黄河口牡蛎产卵场及邻近海域浮游动物的群落结构特征与环境质量评价

巩俊霞，王玉芳，许国晶，李壮，陈秀丽，张明磊，郑慧丽，王志忠，田功太，杜兴华，张金路

（1.山东省淡水渔业研究院，山东 济南 250017；2.临邑县农副渔业服务中心，山东 德州 251500）

黄河年输入渤海径流量为344 亿m3，带入巨量的淡水、泥沙和各种营养盐类，河口和近海区初级生产力较高，饵料生物丰富，是多种海洋生物的产卵场、索饵场和育肥场[1,2]。牡蛎是重要海洋经济贝类，具有重要的海洋生态功能。牡蛎礁不但能净化水体、为其他海洋生物提供栖息生境，在保护生物多样性、耦合生态系统能量流动等方面也具有重要作用[3]。研究表明，通过修复牡蛎礁，恢复和强化牡蛎礁生态系统的自净功能，可以有效恢复海域生态系统功能[4-6]。目前对黄河口牡蛎产卵场研究较少，仅有王志忠等[7,8]和巩俊霞等[9]少量研究。浮游动物是水域生态系统中的重要消费者，在水生态系统中起着重要的作用，下行调节水中浮游动物类群的空间结构[10]。浮游动物的群落结构特征是了解水域生态系统结构、功能的重要内容之一[11-14]。

1 材料与方法

1.1 调查站位

2015 年枯水期（5 月）、平水期（6 月）和丰水期（8 月）对黄河口牡蛎产卵场及邻近海域生态环境进行了3 个航次的采样调查，调查区域为E 119°4'34.99"～119°8'41.94"，N 37°28'34.01"～37°35'19.95"，调查面积约68.88 km2，每次调查5 个站位。调查站位依据《渔业生态环境监测规范》[15]（第二部分海洋）中的规定布设，具体分布见图1。

1.2 采样方法及依据

采样方法和分类鉴定参照《海洋浮游生物图谱》[16]、《海洋调查规范》[17]和《海洋监测规范》[18]进行。

1.3 统计分析

对浮游动物计数结果进行统计分析。多样性指数、均匀度和优势度的计算公式如下：

香农-威纳指数[19]（Shannon-Weiner index）：

式中，H'为多样性指数，s 为物种数量，Pi为种i的个体数量（ni）和全部个体数量（N）的比例，即Pi等于ni/N。

均匀度[20]（J）采用Pielou 的计算公式：

J=H'/log2S。

优势度[21]（D）采用McNaughton 指数，计算公式为：D=（ni/N）×fi，

式中，fi为种i 的个体在各站位中的出现频率，N 为样品的总个数；ni为样品中i 种的个数。取浮游动物优势度D≥0.02 的种为优势种[21]。

1.4 评价方法

根据孔繁翔[22]和何志辉[23]的评价标准，当H'＜1 时，为重度污染；H'介于1～2 之间，为中度污染；H'介于2～3 之间，为轻度污染；H'＞3 时，为清洁。

2 结果与分析

2.1 浮游动物的种类组成

共检出浮游动物6 大类30 种，其中浮游甲壳动物种类最多11 种，占36.67%；浮游幼虫类8 种占26.67%；其他类6 种，腔肠动物3 种，毛颚动物、软体动物各1 种。枯水期（5 月）共检出浮游动物5 大类18 种，其中浮游甲壳动物8 种占44.44%，浮游幼虫和其他类各4 种，分别占22.22%，腔肠动物和毛颚动物各1 种，分别占5.56%；平水期（6 月）共检出浮游动物4 类16 种，其中浮游甲壳动物7 种占43.75%，浮游幼虫5 种占31.25%，其他类3 种占18.75%，毛颚动物1 种占6.25%；丰水期（8 月）检出浮游动物5 大类19 种，其中浮游甲壳动物和浮游幼虫各6 种，分别占31.58%，其他类4 种，占21.05%，毛颚动物1 种占5.26%。调查结果表明：丰水期（8 月）浮游动物种类最多，19 种；枯水期（5 月）次之，18 种；平水期（6 月）最少，16 种，浮游甲壳动物和浮游幼虫是浮游动物类群的主要组成部分。

