樂清灣海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)時空變化研究

沈小飛 王詠雪 陳利 路建林 陳軍 陳德慧

摘要 以2021年2月（冬季）和8月（夏季）樂清灣海域的調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析調(diào)查海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)的時空變化特征。結(jié)果表明：樂清灣海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)具有明顯的季節(jié)變化，8月（夏季）浮游動物種類數(shù)、生物量、豐度和物種多樣性指數(shù)均明顯高于2月（冬季），2個季節(jié)群落結(jié)構(gòu)的差異主要來源于水母類和浮游幼蟲2個類群；在空間分布上，樂清灣內(nèi)灣海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)與中灣、外灣海域顯示出一定的差異性，外灣至內(nèi)灣海域浮游動物生物量和豐度總體呈降低趨勢，中灣海域和外灣海域的空間差異則較小，這表明樂清灣華能玉環(huán)電廠和浙能樂清電廠這2個電廠溫排水未對整個樂清灣海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，其影響可能主要集中在緊鄰溫排水口的海域。

關(guān)鍵詞 浮游動物；群落結(jié)構(gòu)；溫排水；時空變化；樂清灣海域

中圖分類號 Q958.8? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2024）10-0109-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.023

Spatial and Temporal Variations of the Zooplankton Community Structure in the Yueqing Bay Waters

SHEN Xiao-fei1，WANG Yong-xue2，CHEN Li3 et al

（1.Huaneng （Zhejiang）Energy Development Co.，Ltd.，Yuhuan Branch，Taizhou，Zhejiang 317600;2. Taizhou Pollution Reserve Center，Taizhou，Zhejiang 318000;3.Wenzhou Environmental Technology Co.， Ltd.，Wenzhou，Zhejiang 325000）

Abstract The spatial and temporal variation characteristics of the zooplankton community structure in the surveyed waters were analyzed based on the survey data from Yueqing Bay waters in February （winter） and August （summer） 2021. The result showed that the zooplankton community structure in the Yueqing Bay waters exhibited significant seasonal changes， with the number of zooplankton species， biomass， abundance and species diversity index being significantly higher in August （summer） than in February （winter）. The differences in community structure between the two seasons were mainly attributed to two taxa （medusa and planktonic larva）.In terms of spatial distribution， there were certain differences in the community structure of zooplankton in the inner bay area of Leqing Bay compared to the central bay and outer bay areas. The biomass and abundance of zooplankton in the outer bay to inner bay areas generally showed a decreasing trend， while the spatial differences between the central bay and outer bay areas were relatively small. This indicated that the thermal drainage of the two power plants （Huaneng Yuhuan Power Plant and Zheneng Leqing Power Plant） had not have a significant impact on the community structure of zooplankton in the entire Leqing Bay area，its impact may mainly be concentrated in the sea area adjacent to the warm discharge outlet.

Key words Zooplankton;Community structure;Thermal discharge;Spatial and temporal variation;Yueqing Bay waters

作者簡介 沈小飛（1981—），男，浙江蘭溪人，工程師，從事電力系統(tǒng)、新能源發(fā)展方向研究。

*通信作者，工程師，碩士，從事近岸海域海洋生態(tài)環(huán)境評價與監(jiān)測研究。

收稿日期 2023-07-10

樂清灣位于浙江東南部沿海，甌江口北側(cè)，屬于半封閉式海灣。該海域位于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，灣內(nèi)島嶼眾多，受外海風(fēng)浪氣候影響較小，是眾多海洋生物生長繁殖的優(yōu)良場所。近年來樂清灣附近海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，港口運(yùn)輸、電力產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，也因此產(chǎn)生了環(huán)境污染、生物資源利用過度等影響，造成了該海域生物資源衰退、物種多樣性降低等生態(tài)問題［1］。華能玉環(huán)電廠位于浙江省臺州市玉環(huán)縣大麥嶼開發(fā)區(qū)，地處樂清灣東岸；浙能樂清電廠位于浙江省臺州市樂清市南岳鎮(zhèn)，地處樂清灣西岸，2個電廠隔海相望。電廠機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生的熱需要大量的海水作為冷卻水［2］，而電廠溫排水的排放不僅會導(dǎo)致周邊海域海水水溫升高，還會使海水水體水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境變化，從而對海洋生物造成一定影響，對近岸海洋浮游動物更是產(chǎn)生直接的影響效應(yīng)［3］。

