2011年春、秋季浙江舟山海域浮游动物群落结构和多样性现状
2014-03-13王婕妤贾海波
王婕妤,黄 备,贾海波,魏 娜
(浙江省舟山海洋生态环境监测站,浙江舟山 316021)
2011年春、秋季浙江舟山海域浮游动物群落结构和多样性现状
王婕妤,黄 备,贾海波,魏 娜
(浙江省舟山海洋生态环境监测站,浙江舟山 316021)
分别于2011年4-5月(春季)和9-10月(秋季)对浙江舟山海域(29.513 3-30.909 8 N,121.717 0-123.160 0 E) 23个采样站位浮游动物的种类组成、数量分布、优势种及多样性进行了调查与分析。结果表明:调查海域共监测到浮游动物16大类131种。春季优势种组成为:中华哲水蚤和五角水母;秋季优势种组成为:中华哲水蚤、肥胖箭虫、百陶箭虫、背针胸刺水蚤、精致真刺水蚤、真刺唇角水蚤、双生水母、中华假磷虾和拟细浅室水母。两季浮游动物密度均值为236.1个/m3,生物量均值为221.8 mg/m3。中华哲水蚤密度均值为164.2个/m3。浮游动物生物多样性指数春季为1.84,秋季为3.49,均值为2.66,表明调查海域春季浮游动物多样性指数低,种类单一,群落结构不稳定;秋季浮游动物多样性指数高,物种丰富,群落结构稳定。
浮游动物;生物量;丰度;多样性指数
浙江舟山海域,西有长江、钱塘江等河流输入大量的陆源物质,东南受黑潮暖流的强烈影响,同时又承受东亚季风的交替作用,是集大河—边缘海—大气—海洋等相互作用于一体而形成独特地理环境特征的海域。
海洋浮游动物作为海洋生态系统的次级生产者,它们是经济水产动物,特别是上、中层鱼类和一切幼鱼的饵料基础。一些种类的分布对许多重要海流、水团及气候变化等具有生物指示作用。在海洋生态系统中,浮游动物不像藻类那样可以引发“赤潮”之类的环境问题,但是由于浮游动物对环境的适应能力存在明显的种间差异,浮游动物群落结构成为海洋水质监测的重要指标,研究浮游动物的群落结构和多样性对于监测评估海洋生态系统的健康以及采取相应的管理措施具有重要意义。关于长江口和浙江沿岸的浮游动物,有关学者已进行过一些调查研究[1],但是对浙江沿岸产卵场浮游动物较为系统的研究较少。本文根据2011年对浙江舟山海域4-5月(春季),9-10月(秋季)的浮游动物数量分布、种类组成、生物量、多样性指数等作分析探讨,为浙江舟山海域海洋资源的利用与保护提供基础数据。
1 材料与方法
1.1 监测范围及站位设置
调查海域为浙江舟山海域(29.513 3-30.909 8 N,121.717 0-123.160 0 E),设立23个站位(图1),分别于2011年春季4-5月,秋季9-10月进行2个航次的综合调查。用浅水I型浮游生物网由底层至表层垂直拖曳采集。样品用浓度为5%的福尔马林液固定。在解剖镜下进行浮游生物的鉴定及计数,在室内用电子天平称得浮游动物的湿重。浮游动物采集、处理等全部过程均按《海洋监测规范》(GB17378.1~7-2007)和《近岸海域环境监测规范》(HJ442-2008)进行,并实行全程监测质量控制。
图1 调查站位设置图Fig.1 Zooplankton sampling station
1.2 分析方法
群落演替评价采用演替速率指标[2],演替速率E的计算方法如下:
式中:Si、S0为第i群落和初始群落的相似性指数,相似性指数计算公式如下:
浮游生物优势度计算公式:
其中:Y表示物种优势度,Ni为第i种的个体数,N为该海域所有个体总数的和,f为该种出现的频度,当某一物种Y≥0.02时,可视为优势种类[3]。
多样性指数,密度、生物量平面分布图采用Surfer 8.0软件绘制。
2 结果与讨论
2.1 种类组成
调查海域春、秋两季共监测到浮游动物16类131种,其中桡足类44种,占总种类数的33.6%;浮游幼虫19种,占14.5%;水螅水母类18种,占13.7%(表1)。其中,春季监测到浮游动物16类72种,其中桡足类17种,占该季总种类数的23.6%;浮游幼虫11种,占15.3%;水螅水母类10种,占13.9%。秋季监测到浮游动物16类118种,其中桡足类39种,占该季总种类数的33.0%;水螅水母类18种,占15.2%;浮游幼虫16种,占13.6%。
表1 浙江舟山海域浮游动物种类组成Tab.1 Species composition of zooplankton in the coast of Zhoushan in April,May,September and October
春、秋两季浮游动物均出现16类,但种类数秋季比春季多,两季的种类组成发生了一定的变化,经统计,两季共有种58种(附录2),约50%的种类已发生更替,群落演替速率E=0.39(0<E<1),表明春、秋两季群落结构已经发生了部分的变化,其中桡足类、水螅水母类和浮游幼虫的种类数秋季较春季有明显的增加。在秋季,由于调查海域受到暖流的影响进一步加深,同时受长江冲淡水的共同影响[4-6],暖水性广布种和近岸低盐种显著增加。浮游动物种类组成的季节变化与春、秋两季调查海域的水文环境变化有关。
2.2 优势种组成
生态学上的优势种是具有控制、影响群落的有机体。它们的数目或活动性的变化直接起着控制群落特性的作用。经统计,研究海域不同季节优势种类数及占主导优势地位的种类有一定差异[1,7-8]。
春季优势种组成为:中华哲水蚤和五角水母(表2),均属暖温带近海类群,表明春季调查海域已受暖流的影响。
