海洋围隔生态系中浮游动物的研究＊

黄凤鹏，李瑞香，孙爱荣，王宗灵

（1.国家海洋局 第一海洋研究所，山东 青岛266061；2.上海海洋大学 水产与生命学院，上海201306）

海洋围隔生态系中浮游动物的研究＊

黄凤鹏1，李瑞香1，孙爱荣2，王宗灵1

（1.国家海洋局 第一海洋研究所，山东 青岛266061；2.上海海洋大学 水产与生命学院，上海201306）

2002－05－20－26在东海进行小尺度船基浮游生物生态系围隔实验，研究浮游动物的群落结构、组成与环境之间的关系，探讨了优势种群的自然繁殖发育期。结果表明，浮游动物的种类组成较简单，优势种明显。浮游动物生物量、丰度及优势种群丰度三者的变化呈逐渐增加趋势。在实验期的1～5d，小拟哲水蚤的无节幼虫和早期幼体占绝对优势，该自然种群的丰度不断增加；随时间推移，无节幼虫逐渐发育为桡足幼体，而后又逐渐发育为成体。因此，本次实验期是实验海区优势种小拟哲水蚤种群的自然繁殖发育盛期。

围隔生态系；浮游动物；优势种群；自然繁殖发育期；东海

海洋围隔生态实验是现代海洋生态系统研究方法之一，其优点在于能保持部分海洋生态系特征，并可在相当长的时间内（数天至数月）从围隔实验装置内反复取样，这对于浮游生物研究是至关重要的。因为在自然环境中浮游生物的不连续变化而难以进行连续测定，海洋围隔生态研究可以有目的控制生态系，并以此了解生态系功能、生物群落等对各种环境变化和化学污染物的响应、营养盐等对生态系的影响及其影响过程和机制等。

关于长江口附近海域海洋围隔生态系中浮游动物的研究还未见报道。为研究长江口自然海洋生态系中浮游动物的群落结构、种群组成及其与环境之间的关系，探讨优势种群的自然繁殖发育期，我们进行了围隔生态系实验。

图1 长江口花鸟山海域示意图（·为海洋围隔区）Fig.1 The sea area of Hua Niaoshan at Changjiang River estuary（·is experimental area of enclosure ecosystem）

1 材料与方法

2002－05－20－26在东海长江口外花鸟山海域（30°50′30″N，122°36′42″E），进行小尺度船基浮游生物生态系围隔实验（实验海区见图1）。围隔装置安装在后甲板上，围隔袋材料为聚乙烯塑料袋，直径1m，水深1m，水体容量约780L，外部钢架2.2m×3.5m×1.3m，系上帆布袋围成水池，两侧有多个出水孔，用水泵将海水泵入帆布袋内使海水循环保持围隔内水温与海区相同［1］。取样时间每天上午7：00，实验周期7d。在海上实验调查期间，用孔径为100μm尼龙筛绢制成的小网过滤5L已混均的水样，采获的样品用质量分数为5%的福尔马林海水溶液固定保存，实验室镜检。据它们的形态和生态特征［2－7］，进行分类鉴定、计数、称重，并换算为丰度（个／L）和生物量（mg／L）。生物量的测量用感量0.01g电子天平直接称重（湿重）法进行，生物量和丰度均为5个围隔实验装置内生物湿重和丰度的平均值，样品室内分析处理按《海洋调查规范》［8］进行。浮游动物丰度的多重比较采用最小显著差数法（LSD法），最小显著差数法是在F测验差异显著的前提下推断2个平均数的差数是否达到显著水平的最小差数LSDα的多重比较方法。

2 研究结果

2.1 种类组成及生态特点

本次实验采集到浮游动物9种和幼体、幼虫3种，其中桡足类6种、毛颚类1种、被囊类1种、原生动物1种和多毛类浮游幼体1种，桡足类无节幼虫2种。

浮游动物种类名录：

浮游动物种类组成的生态类型是以近岸沿海暖水种为主，优势种为小拟哲水蚤（占浮游动物丰度的81.1%）。

2.2 浮游动物生物量的分布

2.2.1 生物量的分布

5个围隔水体中浮游动物生物量的分布见表1。

表1 浮游动物生物量的分布（mg·L－1）Table 1The distribution of zooplanktonic biomasses（mg·L－1）

由表1可知，5个围隔水体中浮游动物生物量的分布，第1天和第2天围隔1号和围隔5号、第2天的围隔1号有差异外，其它同时间围隔间均没差异，由此得出：5个围隔水体中浮游动物生物量的分布规律差别基本不明显。

