广西白龙半岛邻近海域污损生物群落结构分析

田伟，徐兆礼*

(1. 中国水产科学研究院 东海水产研究所，上海 200090)

广西白龙半岛邻近海域污损生物群落结构分析

田伟1，徐兆礼1*

(1. 中国水产科学研究院 东海水产研究所，上海 200090)

2011年12月-2012年11月，在广西白龙半岛邻近海域进行周年污损生物挂板试验，共记录到污损生物60种，以亚热带暖水种为主，其中优势种类有河蜾蠃蜚Corophiumacherusicum、钩虾Gammarussp.、网纹藤壶Amphibalanusreticulatus、翡翠贻贝Pernaviridis、华美盘管虫Hydroideselegans、太平洋侧花海葵Anthopleuranigrescens、冠瘤海鞘Styelacanopus、凸壳肌蛤Musculussenhousia和多齿围沙蚕Perinereisnuntia。全年均有生物附着，四季平均附着密度和附着湿质量分别为45 136个/m2和4 246.03 g/m2，其中以秋季附着密度最高，达到153 514个/m2，春季附着湿质量最大，为9 418.42 g/m2。污损生物群落Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J)和Margalef物种丰富度指数(d)均以夏季最高，冬季最低。丰度/生物量比较法结果表明，冬季、秋季、下半年和周年板上的污损生物群落结构不够稳定。

白龙半岛；污损生物；生物多样性；群落结构

1 引言

海洋污损生物是指附着或固定在船舶、浮标和一切人工设施固体表面上，对人类经济活动产生危害的一切动、植物和微生物的总称[1]。随着沿海经济的高速发展，船舶、码头桩柱、海洋能源类项目取排水冷却系统管道、养殖网箱等各种人工设施日渐增多，污损生物长期附着在这些设施上，能增加负荷，堵塞管道，腐蚀、破坏和减少仪器设备寿命等，对人类经济活动产生严重的危害[2—3]，已引起了国内外的广泛关注。目前，国内外已对沿海污损生物进行了大量报道[4—9]，并对污损生物的附着机理与防除技术进行了不少研究[10—15]。

白龙半岛位于我国广西西南部，其邻近海域位于南海北部湾，属于典型的热带-亚热带季风气候，该海域四季雨水充沛，年均气温22.3℃；西有北仑河淡水注入，南受到高温高盐水影响，年均水温、盐度分别为21.8℃和29.6℃。该海域是我国重要的养殖区，养殖品种有珍珠贝、眼斑拟石首鱼和近江牡蛎等。

目前，关于白龙半岛邻近海域的生态研究甚少，主要集中在北仑河口国家级海洋自然保护区[16—17]，而针对该海域污损生物的研究仅见李恒翔等[18]在2010年的报道，这对于目前沿海高速发展的经济趋势来说是远远不够的。因此对该海域污损生物群落结构的生态研究，不仅能丰富我国沿海污损生物的研究资料，更能为沿海污损生物的防除提供理论依据，从而为沿海工程设施、仪器设备，海水养殖活动等提供更好的保护。

2 材料和方法

2.1 调查时间和站位布设

于2011年12月至2012年11月在白龙半岛附近海区设置两个站位进行污损生物的挂板试验，经纬度分别为108°12′52.16″E，21°29′26.05″N和108°14′11.98″E，21°29′36.66″N(图1)，其中2011年12月-2012年2月、3-5月、6-8月和9-11月分别为冬、春、夏和秋季挂板调查，2011年12月-2012年5月和6-11月分别为上半年和下半年挂板调查。

图1 白龙半岛邻近海域污损生物挂板试验点Fig. 1 Map of the study area off Bailong Peninsula with sampling sites indicated

2.2 材料和方法

采用厚度为3 mm的棕色环氧酚醛层压板进行调查，季板、半年板和周年板规格分别为80 mm×145 mm、80 mm×150 mm、80 mm×150 mm。每组挂板分表、底层，每块挂板正中钻两个相距50 mm，孔径7 mm的穿板孔，试板面与海面垂直，其中表层试板离水面0.5 m，底层试板距水面3 m，用尼龙绳固定在人工浮筏上。挂板的换取，样品的收集、测量、固定以及鉴定等工作均按照《海洋调查规范》[19]进行。

2.3 数据处理

采用Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Peilou均匀度指数(J)、Margalef物种丰富度指数(d)和Simpson物种优势度指数(D)对污损生物群落多样性进行分析[20—21]，计算公式为：

(1)

(2)

(3)

(4)

式中，N为样品中所有种类的总个体数，S为样品中的种类数，Pi为第i种的个体数与样品中的总个体数的比值，即ni/N。

采用丰度/生物量比较法[22](ABC曲线)对群落结构稳定性进行分析，以上指数的计算以及绘图采用Primer5.0软件完成，其他数据的处理用excel完成，站位图用Surfer8.0完成。

