河北樂亭海域大型底棲動物調(diào)查與群落特征分析

曹宏梅 李廣樓 王志勇 李艷麗 趙晴

摘?要：通過2019年5月24日對河北樂亭海域大型底棲生物的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，所獲底棲動物40種，其中軟體動物出現(xiàn)的種類數(shù)最多，共出現(xiàn)17種，占底棲動物種類組成的42.5%，其次為環(huán)節(jié)動物、節(jié)肢動物。生物量變化范圍在（0.35～60.77）g/m2之間，平均為9.21 g/m2。生物密度變化范圍在（32～292）個/m2之間，平均為105個/m2。生物多樣性指數(shù)在0.94～2.04之間，平均指數(shù)為1.63。不倒翁蟲、耳口露齒螺為本次調(diào)查的主要優(yōu)勢種，其優(yōu)勢度分別為0.06和0.03。本次調(diào)查海域主要以生命周期較短的軟體動物和環(huán)節(jié)動物為主，調(diào)查所獲種類數(shù)遠(yuǎn)低于歷史平均值，多樣性指數(shù)較2008年4月調(diào)查顯著降低，均勻度指數(shù)及豐富度指數(shù)略有下降，說明該海域底棲生物群落結(jié)構(gòu)趨于單一化，穩(wěn)定性趨差。

關(guān)鍵詞：河北樂亭;大型底棲動物;群落特征

大型底棲動物的種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水層中的大型浮游動物、魚類、哺乳動物類的總和，是海洋生態(tài)系統(tǒng)中種類最多、生態(tài)關(guān)系最復(fù)雜的生物類群，在海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動中發(fā)揮著重要的作用。大型底棲動物活動范圍有限，有些營固著生活，對逆境的逃避能力較差，受環(huán)境影響更為深刻。常被用作監(jiān)測和評估海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量健康的指示生物。

此次研究樂亭海域，因其重點發(fā)展精品鋼鐵、臨港化工等產(chǎn)業(yè)，毗鄰京唐港，東南兩面瀕臨渤海，研究人員一直對其對海洋生態(tài)產(chǎn)生何種影響較為關(guān)注。本文旨通過調(diào)查底棲生物的種類及生物量，間接評價該海域受化工產(chǎn)業(yè)及海上交通影響，彌補(bǔ)歷史資料匱乏的現(xiàn)狀。

1?材料與方法

1.1?樣品采集與處理

調(diào)查于2019年5月24日進(jìn)行底棲動物的現(xiàn)場采樣，現(xiàn)場共布設(shè)3個監(jiān)測斷面，20個監(jiān)測站位，采集站位見圖1。技術(shù)要求執(zhí)行《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB 17378-2007）：一般采用0.1 m2的采泥器采樣，每站3次，在港灣中或無動力設(shè)備的小船上可用0.05 m2采泥器，每站3次。再用底棲生物旋渦分選裝置篩選生物樣（上層用2.0～5 mm網(wǎng)眼，中層用1.0 mm網(wǎng)眼，下層用0.5 mm網(wǎng)眼）。樣品用5%甲醛固定保存，帶回實驗室鑒定分析。1.2?數(shù)據(jù)分析方法

1.2.1?優(yōu)勢度

式中：y為優(yōu)勢度;fi為第i種在采樣點位中出現(xiàn)的出現(xiàn)頻率;Pi為第i種在總數(shù)量中的比例。y>0.02時，定為優(yōu)勢種。

1.2.2?種類豐富度（d）、均勻度指數(shù)（J′）

豐富度（d）和均勻度指數(shù)（J′）計算公式如下：

式中：S為種類數(shù);N為總豐度;H′為實測Shannon-Weaver多樣性指數(shù)。H′Max=log2S。

1.2.3?多樣性指數(shù)

