大洋河刀鱭洄游河段浮游生物群落特征研究

魏洪祥，楊培民，蔣湘輝，寇凌霄

（遼寧省淡水水產(chǎn)科學(xué)研究院，遼寧 遼陽 111000）

刀鱭（Coilia ectenes），屬鯡形目，鳀科，鱭屬，俗稱刀魚、毛刀魚、毛花魚、胡子魚、鱭魚等。據(jù)資料記載[1-2]，我國刀鱭主要分為江海洄游型和湖泊定居型兩個生態(tài)類群。大洋河刀鱭屬于江海洄游型，食性以蝦類和小魚為主，亦食軟體動物，每年春季從大洋河口上溯，目前還存在一定的種群規(guī)模。遼寧省境內(nèi)另一條河——遼河也為刀鱭的洄游區(qū)域，但近些年已很少能見到刀鱭的蹤影。為了揭示刀鱭對洄游區(qū)域生態(tài)的適應(yīng)性及兩條河流不同生態(tài)特征對刀鱭洄游的影響，對大洋河刀鱭洄游區(qū)域的浮游生物特征進(jìn)行了研究，為刀鱭的保護(hù)工作提供參考資料及理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測時間和站位

該調(diào)查研究于 2019 年 4、6、8、10 月對遼寧省丹東市大洋河刀鱭洄游河段進(jìn)行了4 次調(diào)查采樣。同時對遼寧省另一刀鱭洄游地——遼河口也進(jìn)行了調(diào)查采樣，與大洋河進(jìn)行對比分析。根據(jù)《水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》[3]和《淡水浮游生物調(diào)查規(guī)范》[4]中的相關(guān)要求，在大洋河選取4 個采樣斷面（圖1），在遼河選取 3 個采樣斷面：曙光大橋（41°07′24.18" N；121°54′12.54" E）、北崗子（41°03′20.04" N；121°48′54.18"E）、鴛鴦溝（40°55"31.01"N；121°46"57.68"E）。

圖1 大洋河采樣站位

1.2 調(diào)查方法

浮游植物的調(diào)查方法為：每個采樣點取1 L 混合水樣并加入15 mL 魯哥氏液固定。帶回實驗室靜置沉淀24 h 以上后濃縮至20 mL，用刻度吸管吸取0.1 mL 濃縮樣于計數(shù)框內(nèi)，在Leica DM 750 光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行種類鑒定并全片計數(shù)。浮游動物的調(diào)查方法為每個采樣點取20 L 混合水樣，用25 號浮游生物網(wǎng)過濾后將濾出物收集至樣品瓶中并加入1 mL 福爾馬林固定。帶回實驗室靜置沉淀24 h 以上后濃縮至20 mL，用刻度吸管吸取1 mL 濃縮樣于浮游動物計數(shù)框內(nèi)，在Leica DM 750 光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行種類鑒定并全片計數(shù)。

鑒定方法參考胡鴻鈞等[5]的研究方法，浮游植物豐度的方法檢出限為1×103cells·L-1，浮游動物的方法檢出限為 1 ind·.L-1。

1.3 計算方法

1.3.1 多樣性指數(shù) 采用香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)（Shannon-Wiener index）對大洋河刀鱭生存河段浮游生物群落進(jìn)行評價，其計算公式為：

式中，N 為采集樣品中所有物種的總個體數(shù)，ni為物種i 的個體數(shù)。

1.3.2 種類相似性指數(shù) 根據(jù)浮游植物的Jaccard種類相似性指數(shù)X 對大洋河刀鱭洄游河段與遼河下游浮游生物的生態(tài)學(xué)特征進(jìn)行比較分析。計算公式如下：

