楊 東, 周政權(quán), 張建設(shè), 劉甜甜, 李曉靜, 艾冰花, 李寶泉, 陳琳琳

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煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)夏季大型底棲動(dòng)物群落特征

楊 東1, 周政權(quán)2, 3, 張建設(shè)1, 劉甜甜1, 李曉靜2, 3, 艾冰花3, 李寶泉3, 陳琳琳3

(1. 浙江海洋大學(xué)國(guó)家海洋設(shè)施養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心, 浙江舟山 316000; 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049; 3. 中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所, 山東煙臺(tái) 264003)

為明確煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)大型底棲動(dòng)物群落特征、影響因子及低氧對(duì)該區(qū)域底棲動(dòng)物群落特征的影響, 于2015年6月和8月分兩個(gè)航次在該區(qū)域分別設(shè)置相同的18個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行大型底棲動(dòng)物群落特征調(diào)查和分析。對(duì)采集的生物樣品進(jìn)行群落特征分析, 使用生物統(tǒng)計(jì)軟件PRIMER計(jì)算優(yōu)勢(shì)度指數(shù)()、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)()、Margalef豐富度指數(shù)()和Pielou均勻度指數(shù)(), 并進(jìn)行等級(jí)聚類(CLUSTER)和非度量多維標(biāo)度法(MDS)分析以及azti’s marine biotic index (AMBI)和 multivariate-AMBI (m-AMBI)分析。其中6月航次共采集和鑒定大型底棲動(dòng)物97種, 優(yōu)勢(shì)類群為多毛類?？偲骄锪窟_(dá)到10.64 g/m2, 甲殼類貢獻(xiàn)率最高; 8月航次共采集和鑒定大型底棲動(dòng)物78種, 多毛類是優(yōu)勢(shì)類群?？偲骄锪窟_(dá)到9.28 g/m2, 多毛類貢獻(xiàn)率最高。6月份的,,分別為3.071±0.773、2.782± 0.778和0.622±0.143; 8月份分別為3.192±0.369、2.730±0.510和0.751±0.076。通過(guò)CLUSTER聚類和MDS標(biāo)序發(fā)現(xiàn), 6月份和8月份底棲動(dòng)物物種組成之間存在顯著差異。環(huán)境因子與大型底棲動(dòng)物豐度和生物量關(guān)系較大, 其中最能解釋該群落豐度和生物量的環(huán)境因子為水深、水溫、濁度, 而溶解氧是造成6月份與8月份豐度和生物量較大差異的主要因素。AMBI和m-AMBI分析表明該區(qū)域部分采樣點(diǎn)大型底棲動(dòng)物物種組成以污染耐受種為主, 底棲生態(tài)健康不佳。煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)8月份季節(jié)性的缺氧環(huán)境, 已在短期內(nèi)影響了底棲動(dòng)物的物種組成。

煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng); 大型底棲動(dòng)物; 低氧; 群落結(jié)構(gòu); 環(huán)境因子

海洋牧場(chǎng)是一種先進(jìn)的基于生態(tài)學(xué)原理和現(xiàn)代海洋工程技術(shù)的養(yǎng)殖模式, 該模式充分利用原有海區(qū)的自然生產(chǎn)力, 在滿足特定環(huán)境和生態(tài)條件的海域進(jìn)行科學(xué)培育和管理漁業(yè)資源而形成的人工漁場(chǎng)。與傳統(tǒng)意義上的海洋捕撈、海水養(yǎng)殖及人工放流不同, 海洋牧場(chǎng)是以環(huán)境和生態(tài)和諧為目的導(dǎo)向, 集環(huán)境保護(hù)、資源養(yǎng)護(hù)、高效生產(chǎn)以及休閑漁業(yè)為一體的海洋經(jīng)濟(jì)新業(yè)態(tài), 是解決我國(guó)近海環(huán)境保護(hù)和漁業(yè)資源可持續(xù)利用的重要途徑[1]。1965年, 曾呈奎先生原創(chuàng)性地提出建設(shè)“牧場(chǎng)”的理念, 在海洋中人工控制種植或養(yǎng)殖海洋生物[2]。1977年日本曾建成世界上第一個(gè)海洋牧場(chǎng)[3], 之后海洋牧場(chǎng)的建設(shè)迅速在世界各國(guó)開(kāi)展, 極大地促進(jìn)了海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展和海洋環(huán)境保護(hù)。然而, 海洋牧場(chǎng)因?qū)χ車h(huán)境極其敏感, 被污染的水體及其他不良的生態(tài)環(huán)境對(duì)其發(fā)展存在致命影響[4]。

煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)地處煙臺(tái)市牟平區(qū)姜格莊鎮(zhèn)云溪村。云溪海洋牧場(chǎng)面積12 km2, 人工魚(yú)礁投放0.58 km2, 總投資1.6億元, 主要增養(yǎng)殖刺參、梭子蟹、魚(yú)類等海產(chǎn)品。該海洋牧場(chǎng)所在海域平均年產(chǎn)海參苗種2.5萬(wàn)kg, 商品參400 t。作為重要的海水養(yǎng)殖基地, 該海域由于養(yǎng)殖密度超過(guò)近海生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境容量, 加之由養(yǎng)殖帶來(lái)的污染和多條河流帶來(lái)的陸源污染較為嚴(yán)重, 致使近岸水域環(huán)境污染逐漸加劇。我們開(kāi)展的現(xiàn)狀調(diào)查觀測(cè)發(fā)現(xiàn), 2013—2014年夏季, 海洋牧場(chǎng)所在海域曾連續(xù)出現(xiàn)底層缺氧現(xiàn)象。

海洋中的溶解氧是海水重要的生源參數(shù), 也是海洋生態(tài)系統(tǒng)得以維持發(fā)展的關(guān)鍵因子[5]。通常情況下, 當(dāng)溶解氧含量低于4 mg/L時(shí), 養(yǎng)殖魚(yú)類就會(huì)受到有害影響; 而當(dāng)溶解氧含量低于2 mg/L, 即出現(xiàn)低氧事件[6]。當(dāng)?shù)脱跏录L(zhǎng)時(shí)間持續(xù)時(shí), 海洋生態(tài)系統(tǒng)中的各種動(dòng)物, 特別是運(yùn)動(dòng)能力較弱的底棲動(dòng)物群落就會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p害, 對(duì)海洋牧場(chǎng)的生產(chǎn)力和底棲動(dòng)物的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害[6]。

本文的目的是通過(guò)現(xiàn)狀調(diào)查并結(jié)合歷史資料, 分析煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)大型底棲動(dòng)物群落特征及其差異性, 計(jì)算該區(qū)域底棲生態(tài)健康狀況, 掌握低氧對(duì)底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響。以期明確牟平海洋牧場(chǎng)大型底棲動(dòng)物群落特征以及低氧后群落特征的變化, 并開(kāi)展基于底棲動(dòng)物群落生物指數(shù)的海洋牧場(chǎng)區(qū)域底棲生態(tài)健康評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 站位布設(shè)和樣品采集

采樣地點(diǎn)位于煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng), 在該區(qū)域海洋牧場(chǎng)共設(shè)置18個(gè)站位(圖1), 分別于2015年6月與8月進(jìn)行兩個(gè)航次的調(diào)查。采用0.05 m2箱式采泥器定量采泥, 每個(gè)站位成功采樣3次, 使用0.5 mm孔徑的網(wǎng)篩分選后用75%的乙醇現(xiàn)場(chǎng)固定, 帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行種類鑒定、個(gè)體計(jì)數(shù)和稱量質(zhì)量。樣品的處理、保存、稱量質(zhì)量均按照《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T 12763.6-2007)進(jìn)行。研究站位底層水的溫度()、鹽度()和散射濁度(Turb)為CTD現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定, 溶解氧(DO)為現(xiàn)場(chǎng)采用電化學(xué)探頭法測(cè)定[7]。

1.2 群落多樣性分析

采用以下指數(shù)計(jì)算并分析大型底棲動(dòng)物群落優(yōu)勢(shì)度和多樣性: 優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(), Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(), Margalef物種豐富度指數(shù)(), Pielou物種均勻度指數(shù)()。