2.2.2 总生物量的变化

浮游动物总生物量的变化是随取样时间的推移，呈逐渐增加的趋势（图2）。总生物量的最低值出现在实验的第1天，为0.72mg／L，第4天与第5天的生物量相同，最高总生物量出现在第7天，为6.5mg／L，平均值为3.56mg／L。5个围隔中浮游动物总生物量的变化规律差别不明显。

图2 浮游动物生物量的变化Fig.2 The variation of zooplanktonic biomasses

2.3 浮游动物丰度的分布

2.3.1 浮游动物丰度的分布

5个围隔水体中浮游动物丰度的分布见表2。

表2 浮游动物丰度的分布（个·L－1）Table 2 The distribution of zooplanktonic abundances（ind.·L－1）

由表2可知5个围隔水体中浮游动物丰度的分布规律差异不明显（见表4多重比较结果）。

2.3.2 浮游动物丰度的变化

浮游动物丰度的变化与总生物量的变化趋势基本相同见图3，其丰度随取样时间的推移而变化。第1天至第4天呈逐渐增加趋势，由31.72个／L增加到116.56个／L，第5天和第6天略有下降，第7天下降为93.45个／L，平均值为82.63个／L。5个围隔水体中同期浮游动物丰度的变化规律差异不明显。

图3 浮游动物丰度的变化Fig.3 The variation of zooplanktonic abundances

2.4 优势种群丰度的分布

2.4.1 小拟哲水蚤丰度的分布

小拟哲水蚤是近岸沿海暖水种［2］，在实验区围隔水体中的分布见表3，该种群丰度的变化与浮游动物总生物量和总丰度的变化趋势一致。小拟哲水蚤的平均丰度为71.3个／L，占浮游动物丰度的81.20%。由此看来，小拟哲水蚤是实验区围隔水体中的主要优势种群。

表3 浮游动物各类群丰度的分布（个·L－1）Table 3 The distribution of zooplanktonic abundances（ind.·L－1）

2.4.2 小拟哲水蚤丰度的变化

实验期间小拟哲水蚤种群丰度的变化开始时为14.72个／L，实验后期为86.75个／L，随取样时间的推移，其丰度变化基本呈逐渐增加的趋势（图4）。

小拟哲水蚤的无节幼虫，本次实验开始时为15.24个／L，实验后期为0个／L，随取样时间的推移，幼虫丰度变化基本呈逐渐减少趋势（图5）。

2.5 显著性测验

判断5个围隔水体中浮游动物丰度的差异显著或不显著，必须在所有平均数中一对一地比较才能确定，也就是判断5个围隔水体中浮游动物丰度中两两间差异显著的假设测验。统计学将差异显著性水平α一般取0.05或0.01。

利用SPSS17.0的LSD法［9］进行多重比较，结果表明，围隔1与围隔2间差异显著，其余差异均不显著。由此得出：各围隔间丰度的差异基本不显著。

3 讨 论

3.1 优势种群丰度变化与胶洲湾海域的比较

将本次实验期间小拟哲水蚤种群丰度的变化与胶洲湾海域的资料［5］进行比较。2003年全年胶洲湾小拟哲水蚤均有分布，丰度的分布有波动，最低丰度在2003－01，平均为0.28个／m3，最高丰度在2003－07，平均为14.71个／m3，全年平均为4.41个／m3（图6），胶洲湾小拟哲水蚤全年自然繁殖发育丰度的高峰在2003－07［5］。本次实验第1天到第6天，小拟哲水蚤种群丰度呈逐渐增加。第7天随小拟哲水蚤个体发育接近成熟，种群丰度略有下降，由本次实验期间小拟哲水蚤种群丰度的变化趋势可以看出（图4～5），2002－05下旬是实验海域小拟哲水蚤种群的自然繁殖发育盛期。

3.2 优势种群与海水温度的关系

浮游桡足类是浮游动物中的优势种群，且终年占优势［10］。胶州湾2003年浮游动物的种类多样度与海水平均温度线性回归得出，它们之间相关性非常显著［11］。海水温度是浮游动物繁殖发育的重要条件之一。

