彭鵬飛，李緒錄，蔡鈺燦　(國家海洋局南海工程勘察中心，廣東廣州 510300)

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珠江口萬山群島海域秋春季浮游動物的分布特征及其與環(huán)境因子的關系

彭鵬飛，李緒錄，蔡鈺燦(國家海洋局南海工程勘察中心，廣東廣州 510300)

鳴謝感謝中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所陳丕茂研究員在物種鑒定等方面提供的幫助。

海洋浮游動物是一類在海水中營浮游性生活的動物類群，游泳能力微弱甚至無游泳能力，不能作遠距離的移動，也不足以抵拒水的流動力。海洋浮游動物在海洋生態(tài)系統(tǒng)中屬于次級生產(chǎn)者[1]，通過攝食浮游植物等影響海洋初級生產(chǎn)力，又通過被一些游泳動物攝食影響許多魚類和其他海洋生物的生物量[2]，是海洋食物鏈中的關鍵環(huán)節(jié)之一，其動態(tài)變化直接或間接影響浮游植物和游泳動物等的種群生物量[3]。同時，浮游動物由于其生活史周期短，其種類組成和時空分布容易受到食物、溫度、鹽度、氣候、動物攝食以及徑流等因素的影響，有些種類可用作暖流、寒流的指示動物，還有不少種類可作為海水污染的指示生物[4]。

珠江口是我國三大河口之一，地處亞熱帶，其咸淡水交匯區(qū)受潮流和徑流的共同影響，環(huán)境因子復雜多變，生態(tài)環(huán)境敏感脆弱，浮游動物的分布變化很大[5]。萬山群島海域位于珠江口正南方，有島嶼70多個，分布密集，縱橫交錯，構成獨特的島鏈結(jié)構，是珠江咸淡水的主要交匯區(qū)。隨著萬山群島海域的開發(fā)利用程度不斷加深，其生態(tài)環(huán)境的壓力也不斷增加。有關珠江口浮游動物的研究已有較多報道[5-10]，但針對珠江口萬山群島海域的浮游動物分布的專題研究還不多見。筆者根據(jù)2012年11月(秋季)和2013年4月(夏季)在珠江口萬山群島海域的浮游動物調(diào)查資料，對浮游動物的種類組成及群落結(jié)構特征進行了研究，以期為今后萬山群島海洋生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境保護和海洋漁業(yè)發(fā)展提供基礎材料。

1材料和方法

1.1調(diào)查站位和時間調(diào)查海域為珠江口萬山群島海域，共布設17個站位(圖1)分別于2012年11月(秋季)和2013年4月(春季)進行2個航次的綜合調(diào)查。

1.2樣品采集和處理用淺水Ⅰ型浮游生物網(wǎng)(網(wǎng)長145 cm，網(wǎng)口面積0.2 m2)自海底0.5 m向上拖取到水表層。根據(jù)水流速度和風浪大小，使用重量為10～40 kg的鉛制沉錘，落網(wǎng)速度為0.5 m/s，起網(wǎng)速度為0.5～0.8 m/s左右。

2個航次共采集34個浮游動物樣品。樣品用體積分數(shù)為5%的甲醛溶液固定，用網(wǎng)口數(shù)字流量計的測量結(jié)果計算濾水量。在室內(nèi)使用電子天平稱取浮游動物的濕重，在解剖鏡下進行浮游生物的鑒定及計數(shù)。同時，使用RBR concerto CTD 溫鹽深儀現(xiàn)場采集各站位溫度和鹽度數(shù)據(jù)，采集海水樣分析水體中的pH、溶解氧(DO)、溶解性無機氮(TIN)、活性磷酸鹽(PO4-P)和葉綠素a(Chla)的含量。樣品的采集、處理等全部過程均按照《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T 12763-2007)[11]和《海洋監(jiān)測規(guī)范》(GB 17378-2007)[12]進行。

1.3多樣性指標的計算按照以下公式計算浮游動物優(yōu)勢度(Y)：

Y=nifi/N

(1)

采用Shannon-Weaner指數(shù)(H′)測定浮游動物的多樣性指數(shù)，其計算公式為：

(2)

采用Pielou均勻度(J)測定浮游動物的均勻度，其計算公式為：

J=H′/log2S

(3)

