天津港临港工业区附近海域中小型浮游动物群落结构

张达娟，孙延斌，毕相东，戴 伟，张树林

( 1.天津农学院 水产学院，天津 300384； 2 天津市水产生态及养殖重点实验室，天津 300384 )

天津港临港工业区附近海域中小型浮游动物群落结构

张达娟1,2，孙延斌1，毕相东1,2，戴 伟1,2，张树林1,2

( 1.天津农学院 水产学院，天津 300384； 2 天津市水产生态及养殖重点实验室，天津 300384 )

为了解天津港临港工业区附近海域中小型浮游动物的现状，于2014年4月至11月对该海域进行了5个航次调查，用浅水Ⅱ型浮游生物网采集了浮游动物样品，分析了中小型浮游动物的种类组成、丰度变化、生物多样性及群落结构。本次调查共鉴定浮游动物29种，主要优势种为夜光虫、多毛类幼虫、双刺纺锤水蚤、异体住囊虫等；浮游动物的丰度为110.89～2236.90个/m3；中小型浮游动物的多样性指数、均匀度指数和丰富度指数变化分别为0.4764～1.5732、0.1949～0.6086和0.6709～0.9158。水质生物学评价指标显示，调查海域的水质处于中度重污染或严重污染水平。

临港工业区；中小型浮游动物；群落结构

天津港是我国最大的人工海港，位于渤海湾中部腹地，东南部为渤海中央海盆，具有典型的半封闭海港特征，洋流不明显，水体循环不畅。自20世纪70年代末以来，随着港口建设、石油开发、工农业排污及养殖自身污染的加剧，致使港口附近海域生物资源与环境遭到极大破坏，同时改变了天津港附近海域的流场和水动力条件，海洋浮游动物群落结构发生了变化[1-2]。

浮游动物是海洋的次级生产者，是海洋生态系统中物质循环和能量流动的枢纽，对保持生态平衡、组成食物链(网)和调节水体的自净能力均起着重要作用，其种类组成、数量分布以及群落结构变动又是评估水域环境变化的重要指标之一[3]。有关天津附近海域浮游动物群落结构的研究较多[1-2,4-6]，但涉及到中小型浮游动物的研究却较少。王荣等指出，中小型桡足类在维持海洋生态系统平衡方面起着重要作用，而且其高密度区主要出现在渤海湾、莱州湾和辽东湾，其中以渤海湾和莱州湾较高，这正是该海域成为许多经济鱼类产卵场和育幼场的主要原因[7]。本研究通过5个航次的调查，对天津港这一敏感海域的中小型浮游动物种类组成、优势种、丰度及群落结构进行调查和研究，可以更为深入地了解该海域的生态环境条件，为其生态修复提供参考。

1 研究方法

1.1 调查时间与区域

调查于2014年春季4月、夏季的6月和8月、秋季的9月和11月进行，调查区域位于天津港附近海域，范围为东经117.858°～117.904°，北纬38.908°～38.941°，共设8个站位(图1)。

1.2 样品采集及处理方法

浮游动物样品采集和室内分析均按照GB 17378-2007 《海洋监测规范》[8]执行。用Ⅱ型(网口直径31.6 cm，网口面积0.08 m2，网长140 cm，网目孔径160 μm)浮游生物网自底层至表层垂直拖网采集。样品经5%福尔马林溶液固定，在实验室内进行分类鉴定和计数。

图1 采样站位图

1.3 评价方法

选用物种优势度判断群落的优势种[9]，物种多样性指数、物种丰富度指数、单纯度指数、均匀度指数[10]和物种更替率[11]来研究浮游动物群落结构，具体计算公式如下：

优势度Y=(ni/N)×fi

式中，ni为第i种的丰度，fi是该种在各站点中出现的频率，N为样方总丰度；Pi为第i种的丰度与该样方总丰度之比值，S为种类数；a、b分别为相邻月份的物种数，c为相邻月份的共同物种数。优势度Y≥0.02判定为优势种。

2 结 果

2.1 浮游动物种类组成、优势种及物种更替率

本次调查共鉴定浮游动物29种(属)(表1)，包括原生动物类7种(属)、轮虫类2种、腔肠类1种、桡足类9种(属)、毛颚类1种、被囊类1种、浮游幼虫8种。春季共鉴定17种(属)、夏季共鉴定20种(属)，秋季共鉴定18种(属)。主要有钟状网纹虫(Faellacampanula)、小拟哲水蚤(Paracalcusparvus)、双刺纺锤水蚤(Acartiabifilosa)、锡兰和平水母(Eireneceylonensis)、异体住囊虫(Oikopleuradioica)、多毛类幼虫、桡足幼体、蔓足类无节幼体等种类。

