日照市近岸海域冬夏季游泳動物群落結構研究*

王盡文，紀瑩璐，黃 娟，宿 凱，王建勇，于 洋 ，王 波

(1.山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災減災重點實驗室，山東青島 266061；2.國家海洋局北海預報中心，山東青島 266061；3.自然資源部第一海洋研究所，山東青島 266071)

0 引言

位于山東省東南部的日照市擁有海域面積6 000 km2，海岸線168.5 km。其近岸海域有甜水河、傅疃河、龍王河等多條河流入海，自然環(huán)境條件優(yōu)越，餌料豐富，是多種海洋生物理想的棲息地。每年洄游于渤黃海和東海之間的游泳動物都在這里過路、產卵或索餌，所以日照市近岸海域既是多種生物的產卵場和索餌場，又是多種生物進出渤海的重要通道[1]。歷史上，該海域盛產黃鯽(Setipinnatenuifilis)、黃姑魚(Nibeaalbiflora)、藍點馬鮫(Scomberomorusniphonius)、日本鯖(Scomberjaponicus)、帶魚(Trichiuruslepturus)、鐮鯧(Pampusechinogaster)等多種經濟魚類，金烏賊(Sepiaesculenta)更是日照市特產。這些游泳動物絕大多數(shù)都是水域生產力中的終極產品，是人類食物的重要來源之一，有些種類還具有較高的藥用、觀賞價值。因此，游泳動物的研究對人類有重要意義。

國內學者對日照市近岸海域漁業(yè)資源的研究大多集中在日照港鄰近海域。王盡文等[2-6]對日照港嵐山港區(qū)春季漁業(yè)資源、石臼港區(qū)春季和秋季漁業(yè)資源、日照港春秋季蝦蟹類資源進行了系統(tǒng)的研究，但這些研究均集中在春秋季，對于該海域冬夏季漁業(yè)資源的研究尚未見報道。本研究利用2016年2月(冬季)、8月(夏季)在日照近岸海域的底拖網調查資料，對該海域游泳動物的種類組成、優(yōu)勢種、資源量和物種的多樣性進行初步分析，以期為全面了解日照近岸海域漁業(yè)資源提供基礎數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

自然資源部第一海洋研究所分別于2016 年2月(冬季)、8月(夏季)在日照市近岸海域進行2個航次的拖網調查，其中自北向南共布置4個斷面12個站位(圖1)。游泳動物拖網調查按《海洋調查規(guī)范:第6部分 海洋生物調查》(GB 12763.6-2007)[7]執(zhí)行。種類命名及分類以《海洋生物分類代碼(GB/T 17826-1999)》[8]和《中國海洋生物名錄》[9]為依據(jù)。調查所用網具為單拖底拖網，網口700目，網目尺寸約7.76 cm，網口寬度7 m。每站拖拽1 h， 平均拖速約5.6 km/h。在船上鑒定漁獲物種類，并按種類記錄質量、尾數(shù)等數(shù)據(jù)。

圖1 日照市近岸海域游泳動物調查站位

1.2 評價方法

1.2.1 生態(tài)優(yōu)勢度

利用相對重要性指數(shù)IRI[10]確定優(yōu)勢種。IRI≥1 000定義為優(yōu)勢種，100≤IRI<1 000定義為重要種。

IRI =(N+W)×F，

(1)

式中，N為某一游泳動物的尾數(shù)占總尾數(shù)的百分比，W為某一游泳動物質量占總質量的百分比，F(xiàn)為某一游泳動物出現(xiàn)的站位數(shù)占總站位數(shù)的百分比。

1.2.2 多樣性

利用Shannon-Wiener物種多樣性指數(shù)(H′)[11]、Margalef物種豐富度指數(shù)(D)[12]和Pielou均勻度指數(shù)(J)[13]來分析群落生態(tài)多樣性。計算公式如下：

(2)

(3)

(4)

式中：Pi為i種游泳動物的質量占總質量的比例，S為樣品種類總數(shù)，N為漁獲總尾數(shù)。

1.2.3 資源密度

資源密度按照《建設項目對海洋生物資源影響評價技術規(guī)程》[14]中的掃海面積法計算，公式如下：

(5)

