秦皇岛海水浴场海滩小型底栖动物丰度的研究

曹英昆　李垚垚　霸婉玉　王小瑞　沈庆洲

[摘要] 2013年5月、9月和10月，在秦皇岛东山浴场海滩对小型底栖动物进行采样，对其平均丰度、各潮带水平分布、垂直分布和优势类群进行了研究。结果显示：小型底栖动物的平均丰度为695.26 ind/10 cm2，5月份最低为428.58 ind/10 cm2，9月份为504.99 ind/10 cm2，10月份最高达到1 152.20 ind/10 cm2；低潮带平均丰度为261.68 ind/10 cm2，中潮带为318.54 ind/10 cm2，高潮带为115.04 ind/10 cm2；主要小型底栖动物类群为自由生活的海洋线虫、桡足类、多毛类、枝角类、涡虫类和端足类等，其中，海洋线虫为第一绝对优势类群，平均占93.01%，多毛类和涡虫类分别为第二、三优势类群，平均分别占3.28%和2.81%；小型底栖动物垂直分布由表层向底层呈减少的趋势。此外，海洋线虫与桡足类的丰度比为695.69，大于100，初步判断为有污染。

[关键词]小型底栖动物；自由生活海洋线虫；丰度；海水浴场；潮间带

[中图分类号]Q 178535[文献标志码]A[文章编号]10050310（2018）02004506

Abstract：

Three investigations on the meiofauna on the bathing beach of Qinhuangdao were conducted in May，September，and October 2013.The average abundance，level and vertical distribution of intertidal zone，dominant groups were studied.The results show that the average abundance of meiofauna is 695.26 ind/10 cm2. The abundance is at the lowest level of 428.58 ind/10 cm2 in May， then rises to 504.99 ind/10 cm2 in October，and reaches the highest level of 1152.20 ind/10 cm2 in September.The average abundance is 261.68 ind/10 cm2 in the low intertidal zone，318.54 ind/10 cm2 in the middle intertidal zone，and 115.04 ind/10 cm2 in the high intertidal zone.Meiofauna groups are identified as freeliving marine nematodes，copepods，polychaetes，cladocerans，turbellaria and amphipoda，etc. Freeliving marine nematodes are the most dominant group in abundance，with a relative dominance of 93.01%，followed by polychaeta and turbellarians accounted for 3.28% and 2.81% respectively. The vertical distribution of meiofauna from the surface to the bottom shows a decreasing trend. In addition，the abundance ratio of marine nematodes and copepods is 695.69，more than 100，a preliminary judge for pollution.

Keywords：

Meiofauna；Freeliving marine nematodes；Abundance；Bathing beach；Intertidal zone

0引言

20世紀70年代开始，我国学者积极介绍小型底栖动物，1975年的《海洋调查规范》（国家海洋局编写）第5分册的“海洋生物调查—底栖动物调查”中，就有了“小型底栖动物调查”。1978年《海洋通报》刊登了来源于《marine biology》期刊上介绍的利用小型底栖动物和沉淀物之间的比重差在硅石胶液中实现定量分离的最新分选技术。1981年10月12—20日中国科学院海洋研究所邀请美国史密斯桑尼自然博物馆无脊椎动物系主任希金斯博士，在青岛作了

《小型底栖动物简介》《海洋小型底栖动物分类单元及其适应形态学》《小型底栖动物述评》等报告。

潮间带（intertidal zone）是海洋与陆地之间的过渡带，包括沿岸、沙滩和泥滩等生态系统，是间隙动物特殊的生存环境，虽只占世界海洋总面积中很小一部分，却是人类最早进行海洋活动的区域，至今仍是重要海洋生物养殖活动以及海洋休憩旅游最活跃的区域，潮间带生物由于周期性地暴露于空气，含氧量、温度和盐度等环境因子的较大波动对其有较大影响[1]。在氧气充足的沙滩上，自由生活的海洋线虫能在105 cm的深度被发现[2]。在隐蔽的极细砂或细砂海岸区，海洋线虫丰度为