2.2 浮游动物丰度分布

浮游动物的平均丰度为108.62 ind.·m-3，变动范围在97.92～259.38 ind.·m-3之间。由图2 可知，枯水期（5 月）浮游动物丰度的变动范围为150.00～345.00 ind.·m-3，均值为227.93 ind.·m-3，低值在4#站位，高值在2#站位；平水期（6 月）浮游动物的丰度变动在12.50～235.00 ind.·m-3之间，均值为96.67 ind.·m-3，高值在5#站位，低值在2#站位，丰度分布不均匀；丰水期（8 月）浮游动物的丰度变动在36.25～500 ind.·m-3之间，均值为259.38 ind.·m-3，低值在2#站位，高值在5#站位，丰度分布不均匀。由调查结果可知：丰水期（8 月）调查水域浮游动物丰度最高，枯水期（5 月）次之，平水期（6 月）最小；由表1 可知，3 次调查浮游动物丰度最高值都在5#站位，各站位丰度均值由小到大依次为：4#＜1#＜2#＜3#＜5#。

2.3 浮游动物的优势种类

数量或生物量占据优势的浮游生物优势种群，对群落的发生具有重要的控制作用，并决定了群落的性质[21]。依Y≥0.02 为判定标准，调查水域的优势种分别为：强壮箭虫Sagittacrassa、拟长腹剑水蚤Oithona similis、短尾类溞状幼体Brachyura zoea、双刺纺锤水蚤Acartia bifilosa、长尾类糠虾幼体Macrura larva、海蛇尾长腕幼虫Ophiopluteus larva、八斑芮氏水母Rathkea octopunctata、鱼卵，其中强壮箭虫、拟长腹剑水蚤、短尾类溞状幼体在三次调查中均为优势种。枯水期（5 月）优势种6 种，平水期（6月）5 种，丰水期（8 月）4 种（表2）。

表1 黄河口牡蛎产卵场及邻近海域浮游动物各类群的丰度Tab.1 Abundance of all kinds of zooplankton group in oyster spawning ground in Yellow River Estuary and adjacent waters /ind.·m-3

表2 黄河口牡蛎产卵场及邻近海域浮游动物的优势种及其优势度Tab.2 The dominant species and dominance of zooplankton in oyster spawning ground in Yellow River Estuary and adjacent waters

2.4 浮游动物生物多样性分布

浮游动物的多样性指数介于0.90～2.87 之间，均值为1.90，丰水期（8 月）2#站位最低，枯水期（5月）1#站位最高。枯水期（5 月）多样性指数最高（2.87），均值为2.42，高值在1#站位，低值（2.14）在3#站位；丰水期（8 月）次之，均值为1.62，高值（2.05）在4#站位，低值（1.53）在2#站位；平水期（6月）多样性指数最低，为1.59，高值（2.31）在2#站位，低值（0.90）在1#、3#站位（图3）。

均匀度变动在0.31～0.96 之间，均值为0.64，高值在丰水期（8 月）的2#站位，低值在丰水期（8 月）的5#站位。枯水期（5 月）的均匀度最高，均值为0.70，高值（0.86）在4#站位，低值（0.60）在3#、5#站位；丰水期（8 月）次之，均值为0.62，高值（0.96）在2#站位，低值（0.51）在5#站位；平水期（6 月）均匀度最低，均值为0.55，高值（0.75）在4#站位，低值（0.32）在3#站位（图4）。

2.5 环境质量评价

枯水期（5 月）浮游动物的多样性指数均值为2.42，5 个站位的多样性指数在2～3 之间，环境质量评价为轻度污染；平水期（6 月）多样性指数的均值为1.59，2 个站位的多样性指数在2～3 之间，占40%，环境评价为轻度污染，在1～2 之间的站位1个，占20%，环境评价为中度污染水平，多样性指数＜1 的站位2 个，占40%，环境评价为重度污染；丰水期（8 月）多样性指数均值为1.62，多样性指数在2～3 之间的站位1 个，占20%，环境质量评价为轻度污染，多样性指数在1～2 之间的站位4 个，占80%，环境评价为中度污染水平（表3）。

表3 调查水域浮游动物的生物多样性及环境质量评价Tab.3 The biodiversity and environmental quality evaluation of zooplankton in survey waters

