底栖生物活动性小、地区性强,回避能力远不及浮游生物和游泳动物,可较好地反映环境质量状况,在海洋生物监测中具有特别重要的意义,因此很多学者应用底栖生物对海洋环境质量进行评价[1- 10]。
随着近几年舟山群岛海洋工程等开发活动频繁,引起了部分学者对舟山海域底栖生物的研究,如王延明[11]、胡颢琰[12]等研究中均有涉及舟山近岸海域底栖生物状况,但这些研究均在2009年之前,2009年以后关于舟山近岸海域底栖生物的研究还鲜有报道。因此本研究利用2016年夏季的调查资料研究舟山近岸海域夏季底栖生物的种类组成、分布现状,并与王延明等[11]在2005年夏季对舟山近岸海域的调查结果进行对比分析,为该海域海洋生物多样性保护提供基础资料,为舟山群岛新区合理开发利用海域资源提供重要参考。
2016年8月对舟山近岸海域布设的37个站位进行底栖生物调查,调查站位见图1。底栖生物样品采集采用曙光抓斗采泥器,开口面积为0. 1 m2, 取2次泥样合并成一个样品。样品洗净后按不同类别,个体大小,柔软脆弱和坚硬带刺者分别装瓶,做好标志,并用甲醛溶液固定,然后带回实验室分析。底栖生物样品的采集、储存、运输、计数、称重均严格按照《海洋监测规范》[13]实施。
按照《海洋监测规范第七部分近海污染生态调查和生物监测》[13]对此次调查的底栖生物进行评价分析。计算公式如下:
(1)香农-威纳Shannon-Wiener多样性指数
(2)皮诺(Pielou)均匀度
J'= H'/log2S
(3)马卡列夫(Margalef)丰富度
d=(S- 1)/log2 N
式中:N为样品中的生物总个体数;S为样品中的种类总数;P i为种i的个体数占总个体数的比例。
本次调查结果共鉴定到底栖生物45种,主要以环节动物和软体动物为主。其中环节动物16种,占调查海域总种数的35. 6%;软体动物13种,占调查海域总种数的28. 9%;甲壳动物7种,占调查海域总种数的15. 6%;棘皮动物4种,占调查海域总种数的8. 9%;纽形动物和鱼类各2种,各占调查海域总种数的4. 4%;腔肠动物1种,占调查海域总种数的2. 2%。
调查海域各站位底栖生物的平均密度为41 ind./m2,密度组成主要以环节动物和软体动物为主,分别占50. 7%和21. 1%;底栖生物平均生物量为3. 92 g/m2,生物量组成主要以软体动物和环节动物为主,分别占27. 4%和26. 4%。各站位底栖生物的密度、生物量分布不均匀,密度最高值出现在9号站位,生物量最高值出现在36号站位。各站位底栖生物的多样性指数平均值为1. 05,多样性指数较低;均匀度平均值为0. 51,分布不均匀;丰富度平均值为0. 70。
舟山近岸海域37个底栖站位中,16号、17号、19号、21号、22号、26号、28号、37号站位均未采集到底栖生物,其余站位采集到的底栖生物生物量为0. 05~ 26. 6 g/m2,最大值出现在36号站位,最小值出现在1号和18号站位;密度为5~ 360 ind./m2,最大值出现在9号站位,最小值出现在1号、2号、14号、25号、27号、32号站位。由图2和图3可以看出,底栖生物的生物量和栖息密度基本上由西向东逐渐升高。
该调查海域在采集底栖生物的同时,每个站位同步采集了水质样品,并按相应规范进行分析。通过应用pearson相关系数对舟山近岸海域夏季底栖生物的种类、密度、生物量、多样性指数与水质中的部分参数的相关性进行分析。结果表明:底栖生物种类、生物量与所在水深呈弱正相关;底栖生物的种类、密度、生物量、多样性指数与水质中的盐度呈中等正相关;底栖生物的种类、生物量、多样性指数与水质中的p H呈中等程度的正相关;底栖生物的种类、密度、生物量、多样性指数与水质中的悬浮物、总磷、总氮呈弱或中等程度的负相关(表1)。
该调查海域在采集底栖生物样品的同时,除14号、18号、25号、26号和28号站位未进行沉积物样品采集,其余各站位同步采集了沉积物样品,并按相应规范进行分析。通过应用pearson相关系数对舟山近岸海域夏季底栖生物的种类、密度、生物量、多样性指数与沉积物中部分参数的相关性进行分析。结果表明:底栖生物的种类、密度、生物量、多样性指数与沉积物中的石油类、硫化物含量相关性极弱,与沉积物中重金属(铜、锌、铅、镉、铬、总汞)、砷、有机碳含量有一定的相关性,尤其是铜、镉含量与底栖生物的种类、密度、生物量存在弱负相关性,镉含量与底栖生物的多样性指数存在中等程度的负相关性,有机碳含量与底栖生物的种类、多样性指数存在中等程度的负相关性(表2)。
