基于大型底栖动物群落结构进行夏季蛤蜊岗生物资源分析蛤蜊岗位于盘锦辽河入海口东侧,面积约10000ha,由河流入海冲积而成的具有潮间带特征的水下浅滩,是我国北方地区滩涂贝类的重要产地之一[1,2]近年来,受过度捕捞、围填海、富营养化等主要生态问题的影响,蛤蜊岗分布的生物资源量逐年下降[3,4,5,6]底栖动物在河口生态系统的物质循环和能量利用中均具有重要的作用[7,8],是海洋生态系统食物链中的重要环节,其群落结构的变化能够较为直接指示海域生物资源量的变化,因此分析该海域大型底栖动物的物种组成、栖息状况,对海洋生物资源的持续利用与生态管理有十分重要的意义[8,9]本研究通过对蛤蜊岗开展底栖动物物种组成、栖息密度、生物量等调查,分析其分布特征、多样性指数、均匀度指数、ABC曲线,以此为该海域提供基础的背景资料,以为今后的海域管理提供科学依据1、材料与方法1.1调查时间及站位布设2013年8月,对蛤蜊岗潮间带进行5个断面的大型底栖动物调查,每个断面布设6个站位,断面的布设主要考虑人为活动与环境对其的干扰其中,T1、T2、T5断面主要为经济贝类采捕区域,在T4断面主要小型鱼虾类采捕区域,T3断面主要受河口的影响较为明显,T1断面位于北侧,T2断面位于东北侧,T3断面位于北侧,T4断面位于西北侧,T5断面位于南侧(图1)。
图1蛤蜊岗大型底栖动物采样点1.2样品采集大型底栖动物样品采集、处理及定量分析按《海洋调查规范》(GB/T12763.6-2007)[10]中有关规定进行,每个站位取4个样方(长25cm×宽25cm×深30cm),用孔径为0.5mm,直径约40cm的分样筛进行筛选,挑选出的底栖动物样品装入标本瓶内,放入标签,用5%福尔马林固定液固定,标本带回实验室分析(包括种类鉴定、称量及计算等),对于未采集到大型底栖动物的站位,种类数、密度、生物量以“0”计算1.3数据分析1.3.1多样性特征指数生物多样性指数(Shannon-Weaverindex,H′),均匀度指数(Pielou,J′)[10]式中:H/为多样性指数;J′为均匀度指数;S为种类数;Pi为站位或海域第i种的个体数量占该样品总个体数的比值;N为所有物种的个体总数1.3.2优势度优势度指数:Y=NiN×fi式中:Y为优势度;Ni为样品中第i种的个体数;N为样品中所有种的总个体数;fi为第i种在所有样品中的出现频率将优势度大于0.02的物种,作为优势种[10]1.3.3聚类分析使用英国Plymouth海洋研究所开发的PRIMER6.0软件,对各站位大型底栖动物密度进行log(X+1)转换后,采用Bray-curtis距离系数进行分析群落聚类分析。
1.3.4ABC曲线分析采用栖息密度-生物量比较法[11]对各站位的沉积环境的受干扰程度进行生物评价2、结果与讨论2.1种类组成共调查到大型底栖动物52种,其中刺胞动物1种,占1.9%;纽形动物1种,占1.9%;环节动物21种,占40.4%;软体动物13种,占25.0%;节肢动物16种,占30.8%(图2)各断面种类数最高值出现在T2断面为33种;最低值出现在T1断面为11种调查区种类分布的主要是个体较小的软体动物、节肢动物、环节动物其中,软体动物种类数在T2断面最高,为10种;最低出现在T5断面,为5种节肢动物种类数最高也在T2断面,为9种;最低则出现在T1断面,为1种环节动物种类数最高同样出现在T2断面,为11种;最低则出现在T5断面,为2种(表1和表2)蛤蜊岗是滩涂贝类重要栖息地之一,此次调查到的软体贝类的种类数少于在2011年5月调查到的软体贝类种类数(16种)[1],调查到经济贝类主要为四角蛤蜊、文蛤、扁玉螺、托氏(虫昌)螺、泥螺、纵肋织纹螺、拟紫口玉螺,与历史数据对比,未调查到青蛤、镜蛤等经济物种分析原因可能是本次调查站位均在蛤蜊岗的外围,呈辐射状,王金叶、张安国等学者布设站位呈均匀分布的状态,因此本次采到的贝类种类相对较少[1]。