式中，ni為第i種的個體數(shù)；fi為第i種在各站中出現(xiàn)的頻率；N為所有站每個種出現(xiàn)的總個體數(shù)；S為樣品中的種類總數(shù)；Pi為第i種的個體數(shù)ni與總個體數(shù)N的比值。當某一物種Y≥0.02時，判定為優(yōu)勢種[13]。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析使用SPSS17.0統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，用“配對樣本t檢驗方法”分析浮游動物生物量、棲息密度、多樣性指數(shù)、均勻度等季節(jié)間的差異，使用Pearson相關系數(shù)分析浮游動物各調(diào)查要素與水溫、鹽度、pH、DO、TIN、PO4-P、Chla等環(huán)境因子的相關性。生物量、棲息密度、多樣性指數(shù)、均勻度的平面分布圖采用ArcMap10.0軟件繪制。

2結(jié)果與分析

2.1種類組成及季節(jié)變化從表1可以看出，2012年秋季和2013年春季在珠江口伶仃洋萬山群島海域共鑒定出浮游動物11個類群，共68種，其中橈足類最多(33種)，占浮游動物種類數(shù)的48.53% ；其次為浮游幼蟲類(32種)，占浮游動物種類數(shù)的16.18%。秋季共鑒定有9個生物類群，共56種，其中水母類5種，翼足類1種，枝角類2種，介形類2種，橈足類25種，磷蝦類1種，櫻蝦類4種，毛顎類7種，浮游幼蟲類9種；春季共鑒定有9個生物類群，共49種，其中水母類3種，翼足類1種，枝角類1種，橈足類24種，櫻蝦類3種，毛顎類4種，有尾類1種，海樽類1種，浮游幼蟲類11種。

表1　調(diào)查海域浮游動物種類的組成

在此次調(diào)查期間，浮游動物的種類組成變化較大。共同種為37種，秋季特有種為19種，春季特有種為12種。在類群分布上，秋季有介形類2種和磷蝦類1種，而春季則出現(xiàn)有尾類和海樽類各1種，其他7個生物類群春、秋季節(jié)均有出現(xiàn)。在種類組成上，與秋季相比，春季橈足類新出現(xiàn)8個種類，有9個種類未出現(xiàn)；浮游幼蟲類新出現(xiàn)瑩蝦類幼蟲和口足類幼蟲。

2.2優(yōu)勢種從表2可以看出，調(diào)查海域秋季和春季調(diào)查的優(yōu)勢種各有8種，有5種共有優(yōu)勢種。秋季調(diào)查期間的優(yōu)勢種是由橈足類的丹氏紡錘水蚤、小擬哲水蚤、駝背隆哲水蚤、中華異水蚤和微駝背隆哲水蚤，浮游幼蟲類的短尾類溞狀幼蟲和橈足類幼蟲，毛顎類的肥胖箭蟲等組成，其優(yōu)勢度指數(shù)為0.02～0.23。最大優(yōu)勢種是橈足類的丹氏紡錘水蚤，主導了整個海域的浮游動物密度，在秋季調(diào)查的17個采樣站中都占據(jù)主要位置。

春季調(diào)查期間的優(yōu)勢種是由橈足類的駝背隆哲水蚤、小擬哲水蚤、丹氏紡錘水蚤、亞強真哲水蚤、錐形寬水蚤和普通波水蚤，浮游幼蟲類的短尾類溞狀幼蟲和橈足類幼蟲等組成，其優(yōu)勢度指數(shù)為0.02～0.14。其中，駝背隆哲水蚤和小擬哲水蚤在各采樣站位都占首要位置。

2個季節(jié)優(yōu)勢種的組成也有較大差異，共有優(yōu)勢種有5種，但優(yōu)勢度不同。秋季和春季特有優(yōu)勢種各有3種，秋季為肥胖箭蟲、中華異水蚤和微駝背隆哲水蚤，春季為亞強真哲水蚤、錐形寬水蚤和普通波水蚤，這6個種類在2次調(diào)查時均有出現(xiàn)，但因優(yōu)勢度的不同而成為特有優(yōu)勢種。

表2　調(diào)查海域浮游動物的優(yōu)勢度分析

2.3生物量的平面分布及季節(jié)變化秋、春季調(diào)查海域浮游動物生物量的平面分布情況如圖2A～B所示。秋季調(diào)查浮游動物平均生物量為125.3 mg/m3，變化范圍為(20.0～375.0)mg/m3，最高生物量出現(xiàn)在S1號采樣站，最低出現(xiàn)在S6號采樣站，最高生物量約是最低生物量的18倍。春季調(diào)查浮游動物平均生物量為127.1 mg/m3，變化范圍為(50.0～360.0)mg/m3，最高生物量出現(xiàn)在S8號采樣站，最低生物量出現(xiàn)在S7號采樣站，最高生物量是最低生物量的7.2倍。