1 000～5 000 ind/10 cm2，在小型底栖动物中占优势；而在暴露的粗砂质海滩，海洋线虫的数量降到100 ind/10 cm2，底栖桡足类占小型底栖动物的60%，成为优势类群[3]。Ott对美国北部卡罗来纳潮间带沙滩海洋线虫群落的研究发现：隐蔽沙滩的多样性高于暴露沙滩；多样性随深度增加，甚至在较低丰度的低氧深层，也出现较高的多样性[4]。此外，小型底栖生物多样性还受沉积物的稳定性以及暴露时间的影响，高潮带沉积物被淹没时间短，稳定性低，虽暴露程度较好，但相对含水量低，温度变化剧烈；低潮带沉积物暴露时间短，稳定性相对高，虽然水分含量高，温度变化小，但氧含量较低和氧化还原电位不连续层（RPD层）升高，甚至接近于表面[5]。根据Huston动力平衡假说，小型底栖生物的最佳生存条件是在中潮带，中潮带的多样性相对较高[6]。有观点认为，中潮带与低、高潮带相比具有更高的多样性[7]。

潮间带的构造或理化环境条件以及生物特性均有明显的差异，其生境高度多样化与人类生活活动密切相关，同时又受到人类活动的影响和扰动。近十几年来，众多学者针对人为扰动对潮间带的影响做了大量研究工作[810]，发现有机质含量是影响潮间带小型底栖生物丰度的重要因素。此外，旅游沙滩比非旅游沙滩总有机质含量降低，且人为踩踏也会影响沉积物的含水量、气水渗透性，沙滩机械清理将垃圾、碎屑等有机物质清除的同时扰动沉积物，改变沙滩的局部形态，从而影响小型底栖生物的生存环境，使其丰度和多样性降低[11]。华尔等人对青岛太平湾砂质滩进行人为踩踏扰动现场实验，初步了解踩踏对砂质滩小型底栖动物的影响，受踩踏影响小型底栖动物垂直分布在12 h内发生了显著的变化，导致丰度降低的原因是向深处迁移而

并非平行向周围迁移；此外，旅游旺季小型底栖动物丰度及其优势类群海洋线虫丰度明显低于淡季，尤其是人类活动密集的中潮带表现突出[14]。旅游业影响着海滩这一脆弱的生态系统，而这种改变可以利用小型底栖动物作为指示信号[11]。因此，作为陆地和海洋生态过渡带，海滩这一特殊生态系统的研究越来越引起学者的重视。

秦皇岛作为文明旅游城市，潮间带生态系统的利用、保护和监测一直是海洋生态研究和海岸带管理的主要任务。建立海洋生态监控区，重视海洋沉积环境的生物监测是保障我国海洋经济可持续发展的重要手段。

从上世纪90年代，郭玉清、张志南、慕芳红对渤海小型底栖动物主要类群生物量和丰度，以及底栖桡足类和自由生活海洋线虫的群落结构多样性进行了研究[1518]，但目前还没有有关秦皇岛海滨浴场海滩小型底栖动物数量变化的研究。本文研究的秦皇岛东山浴场是比较有代表性的海滨浴场，周边有居民区、餐饮酒店、游乐场和旅游景点等，是重要的度假休闲沙滩，分别于2013年5月、9月、10月，在秦皇岛东山浴场沙滩进行采样，对小型底栖动物的平均丰度，低、中、高潮带水平分布，0～2 cm、2～5 cm垂直分布以及优势类群进行了研究。

小型底栖动物对沉积环境污染的敏感性及其特点，使其在环境质量的生态监测中占有重要位置[1721]。Rafaellii和Mason最早提出了以海洋线虫和底栖桡足类丰度之比（N/C）作为污染效应的一种监测方法[22]，在20世纪80年代，曾有过较为深入的研究[2528]。认为N/C<50属正常，50～100为轻度污染，大于100则属中度污染。

1材料和方法

11采样时间与地点

于2013年5月、9月和10月对秦皇岛东山浴场海滩间距为368 m的两个断面（断面1∶119626 48°E，39916 70°N及断面2∶119624 35°E，39914 01°N）进行了采样。每个断面在低、中、高潮带各设1个站位，每个站位设3个重复（低潮带：D1，D2，D3；中潮带：Z1，Z2，Z3；高潮带：G1，G2，G3）。采样地点位置如图1所示。

12樣品的采集与保存

利用内径为29 cm的60 mL注射器改装后进行插管采样，在每个站位选取未被明显扰动的

1 m2区域范围内，随机选取3个采样点，采集3管芯样，芯样长5 cm，每管芯样按 0～2 cm和2～5 cm分层，3管芯样混合后分别装入300 mL采样瓶中，加等量10%福尔马林溶液，摇匀混合后密封常温保存，每个站位3个重复。