丰度/生物量比较曲线(ABC曲线)法来监测环境对底栖生物群落的扰动由Warwick[14]提出,该方法对不同海域、不同生境中的底栖生物群落进行了验证,结果表明:对于任何物理性、生物性以及扰动引起的底栖生物群落变化,ABC曲线都能灵敏地做出反应。根据调查海域37个站位底栖生物的丰度和生物量数据做ABC曲线,由图4可知,生物量曲线位于丰度曲线之上,但存在部分重合,因此该调查海域中底栖生物受到一定程度的扰动,使得较大个体的优势种被削弱,丰度和生物量优势度不均等程度减弱。
该海域调查数据与王延明等[11]在2005年调查结果相比较(表3和表4)。由表3和表4可知,2016年该调查海域共鉴定到底栖生物45种,平均生物量为3. 92 g/m2,平均密度41 ind./m2;2005年该调查海域共鉴定到底栖生物44种,平均生物量为12.46 g/m2,平均密度33. 0 ind./m2。2016年该调查海域底栖生物的平均生物量较2005年下降,平均密度较2005年有所上升。2016年调查海域底栖生物的生物量和密度组成均以软体动物和环节动物为主, 2005年调查海域底栖生物的生物量组成以棘皮动物为主,但密度组成以环节动物为主。2016年调查海域底栖生物的多样性指数平均值为1. 05,2005年调查海域底栖生物的多样性指数平均值为1. 28,较2005年略有下降。2016年调查海域出现无底栖生物的站位占21. 6%,2005年调查海域无底栖生物的站位占13. 3%,此次调查出现无底栖生物站位所占的比例较2005年上升。
(1)调查结果表明:2016年夏季舟山近岸海域共鉴定到底栖生物45种,主要以环节动物和软体动物为主。调查海域底栖生物的平均密度为41 ind./m2,密度组成主要以环节动物和软体动物为主;平均生物量为3. 92 g/m2,生物量组成以软体动物和环节动物为主。各站位底栖生物的多样性指数平均值为1. 05,均匀度平均值为0. 51,丰富度平均值为0. 70。
(2)调查海域底栖生物的种类、密度、生物量、多样性指数与水质中的悬浮物、总磷、总氮呈弱或中度程度的负相关。这表明当水质中悬浮物浓度升高,悬浮颗粒阻碍了光照,从而使水体的初级生产力降低,影响了底栖生物的生长;水质中的总磷、总氮含量是水体营养程度的一个重要指标,当水体富营养化可导致底栖生物有些种类消失,从而使耐污种的生物量增加。调查还表明底栖生物的种类、密度、生物量、多样性指数多水质中的盐度呈中度正相关,与水质中的p H呈中等程度的正相关,与沉积物中的重金属存在一定的负相关性,其中镉最为明显。这与王小谷等[15]研究得出的“盐度与小型底栖生物丰度,线虫丰度成显著的正相关,与多毛类,桡足类丰度以及小型底栖生物生物量呈极显著的正相关”,与迟国梁等[16]研究得出的“在丰水期,p H值是影响大型底栖生物分布的关键因子”及与贾海波等[17]研究得出的“底栖生物的丰度与6种重金属含量均程序负相关,而且与镉呈现显著负相关”具有一定的一致性。
(3)与2005年调查资料比较表明:该调查海域鉴定到底栖生物种类和生物量组成与2005年基本相一致,底栖生物的多样性指数较2005年略有降低,平均生物量较2005年降低,但平均密度较2005年升高。且由ABC曲线分析表明,该调查海域中底栖生物受到一定程度的扰动。这些与舟山近岸海域近几年海洋环境质量状况变化具有一定的关联性,2005年舟山海域劣于第四类海水水质标准海域面积4 131 km2,符合第四类海水水质标准海域面积2 396 km2,符合第三类海水水质标准海域面积2 167 km2,符合第二类海水水质标准海域面积2 713 km2,符合第一类海水水质标准海域面积9 423 km2[18];2016年舟山海域劣于第四类海水水质标准海域面积10 453 km2,符合第四类海水水质标准海域面积3 346 km2,符合第三类海水水质标准海域面积4 118 km2,符合第二类海水水质标准海域面积为2 882 km2,无符合第一类海水水质标准海域面积[19]。可见2016年舟山海域海洋环境质量状况劣于2005年,建议相关部门加强海洋环境监测与治理。
手机扫一扫