調(diào)查海域春季浮游動物的平均生物量略大于秋季，但差異不顯著(P>0.05)。秋季調(diào)查生物量較高的站位主要出現(xiàn)在近岸海域的S1、S2和S3站位，而春季調(diào)查近岸海域的S1、S3和S8站位的生物量較高。

2.4棲息密度的平面分布及季節(jié)變化秋、春季調(diào)查海域浮游動物棲息密度的平面分布情況如圖2C～D所示。秋季調(diào)查浮游動物平均棲息密度為327.9 ind/m3，變化范圍為(115.0～1 069.0)ind/m3，最高棲息密度出現(xiàn)在S3號采樣站，最低出現(xiàn)在S9號采樣站，最高棲息密度是最低棲息密度的9倍。春季調(diào)查浮游動物平均棲息密度為224.3 ind/m3，變化范圍為(113.0～326.0)ind/m3，最高棲息密度出現(xiàn)在S3號采樣站，最低棲息密度出現(xiàn)在S4號采樣站，最高棲息密度是最低棲息密度的2.9倍。

調(diào)查海域浮游動物平均棲息密度在春、秋2個季節(jié)間差異顯著(P<0.05)，秋季浮游動物棲息密度顯著高于春季。秋季調(diào)查棲息密度較高的站位主要出現(xiàn)在近岸海域的S1、S3站位，而春季調(diào)查各站位的棲息密度分布較均勻。

2.5多樣性指數(shù)的平面分布及季節(jié)變化物種多樣性指數(shù)可用于衡量群落規(guī)模和重要性。群落中的生物種類越多，各個種個體數(shù)量分布越均勻，則物種的多樣性指數(shù)越大[6，8]。筆者采用Shannon-Weaner 多樣性指數(shù)(H＇)和Pielou均勻度指數(shù)(J)分別對珠江口萬山群島海域秋季和春季的物種多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)進行了計算。

秋、春季調(diào)查海域浮游動物多樣性指數(shù)的平面分布情況如圖2E～F所示。秋季調(diào)查浮游動物平均多樣性指數(shù)為3.61，變化范圍為3.22～3.96，最高多樣性指數(shù)出現(xiàn)在S6號采樣站，其次是S14號采樣站，最低出現(xiàn)在S4號采樣站。春季調(diào)查浮游動物平均多樣性指數(shù)為3.54，變化范圍為3.09～4.15，最高多樣性指數(shù)出現(xiàn)在S8號采樣站，其次是S16號采樣站，最低多樣性指數(shù)出現(xiàn)在S11號采樣站。

調(diào)查海域浮游動物平均多樣性指數(shù)在春、秋2個季節(jié)間差異不顯著(P>0.05)，但秋季浮游動物平均多樣性指數(shù)略高于春季。

2.6均勻度的平面分布及季節(jié)變化秋、春季調(diào)查海域浮游動物均勻度平面分布情況如圖2G～H所示。秋季調(diào)查浮游動物平均均勻度為0.81，變化范圍為0.73～0.90，最高均勻度出現(xiàn)在S6號采樣站，其次是S14號采樣站，最低出現(xiàn)在S2號采樣站。春季調(diào)查浮游動物平均均勻度為0.89，變化范圍為0.81～0.93，最高均勻度出現(xiàn)在S6、S9和S10號采樣站，最低均勻度出現(xiàn)在S11號采樣站。

調(diào)查海域浮游動物平均均勻度在春、秋2個季節(jié)差異極顯著(P<0.01)，秋季浮游動物均勻度顯著低于春季。

2.7調(diào)查海域環(huán)境因子由表3可知，春秋2個季節(jié)調(diào)查海域pH、鹽度、DO差異不顯著(P>0.05)，秋季的水溫顯著高于春季(P<0.05)，春季的TIN、PO4-P和Chl a顯著高于秋季(P<0.05)。

表3　調(diào)查海域的環(huán)境因子特征

由表4可知，秋季浮游動物棲息密度和生物量與Chl a、PO4-P和TIN呈顯著的正相關關系，與pH和鹽度呈顯著的負相關關系；春季浮游動物棲息密度與環(huán)境因子的線性相關關系不顯著，生物量與DO呈顯著的負相關關系，與Chla呈顯著的正相關關系。

