海州灣南部海域大型底棲動(dòng)物多樣性的研究

季相星 姚遠(yuǎn) 趙穎

摘 要：2017年8月及2018年4月在海州灣南部海域進(jìn)行了7個(gè)站位的大型底棲動(dòng)物調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)大型底棲動(dòng)物66種，其中多毛類36種，軟體動(dòng)物16種，甲殼動(dòng)物10種，其它類群4種。比較兩個(gè)航次IRI可以發(fā)現(xiàn)，光滑河藍(lán)蛤（Potamocorbula laevis）、棘刺錨參（Protankyra bidentata）及光滑狹口螺（Stenothyra glabar）在調(diào)查海域春季和夏季均占據(jù)著優(yōu)勢地位。2017年8月航次總平均豐度為517.7 ind/m2，總平均生物量為28282 5 g/m2;2018年4月航次總平均豐度為8 110.9 ind/m2，總平均生物量為25.001 1 g/m2。2017年8月航次大型底棲動(dòng)物的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）平均值為2.54，波動(dòng)范圍1.28～3.45;2018年4月航次H平均值為2.38，波動(dòng)范圍0.66～4.04。通過大型底棲動(dòng)物多樣性分析，認(rèn)為該海域生境質(zhì)量整體處于一般的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：海州灣南部海域;大型底棲動(dòng)物;豐度;生物量;多樣性

中圖分類號：Q958

大型底棲動(dòng)物組成復(fù)雜，種類豐富，其研究在漁業(yè)資源補(bǔ)充、污染監(jiān)測和海洋生態(tài)研究中有重要意義[1]。海州灣位于中國黃海中南部，為典型的開敞式海灣，是沙質(zhì)-巖石海岸和泥質(zhì)海岸的交匯地帶。海州灣有眾多河流注入，帶來大量的有機(jī)質(zhì)及營養(yǎng)鹽，加上陽光充足，海域遼闊，成為優(yōu)良的產(chǎn)卵場，為我國八大漁場之一[2]。本研究的海域位于海州灣南部，臨洪河口及東西連島周邊的近岸海域，受河流注入等陸源因素影響較大。近年來，國內(nèi)學(xué)者已對渤海、黃海及長江口等海域大型底棲動(dòng)物開展了較系統(tǒng)的研究[3-8]，但對海州灣的研究卻鮮見報(bào)道[2，9，10]。本文以2017年8月及2018年4月調(diào)查結(jié)果分析海州灣南部海域大型底棲動(dòng)物的豐度、生物量及生物多樣性，以期為該海域生態(tài)系統(tǒng)的深入研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究航次及站位設(shè)置

于2017年8月和2018年4月對海州灣南部海域進(jìn)行了7個(gè)站位的大型底棲動(dòng)物樣品采集，兩次采集的站位相同，如圖1所示。

1.2 樣品的采集、處理及分析

使用0.062 5 m2的彼得遜采泥器采集泥樣，0.5 mm孔徑的網(wǎng)篩分選沉積物樣品，分選后留在網(wǎng)篩上的標(biāo)本及殘?jiān)渴占b瓶，并用5%福爾馬林溶液固定。帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析、鑒定及稱重。樣品的處理、保存、計(jì)數(shù)和稱重等均按《海洋調(diào)查規(guī)范》[11]進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)分析

優(yōu)勢種采用相對重要性指數(shù)IRI（Index of Relative Importance）[12]進(jìn)行確定。該指數(shù)的計(jì)算是將每種生物的個(gè)體重量、豐度及出現(xiàn)頻率均考慮在內(nèi)，能夠較為全面地反映出每種生物在整個(gè)群落中的地位。計(jì)算公式如下：

式中：W為每種的生物量占總生物量的百分比，N為每種的豐度占總豐度的百分比，F(xiàn)為該種出現(xiàn)的頻率。

生物多樣性采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）[13]、Margalef豐富度指數(shù)（d）[14]及Pielous均勻度指數(shù)（J）[15]進(jìn)行分析。公式如下：

式中：Pi為第i種的個(gè)體數(shù)與總個(gè)體數(shù)的比值，N為總個(gè)體數(shù)，S為總種數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 大型底棲動(dòng)物的種類組成

調(diào)查共發(fā)現(xiàn)大型底棲動(dòng)物66種，其中，多毛類36種，占總種數(shù)的54.55%;軟體動(dòng)物16種，占24.24%;甲殼動(dòng)物10種，占15.15%;其它類群包括扁形動(dòng)物、棘皮動(dòng)物、紐形動(dòng)物及魚類各1種，共占總種數(shù)的6.06%。