采用（Shannon-Weaver）生物多樣性指數(shù)法（H'）：

式中：H'為種類多樣性指數(shù);S為樣品中的種類總數(shù);Pi為群落第i種的數(shù)量或重量占樣品總數(shù)量之比值。

數(shù)量可以采用個體數(shù)、密度表示;重量可用濕重或干重表示。

大型底棲動物多樣性指數(shù)對于底棲生境質(zhì)量的指示參考HJ 442-2008《近岸海域環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中的底棲生境分級標(biāo)準(zhǔn)，H'≥3.0表示生境質(zhì)量優(yōu)良，2.0≤H'<3.0表示生境質(zhì)量一般，1.0≤H'<2.0表示生境質(zhì)量差，H'<1.0表示生境質(zhì)量極差。

2?結(jié)果與分析

2.1?種類組成

本次調(diào)查共獲底棲生物40種，隸屬于棘皮動物、軟體動物、節(jié)肢動物、環(huán)節(jié)動物4個門類。其中，軟體動物出現(xiàn)的種類數(shù)最多，共出現(xiàn)17種，占底棲動物種類組成的42.5%;環(huán)節(jié)動物、節(jié)肢動物各出現(xiàn)11種，分別占底棲動物種類組成的27.5%;棘皮動物出現(xiàn)1種，占2.5%。

2.2?生物量組成與分布

調(diào)查海域各站位底棲動物生物量變化范圍在（0.35～60.77）g/m2之間，平均為9.21 g/m2。調(diào)查海域底棲生物量組成以軟體動物占優(yōu)勢，占總生物量的85.47%。底棲動物生物量在調(diào)查海域外海生物量略高，調(diào)查海域18號站出現(xiàn)最高值，11號站出現(xiàn)最低值。

2.3?密度組成與分布

調(diào)查海域監(jiān)測站位底棲動物生物密度變化范圍在（32～292）個/m2之間，平均為105個/m2。調(diào)查海域底棲動物密度組成以軟體動物占優(yōu)勢，占總密度的51.43%;其次，環(huán)節(jié)動物占第二位，為總密度的20.27%。底棲動物生物密度分布最高值出現(xiàn)在4號站位，最低值出現(xiàn)在2號站位。

2.4?群落特征

應(yīng)用PRIMER6.0軟件進(jìn)行分析，各站位底棲動物多樣性等群落指數(shù)見表2。各站位底棲動物多樣性指數(shù)在0.94～2.04之間，平均指數(shù)為1.63。本次調(diào)查中，調(diào)查海域大型底棲動物平均多樣性指數(shù)低于2，該海域底棲動物群落結(jié)構(gòu)差。

優(yōu)勢種有不倒翁蟲Sternaspis sculata（y=0.06）、耳口露齒螺Ringicula doliaris（y=0.03），江戶明櫻蛤Moerella jedoensis、日本倍棘蛇尾Amphioplus japonicus優(yōu)勢度分別為0.02。

3?討論

3.1?河北樂亭海域大型底棲動物群落組成

本次調(diào)查共獲底棲動物40種，其中軟體動物最多，共17種，占底棲動物種類組成的42.5%;環(huán)節(jié)動物、節(jié)肢動物各11種，各占底棲動物種類組成的27.5%。歷史上對渤海灣調(diào)查顯示大型底棲動物種類約為百種，如1983年122種，2013年128種，2014年143種。本次調(diào)查結(jié)果遠(yuǎn)低于歷史平均值，可能由于調(diào)查覆蓋面不夠廣，也可能是近幾年過度開發(fā)利用導(dǎo)致生物種群數(shù)量下降。

周然[1]報道渤海灣大型底棲動物與環(huán)境因子之間的關(guān)系較大，與水深呈顯著負(fù)相關(guān)，隨著水深減少，即向沿岸，底棲動物種類相應(yīng)增加。本次調(diào)查近岸水深平均6.5 m，最遠(yuǎn)端平均水深18.6 m。近北向一條斷面與報道規(guī)律一致。另兩條斷面與報道相反，現(xiàn)場勘查屬于浴場或人工養(yǎng)殖區(qū)域，可見人為干涉對底棲環(huán)境影響較大。有關(guān)地形背景、水動力作用在促進(jìn)和維持大陸邊緣開闊斜坡上的種群結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮正向或負(fù)向影響還需更多深入研究。

