河北乐亭海域大型底栖动物调查与群落特征分析
时间：2020-09-29 04:06:54 来源：达达文档网 本文已影响 人 
曹宏梅 李广楼 王志勇 李艳丽 赵晴
摘 要：通过2019年5月24日对河北乐亭海域大型底栖生物的调查发现，所获底栖动物40种，其中软体动物出现的种类数最多，共出现17种，占底栖动物种类组成的42.5%，其次为环节动物、节肢动物。生物量变化范围在（0.35～60.77）g/m2之间，平均为9.21 g/m2。生物密度变化范围在（32～292）个/m2之间，平均为105个/m2。生物多样性指数在0.94～2.04之间，平均指数为1.63。不倒翁虫、耳口露齿螺为本次调查的主要优势种，其优势度分别为0.06和0.03。本次调查海域主要以生命周期较短的软体动物和环节动物为主，调查所获种类数远低于历史平均值，多样性指数较2008年4月调查显著降低，均匀度指数及丰富度指数略有下降，说明该海域底栖生物群落结构趋于单一化，稳定性趋差。
关键词：河北乐亭;大型底栖动物;群落特征
大型底栖动物的种类远远超过水层中的大型浮游动物、鱼类、哺乳动物类的总和，是海洋生态系统中种类最多、生态关系最复杂的生物类群，在海洋生态系统的物质循环和能量流动中发挥着重要的作用。大型底栖动物活动范围有限，有些营固着生活，对逆境的逃避能力较差，受环境影响更为深刻。常被用作监测和评估海洋生态环境质量健康的指示生物。
此次研究乐亭海域，因其重点发展精品钢铁、临港化工等产业，毗邻京唐港，东南两面濒临渤海，研究人员一直对其对海洋生态产生何种影响较为关注。本文旨通过调查底栖生物的种类及生物量，间接评价该海域受化工产业及海上交通影响，弥补历史资料匮乏的现状。
1 材料与方法
1.1 样品采集与处理
调查于2019年5月24日进行底栖动物的现场采样，现场共布设3个监测断面，20个监测站位，采集站位见图1。技术要求执行《海洋监测规范》（GB 17378-2007）：一般采用0.1 m2的采泥器采样，每站3次，在港湾中或无动力设备的小船上可用0.05 m2采泥器，每站3次。再用底栖生物旋涡分选装置筛选生物样（上层用2.0～5 mm网眼，中层用1.0 mm网眼，下层用0.5 mm网眼）。样品用5%甲醛固定保存，帶回实验室鉴定分析。1.2 数据分析方法
1.2.1 优势度
式中：y为优势度;fi为第i种在采样点位中出现的出现频率;Pi为第i种在总数量中的比例。y>0.02时，定为优势种。
1.2.2 种类丰富度（d）、均匀度指数（J′）
丰富度（d）和均匀度指数（J′）计算公式如下：
式中：S为种类数;N为总丰度;H′为实测Shannon-Weaver多样性指数。H′Max=log2S。
1.2.3 多样性指数
采用（Shannon-Weaver）生物多样性指数法（H"）：
式中：H"为种类多样性指数;S为样品中的种类总数;Pi为群落第i种的数量或重量占样品总数量之比值。
数量可以采用个体数、密度表示;重量可用湿重或干重表示。
大型底栖动物多样性指数对于底栖生境质量的指示参考HJ 442-2008《近岸海域环境监测技术规范》中的底栖生境分级标准，H"≥3.0表示生境质量优良，2.0≤H"<3.0表示生境质量一般，1.0≤H"<2.0表示生境质量差，H"<1.0表示生境质量极差。
2 结果与分析
2.1 种类组成
本次调查共获底栖生物40种，隶属于棘皮动物、软体动物、节肢动物、环节动物4个门类。其中，软体动物出现的种类数最多，共出现17种，占底栖动物种类组成的42.5%;环节动物、节肢动物各出现11种，分别占底栖动物种类组成的27.5%;棘皮动物出现1种，占2.5%。
2.2 生物量组成与分布
调查海域各站位底栖动物生物量变化范围在（0.35～60.77）g/m2之间，平均为9.21 g/m2。调查海域底栖生物量组成以软体动物占优势，占总生物量的85.47%。底栖动物生物量在调查海域外海生物量略高，调查海域18号站出现最高值，11号站出现最低值。
2.3 密度组成与分布
调查海域监测站位底栖动物生物密度变化范围在（32～292）个/m2之间，平均为105个/m2。调查海域底栖动物密度组成以软体动物占优势，占总密度的51.43%;其次，环节动物占第二位，为总密度的20.27%。底栖动物生物密度分布最高值出现在4号站位，最低值出现在2号站位。