表1 调查海域中小型浮游动物种类组成及丰度(>1个/m3) 个/m3

天津港临港工业区附近海域浮游动物优势种主要包括夜光虫、双刺纺锤水蚤、异体住囊虫、多毛类幼虫等，其优势度见表2。夜光虫为每次调查的主要优势种，其丰度分别占各采样月份的18.82%、6.20%、86.70%、84.18%和97.29%。

表2 调查海域中小型浮游动物优势种及优势度

临港工业区附近海域中小型浮游动物各季节物种更替率计算结果如下：4—6月4.54%、6—8月5.00%、8—9月5.00%、9—11月5.56%、11—4月4.35%。其中9—11月物种更替率最大，说明9月到11月期间浮游动物物种交替最明显，4—6月物种更替率最小，说明4月到6月间的物种交替不明显。

2.2 浮游动物的主要群落结构指标

2.2.1 浮游动物的多样性指数

天津港临港工业区附近海域中小型浮游动物各月份平均多样性指数见表3。由表3可见，4月份多样性指数最高，11月份最低，调查海域各月份多样性指数呈现4月>6月>9月>8月>11月的变化趋势。8个站位中小型浮游动物各季节平均多样性指数见表4。由表4可见，多样性指数在0.4533～2.1264范围内变化，以7#站位的平均多样性指数最低，为0.7973；以6#站位的平均多样性指数最高，为1.5909。2#、3#、4#、5#、6#、7#站位多样性指数变化类型基本相同，为春季>夏季>秋季；1#站位夏季>春季>秋季；8#站位夏季>秋季>春季。

表3 调查海域中小型浮游动物主要群落指标

表4 调查海域中小型浮游动物平均多样性指数

水质生物学评价指标见表5。多样性指数<1时水质为重度污染，1<多样性指数<2时水质为中度重污染。据此，11月调查海域海水质量处于严重污染水平，其他调查月份均为中度重污染水平。

表5 水质生物学评价指标[12]

2.2.2 浮游动物的均匀度指数

调查海域中小型浮游动物的均匀度指数见表3，其变化范围为0.1949～0.6086，最高值和最低值分别出现在4月和11月，其变化趋势与多样性指数的变化相同，即4月>6月>9月>8月>11月。各站位平均均匀度指数变化见表6。由表6可见，2#、3#、4#、5#、6#站位春季>夏季>秋季，1#站位夏季>春季>秋季，7#站位春季>秋季>夏季，8#站位夏季>秋季>春季。

表6 调查海域中小型浮游动物平均均匀度指数

2.2.3 浮游动物的丰富度指数

天津港临港工业区附近海域中小型浮游动物的丰富度指数见表3。其最低和最高丰富度指数分别出现在11月和4月，其变化趋势为4月>6月>8月>9月>11月，与物种多样性和均匀度指数相似。各站位各季节的平均丰富度指数变化见表7。由表7可见，1#和6#站位平均丰富度指数大于1，7#站位平均丰富度指数最低，为0.6160。1#、2#、6#、8#站位春季>夏季>秋季，3#、7#站位夏季>秋季>春季，4#站位春季>秋季>夏季，5#站位夏季>春季>秋季。

2.2.4 浮游动物的单纯度指数

调查海域中小型浮游动物单纯度指数见表3。其最高值出现在11月，为0.8560，最低值出现在4月，为0.4632，呈现11月>8月>9月>6月>4月的趋势，与上述几个群落结构指标的变化趋势相反。各站位的单纯度指数变化类型见表8。2#站位的平均单纯度指数最高，为1.0174，1#、2#、4#、5#、6#、8#站位春季>秋季>夏季，3站位秋季>夏季>春季，7#站位夏季>秋季>春季。