根據(jù)陳亞瞿等[8]的優(yōu)勢(shì)度標(biāo)準(zhǔn), 當(dāng)>0.02時(shí), 即該種為優(yōu)勢(shì)種。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

使用生物統(tǒng)計(jì)軟件PRIMER 7.0進(jìn)行群落結(jié)構(gòu)的分析。為了平衡優(yōu)勢(shì)種和稀有種在群落中的影響, 數(shù)據(jù)需經(jīng)平方根轉(zhuǎn)換后計(jì)算Bray-Curtis相似性系數(shù), 構(gòu)建相似性矩陣[9]。采用等級(jí)聚類(CLUSTER)和非度量多維標(biāo)度法(MDS)分析群落結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性。通過(guò)相似性百分比(SIMPER)方法計(jì)算分析不同物種對(duì)組內(nèi)相似性以及組間差異性的平均貢獻(xiàn)率。利用生物環(huán)境(BIOENV)相關(guān)性分析環(huán)境因子與底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的相關(guān)系數(shù); 利用SPSS 18.0軟件方差 (ANOVA)分析6月份與8月份環(huán)境因子的差異; 使用azti’s marine biotic index (AMBI)和 multivariate-AMBI (m-AMBI)方法分析大型底棲動(dòng)物群落受干擾狀況。

AMBI和M-AMBI值均用AMBI v5.0軟件進(jìn)行計(jì)算, 去除非大型底棲無(wú)脊椎動(dòng)物和個(gè)體數(shù)低于3個(gè)的種類, 其余物種的生態(tài)分組按照AZTI 中心網(wǎng)站(http: // www. azti. es)公布的最新種類名錄數(shù)據(jù)(2014年11月)進(jìn)行, 對(duì)于未包含的物種均歸為“未分組類(not assigned)” (Angel Borja等, 2005)。各生態(tài)分組中, EG I表示干擾敏感種(disturbance-sensitive species), EG Ⅱ表示干擾不敏感種(disturbance-indifferent species), EG Ⅲ表示干擾耐受種(disturbance-tolerant species), EG Ⅳ表示二階機(jī)會(huì)種(the second-order opportunistic species), EG Ⅴ表示一階機(jī)會(huì)種(the first-order opportunistic species)。

2 結(jié)果

2.1 海洋牧場(chǎng)環(huán)境因子現(xiàn)狀

煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)6月份與8月份兩次調(diào)查的水體環(huán)境因子如表1所示。兩個(gè)月份各站位鹽度相差不大, 水深、水溫和散射濁度各站位相差較大; 8月份水深和水溫較6月份明顯上升。8月份所有調(diào)查站位水體中溶解氧含量明顯低于6月份。

表1 煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)環(huán)境因子數(shù)據(jù)

2.2 物種組成與優(yōu)勢(shì)種

2015年6月航次共發(fā)現(xiàn)和鑒定大型底棲動(dòng)物97種, 其中優(yōu)勢(shì)類群為多毛類44種, 占總物種數(shù)的45.36%; 其次是甲殼類29種, 占總物種數(shù)的29.90%; 軟體動(dòng)物共19種, 占總物種數(shù)的19.59%; 棘皮類3種, 占總物種數(shù)的3.09%; 其他動(dòng)物2種, 占總物種數(shù)的2.06%。優(yōu)勢(shì)種組成包括短葉索沙蠶()不倒翁蟲(chóng)微小海螂()尖葉長(zhǎng)手沙蠶()、深鉤毛蟲(chóng)(), 絲異須蟲(chóng)()。其分別為0.24、0.12、0.09、0.03、0.02、0.02。

2015年8月航次共發(fā)現(xiàn)和鑒定大型底棲動(dòng)物78種, 其中優(yōu)勢(shì)類群為多毛類40種, 占總物種數(shù)的51.28%; 其次是甲殼類24種, 占總物種數(shù)的30.77%; 軟體動(dòng)物10種, 占總物種數(shù)的12.82%; 棘皮類2種, 占總物種數(shù)的2.56%; 其他動(dòng)物2種, 占總物種數(shù)的2.56%。優(yōu)勢(shì)種組成與6月份航次差別不大, 其中有5種重復(fù), 即: 不倒翁蟲(chóng)、短葉索沙蠶、絲異須蟲(chóng)、深鉤毛蟲(chóng)、尖葉長(zhǎng)手沙蠶; 兩種為新出現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)種, 即: 寡鰓齒吻沙蠶()、內(nèi)肋蛤()。其分別為0.24、0.13、0.12、0.06、0.06、0.04、0.03。

