大洋河刀鲚洄游河段浮游生物群落特征研究

魏洪祥，杨培民，蒋湘辉，寇凌霄

（辽宁省淡水水产科学研究院，辽宁 辽阳 111000）

刀鲚（Coilia ectenes），属鲱形目，鳀科，鲚属，俗称刀鱼、毛刀鱼、毛花鱼、胡子鱼、鲚鱼等。据资料记载[1-2]，我国刀鲚主要分为江海洄游型和湖泊定居型两个生态类群。大洋河刀鲚属于江海洄游型，食性以虾类和小鱼为主，亦食软体动物，每年春季从大洋河口上溯，目前还存在一定的种群规模。辽宁省境内另一条河——辽河也为刀鲚的洄游区域，但近些年已很少能见到刀鲚的踪影。为了揭示刀鲚对洄游区域生态的适应性及两条河流不同生态特征对刀鲚洄游的影响，对大洋河刀鲚洄游区域的浮游生物特征进行了研究，为刀鲚的保护工作提供参考资料及理论依据。

1 材料与方法

1.1 监测时间和站位

该调查研究于 2019 年 4、6、8、10 月对辽宁省丹东市大洋河刀鲚洄游河段进行了4 次调查采样。同时对辽宁省另一刀鲚洄游地——辽河口也进行了调查采样，与大洋河进行对比分析。根据《水库渔业资源调查规范》[3]和《淡水浮游生物调查规范》[4]中的相关要求，在大洋河选取4 个采样断面（图1），在辽河选取 3 个采样断面：曙光大桥（41°07′24.18" N；121°54′12.54" E）、北岗子（41°03′20.04" N；121°48′54.18"E）、鸳鸯沟（40°55"31.01"N；121°46"57.68"E）。

图1 大洋河采样站位

1.2 调查方法

浮游植物的调查方法为：每个采样点取1 L 混合水样并加入15 mL 鲁哥氏液固定。带回实验室静置沉淀24 h 以上后浓缩至20 mL，用刻度吸管吸取0.1 mL 浓缩样于计数框内，在Leica DM 750 光学显微镜下进行种类鉴定并全片计数。浮游动物的调查方法为每个采样点取20 L 混合水样，用25 号浮游生物网过滤后将滤出物收集至样品瓶中并加入1 mL 福尔马林固定。带回实验室静置沉淀24 h 以上后浓缩至20 mL，用刻度吸管吸取1 mL 浓缩样于浮游动物计数框内，在Leica DM 750 光学显微镜下进行种类鉴定并全片计数。

鉴定方法参考胡鸿钧等[5]的研究方法，浮游植物丰度的方法检出限为1×103cells·L-1，浮游动物的方法检出限为 1 ind·.L-1。

1.3 计算方法

1.3.1 多样性指数 采用香农-威纳多样性指数（Shannon-Wiener index）对大洋河刀鲚生存河段浮游生物群落进行评价，其计算公式为：

式中，N 为采集样品中所有物种的总个体数，ni为物种i 的个体数。

1.3.2 种类相似性指数 根据浮游植物的Jaccard种类相似性指数X 对大洋河刀鲚洄游河段与辽河下游浮游生物的生态学特征进行比较分析。计算公式如下：

X=c/（a+b-c）

式中，x 为相似性指数，a、b 为两群落的浮游生物种类数，c 为两群落共有的浮游生物种类数。Jaccard 值越大说明相似度越高。

2 结果

2.1 种类组成

该调查共发现浮游植物5 门32 属50 种（以丰度＞1×103cells·L-1计，以下同），包括 7 个鉴定到属的种和3 个变种。其中硅藻门33 种，占种类总数的66.0%；绿藻门10 种，占20.0%；蓝藻门4 种，占8.0%；裸藻门2 种，占4.0%；隐藻门1 种，占2.0%。共发现4 个门类共10 属11 种浮游动物（以丰度＞1 ind.·L-1计，以下同），另外还有 2 个幼虫种类。其中桡足类4 种，占种类总数的36.4%；轮虫类3 种，占27.3%；原生动物和枝角类各2 种，分别占18.2%；大洋河浮游植物和浮游动物种类组成分布分别如表1 和表2 所示。

种类数最大值出现在2019 年6 月的石山桥站位，为15 种，最小值出现在2019 年4 月的肖家园站位，为2 种。在所有种类中，只有硅藻和绿藻在每次调查中均出现。蓝藻仅在4 月和6 月的调查中出现，隐藻仅在8 月和10 月的调查中出现，裸藻仅在6 月和8 月出现，每次调查硅藻种类数都占绝对优势。由此可见，大洋河刀鲚洄游区浮游植物种类组成以硅藻为主。

