乐清湾海域浮游动物群落结构时空变化研究

沈小飞 王咏雪 陈利 路建林 陈军 陈德慧

摘要 以2021年2月（冬季）和8月（夏季）乐清湾海域的调查数据为基础，分析调查海域浮游动物群落结构的时空变化特征。结果表明：乐清湾海域浮游动物群落结构具有明显的季节变化，8月（夏季）浮游动物种类数、生物量、丰度和物种多样性指数均明显高于2月（冬季），2个季节群落结构的差异主要来源于水母类和浮游幼虫2个类群；在空间分布上，乐清湾内湾海域浮游动物群落结构与中湾、外湾海域显示出一定的差异性，外湾至内湾海域浮游动物生物量和丰度总体呈降低趋势，中湾海域和外湾海域的空间差异则较小，这表明乐清湾华能玉环电厂和浙能乐清电厂这2个电厂温排水未对整个乐清湾海域浮游动物群落结构产生较大影响，其影响可能主要集中在紧邻温排水口的海域。

关键词 浮游动物；群落结构；温排水；时空变化；乐清湾海域

中图分类号 Q958.8  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）10-0109-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.023

Spatial and Temporal Variations of the Zooplankton Community Structure in the Yueqing Bay Waters

SHEN Xiao-fei1，WANG Yong-xue2，CHEN Li3 et al

（1.Huaneng （Zhejiang）Energy Development Co.，Ltd.，Yuhuan Branch，Taizhou，Zhejiang 317600;2. Taizhou Pollution Reserve Center，Taizhou，Zhejiang 318000;3.Wenzhou Environmental Technology Co.， Ltd.，Wenzhou，Zhejiang 325000）

Abstract The spatial and temporal variation characteristics of the zooplankton community structure in the surveyed waters were analyzed based on the survey data from Yueqing Bay waters in February （winter） and August （summer） 2021. The result showed that the zooplankton community structure in the Yueqing Bay waters exhibited significant seasonal changes， with the number of zooplankton species， biomass， abundance and species diversity index being significantly higher in August （summer） than in February （winter）. The differences in community structure between the two seasons were mainly attributed to two taxa （medusa and planktonic larva）.In terms of spatial distribution， there were certain differences in the community structure of zooplankton in the inner bay area of Leqing Bay compared to the central bay and outer bay areas. The biomass and abundance of zooplankton in the outer bay to inner bay areas generally showed a decreasing trend， while the spatial differences between the central bay and outer bay areas were relatively small. This indicated that the thermal drainage of the two power plants （Huaneng Yuhuan Power Plant and Zheneng Leqing Power Plant） had not have a significant impact on the community structure of zooplankton in the entire Leqing Bay area，its impact may mainly be concentrated in the sea area adjacent to the warm discharge outlet.

Key words Zooplankton;Community structure;Thermal discharge;Spatial and temporal variation;Yueqing Bay waters

作者簡介 沈小飞（1981—），男，浙江兰溪人，工程师，从事电力系统、新能源发展方向研究。

*通信作者，工程师，硕士，从事近岸海域海洋生态环境评价与监测研究。

收稿日期 2023-07-10

乐清湾位于浙江东南部沿海，瓯江口北侧，属于半封闭式海湾。该海域位于亚热带季风气候区，四季分明，湾内岛屿众多，受外海风浪气候影响较小，是众多海洋生物生长繁殖的优良场所。近年来乐清湾附近海洋经济发展迅速，港口运输、电力产业蓬勃发展，也因此产生了环境污染、生物资源利用过度等影响，造成了该海域生物资源衰退、物种多样性降低等生态问题［1］。华能玉环电厂位于浙江省台州市玉环县大麦屿开发区，地处乐清湾东岸；浙能乐清电厂位于浙江省台州市乐清市南岳镇，地处乐清湾西岸，2个电厂隔海相望。电厂机组运行产生的热需要大量的海水作为冷却水［2］，而电厂温排水的排放不仅会导致周边海域海水水温升高，还会使海水水体水质及生态环境变化，从而对海洋生物造成一定影响，对近岸海洋浮游动物更是产生直接的影响效应［3］。

