山东省近岸海域浮游动物的生态特征分析

毕晓欣 毕立海 刘冲等

摘要[目的]监测山东省近岸海域浮游动物的生物特征。[方法]2015年春季在山东省近岸海域开展了浮游动物多样性监测，探讨其群落结构与水质理化因子的关系。[结果]共鉴定出浮游动物26种，种类组成以近岸低盐类群和广温广盐类群为主，兼有少量低温广盐类群，中华哲水蚤、腹针胸刺水蚤、双毛纺锤水蚤、强壮箭虫为优势种。[结论]群落结构各类指数站位间变幅较大，结合同步调查的水质理化因子相关性分析表明，硝酸盐和亚硝酸盐是影响浮游动物群落结构最重要的环境因子，而叶绿素a含量是影响浮游动物生物量最重要的环境因子。

关键词山东省近岸海域；浮游动物；群落结构；环境因子

中图分类号S963.21+4；X826文献标识码A文章编号0517-6611（2016）04-136-06

Ecological Characteristics of Zooplankton of Inshore Areas in Shandong Province

BI Xiaoxin1， BI Lihai1， LIU Chong2 et al（1. Yantai Oceanic Environmental Monitoring Central Station of State Oceanic Administration， Yantai， Shandong 264006； 2. Second Institute of Oceanography of State Oceanic Administration， Hangzhou， Zhejiang 310012）

Abstract[Objective] To monitor the zooplankton species diversity in offshore marine areas of Shandong Province in the spring of 2015， and to discuss the relationship between community structure and physicochemical factors of water quality. [Result] A total of 26 species were collected， including coastal brackish water group， eurythermal euryhaline group and a small number of hypothermal euryhaline group. Calanus sinicus， Centropages mcmurrichi， Acartia bifilosa and Sagitta crassa were the primary dominant species. [Conclusion]The amplitude of the index varied significantly among sites. Analysis showed that nitrate and nitrite were the most important environmental factors affecting the community structure of zooplankton； while chlorophylla a was the most important environmental factor affecting the biomass of zooplankton.

Key wordsInshore areas of Shandong Province； Zooplankton； Community structure； Environmental factor

山東省位于我国东部沿海，黄河下游，地处114°47.5′～122°42.3′E、34°22.9′～38°24.01′N。山东半岛突出于渤海与黄海之间，拥有3 024 km海岸线，占全国海岸线的1/6[1]。近海海域中散布着299个岛屿，岸线总长668.6 km，海岸线生态和景观资源十分丰富，海洋生物尤其是经济生物资源丰富。

浮游动物在海洋生态系统中起着承上启下的作用，它们既可以摄食一些藻类、细菌、碎屑，也是许多经济海产动物的饵料，因而在物质循环中起到枢纽作用[2]。此外，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[3]，通过对其种类、数量分布及群落结构进行研究，可为海洋生态环境各要素提供生物依据。因此，对山东省近岸浮游动物多样性进行监测，掌握其种类组成、分布、数量及变化状况，对保护海洋生态系统的生物多样性具有重要意义。

以前对浮游动物群落结构的研究主要集中在东海等较大范围海域[2-5]，缺乏山东省近岸海域浮游动物的调查资料。随着海岸开发、环境污染[6]和过度捕捞等问题的出现，浮游动物多样性也面临严峻形势。笔者于2015年春季山东省近岸海域开展浮游动物物种多样性监测，探讨其群落与水质理化因子的相关性，以期为今后调查山东半岛近岸海域的生态环境以及海岸开发、环境污染等对山东近岸海域的环境影响提供数据资料。

1材料与方法

1.1站位布设及样品采集2015年春季（5月）在山东省近岸海域（117°56′13″～122°34′22″E、35°14′08″～38°21′00″N）开展浮游动物多样性监测，共设置18个调查站位（图1），其中滨州近岸2个、东营近岸3个、威海近岸6个、烟台近岸6个、日照近岸1个，包括国控站位4个和监督监测站位14个（表1）。

