寧璇璇，夏炳訓(xùn)，伯云臺，王小清，趙建民

1.國家海洋局煙臺海洋環(huán)境監(jiān)測中心站，山東 煙臺 264006

2.中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所，山東 煙臺 264003

浮游植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中最重要的初級生產(chǎn)者，也是水體溶解氧的主要來源，不僅構(gòu)成了海洋食物鏈的主要起點，其群落的現(xiàn)狀特征也能夠反映水質(zhì)的污染狀況和營養(yǎng)水平［1-2］。浮游動物是主要的次級生產(chǎn)力之一，它既能攝食浮游植物，又是許多經(jīng)濟(jì)海產(chǎn)動物的餌料，它的數(shù)量變化直接影響海洋漁業(yè)資源量［3-5］。此外，浮游動物隨波逐流的生活方式使其對環(huán)境因子的變動比較敏感，可以用它們的群落波動來指示環(huán)境［6］。因此，作為監(jiān)測評價水體生態(tài)環(huán)境的一種重要手段，浮游生物群落特征的研究具有重要意義。

煙臺西港傾倒區(qū)是為煙臺港西港區(qū)建設(shè)工程所設(shè)定的臨時海洋傾倒區(qū)，傾倒物為西港航道基建性清潔疏浚物。傾倒區(qū)于2009年4月啟用，2012年3月關(guān)閉，批準(zhǔn)傾倒量為480×104m3，實際傾倒量為191.877×104m3。主要傾倒活動集中于2009年6月至2010年11月和2011年3—7月，分別占總傾倒量的71.92%和22.77%。該文根據(jù)2011年8、10月與2012年7月的監(jiān)測資料，對傾倒活動結(jié)束后海域浮游生物群落特征進(jìn)行分析，為了解傾倒區(qū)停用后該海域的浮游生物群落結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提供數(shù)據(jù)積累。

1 實驗部分

1.1 調(diào)查區(qū)域與方法

在傾倒區(qū)的4個頂點和中心共布設(shè)5個采樣站位(圖1)，采樣方法按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》［7］進(jìn)行，浮游植物使用淺水Ⅲ型、浮游動物使用淺水Ⅰ型浮游生物網(wǎng)，自底至表進(jìn)行垂直拖網(wǎng)采樣。浮游植物樣品采用飽和碘液固定，個體顯微鑒定計數(shù)確定種類組成和密度;浮游動物樣品經(jīng)5%福爾馬林溶液固定后，鏡檢分類計數(shù)，并進(jìn)行稱重，記錄濕重生物量。

圖1 采樣站位示意圖

1.2 數(shù)據(jù)分析

物種多樣性采用 Shannon-Winner指數(shù)(H’)［8］:

物種豐富度采用 Margalef指數(shù)(D)［9］:

均勻度采用 Pielou 指數(shù)(J)［10］:

優(yōu)勢種優(yōu)勢度(Y)的計算公式為［11］:

式中:S為樣品中的種類總數(shù)，N為所有種類的總個體數(shù)，ni為第i種的總個體數(shù)，fi為該種在各樣品中出現(xiàn)的頻率，Pi為第i種的個體數(shù)與樣品中總個體數(shù)的比值(ni/N)。

《近岸海域環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》［12］對生物多樣性評價指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定，根據(jù)H’將生境質(zhì)量分為4級，H’≥30為優(yōu)良，2.0≤H’＜3.0為一般，1.0≤H’＜2.0為差，H’＜1.0為極差。

2 結(jié)果與討論

2.1 浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征

浮游植物種類組成及生態(tài)特征［13-16］詳見表1。

表1 調(diào)查區(qū)域浮游植物種類組成

3次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)浮游植物3門19屬36種，其中硅藻13屬26種，甲藻5屬9種，金藻1屬1種。在2011年8月的調(diào)查中，鑒定浮游植物3門13屬18種，包括硅藻類8屬9種，甲藻類4屬8種，金藻1屬1種;2011年10月，鑒定浮游植物2門15屬21種，包括硅藻11屬16種，甲藻4屬5種;2012年7月，鑒定浮游植物3門13屬23種，包括硅藻類9屬18種，甲藻3屬4種，金藻1屬1種(種類數(shù)量不包括未定名物種)。調(diào)查區(qū)域浮游植物的生態(tài)類型多為溫帶近岸性或廣溫、廣布物種，少數(shù)為大洋性物種或偏暖海性物種。

