东山湾渔业生物群落结构及生物量分布特征

叶孙忠，罗冬莲，蔡建堤，刘 勇，马 超，杨 芳， 郭书悦，沈长春

(1.福建省水产研究所，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建 厦门 361013； 2.福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心，福建 厦门 361013)

海湾是海洋中受人类活动影响最大的区域，也是沿海地区海洋经济发展的核心区域之一。海湾海洋生态系统的变化，不仅影响到海洋生物资源的变化，也对海洋环境、海洋经济和社会稳定产生重大的影响。渔业生物是海洋生态系统的重要组成部分，是渔业生产可持续开发利用的物质基础。而渔业生产为人类的生存和发展作出了重要贡献[1]，但同时也对海洋生态系统及其持续发展造成了许多不利的生态影响[2-5]。东山湾位于台湾海峡西部，三面为山丘环抱，口小腹大，南与台湾海峡水相连，北有漳江水注入，属于典型的亚热带河口半封闭型海湾[6]，为多种海洋经济鱼类、虾蟹类和头足类等栖息、繁殖和生长的良好场所[7]。

中国学者对海湾渔业生物群落结构及数量分布进行大量研究，如莱州湾、唐山湾渔业资源群落结构和生物多样性[8-10]，荣成湾渔业资源群落结构季节变化特征[11]，海洲湾北部海域春季渔业资源的群落结构特征[12]，胶州湾近岸浅水区、辽东湾北部海域鱼类群落结构及多样性[13-14]，三沙湾鱼类群落组成特征及其多样性[15]，兴化湾鱼类多样性的时空变化[16]，北部湾鱼类群落格局及其与环境因子的关系[17]，南海柘林湾鱼类群落结构季节变动研究[18]等，对东山湾游泳动物群落物种组成、多样性等也有较多相关报道[19-23]。近年来，随着东山湾周边建设和经济的发展，人口规模不断扩大，海洋开发利用也不断加大，因而对湾内海洋生态压力持续增加，导致渔业资源群落结构正在发生变化[24]。文章根据2016年4月(春季)和10月(秋季)在东山湾开展的渔业资源调查资料，研究分析了其渔业生物种类组成、数量分布、主要优势种以及多样性等，探讨近年来渔业生物群落变动状况，旨在为东山湾渔业资源承载力研究、渔业资源开发利用和养护管理提供基础数据和依据。

1 材料与方法

1.1 调查站位和方法

2016年4月(春季)和10月(秋季)在东山湾进行拖网定点渔业资源调查(图1)，调查船渔船功率183 kW，吨位51 t；拖网桁杆长10 m，囊网网目18 mm；调查共布设9个调查站位，每个调查站位拖捕一网次，每次拖曳时间为0.5 h，平均拖速2.5 kn。获取的全部渔获样品冰鲜保存后带回实验室进行分类鉴定，并按种类分别进行计数、称重，分析、测定按照《海洋调查规范》(GB/T 1273.6—2007)进行。

1.2 数据处理分析

1.2.1 渔获物优势种分析

渔业生物优势种种类利用Pinkas的相对重要性指数(IRI)计算公式[25]：

IRI = (N+W) ×F

式中,N为某一种类的尾数占总尾数的百分比数，W为某一种类的质量占总质量的百分比数，F为某一种类在调查总次数中出现的频率百分比数。

根据东山湾渔业生物特点，IRI 划分[26-27]：当IRI≥500时，该物种为优势种；100≤IRI<500时为常见种；10≤IRI<100时为一般种；1≤IRI<10时为少见种；IRI<1时为稀有种。

1.2.2 渔业资源平均密度指数

拖网调查的渔业资源平均密度指数(D)采用扫海面积法估算[28]，单位为kg·km-2或尾·km-2，计算公式如下：

1.2.3 多样性分析

采用Margalef种类丰富度指数(D)、Shannon-Wiener种类多样性指数(H′)和Pielou种类均匀度指数(J′)分析研究，其计算公式[29-30]：

Margalef种类丰富度指数：D=(S-1)/lnN

Shannon-Wiener种类多样性指数：H′= -ΣPi·(lnPi)

