胶州湾西部海域大型底栖动物多样性的研究
大亚湾海域大型底栖生物种类组成及特征种

优势种组成的年际变化表明大亚湾海域生态 环境发生了较大程度的变化。1987 年主要种类为 双鳃内卷齿蚕、袋稚齿虫、联珠蚶、粗帝汶蛤、 波纹巴非蛤、模糊新短眼蟹、弯六足蟹和光滑倍
表 1 中国各海区大型底栖动物种类数 Tab.1 Number of macrobenthic species in different regions of China Sea
海域 area
种类数 number of species
年份 year
海域 area
种类数 number of species
1.3 数据处理 1.3.1 种类更替率(R)[9] 种类更替率 R 的计算公 式为: R=[(a+b-2c)/(a+b-c)]×100%
式中, a 与 b 分别为相邻 2 个季节的种数, c 为 相邻 2 个季节共同的种数。 1.3.2 相对重要性指数[10] 相对重要性指数 IRI 的计算式为: IRI = (W + N )×F,式中: W 为某一种 的生物量占大型底栖动物总生物量的百分比; N 为该种的丰度占大型底栖动物总丰度的百分比; F 为该种的出现频率。
与国内其他海域相比, 大亚湾大型底栖动物 种类数处于中上水平。东海[11]、胶州湾[12]、渤海[13] 大型底栖动物种类数有 300 余种, 渤黄海近岸海 域[14]、南黄海[15]和泉州湾[16]出现种类有 200 余种, 与大亚湾基本相当, 海门湾[17]、福清湾[18]、长江 口[19]和象山港[20]出现种类数相对较少(表 1)。
胶州湾小型底栖动物丰度、生物量及环境因子的研究

胶州湾小型底栖动物丰度、生物量及环境因子的研究祝琳;陈晨;杨湘君;崔雯瑶;邵聪聪;滕安康;于子山【期刊名称】《中国海洋大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2024(54)4【摘要】为了进一步对胶州湾小型底栖动物有全面地了解,本研究于2018年春季(5月)对胶州湾15个站位进行了小型底栖动物调查取样,研究了小型底栖动物的类群组成、丰度和生物量,同时对这三个参数同沉积环境因子的关系进行了探讨。
主要结果如下:研究海域共分选出16个小型底栖动物类群,无论从丰度还是生物量,都以线虫为最优势类群;小型底栖动物的平均丰度为(89.689±43.007) ind.·cm^(-2),平均生物量为(104.652±42.706)μg·cm^(-2),其分布都呈现出胶州湾北部高、南部低的特点;小型底栖动物分布在沉积物表层(0~2 cm)、中层(2~5 cm)和底层(5~8 cm)的比例依次减小,丰度占总丰度的比例分别为47.73%、32.24%和20.03%;Pearson相关性结果显示,小型底栖动物的总丰度、线虫以及桡足类的丰度均同Chl a含量呈显著正相关。
综合线虫同桡足类丰度之比以及其他相关研究资料,以指示研究海域沉积环境整体优良。
【总页数】9页(P69-77)【作者】祝琳;陈晨;杨湘君;崔雯瑶;邵聪聪;滕安康;于子山【作者单位】中国海洋大学海洋生命学院;山东省海洋科学研究院;中国科学院昆明动物研究所【正文语种】中文【中图分类】Q958.8【相关文献】1.胶州湾北部软底大型底栖动物丰度和生物量的研究2.胶州湾大型底栖动物的丰度、生物量和生产量研究3.胶州湾西北部潮间带冬季大型底栖动物丰度和生物量4.2006年冬季胶州湾及邻近山东半岛南岸海域小型底栖动物丰度和生物量5.胶州湾典型站位小型底栖生物丰度和生物量的季节变化研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
中国自然湿地底栖动物生态学研究进展

中国自然湿地底栖动物生态学研究进展3胡知渊 鲍毅新33 程宏毅 张龙龙 葛宝明(浙江师范大学生态研究所,浙江金华321004)摘 要 底栖动物是湿地生态系统中的一个重要组成部分,在能量流动和物质循环中起着承上启下的作用。
其群落结构能反映出底质条件、水质状况、水温等非生物因子以及植被、物种间的影响、捕食压力等生物因子的情况。
本文概括了底栖动物的概念、生活型和功能群的划分,探讨了底栖动物群落生态学研究的特点及目前中国底栖动物的研究重点和主要研究成果,重点讨论了底栖动物群落分布的时空差异、底栖动物与环境因子之间的关系以及底栖动物的生物指示作用,并展望了底栖动物研究的未来发展趋势。
关键词 底栖动物;湿地;分布;环境因子中图分类号 Q958 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2009)05-0959-10Research progress on ecology of na tura l wetl and zooben thos i n Ch i n a.HU Zhi 2yuan,BAO Yi 2xin,CHE NG Hong 2yi,Z HANG Long 2l ong,GE Bao 2m ing (Institute of Ecology,Zhejiang N or m al U niversity,J inhua 321004,Zhejiang,China ).Ch inese Jou rna l of Ecology ,2009,28(5):959-968.Abstract:Z oobenthos is an i m portant part in wetland ecosyste m ,and p lays a connecti on link in energy fl ow and matter cycling .Its co mmunity structure can reflect the abi otic fact ors (e .g .,bott om sedi m ent conditi on,water quality,and water te mperature )and bi otic fact ors (e .g .,veg 2etati on,interacti ons bet w een s pecies,and p redati on p ressure ).This paper intr oduced the con 2cep t,life f or m s,and functi onal gr oup s of z oobenthos,and discussed the features of the study on the ecol ogy of z oobenthos as well as the related key research areas and i m portant achieve ments in China,with the f ocus on the s pati ote mporal difference in the distributi on of z oobenthos communi 2ty,relati onshi p s bet w een z oobenthos and envir on mental fact ors,and indicative significance of z oobenthos as bi o 2indicat or in water health .The future research directi ons on the ecol ogy of z oob 2enthos in China were p r os pected .Key words:z oobenthos;wetlands;disturbance;envir onmental fact or .3浙江省自然科学基金重大项目(ZE0204)和浙江省新苗人才计划资助项目(2007R40G2030152)。