3討論

3.1種類組成及優(yōu)勢種的變化特征春、秋2個季節(jié)浮游動物的種類組成都以橈足類為主要類群，秋季調(diào)查橈足類占秋季總種類數(shù)的44.6%，春季調(diào)查橈足類占春季總種類數(shù)的49.0%，這與珠江口以前的調(diào)查結(jié)果相一致。浮游動物優(yōu)勢種存在更替現(xiàn)象，但更替不明顯，存有5類共有優(yōu)勢種，秋季調(diào)查丹氏紡錘水蚤為最大優(yōu)勢種(Y=0.23)，在春季也是優(yōu)勢種之一(Y=0.11)；春季調(diào)查駝背隆哲水蚤為最大優(yōu)勢種(Y=0.14)，在秋季也是優(yōu)勢種之一(Y=0.11)，這可能與2個季節(jié)調(diào)查的鹽度變化較小有關。在前人的調(diào)查研究中，珠江口浮游動物豐水期和枯水期的優(yōu)勢種有明顯的更替，沖淡水是影響浮游動物群落結(jié)構變化的主要原因[6-8]。該研究中2次調(diào)查均處于平水期，受珠江沖淡水的影響較小，在鹽度差異不大的前提下，優(yōu)勢種更替可能更主要受到其他因素的影響。

表4　浮游動物與環(huán)境因子之間的Pearson相關系數(shù)

注：**表示相關性達到極顯著水平(P<0.01)，*表示相關性達到顯著水平(P<0.05)。

根據(jù)浮游動物的生態(tài)習性及地理分布，珠江口區(qū)的浮游動物可劃分4 個生態(tài)類群，分別為河口類群、近岸類群、廣布外海類群和廣溫廣鹽類群[14]。

此次調(diào)查均以近岸的種類為主，群落結(jié)構的更替不明顯，除S1、S2和S3等上游采樣站位外，較少出現(xiàn)河口類群，由于萬山群島海域位于珠江口各大口門以外，區(qū)內(nèi)島嶼眾多，而且調(diào)查分別在秋季和春季進行，與各大口門以內(nèi)相比，受沖淡水和高溫高鹽的南海外海水入侵的影響較為均勻，形成近岸類群為主的群落結(jié)構。

3.2生物量及棲息密度的變化特征兩個季節(jié)各站位的生物量平面分布均有較大差異，總體上的變化是鄰近大陸的站位浮游生物量普遍高于遠離大陸的站位。浮游動物生物量較高的S1、S2、S3站位的鹽度均較低，高溫低鹽環(huán)境限制了某些近岸種和外海種的生存繁殖，同時又刺激了河口半咸水種的大量生長，如中華異水蚤等。這些站位浮游動物的棲息密度同樣較大，但生物多樣性指數(shù)相比高鹽區(qū)站位卻較低。

Huang等[15]對珠江口的研究表明，鹽度是影響河口內(nèi)灣區(qū)浮游動物數(shù)量變化的主要因素。該研究發(fā)現(xiàn)，春季和秋季的鹽度差異不顯著，但春季浮游動物的棲息密度顯著低于秋季，秋季浮游動物棲息密度和生物量不僅與鹽度有顯著的相關關系，同時與Chl a、PO4-P、TIN和pH也有顯著的相關關系，說明在珠江口門以外的萬山群島海域浮游動物數(shù)量的平面分布受到鹽度的影響，但季節(jié)變化受鹽度的影響不大。

3.3生物多樣性的變化特征春、秋2個季節(jié)各調(diào)查站位的多樣性指數(shù)平面分布有較大的差異。值得關注的是具有較高生物量和棲息密度的S2號站位，其多樣性指數(shù)均較低，該站位鄰近大陸，可能受到部分陸源污染物的影響，使得部分耐污種類大量繁殖呈現(xiàn)出較高的生物量和棲息密度。

秋季浮游動物的均勻度顯著低于春季，但多樣性指數(shù)差異不顯著。這是因為浮游動物的均勻度與物種數(shù)目無關，在物種數(shù)目一定的情況下，均勻度只與其個體數(shù)目等指標在各個物種中分布的均勻程度有關。雖然春季浮游動物棲息密度和總種類數(shù)目低于秋季，但各種類在各個站分布較均勻，秋季出現(xiàn)個別優(yōu)勢度極顯著的種類。