X=c/（a+b-c）

式中，x 為相似性指數(shù)，a、b 為兩群落的浮游生物種類數(shù)，c 為兩群落共有的浮游生物種類數(shù)。Jaccard 值越大說明相似度越高。

2 結(jié)果

2.1 種類組成

該調(diào)查共發(fā)現(xiàn)浮游植物5 門32 屬50 種（以豐度＞1×103cells·L-1計，以下同），包括 7 個鑒定到屬的種和3 個變種。其中硅藻門33 種，占種類總數(shù)的66.0%；綠藻門10 種，占20.0%；藍(lán)藻門4 種，占8.0%；裸藻門2 種，占4.0%；隱藻門1 種，占2.0%。共發(fā)現(xiàn)4 個門類共10 屬11 種浮游動物（以豐度＞1 ind.·L-1計，以下同），另外還有 2 個幼蟲種類。其中橈足類4 種，占種類總數(shù)的36.4%；輪蟲類3 種，占27.3%；原生動物和枝角類各2 種，分別占18.2%；大洋河浮游植物和浮游動物種類組成分布分別如表1 和表2 所示。

種類數(shù)最大值出現(xiàn)在2019 年6 月的石山橋站位，為15 種，最小值出現(xiàn)在2019 年4 月的肖家園站位，為2 種。在所有種類中，只有硅藻和綠藻在每次調(diào)查中均出現(xiàn)。藍(lán)藻僅在4 月和6 月的調(diào)查中出現(xiàn)，隱藻僅在8 月和10 月的調(diào)查中出現(xiàn)，裸藻僅在6 月和8 月出現(xiàn)，每次調(diào)查硅藻種類數(shù)都占絕對優(yōu)勢。由此可見，大洋河刀鱭洄游區(qū)浮游植物種類組成以硅藻為主。

表1 大洋河浮游植物種類組成

續(xù)表

表2 大洋河浮游動物種類組成

續(xù)表

2.2 豐度的時空分布

各監(jiān)測站位浮游植物豐度如圖2 所示，最高值出現(xiàn)在 2019 年 4 月的大洋河口，為 2.97×106cells·L-1；最低值出現(xiàn)在2019 年4 月的肖家園，為0.5×104cells·L-1；平均值為 5.44×105cells·L-1。豐度平均值由大到小的順序為 4 月（10.6×105cells·L-1）＞8 月（4.54×105cells·L-1）＞6 月（4.23×105cells·L-1）＞10 月（2.35×105cells·L-1）。各監(jiān)測站位豐度平均值由大到小的順序為大洋河口（8.78×105cells·L-1）＞石山橋（7.46×105cells·L-1）＞肖家園（4.29×105cells·L-1）＞紅旗溝（1.23×105cells·L-1）。

圖2 大洋河浮游植物豐度的空間分布

浮游動物豐度如圖3 所示，最高值出現(xiàn)在2019年6 月的紅旗溝，為45.0 ind.·L-1；最低值出現(xiàn)在2019 年 8 月的肖家園，為 1.0 ind.·L-1；平均值為16.1 ind.·L-1。豐度平均值由大到小的順序為6 月（32.0 ind.·L-1）＞4 月（17.3 ind.·L-1）＞10 月（10.3 ind.·L-1）＞8 月（4.8 ind.·L-1）。各監(jiān)測站位豐度平均值由大到小的順序為紅旗溝（24.3 ind.·L-1）＞石山橋（20.0 ind.·L-1）＞大洋河口（11.0 ind.·L-1）＞肖家園（9.0 ind.·L-1）。

圖3 大洋河浮游動物豐度的空間分布

2.3 多樣性指數(shù)的時空分布

浮游植物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)如圖4所示，最高值出現(xiàn)在2019 年10 月的肖家園，為2.58；最低值出現(xiàn)在2019 年8 月的石山橋，為0.36；平均值為1.47。各次調(diào)查Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)平均值由大到小的順序為 10 月（1.7）＞8 月（1.6）＞6 月（1.5）＞4 月（1.0）。各監(jiān)測站位平均值由大到小的順序為紅旗溝（1.7）＞肖家園（1.6）＞石山橋（1.3）＞大洋河口（1.2）。