有關(guān)樂清灣海洋生物的研究對象主要集中在浮游植物、甲殼動物和大型底棲動物等方面［4-9］，關(guān)于浮游動物群落結(jié)構(gòu)的研究相對較少。劉鎮(zhèn)盛等［4］對樂清灣浮游動物的季節(jié)變動及攝食率進(jìn)行了研究，徐曉群等［5］探究了樂清灣海域浮游動物群落分布的季節(jié)特征及其與環(huán)境因子之間的關(guān)系，張亞洲等［6］對樂清灣浮游動物的空間生態(tài)位進(jìn)行了研究。浮游動物群落在海洋生態(tài)系統(tǒng)中數(shù)量大、分布廣，對環(huán)境變化敏感，其種類組成、數(shù)量分布等易受海洋環(huán)境變化的影響，同時這也會影響游泳動物的種類分布［4］，故浮游動物作為海洋中重要的次級生產(chǎn)力，在調(diào)節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動環(huán)節(jié)起關(guān)鍵作用。該研究擬通過對樂清灣海域2021年2月（冬季）和8月（夏季）2個航次的調(diào)查取樣，研究該海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化，同時將樂清灣劃分為內(nèi)灣、中灣、外灣3個區(qū)域，探究該海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)的空間變化，進(jìn)一步分析樂清灣2個電廠溫排水對該海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)的影響，以期為該海域的生態(tài)監(jiān)測、評價以及海洋資源可持續(xù)利用和發(fā)展提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查站位和區(qū)域劃分

2021年2月（冬季）和8月（夏季）在樂清灣海域開展了浮游動物調(diào)查，調(diào)查采用淺水I型浮游生物網(wǎng)（網(wǎng)具孔徑505 μm）自底至表層垂直拖網(wǎng)，按樣品體積的5%加入甲醛溶液進(jìn)行固定。

為研究樂清灣海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)的空間分布以及電廠對該海域浮游動物的影響，該研究將樂清灣海域分為內(nèi)灣（S03、S04）、中灣（S10、S13、S15）和外灣（S16、S19）3個區(qū)域。調(diào)查站位及區(qū)域劃分詳見圖1。

1.2 研究方法

1.2.1 優(yōu)勢度（Y）。

浮游動物優(yōu)勢度（Y）計算公式如下：

Y＝ni/N×fi（1）

式中：fi為第i種在各站位中出現(xiàn)的頻率；ni為群落中第i種的個體總數(shù)；N為所有物種的個體數(shù)總和。當(dāng)某物種的Y＞

0.02 時，判定該物種為群落中的優(yōu)勢種。

1.2.2 物種多樣性。

反映多樣性的數(shù)學(xué)模型和公式有許多，該研究主要采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）、Pielou均勻度指數(shù)（J′）和豐富度指數(shù)（d）表示，計算公式如下：

H′=-Si=1（Pilog2Pi）（2）

J′=H′log2S（3）

d=S-1log2N（4）

式中：S為所有物種的種類總數(shù)；Pi為第i種的個體數(shù)（ni）與總個體數(shù)（N）之比值；N為所有物種的個體數(shù)總和。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游動物種類組成

2021年冬季和夏季調(diào)查海域共采集浮游動物11大類53種，其中冬季15種，夏季42種，詳見表1。

2021年冬季，采集浮游動物7大類15種，其中橈足類8種，漣蟲類2種，毛顎類、多毛類、端足類、磷蝦類和浮游幼蟲各1種?？臻g分布上來說，內(nèi)灣采集到浮游動物4種，中灣10種，外灣8種。3個區(qū)域共有的類群為橈足類、漣蟲類、端足類。

2021年夏季，采集浮游動物8大類42種，其中橈足類14種，浮游幼蟲11種，水母類7種，毛顎類4種，十足類3種，被囊類、磷蝦類和糠蝦類各1種?？臻g分布上來說，內(nèi)灣采集到浮游動物20種，中灣26種，外灣28種。3個區(qū)域共有的類群為橈足類、毛顎類、浮游幼蟲、水母類。

2.2 浮游動物的優(yōu)勢種組成

計算調(diào)查海域浮游動物的優(yōu)勢度發(fā)現(xiàn)，2021年冬季優(yōu)勢種為中華哲水蚤（Calanus sinicus）、真刺唇角水蚤（Labidocera euchaeta）、針刺擬哲水蚤（Paracalanus aculeatus）和針尾漣蟲（Diastylis tricincta）；2021年夏季優(yōu)勢種為太平洋紡錘水蚤（Acartia pacifica）、短尾類溞狀幼體（Brachyura zoea larvae）、長尾類幼體（Macruran larvae）、頭翼鋤蟲（Spadella cephaloptera）、橈足類幼體（Copepoda larvae）。

計算調(diào)查海域3個不同區(qū)域浮游動物優(yōu)勢度，不同區(qū)域浮游動物優(yōu)勢種組成見表2。2021年冬季，內(nèi)灣、中灣和外灣共有優(yōu)勢種為真刺唇角水蚤；2021年夏季，3個區(qū)域共有優(yōu)勢種為太平洋紡錘水蚤、長尾類幼體、橈足類幼體和短尾類溞狀幼體。

