鞏俊霞,王玉芳,許國晶,李壯,陳秀麗,張明磊,鄭慧麗,王志忠,田功太,杜興華,張金路
(1.山東省淡水漁業(yè)研究院,山東 濟(jì)南 250017;2.臨邑縣農(nóng)副漁業(yè)服務(wù)中心,山東 德州 251500)
黃河年輸入渤海徑流量為344 億m3,帶入巨量的淡水、泥沙和各種營養(yǎng)鹽類,河口和近海區(qū)初級生產(chǎn)力較高,餌料生物豐富,是多種海洋生物的產(chǎn)卵場、索餌場和育肥場[1,2]。牡蠣是重要海洋經(jīng)濟(jì)貝類,具有重要的海洋生態(tài)功能。牡蠣礁不但能凈化水體、為其他海洋生物提供棲息生境,在保護(hù)生物多樣性、耦合生態(tài)系統(tǒng)能量流動等方面也具有重要作用[3]。研究表明,通過修復(fù)牡蠣礁,恢復(fù)和強(qiáng)化牡蠣礁生態(tài)系統(tǒng)的自凈功能,可以有效恢復(fù)海域生態(tài)系統(tǒng)功能[4-6]。目前對黃河口牡蠣產(chǎn)卵場研究較少,僅有王志忠等[7,8]和鞏俊霞等[9]少量研究。浮游動物是水域生態(tài)系統(tǒng)中的重要消費(fèi)者,在水生態(tài)系統(tǒng)中起著重要的作用,下行調(diào)節(jié)水中浮游動物類群的空間結(jié)構(gòu)[10]。浮游動物的群落結(jié)構(gòu)特征是了解水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的重要內(nèi)容之一[11-14]。
2015 年枯水期(5 月)、平水期(6 月)和豐水期(8 月)對黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行了3 個(gè)航次的采樣調(diào)查,調(diào)查區(qū)域?yàn)镋 119°4'34.99"~119°8'41.94",N 37°28'34.01"~37°35'19.95",調(diào)查面積約68.88 km2,每次調(diào)查5 個(gè)站位。調(diào)查站位依據(jù)《漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》[15](第二部分海洋)中的規(guī)定布設(shè),具體分布見圖1。
采樣方法和分類鑒定參照《海洋浮游生物圖譜》[16]、《海洋調(diào)查規(guī)范》[17]和《海洋監(jiān)測規(guī)范》[18]進(jìn)行。
對浮游動物計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。多樣性指數(shù)、均勻度和優(yōu)勢度的計(jì)算公式如下:
香農(nóng)-威納指數(shù)[19](Shannon-Weiner index):
式中,H'為多樣性指數(shù),s 為物種數(shù)量,Pi為種i的個(gè)體數(shù)量(ni)和全部個(gè)體數(shù)量(N)的比例,即Pi等于ni/N。
均勻度[20](J)采用Pielou 的計(jì)算公式:
J=H'/log2S。
優(yōu)勢度[21](D)采用McNaughton 指數(shù),計(jì)算公式為:D=(ni/N)×fi,
式中,fi為種i 的個(gè)體在各站位中的出現(xiàn)頻率,N 為樣品的總個(gè)數(shù);ni為樣品中i 種的個(gè)數(shù)。取浮游動物優(yōu)勢度D≥0.02 的種為優(yōu)勢種[21]。
根據(jù)孔繁翔[22]和何志輝[23]的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)H'<1 時(shí),為重度污染;H'介于1~2 之間,為中度污染;H'介于2~3 之間,為輕度污染;H'>3 時(shí),為清潔。
共檢出浮游動物6 大類30 種,其中浮游甲殼動物種類最多11 種,占36.67%;浮游幼蟲類8 種占26.67%;其他類6 種,腔腸動物3 種,毛顎動物、軟體動物各1 種。枯水期(5 月)共檢出浮游動物5 大類18 種,其中浮游甲殼動物8 種占44.44%,浮游幼蟲和其他類各4 種,分別占22.22%,腔腸動物和毛顎動物各1 種,分別占5.56%;平水期(6 月)共檢出浮游動物4 類16 種,其中浮游甲殼動物7 種占43.75%,浮游幼蟲5 種占31.25%,其他類3 種占18.75%,毛顎動物1 種占6.25%;豐水期(8 月)檢出浮游動物5 大類19 種,其中浮游甲殼動物和浮游幼蟲各6 種,分別占31.58%,其他類4 種,占21.05%,毛顎動物1 種占5.26%。調(diào)查結(jié)果表明:豐水期(8 月)浮游動物種類最多,19 種;枯水期(5 月)次之,18 種;平水期(6 月)最少,16 種,浮游甲殼動物和浮游幼蟲是浮游動物類群的主要組成部分。