秋季优势种组成为:肥胖箭虫、百陶箭虫、背针胸刺水蚤、精致真刺水蚤、真刺唇角水蚤、双生水母、中华哲水蚤、中华假磷虾和拟细浅室水母(表2),其中背针胸刺水蚤和真刺唇角水蚤属近岸低盐类群,百陶箭虫、双生水母、中华哲水蚤、中华假磷虾和拟细浅室水母属暖温带近海类群,肥胖箭虫和精致真刺水蚤属暖水性广布类群,表明秋季暖流对调查海域有了进一步的影响,秋季长江流域正处于丰水期,长江冲淡水也同时影响着调查海域。
表2 浮游动物优势种及优势度Tab.2 Dominant species of zooplankton in the coast of Zhoushan during April,May,September and October
调查海域春季仅有2种优势种,由于春季正值中华哲水蚤的旺发[9-10],因此中华哲水蚤成为调查海域春季的第一优势种,且优势度大大高出五角水母。秋季有9种优势种,较春季多,其中肥胖箭虫为第一优势种,其余8种优势种的优势度彼此相差不大。调查海域的优势种有明显的季节更替现象,不同季节优势种的种类和数量各有不同。这可能受海区内水团的分布及季节推移影响,以及浮游动物不同种类的季节数量变化所致,对此有待于更深入的分析、研究和探讨[11]。
2.3 密度和生物量分布
浮游动物密度均值为236.1个/m3(表3),变化范围为:4.4~3 332.4个/m3,最大值出现在春季的ZJ0921站位,最小值出现在春季的ZJ0914站位,浮游动物密度均值春季(395.8个/m3)远大于秋季(76.4个/m3),这是由于春季调查海域处于中华哲水蚤旺发期,大量的中华哲水蚤拉高了春季浮游动物的密度均值。
春季浮游动物密度在调查海域东南部(朱家尖和桃花岛外侧海域)出现高值区,整个海域呈自西向东部外侧海域递增的态势;秋季浮游动物密度在平面分布上相对较均匀,整个海域由东向西呈缓慢递减态势;全年浮游动物密度平面分布呈由东向西递减态势,分布基本与春、秋两季一致(图2)。
表3 浮游动物密度、生物量及多样性指数Tab.3 Distribution of density,biomass and diversity index of zooplankton in the coast of Zhoushan during April,May,September and October
图2 浮游动物的密度(个/m3)平面分布Fig.2 Density distribution of zooplankton in the coast of Zhoushan during April,May,September and October
本次浮游动物生物量均值为221.8 mg/m3(表3),变化范围为:0.71~1 617.6 mg/m3,最大值出现在春季的ZJ0921站位,最小值出现在春季的ZJ0905站位,浮游动物生物量均值春季(258.5 mg/m3)大于秋季(185.2 mg/m3),同密度的季节变化原因相同,由于春季调查海域处于中华哲水蚤旺发期,大量的中华哲水蚤拉高了春季浮游动物的生物量均值。
浮游动物生物量的平面分布与密度分布图极为相似,春季在调查海域的东南部(朱家尖和桃花岛外侧海域)出现高值区,整个海域生物量呈由东部外海向西递减的态势;秋季整个海域的生物量由东向西呈递减态势;全年浮游动物生物量平面分布呈由东向西递减态势,分布与春、秋两季的结果基本一致(图3)。
图3 浮游动物生物量(mg/m3)平面分布Fig.3 Diomass distribution of zooplankton in the coast of Zhoushan during April,May,September and October
浮游动物的分布与水温、盐度、水系、径流、浮游植物和叶绿素a等因子密切相关[12-13]。盐度、水温是影响长江口及邻近水域浮游动物群落结构的主要环境因子[12-14]。
2.4 中华哲水蚤密度分布
中华哲水蚤在调查海域全年出现,属暖温带近海类群,是调查海域优势种之一,尤其在春季是中华哲水蚤旺发的季节,旺发的中华哲水蚤直接影响了浮游动物总体的密度和生物量,在浮游动物群落结构中起到了优势的作用,对群落的生物多样性也起到了关键的作用。
图4 中华哲水蚤密度(个/m3)站位分布Fig.4 Station distribution of density of Calanus sinicus in the coast of Zhoushan during April,May,September and October
调查海域中华哲水蚤密度年均值为164.2个/m3,变化范围为:0~3 035.8个/m3,最大值出现在春季的ZJ0921站位,这与浮游动物密度和生物量最大值出现的站位相一致,进一步印证了中华哲水蚤在浮游动物群落中的重要性。春季由于中华哲水蚤旺发,调查海域大部分站位中华哲水蚤的密度均达到50个/m3以上,东部外侧海域的个别站位甚至达到2 000个/m3以上;秋季中华哲水蚤密度急剧下降,只有个别站位密度达到15个m3以上,但中华哲水蚤仍属秋季该海域的优势种;由于中华哲水蚤密度分布受春季数量较大影响,中华哲水蚤全年站位分布图与春季图极为相似(图4)。浮游动物生物量的变化与优势种丰度变化密切相关。本研究的生物量高值及较高值都出现在口外近海水域及咸淡交错水域与口外近海水域交界水域(图2),其中中华哲水蚤是最主要的优势种,且中华哲水蚤个体较大,因此中华哲水蚤对生物量的贡献较高。中华哲水蚤成为优势种的水域标志着外海高盐水人侵的位置[15]查水域可能受到外海水的影响。
2.5 生物多样性
