日照近岸海域春秋季虾蟹类的种类组成特征
2021-02-03王尽文张绍萍蒲思潮
王尽文, 杜 明, 林 森, 张绍萍, 蒲思潮, 黄 娟, 李 凡
日照近岸海域春秋季虾蟹类的种类组成特征
王尽文1, 2, 杜 明3, 林 森1, 2, 张绍萍1, 2, 蒲思潮1, 2, 黄 娟1, 2, 李 凡4
(1. 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室, 山东 青岛 266061; 2. 国家海洋局 北海预报中心, 山东 青岛 266061; 3. 国家海洋局 北海环境监测中心, 山东 青岛 266033; 4. 山东省海洋资源与环境研究院, 山东 烟台 264006)
黄海; 日照; 虾蟹类; 物种多样性; 优势种
1 材料与方法
1.1 样品采集和分析
国家海洋局北海预报中心分别于2012年5月(春季)和2013年11月(秋季)在日照近岸海域进行了虾蟹类资源调查, 两季调查共布设41个站位(图1)。样品调查和分析按《GB12763.6海洋调查规范第6部分海洋生物调查》[9]相关规定执行。种名及分类以《中国海洋生物名录》[10]为依据。调查船为功率88.2 kW的单拖网渔船; 网具为单拖底拖网, 网口1 300目、网目尺寸40 mm、网口周长51.5 m、囊网网目20 mm。每站拖曵1 h, 平均拖速2.7 kn。渔获虾蟹类样品在现场鉴定种类, 并记录相关数据, 样本经冰冻保存后带回实验室详细测定生物学数据。
1.2 评价方法
1.2.1 优势种
利用Pinkas[11]相对重要性指数(Index of Relative Importance,)确定优势种。具体判定参照王雪辉[12]等的划分标准。值≥1 000定义为优势种,值在100~1000定义为重要种。
图1 调查站位图
= (+)×(1)
式(1) 中,为某一虾蟹类的渔获尾数占总尾数的百分比,为某一虾蟹类渔获质量占总质量的百分比,为某一虾蟹类出现的站位数占总站位数的百分比。
1.2.2 多样性
利用Shannon-Wiener 多样性指数()[13]、Margalef 的种类丰富度指数()[14]和Pielou均匀度指数()[15]来分析渔业资源群落生态多样性。
Shannon-Wiener多样性指数的公式为:
Margalef种类丰富度指数计算公式为:
Pielou物种均匀度指数计算公式为:
式(2)~式(4)中:为样品中的种类总数;为渔获总尾数;为第种渔获物占总渔获物的比例。
2 结果
2.1 种类组成和分布
2.2 优势种
图2 日照近岸海域虾蟹类种类数平面分布
表1 日照近岸海域虾蟹类种类名录
表2 日照近岸海域虾蟹类主要物种(IRI >100)特征值
注:.虾蟹类生物量百分比;.虾蟹类尾数百分比;. 虾蟹类出现频率;: 相对重要性指数
2.3 生物量、丰度及其时空分布(图3~图4)
2012年春季日照近岸海域虾蟹类生物量为305 g/h~ 5 648 g/h(图3A), 平均为2 678 g/h, 最高值出现在RZ07站, 最低值出现在RZ15站; 丰度为224 个/h~ 6 503 个/h(图4A), 平均为2 799 个/h, 最高值出现在RZ09站, 最低值出现在RZ16站。调查的21个站位中生物量>4 000 g/h的有6个, 其中5个站位分布在调查范围的北部海域; 丰度>4 000 个/h的站位有6个, 其中4个站位分布在调查范围的北部海域。2013年秋季日照近岸海域虾蟹类生物量为792 g/h ~ 34 728 g/h(图3B), 平均为12 145 g/h, 最高值出现在RZ06站, 最低值出现在RZ02站; 丰度为792 个/h~ 38 070 个/h(图4B), 平均为5 721 个/h, 最高值和最低值的出现站与生物量的出现站相同, 也分别出现在RZ06站和RZ02站。在秋季调查的20个站位中生物量>10 000 g/h的有10个, 其中7个站位分布在调查范围的北部海域; 丰度>4 000 个/h的站位有9个, 其中7个站位分布在调查范围的北部海域。两次调查结果显示, 调查海域春季和秋季的生物量和丰度均呈南低北高的趋势。从季节变化上看, 调查海域秋季生物量大约为春季的4.5倍; 秋季丰度大约为春季的2.0倍。