浮游动物样品的采集和室内处理均按照《海洋监测规范》（GB/T17378.7-2007）进行，采用浅水Ⅰ型浮游生物网（网口内径50 cm，网长145 cm，筛绢孔径505 μm，网口面积0.2 m2）自底层至表层垂直拖网采集。国控站位的浮游动物样品由国家海洋局烟台海洋环境监测中心站采集，监督监测站位的样品由所属各地市海洋环境监测中心采集，样品经5% 福尔马林溶液固定后送往国家海洋局烟台海洋环境监测中心站进行室内分析。

1.2水质理化因子的测定在采集浮游动物样品的同时，在各站位采集水样，按照《海洋监测规范》（GB/T17378.4-2007）[7]测定溶解氧、油类、化学需氧量、活性磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、悬浮物、叶绿素a、盐度和pH等参数，并对水温进行同步观测。

1.3分析及评价方法挑除样品中的杂质后，采用湿重法称量浮游动物生物量，在体视显微镜下对样品进行分类鉴定和计数。对所获得数据进行统计与分析，采用多样性指数、丰富度、均匀度和优势度评价生物群落结构。

多样性指数采用Shannon-Wiener指数，按照以下公式计算：

H′=-si=1Pilog2Pi（1）

式中，H′为多样性指数，S为样品中的种类数量，Pi为第i种的个体数与总个体数的比值。

丰富度采用Margalef指数，按照以下公式计算：

d=S-1log2N（2）

式中，d 为丰富度，S 为样品中的种类数量，N 为样品中的生物个体总数。

均匀度采用Pielou指数，按照以下公式计算：

J=H′log2S（3）

式中，J 为均匀度，H′ 为多样性指数，log2S为多样性指数的最大值，S为样品中的种类数量。

优势种优势度的计算公式为：

Y=（ni/N）×fi（4）

式中，Y为优势度，ni为第i 种类的个体， fi为第i 种类的出现频率，N为样品中的生物个体总数。当优势度Y≥0.02时，确定该种为优势种。

优势度指数的计算公式：

D=N1+N2NT（5）

式中，D为优势度，N1为样品中第1优势种的个体数，N2为样品中第2优势种的个体数，NT为样品的总个体数。

2.2浮游动物密度及生物量各站位浮游动物密度的变化范围为9.33～928.12个/m3，最高值出现在H37ZQ029站位，最低值出现在B37ZQ057站位（图2）。滨州站位个体数量最多，平均值为453.51个/m3，东营站位个体数量最少，平均值为111.46个/m3。

从图3可以看出，各站位湿重生物量的变化范围为1.7～233.1 mg/m3，最高值出现在H37PQX16站位，最低值出现在B37ZQ057站位。日照站位生物量最高，为163.4 mg/m3；威海站位生物量最低，平均值为33.2 mg/m3。

2.3群落结构及优势种由表3可知，调查海域浮游动物样品多样性指数介于0.96～2.94，最高值出现在H37PQX16站，最低值出现在H37ZQ029站，平均值为1.85；丰富度指数值介于1.75～0.17，最高值出现在H37PQX16站，最低值出现在H37ZQ029站，平均值为1.07；均匀度指数值介于0.84～0.32，最高值出现在B37YQX04站，最低值出现在H37WQX03站，平均值为0.60；优势度指数值介于0.47～1.00，最高值出现在H37ZQ029站，最低值出现在B37ZQ050站，平均值为0.75。图2山东省近岸海域浮游動物的密度分布此次调查海域共出现浮游动物优势种4种，其中桡足类3种，毛颚类1种，分别为中华哲水蚤、腹针胸刺水蚤、双毛纺锤水蚤、强壮箭虫，优势度分别为0.48、0.18、0.03和0.09。

2.4生态类群划分根据浮游动物群落中不同种类对温度、盐度的适应能力不同，大致分为3个主要生态类群：①近岸低盐类群分布在渤海、黄海沿岸水域，包括部分低盐河口种，种类和数量很丰富，包括真刺唇角水蚤（Labidocera euchaeta）、腹针胸刺水蚤、太平洋真宽水蚤（Eurytemora pacifica）、瘦尾胸刺水蚤（Centropages tenuiremis）、刺尾歪水蚤（Tortanus spinicaudatus）、挪威小毛猛水蚤（Microsetella norvegica）、近缘大眼剑水蚤（Corycaeus affinis）、强壮箭虫、中国毛虾（Acetes chinensis）、长额刺糠虾（Acanthomysis longirostris）。②低温广盐类群，种类数量都较少，包括双毛纺锤水蚤等。③广温广盐类群，广泛分布于渤海、黄海近海，种类较多，数量丰富，包括中华哲水蚤、小拟哲水蚤（Paracalanus parvus）、鸟喙尖头溞（Penilia avirostris）。