山东典型海湾大资源调查与生态恢复的基础研究

山东典型海湾大资源调查与生态恢复的基础研究一、概括本文以山东典型海湾为研究对象,针对其大资源调查与生态恢复的基础问题展开深入研究。
在资源调查方面,论文详细阐述了山东典型海湾的地理环境、社会经济、生态环境等特点,为后续研究提供了基础数据支持;在生态恢复方面,论文探讨了传统的海水养殖、农业种植等产业对海湾生态环境的影响,并提出了基于生态系统的生态恢复策略。
本研究的目的是通过对山东典型海湾的大资源调查与生态恢复的基础研究,揭示海湾生态系统的健康状态和演变机制,为政府制定合理的资源管理政策和生态环境保护措施提供科学依据,促进海洋经济的可持续发展。
针对这一问题,论文采用了多学科交叉的研究方法,包括海洋学、生态学、环境科学等领域的理论和方法。
通过实地调查、实验室分析、数值模拟等多种手段,全面揭示了海湾大资源的分布特征、动态变化和生态功能,为生态恢复策略的实施提供了有力支撑。
论文还关注了人类活动对海湾生态系统的影响,提出了基于生态系统的生态修复和生态补偿等措施,以实现人与自然的和谐共生。
1. 背景介绍随着工业化、城市化的快速推进,全球海洋生态环境遭受了前所未有的压力。
我国拥有长达300万平方公里的海域,其中滩涂、珊瑚礁和海湾等典型海湾生态系统在维护生物多样性、调节气候、保障渔业资源等方面发挥着至关重要的作用。
由于过度开发、环境污染和气候变化等因素的影响,这些海湾生态系统的健康状况日益恶化,严重威胁到了沿海地区的生态安全和社会经济的可持续发展。
在这样的背景下,开展山东典型海湾大资源调查与生态恢复的基础研究显得尤为重要。
通过揭示海湾生态系统的结构与功能,评估其生态价值与服务功能,可以为保护与修复受损海湾生态系统提供科学依据和技术支持。
这也有助于推动海洋资源的科学合理利用,促进海洋产业的健康发展,实现经济发展与生态环境保护的良性循环。
本文旨在通过对山东典型海湾的大资源调查与生态恢复的基础研究,系统剖析海湾生态系统的组成与特点,评估其生态价值与服务功能,探讨受损海湾生态系统的恢复路径与关键技术,为我国海洋生态环境保护和可持续发展提供理论支持与实践指导。
中国海底栖多毛类分类多样性

摘 要:环节动物多毛纲是大型底栖生物重要类群,对其生物多样性和区系分类的研究,有助于分析人类活动和全
球气候变化对生物的影响。之前我国底栖多毛类的多样性研究主要集中在黄 海 等 局 部 海 域。 现 系 统 整 理 渤 海、黄
海、东海和南海(未包含三沙海域)底栖多毛类的物种名录,并计算了分类多 样 性 指 数 和 相 似 性 系 数。 结 果 表 明,平
(高 峻 编辑)
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海洋科学进展
38 卷
中国海多毛类多样性的研究多集中于局部海域,并采用传统的生物多 样 性 研 究 方 法。如 毕 洪 生 和 孙 道 元 研 [10] 究胶州湾多毛类的生态特点时,采用 Shannon-Wiener指数和 Pielou均匀度指数,结果表明多毛类 的 分布和数量变动主要受地质和水温的影响。方少华等 通 [11] 过计算湄 洲 湾 多 毛 类 Shannon-Wiener多 样 性 指 数、Pielou均匀度指数、Margalef物种丰度 指 数 及 Manauhton优 势 度 指 数,其 中 背 蚓 虫 出 现 频 率 最 高,主 要 的优势种是锥稚虫、刚鳃虫和索沙蚕。相对其他海域,黄渤海多毛类物种多样性的研究较为系统全面 。 [1] 孙 道元 依 [12] 据1982—1983年的多毛类调查资料,整理了渤海多毛类种名 录;类 彦 立 和 孙 瑞 平 基 [1] 于 文 献 资 料 提订了黄海多毛类的种名录及地理分布;陈桂芳等 调 [13] 查鉴定黄东海多毛 类,该 海 域 多 毛 类 种 类 丰 富,优 势 种随时间变化而改变。
收 稿 日 期 :2018-11-02 资助项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金 资 助 项 目———黄 海 冷 水 团 蛇 尾 纲 底 栖 动 物 群 落 特 征 研 究 (2018Q09);海 洋 公
海洋底栖生物的分布与多样性研究

海洋底栖生物的分布与多样性研究海洋是地球上最大、最复杂的生态系统之一,拥有广阔的空间和多样的生物资源。
底栖生物是指在海洋底部,如海床、岩石、沉积物等地区繁衍生息的生物。
对底栖生物的分布和多样性进行研究,可以帮助我们更好地了解海洋生态系统的结构和功能,进而促进海洋资源的合理利用和保护。
一、底栖生物的分布底栖生物的分布受到多种环境因素的影响。
例如,水深、水温、盐度、光照等因素都会对底栖生物的分布产生重要影响。
一般来说,不同种类的底栖生物对环境的适应能力各不相同。
有些种类的底栖生物更适应高温、高盐度或者低光照环境,而有些种类则更适应低温、低盐度或者高光照环境。
因此,底栖生物的分布具有明显的垂直和水平分异特征。
在垂直分布方面,底栖生物可以分为浅水区、中层水区和深水区三个主要分布区域。
浅水区通常指水深小于200米的海域,这里光照充足,海水温度相对较高,是很多海洋植物和动物的主要栖息地。
中层水区通常指200-1000米之间的海域,这里光照相对较弱、温度相对较低,是一些特定种类的底栖生物如海绵、多毛类动物等的聚集区。
深水区则指水深超过1000米的海域,这里光照极其微弱,温度和压力等环境条件极端,只有一些特殊适应深海环境的生物能够在此生存繁衍。
在水平分布方面,底栖生物的分布与海洋地理特征息息相关。
不同洋流的运动、海底地形的细微变化等都会对底栖生物的分布产生重要影响。
例如,洋流可以为底栖生物提供养分和氧气,并将它们带到不同的地区。
海底地形上的山脊、裂谷、海沟等也会为底栖生物的繁殖和迁徙创造特定的环境条件。
二、底栖生物的多样性海洋底栖生物具有极高的物种多样性,包括浮游生物、底栖藻类、底栖动物等。
这些生物各具特点,相互之间形成了复杂的生态关系。
对底栖生物的多样性进行研究可以帮助我们更好地了解海洋生态系统的稳定性和可持续性。
物种多样性是指生态系统中不同物种的种类和数量。
研究表明,海洋底栖生物的物种多样性随着水深增加和距离岸线的远离而逐渐降低。
厦门湾大型底栖动物分类学多样性指数及分类充分性