3.2?河北樂亭海域大型底棲動物群落特征及優(yōu)勢種

2008年4月在渤海灣近岸海域進(jìn)行了21個站位的大型底棲動物調(diào)查[2]，調(diào)查區(qū)內(nèi)大型底棲動物的總棲息密度平均值為228.8個/m2，總生物量平均值為36.03 g/m2，調(diào)查區(qū)內(nèi)大型底棲動物多樣性指數(shù)平均值為2.99，豐富度指數(shù)平均值為1.71，均勻度指數(shù)平均值為0.84。此次調(diào)查樂亭海域多樣性指數(shù)（均值1.63）較2008年4月調(diào)查顯著降低，均勻度指數(shù)及豐富度指數(shù)略有下降，說明該海域底棲生物群落結(jié)構(gòu)趨于單一化，穩(wěn)定性趨差。有報道稱[3]物種數(shù)量、密度、生物量和多樣性指數(shù)的較低值集中在港口的主要河口、出海口和鄰近地區(qū)等受人為干擾最嚴(yán)重的地區(qū)，本次調(diào)查支持這種觀點。

海底底棲動物群落結(jié)構(gòu)與海底結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，其中硬基質(zhì)類群和生物量較多，以濾食性脆弱海洋生態(tài)系統(tǒng)類群為主，軟沉積物主要為沉積物進(jìn)食者。本次調(diào)查海域主要以生命周期較短的軟體動物和環(huán)節(jié)動物為主，其分別占比為51.43%和20.27%，不倒翁蟲、耳口露齒螺為本次調(diào)查的主要優(yōu)勢種，其優(yōu)勢度分別為0.06和0.03，其中不倒翁蟲即屬于泥沙質(zhì)細(xì)顆粒底質(zhì)典型生物。與2017年調(diào)查[4]優(yōu)勢種較為類似，該次優(yōu)勢種類分別為彩虹明櫻蛤、不倒翁蟲。傳統(tǒng)的較大個體的底棲種類，如棘皮動物、雙殼類發(fā)現(xiàn)較少，已被更小個體的軟體動物、環(huán)節(jié)動物取代，呈現(xiàn)小型化和低質(zhì)化現(xiàn)象。由此推測，該海域的大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)相對脆弱，近年來受人類活動影響，渤海海域大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了變化。

近幾十年來，由于海岸工程、化工及生活污染物排放和水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響，許多海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化。盡管沿海地區(qū)具有明顯的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)重要性，但缺乏深入而系統(tǒng)的研究。國外研究顯示底棲生物群落顯示出重大的結(jié)構(gòu)變化，海洋多毛類和物種對水溫上升的敏感性有所下降。同時，對環(huán)境擾動有容忍度的機(jī)會主義物種也大量增加。

越來越多的證據(jù)表明，入海大陸坡生態(tài)系統(tǒng)是底棲海洋生物多樣性的主要儲存庫之一。我們需要增強(qiáng)對大陸邊緣及開闊斜坡地形地貌的生物多樣性及其潛在喪失機(jī)制進(jìn)行深入的研究和理解。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周然，覃雪波，彭士濤.渤海灣大型底棲動物調(diào)查及與環(huán)境因子的相關(guān)性[J].生態(tài)學(xué)報，2014，34（1）：50-58.

[2] 王瑜，劉錄三，劉存歧，等.渤海灣近岸海域春季大型底棲動物群落特征[J].環(huán)境科學(xué)研究，2010，23（4）：430-436.

[3] 蔡文倩， 孟偉， 劉錄三， 等. 春季渤海灣大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)特征研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2013，33（5）：1458-1466.

[4] 劉旭東，孫立娥，張曉紅，等.渤海海域夏季大型底棲動物群落特征[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2019，35（3）：120-127.