圖4 大洋河浮游植物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)

浮游動物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)如圖5所示，最高值出現(xiàn)在2019 年6 月的紅旗溝，為2.66；最低值出現(xiàn)在2019 年4 月的石山橋，為0.01；平均值為1.21。各次調(diào)查Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)平均值由大到小的順序為 6 月（1.6）＞8 月（1.4）＞10 月（1.3）＞4 月（0.5）。各監(jiān)測站位平均值由大到小的順序為紅旗溝（1.4）＞肖家園（1.3）＞石山橋（1.2）＞大洋河口（0.8）。

圖5 大洋河浮游動物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)

2.4 種類相似性指數(shù)

大洋河下游與遼河下游的浮游生物種類相似性指數(shù)如表3 所示，浮游植物種類數(shù)最大值出現(xiàn)在2019 年4 月的大洋河，為22 種；最小值出現(xiàn)在2019 年10 月的遼河，為5 種。種類相似性指數(shù)最大值出現(xiàn)在2019 年4 月，為0.23；最小值出現(xiàn)在2019年10 月，為0.05。浮游動物種類數(shù)最大值出現(xiàn)在2019 年4 月的遼河，為11 種；最小值出現(xiàn)在2019年4 月和10 月的大洋河，均為1 種。種類相似性指數(shù)最大值出現(xiàn)在2019 年6 月，為0.27；最小值出現(xiàn)在 2019 年 8 月和 10 月，均為 0。

表3 大洋河與遼河浮游生物相似性

3 討論

3.1 種類組成特征

在河口低鹽度區(qū)向高鹽度區(qū)過渡地區(qū)，浮游植物種類不斷變化。在大洋河調(diào)查河段的高鹽度區(qū)域浮游植物優(yōu)勢種主要為中肋骨條藻（Skeletonema costatum）和星臍圓篩藻（Coscinodiscusasteromphalus），均為典型的淺海沿岸帶的廣溫廣鹽性種類；低鹽度區(qū)域優(yōu)勢種為鏈狀小環(huán)藻（Cyclotella catenata）、尖針桿藻（Synedra acus）、谷皮菱形藻（Nitzschceae palea），均喜生長于富營養(yǎng)的中小型流動水體中[6-7]。有關(guān)研究表明[8-10]，不同季節(jié)河口浮游植物種類組成、數(shù)量有十分明顯變化，一般冬、春季硅藻占優(yōu)勢，夏季甲藻占優(yōu)勢。原因在于某些種類硅藻在冬季具有低光選擇性，生殖時間長，能量存儲能力較強，某些甲藻夏季具有較高的光選擇性，生殖時間較短，能運動。而大洋河口的調(diào)查結(jié)果卻沒有出現(xiàn)上述情況，全年均以硅藻為主。主要是因為大洋河口透明度較低，甲藻的光選擇行為不明顯，同時夏季正是豐水期，有大量的上游淡水流向河口，其水溫、營養(yǎng)鹽均不利于甲藻的繁殖。

由于徑流和潮流的交匯作用，河口浮游動物既有淡水和海水種類，又有河口特有的半咸水種類，從而形成了一個復(fù)雜多變的生物群落，其種類組成在很大程度上取決于兩股水流的強弱優(yōu)勢。當(dāng)徑流增強，淡水種類隨之增多；反之，潮流增強，海水種類就占優(yōu)勢。通常情況下，半咸水種類在河口浮游動物群落中占主要地位[11-12]。大洋河浮游動物優(yōu)勢種為湯匙華哲水蚤（Sinocalanum dorrii）、指狀許水蚤（Schmackeria inopinus），均為半咸水種類。