第38卷第15期2018年8月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.38,No.15Aug.,2018基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2015CB452905);海洋公益性行业科研专项经费项目(201505008);国家重点研发计划 典型脆弱生态修复与保护研究 重点专项(2017YFC0506105)收稿日期:2017⁃08⁃12;㊀㊀网络出版日期:2018⁃04⁃19∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:yuweiwei@tio.org.cnDOI:10.5846/stxb201708121452朱晓芬,陈彬,俞炜炜,林俊辉,黄雅琴,廖建基.厦门湾大型底栖动物分类学多样性指数及分类充分性.生态学报,2018,38(15):5554⁃5565.ZhuXF,ChenB,YuWW,LinJH,HuangYQ,LiaoJJ.DiscussionontaxonomicdiversityindicesandtaxonomicsufficiencyformacrobenthosinXiamenBay.ActaEcologicaSinica,2018,38(15):5554⁃5565.厦门湾大型底栖动物分类学多样性指数及分类充分性朱晓芬,陈㊀彬,俞炜炜∗,林俊辉,黄雅琴,廖建基国家海洋局第三海洋研究所,厦门㊀361000摘要:以厦门湾为研究区域,收集2014 2015年大型底栖动物的调查数据,计算了大型底栖动物的分类学多样性指数,分析了分类学多样性指数与传统生物多样性指数的相关性和依从性,并从多个角度探讨大型底栖动物的分类充分性㊂结果表明,厦门湾大型底栖动物分类多样性指数(Δ)介于6.04 83.71之间,平均值为68.26,站位分布不均匀;分类差异性指数(Δ∗)介于74.27 99.54之间,平均值为84.23;平均分类差异指数(Δ+)㊁分类差异变异指数(Λ+)的理论平均值分别为86.82㊁345.0,个别站位落在95%置信区间外,表明局部区域环境受到了一定程度扰动㊂Δ㊁Δ∗与Margalef指数㊁Pielou均匀度指数㊁Shannon⁃Wiener指数㊁Simpson指数呈显著相关,而Δ+㊁Λ+与传统多样性指数间无显著相关;分类学多样性指数可作为传统生物多样性指数的补充㊂种级㊁属级和科级的同一多样性指数间呈显著线性相关,拟合度较高(多数R2﹥0.9);根据三个分类水平站位的nMDS二维排序图㊁2⁃STAGE的相似性和聚类图,种级㊁属级和科级的群落结构一致性强,属级较种级丢失的信息约8%㊁科级为20%,因此在条件有限的情况下,大型底栖动物的监测与评价可根据实际的条件和需求适当将生物鉴定放宽至属水平㊂关键词:生物多样性;分类学多样性指数;分类充分性;大型底栖动物;厦门湾DiscussionontaxonomicdiversityindicesandtaxonomicsufficiencyformacrobenthosinXiamenBayZHUXiaofen,CHENBin,YUWeiwei∗,LINJunhui,HUANGYaqin,LIAOJianjiThirdInstituteofOceanography,StateOceanicAdministration,Xiamen361000,ChinaAbstract:BasedonsurveydataonthemacrobenthoscommunityinXiamenBayduring2014 2015,thetaxonomicdiversityindicesformacrobenthoswerecalculatedandtheircorrelationswithtraditionaldiversityindiceswereexamined.Thetaxonomicsufficiencywasalsodiscussedinseveralways.Theresultsshowedthatthetaxonomicdiversityindex(Δ)rangedfrom6.04to83.71,withanaverageof68.26,anditwasnotevenlydistributedamongstations.Taxonomicdistinctness(Δ∗)wasintherangeof74.27 99.54,withanaverageof84.23.Thetheoreticalaveragesofaveragetaxonomicdistinctness(Δ+)andvariationintaxonomicdistinctness(Λ+)were86.82and345.0,respectively,andtheresultsfromsomestationswerebeyondthe95%probabilityfunnels,indicatingthattheenvironmentwastosomeextenddisturbed.BothΔandΔ∗significantlycorrelatedwithMargalefrichnessindex,Pielouᶄsevennessindex,Shannon⁃Wienerdiversityindex,andSimpsondiversityindex,whileΔ+andΛ+hadnosignificantlycorrelationwiththesetraditionaldiversityindices.Theresultssuggestedthattaxonomicdiversityindicescouldbesupplementarydiversityindicesadditionaltothosetraditionalindices.Significantlylinearcorrelationswereobservedforthediversityindexbetweenanytwolevelsamongthespecies,genus,andfamilylevels,withhighGoodnessofFit(generallyR2>0.9).Additionally,theresultsofthenMDSand2⁃STAGEanalysesindicatedthattherewasagreatconsistencyincommunitystructureunderthespecies,genus,andfamilylevels;however,comparedwiththespecieslevel,certaininformationwasmissedatthegenuslevel(8%)andfamilylevel(20%).Therefore,wesuggestthatmacrobenthoscanbeidentifiedtothegenuslevelratherthanthespecieslevelforthemonitoringandassessingmacrobenthosincasethatidentificationtospecieslevelisunrealizable.KeyWords:biodiversity;taxonomicdiversityindex;taxonomicsufficiency;macrobenthos;XiamenBay‘生物多样性公约“将生物多样性定义为 