青岛沿岸秋、冬季浮游动物群落特征荆建源

    刘潇怿　任晓蕾　李浩然

    

    

    

    摘要：根据2016年9月至2017年1月每月于胶州湾内、外沿岸各1个站位所采集的表层浮游动物样品，研究了浮游动物的种类组成、丰度分布、优势种及物种多样性等群落特征。结果显示，调查水域共鉴定浮游动物22种（包含夜光虫）、浮游幼虫8类。胶州湾内、外浮游动物群落存在差异。胶州湾外浮游动物种类数（28）高于湾内（21），胶州湾外浮游动物多样性也高于湾内。平均丰度则是湾内（125.1ind/m3）较湾外（117.9ind/m3）更高。胶州湾内、外浮游动物优势种差别不明显，中华哲水蚤（Calanus sinicus）、小拟哲水蚤（Paracalanusparvus）和强壮箭虫（Sagitta crassa）3个物种在2个区域均呈现优势。小拟哲水蚤和夜光虫在调查水域的分布特征较以往研究存在差异。

    关键词：浮游动物；种类组成；丰度；多样性

    胶州湾位于黄海之滨，山东半岛南部，被青岛市环绕，总水域面积约为390km2，平均水深为6～7m。胶州湾及青岛沿岸工业、养殖业、港口发达，是胶东半岛地区重要水产养殖基地和港湾，受自然环境因素和人类活动的影响较为明显。有研究表明，近50年以来，伴随着胶州湾海洋经济的快速发展和沿岸污水排放的急剧增加，水体富营养化现象日益严重，赤潮暴发频繁。

    浮游动物是海洋中重要的次级生产者，连接着初级生产者和更高营养级生物，其种类组成、丰度分布及变动直接或间接地影响海洋生态系统。浮游动物作为许多经济鱼类的饵料来源，特别是仔、稚鱼的饵料，很大程度上决定了鱼种的补充机制。对胶州湾浮游动物的群落结构进行研究，能够很好地反映胶州湾海洋环境质量和生态特征。针对胶州湾浮游动物的研究较多，不同研究的研究目的、手段及站位设置等存在差异，使得研究结果间存在差异。

    笔者于2016年9月至2017年1月在胶州湾内、外各1个采样点采集浮游动物样品，并同步采集温度、盐度及叶绿素a数据。调查每月1次。研究了调查海域浮游动物的种类组成、分布特征，并将胶州湾内、外浮游动物群落之间的差异进行了分析。本文为探讨胶州湾及青岛沿岸水域的海洋境变化以及浮游动物与环境相互作用提供了基础数据。

    1材料与方法

    1.1调查海区及方法

    在胶州湾内、外各选取1个采样点进行调查，于2016年9月至2017年1月每月进行1次样品的采集（见图1）。使用浅水工型浮游生物网（网口内径50cm，筛绢孔径约505μm）于表层采集浮游动物，以体积分数为5%的福尔马林海水溶液固定保存，实验室内鉴定、计数。叶绿素样品采集表层海水300～500mL，加入3～5滴饱和Mg-CO3溶液后用GF/F滤膜（Whatman）过滤，铝箔包裹，液氮保存。实验室内在4。C的环境下用90%的丙酮溶液避光萃取24h后用荧光分光光度计（F-4500，HITACHI，日本）测量叶绿素a浓度（μg/L）。样品采集、处理、分析方法参照《海洋调查规范一海洋生物调查》（GB 12763.6-2007）。温度、盐度采用CTD（RBR 620 CTD）现场测定。

    1.2数据处理和分析

    在统计浮游动物优势种类、丰度时不包含夜光虫（Noctiluca scintillans）。浮游动物丰度以每立方米水体出现的浮游动物个体数表示（ind/m3）。

    以丰度累计达到总丰度85%的种类为优势种。

    用累积优势度曲线，将各种浮游动物丰度由大到小排序，直观地表征群落的物種均匀度和丰度百分比。采用Primer6.0软件完成。

    采用SPSS20.0软件进行差异性检验，用Surfer8.0软件绘制调查站位图，用Origin8.5绘制游动物群落构成图、丰度分布图和优势种丰度分布图。

    2结果与分析

    2.1调查水域环境因子

    胶州湾内、外SST除2016年12月外，差别不明显（P>0.05），差别均≤1℃。除2017年1月外，胶州湾外SST高于湾内。调查站位表层SSS范围24.5～34.2，胶州湾内、外SSS差异不显著（P>0.05），仅2016年12月差异较大。胶州湾内表层Chl-a浓度水平初2017年1月（湾内：0.46μg/L，湾外：0.57μg/L）外均高于湾外，但差异不显著（P>0.05）（表1）。