式中：ρ為現(xiàn)存資源量，D為平均漁獲質量，a為每站掃海面積，p為捕獲率。本研究中捕獲率的取值如下：中上層魚類，p取0.3；近底層魚類、蝦類和烏賊類，p取0.5；底層魚類、蟹類和蛸類，p取0.8。

2 結果與分析

2.1 種類組成

兩季節(jié)共捕獲游泳動物17目50科66屬71種(表1)，其中魚類12目32科42屬44種，甲殼類2目14科20屬22種，頭足類3目4科4屬5種。從目級來看，以鱸形目(Perciformes)和十足目(Decapoda)種類出現(xiàn)數(shù)目較多，分別為22種、21種；從科級來看，出現(xiàn)數(shù)目較多的有蝦虎魚科(Gobiidae)8種，石首魚科(Sciaenidae)3種，對蝦科(Penaeidae)3種，梭子蟹科(Portunidae)3種。兩季共同出現(xiàn)的種類為28種：魚類14種，甲殼類11種，頭足類3種。在冬季所獲48種游泳動物中，魚類、甲殼類和頭足類分別為23，21，4種，依次占冬季航次游泳動物總數(shù)的47.92%、43.75%和8.33%；夏季航次所獲游泳動物50種，魚類、甲殼類和頭足類分別為35，11，4種，依次占夏季航次游泳動物總數(shù)的70.00%、22.00%和8.00%。

表1 日照市近岸海域游泳動物種類組成

2.2 優(yōu)勢種

兩季調查共出現(xiàn)優(yōu)勢種和重要種28種(表2,3)，其中屬于兩季共有優(yōu)勢種和重要種的有5種：矛尾蝦虎魚(Chaeturichthysstigmatias)、口蝦蛄(Oratosquillaoratoria)、日本鼓蝦(Alpheusjaponicus)、戴氏赤蝦(Metapenaeopsisdalei)、短蛸(Octopusminor)。冬季航次優(yōu)勢種有2種，為玉筋魚(Ammodytespersonatus)和疣背深額蝦(Latreutesplanirostris)，兩個優(yōu)勢種的累積質量百分比和累積尾數(shù)百分比分別為53.64%和70.46%。夏季航次優(yōu)勢種有4種，依次為日本槍烏賊(Loliolusiapouica)、矛尾蝦虎魚、口蝦蛄、綠鰭魚(Chelidonichthysspinosus)，4個優(yōu)勢種的累積質量百分比和累積尾數(shù)百分比分別為47.04%和59.45%。除優(yōu)勢種外，冬季捕獲的13個重要種質量比例較大的有短蛸(5.87%)、許氏平鲉(Sebastesschlegeli，5.03%)；數(shù)量比例較大的有長足七腕蝦(Heptacarpusfutilirostris，5.86%)，日本鼓蝦4.79%。夏季捕獲的14個重要種質量比例較大的有三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus，9.34%)、雙斑蟳(Charybdisbimaculata，6.56%)；數(shù)量比例較大的有日本鼓蝦(7.18%)，皮氏叫姑魚(Johniusbelengerii，4.86%)。

表2 日照市近岸海域冬季游泳動物群落優(yōu)勢種組成

續(xù)表2

表3 日照市近岸海域夏季游泳動物群落優(yōu)勢種組成

2.3 資源密度及其時空分布

冬季調查海域平均漁獲質量為4.76 kg/h (魚類3.95 kg/h、甲殼類0.50 kg/h、頭足類0.31 kg/h)，平均漁獲尾數(shù)為1 821 ind./h (魚類726 ind./h、甲殼類1 087 ind./h、頭足類8 ind./h)；夏季平均漁獲質量為6.62 kg/h (魚類3.18 kg/h、甲殼類2.56 kg/h、頭足類0.88 kg/h)，平均漁獲尾數(shù)為1 375 ind./h(魚類625 ind./h、甲殼類369 ind./h、頭足類381 ind./h)。按照面積法計算，冬夏兩季調查游泳動物平均尾數(shù)資源密度分別為106.86×103，59.41×103ind./km2。冬季尾數(shù)資源密度為(5.00-576.28)×103ind./km2(圖2a)，其中甲殼類尾數(shù)資源密度最高，平均為82.54×103ind./km2；魚類次之，平均為24.00×103ind./km2；頭足類最低，平均為0.32×103ind./km2。夏季尾數(shù)資源密度為(5.98-151.33)×103ind./km2(圖2b)，其中魚類尾數(shù)資源密度最高，平均為23.68×103ind./km2；頭足類次之，平均為19.48×103ind./km2；甲殼類最低，平均為16.24×103ind./km2。