所有来源的生物体的变异性,包括陆域㊁海洋和其他生态系统和生态复合体,包括种内多样性㊁种间多样性和生态系统多样性[1] ㊂生物多样性的定义十分广泛,不仅包括物种的多样性,还涵盖分类的㊁遗传的㊁历史的和系统发育的多样性[2]㊂目前,生物多样性计算和评价通常采用物种数㊁Margalef丰富度指数㊁Shannon⁃Wiener多样性指数㊁Pielou均匀度指数等传统的多样性指数[3⁃5]㊂然而,它们只是综合了一个群落内物种相对数量的信息量,将群落中每个物种视为等同,而未考虑物种间的差异及其亲缘关系[6]㊂同时,传统的多样性指数容易受到不同的样方大小㊁采样方法㊁生境类型或复杂程度的影响[7⁃8]㊂基于此,1995年,Warwick和Clarke[9]提出分类学多样性指数的测量方法,不仅考虑了丰度分布,还将物种间的分类学亲缘关系考虑在内㊂分类学多样性指数用来度量和解释群落中种类间形态关系的差异,它根据种类间分类关系的路径长度量化群落的分类多样性和差异性[10⁃11],主要有分类多样性指数Δ㊁分类差异指数Δ∗㊁平均分类差异指数Δ+和分类差异变异指数Λ+㊂目前,尽管国际上分类学多样性指数在海洋大型底栖动物[12⁃13]㊁自由生活线虫[14]及鱼类[15⁃16]等生物群落得到一定应用,但是我国关于分类学多样性的研究主要集中于鱼类,而关于大型底栖动物的分类学多样性的研究非常有限,如曲方圆等[17]分析了黄海大型底栖生物的分类多样性;刘晓收等[18]研究了渤海大型底栖动物分类学多样性及其与环境因子的关系;胡成业等[13]对比了浙江6个列岛潮间带大型底栖动物的分类学多样性㊂分类学多样性指数为现有的生物多样性方法补充一些有价值的信息[19],然而当前已有的这些研究多数仅计算了分类学多样性指数中的平均分类差异指数Δ+和分类差异变异指数Λ+两个指数,并且默认了该指数的适用性,并没有分析其与传统多样性指数的关系和差异,并缺乏对其适用性的深入探讨㊂本文以厦门湾为研究区域,收集2014 2015年大型底栖动物的调查数据,计算厦门湾大型底栖动物的分类学多样性指数,分析了分类学多样性指数与传统生物多样性指数的相关性和依从性,探讨大型底栖动物的分类充分性,期望能为海湾生态环境的监测和评价提供新的思路和方法㊂1㊀研究方法1.1㊀研究区域与数据来源研究区域厦门湾位于福建省南部㊁台湾海峡西南,为半封闭型海湾,包括九龙江口㊁西海域㊁东部海域㊁南部海域㊁同安湾㊁大嶝海域等㊂本研究收集了2014年5月和2015年5月航次的调查数据,共有32个调查站位(图1),其中位于同安湾和大嶝海域的S17㊁S19 S21㊁S23㊁S25 S32等13个站位数据来源于2014年5月航次;位于同安湾的S18㊁以及西海域㊁九龙江口和南部海域的19个站位数据来源于2015年5月航次㊂由于研究区域主体位于厦门珍稀濒危物种国家级自然保护区,2014 2015年在西海域㊁九龙江口和南部海域等区域均未实施大型海洋工程,而且底栖生物群落结构又是相对稳定的,故在随后的研究中将上述邻近两年相同月份的所有底栖生物调查数据一并进行统计分析㊂大型底栖动物的调查采用0.05m2的抓斗式采泥器,每站连续采样5次(合计采样面积为0.25m2),所采泥样放入底栖生物漩涡分选器或套筛中冲洗,并用网目为0.5mm的过筛器分选生物标本㊂生物样品置样品瓶中用5%福尔马林溶液固定保存后带回实验室㊂所有样品均鉴定到种㊂1.2㊀数据处理与分析大型底栖动物物种名录通过WoRMS网站(http://marinespecies.org)查询和校对而构建㊂分类学多样性555515期㊀㊀㊀朱晓芬㊀等:厦门湾大型底栖动物分类学多样性指数及分类充分性㊀图1㊀研究区域及大型底栖动物调查站位Fig.1㊀Studyarealocationandstationdistribution指数选取分类多样性指数(Taxonomicdiversity,Δ)㊁分类差异指数(Taxonomicdistinctness,Δ∗)㊁平均分类差异指数(Averagetaxonomicdistinctness,Δ+)和分类差异变异指数(Variationintaxonomicdistinctness,Λ+)[20],各指数的含义和公式见表1㊂同时,选取物种数S㊁Shannon⁃Wiener多样性指数(Hᶄ)㊁Simpson多样性指数(D)㊁Margalef丰富度指数(d)㊁Pielou均匀度指数(J)等传统多样性指数㊂采用多元统计软件PRIMER6.0计算物种水平的所有多样性指数,其中分类学多样性指数利用软件包中的TAXDTEST计算,各分类等级多样性权重值见表2㊂然后,利用SPSS17.0软件中的PearsonCorrelationAnalysis计算传统多样性指数与分类学多样性指数的相关系数,定量分析两者之间的相关性㊂表1㊀分类学多样性指数的含义及计算公式Table1㊀ThemeaningandformulasofTaxonomicdistinctnessindices分类学多样性指数Taxonomicdistinctnessindices含义Meaning公式Formula分类多样性指数(Δ)Taxonomicdiversity任意两个物种间在系统发育分类树状图中平均的路径长度Δ=ððijωi<jXiXjðði<jXiXj+ðiXi(Xi-1)/2分类差异指数(Δ∗)Taxonomicdistinctness与Δ相似,只是在计算个体间平均路径长度时,忽略相同物种个体之间路径的长度Δ∗=ððijωi<jXiXjðði<jXiXj平均分类差异指数(Δ+)Averagetaxonomicdistinctness物种名录中任意一对物种之间的平均分类距离路径长度,不考虑物种丰度Δ+=ðði<jωijS(S-1)/2分类差异变异指数(Λ+)Variationintaxonomicdistinctness与Δ+偏离程度的理论平均值,表示每对路径长度的变异性,反映种类组成亲缘关系分布的均匀程度Λ+=ððij(ωi<j-Δ+)2S(S-1)/2㊀㊀Xi为第i个种类数量;ωij为第i个和j个种类在分类树中的路径长度;S为群落中出现的种类数6555㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀38卷㊀表2㊀各分类等级多样性权重值为探讨大型底栖动物的分类充分性,在物种水平的基础上,分别将分类提高至属级和科级水平,统计不同分类水平的大型底栖动物丰度,利用PRIMER6.0软件,采用与物种水平相同的方法计算属级㊁科级的所有多样性指数㊂首先,利用SPSS17.0软件计算种级㊁属级和科级三个不同分类水平的同一多样性指数间的Pearson相关系数,并通过一元线性回归检验各指数间的关系,以分析不同分类水平的同一多样性指数之间的关系㊂然后,利用PRIMER6.0软件,创建不同分类水平的 站位⁃底栖生物丰度 矩阵,对各站位数据进行开四次方根转换,分别计算各分类水平站位间的Bray⁃Curtis相似性系数,然后采用基于秩大小的非度量多维度标度(nMDS)方法分别绘制种级㊁属级㊁科级水平各站位的二维排序图,以对比分析不同分类水平所反映的底栖生物群落结构的一致性;应用2⁃STAGE(Second⁃Stage)方法计算不同分类水平矩阵之间的相似度,绘制聚类树,以分析不同分类水平群落之间的相似性㊂2㊀结果2.1㊀厦门湾分类多样性厦门湾共采集到大型底栖动物247种,隶属于11门15纲41目110科196属,其中环节动物129种,占总数的52.23%;节肢动物56种,占总数的22.67%;软体动物34种,占总数的13.77%;棘皮动物10种,占总数的4.05%;刺胞动物和纽形动物各5种,各占总数的2.02%;其他动物8种,占总数的3.24%㊂厦门湾大型底栖动物分类多样性指数(Δ)介于6.04 