2017年8月調(diào)查共發(fā)現(xiàn)大型底棲動(dòng)物40種，其中，多毛類20種，軟體動(dòng)物10種，甲殼動(dòng)物7種，棘皮動(dòng)物、紐形動(dòng)物和魚類各1種。2018年4月共發(fā)現(xiàn)大型底棲動(dòng)物51種，其中，多毛類30種，軟體動(dòng)物11種，甲殼動(dòng)物6種，扁形動(dòng)物、紐形動(dòng)物、棘皮動(dòng)物和魚類各一種。在兩次調(diào)查中均出現(xiàn)的大型底棲動(dòng)物有26種，其中，多毛類15種，軟體動(dòng)物5種，甲殼動(dòng)物3種，棘皮動(dòng)物、紐形動(dòng)物和魚類各1種。

表1列出了各航次相對重要性指數(shù)（IRI）前十位的種。如表所示，共有三種生物同時(shí)出現(xiàn)在兩個(gè)航次中，分別為光滑河藍(lán)蛤（P. laevis）、棘刺錨參（P. bidentata）和光滑狹口螺（S. glabar）。光滑河藍(lán)蛤（P. laevis）的IRI在兩個(gè)航次中均排第一，而且棘刺錨參（P. bidentata）和光滑狹口螺（S. glabar）在2018年4月航次中分別排第二和第三。由此可見，這三種生物在調(diào)查海域春季和夏季均占據(jù)著優(yōu)勢地位。如表所示，2017年8月航次前十位的種包括多毛類5種，軟體動(dòng)物3種，棘皮動(dòng)物和紐形動(dòng)物各1種;2018年4月航次包括多毛類4種，軟體動(dòng)物3種，甲殼動(dòng)物、棘皮動(dòng)物和魚類各1種。說明這多毛類和軟體動(dòng)物在調(diào)查海域的大型底棲動(dòng)物群落中有著極其重要的作用。

2.2 大型底棲動(dòng)物的豐度和生物量

2.2.1 豐度的分布

2017年8月航次大型底棲動(dòng)物豐度的平均值為517.7 ind/m2，范圍為80～1 672 ind/m2。如圖2及表2所示，豐度的高值區(qū)主要位于河口區(qū)域。其中，位于沙汪河及青口河河口的JS04站位豐度最高，為1 672 ind/m2，這是由于在該站位發(fā)現(xiàn)了大量的光滑河藍(lán)蛤（P. laevis）造成的，其豐度為952 ind/m2。青口河為水流量較小的自然河流，水質(zhì)較好;而沙汪河為人工河流，周邊工廠排污較多，有機(jī)質(zhì)含量豐富。豐度的次高值位于JS06站位，位于臨洪河河口，在該站位發(fā)現(xiàn)了較多的稚齒蟲（Prionospio sp.），其豐度為576 ind/m2。豐度最低值出現(xiàn)于JS09和JS10站位，分別為88 ind/m2和80 ind/m2。

2018年4月航次大型底棲動(dòng)物豐度的平均值為8 110.9 ind/m2，范圍為160～32 976 ind/m2。如圖2及表2所示，豐度的高值區(qū)同樣位于河口區(qū)域。其中JS06站位豐度最高，為32 976 ind/m2，在該站位發(fā)現(xiàn)了大量的光滑河藍(lán)蛤（P. laevis），其豐度高達(dá)30 184 ind/m2。其次為JS04站位，該站位光滑河藍(lán)蛤P. laevis）的豐度同樣高達(dá)18 168 ind/m2。該航次豐度最低值出現(xiàn)于JS08站位，其值為160 ind/m2。

如圖2及表2所示，各航次大型底棲動(dòng)物豐度分布較規(guī)律，高豐度區(qū)主要位于河口區(qū)域，而其他海域豐度較低。比較兩個(gè)航次可以發(fā)現(xiàn)，2018年4月航次平均豐度遠(yuǎn)高于2017年8月航次，其中最主要的原因就是2018年4月在JS04及JS06站位發(fā)現(xiàn)了大量的光滑河藍(lán)蛤（P. laevis）;同時(shí)，其它站位的豐度也普遍高于2017年8月航次的同一站位。

2.2.2 生物量的分布

2017年8月航次大型底棲動(dòng)物平均生物量為28.282 5 g/m2，范圍為0.347 2～91.391 2 g/m2。如圖3及表2所示，生物量的分布與豐度的分布類似，高值區(qū)同樣位于河口區(qū)域。生物量的最高值出現(xiàn)于JS04站位，為91.391 2 g/m2，在該站位發(fā)現(xiàn)了較大量的光滑河藍(lán)蛤（P. laevis），其生物量為89.092 g/m2，占JS04站總生物量的97.48%。生物量最低值同豐度最低值一樣出現(xiàn)于JS10站位，為0.347 2 g/m2。