表1 大洋河浮游植物种类组成

续表

表2 大洋河浮游动物种类组成

续表

2.2 丰度的时空分布

各监测站位浮游植物丰度如图2 所示，最高值出现在 2019 年 4 月的大洋河口，为 2.97×106cells·L-1；最低值出现在2019 年4 月的肖家园，为0.5×104cells·L-1；平均值为 5.44×105cells·L-1。丰度平均值由大到小的顺序为 4 月（10.6×105cells·L-1）＞8 月（4.54×105cells·L-1）＞6 月（4.23×105cells·L-1）＞10 月（2.35×105cells·L-1）。各监测站位丰度平均值由大到小的顺序为大洋河口（8.78×105cells·L-1）＞石山桥（7.46×105cells·L-1）＞肖家园（4.29×105cells·L-1）＞红旗沟（1.23×105cells·L-1）。

图2 大洋河浮游植物丰度的空间分布

浮游动物丰度如图3 所示，最高值出现在2019年6 月的红旗沟，为45.0 ind.·L-1；最低值出现在2019 年 8 月的肖家园，为 1.0 ind.·L-1；平均值为16.1 ind.·L-1。丰度平均值由大到小的顺序为6 月（32.0 ind.·L-1）＞4 月（17.3 ind.·L-1）＞10 月（10.3 ind.·L-1）＞8 月（4.8 ind.·L-1）。各监测站位丰度平均值由大到小的顺序为红旗沟（24.3 ind.·L-1）＞石山桥（20.0 ind.·L-1）＞大洋河口（11.0 ind.·L-1）＞肖家园（9.0 ind.·L-1）。

图3 大洋河浮游动物丰度的空间分布

2.3 多样性指数的时空分布

浮游植物Shannon-Wiener 多样性指数如图4所示，最高值出现在2019 年10 月的肖家园，为2.58；最低值出现在2019 年8 月的石山桥，为0.36；平均值为1.47。各次调查Shannon-Wiener 多样性指数平均值由大到小的顺序为 10 月（1.7）＞8 月（1.6）＞6 月（1.5）＞4 月（1.0）。各监测站位平均值由大到小的顺序为红旗沟（1.7）＞肖家园（1.6）＞石山桥（1.3）＞大洋河口（1.2）。

图4 大洋河浮游植物Shannon-Wiener 多样性指数

浮游动物Shannon-Wiener 多样性指数如图5所示，最高值出现在2019 年6 月的红旗沟，为2.66；最低值出现在2019 年4 月的石山桥，为0.01；平均值为1.21。各次调查Shannon-Wiener 多样性指数平均值由大到小的顺序为 6 月（1.6）＞8 月（1.4）＞10 月（1.3）＞4 月（0.5）。各监测站位平均值由大到小的顺序为红旗沟（1.4）＞肖家园（1.3）＞石山桥（1.2）＞大洋河口（0.8）。

图5 大洋河浮游动物Shannon-Wiener 多样性指数

2.4 种类相似性指数

大洋河下游与辽河下游的浮游生物种类相似性指数如表3 所示，浮游植物种类数最大值出现在2019 年4 月的大洋河，为22 种；最小值出现在2019 年10 月的辽河，为5 种。种类相似性指数最大值出现在2019 年4 月，为0.23；最小值出现在2019年10 月，为0.05。浮游动物种类数最大值出现在2019 年4 月的辽河，为11 种；最小值出现在2019年4 月和10 月的大洋河，均为1 种。种类相似性指数最大值出现在2019 年6 月，为0.27；最小值出现在 2019 年 8 月和 10 月，均为 0。

表3 大洋河与辽河浮游生物相似性

3 讨论

3.1 种类组成特征

在河口低盐度区向高盐度区过渡地区，浮游植物种类不断变化。在大洋河调查河段的高盐度区域浮游植物优势种主要为中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和星脐圆筛藻（Coscinodiscusasteromphalus），均为典型的浅海沿岸带的广温广盐性种类；低盐度区域优势种为链状小环藻（Cyclotella catenata）、尖针杆藻（Synedra acus）、谷皮菱形藻（Nitzschceae palea），均喜生长于富营养的中小型流动水体中[6-7]。有关研究表明[8-10]，不同季节河口浮游植物种类组成、数量有十分明显变化，一般冬、春季硅藻占优势，夏季甲藻占优势。原因在于某些种类硅藻在冬季具有低光选择性，生殖时间长，能量存储能力较强，某些甲藻夏季具有较高的光选择性，生殖时间较短，能运动。而大洋河口的调查结果却没有出现上述情况，全年均以硅藻为主。主要是因为大洋河口透明度较低，甲藻的光选择行为不明显，同时夏季正是丰水期，有大量的上游淡水流向河口，其水温、营养盐均不利于甲藻的繁殖。