2.3 浮游動物豐度及生物量

從圖2可以看出，2021年冬季，調(diào)查海域各站位浮游動物豐度為1.92～28.43 個/m3，平均值為10.16 個/m3，生物量為14.71～136.20 mg/m3，平均值為45.57 mg/m3；2021年夏季，調(diào)查海域各站位浮游動物豐度為35.71～298.33 個/m3，平均值為144.38 個/m3，生物量為72.14～373.12 mg/m3，平均值為231.68 mg/m3。

對調(diào)查海域3個不同區(qū)域浮游動物的豐度和生物量進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表3），2021年冬季，3個區(qū)域浮游動物豐度從大到小依次為外灣>中灣>內(nèi)灣，生物量從大到小依次為外灣>內(nèi)灣>中灣。2021年夏季，3個區(qū)域浮游動物豐度和生物量從大到小均依次為外灣>中灣>內(nèi)灣。綜上，2021年冬季和夏季2次調(diào)查結(jié)果表明，樂清灣海域外灣至內(nèi)灣浮游動物豐度和生物量總體呈降低趨勢。

2.4 浮游動物生物多樣性

從調(diào)查海域各站位浮游動物物種多樣性指數(shù)（圖3）可以看出，2021年冬季，調(diào)查海域浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）為0.81～2.42，平均值為1.78；豐富度指數(shù)（d）為0.89～3.33，平均值為1.96；均勻度指數(shù)（J′）為0.66～1.00，平均值為0.88。2021年夏季，調(diào)查海域浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）為2.28～3.92，平均值為2.93；豐富度指數(shù)（d）為2.33～4.05，平均值為3.17；均勻度指數(shù)（J′）為0.56～0.87，平均值為0.74。

對調(diào)查海域3個不同區(qū)域浮游動物的物種多樣性指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表4），2021年冬季，3個區(qū)域浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）從大到小依次為外灣>中灣>內(nèi)灣，豐富度指數(shù)（d）從大到小依次為中灣>外灣>內(nèi)灣，均勻度指數(shù)（J′）從大到小依次為外灣=內(nèi)灣>中灣。2021年夏季，3個區(qū)域浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）從大到小依次為內(nèi)灣>外灣>中灣，豐富度指數(shù)（d）從大到小依次為外灣=內(nèi)灣>中灣，均勻度指數(shù)（J′）從大到小依次為內(nèi)灣>外灣>中灣。

3 討論

3.1 浮游動物群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化分析

浮游動物是海洋生態(tài)系統(tǒng)與海洋生物資源中不可或缺的一部分，是大多數(shù)海洋小型魚類的餌料，一定程度上反映該海域漁業(yè)資源的產(chǎn)量。2021年冬季，調(diào)查海域共采集浮游動物7大類15種，以橈足類占較大優(yōu)勢，其種類數(shù)占總種類數(shù)的53.33%；2021年夏季，共采集浮游動物8大類42種，以橈足類、浮游幼蟲和水母類占較大優(yōu)勢，分別占總種類數(shù)的33.33%、26.19%和16.67%。在季節(jié)分布上，夏季種類數(shù)高于冬季，2個季節(jié)種類數(shù)的差異主要來源于水母類和浮游幼蟲2個類群，即夏季這2個類群與橈足類共同構(gòu)成調(diào)查海域的主要類群，而冬季的優(yōu)勢類群僅橈足類1個。物種分布的季節(jié)差異與兩者的生態(tài)特征、生活習(xí)性等有密切關(guān)系［7］。陳穎涵等［8］研究發(fā)現(xiàn)沿岸水母類群多在17 ℃以上的水體溫度范圍分布、生長、繁殖，而2021年冬季同步進(jìn)行的海水溫度調(diào)查結(jié)果顯示，調(diào)查海水水體的溫度僅13.5～14.3 ℃，故未在冬季的調(diào)查中采集鑒定到水母類類群。這也與Richardson等［9］的研究結(jié)果一致。對于浮游幼蟲，在水溫較高、餌料較為豐富的春季、夏季，多數(shù)生物成體進(jìn)入繁殖期，其幼蟲的種類和數(shù)量也隨之增加，因此2021年夏季的調(diào)查中，浮游幼蟲種類數(shù)和豐度分布均較高。左濤等［10］也有類似結(jié)果，即浮游幼蟲類群種類組成表現(xiàn)出明顯的周期性和季節(jié)更替，浮游幼蟲的豐度、多樣性以夏季、春季較高，秋季、冬季較低，且水溫是對浮游幼蟲群落結(jié)構(gòu)具有顯著影響的環(huán)境因子。