2.4 群落多样性分析(图5~图7)
2012年春季调查多样性指数为0.06~1.55(图5A), 平均为0.92, 最高值出现在RZ04站, 最低值出现在RZ10站; 均匀度指数为0.05~0.96(图6A), 平均为0.54, 最高值出现在RZ04站, 最低值出现在RZ10站; 丰富度指数为0.26~1.26(图7A), 平均为0.65, 最高值出现在RZ14站, 最低值出现在RZ10站。2013年秋季调查多样性指数为0.12~2.06(图5B), 平均为1.05, 最高值出现在RZ12站, 最低值出现在RZ11站; 均匀度指数为0.07~0.76(图6B), 平均为0.48, 最高值出现在RZ12站, 最低值出现在RZ11站; 丰富度指数为0.15~1.83(图7B), 平均为1.03, 最高值出现在RZ12站, 最低值出现在RZ02站。从季节变化上看, 秋季的多样性指数平均值和丰富度指数平均值大于春季, 均匀度平均值小于春季。
3 讨论
3.1 种类组成和优势种分析
虾蟹类种类组成和分布与其所处海域的水温、溶解氧(DO)、无机盐等要素密切相关。不同的季节种类组成和优势种也各不相同。据文献记载[16]黄渤海共有虾类60种、蟹类90种; 本文春秋两季调查共捕获虾蟹类25种, 其中虾类16种、蟹类9种, 分别占该海区种类总数的26.66%和10.00%。李涛[17]等于2007年4月在山东半岛南部近岸海域共捕获虾蟹类19种; 李科震[8]根据2013~2016年山东半岛近海作业渔船的渔捞日志统计山东近岸海域有虾类23种、蟹类19种。3次调查结果差异的原因主要为调查时间、所用网具和调查范围不同。
图3 日照近岸海域虾蟹类生物量平面分布
图4 日照近岸海域虾蟹类丰度平面分布
图5 日照近岸海域物种多样性指数分布
图6 日照近岸海域物种均匀度指数分布
图7 日照近岸海域物种丰富度指数分布
在本文的两季调查中, 春季出现15种, 包括虾类10种、蟹类5种; 秋季出现22 种, 包括虾类14种、蟹类8种; 春季各站位出现种类数平均为6.0种, 秋季平均为9.3种; 两个指数秋季均高于春季。这一方面是因为春季近岸水域混合水带较宽, 海洋生态环境处于不稳定状态有关, 另一方面和一些物种的越冬洄游有关。如本文中仅在秋季捕获的中国对虾在3、4月份大都进入渤海, 5月份(本文春季调查时间)在莱州湾、渤海湾等各大河口附近产卵繁殖, 11月底(本文秋季调查时间)又经山东半岛沿岸(本文调查区域)向黄海的南部越冬。所获25种虾蟹类中以对虾科种类最多, 这和李科震[8]报道的结果相同。从生态类型上看, 日照近岸海域虾蟹类以暖水种和暖温种居多, 如戴氏赤虾、中国对虾、周氏新对虾、葛氏长臂虾等, 也有少量冷温性种类, 如日本褐虾。调查海域虾蟹类区系兼有北温带和热带的特点。
3.2 生物多样性分析
虾蟹类资源由于营养丰富, 历来为水产养殖和海洋捕捞的主要对象。在近岸海域其群落结构更容易受到人为干扰的影响。Shannon-Wiener 多样性指数()普遍用来研究群落结构的变化和受人为干扰程度。日照港近岸海域虾蟹类多样性分析表明, 调查海域整体上多样性指数()处在一个较低的水平。秋季多样性指数()大于春季。这主要是因为春夏季是大部分物种的产卵季节, 此时实施的伏季休渔制度保护了虾蟹的亲体和幼体资源, 经过一个夏季的休养生息, 到了秋季这些补充群体构成了秋季生物资源的主要部分, 使得秋季多样性指数()较高。春季则由于经过秋冬两季的捕捞作业, 虾蟹类资源量处在一个相对较低水平(本研究中秋季丰度和生物量均远超春季)。此时海域环境因子也处在一个不稳定状态, 使得春季多样性指数()较低。生物多样性除了受物种丰度影响外, 物种所处海域的水温、水深、底质类型也起很大作用。朱鑫华[2]等曾报道水温和底质类型之间的相似度为0.9873。孙婉[22]等报道海水深度是影响蟹类空间分布的关键因素。虾蟹类在所处的营养链中是一个较低的位置, 其数量变动与上一个营养级和下一个营养级均有较大关系。如多个研究表明毛虾的摄食强度与圆筛藻的数量变动和分布密切相关[23-25]; 逄志伟[26]报道虾蟹类的数量变动与高营养级的鱼类存在一定的联系。营养链中这种捕食与被捕食的关系, 也是引起虾蟹类春秋季各指数差异的原因之一。总之, 以上因素的叠加是造成了调查海域虾蟹类各指数差异。