    2.2浮游动物种类组成

    本研究在调查水域共发现浮游动物22种，浮游幼虫8类，总计种类数为30（见表2）。其中，节肢动物门种类最多，包括桡足类11种，占总种类数的36.7%，另有端足类2种，涟虫1种；浮游幼虫8类，占总种类数的26.7%；原生动物1种，刺胞动物4种，栉水母动物1种，毛颚动物1种，被囊动物1种。胶州湾内浮游动物总种类数（21个）低于胶州湾外（28个）。2016年10月于胶州湾外记录到的种类数最多（19种）。研究水域不同月份浮游动物群落构成见图2。

    2.3浮游动物丰度

    本研究胶州湾内表层浮游动物月平均丰度值为（125.1±95.1）ind/m3，湾外平均月丰度值为（117.9±106.7）ind/m3。2016年12月（湾内：227.3ind/m3，湾外：168.5ind/m3）、2017年1月（湾内：226.0ind/m3，湾外：275.0ind/m3）的浮游动物丰度值较其他季节明显更高。2016年11月胶州湾外表层浮游动物丰度值最低，仅5.0ind/m3（图3）。

    本研究在部分月份发现了夜光虫，且丰度均较高。其中，2016年9月胶州湾外的夜光虫丰度最高，达到了28452.4ind/m3，2016年10月胶州湾内的夜光虫丰度值（1181.0ind/m3）相对较低（图4）。

    2.4浮游动物优势种

    胶州湾内浮游动物的优势种分别为中华哲水蚤（Calanus sinicus），小拟哲水蚤（Paracalanusparvus），强壮箭虫（Sagitta crassa）及异体住囊虫（Oikopleura dioica）。其中，小拟哲水蚤的平均丰度最高（81.4ind/m3），占总丰度的65.0%；胶州湾外浮游动物的优势种组成同样以小拟哲水蚤为主，平均为57.3ind/m3，占总丰度的48.6%，另外中华哲水蚤、强壮箭虫和多毛类幼体（Polychaeta larva）也较为重要（见表3）。调查站位浮游动物优势种丰度的时间变化见图5。

    2.5调查水域浮游动物群落的多样性分析

    以累计优势度曲线表征胶州湾内、外的多样性。胶州湾内的单一种的浮游动物优势度最高，最高单种所占总丰度的百分比达到了65.0%，而胶州湾外最高单种所占总丰度的百分比为48.6%（见图6）。总体而言，胶州湾内浮游动物的浮游动物累积优势度较湾外更高。

    3讨论

    本研究在胶州湾内、外沿岸表层水体中发现浮游动物22种，浮游幼虫8类，合计种类数30个，其中，胶州湾内浮游动物种类数（21个），低于胶州湾外的种类数（28个）。在本研究进行的5次采样中并未发现胶州湾内浮游动物种类数高于湾外的情况。其中，胶州湾内在9月、12月浮游动物的种类数（11个、8个）低于湾外（19个、9个）。孙松等对胶州湾及湾口附近的研究显示，胶州湾出现的浮游动物种类数在20-85之间。本研究在表层水体中所发现种类数（30个）符合这一研究结果。

    胶州湾内表层浮游动物平均丰度值为125.1ind/m2，湾外平均丰度值为117.9ind/m3，内外差异不明显。胶州湾内表层浮游动物丰度在10月（31.3ind/m3）最低，湾外丰度在11月（31.3ind/m3）最低。12月湾内、外表层浮游动物丰度均较11月有明显地升高。

    累积优势度曲线可用于多样性排序，较低的优势度曲线对应较高多样性。根据累积优势度曲线，胶州湾外表层浮游动物的多样性明显高于湾内。胶州湾外表层浮游动物种类数较湾内更多，且各物种时间上分布更为均匀，不同种之间丰度差异小于湾内，物种之间的极化程度更低。