2018年4月航次大型底棲動(dòng)物平均生物量為25.001 1 g/m2，范圍為4.060 8～87.388 8 g/m2。如圖3和表2所示，生物量最高值出現(xiàn)于JS11站位，為87.388 8 g/m2，在該站位發(fā)現(xiàn)了較大個(gè)體的棘刺錨參（P. bidentata）和紅狼牙鰕虎魚（O. rubicundus），其生物量分別為48.138 4 g/m2和33.236 8 g/m2，共占JS11站位總生物量的93.12%。

綜上所述，各航次大型底棲動(dòng)物生物量分布較規(guī)律，除個(gè)別站位出現(xiàn)較大生物體外，高生物量區(qū)依然主要位于河口區(qū)域。比較兩個(gè)航次可以發(fā)現(xiàn)，雖然2018年4月航次的平均豐度遠(yuǎn)高于2017年8月航次，但兩個(gè)航次的平均生物量卻相差不大，甚至2017年8月航次平均生物量還略高于2018年4月航次。

2.3 大型底棲動(dòng)物的多樣性

各航次大型底棲動(dòng)物豐富度指數(shù)（d）、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）和均勻度指數(shù)（J）如表3所示。

2017年8月航次種數(shù)平均值為11種，波動(dòng)范圍為4～19種;豐富度平均值1.12，波動(dòng)范圍0.46～1.68;Shannon-Wiener多樣性指數(shù)平均值2.54，波動(dòng)范圍1.28～3.45;均勻度平均值074，波動(dòng)范圍0.37～1.00。如表3所示，2017年8月航次各多樣性指數(shù)的最低值均出現(xiàn)于JS09站位，而種數(shù)和豐富度的最高值出現(xiàn)于JS04站位，多樣性和均勻度的最高值出現(xiàn)于JS11站位。這是由于2017年8月航次在JS04站位發(fā)現(xiàn)了大量的光滑河藍(lán)蛤（P. laevis），造成其Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）和均勻度指數(shù)（J）均有所下降。

2018年4月航次種數(shù)平均值為18種，波動(dòng)范圍為6～23種;豐富度平均值1.61，波動(dòng)范圍0.68～2.35;H指數(shù)平均值2.38，波動(dòng)范圍0.66～4.04;均勻度指數(shù)平均值0.59，波動(dòng)范圍0.16～1.00。如表3所示，2018年4月航次各多樣性指數(shù)的最高值均出現(xiàn)于JS05站位，而種數(shù)和豐度度的最低值出現(xiàn)于JS08站位，H指數(shù)和均勻度指數(shù)的最低值出現(xiàn)于JS06站位。H指數(shù)和均勻度指數(shù)的次低值出現(xiàn)于JS04站位。如前文所述，JS04和JS06站位均發(fā)現(xiàn)了大量的光滑河藍(lán)蛤（P. laevis），這是造成其種數(shù)和豐富度與其他站位相差不大而H指數(shù)H和均勻度指數(shù)卻遠(yuǎn)低于其他站位的主要原因。

2017年8月航次H指數(shù)平均值為2.54，除JS09站位為1.28及JS11站位為3.45外，其它站位均處于2到3之間;2018年4月航次平均值為2.38，JS04及JS06站位小于1，JS09及JS05站位大于3，其余3個(gè)站位均處于2到3之間。綜上所述，海州灣南部海域生境質(zhì)量整體處于一般的狀態(tài)。同時(shí)，從此次的調(diào)查結(jié)果也可以看出H指數(shù)應(yīng)用的局限性，例如JS09站位在2017年8月航次的H僅為1.28，而在2018年4月航次卻高達(dá)3.84;雖然2018年4月航次JS04及JS06站位的H均小于1，但這主要是由于在這個(gè)兩個(gè)站位均發(fā)現(xiàn)了大量的光滑河藍(lán)蛤（P. laevis）造成的，并不能真實(shí)反應(yīng)這兩個(gè)站位的沉積物環(huán)境。