[1] 刘效舜, 吴敬南, 韩光祖, 等. 黄渤海区渔业资源调查与区划[M]. 北京: 海洋出版社, 1990.Liu Xiaoshun, Wu Jingnan, Han Guangzu, et al.Investigation and division of fishery resources in the Yellow Sea and Bohai Sea[M]. Beijing: China Ocean Press, 1990.
[2] 朱鑫华, 吴鹤洲, 徐凤山, 等. 黄、渤海沿岸水域游泳动物群落结构时空格局异质性研究[J]. 动物学报, 1994b, 40(3): 243-252. Zhu Xinhua, Wu Hezhou, Xu Fengshan, et al. The heterogeneity of spatiotemporal patterns of nekton community structure in the coastal waters of Yellow Sea and Bohai Sea[J]. Acta Zoologica Sinica, 1994b, 40(3): 243-252.
[3] 万瑞景, 姜言伟. 黄海硬骨鱼类鱼卵、仔稚鱼及其生态调查研究[J]. 海洋水产研究, 1998, 19(1): 60-73. Wan Ruijing, Jiang Yanwei. Studies on the ecology of eggs and larvae of osteichthyes in the Yellow Sea[J]. Marine Fisheries Research, 1998, 19(1): 60-73.
[4] 单秀娟, 陈云龙, 戴芳群, 等. 黄海中南部不同断面鱼类群落结构及其多样性[J]. 生态学报, 2014, 34(2): 377-389. Shan Xiujuan, Chen Yunlong, Dai Fangqun, et al. Variations in fish community structure and diversity in the sections of the central and southern Yellow Sea[J]. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(2): 377-389.
[5] 肖欢欢, 张崇良, 徐宾铎, 等. 黄海中南部近岸海域春季鱼类浮游生物群落空间格局研究[J]. 海洋学报, 2017, 39(8): 34-47. Xiao Huanhuan, Zhang Chongliang, Xu Binduo, et al.Spatial pattern of ichthyoplankton assemblage in the coastal waters of central and southern Yellow Sea in the spring[J]. Haiyang Xuebao, 2017, 39(8): 34-47.
[6] 王尽文, 陶卉卉, 张乃星, 等. 2016年春季日照港岚山港区近岸海域渔业资源浅析[J]. 广西科学院学报, 2018, 34(2): 125-129, 36.Wang Jinwen, Tao Huihui, Zhang Naixing, et al. Analysis on the nearshore shallow of fishery in Lanshan harbor Rizhao Port in spring of 2016[J]. Journal of Guangxi Academy of Sciences, 2018, 34(2): 125-129, 136.