3.2 多樣性分布特征

在大部分多樣性指數(shù)中，組成群落的生物種越多，其多樣性指數(shù)值越大，重復(fù)性越小。多樣性指數(shù)大的群落穩(wěn)定性也大，水域環(huán)境也越好[13]。但由于各水域的生態(tài)環(huán)境、污染源、污染類型不同，利用生物多樣性指數(shù)進(jìn)行評價需結(jié)合其他的評價指標(biāo)，結(jié)論才能更全面，此評價指標(biāo)僅能作為參考。大洋河浮游植物多樣性隨季節(jié)變化（4—10 月）逐漸升高，從上游至下游逐漸降低。通過調(diào)查可知大洋河口水溫不同于上游河流，受近岸海水影響較大，4—10 月水溫呈上升趨勢，溫度的升高有利于多種喜溫浮游植物的生長繁殖，生物多樣性增加。上游至下游水體鹽度逐漸增加，淡水浮游植物種類逐漸減少，只有少數(shù)近岸海水種類才能生存，從而導(dǎo)致生物多樣性降低。浮游動物的多樣性分布特征與浮游植物一致，同為上游至下游逐漸降低。一是由于浮游植物種類的減少對浮游動物造成攝食壓力，二是由于鹽度的增加，淡水種類無法生存，僅有少數(shù)幾種近岸海水種類可以生存，使得浮游動物的種類逐漸減少，多樣性逐漸降低。

3.3 種類相似性指數(shù)

調(diào)查期間大洋河的浮游植物種類數(shù)均大于遼河，而浮游動物種類數(shù)均小于遼河。兩條河流的浮游植物和浮游動物種類相似性指數(shù)都比較低，說明兩條河流的生態(tài)特征差異較大，浮游生物群落組成及水質(zhì)環(huán)境差異明顯。大洋河各季節(jié)硅藻種類占比較大，綠藻種類占比較小，而遼河硅藻種類占比相對較小，綠藻種類占比相對較大。4 月大洋河硅藻種類占比為75.0%，綠藻為20.0%；遼河硅藻種類占比為35.3%，綠藻為41.2%。6 月大洋河硅藻種類占比為68.2%，綠藻為13.6%；遼河硅藻種類占比為16.7%，綠藻為50.0%。8 月大洋河硅藻種類占比為63.6%，綠藻為27.3%；遼河硅藻種類占比為30.0%，綠藻為25.0%。10 月大洋河硅藻種類占比為85.7%，綠藻為7.1%；遼河硅藻種類占比為20.0%，無綠藻種類。由此可見，大洋河的生態(tài)環(huán)境更適于硅藻種類的生長，而遼河的生態(tài)環(huán)境相對更適合綠藻種類的生長繁殖。同時，遼河的浮游植物門類數(shù)也明顯多于大洋河。4 月大洋河浮游植物門類數(shù)為3，遼河為5；6 月大洋河為4，遼河為5；8 月大洋河為4，遼河為5；10月大洋河和遼河均為3。說明遼河生態(tài)環(huán)境更適合多門類浮游生物的生長繁殖。

通過調(diào)查可知，大洋河各季節(jié)浮游動物組成中，橈足類占比較大，輪蟲類相對較小，而遼河輪蟲類占比相對較大，橈足類相對較小。4 月大洋河橈足類種類占比為100.0%，無輪蟲類；遼河橈足類種類數(shù)占比為27.3%，輪蟲類為63.6%；6 月大洋河橈足類種類占比為44.4%，輪蟲類為22.2%；遼河橈足類種類數(shù)占比為40.0%，輪蟲類為50.0%。8 月大洋河橈足類種類占比為25.0%，輪蟲類為25.0%；遼河橈足類種類占比為25.0%，輪蟲類為50.0%。10 月大洋河橈足類種類占比為100.0%，無輪蟲類；遼河橈足類種類占比為25.0%，輪蟲類為25.0%。

綜上所述，大洋河的生態(tài)環(huán)境相對更適合硅藻類及橈足類的生長繁殖，而遼河相對更適合綠藻類及輪蟲類的生長繁殖。通過調(diào)查可知，遼河的刀鱭資源量已接近枯竭，而大洋河還具有相對豐富資源量，這可能與兩條河截然不同的生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)。