春夏季南麂列岛海域甲壳类种类组成及分布特征

2013-10-21 08:31晁文春何贤保苗振清俞存根蔡厚才章飞军
关键词:春夏季列岛渔获

晁文春,何贤保,苗振清,俞存根,蔡厚才,章飞军

(1.浙江海洋学院水产学院,浙江舟山 316004;2.南麂列岛国家海洋自然保护区管理局,浙江平阳 325401)

南麂列岛位于浙江省平阳县鳌江口外30 n mile的东海,由大檑山、小檑山、竹屿、后麂山、南麂岛、小屿、柴屿、门屿、破屿、下马鞍、尖屿、平屿和小柴屿等大小52个岛屿组成。浙南沿岸上升流是南麂海区一个重要的水文现象,主要与流经南麂海域东侧北上的台湾暖流加强水平流的改变,以及海底所产生的下层水逆坡爬升有关。上升流终年存在,夏季在西南季风影响下还有所加强。上升流把富含营养物质的底层水源源不断地转向上层,此系维持南麂海区海水肥沃的一个重要因素,为该海域海洋生物的繁殖和生长提供了丰富的饵料基础[1]。

关于浙江沿海甲壳类动物的资源状况、种类组成、群落结构及其多样性方面的研究已有不少报道[2-8],但对于近岸海湾的甲壳类动物的种类组成及其多样性方面的研究很少,在已有的报道中,仅徐兆礼等[9]对瓯江口海域口足目与十足目资源分布特征进行了研究,徐开达等[10]对中街山列岛海域甲壳类资源及其群落多样性进行了研究,赵蒙蒙等[11]对三门湾海域口足目和十足目虾类的种类组成、时空分布及多样性进行了分析,唐峰华等[12]对洋山工程海域虾蟹类资源进行了初步分析。对于南麂列岛海域甲壳类的研究仅局限于种类的调查和描述[13],迄今尚无关于南麂列岛海域甲壳类动物资源及其群落结构和多样性研究方面的报道。

甲壳类资源的研究不论是对海洋生态系统的安全、健康维持还是对海洋渔业的可持续发展都具有重要的意义和作用。本文通过对南麂列岛海域的甲壳类资源及其群落多样性进行调查研究,为今后相关规划及海洋工程建设中渔业资源保护和生态修复方案的制定等提供基础资料和数据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本文所用数据来源于2011年4月、8月在南麂列岛海域开展的海洋生态系统综合调查中获得的甲壳类资源资料。采样站位主要布设在南麂列岛主要岛礁(大檑山、小檑山、竹屿、后麂山、南麂岛、小屿、柴屿、门屿、破屿、下马鞍、尖屿、平屿和小柴屿)周围,共10个固定拖网定量采样站位(图1),其中C站位由于底质不适拖网作业,所以做采样失败处理,没有统计数据。

2011年4 月、8月,采用底拖网渔具进行定量采样,底拖网作业,每个站位拖速为3.5 kt,拖曳时长1 h。渔具规格为:底拖网网口尺寸22 m×4.3 m,调查船只为平休渔501,渔船的总吨位和主机功率分别为10 t和58.8 kW。

图1 南麂列岛海域渔业资源调查站位(●)Fig.1 Sampling stations(●)

1.2 数据处理方法

本文主要计算传统的生物多样性指数,通过EXCEL、SPSS17.0、PRIMER 5.2等软件对数据进行处理,甲壳类的数量分布图则通过SURFER 8软件绘制,主要数据的计算方法如下:

资源密度的估算采用扫海面积法[14],公式如下:

式中:ρi—第 i站的资源密度(重量:kg/km2,密度:103ind/km2);

Ci—第 i站每小时拖网渔获物量(重量:kg/h,密度:ind/h);

ai—第i站每小时扫海面积(km2/h),为网口水平宽度与拖拽距离的乘积;

q—逃逸率[15],根据本次拖网网具,逃逸率取0.5。

相对重要性指数(index of relative importance,IRI)的计算公式如下:

式中,ni、wi分别为第i种渔获物的个体数和渔获资源量(g/h);N、W分别为渔获物总个体数和总渔获资源量(g/h);fi为第i种渔获物在m次取样中出现的频率;m为取样次数。根据计算结果,将IRI值大于1 000的种类作为甲壳类优势种,在100~1 000之间者为甲壳类常见种。