2.3 生物量和豐度

2015年6月航次底棲動(dòng)物總平均生物量為10.64 g/m2。其中甲殼類最高, 為4.66 g/m2(占總平均生物量的43.78%); 其后依次為多毛類(3.61 g/m2, 占33.98%)、軟體動(dòng)物(1.53 g/m2, 占14.37%)、棘皮類(0.68 g/m2, 占6.39%)和其他動(dòng)物(0.15 g/m2, 占1.46%); 2015年8月航次所調(diào)查的底棲動(dòng)物總平均生物量低于6月份, 為9.28 g/m2。各主要類群所占比例也發(fā)生變化, 其中多毛類最高, 為3.00 g/m2(占總平均生物量的32.35%); 其后依次為甲殼類(2.69 g/m2, 占29.06%)、軟體動(dòng)物(2.19 g/m2, 占23.59%)、其他動(dòng)物(0.97 g/m2, 占10.48%)和棘皮類(0.42 g/m2, 占4.50%)。其中6月和8月生物量在各采樣點(diǎn)的空間分布不均, 6月高值區(qū)位于12號(hào)站, 達(dá)到89.56 g/m2, 且大大高于6月所有站位生物量平均值; 8月高值區(qū)位于6號(hào)站, 達(dá)到22.37 g/m2(圖2)。

2015年6月航次底棲動(dòng)物總平均豐度1 084.44 個(gè)/m2。其中多毛類最高, 為809.25 個(gè)/m2, 占總平均豐度的74.62%; 其后依次是軟體動(dòng)物(183.33 個(gè)/m2, 占16.90%)、甲殼類(82.59 個(gè)/m2, 占7.61%)、其他動(dòng)物 (5.55 個(gè)/m2, 占0.51%)、棘皮類(3.70 個(gè)/m2, 占0.34%); 2015年8月調(diào)查的底棲動(dòng)物總平均豐度數(shù)值明顯較低至154.81 個(gè)/m2。其中軟體動(dòng)物最高, 為90.37 個(gè)/m2, 占總平均豐度的58.37%; 其后依次是甲殼類(60.37 個(gè)/m2, 占38.99%)、多毛類(1.48 個(gè)/m2, 占0.96%)、棘皮類 (1.48 個(gè)/m2, 占0.96%)、其他動(dòng)物(1.11 個(gè)/m2, 占0.72%)。其中, 豐度在各采樣點(diǎn)的分布不均, 6月高值區(qū)位于5號(hào)站, 達(dá)到1 806.67個(gè)/m2; 8月高值區(qū)位于17號(hào)站, 達(dá)到2 786.67 個(gè)/m2, 大大高于8月所有站位豐度平均值(圖3)。

2.4 群落多樣性

2015年6月份航次調(diào)查各站位的平均為2.78 ± 0.78, 12號(hào)站最高(3.99), 5號(hào)站最低(1.60);平均為0.62 ± 0.14, 18號(hào)站最高(0.86), 1號(hào)站最低(0.27);平均為3.07 ± 0.77, 12號(hào)站最高(4.0), 1號(hào)站最低(1.01)。

2015年8月份航次調(diào)查各站位的平均為2.73 ± 0.51, 16號(hào)站最高(3.89), 2號(hào)站最低(1.80);平均為0.75 ± 0.08, 12號(hào)站最高(0.85), 12號(hào)站最低(0.57);平均為3.19 ± 0.37, 13號(hào)站最高(3.80), 8號(hào)站最低(2.62)。