83.71之间,个别站位出现低值,站位差异较大,平均值为68.26;低值主要分布在大嶝海域的S27站(6.04)㊁S30站(28.95)及九龙江口的S5站(32.68),其余各站均高于50;高值主要分布在同安湾口的S21站(83.71)㊁东部海域的S24站(83.43)和西海域的S16站(81.54)㊂分类差异性指数(Δ∗)介于74.27 99.54之间,各站的差异相对较小,平均值为84.23;低值主要分布在东部海域的S25站(75.26)㊁大嶝海域的S30站(75.39)和东部海域的S23站(76.11);高值主要分布在大嶝海域的S27站(99.54)㊁九龙江口的S5站(98.10)和同安湾的S17站(93.64)㊂根据物种名录,计算得到厦门湾大型底栖动物平均分类差异指数(Δ+)和分类差异变异指数(Λ+)的理论平均值及95%置信漏斗曲线(图2),厦门湾平均分类差异指数(Δ+)介于76.01 89.12之间,理论平均值为86.82,S8㊁S10㊁S18㊁S27站位显著低于95%置信区间的下边界,低于95%置信区间通常意味着环境受到了扰动;分类差异变异指数Λ+介于276.42 498.46之间,理论平均值为345.0,S1㊁S18㊁S23㊁S25等多个站位高于95%置信区间上边界,这些站位分类差异变异指数略高,物种间的亲缘关系均匀程度较差㊂2.2㊀分类学多样性指数与传统多样性指数的相关性通过计算大型底栖动物的传统多样性指数与分类学多样性指数的相关系数可知(表3),分类学多样性指数中的分类多样性指数Δ与Margalef丰富度指数㊁均匀度㊁Shannon⁃Wiener指数㊁Simpson指数之间均呈显著的正相关,相关系数分别为0.47(P<0.01)㊁0.96(P<0.01)㊁0.89(P<0.01)和0.97(P<0.01);分类差异指数Δ∗与物种数㊁Margalef丰富度指数㊁均匀度㊁Shannon⁃Wiener指数㊁Simpson指数之间呈显著负相关,相关系数分别为-0.50(P<0.01)㊁-0.54(P<0.01)㊁-0.44(P<0.05)㊁-0.52(P<0.01)和-0.50(P<0.01),同时各指数间呈显著线性相关,拟合度较高㊂平均分类差异指数(Δ+)和分类差异变异指数(Λ+)与其他多样性指数间无显著相关性㊂7555㊀15期㊀㊀㊀朱晓芬㊀等:厦门湾大型底栖动物分类学多样性指数及分类充分性㊀图2㊀平均分类差异指数Δ+和分类差异变异指数Λ+的95%置信区间漏斗图Fig.2㊀95%probabilityfunnelsofaveragetaxonomicdistinctnessandvariationintaxonomicdistinctnessS1 S32为32个调查站位2.3㊀不同分类水平的同一生物多样性指数间的相关性根据不同分类水平传统的多样性指数的相关系数计算结果(表4),不同分类水平的同一多样性指数之间(如物种数与属数㊁科数)表现出非常强的相关性,相关系数均大于0.95(P<0.01)(表4),并且呈线性相关,拟合度高(R2﹥0.9)(图3);与此同时,同一多样性指数的种级与属级的相关系数(0.99ɤR2ɤ1.00,P<0.01)要明显高于种级与科级(0.96ɤR2ɤ1.00,P<0.01)㊂类似地,不同分类水平的同一分类学多样性指数之间(如Δ(种)和Δ(属))也表现出非常强的相关性,相关系数大于0.70(P<0.01)(表4),且呈线性相关,拟合度高8555㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀38卷㊀(多数R2﹥0.8)(图4);同一分类学多样性指数的种级与属级相关系数也明显高于种级与科级,如分类差异变异指数Λ+(种)与Λ+(属)的相关系数为0.90(P<0.01),而Λ+(种)与Λ+(科)的相关系数为0.70(P<0.01)㊂表3㊀生物多样性指数间的Pearsonᶄs相关系数(种级)Table3㊀PearsonᶄsCorrelationcoefficientsbetweendifferentbiodiversityindicators(specieslevel)生物多样性指数BiodiversityindicatorsSdJHᶄDΔΔ∗Δ+Λ+S1d0.97∗∗1J0.270.46∗∗1Hᶄ0.63∗∗0.78∗∗0.91∗∗1D0.40∗0.56∗∗0.98∗∗0.94∗∗1Δ0.300.47∗∗0.96∗∗0.89∗∗0.97∗∗1Δ∗-0.50∗∗-0.54∗∗-0.44∗-0.52∗∗-0.50∗∗-0.301Δ+0.050.080.140.140.170.250.051Λ+-0.06-0.09-0.16-0.18-0.18-0.27-0.19-0.66∗∗1㊀㊀∗∗:P<0.01水平上显著相关;∗:P<0.5水平上显著相关;S:物种数,Numberofspecies;d:Margalef丰富度指数,Margalefrichnessindex;J:Pielou均匀度指数,Pielouᶄsevennessindex;Hᶄ:Shannon⁃Wiener多样性指数,Shannon⁃Wienerdiversityindex;D:Simpson多样性指数,Simpsondiversityindex表4㊀各级分类水平间同一多样性指数的Pearsonᶄs相关系数多样性指数Biodiversityindicators种 属Species⁃genus种 科Species⁃family属 科Genus⁃family多样性指数Biodiversityindicators种 属Species⁃genus种 科Species⁃family属 科Genus⁃familyS1.00∗∗0.97∗∗0.97∗∗Δ1.00∗∗0.99∗∗1.00∗∗d0.99∗∗0.96∗∗0.97∗∗Δ∗1.00∗∗0.99∗∗0.99∗∗J1.00∗∗1.00∗∗1.00∗∗Δ+0.97∗∗0.85∗∗0.88∗∗Hᶄ1.00∗∗0.99∗∗0.99∗∗Λ+0.90∗∗0.70∗∗0.80∗∗D1.00∗∗1.00∗∗1.00∗∗㊀㊀∗∗:P<0.01水平上显著相关;∗:P<0.5水平上显著相关9555㊀15期㊀㊀㊀朱晓芬㊀等:厦门湾大型底栖动物分类学多样性指数及分类充分性㊀图3㊀同一传统生物多样性指数在不同分类等级间的关系Fig.3㊀RelationshipbetweenthesametraditionalindicatorsofbiodiversityatdifferenttaxonomiclevelsHᶄ:Shannon⁃Wiener多样性指数,Shannon⁃Wienerdiversityindex;d:Margalef丰富度指数,Margalefrichnessindex;J:Pielou均匀度指数,Pielouᶄsevennessindex;D:Simpson多样性指数,Simpsondiversityindex2.4㊀种㊁属㊁科分类水平群落结构根据32个站位不同分类水平的nMDS二维排序图(图5)可知,将鉴定水平从物种提高至属级时,除个别站位(如S4㊁S27),各站位之间的相对距离和位置变化非常小;将鉴定水平提高至科级时,各站位之间的相对距离和位置无明显的变化,但较物种至属级变化更为明显,如站位S5㊁S18㊁S24和S28㊂此外,拟合系数(stress)分别为0.23和0.24,介于0.10 