Margalef的种类丰富度指数[16]:

式中,S为渔获物总种数,N为所有渔获物总个体数。

Shannon-Wiener多样性指数[17]:

式中,H′为渔获物种类多样性,Pi=ni/N ,ni是第i种渔获物占总个体数的比例,N为所有渔获物总个体数。

Pielou均匀度指数[18]:

式中,J′为渔获物种类均匀度,S为渔获物总种数。

2 结果

2.1 种类组成与季节变化

根据调查,共鉴定出甲壳类43种(表1),分属3目18科。其中,春季捕获19种,分属3目13科;夏季共捕获32种,分属3目13科。

表1 春夏季南麂列岛海域甲壳动物种类组成Tab.1 Catalog of species of crustaceans caught

注:“+”表示该季节出现.

2.2 生物量的平面分布

南麂列岛海域春夏季的甲壳类生物量空间分布如图2所示。

春季南麂列岛甲壳类生物量普遍较低,各站点的生物量分布范围为425.2~1 503.1 g/h,平均为958.8 g/h。最高生物量为1 503.1 g/h,出现在J站位;最低生物量为425.2 g/h,出现在H站位。全部站位的生物量均低于2 000 g/h。

图2 春夏季南麂列岛海域甲壳类生物量分布Fig.2 The crustaceans biomass of spring and summer in Nanji islands

夏季南麂列岛甲壳类生物量有所升高,各站点的生物量分布范围为542.6~5 497.4 g/h,平均为2 977.1 g/h。最高生物量为5 497.4 g/h,出现在B站位;最低生物量为542.6 g/h,出现在D站位。除了D、F、G站3个站位生物量在0~2 000 g/h外,生物量在2 000~4 000 g/h的站位上升至4个,特别是岛礁外缘的B和J站位的生物量都达到了4 000~6 000 g/h。

2.3 优势种和丰度变化

经过2个季度月的调查,通过优势度计算,将相对重要性指数(IRI)大于1 000者定为优势种,在100~1 000之间者定为常见种。春夏季优势种明显不同(表3):春季排在前5位的优势种类依次为:长角赤虾>鲜明鼓虾>口虾蛄>葛氏长臂虾>日本鼓虾;夏季则为:口虾蛄>中华管鞭虾>三疣梭子蟹>哈氏仿对虾>双斑蟳。

表3 调查所捕获甲壳动物相对重要性指数的季节变化Tab.3 Seasonal variations of the IRI of crustaceans species

从春夏季南麂列岛海域甲壳类生物量丰度曲线比较(图3),可以看出春季的丰度、生物量曲线图前期生物两曲线在丰度曲线下方,而后呈交错状态,说明春季南麂列岛附近甲壳类优势种丰度较大,而优势个体较小型化。而夏季情况正好相反,生物量累积曲线位于丰度曲线上方,说明南麂列岛夏季甲壳类优势种类为个体生物量较大的物种。

2.4 资源密度平面分布

春、夏季节,调查海域甲壳类平均重量密度分别为13.36 kg/km2和40.87 kg/km2,尾数密度分别为7.03×103ind/km2和6.97×103ind/km2(图3)。

图3 春夏季南麂列岛海域甲壳类生物量丰度曲线Fig.3 The abundance and biomass curves for crustaceans in Nanji islands areas

春季,甲壳类类重量密度较高的水域位于B、E和J站,以E站位为最高,为22.76 kg/km2;夏季,甲壳类重量密度分布与春季差别不大,其中B站重量密度最高77.53 kg/km2。春季主要由鲜明鼓虾和口虾蛄组成,夏季主要由口虾蛄和三疣梭子蟹组成。

表4 春夏季南麂列岛不同站位甲壳类资源密度的变化Tab.4 The seasonal variations of density of resources of different stations in Nanji island

甲壳类尾数密度分布,春季尾数密度分布于重量密度分布相似,较高的水域位于B、E、G站位,以E站位为最高,为11.6 ind/km2;夏季尾数密度分布于重量密度分布相似,较高的水域位于B、E和J站,其中以B站位为最高,为15.2 ind/km2。春季主要由鲜明鼓虾和长脚赤虾组成,夏季主要由口虾蛄、中华管鞭虾和哈氏仿对虾组成。