2.5群落多样性与水质理化因子的相关性各站位水质理化指标的测定结果见表4。以各站位水质理化指标为自变量，以浮游动物各群落结构指数为应变量，进行相关性分析。由表5可知，多样性指数与硝酸盐和亚硝酸盐含量呈显著负相关，丰富度指数与硝酸盐含量呈显著负相关，均匀度指数与亚硝酸盐含量呈显著负相关，优势度指数与硝酸盐和亚硝酸盐含量呈显著正相关，生物量与叶绿素a含量、盐度呈显著正相关。

浮游动物群落结构与水文、化学等环境因子密切相关，二者相关分析表明硝酸盐和亚硝酸盐是影响浮游动物群落结构最重要的环境因子，而叶绿素a含量是影响浮游动物生物量最重要的环境因子。

3结论与讨论

该试验结果表明2015年春季山东省近岸海域浮游动物调查共获得浮游动物26种，种类组成以近岸低盐类群和广温广盐类群为主，中华哲水蚤、腹针胸刺水蚤、双毛纺锤水蚤、强壮箭虫为优势种。各站位在种类组成、生物密度、生物量以及种群结构等方面差异较大。笔者通过测定各站位水质理化指标并进行相关性分析，发现硝酸盐和亚硝酸盐是影响浮游动物群落结构最重要的环境因子，而叶绿素a含量是影响浮游动物生物量最重要的环境因子。

3.1物理海洋因子对浮游动物群落结构的影响我国渤海、黄海的海流，总体上是由北上的暖流流系和南下的沿岸流系所组成，在态势上形成气旋式结构的环流系统。山东近海的海流受外海的黄海暖流以及当地的渤海环流和西黄海沿岸流影响较大。渤海、黄海的水团主要是由鲁北沿岸水、渤黄海混合水团、黄海水团组成，季节变化显著。冬季水团从表至底形成均一水层，夏季黄海水团铅直向分层明显，表层形成强烈跃层，跃层以下仍保持冬季水体特征，为黄海冷水团[8]。

浮游动物游动能力很弱，常漂浮在水流中随水流移动，其数量、组成、分布、群落结构等受环境因素影响较大，其空间分布与水系、海流关系很密切，可作为水系的良好指示生物。研究表明，海樽类可以作为海流和水团的指示种[9]，尤其作为暖流的指示种，其数量随水温上升而增加；水母类数量和多样性的变化与全球气候变暖密切相关[10]。在众多流系和水团的影响下，山东省近岸海域形成了较为复杂的浮游动物群落结构。

3.2群落多样性与水质理化因子的相关性分析海域的营养盐条件是影响初级生产力的重要因素，并通过食物链传递影响浮游动物的种群动态[11]。若水体中营养盐含量过高，通常不利于浮游植物生长，从而抑制了浮游动物的群落結构多样性[12]。吴建新等[13]对田湾核电站海域浮游动物生态特征的研究表明，浮游动物丰度与亚硝酸盐含量之间具有显著的负相关性。刘一等[14]对上海市中心城区街道浮游动物群落结构的研究表明，水体中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮对浮游动物的群落结构有一定影响。以上研究结果与此次调查结果相一致。

叶绿素a含量反映浮游植物光合作用速率，其数值越高，则光合作用越强，初级生产力越高。同时，它间接反映浮游植物数量，尤其是硅藻数量的多少。浮游动物摄食浮游植物，其生物量与叶绿素a含量变化趋势一致。李共国等[15]对引水疏浚后杭州西湖浮游动物群落结构的研究表明，浮游动物生物量与水体叶绿素a含量之间的正相关性程度较高。孙晓雪[16]对沙湖浮游动物群落结构及其与水质因子关系的研究表明，影响浮游动物生物量的主要水质因子为叶绿素a含量。以上研究结果与此次调查研究结果相同。

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