調(diào)查中浮游植物細(xì)胞豐度呈增加趨勢。2011年8月調(diào)查區(qū)浮游植物細(xì)胞豐度為 13.40×104～73.62×104個/m3，平均值為 35.99×104個/m3。其中，硅藻的平均數(shù)量為22.66×104個/m3，占浮游植物總量的62.95%，甲藻的平均數(shù)量為10.73×104個/m3，占29.80%，金藻的平均數(shù)量為 2.61×104個/m3，占 7.25%。2011年 10月，浮游植物細(xì)胞豐度為28.86×104～43.70×104個/m3，均值為 38.29 ×104個/m3。其中，硅藻的平均數(shù)量為23.81×104個/m3，占浮游植物總量的 62.17%，甲藻豐度均值為 14.49×104個/m3，占 37.83%。2012年 7月，細(xì)胞豐度為40.16×104～93.36×104個/m3，平均值為56.57×104個/m3。其中，硅藻平均數(shù)量為56.40×104個/m3，占浮游植物總量的99.69%，甲藻平均數(shù)量為0.16×104個/m3，占0.29%，金藻占0.02%。

調(diào)查海域浮游植物群落優(yōu)勢種列于表2。2011年8月，調(diào)查區(qū)優(yōu)勢度最高的種類為具槽帕拉藻，單種優(yōu)勢度達(dá)57%，其次為三角角藻，單種優(yōu)勢度達(dá)22%，浮游植物群落以兩者聯(lián)合占據(jù)絕對優(yōu)勢，種群結(jié)構(gòu)簡單;2011年10月，主要優(yōu)勢種類為角藻、直鏈藻、角毛藻、圓篩藻及輻環(huán)藻，優(yōu)勢種類數(shù)量豐富;2012年7月，角毛藻屬的聯(lián)合優(yōu)勢度達(dá)79%，在種類和數(shù)量上均占有絕對優(yōu)勢，此外，具槽帕拉藻也具有一定優(yōu)勢，單種優(yōu)勢度為15%。

表2 浮游植物優(yōu)勢種及優(yōu)勢度

傾倒區(qū)海域浮游植物群落總體上具有硅藻為主、甲藻為次的特征，生態(tài)性質(zhì)以溫帶近岸性物種為主。傾倒活動結(jié)束后，浮游植物群落的物種數(shù)量與細(xì)胞豐度有所增加，尤其是2012年調(diào)查發(fā)現(xiàn)硅藻在物種及數(shù)量上的比例明顯上升，甲藻數(shù)量驟減，優(yōu)勢類群表現(xiàn)為角藻的衰退和角毛藻的興起。

浮游生物群落物種多樣性是衡量群落穩(wěn)定性的重要尺度，由于單純使用某種指數(shù)來解釋群落多樣性容易造成較大偏差［17］，因此該文利用Shannon-Winner指數(shù)、Margalef指數(shù)和 Pielou指數(shù)對3次調(diào)查的群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，見表3?？梢钥闯?，2011年8月，浮游植物群落物種數(shù)量偏少，細(xì)胞豐度分布極不均勻，具槽帕拉藻與三角角藻優(yōu)勢度過大，群落結(jié)構(gòu)相對單一，三大指數(shù)值處于較低水平;2011年10月的調(diào)查中群落結(jié)構(gòu)狀況最佳，浮游植物群落物種豐富多樣，細(xì)胞數(shù)量分布均勻，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;2012年7月，受角毛藻屬聯(lián)合優(yōu)勢度高的影響，浮游植物群落指數(shù)值有所降低，但仍處于較高的水平，多樣性指數(shù)均值為2～3，群落結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，根據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn)，傾倒區(qū)的生境質(zhì)量處于一般偏上水平。

表3 調(diào)查海域浮游植物群落多樣性

2.2 浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征

2011年8月，鑒定浮游動物 15種，其中橈足類6種，枝角類 1種，毛顎類 1種，浮游幼蟲7種;2011年10月，鑒定浮游動物17種，包括橈足類 6種，枝角類 1種，毛顎類 1種及浮游幼蟲9種，另外還有水母類的未定名物種;2012年7月，鑒定浮游動物15種，包括橈足類 5種，枝角類 1種，端足類1種，毛顎類1種及浮游幼蟲7種，另外還有水母類和被囊類的未定名物種。調(diào)查區(qū)域浮游動物主要為溫帶近岸種或廣溫廣鹽種，物種組成［3，15，18-20］詳見表4 。