Pielou种类均匀度指数：J′=H′/lnS

式中，S为站位渔获物的种类数，N为站位渔获物总个体数，Pi为该站位第i种种类质量占总渔获质量的比例。

2 结果

2.1 种类组成

本次春季、秋季两次拖网定点调查共渔获渔业生物种类128种，隶属于18目、52科、89属。其中鱼类种类数最多，有41科、66属、88种，占总种类数68.75%；虾类有2科、7属、9种，占7.03%；蟹类有5科、9属、19种，占14.84%；口足类和头足类分别有1科、2属、4种和4科、5属、8种，分别占3.13%和6.25%。春季和秋季渔获种类分别为59种和108种，秋季渔获种类明显多于春季，共有种为39种。

2.2 主要渔获优势种类

种类优势度曲线[31](根据各渔获种类质量占总渔获质量百分比排序累积图)可以检验渔获优势种类数量的多寡。春、秋季优势度曲线有显著差异，春季优势度曲线明显高于秋季(图2)。春季物种优势度较明显，前12位种类优势的总渔获质量累积百分比达到90.86%；而秋季渔获质量百分比排序前35的种类累计为90.08%。

根据相对重要指标(IRI)计算结果，春季渔业生物优势种(IRI≥500)为斑鱼祭(ClupanodonPunctatus)、黄吻棱鳀(Thrissavitirostris)、短吻鲾(Leiognathusbrevirostris)等3种，冬季优势种为日本蟳(Charybdisjaponica)、青鳞小沙丁鱼(Sardinellazunasi)、食蟹豆齿鳗(Pisodonophiscancrivorus)、矛形梭子蟹(Portunushastatoides)、黄吻棱鳀和赤鼻棱鳀(Thrissakammalensis)等6种(表1)。

表1 东山湾春秋季优势种类基本情况

2.3 渔业资源平均密度指数

2016年东山湾调查海域拖网作业渔业资源质量平均密度指数和数量平均密度指数分别为240.06 kg·km-2和12.26×103尾·km-2。其中，春季渔业资源质量平均密度指数和数量平均密度指数分别为214.91 kg·km-2和12.51×103尾·km-2，秋季渔业资源质量平均密度指数和渔获数量平均密度指数分别为265.19 kg·km-2和12.02×103尾·km-2。各类群质量平均密度指数和数量平均密度指数如表2所示，渔业生物质量组成以鱼类为主，春季比例高达95.67%，秋季为64.26%，虾类和口足类所占比例相对较低。

从渔业资源质量平均密度指数看，各调查站位时空分布变化较大。春季渔获质量平均密度指数最大值出现在T8站，为402.76 kg·km-2，T1站次之，为324.82 kg·km-2，最小值出现在T7站，为116.84 kg·km-2；秋季渔获质量平均密度指数最大值出现在T9站，达587.68 kg·km-2，T6站次之，为289.06 kg·km-2，最小值出现在T3站，为 130.66kg·km-2(图2)。

从渔业资源数量平均密度指数看，春季数量平均密度指数最大值出现在T3站，为20.49×103尾·km-2，T5站次之，为18.57×103尾·km-2，最小值出现在T9站，为4.48×103尾·km-2；秋季各调查站位渔业资源数量平均密度指数变化相对较小，最大值出现在T6站，为19.53×103尾·km-2，T8站次之，为17.38×103尾·km-2，最小值出现在T3站，为8.40×103尾·km-2(图3)。

2.4 物种多样性

东山湾渔业生物的Margalef种类丰富度指数(D)Shannon-Wiener种类多样性指数(H′)和Pielou种类均匀度指数(J′)各站位的范围值如表3所示，平均值分别为5.11、2.18和0.63。春季、秋季存在差异，春季种类丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均明显低于秋季。

