì)算

采用Shannon-weaver多樣性指數(shù)(H′)，Pielou均勻度指數(shù)(J)，Margalef豐富度指數(shù)(d)進(jìn)行多樣性分析。計(jì)算公式如下：

Shannon-weaver多樣性指數(shù)：

(2)

Pielou均勻度計(jì)算公式：

J=H′/Hmax

(3)

式中：J為均勻度；H′為種類多樣性指數(shù)值；Hmax為lnS表示多樣性指數(shù)的最大值；S為樣品中總種類數(shù)。

Margalef指數(shù)計(jì)算公式：

d=(S-1)/lnN

(4)

式中：d為豐富度；S為樣品中的種類總數(shù)；N為樣品中的生物總個(gè)體數(shù)。

多樣性指數(shù)由PRIMER6軟件的DIVERSE函數(shù)計(jì)算得出。

2 結(jié)果

2.1 種類組成

春季航次共采獲大型底棲動(dòng)物15種，隸屬于環(huán)節(jié)動(dòng)物門、軟體動(dòng)物門、棘皮動(dòng)物門、節(jié)肢動(dòng)物門和紐形動(dòng)物門5個(gè)門類。其中，以環(huán)節(jié)動(dòng)物門種類最多，為5種，占總種數(shù)的34%；其次為軟體動(dòng)物門、棘皮動(dòng)物門各3種，各占總種類數(shù)的20%；節(jié)肢動(dòng)物門和紐形動(dòng)物門各有2種，各占總種數(shù)的13%。

夏季航次共采獲大型底棲動(dòng)物22種，同樣分屬環(huán)節(jié)動(dòng)物門、軟體動(dòng)物門、棘皮動(dòng)物門、節(jié)肢動(dòng)物門和紐形動(dòng)物門5個(gè)門類。以環(huán)節(jié)動(dòng)物門種類最多，為10種，占總種數(shù)的45%；其次為軟體動(dòng)物門4種，占總種類數(shù)18%；節(jié)肢動(dòng)物門和棘皮動(dòng)物門各3種，各占總種類數(shù)的14%；紐形動(dòng)物門2種，占總種數(shù)的9%。

結(jié)合春夏兩季結(jié)果可見，環(huán)節(jié)動(dòng)物多毛類是岱山海域春夏兩季大型底棲動(dòng)物的最主要門類。其他門類在春夏兩季所占的比例大致相近，兩個(gè)季度調(diào)查所得種類名錄詳見表2。

表2 岱山海域大型底棲動(dòng)物種類組成

續(xù)表

注：“+”表示出現(xiàn);“-”表示未出現(xiàn).

2.2 優(yōu)勢(shì)種

根據(jù)優(yōu)勢(shì)度計(jì)算結(jié)果可知，春季岱山海域大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種類有：不倒翁蟲、圓鋸齒吻沙蠶、金氏真蛇尾、雙鰓內(nèi)卷齒蠶、鉤蝦一種和圓筒原盒螺。夏季岱山海域大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種類為：不倒翁蟲、西方擬蟄蟲和異足索沙蠶(表3)。由表2可知，春季優(yōu)勢(shì)種較為分散，分屬環(huán)節(jié)動(dòng)物門、棘皮動(dòng)物門、節(jié)肢動(dòng)物門和軟體動(dòng)物門4個(gè)門類。夏季優(yōu)勢(shì)種類較為集中，都屬于環(huán)節(jié)動(dòng)物門，且優(yōu)勢(shì)度較大。不倒翁蟲是春夏兩季的共同優(yōu)勢(shì)種。

2.3 豐度分析結(jié)果

春季岱山海域不同站位大型底棲動(dòng)物豐度范圍0～90 ind./m2，平均22 ind./m2(表4)。其中豐度前三位的站位為：4號(hào)、7號(hào)和9號(hào)站位，其豐度分別為：90 ind./m2、45 ind./m2以及30 ind./m2。其中4號(hào)站位圓筒原盒螺的豐度最高，為30 ind./m2，7號(hào)站位出現(xiàn)了較大數(shù)量雙鰓內(nèi)卷齒蠶，豐度為20 ind./m2，而9號(hào)站位主要以圓鋸齒吻沙蠶(10 ind./m2)和鉤蝦一種(10 ind./m2)為主。1號(hào)、2號(hào)以及8號(hào)站位豐度最低，均為0。