3 结果

3.1 种类组成

本次调查共鉴定出污损生物14门60种，其中软体动物和多毛类占优势，分别有17种和12种，二者几乎占总种类数的一半。其他还有藻类7种，甲壳动物5种，苔藓动物4种，腔肠动物、星虫动物和海鞘类各3种，棘皮动物和扁形动物各2种，海绵动物和纽形动物各1种(见表1)。群落优势种有河蜾蠃蜚Corophiumacherusicum、钩虾Gammarussp.、网纹藤壶Amphibalanusreticulatus、翡翠贻贝Pernaviridis、华美盘管虫Hydroideselegans、太平洋侧花海葵Anthopleuranigrescens、冠瘤海鞘Styelacanopus、凸壳肌蛤Musculussenhousia和多齿围沙蚕Perinereisnuntia。

3.2 附着季节

图2显示了白龙半岛主要污损生物不同季节的附着情况，各季节均有生物附着，但附着强度有明显的差异。冬季附着强度最低，夏季附着强度最高。网纹藤壶各季均有出现，附着盛期出现在夏季和秋季，附着密度分别为4 014个/m2和4 908个/m2；河蜾蠃蜚除了春季无出现，各季均有附着，秋季附着密度达到94 062个/m2；钩虾与河蜾蠃蜚有同样的季节变化趋势，秋季附着密度达到54 030个/m2；翡翠贻贝附着盛期出现在春季，附着密度达到5 323个/m2；华美盘管虫、太平洋侧花海葵、冠瘤海鞘、凸壳肌蛤和多齿围沙蚕附着盛期均出现在夏季，冬季均无出现。从上、下半年的附着情况来看，下半年的附着强度明显高于上半年。由此看出，白龙半岛邻近海域主要污损生物多喜好高温的季节。

表1 白龙半岛邻近海域污损生物种名录

图2 白龙半岛邻近海域污损生物主要种类的附着季节Fig.2 Seasonal occurrence of dominant biofouling organism (including epibiota and motile invertebrates) off the Bailong Peninsula

3.3 数量组成及其季节变化

白龙半岛邻近海域污损生物群落附着量季节差异明显。各季出现种类数由多到少依次为：夏季(28种)、春季(18种)、秋季(14种)、冬季(9种)；季板平均附着密度和附着湿质量分别为45 136个/m2和4 246.03 g/m2，附着密度由高到低依次为：秋季、夏季、春季、冬季，秋季出现大量的河蜾蠃蜚和钩虾，附着密度远高于其他季节。附着湿质量由高到低依次为：春季、夏季、秋季、冬季，除了春季出现大量大个体的翡翠贻贝对生物量贡献很大外，其他季节湿质量主要贡献者均为网纹藤壶，海鞘类在夏季对生物量的贡献居第二。下半年附着强度远高于上半年，主要与钩虾类的大量出现有关。春季板、夏季板、下半年板和周年板覆盖面积为100.0%。春季由于翡翠贻贝个体大，平均覆盖厚度最高为9.69 mm，下半年板和周年板平均覆盖厚度均超过10.00 mm。结果列入表2。

表2 白龙半岛邻近海域污损生物的数量组成

续表2

3.4 群落物种多样性指数

白龙半岛邻近海域污损生物季板上物种多样性指数H′值平均为1.66，夏季明显大于其他三季，达到2.88，冬季最低，上半年高于下半年，周年板仅为1.22；均匀度指数J值四季平均为0.43，夏季最高为0.64，冬季最低，上半年高于下半年，周年板仅为0.24；丰度指数d值四季平均为0.95，夏季最高为1.61，冬季最低，上半年高于下半年，周年为1.75；优势度指数D值四季平均为0.46，冬季最高为0.72，夏季最低，下半年高于上半年，周年为0.52。多样性指数H′、均匀度指数J、丰度指数d由高到低依次为：夏季、春季、秋季、冬季，上半年高于下半年，而优势度指数D则相反。结果列于表3。

表3 白龙半岛邻近海域污损生物群落多样性

图3 白龙半岛邻近海域污损生物丰度/生物量复合k-优势度曲线Fig.3 ABC curves of fouling assembles off Bailong Peninsula

3.5 群落结构稳定性

用丰度/生物量比较法(ABC曲线)对白龙半岛临近海域污损生物群落稳定性进行分析，如图3所示，冬季(Ⅰ)、秋季(Ⅳ)、下半年(Ⅵ)丰度生物量复合k-优势度曲线出现交叉，周年板(Ⅶ)则出现翻转，而春季(Ⅱ)、夏季(Ⅲ)和上半年(Ⅴ)则未出现交叉、翻转情况，生物量优势度曲线始终在丰度之上，表明冬季、秋季、下半年和周年板上污损生物群落结构不稳定，而春季、夏季和上半年板相对比较稳定。