    胶州湾内、外表层水体中浮游动物优势种以广温广布种为主，且湾内、外优势种组成差异较小，中华哲水蚤、小拟哲水蚤和强壮箭虫在湾内、外均呈现优势。且在湾内、外表层浮游动物群落中占据最重要地位的均为小拟哲水蚤。小拟哲水蚤是偏暖温帶近海分布较广的小型桡足类，在中国的黄、渤、东海及许多河口、海湾均为主要种类。Liang等研究发现，日本濑户内海湾的拟哲水蚤在9～12月会出现1～2个小高峰。张芳等在南黄海的研究指出，在这一海区小拟哲水蚤的峰值出现在6、7月，莱州湾这一物种的丰度最高值出现在8月。本研究中，小拟哲水蚤的平均丰度高于其他种，这是由于该种的丰度在12月（湾内：208.3ind/m3，湾外：120.0ind/m3）、1月（湾内：149.2ind/m3，湾外：136.9ind/m3）显著高于其他物种。小拟哲水蚤的世代周期长短受水温影响。Liang等认为小拟哲水蚤的世代周期在20℃以下需20～44d、20℃以上则15～24d。调查站位的SST在11月（湾内：15.8℃，湾外：16.5℃）、12月（湾内：4.2℃，湾外：7.0℃）均明显低于20℃，所以小拟哲水蚤可能在12月、1月出现丰度上升的现象。目前对于这一物种分布的时空规律及其与环境因子、浮游植物及仔稚鱼之间相互关系的研究还不完善，需要进行更多的观测。

    本研究11月在湾外发现有中隆剑水蚤（On-caeamedia）出现，丰度仅0.31ind/m3。这一物种被认为是典型的暖水种，可能是被暖水携带至调查水域。这一现象是否与气候变暖等环境变化有关还需要进一步研究。

    本研究在胶州湾内、外表层水体中均发现夜光虫存在，由于本次调查采用的是浅水工型浮游生物网（筛绢孔径0.505mm），所以夜光虫丰度可能较其实际丰度偏低。夜光虫是一种偏冷水性的种类，水温5～6℃时就能繁殖，最适于其生长、繁殖温度是16～24℃。研究表明，夜光虫生存上限水温在26℃左右，当水温超过夜光虫生存上限（25～26℃）时，上层水体中的夜光虫就自然死亡，只有生活在较深冷水团中的个体可存活，待水温降至适温范围时开始大量繁殖。本研究中，夜光虫在9月胶州湾外表层水体中丰度（28452.4ind/m3）最高，同期湾内表层水体中丰度（5248.0ind/m3）也较高，而当时采样站位的SST（湾内：26.5℃，湾外：26.7℃）均达到了夜光虫的生存上限水温。研究表明，夜光虫在秋季胶州湾的垂直分布呈现“白天上升，晚上下降”的趋势，从10：30到19：30，上层水体中的夜光虫数量占到90%以上，9月的采样时间在12：00左右，这可能是夜光虫大量出现的原因之一。另外，9月调查站位表层Chl-a浓度（湾内：1.73μg/L，湾外：1.11μg/L）均较高，浮游植物的大量繁殖给夜光虫提供了充足的食物，这可能是造成9月表层夜光虫丰度高的另一原因。胶州湾沿岸近年来频发夜光虫赤潮，所以对这一物种在胶州湾内、外的时空分布规律及其与环境要素、人类活动之间的关系进行进一步研究有着深刻的意义。

    4结论

    胶州湾外表层水体中浮游动物多样性高于湾内，湾外共鉴定浮游动物28种，湾内21种；湾内、外浮游动物群落组成类似，均以桡足类最常见；优势种组成类似，中华哲水蚤、小拟哲水蚤和强壮箭虫3种在湾内、外均呈现优势。

    小拟哲水蚤在SST较低的12月、1月丰度很高，这与以往在中国近海研究的结果存在差异。11月在湾外发现了典型的暖水种中隆剑水蚤，这值得进一步研究。

    部分月份在湾内、外表层水体中发现了夜光虫，其中9月于湾外采集的丰度最高，同期湾外表层水体中夜光虫丰度也较高。

    （收稿日期：2017-12-25）