2.5 群落結(jié)構(gòu)分析

將6月份和8月份的大型底棲動(dòng)物豐度合在一起, 對(duì)其進(jìn)行聚類分析和非參數(shù)性多維標(biāo)度排序, CLUSTER聚類(圖4a)和MDS排序(圖4b)的分析結(jié)果一致。CLUSTER顯示6月份和8月份底棲動(dòng)物群落物種組成可明顯區(qū)分開(kāi), MDS也可看到兩個(gè)月份的站位也有明顯不同的標(biāo)序。按照群落物種組成的相似性程度, 6月與8月均可歸為兩組。6月份兩組的平均相似性為38.79%, 貢獻(xiàn)率大于10%的有3種, 以貢獻(xiàn)率大小依次為短葉索沙蠶19.29%, 微小海螂14.60%(表2)。8月份兩組的平均相似性52.36%, 貢獻(xiàn)率大于10%的有4種, 其中貢獻(xiàn)率最大的是不倒翁蟲(chóng), 貢獻(xiàn)率為15.46%, 其次是短葉索沙蠶, 貢獻(xiàn)率為14.06%(表2)。6月與8月兩組的平均差異性61.89%, 貢獻(xiàn)率最大的是微小海螂, 貢獻(xiàn)率為5.71%, 是絲異須蟲(chóng), 貢獻(xiàn)率為5.66%。

“6-1”表示6月份的1號(hào)站位, 以此類推

“6-1” represents for the first sampling station in June, the others are likewise

2.6 群落與環(huán)境因子的相關(guān)性

通過(guò)BIOENV分析得出, 6月份的底棲動(dòng)物物種豐度與水深、水溫、濁度3個(gè)環(huán)境因子有很大關(guān)系, 相關(guān)系數(shù)為0.619; 8月份的豐度受環(huán)境因子影響最大的因子是濁度, 相關(guān)系數(shù)為0.374。

表 2 煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)6月份與8月份物種貢獻(xiàn)率

水深、水溫和濁度3個(gè)環(huán)境因子的組合與豐度、生物量的相關(guān)系數(shù)最高, 最能解釋群落豐度和生物量的空間分布特征。

2.7 AMBI與m-AMBI分析

AMBI與m-AMBI分析表明(表3), 6月份煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)兩個(gè)站點(diǎn)6, 11號(hào)站底棲動(dòng)物狀態(tài)受到中度干擾, 1、2、5、6、11和17號(hào)站底棲群落健康狀況表現(xiàn)為中等; 8月份11號(hào)站受到了中度干擾, 11號(hào)站底棲群落健康狀況呈中等。

表3 煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)6月份與8月份各站點(diǎn)AMBI和m-AMBI結(jié)果

續(xù)表

注: Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ和Ⅴ表示生態(tài)類群, 6-1表示6月份的1號(hào)站位, 以此類推; 8-1表示8月份的1號(hào)站位, 以此類推

3 討論

3.1 煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)群落結(jié)構(gòu)特征

調(diào)查表明, 海域兩個(gè)月份底棲動(dòng)物物種存在較大差異, 8月份物種數(shù)明顯少于6月份, 物種組成也主要以多毛類和小型甲殼類為主, 棘皮類和其他類群生物較少, 優(yōu)勢(shì)種均以耐污種類(如短葉索沙蠶和不倒翁蟲(chóng)等)為主, 說(shuō)明該海域底棲生物群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且具有明顯小型化特征, 同時(shí)人類活動(dòng)引起的沉積層有機(jī)質(zhì)污染和低氧等現(xiàn)象影響到群落組成和分布特征。此外, 調(diào)查表明, 海域中未發(fā)現(xiàn)刺參的捕食者類群, 如魚(yú)類和梭子蟹等, 但其食物來(lái)源(如小型甲殼類等)的豐度及生物量水平較低, 也說(shuō)明該牧場(chǎng)內(nèi)食物網(wǎng)簡(jiǎn)單, 食物鏈長(zhǎng)度縮短。調(diào)查結(jié)果與煙臺(tái)近海近幾年的調(diào)查結(jié)果相差不大, 近些年來(lái)煙臺(tái)近海大型底棲動(dòng)物群落物種組成相對(duì)穩(wěn)定, 并沒(méi)有發(fā)生太劇烈變化[9]。

煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)在6月份和8月份存在顯著差異, 且這些差異的主要貢獻(xiàn)物種為微小海螂和絲異須蟲(chóng), 可見(jiàn)這兩個(gè)優(yōu)勢(shì)物種對(duì)煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)的環(huán)境變化反應(yīng)較敏感, 可作為煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)環(huán)境評(píng)價(jià)的指示物種。群落特征和環(huán)境因子的關(guān)系表明, 水深、水溫和濁度3個(gè)環(huán)境因子與豐度和生物量的相關(guān)系數(shù)最高[10]。

物種多樣性指數(shù)以及AMBI和m-AMBI分析結(jié)果表明, 調(diào)查區(qū)域各站位的大型底棲動(dòng)物受到的擾動(dòng)程度不一, 局部區(qū)域受污染擾動(dòng)較大, 特別是近岸的11號(hào)站, 物種組成單一, 說(shuō)明受污染的環(huán)境給多毛類等小型耐污種提供了更大的生存機(jī)會(huì)[9]。耐污指示種小頭蟲(chóng)()出現(xiàn)在此站, 說(shuō)明該站沉積物已受到較嚴(yán)重的有機(jī)質(zhì)污染。

3.2 影響底棲生物群落特征的因素

許多研究表明, 不同季節(jié)影響大型底棲動(dòng)物群落特征的環(huán)境因素存在著較明顯的差異[11]。本次調(diào)查研究的結(jié)果也發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象。其中影響6月份底棲生物群落特征主要環(huán)境因子為水深、水溫和濁度, 8月份則為濁度。煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)大型底棲動(dòng)物的物種特征和群落分布格局與水深有著密切的關(guān)系。隨著水體深度的不斷增加, 該海洋牧場(chǎng)大型底棲動(dòng)物的密度和種類數(shù)通常會(huì)隨之減少。一般而言, 單位面積內(nèi)深海大型底棲動(dòng)物多樣性低于淺水區(qū), 而淺海區(qū)相對(duì)深海具有更高的豐度和生物量。且大型底棲動(dòng)物種類數(shù)、豐度、生物量、多樣性指數(shù)和種類均勻度與水深呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[12]。而海水的水溫與大型底棲動(dòng)物種類數(shù), 豐度, 生物量存在著正相關(guān)關(guān)系。隨著水溫的不斷升高, 大型底棲動(dòng)物開(kāi)始進(jìn)行繁殖, 其個(gè)體數(shù)和生物量也隨之增加[13]。濁度是通過(guò)影響光照強(qiáng)度從而影響該海洋牧場(chǎng)浮游植物和著生藻類的生長(zhǎng), 進(jìn)而影響以取食浮游植物或著生藻類為食的底棲動(dòng)物[14]。

6月份與8月份煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)的含氧量差異顯著, 且8月份含氧量明顯低于6月份含氧量。8月份有3個(gè)站出現(xiàn)低氧情況, 分別為8號(hào)站1.79 mg/L, 9號(hào)站1.81 mg/L, 11號(hào)站1.82 mg/L, 且8月份平均含氧量也較低(表1)。6月份3站的生物量分別為15.57、8.19和3.35 g/m2, 而8月份3站的生物量分別為生物量7.45、3.49和2.14 g/m2。8月份處于低氧環(huán)境下的3站與6月份相同站位的生物量明顯減少。由此可推論, 含氧量是造成6月份與8月份生物量和豐度差異的主要環(huán)境因子。

3.3 低氧的影響

底層水中溶解氧含量是影響底棲生物的主要因素[15]。水體缺氧嚴(yán)重危害河口和近海生態(tài)系統(tǒng), 海洋中大多數(shù)生物都需要充足的溶解氧來(lái)維持生長(zhǎng)代謝[16]。因底棲動(dòng)物大多移動(dòng)能力弱或移動(dòng)范圍有限, 區(qū)域性的缺氧對(duì)底棲動(dòng)物的影響最為顯著, 當(dāng)溶解氧質(zhì)量濃度小于2 mg/L, 且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí), 海洋中的大多數(shù)魚(yú)類、浮游動(dòng)物, 特別是運(yùn)動(dòng)能力較弱的物種將面臨大規(guī)模死亡[17]。缺氧事件發(fā)生還會(huì)降低海洋物種多樣性, 改變海洋生物的群落結(jié)構(gòu), 減少魚(yú)類和底棲動(dòng)物的豐富度, 從而影響漁業(yè)生產(chǎn), 帶來(lái)直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失[18]。