0.25之间[21],拟合系数较低,表明数据结果可靠㊂nMDS结果表明,种级㊁属级和科级的群落结构一致性强,同时种级与属级的一致性较种级与科级更强㊂根据2⁃STAGE(Second⁃Stage)方法得到不同分类水平底栖动物的聚类树状图(图6)可知,3种不同分类水平处理下底栖动物群落之间的相似性都较高(﹥80%),其中种与属的相似系数达92.35%,种与科的相似系数为80.17%㊂通过比较也可以看出,种与属的相似性较高,与种级相比,属级水平丢失的信息小于8%,而科级约20%,这与nMDS排序图结论相吻合㊂0655㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀38卷㊀图4㊀同一分类学多样性指数在不同分类等级上的关系Fig.4㊀RelationshipbetweenthesameTaxonomicdistinctnessindexatdifferenttaxonomiclevelsΔ:分类多样性指数,Taxonomicdiversity;Δ∗:分类差异指数,Taxonomicdistinctness;Δ+:平均分类差异指数,Averagetaxonomicdistinctness;Λ+:分类差异变异指数,Variationintaxonomicdistinctness165515期㊀㊀㊀朱晓芬㊀等:厦门湾大型底栖动物分类学多样性指数及分类充分性㊀图5㊀不同分类水平的nMDS二维排序图Fig.5㊀Non⁃metricmultidimensionalscalingordinationsatdifferenttaxonomiclevels图6㊀不同分类水平的聚类树状图㊀Fig.6㊀Dendrogrambasedonmacrobenthosabundanceatdifferenttaxonomiclevelsa种级水平;b属级水平;c科级水平3㊀讨论3.1㊀厦门湾大型底栖动物的分类学多样性㊀㊀厦门湾大型底栖动物分类多样性指数(Δ)介于6.04 83.71之间,均值为68.26,站位分布不均匀,最低值位于大嶝海域的S27站,仅有6.04㊂分类差异性指数(Δ∗)介于74.27 99.54之间,均值为84.23,站位分布相对均匀,在S5站㊁S17站和S27站出现较高值㊂对比两指数可知,S5站和S27站出现Δ低而Δ∗高的现象,这可能与样品中物种丰度不均匀有关,例如,S27站的菲律宾蛤仔(Ruditapesphilippinarum)丰度非常高,达4550个/m2,占总丰度的97%㊂根据平均分类差异指数(Δ+)的95%置信区间漏斗图,厦门湾大型底栖动物Δ+理论平均值为86.82,大部分站位Δ+分布在95%置信区间内,S8㊁S10㊁S18和S27等个别站位落在置信区间外,表明厦门湾局部区域环境受到了一定程度的干扰㊂根据分类差异变异指数(Λ+)的95%置信区间漏斗图,厦门湾大型底栖动物Λ+的理论平均值为345.0;S1㊁S18㊁S23㊁S25站位的Λ+值高于95%置信区间上边界,表明这些站位物种间的亲缘关系均匀程度较差㊂将这两个指数的计算结果相结合,S18站位的Δ+低于95%置信区间且Λ+高于95%置信区间,这表明该站位的环境受到了干扰㊂究其原因,S18位于同安湾,离岸很近,因此受到陆源污染及人类活动影响较大㊂3.2㊀分类学多样性指数与传统多样性指数从计算公式上看,分类多样性指数(Δ)和分类差异性指数(Δ∗)是基于概率论且与优势度相关的指数,是2655㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀38卷㊀Simpson指数的自然延伸,在Simpson指数的基础上,增加了不同种类在分类学差异方面的信息,既考虑了群落中种类的数量(丰度或生物量)和均匀程度,又将物种的分类地位考虑在内[22],因此与传统的多样性指数间存在显著相关性㊂与Δ相似,Δ∗是对Δ简化后的指数,即在Δ的基础上忽略相同物种个体的分类路径长度[23]㊂这两个指数是综合性较强的指数,混合了分类关系㊁丰度及其分布均匀性信息,因此,分类亲缘关系㊁丰度及其分布的均匀性都可能影响这两指数的高低㊂本研究中,厦门湾S5站和S27站出现Δ低值,这可能很大程度上与物种丰度分布的均匀性相关,S27站的菲律宾蛤仔(Ruditapesphilippinarum)丰度特别高,达4550个/m2,占总丰度的97%;类似地,S5站的光滑河兰蛤(Potamocorbulalaevis)丰度出现高值,达765个/m2,占总丰度的81%㊂若将S5站和S27站中的丰度出现极值的物种剔除的话,S5站的Δ值由32.68升高至72.22,S27站的Δ值由6.04升高至60.23,d㊁J㊁Hᶄ㊁D等传统多样性指数也相应大幅度提高(表5)㊂表5㊀S5和S27站位除去丰度极高种前后各多样性指数的对比Table5㊀Comparisonofdiversityindicatorsbetweenpresent/absentofspecieswithextremelyhighabundance站位StationSdJHᶄDΔΔ∗Δ+Λ+S5考虑丰度极高的物种141.900.340.900.3332.6898.1085.71357.58剔除丰度极高的物种132.320.872.230.8672.2283.6283.55381.01S27考虑丰度极高的物种141.540.080.210.066.0499.5476.01459.15剔除丰度极高的物种132.410.922.360.9060.2367.2572.01423.74平均分类差异指数(Δ+)和分类差异变异指数(Λ+)在仅存在物种名录的情况下可以计算,计算得到的是一理论平均值,只考虑种类是否出现,而且不考虑物种的丰度数量[24⁃25],从而理论上与传统的多样性指数相关性不强,这在本文厦门湾的研究中也得到验证㊂本研究中,厦门湾S5站和S27站中个别物种的丰度出现峰值,若将出现峰值的物种剔除的话,Δ+和Λ+的变化不显著,表明其与物种的丰度数量相关性不强(表5)㊂在4个分类学多样性指数中,Δ+和Λ+较Δ和Δ∗运用更广泛,这两指数的优势可能在于:①数据要求低,在仅有物种名录存在的情况就可以计算,可适用于一些数据较欠缺的区域[26];②不依赖于取样大小和取样方法,可用于不同采样努力㊁不同区域㊁不同生境类型的比较;③通过漏斗图可快速识别受干扰的站位或区域,而不需要背景或参考值,解决了生态评价中确定参考值的困难㊂生物多样性是一个多要素的概念,一般认为应包括3个方面,即物种的数量(丰富性)㊁各种类丰度的分布情况(均匀性)和不同种类之间的分类学关系(分类差异性)[27]㊂不同多样性指数从不同的角度反映多样性的信息,单一指数往往难以全面反映生物多样性的所有信息㊂与传统多样性指数相比,分类学多样性指数考虑了物种在分类以及功能上存在