有关乐清湾海洋生物的研究对象主要集中在浮游植物、甲壳动物和大型底栖动物等方面［4-9］，关于浮游动物群落结构的研究相对较少。刘镇盛等［4］对乐清湾浮游动物的季节变动及摄食率进行了研究，徐晓群等［5］探究了乐清湾海域浮游动物群落分布的季节特征及其与环境因子之间的关系，张亚洲等［6］对乐清湾浮游动物的空间生态位进行了研究。浮游动物群落在海洋生态系统中数量大、分布广，对环境变化敏感，其种类组成、数量分布等易受海洋环境变化的影响，同时这也会影响游泳动物的种类分布［4］，故浮游动物作为海洋中重要的次级生产力，在调节海洋生态系统物质循环和能量流动环节起关键作用。该研究拟通过对乐清湾海域2021年2月（冬季）和8月（夏季）2个航次的调查取样，研究該海域浮游动物群落结构的季节变化，同时将乐清湾划分为内湾、中湾、外湾3个区域，探究该海域浮游动物群落结构的空间变化，进一步分析乐清湾2个电厂温排水对该海域浮游动物群落结构的影响，以期为该海域的生态监测、评价以及海洋资源可持续利用和发展提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 调查站位和区域划分

2021年2月（冬季）和8月（夏季）在乐清湾海域开展了浮游动物调查，调查采用浅水I型浮游生物网（网具孔径505 μm）自底至表层垂直拖网，按样品体积的5%加入甲醛溶液进行固定。

为研究乐清湾海域浮游动物群落结构的空间分布以及电厂对该海域浮游动物的影响，该研究将乐清湾海域分为内湾（S03、S04）、中湾（S10、S13、S15）和外湾（S16、S19）3个区域。调查站位及区域划分详见图1。

1.2 研究方法

1.2.1 优势度（Y）。

浮游动物优势度（Y）计算公式如下：

Y＝ni/N×fi（1）

式中：fi为第i种在各站位中出现的频率；ni为群落中第i种的个体总数；N为所有物种的个体数总和。当某物种的Y＞

0.02 时，判定该物种为群落中的优势种。

1.2.2 物种多样性。

反映多样性的数学模型和公式有许多，该研究主要采用Shannon-Wiener多样性指数（H′）、Pielou均匀度指数（J′）和丰富度指数（d）表示，计算公式如下：

H′=-Si=1（Pilog2Pi）（2）

J′=H′log2S（3）

d=S-1log2N（4）

式中：S为所有物种的种类总数；Pi为第i种的个体数（ni）与总个体数（N）之比值；N为所有物种的个体数总和。

2 结果与分析

2.1 浮游动物种类组成

2021年冬季和夏季调查海域共采集浮游动物11大类53种，其中冬季15种，夏季42种，详见表1。

2021年冬季，采集浮游动物7大类15种，其中桡足类8种，涟虫类2种，毛颚类、多毛类、端足类、磷虾类和浮游幼虫各1种。空间分布上来说，内湾采集到浮游动物4种，中湾10种，外湾8种。3个区域共有的类群为桡足类、涟虫类、端足类。

2021年夏季，采集浮游动物8大类42种，其中桡足类14种，浮游幼虫11种，水母类7种，毛颚类4种，十足类3种，被囊类、磷虾类和糠虾类各1种。空间分布上来说，内湾采集到浮游动物20种，中湾26种，外湾28种。3个区域共有的类群为桡足类、毛颚类、浮游幼虫、水母类。

2.2 浮游动物的优势种组成

计算调查海域浮游动物的优势度发现，2021年冬季优势种为中华哲水蚤（Calanus sinicus）、真刺唇角水蚤（Labidocera euchaeta）、针刺拟哲水蚤（Paracalanus aculeatus）和针尾涟虫（Diastylis tricincta）；2021年夏季优势种为太平洋纺锤水蚤（Acartia pacifica）、短尾类溞状幼体（Brachyura zoea larvae）、长尾类幼体（Macruran larvae）、头翼锄虫（Spadella cephaloptera）、桡足类幼体（Copepoda larvae）。