3 讨论

3.1 浮游动物的种类组成

在调查水域中共检出浮游动物6 大类30 种，其中浮游甲壳动物种类最多，11 种，占36.67%；浮游幼虫类8 种占26.67%；其它类6 种，腔肠动物3种，毛颚动物、软体动物各1 种。浮游动物种类数由高至低为：丰水期（8 月）＞枯水期（5 月）＞平水期（6 月），浮游甲壳动物和浮游幼虫是该调查水域浮游动物类群的主要组成部分。调查结果与近年来黄河口邻近海域浮游动物种类组成结果相近。如焦玉木和田家怡[24]1996 年的四季调查表明，黄河口邻近海域有浮游动物78 种，其中，桡足类最多为31 种；马静等[25]在2007 年夏季在黄河口邻近海域中发现浮游动物72 种，其中桡足类10 种；王文杰等[26]在2010 年秋季黄河口邻近海域调查中，报道浮游动物48 种，其中桡足类有18 种。高原等[27]2008 年报道，珠江河口有浮游动物94 种，其中，桡足类35 种，轮虫类28 种，原生动物6 种；郭沛涌等[28]2003 年发现长江河口有浮游动物87 种，其中甲壳动物占绝对优势共59 种，与之相比本次调查浮游动物种类显著较少，可能是黄河泥沙含量较高和低透光度限制了水生生物的生存。与之相同的是浮游甲壳动物是浮游动物类群的主要部分。

3.2 浮游动物丰度及其多样性

浮游动物的丰度分布存在明显的区域和季节差异。浮游动物的丰度介于97.92～259.38 ind.·m-3之间，平均为108.62 ind.·m-3。平水期（6 月）、丰水期（8 月）各站位浮游动物丰度最低值与最高值之间有显著差异，表明浮游动物丰度平面分布不均匀。调查结果表明：浮游动物丰度由高至低依次为：丰水期（8 月）＞枯水期（5 月）＞平水期（6 月），与巩俊霞[9]对浮游植物研究的变化趋势一致，其原因可能是丰水期大量的径流带来了丰富的营养物质，给浮游动物提供了充足的适口饵料，促进了浮游动物的繁殖。本研究与温带河口海域浮游动物丰度的季节变化特征相似，即冬季最低，春季或秋季次之，夏季达最高峰[29,30]；5#站位浮游动物丰度值最高，原因可能是5#站位在牡蛎礁最外侧，牡蛎摄食较少有关。

本调查水域浮游动物多样性指数变动在0.90～2.87 之间，均值为1.90；均匀度变动在0.31～0.96 之间，均值为0.64。枯水期（5 月）多样性指数、均匀度最高，丰水期（8 月）次之，平水期（6月）最低，表明枯水期（5 月）浮游动物的群落结构好于平水期（6 月）、丰水期（8 月），与浮游植物的变化趋势一致。枯水期浮游动物多样性指数大于丰水期，可能有如下原因：枯水期的水环境条件适宜浮游植物繁殖，为浮游动物提供了丰富的饵料，因此浮游动物种类多，多样性较好；而丰水期大量径流入海，携带的大量泥沙不利于浮游植物光合作用，影响浮游植物生长，浮游植物减少不适于浮游动物生长，浮游动物多样性指数较低。

3.3 调查水域环境质量评价

调查水域浮游动物的多样性指数在0.90～2.87之间，均值为1.90，根据孔繁翔[22]和何志辉[23]的评价标准，调查水域环境质量评价为中度污染，枯水期（5 月）环境质量状况好于丰水期和平水期，与王志忠等[7]认为该海域为轻度污染，丰水期水质好于枯水期结果不同，其原因是该调查水域为黄河入海口河口区，丰水期大量径流入海带来大量泥沙，水体透明度降低，不利于浮游生物生长繁殖，所以用生物多样性评价枯水期环境质量状况会好于丰水期；另一原因是与水质的评价方法不一致所有关。

该调查水域主要污染源为陆源污染，应该采取有效措施，提高水域的生物多样性，改善调查水域的环境质量。有研究[4-6]认为：牡蛎礁在生物多样性保护、净化水体、修复生态系统的结构和功能中具有重要功能。Jeremy 等[31]研究认为：恢复牡蛎种群数量是控制河口富营养化的重要措施。王志忠等[7]认为：构建人工牡蛎礁，修复示范区，提升牡蛎礁生态系统服务功能，可以保护和改善水域的生态环境质量。因此，可以借助和依托黄河口牡蛎产卵场自然形成的现存活体牡蛎礁，还可投放人工牡蛎礁体、加强科学养护，恢复和增加其生物资源量，提高和改善该水域生态环境质量。