浮游動物的平均豐度為108.62 ind.·m-3,變動范圍在97.92~259.38 ind.·m-3之間。由圖2 可知,枯水期(5 月)浮游動物豐度的變動范圍為150.00~345.00 ind.·m-3,均值為227.93 ind.·m-3,低值在4#站位,高值在2#站位;平水期(6 月)浮游動物的豐度變動在12.50~235.00 ind.·m-3之間,均值為96.67 ind.·m-3,高值在5#站位,低值在2#站位,豐度分布不均勻;豐水期(8 月)浮游動物的豐度變動在36.25~500 ind.·m-3之間,均值為259.38 ind.·m-3,低值在2#站位,高值在5#站位,豐度分布不均勻。由調(diào)查結(jié)果可知:豐水期(8 月)調(diào)查水域浮游動物豐度最高,枯水期(5 月)次之,平水期(6 月)最??;由表1 可知,3 次調(diào)查浮游動物豐度最高值都在5#站位,各站位豐度均值由小到大依次為:4#<1#<2#<3#<5#。
數(shù)量或生物量占據(jù)優(yōu)勢的浮游生物優(yōu)勢種群,對群落的發(fā)生具有重要的控制作用,并決定了群落的性質(zhì)[21]。依Y≥0.02 為判定標(biāo)準(zhǔn),調(diào)查水域的優(yōu)勢種分別為:強(qiáng)壯箭蟲Sagittacrassa、擬長腹劍水蚤Oithona similis、短尾類溞狀幼體Brachyura zoea、雙刺紡錘水蚤Acartia bifilosa、長尾類糠蝦幼體Macrura larva、海蛇尾長腕幼蟲Ophiopluteus larva、八斑芮氏水母Rathkea octopunctata、魚卵,其中強(qiáng)壯箭蟲、擬長腹劍水蚤、短尾類溞狀幼體在三次調(diào)查中均為優(yōu)勢種。枯水期(5 月)優(yōu)勢種6 種,平水期(6月)5 種,豐水期(8 月)4 種(表2)。
表1 黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域浮游動物各類群的豐度Tab.1 Abundance of all kinds of zooplankton group in oyster spawning ground in Yellow River Estuary and adjacent waters /ind.·m-3
表2 黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域浮游動物的優(yōu)勢種及其優(yōu)勢度Tab.2 The dominant species and dominance of zooplankton in oyster spawning ground in Yellow River Estuary and adjacent waters
浮游動物的多樣性指數(shù)介于0.90~2.87 之間,均值為1.90,豐水期(8 月)2#站位最低,枯水期(5月)1#站位最高??菟冢? 月)多樣性指數(shù)最高(2.87),均值為2.42,高值在1#站位,低值(2.14)在3#站位;豐水期(8 月)次之,均值為1.62,高值(2.05)在4#站位,低值(1.53)在2#站位;平水期(6月)多樣性指數(shù)最低,為1.59,高值(2.31)在2#站位,低值(0.90)在1#、3#站位(圖3)。
均勻度變動在0.31~0.96 之間,均值為0.64,高值在豐水期(8 月)的2#站位,低值在豐水期(8 月)的5#站位。枯水期(5 月)的均勻度最高,均值為0.70,高值(0.86)在4#站位,低值(0.60)在3#、5#站位;豐水期(8 月)次之,均值為0.62,高值(0.96)在2#站位,低值(0.51)在5#站位;平水期(6 月)均勻度最低,均值為0.55,高值(0.75)在4#站位,低值(0.32)在3#站位(圖4)。
枯水期(5 月)浮游動物的多樣性指數(shù)均值為2.42,5 個(gè)站位的多樣性指數(shù)在2~3 之間,環(huán)境質(zhì)量評價(jià)為輕度污染;平水期(6 月)多樣性指數(shù)的均值為1.59,2 個(gè)站位的多樣性指數(shù)在2~3 之間,占40%,環(huán)境評價(jià)為輕度污染,在1~2 之間的站位1個(gè),占20%,環(huán)境評價(jià)為中度污染水平,多樣性指數(shù)<1 的站位2 個(gè),占40%,環(huán)境評價(jià)為重度污染;豐水期(8 月)多樣性指數(shù)均值為1.62,多樣性指數(shù)在2~3 之間的站位1 個(gè),占20%,環(huán)境質(zhì)量評價(jià)為輕度污染,多樣性指數(shù)在1~2 之間的站位4 個(gè),占80%,環(huán)境評價(jià)為中度污染水平(表3)。
表3 調(diào)查水域浮游動物的生物多樣性及環(huán)境質(zhì)量評價(jià)Tab.3 The biodiversity and environmental quality evaluation of zooplankton in survey waters