由于径流和潮流的交汇作用，河口浮游动物既有淡水和海水种类，又有河口特有的半咸水种类，从而形成了一个复杂多变的生物群落，其种类组成在很大程度上取决于两股水流的强弱优势。当径流增强，淡水种类随之增多；反之，潮流增强，海水种类就占优势。通常情况下，半咸水种类在河口浮游动物群落中占主要地位[11-12]。大洋河浮游动物优势种为汤匙华哲水蚤（Sinocalanum dorrii）、指状许水蚤（Schmackeria inopinus），均为半咸水种类。

3.2 多样性分布特征

在大部分多样性指数中，组成群落的生物种越多，其多样性指数值越大，重复性越小。多样性指数大的群落稳定性也大，水域环境也越好[13]。但由于各水域的生态环境、污染源、污染类型不同，利用生物多样性指数进行评价需结合其他的评价指标，结论才能更全面，此评价指标仅能作为参考。大洋河浮游植物多样性随季节变化（4—10 月）逐渐升高，从上游至下游逐渐降低。通过调查可知大洋河口水温不同于上游河流，受近岸海水影响较大，4—10 月水温呈上升趋势，温度的升高有利于多种喜温浮游植物的生长繁殖，生物多样性增加。上游至下游水体盐度逐渐增加，淡水浮游植物种类逐渐减少，只有少数近岸海水种类才能生存，从而导致生物多样性降低。浮游动物的多样性分布特征与浮游植物一致，同为上游至下游逐渐降低。一是由于浮游植物种类的减少对浮游动物造成摄食压力，二是由于盐度的增加，淡水种类无法生存，仅有少数几种近岸海水种类可以生存，使得浮游动物的种类逐渐减少，多样性逐渐降低。

3.3 种类相似性指数

调查期间大洋河的浮游植物种类数均大于辽河，而浮游动物种类数均小于辽河。两条河流的浮游植物和浮游动物种类相似性指数都比较低，说明两条河流的生态特征差异较大，浮游生物群落组成及水质环境差异明显。大洋河各季节硅藻种类占比较大，绿藻种类占比较小，而辽河硅藻种类占比相对较小，绿藻种类占比相对较大。4 月大洋河硅藻种类占比为75.0%，绿藻为20.0%；辽河硅藻种类占比为35.3%，绿藻为41.2%。6 月大洋河硅藻种类占比为68.2%，绿藻为13.6%；辽河硅藻种类占比为16.7%，绿藻为50.0%。8 月大洋河硅藻种类占比为63.6%，绿藻为27.3%；辽河硅藻种类占比为30.0%，绿藻为25.0%。10 月大洋河硅藻种类占比为85.7%，绿藻为7.1%；辽河硅藻种类占比为20.0%，无绿藻种类。由此可见，大洋河的生态环境更适于硅藻种类的生长，而辽河的生态环境相对更适合绿藻种类的生长繁殖。同时，辽河的浮游植物门类数也明显多于大洋河。4 月大洋河浮游植物门类数为3，辽河为5；6 月大洋河为4，辽河为5；8 月大洋河为4，辽河为5；10月大洋河和辽河均为3。说明辽河生态环境更适合多门类浮游生物的生长繁殖。

通过调查可知，大洋河各季节浮游动物组成中，桡足类占比较大，轮虫类相对较小，而辽河轮虫类占比相对较大，桡足类相对较小。4 月大洋河桡足类种类占比为100.0%，无轮虫类；辽河桡足类种类数占比为27.3%，轮虫类为63.6%；6 月大洋河桡足类种类占比为44.4%，轮虫类为22.2%；辽河桡足类种类数占比为40.0%，轮虫类为50.0%。8 月大洋河桡足类种类占比为25.0%，轮虫类为25.0%；辽河桡足类种类占比为25.0%，轮虫类为50.0%。10 月大洋河桡足类种类占比为100.0%，无轮虫类；辽河桡足类种类占比为25.0%，轮虫类为25.0%。

综上所述，大洋河的生态环境相对更适合硅藻类及桡足类的生长繁殖，而辽河相对更适合绿藻类及轮虫类的生长繁殖。通过调查可知，辽河的刀鲚资源量已接近枯竭，而大洋河还具有相对丰富资源量，这可能与两条河截然不同的生态环境密切相关。