表3 东山湾渔业生物的多样性指数

3 讨论

本次调查渔获的88种鱼类中，暖水性种类占69.32%，暖温性种类占30.68%；在32种甲壳类中，暖水性种类占84.37%，暖温性种类占15.63%，均未见冷温性和冷水性种类，这与卢振彬[32]、张静等[20]研究结果基本一致，反映了东山湾鱼类区系具有明显的热带和亚热带特征。种类组成是形成生物群落结构和功能的基础，是生物群落的最重要特征之一，渔获的渔业生物种类代表了该区域渔业生物群落种类组成基本情况。东山湾游泳动物的种类数在历次调查中也有较大变化，1990—1991年游泳动物调查[32]共渔获种类181种；2009—2010年调查[22]在东山湾及其邻近海域调查渔获游泳动物168种；本次调查渔获种类128种，可见东山湾游泳动物种类出现减少趋势。调查还发现东山湾渔业生物群落优势种发生很大变化，春季渔业生物优势种(IRI≥500)为斑鱼祭、黄吻棱鳀、短吻鲾等3种，秋季优势种为日本蟳、青鳞小沙丁鱼、食蟹豆齿鳗、矛形梭子蟹、黄吻棱鳀和赤鼻棱鳀等6种，除黄吻棱鳀为两季共同优势种外，其余种类均不相同。与历史调查相比，20世纪90年代东山湾主要优势种为斑鱼祭、裘氏小沙丁鱼(Sardinellajussieu)、鹿斑鲾(Leiognathusruconius)、条纹东方鲀(Fuguxanthopterus)、硬头鲻(Mugilstrongylocephalus)、短吻鲾和红星梭子蟹(Portunussangiunolentus)等[32]，2008—2009年调查主要优势种则为哈氏仿对虾(Parapenaeopsishardwickii)、中颌棱鳀(Thrissamystax)、日本单鳍电鳐(Narkejaponica)、口虾蛄(Oratosquillaoratoria)、林氏团扇鳐(PlatyrhinaLimboonkengi)、黄鱼工(Dasyatisbennetti)、中国团扇鳐(Dasyatisbennetti)、叫姑鱼(Johniusbelengerii)、红星梭子蟹等[20]，鱼类优势种类组成发生了很大变化，渔获物低值化、小型化日趋明显，特别是带鱼(Trichiurushaumela)、二长棘鲷(Parargyopsedita)、大黄鱼(Pseudosciaenacrocea)、银鲳(Pampusargenteus)、鳓鱼(Ilishaelongate)、真鲷(Pagrosomusmajor)、青石斑鱼(Epinephelusawoara)、鲥鱼(Macrurareevesii)、刺鲳(Psenopsisanomala)等重要经济种类已严重衰退。

东山湾海域渔业生物的资源密度的年间变化也十分明显，1990—1991年调查[32]的春、秋季渔业资源平均质量密度指数分别为488.5 kg·km-2和920.2 kg·km-2，平均为704.35 kg·km-2；2009—2010年调查[22]的东山湾春、秋季渔业资源平均质量密度指数分别为375.67 kg·km-2和168.89 kg·km-2，平均为272.28 kg·km-2；本次调查的春、秋季渔业资源质量平均密度指数分别为214.91 kg·km-2和265.19 kg·km-2，平均为240.05 kg·km-2，与1990—1991年和2009—2010年同期调查相比，平均资源密度分别下降了65.92%和11.67%，渔业资源密度下降十分明显。同时本次调查渔获个体普遍很小，平均个体质量仅19.58 g，以小型种类和经济幼鱼、幼体占绝对优势，明显小于2008—2009年调查的平均体质量33.4 g水平。

本次调查渔业生物群落多样性结果表明，多样指数H′平均值为2.18，处于中等水平，高于张静等[20]于2008—2009年调查的东山湾游泳动物群落多样性指数1.65的水平，但低于台湾海峡[33]和南海北部大陆架海域[35]全年平均多样性水平，也低于泉州湾[35]多样性水平，与三沙湾[15]、诏安湾[36]相当。多样性指数是群落中物种数和各物种个体数构成群落结构特征的一种表示方法，是衡量渔业生物群落结构稳定性的重要指标[37]。东山湾是陆域环境与海域环境交叉耦合和相互作用的地带，具有独特的海、陆两种不同属性的环境特征，本应具有较高的生物多样性。但由于近年来东山湾环湾地区经济的发展和人口的增长，海洋和海域开发利用热潮兴起，有限的内湾浅海水域、滩涂被大量围填，海湾环境容量大幅度减少，内湾环境污染日趋严重，加上全球气候变化等因素，造成渔业生物的产卵场和幼体繁衍场所被破坏，渔业生物多样性明显下降，极大地影响了海洋渔业资源[38-40]。

目前东山湾渔业生物群落资源处于衰退过程，渔业资源承载状况已临界超载[41]。虽然调查方法、时间和范围的差异也可能对研究结果产生一定的影响，但总体而言，东山湾渔业生物群落中大中型鱼类比例下降，个体平均体质量降低；物种丰富度减小，生物多样性指数下降，渔业生物群落中渔获种类的平均营养级减小，渔业生物群落的稳定性和抗干扰能力降低是不争的事实。