3 討論

3.1 不同季節(jié)豐度生物量的對比

前文已經(jīng)提到，兩個(gè)航次的平均生物量相差不大，但2018年4月航次的平均豐度卻遠(yuǎn)高于2017年8月航次。本文認(rèn)為出現(xiàn)這種結(jié)果的原因有：大型底棲動(dòng)物中很多種類在完成其變態(tài)之后，終生棲息在固定場所或只在有限的范圍內(nèi)活動(dòng)。在自然水體中，大型底棲動(dòng)物多在春季繁殖，故多為幼體或低齡個(gè)體，而夏秋季基本長大成熟[10]。本次調(diào)查區(qū)域主要位于近岸海域，受入海河流污染、漁業(yè)捕撈等人為擾動(dòng)較為嚴(yán)重。以優(yōu)勢種光滑河藍(lán)蛤（P. laevis）為例，光滑河藍(lán)蛤（P. laevis）在春季大量繁殖，造成其豐度極高，但個(gè)體幼小，生物量并沒有顯著增加。夏秋季節(jié)，光滑河藍(lán)蛤（P. laevis）長大成熟，個(gè)體重量顯著增加，但同時(shí)其更容易被大量捕撈，造成其豐度的降低。

3.2 與周邊海域的對比

將本研究調(diào)查結(jié)果與周邊海域的歷史調(diào)查資料進(jìn)行比較，見表4。如表4所示，本次調(diào)查的總種數(shù)及2017年8月航次的平均豐度與連云港核電站海域及連云港港口海域的調(diào)查結(jié)果相近，而與海州灣及南黃海海域的調(diào)查結(jié)果卻相差較大，同時(shí)，本次調(diào)查2018年4月航次的平均豐度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它海域的平均豐度;本次調(diào)查的平均生物量與表中所示其它海域均相近。造成這種現(xiàn)象的原因可能有：（1）2018年4月航次調(diào)查在JS06站位發(fā)現(xiàn)了大量的光滑河藍(lán)蛤（P. laevis），其豐度高達(dá)30 184 ind/m2，對整個(gè)調(diào)查海域平均豐度的貢獻(xiàn)率高達(dá)53.76%，這是造成該航次平均豐度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它海域的主要原因。（2）連云港核電站海域、連云港港口海域及本文調(diào)查海域均位于連云港的近岸海域，而海州灣及南黃海的調(diào)查點(diǎn)位主要位于遠(yuǎn)岸海域。近岸海域受入海河流等影響較大，有機(jī)質(zhì)豐富，而遠(yuǎn)岸海域受陸源影響較小，營養(yǎng)物質(zhì)較少，這是造成連云港核電站海域、連云港港口海域及本文調(diào)查海域豐度與海州灣及南黃海海域調(diào)查結(jié)果相差較大的主要原因。（3）采樣季節(jié)的不同對調(diào)查結(jié)果造成的影響。2017年8月航次平均豐度與連云港港口海域調(diào)查結(jié)果相近，同時(shí)，兩次調(diào)查的最主要優(yōu)勢種均為光滑河藍(lán)蛤（P. laevis），而造成2018年4月航次高豐度的主要原因依然是光滑河藍(lán)蛤（P. laevis）。如前文所述，光滑河藍(lán)蛤（P. laevis）在2018年4月航次多為幼體，而在2017年8月航次多為成體，這是造成兩個(gè)季節(jié)豐度相差較大的主要原因。參考文獻(xiàn)：

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Biodiversity of Macrobenthos in The Southern Waters of? Haizhou Bay

JI Xiang-xing，YAO Yuan，ZHAO Ying

（Jiangsu Lianyungang Environmental Monitoring Center，Lianyungang 222001，China）

Abstract：Macrobenthos were investigated at 7 sites in the southern waters of Haizhou Bay in August 2017 and April 2018.In total，66 species were found，including 36 species of Polychaeta，16 species of Mollusca，10 species of Crustacea，and 4 species of other taxonomies.Comparing the IRI（Indices of relative importance），we found that Potamocorbula laevis ，Protankyra bidentata and Stenothyra glabar were the dominant species in both the two survey . In August 2017 cruise the average abundance of macrobenthos was 517.7 ind./m2，and the average biomass was 28.282 5? g/m2?in the sampling sites. In April 2018 cruise the average abundance of macrobenthos was 8 110.9 ind/m2，and the average biomass was 25.001 1? g/m2. In August 2017 cruise the range of Shannon-Wiener index of macrobenthos was 1.28～3.45，with an average of 2.54; and in April 2018 cruise the range was 0.66～4.04，with an average of 2.38. Analysed the diversity，this paper held that the sediment environment of this site was slightly polluted .

Key words：the southern waters of Haizhou Bay; macrobenthos; abundance; biomass; diversity

（收稿日期：2020-10-23）