日照市近岸海域冬夏季游泳动物群落结构研究*

王尽文，纪莹璐，黄 娟，宿 凯，王建勇，于 洋 ，王 波

(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.自然资源部第一海洋研究所，山东青岛 266071)

0 引言

位于山东省东南部的日照市拥有海域面积6 000 km2，海岸线168.5 km。其近岸海域有甜水河、傅疃河、龙王河等多条河流入海，自然环境条件优越，饵料丰富，是多种海洋生物理想的栖息地。每年洄游于渤黄海和东海之间的游泳动物都在这里过路、产卵或索饵，所以日照市近岸海域既是多种生物的产卵场和索饵场，又是多种生物进出渤海的重要通道[1]。历史上，该海域盛产黄鲫(Setipinnatenuifilis)、黄姑鱼(Nibeaalbiflora)、蓝点马鲛(Scomberomorusniphonius)、日本鲭(Scomberjaponicus)、带鱼(Trichiuruslepturus)、镰鲳(Pampusechinogaster)等多种经济鱼类，金乌贼(Sepiaesculenta)更是日照市特产。这些游泳动物绝大多数都是水域生产力中的终极产品，是人类食物的重要来源之一，有些种类还具有较高的药用、观赏价值。因此，游泳动物的研究对人类有重要意义。

国内学者对日照市近岸海域渔业资源的研究大多集中在日照港邻近海域。王尽文等[2-6]对日照港岚山港区春季渔业资源、石臼港区春季和秋季渔业资源、日照港春秋季虾蟹类资源进行了系统的研究，但这些研究均集中在春秋季，对于该海域冬夏季渔业资源的研究尚未见报道。本研究利用2016年2月(冬季)、8月(夏季)在日照近岸海域的底拖网调查资料，对该海域游泳动物的种类组成、优势种、资源量和物种的多样性进行初步分析，以期为全面了解日照近岸海域渔业资源提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

自然资源部第一海洋研究所分别于2016 年2月(冬季)、8月(夏季)在日照市近岸海域进行2个航次的拖网调查，其中自北向南共布置4个断面12个站位(图1)。游泳动物拖网调查按《海洋调查规范:第6部分 海洋生物调查》(GB 12763.6-2007)[7]执行。种类命名及分类以《海洋生物分类代码(GB/T 17826-1999)》[8]和《中国海洋生物名录》[9]为依据。调查所用网具为单拖底拖网，网口700目，网目尺寸约7.76 cm，网口宽度7 m。每站拖拽1 h， 平均拖速约5.6 km/h。在船上鉴定渔获物种类，并按种类记录质量、尾数等数据。

图1 日照市近岸海域游泳动物调查站位

1.2 评价方法

1.2.1 生态优势度

利用相对重要性指数IRI[10]确定优势种。IRI≥1 000定义为优势种，100≤IRI<1 000定义为重要种。

IRI =(N+W)×F，

(1)

式中，N为某一游泳动物的尾数占总尾数的百分比，W为某一游泳动物质量占总质量的百分比，F为某一游泳动物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物种多样性指数(H′)[11]、Margalef物种丰富度指数(D)[12]和Pielou均匀度指数(J)[13]来分析群落生态多样性。计算公式如下：

(2)

(3)

(4)

式中：Pi为i种游泳动物的质量占总质量的比例，S为样品种类总数，N为渔获总尾数。

1.2.3 资源密度

资源密度按照《建设项目对海洋生物资源影响评价技术规程》[14]中的扫海面积法计算，公式如下：

(5)

式中：ρ为现存资源量，D为平均渔获质量，a为每站扫海面积，p为捕获率。本研究中捕获率的取值如下：中上层鱼类，p取0.3；近底层鱼类、虾类和乌贼类，p取0.5；底层鱼类、蟹类和蛸类，p取0.8。

2 结果与分析

2.1 种类组成

两季节共捕获游泳动物17目50科66属71种(表1)，其中鱼类12目32科42属44种，甲壳类2目14科20属22种，头足类3目4科4属5种。从目级来看，以鲈形目(Perciformes)和十足目(Decapoda)种类出现数目较多，分别为22种、21种；从科级来看，出现数目较多的有虾虎鱼科(Gobiidae)8种，石首鱼科(Sciaenidae)3种，对虾科(Penaeidae)3种，梭子蟹科(Portunidae)3种。两季共同出现的种类为28种：鱼类14种，甲壳类11种，头足类3种。在冬季所获48种游泳动物中，鱼类、甲壳类和头足类分别为23，21，4种，依次占冬季航次游泳动物总数的47.92%、43.75%和8.33%；夏季航次所获游泳动物50种，鱼类、甲壳类和头足类分别为35，11，4种，依次占夏季航次游泳动物总数的70.00%、22.00%和8.00%。