4 讨论

白龙半岛邻近海域位于北部湾北部，属于典型的亚热带海区，因此本次调查污损生物种类主要以亚热带暖水种为主。污损生物群落与南海沿岸港湾比较，种类组成及优势种与大鹏湾[23]、大亚湾[24]、汕头港[25]、深圳湾[26]、碣石湾[27]和湛江港[28]比较类似，不同于珠江口[29]，主要优势种有网纹藤壶、华美盘管虫等，附着湿质量低于湛江港，高于其他港湾。另外与李恒翔等[18]2006年在此海区的调查比较，本次调查群落还是以亚热带暖水种为主，未出现茗荷、钟巨藤壶和刺巨藤壶等外海种类，但种类组成有所差异，本次调查主要种类组成以软体动物(17种)和多毛类(12种)为主，而2006年调查则以苔藓动物(13种)和多毛类(15种)为主，数量组成也发生了较大的变化，平均湿质量相差不大，还是以网纹藤壶、翡翠贻贝和海鞘类等大个体为主，但出现大量的小个体的钩虾类，这与东山湾[30]调查比较类似，使得冬季、秋季、下半年和周年板上附着密度远高于2006年调查，这可能与目前沿海飞速发展的经济活动与人类高强度的捕捞、养殖等海上活动有关，白龙半岛邻近海域是我国重要的养殖区域，目前，对于引进品种眼斑拟石首鱼(俗称美国红鱼)的养殖规模甚大，养殖过程中的大量投饵可能是导致钩虾类暴发的直接原因。

从表3可以看出，白龙半岛邻近海域污损生物群落结构夏季多样性指数、均匀度和丰度指数最高，春季次之，秋季和冬季较低，上半年高于下半年，周年板均较低，这与图3反应出来的群落结构稳定性一致，夏季、春季和上半年群落结构较稳定，而冬季、秋季、下半年和周年板群落结构稳定性较差。这主要与冬季水温较低，群落结构种类少，数量主要以小个体的钩虾类为主，秋季、下半年和周年板钩虾类大量增殖，

附着密度均高达10.00×104个/m2以上，这严重破坏了群落种类间的平衡，因为小个体的钩虾类属于r-对策者，很容易受到环境影响而发生变动，使得群落结构极其不稳定；而春季、夏季和上半年板上则污损生物种类多，主要以较大个体的翡翠贻贝、网纹藤壶和海鞘类为主，数量分布相对比较均匀，群落相对比较稳定。

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The study on community structure of marine fouling in the waters off Bailong Peninsula，Guangxi

Tian Wei1，Xu Zhaoli1

(1.EastChinaSeaFisheriesResearchInstitute，ChineseAcademyofFisherySciences，Shanghai200090，China)

An annual panel investigation on marine fouling organisms in the waters off Bailong Peninsula was conducted from December 2011 to November 2012. A total of 60 species were identified and the dominant species wereCorophiumacherusicum，Gammarussp.，Amphibalanusreticulates，Pernaviridis，Hydroideselegans，Anthopleuranigrescens，Styelacanopus，Musculussenhousia，Perinereisnuntia. The fouling organisms were mainly composed of subtropical and warm water affinities and the settlements occurred through the year，the average abundance and biomass on the seasonal test panel were 45 136 ind/m2and 4 246.03 g/m2. The highest seasonal abundance and biomass were 153 514 ind/m2in autumn and 9 418.42 g/m2in spring. The Shannon-Wiener index，Pielou’s evenness index and Margalef species richness of the community structure of fouling organisms on seasonal test panels were the highest in summer and lowest in winter. The results of ABC showed that community structures of fouling organisms on winter，autumn，second half year and annual test panels were not stable.

marine fouling; Bailong Peninsula; biodiversity; community structure

10.3969/j.issn.0253-4193.2015.04.013

2014-08-18；

2014-12-16。

海洋公益性行业科研专项经费项目(201305027-8)。

田伟(1987—)，男，湖南省常德市人，研究实习员，主要从事海洋生物生态研究。E-mail：tianwei_19870211@163.com

*通信作者：徐兆礼，研究员, 主要从事海洋生物生态研究。E-mail：xiaomin@sh163.net

X171

A

0253-4193(2015)04-0120-08

田伟，徐兆礼. 广西白龙半岛邻近海域污损生物群落结构分析[J]. 海洋学报，2015，37(6)：120—127，

Tian Wei, Xu Zhaoli. The study on community structure of marine fouling in the water of Bailong Peninsula, Guangxi[J]. Haiyang Xuebao，2015，37(6)：120—127，doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2015.04.013