表7 调查海域中小型浮游动物平均丰富度指数

表8 调查海域中小型浮游动物平均单纯度指数

3 讨 论

3.1 天津港临港工业区附近海域中小型浮游动物的种类组成

中小型浮游动物在海洋生态系统中具有重要的作用，但由于一些历史因素，我国在海洋调查中对中小型浮游动物的关注度较低[7,13]。随着海洋生态学研究的深入，中小型浮游动物受到越来越多的关注[14-16]。毕洪生等[4]对1958年全国海洋普查时中小型浮游动物样本进行重新鉴定分析后发现，渤海湾中小型浮游动物共104种。全国海洋普查研究范围包括本研究调查海域，与之相比，本研究结果浮游动物种类数明显低于全国海洋普查的结果。分析原因有二：其一是本次调查海域面积较小，且位于港口近岸，取样不能涵盖所有种类，结果可能偏小；其二是围填海工程等人类活动以及陆源污染的排入引起海洋生态环境发生变化，浮游动物种类数减少。本次调查的主要优势种为夜光虫，11月仅夜光虫1种优势种，其优势度高达0.9729。据监测发现[15]，夜光虫也是黄河口附近海域的主要优势种。夜光虫是典型的近岸广布种类，多出现在河口附近海域[17]，其数量多寡可以作为监测水质污染程度的一种依据[18-19]，在天津港附近海域出现大量的夜光虫，说明监测海域水质呈现一定的污染状态。此外，调查海域优势种还包括双刺纺锤水蚤、异体住囊虫、桡足幼体、面盘幼虫和晶囊轮虫等，与渤海中南部及黄海北部海域中小型浮游动物的主要优势种差异较大[20]，呈现着一定的近岸低盐特性。调查海域恰好为海河入海口，大量淡水入海，使其附近海域海水盐度较低，导致适应低盐的浮游动物大量繁殖。

调查海域各月份中小型浮游动物总丰度为42.52～297.54个/m3(不包括夜光虫)，明显低于渤海中南部海域[4, 20]和黄河口附近海域[15]。资料显示天津港附近海域大型浮游动物的丰度和生物量也明显低于历史同期水平，群落结构发生变化[1]。表明天津港附近海域由于船只进出频繁，人类活动和陆源污染相对较多，海洋生态系统已经明显受到影响。

3.2 天津港临港工业区附近海域中小型浮游动物的群落结构

生物多样性指数、均匀度指数和丰富度指数是衡量群落规模的重要指标，种类越多，个体数量分布越均匀，上述各指数越大，反映生物的组成越稳定，空间异质性越高[21-22]。本研究中，物种多样性指数、均匀度指数和丰富度指数呈现4月>6月>9月、8月>11月，基本符合我国北方近海浮游动物群落结构的变化特点。

水环境决定生物种群或群落结构特征，反之，生物个体、种群或群落的变化，也可以客观地反映出水质的变化。水质生物学评价指标显示，调查海域水质处于中度重污染或严重污染水平。资料显示，2005年天津近岸海水中活性磷酸盐和无机氮含量比1983年分别增加了1737%和1976%[23]、且已受到油类和重金属汞的污染[24]，水质状况已经恶化。表明天津港附近海域海水水质污染严重，这与水产养殖、船只进出、港口建设等人类活动有着密切的关系。

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CommunityStructureofMicrozooplanktoninIndustrialEstateWatersinTianjinHarbour

ZHANG Dajuan1,2, SUN Yanbin1, BI Xiangdong1,2, DAI Wei1,2, ZHANG Shulin1,2

( 1. College of Fisheries, Tianjin Agriculture University， Tianjin 300384, China; 2. Tianjin Key Laboratory of Aqua-Ecology and Aquaculture, Tianjin 300384, China )

The species composition, abundance, diversity and community structure of microzooplankton in the industrial estate water in Tianjin Harbour was studied by survey using a shallow water style planknton net from April to November in 2014 in order to investigate the current situation of meso- and micro-zooplankton in the industrial estate water in Tianjin Harbour. A total of 29 zooplankton species were found, with the main dominant species/taxa ofNoctilucascintillans, Polychaeta larva,AcartiabifilosaandOikopleuradioica. The abundance of meso- and micro-zooplankton was ranged from 110.89 ind/m3to 2236.90 ind/m3, with Shannon-Weaver Index of 0.4764—1.5732, Pielou Evenness Index of 0.1949—0.6086 and Margalef Index of 0.6709—0.9158, indicating that the water quality in the survey area was within medium and heavily polluted.

Industrial estate; microplankton; community structure

S932.2

A

1003-1111(2016)04-0431-05

10.16378/j.cnki.1003-1111.2016.04.021

2015-07-03；

2015-10-15.

农业部水生生物资源养护项目(2014105305)；天津市农业科技成果转化资金项目(14ZXNZNC00049)；天津市高等学校创新团队基金项目(TD12-5018)；天津农学院科技发展基金资助项目(2014N12).

张达娟 (1981-)，女，实验师，博士；研究方向：水域生态学.E-mail:dajuanzhang@163.com.通讯作者：张树林(1963-)，男，教授：研究方向：水域生态学及水产养殖学.E-mail:shulin63@sina.com.