表1 日照市近岸海域游泳动物种类组成

2.2 优势种

两季调查共出现优势种和重要种28种(表2,3)，其中属于两季共有优势种和重要种的有5种：矛尾虾虎鱼(Chaeturichthysstigmatias)、口虾蛄(Oratosquillaoratoria)、日本鼓虾(Alpheusjaponicus)、戴氏赤虾(Metapenaeopsisdalei)、短蛸(Octopusminor)。冬季航次优势种有2种，为玉筋鱼(Ammodytespersonatus)和疣背深额虾(Latreutesplanirostris)，两个优势种的累积质量百分比和累积尾数百分比分别为53.64%和70.46%。夏季航次优势种有4种，依次为日本枪乌贼(Loliolusiapouica)、矛尾虾虎鱼、口虾蛄、绿鳍鱼(Chelidonichthysspinosus)，4个优势种的累积质量百分比和累积尾数百分比分别为47.04%和59.45%。除优势种外，冬季捕获的13个重要种质量比例较大的有短蛸(5.87%)、许氏平鲉(Sebastesschlegeli，5.03%)；数量比例较大的有长足七腕虾(Heptacarpusfutilirostris，5.86%)，日本鼓虾4.79%。夏季捕获的14个重要种质量比例较大的有三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus，9.34%)、双斑蟳(Charybdisbimaculata，6.56%)；数量比例较大的有日本鼓虾(7.18%)，皮氏叫姑鱼(Johniusbelengerii，4.86%)。

表2 日照市近岸海域冬季游泳动物群落优势种组成

续表2

表3 日照市近岸海域夏季游泳动物群落优势种组成

2.3 资源密度及其时空分布

冬季调查海域平均渔获质量为4.76 kg/h (鱼类3.95 kg/h、甲壳类0.50 kg/h、头足类0.31 kg/h)，平均渔获尾数为1 821 ind./h (鱼类726 ind./h、甲壳类1 087 ind./h、头足类8 ind./h)；夏季平均渔获质量为6.62 kg/h (鱼类3.18 kg/h、甲壳类2.56 kg/h、头足类0.88 kg/h)，平均渔获尾数为1 375 ind./h(鱼类625 ind./h、甲壳类369 ind./h、头足类381 ind./h)。按照面积法计算，冬夏两季调查游泳动物平均尾数资源密度分别为106.86×103，59.41×103ind./km2。冬季尾数资源密度为(5.00-576.28)×103ind./km2(图2a)，其中甲壳类尾数资源密度最高，平均为82.54×103ind./km2；鱼类次之，平均为24.00×103ind./km2；头足类最低，平均为0.32×103ind./km2。夏季尾数资源密度为(5.98-151.33)×103ind./km2(图2b)，其中鱼类尾数资源密度最高，平均为23.68×103ind./km2；头足类次之，平均为19.48×103ind./km2；甲壳类最低，平均为16.24×103ind./km2。

图2 日照市近岸海域游泳动物尾数资源密度分布

如图3所示，冬夏两季平均质量资源密度分别为191.22，251.35 kg/km2。冬夏两季质量资源密度均以鱼类最高，平均分别为115.07，125.75 kg/km2；甲壳类次之，平均分别为60.63，85.77 kg/km2；头足类最低，平均分别为15.51，39.83 kg/km2。冬季游泳动物的尾数资源密度和质量资源密度分别以RZ03号站和RZ05号站最高，以调查范围中部东侧RZ09号站最低。夏季游泳动物的尾数资源密度和质量资源密度最低站位为调查范围中部西侧RZ07号站，最高站位分别为RZ09号站和RZ10号站。

图3 日照市近岸海域游泳动物质量资源密度分布

2.4 群落多样性特征

冬季调查Shannon-Wiener物种多样性指数(H′)平均值为1.535，最高和最低值分别为调查范围中部西侧RZ07号站(2.368)和RZ04号站(0.419)，整体分布呈南北高中间低的趋势(图4a)；夏季稍高于冬季，平均值为1.896，最高和最低值分别为调查范围中部西侧RZ04号站(2.634)和RZ07号站(1.072)，整体分布呈南高北低的趋势(图4b)。冬季Pielou均匀度指数(J)平均值为0.540，最高和最低值分别为RZ09号站(0.806)和RZ04号站(0.215)，整体分布呈自北向南先降低后增高的趋势(图5a)；夏季平均值为0.693，最高和最低值分别为调查范围中部西侧RZ04号站(0.840)和调查范围东北侧的RZ03号站(0.425)，整体分布较均匀(图5b)。冬季Margalef物种丰富度指数(D)平均值为2.505，最高和最低值分别为调查范围北侧的RZ02号站(3.279)和调查范围中部东侧的RZ09号站(1.128)，整体分布呈自近岸向远岸逐渐降低的趋势(图6a)；夏季Margalef物种丰富度指数(D)和冬季基本相同，平均值为2.495，最高和最低值分别为调查范围最北侧的RZ03号站(3.393)和RZ01号站(0.652)，整体分布不均匀(图6b)。