表3 春夏季岱山海域大型底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種組成

表4春夏季岱山海域大型底棲動(dòng)物豐度和生物量變化

站位豐度/(ind·m-2)生物量/(g·m-2)春季夏季春季夏季1000.000.0020300.000.25310202.650.6049002.000.005500.100.00625200.700.35745500.300.3080150.000.10930350.500.651025802.5016.2511151650.206.70平均22380.812.29

夏季岱山海域不同站位大型底棲動(dòng)物豐度范圍0～165 ind./m2，平均38 ind./m2(表4)。其中豐度前三位的站位為：11號(hào)、10號(hào)和7號(hào)站位，其豐度分別為：165 ind./m2、80 ind./m2以及50 ind./m2，其中11號(hào)站位異足索沙蠶的豐度最高，為75 ind./m2，10號(hào)站位出現(xiàn)了較大數(shù)量金氏真蛇尾(20 ind./m2)和鉤蝦一種(20 ind./m2)，而7號(hào)站位豐度最高的為不倒翁蟲(35 ind./m2)。1號(hào)、4號(hào)以及5號(hào)站位豐度最低，均為0。

從表4可知，1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)和9號(hào)站位豐度季節(jié)變化不大，2號(hào)、4號(hào)、8號(hào)、10號(hào)、11號(hào)站位豐度變化較為明顯。夏季平均豐度高于春季。

2.4 生物量分析結(jié)果

岱山海域春季(5月)各站位濕重生物量范圍0～2.65 g/m2，平均0.81 g/m2(表4)。生物量前三位的站位為：3號(hào)、10號(hào)和4號(hào)站位，其生物量分別為2.65 g/m2、2.50 g/m2和2.00 g/m2。其中3號(hào)站位以洼顎倍棘蛇尾生物量最高，為2.35 g/m2，10號(hào)站位金氏真蛇尾生物量最高，為2.00 g/m2，4號(hào)站位以不倒翁蟲生物量最高，為1.05 g/m2。1號(hào)、2號(hào)和8號(hào)站位的生物量最低，均為0。

岱山海域夏季(8月)各站位濕重生物量范圍0～16.25 g/m2，平均2.29 g/m2(表4)。生物量前三位的站位為：10號(hào)、11號(hào)和9號(hào)站位，其生物量分別為16.25 g/m2、6.70 g/m2和0.65 g/m2。其中10號(hào)站位以金氏真蛇尾生物量最高，為3.40 g/m2，11號(hào)站位紅帶織紋螺生物量最高，為1.75 g/m2，9號(hào)站位以不倒翁蟲生物量最高，為0.30 g/m2。1號(hào)、4號(hào)和5號(hào)站位的生物量最低，均為0。

從表4可知，1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)和9號(hào)站位生物量季節(jié)變化不大，3號(hào)、4號(hào)、10號(hào)和11號(hào)站位生物量變化較為明顯。夏季平均生物量高于春季。

2.5 多樣性分析結(jié)果

岱山海域春季大型底棲動(dòng)物多樣性分析結(jié)果如表5所示。4號(hào)站位采獲生物種類最多，為7種，平均每個(gè)站位2.45種。生物多樣性指數(shù)(H′)在0～1.75，平均0.70。

表5 岱山海域春夏季大型底棲動(dòng)物多樣性分析結(jié)果

續(xù)表

夏季岱山海域大型底棲動(dòng)物多樣性分析結(jié)果如表5所示。采獲生物種類最多的站位是11號(hào)站位，為9種，平均每個(gè)站位2.64種。生物多樣性指數(shù)(H′)在0～1.75，平均0.67。

3 討論

多樣性指數(shù)(H′，d)常被用作評(píng)價(jià)大型底棲動(dòng)物群落穩(wěn)定性和生境質(zhì)量的指標(biāo)[6-8]。有學(xué)者將大型底棲生物群落的H′和d分成5個(gè)等級(jí)：高、好、中等、差和低級(jí)(表6)[6]。

表6 大型底棲動(dòng)物群落H′和d等級(jí)[6]