小拟哲水蚤的繁殖发育有一个适温范围，在适温范围内，种群丰度高峰出现时间的水温应为该种群自然繁殖发育的最佳水温。种群自然繁殖发育最佳水温的时间，为该种个体发育近成体丰度的高峰时及无节幼虫和早期桡足幼体的多少。由图3初步判定，实验海域2002－05应为其最佳水温时间。

本次实验海域2002－05的平均水温达19.3℃，胶洲湾2003－05的平均水温是14.9℃，2003－06的平均水温是18.8℃，2003－07的平均水温是23.0℃。实验海域2002－05的水温对应的该种个体发育近成体丰度的高峰期、无节幼虫和早期桡足幼体期。这种繁殖发育水平，在胶洲湾2003－07才能达到。这主要因为胶洲湾的纬度高于实验海域。

2003－07胶州湾的海水温度是小拟哲水蚤自然繁殖发育最佳水温，而实验海域2002－05的海水温度可能是该种群自然繁殖发育最佳水温。

可以确定的是，实验区围隔水体中小拟哲水蚤是浮游桡足类的主要优势种群，该种群与海水温度的关系密切。

4 结 语

本次实验共采集到浮游动物10种，桡足类无节幼虫2种。种类组成较简单，优势种明显突出，生态类型的特点是以近岸沿海、暖水种为主，优势种是小拟哲水蚤。浮游动物的总生物量、丰度及优势种群丰度三者的分布变化趋势基本一致，即：随取样时间的推移，基本呈逐渐增加的趋势，浮游动物的同期平面分布变化规律不明显。

小拟哲水蚤的无节幼虫，随取样时间的推移，丰度变化基本呈逐渐减少趋势至零。实验期间采集的小拟哲水蚤多为拟成体，仅在实验后的第6天、第7天间采集到为数不多的成体。实验期1～5d，小拟哲水蚤的无节幼虫和早期桡足幼体（第Ⅰ～Ⅲ期）占绝对优势，此时该自然种群的丰度不断增加，随时间推移，无节幼虫逐渐发育为桡足幼体，而后又逐渐发育为成体。因此，认为本次实验期（2002－05下旬）是实验海区优势种小拟哲水蚤种群的自然繁殖发育盛期。因本次实验条件所限，实验期较短（1～7d），故尽管资料和成果是客观的，仍待今后加长实验期做进一步深入研究。

（References）：

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［11］HUANG F P，SUN A R，WANG Z L，et al.Spatial and temporal distribution of zooplankton in the Jiaozhou Bay［J］.Advances in Marine Science，2010，28（3）：332－341.黄凤鹏，孙爱荣，王宗灵，等.胶州湾浮游动物的时空分布［J］.海洋科学进展，2010，28（3）：332－341.

Study on Zooplankton in a Marine Enclosure Ecosystem

HUANG Feng－peng1，LI Rui－xiang1，SUN Ai－rong2，WANG Zong－ling1
（1.First Institute of Oceanography，SOA，Qingdao 266061，China；2.College of Fisheries and Life Science，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

An experiment on zooplankton in a small scale marine enclosure ecosystem was carried out on board in the East China Sea from 20th to 26th，May 2002to study the community structure and composition，their relationship to the environment and to discuss natural reproduction and growth period of the dominant species.Results showed that the zooplanktonic community composition was of simplicity with its obviously dominant species.The variational tendencies of the temporal and spatial distributions of the zooplanktonic biomass，abundance and dominant population abundance were tend to be gradually increased.The nauplii and nonage larvae ofParacalanus parvusbecame dominant 1～5days after experiment started，and the abundance of this natural population was increasing.Then the nauplii developed into copepodite larvae，and finally became the adults along with the time passed.Therefore，the experimental period was right the time of bloom for natural reproduction and growth ofParacalanus parvusin the experimental sea area.

microcosm ecosystem；zooplankton；dominant population；natural reproduction and growth period；the East China Sea

Decemberm 29，2010

Q958.885

A

1671－6647（2012）01－0087－07

2010－12－29

国家重点基础研究发展计划——我国近海藻华灾害演变机制与生态安全（2010CB428701）；我国近海有害赤潮发生的生态学、海洋学机制及预测防治（2001CB409702）

黄凤鹏（1952－），男，山东金乡县人，副研究员，主要从事海洋浮游动物形态分类和海洋生态学方面研究.

（高 峻 编辑）

致谢：国家海洋局第一海洋研究所蒲书箴研究员对本文写作给予帮助。