表4 浮游動物的種類組成

2011年8月調(diào)查區(qū)浮游動物個體豐度為101.2～189.6 個/m3，均值為 161.4 個/m3，其中橈足類比例為42.3%，浮游幼蟲比例為31.5%，毛顎類的比例為23.1%，枝角類的比例為3.1%;浮游動物生物量為24.3～36.3 mg/m3，平均生物量為29.9 mg/m3。10月，浮游動物個體豐度為118.1～164.7 個/m3，均值為 132.7 個/m3，其中橈足類比例為37.7%，浮游幼蟲比例為32.6%，毛顎類比例為29.0%，枝角類與水母類僅在個別站位出現(xiàn)，且豐度較低;相比于8月，浮游動物生物量有所增大，為30.0～39.5 mg/m3，平均生物量為34.4 mg/m3。2012年7月，浮游動物個體豐度為65.50～230.0個/m3，均值為 157.4個/m3，其中橈足類所占比例為38.0%，毛顎類比例為36.3%，浮游幼蟲比例為17.6%，枝角類的比例為5.7%，端足類、水母類和被囊動物所占比例很小;浮游動物生物量為43.8～99.5 mg/m3，平均生物量為77.9 mg/m3。由于浮游動物攝食浮游植物，因此其數(shù)量與浮游植物豐度存在密切關(guān)系。從上述數(shù)據(jù)可以看出，傾倒區(qū)海域浮游動物豐度、生物量與浮游植物豐度變化趨勢大體一致。

根據(jù)各站位種類出現(xiàn)頻率及相對豐度計算優(yōu)勢度，按照Y≥0.02來確定優(yōu)勢種，結(jié)果見表5。在2011年的2次調(diào)查中優(yōu)勢種類變化不大，主要優(yōu)勢種包括雙刺唇角水蚤、強壯箭蟲、海參的耳狀幼蟲、海蛇尾的長腕幼蟲、短尾類幼蟲、長尾類幼蟲、中華哲水蚤、小擬哲水蚤、鳥喙尖頭溞和背針胸刺水蚤。2012年7月的調(diào)查結(jié)果顯示，浮游動物群落優(yōu)勢種類發(fā)生變化，中華哲水蚤成為橈足類的惟一優(yōu)勢種，單種優(yōu)勢度達(dá)36%，強壯箭蟲的豐度有所增大，單種優(yōu)勢度也為36%，蝦類幼體、海蛇尾的長腕幼蟲與鳥喙尖頭溞也具有一定的優(yōu)勢。

表5 浮游動物優(yōu)勢種及優(yōu)勢度

甲殼動物(尤其橈足類)是傾倒區(qū)海域浮游動物群落最重要的組成部分，浮游幼蟲、毛顎類的強壯箭蟲數(shù)量豐富，也是浮游動物群落的重要組成，而水母類與被囊動物僅在少數(shù)站位出現(xiàn)。2012年調(diào)查中浮游動物群落生物量增大的主要原因在于強壯箭蟲與中華哲水蚤個體密度的顯著增加。

傾倒區(qū)海域浮游動物群落多樣性狀況如表6所示?？梢钥闯觯?次調(diào)查中 Shannon-Winner多樣性指數(shù)H’為2～3，表明浮游動物群落總體上處于比較穩(wěn)定狀態(tài)，傾倒區(qū)生境質(zhì)量處于一般水平。2012年7月調(diào)查中，浮游動物群落指數(shù)值有所降低，主要是由于中華哲水蚤與強壯箭蟲的數(shù)量大幅增加所致。

表6 調(diào)查海域浮游動物群落多樣性

3 結(jié)論

傾倒活動結(jié)束后，煙臺西港傾倒區(qū)海域的浮游生物群落特征:浮游植物群落具有硅藻為主、甲藻為次的特征，物種組成以溫帶近岸性為主。傾倒區(qū)停用后，隨著海域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的好轉(zhuǎn)，硅藻數(shù)量大增，而甲藻數(shù)量驟減，表現(xiàn)為角毛藻的興起和角藻的衰退。多樣性分析表明，浮游植物群落結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。甲殼動物尤其橈足類、浮游幼蟲及毛顎類的強壯箭蟲是浮游動物群落的主要組成，水母類與被囊動物僅在少數(shù)站位出現(xiàn)。浮游動物豐度、生物量與浮游植物豐度的變化趨勢大體一致，2012年調(diào)查時生物量增大的主要原因是強壯箭蟲與中華哲水蚤豐度增加。3次調(diào)查中多樣性指數(shù)均值為2～3，浮游動物群落處于比較穩(wěn)定狀態(tài)?？梢钥闯?，傾倒區(qū)使用后期，浮游生物物種豐富多樣、分布均勻，群落結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，該海域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量尚好，未發(fā)生由傾倒引發(fā)的環(huán)境風(fēng)險。

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