[7] 王尽文, 黄娟, 张亮, 等. 石臼港近岸海域秋季游泳动物群落结构浅析[J]. 广西科学院学报, 2020, 36(2): 158-163.Wang Jinwen, Huang Juan, Zhang Liang, et al. Analysis on the Nearshore Shallow of nekton in Shijiu port in Autumn[J]. Journal of Guangxi Academy of Sciences, 2020, 36(2): 158-163.
[8] 李科震. 山东半岛沿海主要虾蟹类资源生物学的研究[D]. 烟台: 烟台大学, 2019.Li Kezhen. Study on the Biological Analysis of Resources of the Primary Shrimp and Crab Assemblages in the Coastal of ShandongPeninsula[D]. Yantai: Yantai University, 2019.
[9] 国家质量监督检验检疫总局, 国家标准化委员会. GB/T 12763. 6海洋生物调查[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007: 56-62.General Administration of Quality Supervision. Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. Specifications for oceanographic survey Part6: Marine biological survey GB/T 12763. 3-2007[S]. Beijing: Standards Press of China, 2007: 56-62.
[10] 刘瑞玉. 中国海洋生物名录[M]. 北京: 科学出版社, 2008: 903-1066.Liu Ruiyu. CheckList of Marine Biota of China Seas[M]. Beijing: Science Press, 2008: 903-1066.
[11] Pinkas L, Oliphamt M S, IveRZon I L K. Food habits of albacore, bluefin tuna, and bonito in Californian wateRZ[J]. Clif Dep Fish Game Fish Bull, 1971, 152: 1-105.
[12] 王雪辉, 杜飞雁, 邱永松, 等. 1980-2007年大亚湾鱼类物种多样性、区系特征和数量变化[J]. 应用生态学报, 2010, 21(9): 2403-2410.Wang Xuehui, Du Feiyan, Qiu Yongsong, et al. Variations of fish species diversity, faunal assemblage, and abundances in Daya Bay in 1980-2007[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2010, 21(9) : 2403-2410.
[13] Shannon E C, Weaver W. The Mathematical Theory of Communication[M]. Illinois: Urbana UniveRZity of Illinois Press, 1949.
[14] Margalef R. Information theory in ecology[J]. General Systematics, 1958, 3: 36-71.
[15] Pielou E C. Ecological diversity[M]. New York: Wiley, 1975: 4-49.
[16] 王红勇, 姚雪梅. 虾蟹生物学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2007. Wang Hongyong, Yao Xuemei. Biology of shrimp and crab[M]. Beijing: China Agricultural Press, 2007.
[17] 李涛, 张秀梅, 张沛东, 等. 山东半岛南部近岸海域渔业资源群落结构的季节变化[J]. 中国海洋大学学报, 2011, 41(1/2): 41-50. Li Tao, Zhang Xiumei, Zhang Piedong , et al. Seasonal variation on community structure of fishery resources in the coastal waters of southern Shandong Peninsula[J]. Periodical of Ocean University of China, 2011, 41(1/2): 41-50.
[18] 吴耀泉, 柴温明. 胶州湾水产经济动物资源及其利用[J].海洋科学, 1993, 5(2): 21-23. Wu Yaoquan, Chai Wenming. Aquatic economic animal resources and their utilization in Jiaozhou Bay[J]. Marine Sciences, 1993, 5(2): 21-23.
[19] 宋海棠, 俞存根, 薛利建, 等. 东海经济虾蟹类[M]. 北京: 海洋出版社, 2006.Song Haitang, Yu Cungen, Xue Lijian, et al. The economical crabs and shrimps in East China Sea[M]. Beijing: China Ocean Press, 2006.
[20] Rochet M J, Trenkel V M. Which community indicators can measure the impact of fishery? A review and proposals[J]. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 2003, 60(1): 86-99.
[21] Greenstreet S P R, Rogers S I. Indicators of the health of the North Sea fish community: Identifying reference levels for an ecosystem approach to management[J]. ICES Journal of Marine Science, 2006, 63(4): 573-593.