低氧環(huán)境成因復(fù)雜, 低氧發(fā)生時(shí)會(huì)對(duì)大型底棲動(dòng)物產(chǎn)生擾動(dòng), 進(jìn)而使低氧區(qū)內(nèi)外大型底棲動(dòng)物的棲息密度、生物量和多樣性產(chǎn)生較大差異[19]。許多多毛類物種對(duì)環(huán)境溶解氧含量的適應(yīng)性較強(qiáng), 無(wú)論在低氧區(qū)還是非低氧區(qū)常作為調(diào)查海域沉積物中優(yōu)勢(shì)類群[20]。同時(shí), 我們也發(fā)現(xiàn)煙臺(tái)牟平海洋牧場(chǎng)8月份低氧區(qū)的存在并沒(méi)有完全破壞底棲生物群落, 只可能在短時(shí)間影響底棲動(dòng)物的種類組成[21]。

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Characteristics of macrobenthic communities at the Muping marine ranch of Yantai in summer

YANG Dong1, ZHOU Zheng-quan2, 3, ZHANG Jian-she1, LIU Tian-tian1, LI Xiao-jing2, 3, AI Bing-hua3, LI Bao-quan3, CHEN Lin-lin3

(1. Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316000, China; 2. University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Yantai Institute of Coastal Zone Research, the Chinese Academy of Sciences, Yantai 264003, China)

A survey on the characteristics of macrobenthic communities was carried out at the Muping marine ranch of Yantai during June and August 2015to clarify the characteristics and factors affecting the macrobenthic communities and to analyze the effects of hypoxia on macrobenthic community characteristics. The PRIMER software package was used to calculate four biodiversity indices and to carry out CLUSTER, MDS ordination analyses, AMBI AZTI’s Marine Biotic Index and m-AMBI (multivariate-AMBI) to analyze community structure. A total of 97 macrobenthic species were identified in June, of which the dominant group was polychaetes. The average biomass was 18.02 g/m2, of which crustacean species contributed most. A total of 78 macrobenthic species were identified in August, of which the dominant group was polychaetes. The average biomass was 9.28 g/m2, of which polychaete species contributed most. Three biodiversity indices, the richness index, the evenness index, and the Shannon–Wiener index were 3.071 ± 0.773, 2.782 ± 0.778, and 0.622 ± 0.143 in June and 3.192 ± 0.369, 2.730 ± 0.510, and 0.751 ± 0.076in August. The CLUSTER and MDS analyses showed a significant difference between June and August. Environmental factors, including water depth, water temperature, and turbidity were strongly correlated with the abundance and biomass of the macrobenthic communities. Dissolved oxygen was the main cause of the difference between June and August. The AMBI and M-AMBI analysis showed that the macrobenthic species were mostly tolerant and that the area had suffered a moderate disturbance. The seasonal hypoxic environment at the Muping marine ranch of Yantai in August affected species composition of the macrobenthos.

Muping marine ranch of Yantai; macrobenthos; hypoxia; community structure; environmental factors

(本文編輯: 劉珊珊)

[Key Program of the Chinese Academy of Sciences, No.KZZD- EW-14; Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences, No.XDA11020403, No.XDA11020702]

Mar. 15, 2017

Q933

A

1000-3096(2017)05-0134-10

10.11759//hykx 20170315002

2017-03-15;

2017-04-07

中國(guó)科學(xué)院院重點(diǎn)部署項(xiàng)目(KZZD-EW-14); 中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(XDA11020403, XDA11020702)

楊東(1995-), 男, 安徽蕪湖人, 碩士, 主要從事底棲動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究, 電話: 18857087817, E-mail: 1581100508@qq.com; 李寶泉, 通信作者, 副研究員, 碩士生導(dǎo)師, 電話: 13695358760, E-mail: bqli@yic.ac.cn