2.4 群落特征
应用PRIMER6.0软件进行分析，各站位底栖动物多样性等群落指数见表2。各站位底栖动物多样性指数在0.94～2.04之间，平均指数为1.63。本次调查中，调查海域大型底栖动物平均多样性指数低于2，该海域底栖动物群落结构差。
优势种有不倒翁虫Sternaspis sculata（y=0.06）、耳口露齿螺Ringicula doliaris（y=0.03），江户明樱蛤Moerella jedoensis、日本倍棘蛇尾Amphioplus japonicus优势度分别为0.02。
3 讨论
3.1 河北乐亭海域大型底栖动物群落组成
本次调查共获底栖动物40种，其中软体动物最多，共17种，占底栖动物种类组成的42.5%;环节动物、节肢动物各11种，各占底栖动物种类组成的27.5%。历史上对渤海湾调查显示大型底栖动物种类约为百种，如1983年122种，2013年128种，2014年143种。本次调查结果远低于历史平均值，可能由于调查覆盖面不够广，也可能是近几年过度开发利用导致生物种群数量下降。
周然[1]报道渤海湾大型底栖动物与环境因子之间的关系较大，与水深呈显著负相关，随着水深减少，即向沿岸，底栖动物种类相应增加。本次调查近岸水深平均6.5 m，最远端平均水深18.6 m。近北向一条断面与报道规律一致。另两条断面与报道相反，现场勘查属于浴场或人工养殖区域，可见人为干涉对底栖环境影响较大。有关地形背景、水动力作用在促进和维持大陆边缘开阔斜坡上的种群结构方面发挥正向或负向影响还需更多深入研究。
3.2 河北乐亭海域大型底栖动物群落特征及优势种
2008年4月在渤海湾近岸海域进行了21个站位的大型底栖动物调查[2]，调查区内大型底栖动物的总栖息密度平均值为228.8个/m2，总生物量平均值为36.03 g/m2，调查区内大型底栖动物多样性指数平均值为2.99，丰富度指数平均值为1.71，均匀度指数平均值为0.84。此次调查乐亭海域多样性指数（均值1.63）较2008年4月调查显著降低，均匀度指数及丰富度指数略有下降，说明该海域底栖生物群落结构趋于单一化，稳定性趋差。有报道称[3]物种数量、密度、生物量和多样性指数的较低值集中在港口的主要河口、出海口和邻近地区等受人为干扰最严重的地区，本次调查支持这种观点。
海底底栖动物群落结构与海底结构密切相关，其中硬基质类群和生物量较多，以滤食性脆弱海洋生态系统类群为主，软沉积物主要为沉积物进食者。本次调查海域主要以生命周期较短的软体动物和环节动物为主，其分别占比为51.43%和20.27%，不倒翁虫、耳口露齿螺为本次调查的主要优势种，其优势度分别为0.06和0.03，其中不倒翁虫即属于泥沙质细颗粒底质典型生物。与2017年调查[4]优势种较为类似，该次优势种类分别为彩虹明樱蛤、不倒翁虫。传统的较大个体的底栖种类，如棘皮动物、双壳类发现较少，已被更小个体的软体动物、环节动物取代，呈现小型化和低质化现象。由此推测，该海域的大型底栖动物群落结构相对脆弱，近年来受人类活动影响，渤海海域大型底栖动物群落结构已经发生了变化。
近几十年来，由于海岸工程、化工及生活污染物排放和水产养殖的影响，许多海洋生态系统的结构发生了重大变化。尽管沿海地区具有明显的生态和经济重要性，但缺乏深入而系统的研究。国外研究显示底栖生物群落显示出重大的结构变化，海洋多毛类和物种对水温上升的敏感性有所下降。同时，对环境扰动有容忍度的机会主义物种也大量增加。
越来越多的证据表明，入海大陸坡生态系统是底栖海洋生物多样性的主要储存库之一。我们需要增强对大陆边缘及开阔斜坡地形地貌的生物多样性及其潜在丧失机制进行深入的研究和理解。
参考文献：
[1] 周然，覃雪波，彭士涛.渤海湾大型底栖动物调查及与环境因子的相关性[J].生态学报，2014，34（1）：50-58.
[2] 王瑜，刘录三，刘存歧，等.渤海湾近岸海域春季大型底栖动物群落特征[J].环境科学研究，2010，23（4）：430-436.
[3] 蔡文倩， 孟伟， 刘录三， 等. 春季渤海湾大型底栖动物群落结构特征研究[J].环境科学学报，2013，33（5）：1458-1466.
[4] 刘旭东，孙立娥，张晓红，等.渤海海域夏季大型底栖动物群落特征[J].中国环境监测，2019，35（3）：120-127.