浮游動物種類組成的季節(jié)差異也造成調(diào)查海域優(yōu)勢種的季節(jié)差異，冬季和夏季的浮游動物優(yōu)勢種組成差異較大，夏季的優(yōu)勢種組成多為浮游幼蟲，而冬季優(yōu)勢種組成則多為橈足類。這與溫州海洋環(huán)境監(jiān)測中心站2016—2019年樂清灣華能玉環(huán)電廠周邊海域海洋生態(tài)環(huán)境調(diào)查結(jié)果相近［11］，即夏季優(yōu)勢種多為浮游幼體及紡錘水蚤屬物種，冬季優(yōu)勢種多為哲水蚤屬等物種。

浮游動物生物量、豐度以及物種多樣性指數(shù)等的分布也有較明顯的季節(jié)變化，夏季生物量、豐度和物種多樣性指數(shù)遠(yuǎn)高于冬季。夏季，浮游動物豐度占比最大的類群為浮游幼體，占總豐度的42.54%。隨著水溫上升，多數(shù)生物的生長代謝速率增加，浮游動物大量繁殖、生長，物種種類數(shù)、豐度和生物量隨之上升；冬季水溫明顯下降，多數(shù)暖水性種類如太平洋紡錘水蚤等消失，物種種類數(shù)下降，物種豐度和生物量隨之下降，從而導(dǎo)致物種多樣性指數(shù)也下降。這與徐曉群等［5］、劉鎮(zhèn)盛［12］的研究結(jié)果一致。

3.2 浮游動物群落結(jié)構(gòu)的空間變化分析

分析調(diào)查海域3個不同區(qū)域浮游動物群落結(jié)構(gòu)情況發(fā)現(xiàn)，樂清灣海域外灣至內(nèi)灣海域浮游動物生物量和豐度總體呈降低趨勢。這可能是內(nèi)灣存在漁民趕海、養(yǎng)殖等人為干擾，對浮游動物的群落產(chǎn)生了影響，從而導(dǎo)致種類數(shù)相對較少。從3個不同區(qū)域優(yōu)勢種組成來看，2021年冬季，內(nèi)灣、中灣和外灣共有優(yōu)勢種為真刺唇角水蚤，夏季共有優(yōu)勢種共4種，分別為太平洋紡錘水蚤、長尾類幼體、橈足類幼體和短尾類溞狀幼體，2個季節(jié)的優(yōu)勢種在空間分布上存在一定差異。張冬融［13］研究杭州灣灣內(nèi)和灣外浮游動物的群落結(jié)構(gòu)特征也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果，即灣內(nèi)和灣外浮游動物的群落結(jié)構(gòu)存在明顯差異。

分析調(diào)查海域3個不同區(qū)域浮游動物物種多樣性指數(shù)分布情況發(fā)現(xiàn)，冬季樂清灣中灣海域和外灣海域的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)變化不大，內(nèi)灣相對較小，這與浮游動物種類數(shù)、生物量和豐度的空間分布規(guī)律一致，冬季內(nèi)灣海域種類數(shù)、豐度等均較低，導(dǎo)致Shannon-Wiener多樣性指數(shù)也較低；而豐富度指數(shù)的空間分布特征與Shannon-Wiener多樣性指數(shù)不同，中灣物種豐富度指數(shù)略高于內(nèi)灣和外灣，原因可能是中灣海域受華能玉環(huán)電廠和浙能樂清電廠2個電廠溫排水的影響，使中灣海域海水水溫相對升高，從而在水溫較低的冬季有更多浮游動物在該海域分布。而夏季內(nèi)灣、中灣和外灣3個區(qū)域浮游動物物種多樣性變化不大。這可能是因?yàn)楹Ｑ笊鷳B(tài)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的自我調(diào)節(jié)能力，水體交換能力強(qiáng)［14］，樂清灣內(nèi)2個電廠溫排水量占自然海水置換量的比重較低，故未對整個樂清灣海域產(chǎn)生明顯影響。李亞紅等［15］研究天津大港發(fā)電廠溫排水對附近海域浮游動物影響也表明，溫排水對調(diào)查區(qū)域浮游動物的群落結(jié)構(gòu)有一定影響，但這種影響的程度和范圍都較小，而在近岸海域和遠(yuǎn)岸海域則顯示出較明顯的空間變化。

4 小結(jié)

樂清灣海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)具有明顯的季節(jié)變化，即冬季浮游動物種類數(shù)、生物量、豐度和物種多樣性指數(shù)均小于夏季。而在空間分布上，樂清灣內(nèi)灣海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)與中灣、外灣海域顯示出一定的差異性，外灣至內(nèi)灣海域浮游動物生物量和豐度總體呈降低趨勢，中灣海域和外灣海域的空間差異則較小，這表明樂清灣2個電廠溫排水未對整個樂清灣海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，其影響可能主要集中在緊鄰溫排水口的海域。

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