的差异㊂传统多样性指数将群落中每个物种同等对待,一个物种的减少可能对物种数的影响并不大,但是对分类学多样性指数的影响可能非常大,尤其是当一个门下只有一个种时,该种的消失就等于一个门的消失㊂例如,厦门湾S29和S31站位的大型底栖动物物种数都为23,多数多样性指数均表现出S31站略高于S29站;与传统多样性指数相比,这两站的分类学多样性指数的差异更为显著,变化也更为灵敏[25](表6)㊂这表明,在传统多样性指数难以区分两个站位时,利用分类学多样性指数就能够区分,这也反过来证明,物种丰富度和均匀性相似的两个站位,它们的物种间的亲缘关系可能存在很大差异㊂因此,较传统多样性指数而言,分类学多样性指数增加了分类学信息,可作为传统多样性指数的补充㊂表6㊀S29和S31站位间多样性指数的对比Table6㊀ComparisonofdiversityindicatorsbetweenS29andS31站位StationSdJHᶄDΔΔ∗Δ+Λ+S29234.060.892.790.9171.7978.9180.17435.76S31234.030.942.940.9479.6884.6785.44360.073.3㊀大型底栖生物的分类充分性海洋生物分类是海洋生物多样性评价的基础㊂海洋生物分类是否准确会直接影响生物多样性评价的结3655㊀15期㊀㊀㊀朱晓芬㊀等:厦门湾大型底栖动物分类学多样性指数及分类充分性㊀4655㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀38卷㊀果,尤其对于分类多样性指数的计算更为重要㊂1985年,Ellis[28]提出了 分类充分性 (TaxonomicSufficiency,TS),并将其定义为:在任何项目中有机体必须被鉴定到一个能满足精确指示有机体生物学需要的水平㊂ 分类充分性 在水生生态系统中已得到广泛运用[29⁃32],用于探讨满足需求的生物鉴定水平㊂在本文厦门湾大型底栖动物研究中,一方面,种级㊁属级㊁科级三个分类水平间的同一多样性指数(包括分类学多样性指数和传统多样性指数)表现出显著正相关,线性拟合度较强,且同一指数种级与属级的相关系数要明显高于种级与科级;另一方面,nMDS表明种级㊁属级和科级的群落结构一致性强,且种级与属级的一致性较种级与科级更强;2⁃STAGE的相似性和聚类结果也表明属级丢失的信息较科级少,种级与属级的相似性更高,群落结构更为一致,这与nMDS的结果一致㊂根据以上的结果可看出,从属级或科级评价厦门湾大型底栖动物的多样性与种级的结果大体是一致的,但是与种相比,科和属所反映的信息更少,并且科所丢失的信息(20%)要比属(8%)显著增多㊂这结果与一些已有的研究相一致,例如,吴浩东等[33]在研究大型无脊椎动物不同分类阶元对水生态评价的影响中发现,与种级相比,属级水平丢失的信息小于5%,科级为7%㊂不少研究表明[34⁃36],将生物鉴定至属㊁科甚至更高的分类水平足以满足需求,甚至还有研究认为科㊁属水平的评价结果比种水平更为准确[37]㊂Gray等[38]指出物种数据中有很大程度的信息冗余,将数据聚合到更高的分类水平群组一定程度上可弱化这个问题㊂Warwick[39]也指出自然变异主要通过物种更替影响群落结构,污染效应从更高的分类水平上也能监测到,种水平的鉴定在污染评价中经常是不必要的㊂在海洋调查中,我国学者通常将海洋生物鉴定至物种水平,但这却也一直备受争议㊂海洋物种水平的鉴定存在诸多现实的问题,如鉴定成本高㊁工作量大㊁准确性受分类人员的鉴定水平的影响大[40]㊂将海洋生物鉴定至科㊁属等更高的水平可减少调查费用[41],例如,Ferraro和Cole[42]估算出属㊁科㊁目和门水平的鉴定相对于种水平的鉴定成本分别减少了23%㊁55%㊁80%和95%㊂物种水平的鉴定难度较大,而不少监测机构都存在缺乏专业的生物鉴定人才的问题,更高水平的分类难度较小㊁可操作性较强,同时也减小了分类错误的风险㊂此外,对于临时突发事件,往往没有足够的资源和时间进行具体细致的分类调查[43⁃44],较高水平的分类可以提供快捷的途径,为管理决策者作出有根据迅速的判断[45]㊂因此,在条件有限的情况下,可根据实际的需求适当放宽海洋生物的鉴定水平㊂大型底栖动物分类充分性的理论研究与实际应用对环境监测调查与评价来说是很有意义的,本研究以厦门湾作为区域验证,其结果也支持这一观点㊂但是,由于生物鉴定到较高水平会导致一些生态信息的丢失[30][46], 分类充分性 的使用也存在争议㊂在某些情况下,例如在科学研究中,或对于一些数据较为缺乏的区域,有必要将生物鉴定到最低的物种水平,以获取更多的信息,进而展开深入透彻的研究和分析㊂因此,对于一些需要获取较全的信息才能满足科学研究㊁生态评价和管理等需求时,将生物鉴定至物种水平是有必要的㊂综上,生物鉴定水平的选取应该密切结合实际的需求,既要考虑避免大量人力㊁物力的浪费,同时也要考虑科学性和严谨性㊂参考文献(References):[1]㊀CooperHD,Noonan⁃MooneyK.Conventiononbiologicaldiversity//LevinSA,ed.EncyclopediaofBiodiversity.2nded.Amsterdam:Elsevier,2013:306⁃319.[2]㊀李慧蓉.生物多样性和生态系统功能研究综述.生态学杂志,2004,23(3):109⁃114.[3]㊀Laurila⁃PantM,LehikoinenA,UusitaloL,VenesjärviR.Howtovaluebiodiversityinenvironmentalmanagement?EcologicalIndicators,2015,55:1⁃11.[4]㊀黎燕琼,郑绍伟,龚固堂,陈俊华,朱志芳,吴雪仙,慕长龙.生物多样性研究进展.四川林业科技,2011,32(4):12⁃19.[5]㊀唐得昊,邹欣庆,刘兴健.海岸带生态系统健康评价中能质和生物多样性的差异 以江苏海岸带为例.生态学报,2013,33(4):1240⁃1250.[6]㊀张衡,陆健健.鱼类分类多样性估算方法在长江河口区的应用.华东师范大学学报:自然科学版,2007,(2):11⁃22.[7]㊀RogersSI,ClarkeKR,ReynoldsJD.Thetaxonomicdistinctnessofcoastalbottom⁃dwellingfishcommunitiesoftheNorth⁃EastAtlantic.JournalofAnimalEcology,1999,68(4):769⁃782.[8]㊀GrayJS.Themeasurementofmarinespeciesdiversity,withanapplicationtothebenthicfaunaoftheNorwegiancontinentalshelf.JournalofExperimentalMarineBiologyandEcology,2000,250(1/2):23⁃49.。
靖海湾浮游生物及大型底栖动物多样性调查

靖海湾浮游生物及大型底栖动物多样性调查摘要:根据2014年8月靖海湾的调查数据,对该海域的浮游生物和底栖生物的物种组成及多样性进行了分析。