13样品的室内分选方法

分选前，每瓶样品中加入5 mL虎红染液（01 g虎红染料溶于100 mL蒸馏水中），摇匀后静置24 h待用。秦皇岛潮间带主要是砂质沉积物，因此采用上浮液倾倒法淘洗[2728]，对小型底栖动物进行分选。分选过程为：将每个样品用过滤的自来水淘洗，将上浮液通过05 mm和0042 mm孔径的网筛，重复7～8次，将0042 mm孔径的网筛所截留的后生动物全部转移到划有等宽平行线的培养皿中，在解剖镜下把所有的小型底栖动物按类群分别计数。

所有统计分析采用SPSS170软件，显著水平为005。

2实验结果

21不同月份东山浴场海滩小型底栖动物丰度

通过对秦皇岛东山浴场海滩小型底栖动物3个月份，即5月、9月和10月的采样，将数据进行均值分析得到以下结果。

秦皇岛东山浴场海滩小型底栖动物的全年平均丰度为69526 ind/10 cm2，各个月的变化结果如图2所示。从小型底栖动物丰度的变化来看，5月和9月的丰度缓慢增加，10月有显著增加；5月份最低为42858 ind/10 cm2，9月份为50499 ind/

10 cm2，10月份最高达到1 15220 ind/10 cm2。

通过对秦皇岛东山浴场海滩小型底栖动物的主要类群研究，发现自由生活的海洋线虫（以下简称为海洋线虫）、多毛类、涡虫类、底栖桡足类（以下简称为桡足类）、端足类和枝角类等为主要类群，结果见表1。总体上，海洋线虫为第一绝对优势类群，平均占9301%；多毛类和涡虫类分别为第二、三优势类群，平均分别占328%和281%；桡足类、枝角类和端足类分占总体不足1%。

秦皇岛东山浴场海滩小型底栖动物的主要类群变化情况见表2。海洋线虫和桡足类丰度呈增长趋势，10月份达到最大；端足类在10月份的丰度最高；多毛类丰度5月>10月>9月；涡虫类5月和10月丰度较大，9月最低；枝角类丰度变化较小。

22不同月份东山浴场海滩各潮带小型底栖动物丰度

对秦皇岛东山浴场海滩各潮带小型底栖动物进行研究，并将各潮带数据进行均值分析得到以下结果。

秦皇岛东山浴场海滩各潮带小型底栖动物的平均丰度分别为：低潮带为26168 ind/10 cm2，中潮带为31854 ind/10 cm2，高潮带为11504 ind/10 cm2。结果见图3。图3呈现出：5月份各潮带丰度差别较小；9月份，中潮带丰度上升，而低、高潮带丰度稍有降低；10月份各潮带的丰度均达到最高，而低潮带和中潮带的丰度相近，为48665 ind/10 cm2，高潮带为17899 ind/10 cm2。

23不同月份东山浴场海滩小型底栖动物的垂直分布

对秦皇岛东山浴场海滩各潮带小型底栖动物的垂直分布进行研究，并将各分层数据进行均值分析得到以下结果。

在3个不同的旅游季对秦皇岛东山浴场海滩各潮带小型底栖动物垂直分布进行研究，变化结果见图4。均表现为表层0～2 cm层较下层2～5 cm丰度高，5月份和10月份较为接近，0～2 cm所占比例分别为6228%和6505%，2～5 cm所占比例分别为3772%和3495%，9月份的表层所占比例下降为5326%，底层所占比例为4674%。

24不同月份东山浴场海滩生物监测

对秦皇岛东山浴场海灘海洋线虫和桡足类丰度的比值进行研究，并将各数据进行均值分析得到以下结果（表3）。

3结束语

31小型底栖动物丰度的变化

在海滩生境下，海水温度、盐度、沉积物粒径以及海浪强度等环境因素影响着小型底栖动物的数量[29]。秦皇岛东山浴场海滩小型底栖动物年平均丰度为69526 ind/10 cm2。通过在2011年1月～2012年1月期间对厦门黄厝海滨浴场海滩和鼓浪屿大德记海滨浴场海滩小型底栖动物进行了周年的采样研究，年平均丰度分别为18281 ind/10 cm2和19011 ind/10 cm2，比本研究所得数值低；Olga N.Pavlyuk等[30]研究得出：济州岛砂质潮间带小型底栖动物丰度为13726 ind/10 cm2和17617 ind/10 cm2，本项目的研究数据结果较之高很多。