圖2 日照市近岸海域游泳動物尾數(shù)資源密度分布

如圖3所示，冬夏兩季平均質量資源密度分別為191.22，251.35 kg/km2。冬夏兩季質量資源密度均以魚類最高，平均分別為115.07，125.75 kg/km2；甲殼類次之，平均分別為60.63，85.77 kg/km2；頭足類最低，平均分別為15.51，39.83 kg/km2。冬季游泳動物的尾數(shù)資源密度和質量資源密度分別以RZ03號站和RZ05號站最高，以調查范圍中部東側RZ09號站最低。夏季游泳動物的尾數(shù)資源密度和質量資源密度最低站位為調查范圍中部西側RZ07號站，最高站位分別為RZ09號站和RZ10號站。

圖3 日照市近岸海域游泳動物質量資源密度分布

2.4 群落多樣性特征

冬季調查Shannon-Wiener物種多樣性指數(shù)(H′)平均值為1.535，最高和最低值分別為調查范圍中部西側RZ07號站(2.368)和RZ04號站(0.419)，整體分布呈南北高中間低的趨勢(圖4a)；夏季稍高于冬季，平均值為1.896，最高和最低值分別為調查范圍中部西側RZ04號站(2.634)和RZ07號站(1.072)，整體分布呈南高北低的趨勢(圖4b)。冬季Pielou均勻度指數(shù)(J)平均值為0.540，最高和最低值分別為RZ09號站(0.806)和RZ04號站(0.215)，整體分布呈自北向南先降低后增高的趨勢(圖5a)；夏季平均值為0.693，最高和最低值分別為調查范圍中部西側RZ04號站(0.840)和調查范圍東北側的RZ03號站(0.425)，整體分布較均勻(圖5b)。冬季Margalef物種豐富度指數(shù)(D)平均值為2.505，最高和最低值分別為調查范圍北側的RZ02號站(3.279)和調查范圍中部東側的RZ09號站(1.128)，整體分布呈自近岸向遠岸逐漸降低的趨勢(圖6a)；夏季Margalef物種豐富度指數(shù)(D)和冬季基本相同，平均值為2.495，最高和最低值分別為調查范圍最北側的RZ03號站(3.393)和RZ01號站(0.652)，整體分布不均勻(圖6b)。

圖4 日照市近岸海域Shannon-Wiener物種多樣性指數(shù)分布

圖5 日照市近岸海域物種Pielou均勻度指數(shù)分布

3 討論

3.1 物種組成和優(yōu)勢種分析

本研究于2016年冬季調查共捕獲游泳動物48種(魚類23種、甲殼類21種、頭足類4種)，夏季捕獲50種(魚類35種、甲殼類11種、頭足類4種)。兩季節(jié)漁獲物總種類數(shù)差別不大，但種類組成差異明顯，兩季節(jié)物種更替率為60%。夏季魚類出現(xiàn)種類數(shù)占比明顯高于冬季，甲殼類明顯低于冬季。冬季調查海域水溫下降，某些季節(jié)性洄游魚類游入深水區(qū)(如小黃魚)或南黃海、東海(如鳀)越冬，魚類種類數(shù)下降。此時，當年生的甲殼類補充群體已成長為成體，同時甲殼類被捕食壓力減小，甲殼類種類上升。隨著夏季水溫的升高，部分游泳動物開始陸續(xù)回到淺?；蚝涌诋a卵，魚類種類數(shù)增加，甲殼類被捕食壓力增大，種類占比減少。