浮游動物種類分布較廣，個體生活史較短，可對急性毒性能作出快速反應，從而反映出環(huán)境污染的綜合效應，可用于監(jiān)測水生生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，不少研究認為浮游動物是相對較好的評價指標[16-17]。張景平等[18]認為浮游動物多樣性指數(shù)適用于評價珠江口海域的水質(zhì)污染程度。根據(jù)多樣性指數(shù)1～2為中等污染，2～3為輕污染，大于3為未污染的標準來判定[19]，春、秋2個季節(jié)調(diào)查各站位多樣性指數(shù)均大于3，說明珠江口萬山群島海域整體未受到污染，但近岸可能面臨陸源污染物的威脅。

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摘要根據(jù)2012年11月(秋季)和2013年4月(春季)對珠江口萬山群島海域的浮游動物進行的調(diào)查采樣，分析了其種類組成、優(yōu)勢種、生物量和生物多樣性指數(shù)等。此次調(diào)查共鑒定出浮游動物11個類群，共68種，以近岸種類為主，橈足類為主要類群；此次調(diào)查的優(yōu)勢種各有8種，秋季最大優(yōu)勢種為丹氏紡錘水蚤(Acartia danae Giesbrecht)，春季最大優(yōu)勢種為駝背隆哲水蚤(Acrocalanus gibber Giesbrecht)；此次調(diào)查生物量和棲息密度的平面分布差異較大，秋季平均生物量為125.3 mg/m3，春季為127.1 mg/m3，季節(jié)差異不顯著；秋季平均棲息密度為327.9 ind/m3，春季為224.3 ind/m3，秋季顯著大于春季。與環(huán)境因子的相關性分析結(jié)果表明，該海域浮游動物數(shù)量的平面分布受到鹽度的影響，但季節(jié)變化受鹽度的影響不大。秋季平均多樣性指數(shù)為3.61，均勻度為0.81，春季平均多樣性指數(shù)為3.54，均勻度為0.89。浮游動物多樣性指數(shù)評價結(jié)果表明，該海域整體未受到污染，但近岸可能面臨陸源污染物的威脅。

關鍵詞珠江口；萬山群島；浮游動物；生物多樣性；生物量

Distributing Characteristics of Zooplankton and Its Relationship to Environmental Factors in Wanshan Islands Sea of the Pearl River Estuary in Fall and Spring

PENG Peng-fei, LI Xu-lu, CAI Yu-can(South China Sea Marine Engineering Surveying Cente, State Oceanic Administration, Guangzhou, Guangdong 510300)

AbstractAccording to the 2012 November (fall) and 2013 April (spring) investigation in Wanshan Islands Sea of the Pearl River Estuary, the species composition, dominant species, biomass and biodiversity index of zooplankton were analyzed. The two survey results showed that 11 biological groups and 68 species of zooplankton in total were identified. There were discovered 8 dominant species in fall and spring of each. The biggest dominant species were Acartia danae Giesbrecht in fall and Acrocalanus gibber Giesbrecht in spring. The horizontal distribution existed larger difference in biomass and density of the two investigation. The average biomass was 125.3 mg/m3in fall and 127.1 mg/m3in spring. The seasonal difference of biomass was not remarkable. The average density was 327.9 ind/m3 in fall and 224.3 ind/m3 in spring, the former was significantly higher than the latter. The results of correlation analysis of zooplankton and environmental factors showed that, the horizontal distribution of density was affected by salinity, but the seasonal change was not affected by salinity.The average biodiversity index was 3.61 in fall and 3.54 in spring. The average equitability was 0.81 in fall and 0.89 in spring. The evaluation results of zooplankton biodiversity index showed this sea as a whole was not contaminated, but the coastal stations could face the threat of land sourced pollutants.

Key wordsPearl River Estuary; Wanshan Islands; Zooplankton; Biodiversity; Biomass

收稿日期2015-04-30

作者簡介彭鵬飛(1985- )，男，湖北天門人，助理工程師，碩士，從事海洋環(huán)境調(diào)查和海洋生態(tài)研究。

基金項目國家海洋局青年海洋科學基金項目(2013509)；國家海洋局南海分局海洋科學技術局長基金項目(1413)。

中圖分類號S 932.8;P 735

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)18-170-05