在調(diào)查水域中共檢出浮游動物6 大類30 種,其中浮游甲殼動物種類最多,11 種,占36.67%;浮游幼蟲類8 種占26.67%;其它類6 種,腔腸動物3種,毛顎動物、軟體動物各1 種。浮游動物種類數(shù)由高至低為:豐水期(8 月)>枯水期(5 月)>平水期(6 月),浮游甲殼動物和浮游幼蟲是該調(diào)查水域浮游動物類群的主要組成部分。調(diào)查結(jié)果與近年來黃河口鄰近海域浮游動物種類組成結(jié)果相近。如焦玉木和田家怡[24]1996 年的四季調(diào)查表明,黃河口鄰近海域有浮游動物78 種,其中,橈足類最多為31 種;馬靜等[25]在2007 年夏季在黃河口鄰近海域中發(fā)現(xiàn)浮游動物72 種,其中橈足類10 種;王文杰等[26]在2010 年秋季黃河口鄰近海域調(diào)查中,報(bào)道浮游動物48 種,其中橈足類有18 種。高原等[27]2008 年報(bào)道,珠江河口有浮游動物94 種,其中,橈足類35 種,輪蟲類28 種,原生動物6 種;郭沛涌等[28]2003 年發(fā)現(xiàn)長江河口有浮游動物87 種,其中甲殼動物占絕對優(yōu)勢共59 種,與之相比本次調(diào)查浮游動物種類顯著較少,可能是黃河泥沙含量較高和低透光度限制了水生生物的生存。與之相同的是浮游甲殼動物是浮游動物類群的主要部分。
浮游動物的豐度分布存在明顯的區(qū)域和季節(jié)差異。浮游動物的豐度介于97.92~259.38 ind.·m-3之間,平均為108.62 ind.·m-3。平水期(6 月)、豐水期(8 月)各站位浮游動物豐度最低值與最高值之間有顯著差異,表明浮游動物豐度平面分布不均勻。調(diào)查結(jié)果表明:浮游動物豐度由高至低依次為:豐水期(8 月)>枯水期(5 月)>平水期(6 月),與鞏俊霞[9]對浮游植物研究的變化趨勢一致,其原因可能是豐水期大量的徑流帶來了豐富的營養(yǎng)物質(zhì),給浮游動物提供了充足的適口餌料,促進(jìn)了浮游動物的繁殖。本研究與溫帶河口海域浮游動物豐度的季節(jié)變化特征相似,即冬季最低,春季或秋季次之,夏季達(dá)最高峰[29,30];5#站位浮游動物豐度值最高,原因可能是5#站位在牡蠣礁最外側(cè),牡蠣攝食較少有關(guān)。
本調(diào)查水域浮游動物多樣性指數(shù)變動在0.90~2.87 之間,均值為1.90;均勻度變動在0.31~0.96 之間,均值為0.64??菟冢? 月)多樣性指數(shù)、均勻度最高,豐水期(8 月)次之,平水期(6月)最低,表明枯水期(5 月)浮游動物的群落結(jié)構(gòu)好于平水期(6 月)、豐水期(8 月),與浮游植物的變化趨勢一致??菟诟∮蝿游锒鄻有灾笖?shù)大于豐水期,可能有如下原因:枯水期的水環(huán)境條件適宜浮游植物繁殖,為浮游動物提供了豐富的餌料,因此浮游動物種類多,多樣性較好;而豐水期大量徑流入海,攜帶的大量泥沙不利于浮游植物光合作用,影響浮游植物生長,浮游植物減少不適于浮游動物生長,浮游動物多樣性指數(shù)較低。
調(diào)查水域浮游動物的多樣性指數(shù)在0.90~2.87之間,均值為1.90,根據(jù)孔繁翔[22]和何志輝[23]的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),調(diào)查水域環(huán)境質(zhì)量評價(jià)為中度污染,枯水期(5 月)環(huán)境質(zhì)量狀況好于豐水期和平水期,與王志忠等[7]認(rèn)為該海域?yàn)檩p度污染,豐水期水質(zhì)好于枯水期結(jié)果不同,其原因是該調(diào)查水域?yàn)辄S河入海口河口區(qū),豐水期大量徑流入海帶來大量泥沙,水體透明度降低,不利于浮游生物生長繁殖,所以用生物多樣性評價(jià)枯水期環(huán)境質(zhì)量狀況會好于豐水期;另一原因是與水質(zhì)的評價(jià)方法不一致所有關(guān)。
該調(diào)查水域主要污染源為陸源污染,應(yīng)該采取有效措施,提高水域的生物多樣性,改善調(diào)查水域的環(huán)境質(zhì)量。有研究[4-6]認(rèn)為:牡蠣礁在生物多樣性保護(hù)、凈化水體、修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能中具有重要功能。Jeremy 等[31]研究認(rèn)為:恢復(fù)牡蠣種群數(shù)量是控制河口富營養(yǎng)化的重要措施。王志忠等[7]認(rèn)為:構(gòu)建人工牡蠣礁,修復(fù)示范區(qū),提升牡蠣礁生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,可以保護(hù)和改善水域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。因此,可以借助和依托黃河口牡蠣產(chǎn)卵場自然形成的現(xiàn)存活體牡蠣礁,還可投放人工牡蠣礁體、加強(qiáng)科學(xué)養(yǎng)護(hù),恢復(fù)和增加其生物資源量,提高和改善該水域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。