图2蛤蜊岗大型底栖动物种类组成表1各断面大型底栖动物物种数及群落组成表2各断面大型底栖动物物种组成2.2栖息密度和生物量各监测断面栖息密度平均为1081.7ind./m2各断面中栖息密度最高为T4-4站位,为12008ind./m2,最低为T3-2站位,为8ind./m2,T1-2站位未调查到大型底栖动物T1断面栖息密度平均为648.7ind./m2;T2断面栖息密度平均为118.7ind./m2;T3断面栖息密度平均为64.0ind./m2;T4断面栖息密度平均为4488.7ind./m2;T5断面栖息密度平均为88.7ind./m2(表3)表3各断面大型底栖动物栖息密度及各门类所占比例(ind./m2)2.3生物量各监测断面生物量平均为576.7g/m2各断面中生物量最高为T4-4站位,为5487.1g/m2,最低为T3-2站位,为0.7g/m2,T1—T2站位未调查到大型底栖动物T1断面生物量平均为94.3g/m2T2断面生物量为平均为450.0g/m2T3断面生物量平均为22.9g/m2;T4断面生物量平均为1785.5g/m2;T5断面生物量平均为531.1g/m2(表4)古丽亚诺娃[12]等认为人类对潮间带经济种类的大量采集和挖掘底质可能是海滩上生物量低的主要原因。
顾炎斌等学者[13]在调查东营潮间带底栖动物时也提出相同的观点蛤蜊岗作为盘锦贝类的主要生产区,其底栖动物栖息环境一直受到人类采捕贝类活动中挖掘行为的严重影响,生态环境一直处于受干扰状态,因此调查到的生物资源量较低表4各断面大型底栖动物生物量及各门类所占比例(g/m2)2.4多样性指数及均匀度指数各断面中,多样性指数平均为1.20,均匀度指数平均为0.50其中T1断面多样性指数平均为1.37,均匀度指数平均为0.63;T2断面多样性指数平均为2.75,均匀度指数平均为0.87;T3断面多样性指数平均为1.58,均匀度指数平均为0.79;T4断面多样性指数平均为0.84,均匀度指数为0.84;T5断面多样性指数平均为1.30,均匀度指数平均为0.67(表5)蛤蜊岗处于辽河口区域,有大量的泥沙输入,在水动力的作用下,泥沙在不同的区域进行堆积,并形成了不同的底质类型,沉积环境中异质化程度较高的区域,可以提供更多的空间这也是生物多样性较高的基础,T4、T1、T5断面的多样性指数与均匀度指数较低,物种数也较低,这可能与该区域沉积环境类型比较相似有关2.5聚类分析采用Bray-curtis距离对蛤蜊岗大型底栖动物群落差异进行分析,以站位及站位中各物种的栖息密度作为组合单元,采用均值法制作聚类谱系图和非度量多维座标排序点阵图(胁强<0.20)。
聚类分析图表明各站位群落类型可主要分为4类,T4-1,T4-4,T1-5,T4-3,T4-6为一类(图3),主要物种为光滑河篮蛤、寡节甘吻沙蚕,其中各站位均调查到光滑河篮蛤,栖息密度在1992～11920ind./m2,4个站位调查到寡节甘吻沙蚕,栖息密度在8～40ind./m2;T3-1,T1-6,T1-3,T1-4为一类,主要物种为光滑河篮蛤、丝异须虫,各站位均有调查到,其中光滑河篮蛤的栖息密度在4～60ind./m2,丝异须虫栖息密度在4～28ind./m2;T5-1,T2-1,T5-4,T2-2,T5-3为一类,主要物种为四角蛤蜊、托氏螺,各站位均有调查到,其中四角蛤蜊栖息密度在44～136,托氏螺栖息密度在16～44ind./m2;T4-2、T4-5为一类,主要物种为光滑河篮蛤、囊叶齿吻沙蚕,各站位均有调查到,其中光滑河篮蛤栖息密度在52～164ind./m2,囊叶齿吻沙蚕栖息密度在8～36ind./m2表5各断面大型底栖动物多样性指数、均匀度指数图3各断面大型底栖动物群落结构聚类分析树枝图此次调查四角蛤蜊和文蛤等主要经济贝类密度也较低,其中四角蛤蜊栖息密度在4～136ind./m2,文蛤栖息为4ind./m2。