2.5 生物多样性分析

如图4所示,从不同采样站位看,春季,Shannon-Wiener多样性指数H′值的变化范围为1.23~2.35,最高值出现在J站位,最低值出现在F站位。Margalef种类丰富度指数D值的变化范围为0.51~1.26,最高值出现在F站位,最低值出现在E站位。Pielou均匀度指数J′值的变化范围为0.34~0.79,最高值出现在E站位,最低值出现在F站位。

夏季H′值变化范围为2.24~2.9,最高值出现在I站位,最低值出现在G站位。D值变化范围为1.42~2.08,最高值出现在B站位,最低值出现在G、J站位。J′值的变化范围为0.58~0.72,最高值出现在I站位,最低值出现在A站位。与春季相比,夏季的指数值变化幅度要小。

图4 春夏季不同站位甲壳类生物多样性指数变化Fig.4 Variations of diversity Indexes of crustaceans in Nanji islands

3 讨论

3.1 种类组成和优势种分析

南麂列岛海洋自然保护区甲壳类种类丰富,本次调查仅发现43种,与该海域已报道的203种相差甚远[13],这可能和本研究的采样频率较小有关。

从春夏季南麂列岛海域甲壳类生物量丰度曲线可以看出,春季甲壳类优势种丰度较大,而优势个体较小型化,春季主要优势种类为长角赤虾、葛氏长臂虾、日本鼓虾、鲜明鼓虾等个体生物量较小的物种;夏秋季甲壳类优势种类为中华管鞭虾、哈氏仿对虾、刀额仿对虾、日本蟳和三疣梭子蟹等个体生物量较大的物种。

从生态类型看,优势种多为广温广盐类群,这与该海域多变的温盐度密切相关。该海域年平均水温18.7℃,月平均最高水温27.8℃,极端最高水温32.1℃,月平均最低水温9.6℃,极端最低水温5.7℃;表层水盐度为 28.8~33.5[19]。

3.2 南麂列岛海域甲壳类多样性的变化特征

南麂列岛海域甲壳类多样性变化的特征,首先与种类数变化特征有着密切的关系。从生物的丰富度指数(D)、多样性指数(H′)的生态学含义来看,都与该区域的生物种类数相关[11],即在同一水域,当种类数增加时,丰富度指数D值和H′值也会随之增加。通过对调查海域甲壳类种类数和多样性指数特征的比较,发现D值、H′值的变化与该海域的种类数变化是一致的,都为夏季>春季。夏季种类数为32种,而春季的种类数仅为19种。因此,种类数变化是影响南麂列岛海域甲壳类多样性变化的主要因素。

多样性分析表明,夏季的多样性指数较高,而春季较低。这主要是因为南麂列岛海域上升流终年存在,夏季在西南季风的影响下有所加强,这就使得该海域富含营养物质的地层水转向上层,为该海域海洋生物的繁殖和生长提供了丰富的饵料基础。

3.3 南麂列岛海域甲壳类资源密度特征及变化

南麂列岛海域甲壳类资源密度较高的水域出现在上马鞍岛附近的B站位和南麂岛周边的A、E、J等站位,这与主要优势种长脚赤虾、鲜明鼓虾、口虾蛄、三疣梭子蟹和中华管鞭虾的主要分布站位有密切关系。例如,春季主要优势种长脚赤虾、鲜明鼓虾和口虾蛄在A、B、E和J站位所占的比重较高,夏季也出现类似情况,作为主要优势种的口虾蛄、中华管鞭虾和三疣梭子蟹在以上几个站位也占有较高的比重。主要优势种密度的变化对南麂列岛海域甲壳类数量的空间变化特征有一定的影响。比较春夏季南麂列岛海域甲壳类资源密度变化的季节特点,夏季重量密度(40.87 kg/km2)明显大于春季(13.36 kg/km2)。而尾数密度相反,春季(7.03×103ind/km2)大于夏季(6.97×103ind/km2),但相差不大。

为了更好地了解和掌握该海域甲壳类组成情况,应长期坚持各种渔业作业方式的甲壳类调查,以便为南麂列岛保护区建设提供更加详细准确的渔业数据资料。由于调查资料所限,本文仅初步描述了甲壳类的群落结构和优势种组成,另外,论文在对结果的深入讨论等方面略显不足,需要进一步探讨。

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