计算调查海域3个不同区域浮游动物优势度，不同区域浮游动物优势种组成见表2。2021年冬季，内湾、中湾和外湾共有优势种为真刺唇角水蚤；2021年夏季，3个区域共有优势种为太平洋纺锤水蚤、长尾类幼体、桡足类幼体和短尾类溞状幼体。

2.3 浮游动物丰度及生物量

从图2可以看出，2021年冬季，调查海域各站位浮游动物丰度为1.92～28.43 个/m3，平均值为10.16 个/m3，生物量为14.71～136.20 mg/m3，平均值为45.57 mg/m3；2021年夏季，调查海域各站位浮游动物丰度为35.71～298.33 个/m3，平均值为144.38 个/m3，生物量为72.14～373.12 mg/m3，平均值为231.68 mg/m3。

对调查海域3个不同区域浮游动物的丰度和生物量进行统计，结果发现（表3），2021年冬季，3个区域浮游动物丰度从大到小依次为外湾>中湾>内湾，生物量从大到小依次为外湾>内湾>中湾。2021年夏季，3个区域浮游动物丰度和生物量从大到小均依次为外湾>中湾>内湾。综上，2021年冬季和夏季2次调查结果表明，乐清湾海域外湾至内湾浮游动物丰度和生物量总体呈降低趋势。

2.4 浮游动物生物多样性

从调查海域各站位浮游动物物种多样性指数（图3）可以看出，2021年冬季，调查海域浮游动物Shannon-Wiener多样性指数（H′）为0.81～2.42，平均值为1.78；丰富度指数（d）为0.89～3.33，平均值为1.96；均匀度指数（J′）为0.66～1.00，平均值为0.88。2021年夏季，调查海域浮游动物Shannon-Wiener多样性指数（H′）为2.28～3.92，平均值为2.93；丰富度指数（d）为2.33～4.05，平均值为3.17；均匀度指数（J′）为0.56～0.87，平均值为0.74。

对调查海域3个不同区域浮游动物的物种多样性指数进行统计，结果发现（表4），2021年冬季，3个区域浮游动物Shannon-Wiener多样性指数（H′）从大到小依次为外湾>中湾>内湾，丰富度指数（d）从大到小依次为中湾>外湾>内湾，均匀度指数（J′）从大到小依次为外湾=内湾>中湾。2021年夏季，3个区域浮游动物Shannon-Wiener多样性指数（H′）从大到小依次为内湾>外湾>中湾，丰富度指数（d）从大到小依次为外湾=内湾>中湾，均匀度指数（J′）从大到小依次为内湾>外湾>中湾。

3 讨论

3.1 浮游动物群落结构的季节变化分析

浮游动物是海洋生态系统与海洋生物资源中不可或缺的一部分，是大多数海洋小型鱼类的饵料，一定程度上反映该海域渔业资源的产量。2021年冬季，调查海域共采集浮游动物7大类15种，以桡足类占较大优势，其种类数占总种类数的53.33%；2021年夏季，共采集浮游动物8大类42种，以桡足类、浮游幼虫和水母类占较大优势，分别占总种类数的33.33%、26.19%和16.67%。在季节分布上，夏季种类数高于冬季，2个季节种类数的差异主要来源于水母类和浮游幼虫2个类群，即夏季这2个类群与桡足类共同构成调查海域的主要类群，而冬季的优势类群仅桡足类1个。物种分布的季节差异与两者的生态特征、生活习性等有密切关系［7］。陈颖涵等［8］研究发现沿岸水母类群多在17 ℃以上的水体温度范围分布、生长、繁殖，而2021年冬季同步进行的海水温度调查结果显示，调查海水水体的温度仅13.5～14.3 ℃，故未在冬季的调查中采集鉴定到水母类类群。这也与Richardson等［9］的研究结果一致。对于浮游幼虫，在水温较高、饵料较为丰富的春季、夏季，多数生物成体进入繁殖期，其幼虫的种类和数量也随之增加，因此2021年夏季的调查中，浮游幼虫种类数和丰度分布均较高。左涛等［10］也有类似结果，即浮游幼虫类群种类组成表现出明显的周期性和季节更替，浮游幼虫的丰度、多样性以夏季、春季较高，秋季、冬季较低，且水温是对浮游幼虫群落结构具有显著影响的环境因子。