一般而言结构复杂的群落,其稳定性也相对较好,调查海域春、秋两季浮游动物多样性指数均值为2.66(表3),变化范围为:0.47~4.22,最大值出现在秋季的ZJ0911站位,最小值出现在春季的ZJ0903站位,多样性指数均值春季(1.84)远低于秋季(3.49)。春季调查海域处于中华哲水蚤旺发期,浮游动物多样性指数低,种类单一,群落结构不稳定,这与张亚洲等[16]结果基本一致。张可能是由于4-5月(春季)调查海域平均表层水温较低的原因所致。调查海域秋季不是中华哲水蚤旺发的季节,且秋季调查海域大面积同时受长江冲淡水和暖流的共同影响,带来了丰富的不同群落的浮游动物种类,因此秋季调查海域的浮游动物多样性指数高,物种丰富,群落结构稳定。
春季浮游动物多样性指数平面分布极不均匀,其中在舟山本岛东北侧海域出现一个高值区,在调查海域东南部和马迹山南侧海域出现低值区;秋季整个调查海域多样性指数平面分布极为均匀,且数值大部分都在3.0以上;全年浮游动物多样性指数平面分布图与春季图相似,在舟山本岛东北侧海域出现一个高值区,在调查海域东南部和马迹山南侧海域出现低值区(图5),浮游动物多样性空间分布可能与形成的不同生境中营养盐等诸多因素的显著差异有关。
图5 浮游动物多样性指数平面分布Fig.5 The diversity index distribution of zooplankton in the coast of Zhoushan during April,May,September and October
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Community Structure and Diversity of Zooplankton in Sea Area of Zhoushan,Zhejiang of 2011
WANG Jie-yu,HUANG Bei,JIA Hai-bo,et al
(Zhejiang Provincial Zhoushan Marine Ecological Environmental Monitoring Station,Zhoushan 316021,China)
In April,May,September and October,2011,the species composition,quantitative distribution,dominant species and community structural characteristics of the zooplankton were studied at 23 stations in sea area of Zhoushan (29.513 3-30.909 8 N,121.717 0-123.160 0 E).The results showed that including 131 species in 16 class in the studied area.Dominant species of zooplankton are Calanus sinicus and Muggiaea atlantica in autum in sea area of in Zhoushan,in April and May,which are C.sinicus,Sagitta enflata,Sagitta bedoti,Centropages dorsispinatus,Euchaeta concinna,Labidocera enchaeta,Diphyeschamissonis Pseudeuphausia Sinica,Lensiasubtiloides in same area in September and October.The mean value of density and biomass of zooplankton in two seasons is 236.1 ind/m3,221.8 mg/m3,respectively.The mean value of density of C.sinicus in two seasons is 164.2 ind/m3.The diversity index of zooplankton in the coast of Zhoushan are 1.84 m 3.49 during spring and autumn,respectively.The mean value of diversity index in two season is 2.66.The re-sults showed that the lower diversity index with fewer species leads to instability community structure in spring.On the other hand,there is stability community structure with higher diversity index and stability community structure in autumn in this studied area.
zooplankton;biomass;abundance;diversity index
S932.8
A
1008-830X(2014)04-0311-06
2014-04-08
国家环境保护公益性行业科研专项(201309008)
王婕妤(1980-),女,浙江金华人,工程师,研究方向:海洋环境污染物及浮游动物.E-mail:Xwyu0716@163.com