岱山海域春夏季大型底棲動(dòng)物種類組成及優(yōu)勢(shì)種分析結(jié)果表明：當(dāng)前岱山海域大型底棲動(dòng)物物種數(shù)相對(duì)較少，多毛類物種數(shù)較多及優(yōu)勢(shì)種明顯，這與近期三門灣大型底棲動(dòng)物研究結(jié)果相似；但其豐度生物量水平明顯低于三門灣大型底棲動(dòng)物研究結(jié)果[5]。大型底棲動(dòng)物群落變化在一定程度上與該海域的環(huán)境變化有關(guān)。近年來，環(huán)境變化、富營(yíng)養(yǎng)化的加劇以及人類高強(qiáng)度的開發(fā)活動(dòng)已經(jīng)影響到岱山海域海洋生態(tài)系統(tǒng)健康，導(dǎo)致生物群落變化，大型底棲動(dòng)物種類變少，優(yōu)勢(shì)種變?yōu)槟臀勰芰Ω鼜?qiáng)的多毛類，豐度和生物量也大大降低。

岱山海域大型底棲動(dòng)物春夏季的H′均為低級(jí)，d也均為低級(jí)，富營(yíng)養(yǎng)化是造成岱山海域大型底棲動(dòng)物群落多樣性偏低的主要原因。岱山海域?qū)儆诟坏?、磷型富營(yíng)養(yǎng)海區(qū)，造成岱山海域富營(yíng)養(yǎng)化的因素包括陸地徑流攜帶沿岸工農(nóng)業(yè)廢水及生活污水輸入[9]。長(zhǎng)期富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)促使大型底棲動(dòng)物的種類更替，并導(dǎo)致群落多樣性降低[10]。

[1] HEIP C H R,DUINEVELD G,FLACH E,et al.The role of the benthic biota in sedimentary metabolism and sediment-water exchange processes in the Goban Spur area (NE Atlantic)[J].Deep-Sea Research Part II,2001,48:3223-3243.

[2] 覃雪波,孫紅文,吳濟(jì)舟,等.大型底棲動(dòng)物對(duì)河口沉積物的擾動(dòng)作用[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2010,21(2):458-463.

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BiodiversityofMacrobenthosofSeaAreainDaishan

ZHANG Feijun1,LIU Tao1,YING Yue1,JIANG Hong1,YE Shufeng2

(1.Zhoushan Marine Workstation of East China Sea Branch of SOA,Zhoushan 316022,China；2.East China Sea Branch of SOA,Shanghai 200137,China)

Using the sampling data of Macrobenthos in spring (May) and summer (August) 2015 around the Daishan sea area,the species composition,abundance,biomass,dominant species,diversity were analyzed.The main results were listed as the follows.There were collected 15 species in Spring and 22 species in summer,which belong to Nemertean,Coelenterate,Annelid (Polychaetes),molluscs,Arthropod,echinoderm and so on.Polychaetes were the species with highest quantities in two cruises.The dominant species of macrobenthos in spring at the Daishan sea area wereSternaspisscutata,Dentinephtysglabra,Aglaophamusdibranchis,andOphiurakinbergi.The dominant species of macrobenthos in summer at the Daishan sea area wereSternaspisscutata,Amaeanaoccidentalis,andLumbrinerisheteropoda.sternaspisscutatawere common dominant species in two cruises.The average abundance of all stations were 22 ind./m2,abundance range were 0～90ind./m2in spring.The average abundance were 38ind./m2,abundance range were 0～165 ind./m2in summer at Daishan sea area.The average biomass of all stations were 0.81 g/m2,biomass range were 0～2.65g/m2in spring.The average biomass were 2.29 g/m2,biomass range were 0～16.25g/m2in summer at Daishan sea area.The average biodiversity index value (H′) of all stations were 0.70,range of biodiversity index value were 0～1.75 in spring.The average biodiversity index value (H′) were 0.67,range of biodiversity index value were 0～1.75 in summer at Daishan sea area.There was no significant difference between seasons.

Daishan sea area,Macromenthos,Biodiversity

2017-03-16;

2017-07-17

海洋公益性行業(yè)科研經(jīng)費(fèi)專項(xiàng)“基于海洋健康的資源環(huán)境承載能力監(jiān)測(cè)預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究與區(qū)域應(yīng)用示范”(201505008).

章飛軍，工程師,博士研究生，研究方向?yàn)榇笮偷讞珓?dòng)物生態(tài)學(xué)研究

P71；P735

A

1005-9857(2017)09-0120-05