据有关调查显示,20世纪60年代至70年代初蛤蜊岗文蛤资源量较高,约为2.2×104t～2.7×104t,年采捕量为2000～3000t[1,6],但近年来,资源量下降明显的原因可能主要是,(1)由于采捕强度过大、繁殖群体锐减、苗种补充不足[1,6];(2)盘锦海域受辽河流域周边的造纸厂、化工厂等陆源排污的影响,水污染较为严重[14,15];(3)在辽河水系的拦坝造成淡水注入不断减少,水域的生态平衡遭到破坏,在极端天气时有发生的影响下,文蛤自然繁殖很难形成,苗种数量急剧下降,造成资源量下降明显[16,17,18]2.5ABC曲线对蛤蜊岗大型底栖动物群落调查数据进行ABC曲线分析表明,T2、T3、T5生物量曲线始终位于丰度曲线的上方,并且两条线没有进行交叉或重叠;T1、T4断面的生物量曲线与丰度曲线发生了明显的交叉(图4)综合聚类分析与ABC曲线,T4断面的底栖动物群落相似度较高,但T4断面的生物量曲线与丰度曲线发生了明显的交叉,分析其原因可能与该区域渔民的作业方式有关根据走访,T4断面的作业方式主要是渔民利用小型挂网围捕虾类,因此对埋栖性贝类的影响较小,但对浅表层的沉积环境影响较为明显,并且在该断面调查到大量的光滑河篮蛤,因此根据聚类分析该区域的物种较为相似,但ABC曲线表明该区域受干扰性较高。
图4各断面大型底栖动物ABC曲线T1断面是渔民采捕四角蛤蜊的区域,采捕方式主要以耙子挖取,对表层和底层的底栖动物均有明显的扰动,因此该断面聚类分析群落的相似度较低,ABC曲线表明干扰性较高,T1断面的调查站位也调查到了较高密度的光滑河篮蛤与彩虹明樱蛤,分析原因可能过度采捕,致使一些经济型物种数量不断减少,其他非采捕种迅速繁殖生长,进而代替采捕种成为优势种,这与温岭等区域人为干扰的潮间带结果类似3、结论(1)调查海域共调查到大型底栖动物52种,其中刺胞动物1种,占1.9%;纽形动物1种,占1.9%;环节动物21种,占40.4%;软体动物13种,占25.0%;节肢动物16种,占30.8%各断面中,东北侧的T2断面物种数最高为33种,南部的T5断面物种数最低,为11种2)根据调查,除T4断面的栖息密度及生物量较高外,其他断面均比较低,分析原因可能与人类活动采捕有关3)各断面中,多样性指数平均为1.20,均匀度指数平均为0.50其中T1断面多样性指数平均为1.37,均匀度指数平均为0.63;T2断面多样性指数平均为2.75,均匀度指数平均为0.87;T3断面多样性指数平均为1.58,均匀度指数平均为0.79;T4断面多样性指数平均为0.84,均匀度指数为0.84;T5断面多样性指数平均为1.30,均匀度指数平均为0.67。
4)聚类分析表明各站位群落类型可主要分为4类,T4-1,T4-4,T1-5,T4-3,T4-6为一类,主要物种为光滑河篮蛤、寡节甘吻沙蚕;T3-1,T1-6,T1-3,T1-4为一类,主要物种为光滑河篮蛤、丝异须虫;T5-1,T2-1,T5-4,T2-2,T5-3为一类,主要物种为四角蛤蜊、托氏(虫昌)螺;T4-2、T4-5为一类,主要物种为光滑河篮蛤、囊叶齿吻沙蚕5)ABC曲线分析表明,T2、T3、T5断面群落较稳定,受干扰程度较低,T1、T4断面受干扰程度较高,群落结构次生化参考文献:[1]王金叶,张安国,李晓东,等.蛤蜊岗滩涂贝类分布及其与环境因子的关系[J].海洋科学,2016,40(4):32-39.[2]罗有声.辽河口文蛤苗场特点的研究[J].水产科学,1983(4):6-10.[3]康婧,孙永光,李方,等.辽河口海域使用变化下的生态敏感性分析[J].中国环境科学,2017,37(12。