5月份东山浴场海滩小型底栖动物的丰度较低，由于处于春末夏初，海水表面的平均温度较低、风浪大、侵蚀作用比较严重，海滩沉积较粗，在粗砂的潮间带沉积物干涸迅速，水份和有机物含量很低，因此是贫瘠的生境，该旅游季小型底栖动物的数量最低。9月份夏末，水温比5月份高，小型底栖动物数量也较5月份高。10月份小型底栖动物的丰度达到最大

为1 15220 ind/10 cm2，可能是由于细粒沉积的堆积导致沉积物分选性下降，有机物的含量增大，RPD层移近表层。

从小型底栖动物类群来看，自由生活的海洋线虫为最主要的优势类群，多毛类和涡虫类位居第二、三位，而桡足类数量较少，这与本人研究的厦门浴场的情况较为不同，厦门黄厝海滨浴场海滩全年以海洋线虫为第一优势类群，而鼓浪屿大德记海滨浴场海滩则以桡足类为第一优势类群。张婷[31]在该海滩的研究中发现同样现象。由于粗砂生境中桡足类的含量比海洋线虫高，而在细砂生境中，海洋线虫的丰度含量很高，且高于桡足类，本项目研究的沉积物类型多为细砂。

优势类群海洋线虫在夏、秋季的数量较多，R.P.Harris[32]对英国白砂湾的研究表明海洋线虫在夏季丰度最高，主要原因是水温的周期性升高促进了海洋线虫的繁殖。

32各潮带小型底栖动物数量的变化

秦皇岛东山浴场海滩各潮带小型底栖动物的平均丰度由高到低：中潮带>低潮带>高潮带。Huston[6]的动力平衡假说认为小型底栖生物的最佳生存条件是在中潮带，本研究符合这一规律。此外，浴场海滩除受环境因子的影响，还受旅游的扰动，成为引起高潮带小型底栖动物数量减少的原因之一，与青岛太平湾的研究结果相似[12]，韩国济州岛潮间带小型底栖动物丰度最高值在高潮带，最低值在中潮带[30]，与本研究结果截然相反。

对实验结果按不同旅游季进行分析，5月份，小型底栖动物的平均丰度表现为低潮带>中潮带>高潮带，可能由于水温较气温高，因此低潮带的丰度偏高；9月份，中潮带明显高于低潮带和高潮带，同时高潮带的丰度最低，与人为扰动有较大影响；10月份，低潮带和中潮带的丰度接近，均高于高潮带，而且丰度达到最高，与小型底栖动物的繁殖季节有关。

33小型底栖动物的垂直分布变化

通过在3个旅游季对海滩沉积物0～5 cm的垂直分层采样研究发现，0～2 cm表层小型底栖动物的丰度较下层2～5 cm高。南黄海大多数小型底栖动物分布于沉积物表层的0～2 cm[33]，与本项目结论相似。此外，其他学者对潮间带小型底栖动物垂直分布的研究发现，大沽河潮间带约有70%的小型动物分布在0～2 cm表层。[34]除环境因子存在差异外，人为干扰同样引起小型底栖动物的垂直迁移，9月份，表层数量有下降的趋势，可能由于游人造成的干扰较为严重。青岛太平湾砂质滩7月份旅游旺季小型底栖动物分布较深，集中分布于底层，表层小型底栖动物的丰度最低，10月份旅游淡季时表层小型底栖动物逐渐增多[12]。

海滨浴场海滩作为一个特殊的潮间带生境，其小型底栖动物的丰度和多样性，以及不同潮带的水平分布和垂直分布具有潮间带的一般规律，也具有本身的特性，值得更多学者予以关注和研究。

34N/C值的变化

本项目对秦皇岛东山浴场海滩海洋线虫和桡足类的丰度比值研究发现，5月份N/C高达1 09750，为较严重的污染，9月和10月份较5月份的污染轻，但N/C仍大于100，污染仍然存在。造成严重污染的原因，主要是浴场周围有众多居民区、餐饮业、游乐场等，产生了大量的生活污染。因此，根据本项目调查的初步结果，应该组织更加完善的浴场环境监测项目。

目前利用小型底栖动物作为沉积物环境监测指标的方法，仍未得到广泛的推广和应用，一方面由于缺乏专业技术人员，另一方面由于缺少更多更可靠的原始数据资料，但由于其作为一种生物监测方法，具有不会产生二次污染的优点，而且对于水陆交界的生境，更显得突出重要，所以应得到各界的重视。当前可将此方法作为沉积物或者土壤生物监测方法之一，结合物理和化学方法监测，将这一方法逐渐推广应用。

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（责任编辑李亚青）