浮游动物种类组成的季节差异也造成调查海域优势种的季节差异，冬季和夏季的浮游动物优势种组成差异较大，夏季的优势种组成多为浮游幼虫，而冬季优势种组成则多为桡足类。这与温州海洋环境监测中心站2016—2019年乐清湾华能玉环电厂周边海域海洋生态环境调查结果相近［11］，即夏季优势种多为浮游幼体及纺锤水蚤属物种，冬季优势种多为哲水蚤属等物种。

浮游动物生物量、丰度以及物种多样性指数等的分布也有较明显的季节变化，夏季生物量、丰度和物种多样性指数远高于冬季。夏季，浮游动物丰度占比最大的类群为浮游幼体，占总丰度的42.54%。随着水温上升，多数生物的生长代谢速率增加，浮游动物大量繁殖、生长，物种种类数、丰度和生物量随之上升；冬季水温明显下降，多数暖水性种类如太平洋纺锤水蚤等消失，物种种类数下降，物种丰度和生物量随之下降，从而导致物种多样性指数也下降。这与徐晓群等［5］、刘镇盛［12］的研究结果一致。

3.2 浮游动物群落结构的空间变化分析

分析调查海域3个不同区域浮游动物群落结构情况发现，乐清湾海域外湾至内湾海域浮游动物生物量和丰度总体呈降低趋势。这可能是内湾存在渔民赶海、养殖等人为干扰，对浮游动物的群落产生了影响，从而导致种类数相对较少。从3个不同区域优势种组成来看，2021年冬季，内湾、中湾和外湾共有优势种为真刺唇角水蚤，夏季共有优势种共4种，分别为太平洋纺锤水蚤、长尾类幼体、桡足类幼体和短尾类溞状幼体，2个季节的优势种在空间分布上存在一定差异。张冬融［13］研究杭州湾湾内和湾外浮游动物的群落结构特征也发现类似结果，即湾内和湾外浮游动物的群落结构存在明显差异。

分析调查海域3个不同区域浮游动物物种多样性指数分布情况发现，冬季乐清湾中湾海域和外湾海域的Shannon-Wiener多样性指数变化不大，内湾相对较小，这与浮游动物种类数、生物量和丰度的空间分布规律一致，冬季内湾海域种类数、丰度等均较低，导致Shannon-Wiener多样性指数也较低；而丰富度指数的空间分布特征与Shannon-Wiener多样性指数不同，中湾物种丰富度指数略高于内湾和外湾，原因可能是中湾海域受华能玉环电厂和浙能乐清电厂2个电厂温排水的影响，使中湾海域海水水温相对升高，从而在水温较低的冬季有更多浮游动物在该海域分布。而夏季内湾、中湾和外湾3个区域浮游动物物种多样性变化不大。这可能是因为海洋生态系统具有强大的自我调节能力，水体交换能力强［14］，乐清湾内2个电厂温排水量占自然海水置换量的比重较低，故未对整个乐清湾海域产生明显影响。李亚红等［15］研究天津大港发电厂温排水对附近海域浮游动物影响也表明，温排水对调查区域浮游动物的群落结构有一定影响，但这种影响的程度和范围都较小，而在近岸海域和远岸海域则显示出较明显的空间变化。

4 小结

乐清湾海域浮游动物群落结构具有明显的季节变化，即冬季浮游动物种类数、生物量、丰度和物种多样性指数均小于夏季。而在空间分布上，乐清湾内湾海域浮游动物群落结构与中湾、外湾海域显示出一定的差异性，外湾至内湾海域浮游动物生物量和丰度总体呈降低趋势，中湾海域和外湾海域的空间差异则较小，这表明乐清湾2个电厂温排水未对整个乐清湾海域浮游动物群落结构产生较大影响，其影响可能主要集中在紧邻温排水口的海域。

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