[22] 孙婉, 徐开达, 卢占晖, 等. 春、夏季黄海南部和东海北部蟹类群落结构的空间分布特征[J]. 浙江海洋大学学报, 2018, 37(6): 475-482. Sun Wan, Xu Kaida, Lu Zhanhui, et al. The Spatial Pattern of the Crab Community Structure in Spring and Summer in the Northern East China Sea and the Southern Yellow Sea[J]. Journal of Zhejiang Ocean University, 2018, 37(6): 475-482.
[23] 康元德. 渤海浮游植物的数量分布和季节变化[J]. 海洋水产研究, 1991, 12: 31-54. Kang Yuande. Distribution and seasonal variation of phytoplankton in the Bohai Sea[J]. Marine Fisheries Research, 1991, 12: 31-54.
[24] 王俊, 康元德. 渤海浮游植物种群动态的研究[J]. 海洋水产研究, 1998, 19(1): 43-52. Wang Jun, Kang Yuande. Study on population dynamics of phytoplankton in the Bohai Sea[J]. Marine Fisheries Research, 1998, 19(1): 43-52.
[25] 王毅波, 孙延瑜, 王彩霞, 等. 夏季渤海网采浮游植物群落和叶绿素分布特征及其对渔业资源的影响[J]. 渔业科学进展, 2019, 40(5): 42-51. Wang Yibo, Sun Yanyu, Wang Caixia, et al. Distribution of the net-phytoplankton community and chlorophyll-a in the Bohai Sea in summer and its impacts on fishery resources[J]. Progress in Fishery Sciences, 2019, 40(5): 42-51.
[26] 逄志伟. 胶州湾虾蟹类群落结构及主要种类渔业生物学特征[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2013. Pang Zhiwei. Community structure and fishery biological characteristics of shrimp and crab in Jiaozhou Bay[D]. Qingdao: Ocean University of China, 2013.
Composition of Shrimps and crabs in the coastal waters of Rizhao during spring and autumn seasons
WANG Jin-wen1, 2, DU Ming3, LIN Sen1, 2, ZHANG Shao-ping1, 2, PU Si-chao1, 2, HUANG Juan1, 2, LI Fan4
(1. Shandong Provincial Key Laboratory of Marine Ecology and Environment & Disaster Prevention and Mitigation, Qingdao 266061, China; 2. North China Sea Marine Forecasting Center of SOA, Qingdao Oceanic Environmental Monitoring CentralStation of SOA, Qingdao 266061, China; 3. North China Sea Environmental Monitoring Center, State Oceanic Administration, Qingdao 266033, China; 4. Shandong Marine Resource and Environment Research Institute, Yantai 264006, China)
To understand the speciescomposition and diversity of shrimps and crabs in the coastal waters of Rizhao City, we collected the required data in the bottom trawl surveys in May 2012 and November 2013. We identified a total of 25 species of shrimps and crabs. By the IRI(Index of Relative Importance, IRI)index,,,,, andwere ranked as the largest edible dominant species having a high commercial value in the study area. Importantly, we calculated Shannon diversity (), Pielou’s evenness index (), and Margalef’s species richness diversity () of the shrimp and crab communities during spring and autumn seasons. The overall diversity of shrimp and crab communities in the sea area is at a lower level. Moreover, the large edible shrimps and crabs with a high commercial value offer a huge advantage in terms of biomass and abundance.
the Yellow Sea; Rizhao City; shrimps and crabs; species diversity; dominant species
Apr. 4, 2020
S931
A
1000-3096(2021)01-0076-09
10.11759/hykx/20200404002
2020-04-04;
2020-05-09
国家重点研发计划资助项目(2016YFC1402103); 国家重点研发计划项目(2017YFC1403700)
[National Key R & D projects, No. 2016YFC1402103; National Key R & D Projects, No. 2017YFC1403700]
王尽文(1980-), 男, 山东莘县人, 高级工程师, 主要从事海洋生物研究, 电话: 18005320160, E-mail: 1109429515@qq.com; 黄娟,通信作者, E-mail: huangjuan@ncs.mnr.gov.cn
(本文编辑: 谭雪静)