本研究冬夏兩季調查優(yōu)勢種共6種。從經濟價值看，口蝦蛄和日本槍烏賊為經濟價值較高的種類；玉筋魚和綠鰭魚有一定的經濟價值，矛尾蝦虎魚和疣背深額蝦為經濟價值較低的種類。調查海域缺乏經濟價值較高的大型魚類物種，漁獲物以甲殼類、頭足類和小型、低質、成熟期短的魚類為主。日照市近岸主要經濟種類已從傳統(tǒng)的經濟魚類轉變?yōu)閮?yōu)質的甲殼類和頭足類。這和金顯仕等[15]對萊州灣漁業(yè)資源群落結構研究、高雪等[16]對煙威海域游泳動物群落結構研究結果相似。從優(yōu)勢種季節(jié)變化來看，冬夏兩季差別較大，優(yōu)勢種更替率為100%。這主要是由冬夏兩季的水溫差別造成的。本研究冬季第一優(yōu)勢種玉筋魚屬于冷溫性魚類，在黃渤海海域每年11月至翌年3月從秋季的潛沙場游向近岸產卵，夏、秋兩季玉筋魚潛沙，現(xiàn)有拖網技術無法捕獲[17]?？谖r蛄繁殖期較長，貫穿春、夏、秋3個季節(jié)(4-9月)。到了冬季，口蝦蛄交配期后雌性個體大量死亡，再加上口蝦蛄的掘穴過冬習性[18]，致使冬季口蝦蛄捕獲量遠小于夏季。

3.2 與同海區(qū)歷史資料的比較

將本次研究結果與山東半島南部沿岸海域(包括本研究調查區(qū)域)2006年同一季節(jié)的研究結果進行對比(表4)。和2006年相比，2016年冬夏兩季調查海域總種類數(shù)、優(yōu)勢種個數(shù)呈增加趨勢，生物多樣性指數(shù)呈下降趨勢；兩季平均漁獲質量呈下降趨勢。增加的物種主要為甲殼類，冬季種類數(shù)增加75.00% (9種)，夏季增加了57.14%(4種)。這和孫鵬飛等[19]對長江口及其鄰近海域漁業(yè)資源的研究，戴芳群等[20]對黃、東海漁業(yè)資源群落結構變化研究以及李濤等[21]對山東半島南部近岸的研究結果類似。分析原因有如下兩點：①高強度的捕撈使調查海域的中大型魚類資源量大幅下降，這使得處在食物鏈底端的甲殼類被捕食機會減??；②日照沿岸有潮白河、傅疃河、繡針河等多條河流入海，沿岸河流帶入的豐富營養(yǎng)物質給甲殼類提供了充足的食物。從漁獲質量來看，兩季平均漁獲質量比2006年下降44.92%，其中魚類生物量下降49.46%，甲殼類下降35.58%，頭足類下降33.96%?？梢娬{查海域游泳動物資源量下降主要由魚類生物量下降引起的。從優(yōu)勢種來看，2個年份的調查優(yōu)勢種均以低價值小型魚類和甲殼類為主。在2006年冬季調查中質量占比7.80%、尾數(shù)占比32.80%的赤鼻棱鳀在2016年冬季調查中未出現(xiàn)。在2016年夏季調查中赤鼻棱鳀質量占比0.87%、尾數(shù)占比1.04%，其資源量大幅下滑。這與金顯仕等[15]對萊州灣游泳動物群落優(yōu)勢種演替趨勢的報道一致:20世紀 80年代末至20世紀末，優(yōu)勢種沿黃鯽→鳀魚→赤鼻棱鳀方向演替。從生物多樣性的變化來看，2016年兩季調查生物多樣性指數(shù)均呈下降趨勢，這主要是由2016年兩季調查優(yōu)勢種的優(yōu)勢度較高引起的。

表4 本研究結果與歷史數(shù)據(jù)對比

4 結論

日照市近岸海域冬夏兩季調查共捕獲游泳動物17目50科66屬71種，其中冬季調查共捕獲游泳動物48種(魚類23種、甲殼類21種、頭足類4種)，夏季捕獲50種(魚類35種、甲殼類11種、頭足類4種)，兩季節(jié)物種更替率為60%。冬夏兩季調查游泳動物平均尾數(shù)資源密度分別為106.86×103，59.41×103ind./km2;平均質量資源密度分別為191.22，251.35 kg/km2。從種類組成上看,調查海域漁獲物以小型、低質、成熟期短的魚類、甲殼類和頭足類為主，缺乏經濟價值較高的大型魚類物種。冬季優(yōu)勢種為玉筋魚和疣背深額蝦，夏季為日本槍烏賊、矛尾蝦虎魚、口蝦蛄和綠鰭魚。和2006 年山東半島南部近岸海域調查結果相比，調查海域甲殼類物種有增加的趨勢。受調查資料時間長度和歷史資料的限制，該海域游泳動物的群落特征及演替趨勢需結合更多的資料進一步分析。