图4 日照市近岸海域Shannon-Wiener物种多样性指数分布

图5 日照市近岸海域物种Pielou均匀度指数分布

3 讨论

3.1 物种组成和优势种分析

本研究于2016年冬季调查共捕获游泳动物48种(鱼类23种、甲壳类21种、头足类4种)，夏季捕获50种(鱼类35种、甲壳类11种、头足类4种)。两季节渔获物总种类数差别不大，但种类组成差异明显，两季节物种更替率为60%。夏季鱼类出现种类数占比明显高于冬季，甲壳类明显低于冬季。冬季调查海域水温下降，某些季节性洄游鱼类游入深水区(如小黄鱼)或南黄海、东海(如鳀)越冬，鱼类种类数下降。此时，当年生的甲壳类补充群体已成长为成体，同时甲壳类被捕食压力减小，甲壳类种类上升。随着夏季水温的升高，部分游泳动物开始陆续回到浅海或河口产卵，鱼类种类数增加，甲壳类被捕食压力增大，种类占比减少。

本研究冬夏两季调查优势种共6种。从经济价值看，口虾蛄和日本枪乌贼为经济价值较高的种类；玉筋鱼和绿鳍鱼有一定的经济价值，矛尾虾虎鱼和疣背深额虾为经济价值较低的种类。调查海域缺乏经济价值较高的大型鱼类物种，渔获物以甲壳类、头足类和小型、低质、成熟期短的鱼类为主。日照市近岸主要经济种类已从传统的经济鱼类转变为优质的甲壳类和头足类。这和金显仕等[15]对莱州湾渔业资源群落结构研究、高雪等[16]对烟威海域游泳动物群落结构研究结果相似。从优势种季节变化来看，冬夏两季差别较大，优势种更替率为100%。这主要是由冬夏两季的水温差别造成的。本研究冬季第一优势种玉筋鱼属于冷温性鱼类，在黄渤海海域每年11月至翌年3月从秋季的潜沙场游向近岸产卵，夏、秋两季玉筋鱼潜沙，现有拖网技术无法捕获[17]。口虾蛄繁殖期较长，贯穿春、夏、秋3个季节(4-9月)。到了冬季，口虾蛄交配期后雌性个体大量死亡，再加上口虾蛄的掘穴过冬习性[18]，致使冬季口虾蛄捕获量远小于夏季。

3.2 与同海区历史资料的比较

将本次研究结果与山东半岛南部沿岸海域(包括本研究调查区域)2006年同一季节的研究结果进行对比(表4)。和2006年相比，2016年冬夏两季调查海域总种类数、优势种个数呈增加趋势，生物多样性指数呈下降趋势；两季平均渔获质量呈下降趋势。增加的物种主要为甲壳类，冬季种类数增加75.00% (9种)，夏季增加了57.14%(4种)。这和孙鹏飞等[19]对长江口及其邻近海域渔业资源的研究，戴芳群等[20]对黄、东海渔业资源群落结构变化研究以及李涛等[21]对山东半岛南部近岸的研究结果类似。分析原因有如下两点：①高强度的捕捞使调查海域的中大型鱼类资源量大幅下降，这使得处在食物链底端的甲壳类被捕食机会减小；②日照沿岸有潮白河、傅疃河、绣针河等多条河流入海，沿岸河流带入的丰富营养物质给甲壳类提供了充足的食物。从渔获质量来看，两季平均渔获质量比2006年下降44.92%，其中鱼类生物量下降49.46%，甲壳类下降35.58%，头足类下降33.96%。可见调查海域游泳动物资源量下降主要由鱼类生物量下降引起的。从优势种来看，2个年份的调查优势种均以低价值小型鱼类和甲壳类为主。在2006年冬季调查中质量占比7.80%、尾数占比32.80%的赤鼻棱鳀在2016年冬季调查中未出现。在2016年夏季调查中赤鼻棱鳀质量占比0.87%、尾数占比1.04%，其资源量大幅下滑。这与金显仕等[15]对莱州湾游泳动物群落优势种演替趋势的报道一致:20世纪 80年代末至20世纪末，优势种沿黄鲫→鳀鱼→赤鼻棱鳀方向演替。从生物多样性的变化来看，2016年两季调查生物多样性指数均呈下降趋势，这主要是由2016年两季调查优势种的优势度较高引起的。

表4 本研究结果与历史数据对比

4 结论

日照市近岸海域冬夏两季调查共捕获游泳动物17目50科66属71种，其中冬季调查共捕获游泳动物48种(鱼类23种、甲壳类21种、头足类4种)，夏季捕获50种(鱼类35种、甲壳类11种、头足类4种)，两季节物种更替率为60%。冬夏两季调查游泳动物平均尾数资源密度分别为106.86×103，59.41×103ind./km2;平均质量资源密度分别为191.22，251.35 kg/km2。从种类组成上看,调查海域渔获物以小型、低质、成熟期短的鱼类、甲壳类和头足类为主，缺乏经济价值较高的大型鱼类物种。冬季优势种为玉筋鱼和疣背深额虾，夏季为日本枪乌贼、矛尾虾虎鱼、口虾蛄和绿鳍鱼。和2006 年山东半岛南部近岸海域调查结果相比，调查海域甲壳类物种有增加的趋势。受调查资料时间长度和历史资料的限制，该海域游泳动物的群落特征及演替趋势需结合更多的资料进一步分析。