共鉴定出浮游植物2门19种,硅藻门是主要类群,占总物种数的78.95%,主要优势种为中肋骨条藻(Skeletonema costatum);平均细胞丰度6.63×104个/m3。
浮游动物26 种,节肢动物为主要优势类群,占总物种数的46.2%;主要优势种为刺尾歪水蚤(Tortanus spinicaudatus)和太平洋纺锤水蚤(Acatia pacifica),优势度分别达0.403和0.313;平均丰度为1 056个/ m3。
底栖动物24种,分别属于多毛类、软体动物和节肢动物。
多毛类为优势类群,占总物种数的50.00%,主要优势种属为沙蚕科(Nereidae),平均丰度为58个/m2,平均生物量340.95 g/m2。
多样性分析显示,该海域生物群落结构稳定,环境质量良好。
关键词:靖海湾;浮游生物;底栖动物;多样性靖海湾松江鲈鱼种质资源保护区位于威海市文登区境内,总面积818.89 hm2,是国家级水产种质资源保护区,保护对象为我国二类保护动物松江鲈鱼。
近年来,随着沿海城市经济的发展,海洋开发不断加强,海洋环境和生态系统受到了很大的威胁[1-2]。
浮游植物是海洋生态系统中最重要的初级生产者,在物质循环和能量流动中发挥着至关重要的作用,在一定程度上反映海洋生态状况[3-4]。
浮游动物作为海洋生态系统食物链的中间环节,在海洋生态系统中起到重要的调控作用,同时也是海洋生态系统动态变化的指示类群[5]。
大型底栖生物是海洋环境中的一个重要的生态类群,他们通过摄食、掘穴和建管等活动与周围环境发生着相互影响,其生态学特征是认识海洋环境特点、预测环境质量的重要指标[6]。
目前,有关靖海湾海洋生物生态的研究还很少。
王育红等[7]研究了靖海湾微型浮游植物的分布特征,结果显示靖海湾的优势类群为硅藻。
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生物多样性 2007, 15 (1): 53-60 doi: 10.1360/biodiv.060033Biodiversity Science http: //—————————————————— 收稿日期: 2006-02-17; 接受日期: 2006-12-19基金项目: 国家自然科学基金(40176033; 40576061)* 通讯作者 Author for correspondence. E-mail: znzhang@胶州湾西部海域大型底栖动物多样性的研究袁 伟1, 2 张志南1* 于子山11 (中国海洋大学海洋生命学院, 青岛 266003)2 (中国水产科学研究院黄海水产研究所, 青岛 266071)摘要: 为了揭示胶州湾最近几年底栖动物多样性的变化, 作者于2003年9月到2004年9月在胶洲湾西部海域5个测站每2个月1次共进行了7个航次采样, 以种类组成、生物量和栖息密度为基础, 对大型底栖动物多样性进行了分析。
使用PRIMER 软件计算得到以下变量: 群落的物种数(S )、丰富度(D )、Shannon-Wiener 物种多样性指数(H ')和均匀度指数(J ')。
结果表明: 位于大沽河口的D 站和水道中央的S 站的多样性最低; 养殖区内外站位的多样性差异显著; 丰度/生物量曲线表明, 养殖区内的底栖动物群落已经受到了一定程度的扰动。
群落物种数(S )和丰富度(D )的季节性变化明显, 春季和秋季较低, 夏季和冬季较高。
分析菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum )增养殖区的站位(D)发现, 多样性指数和丰富度与次级生产力有着负相关的关系。
物种多样性指数和丰度/生物量曲线的分析显示, 该研究海域处于一个轻度人为扰动的状态。
关键词: 大型底栖动物, 多样性指数, 丰度/生物量曲线, 胶州湾Macrofaunal diversity in the western Jiaozhou Bay, ShandongWei Yuan 1, 2, Zhinan Zhang 1*, Zishan Yu 11 College of Marine Life Science, Ocean University of China , Qingdao, Shandong 266003, China2 Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences , Qingdao, Shandong 266071,China Abstract: We surveyed the macrofauna diversity at five sampling stations of the Jiaozhou Bay during seven cruises from Sept. 2003 to Sept. 2004. The species diversity was studied based on quantitative investigations of species composition, biomass and secondary production. The results showed the following: stations D and S, located at Dagu River estuary and central channel respectively, had the lowest diversity indices. Diversity indices differed significantly between the stations inside and oustide the aquicultural area. The number of species (S ) and Margalef’s richness index (D ) demonstrated distinct seasonal variations: they were lower in spring and autumn and higher in winter and summer. Among all the environmental factors examined, only Shannon-Wiener diversity index (H ′) and Margalef’s richness index had negative correlations with macro-faunal secondary production. Both the results of diversity indices and abundance/biomass curves indicated that the macrobenthic community in aquicultural areas was disturbed to a certain degree. Key words: macrofauna, biodiversity index, abundance/biomass curves, Jiaozhou Bay胶州湾位于山东半岛的南岸, 属于典型的半封闭型海湾。
它不仅是多种经济鱼类和虾蟹类的繁殖、育幼和索饵场所, 也是对虾、扇贝、海带等经济物种的增养殖基地(刘瑞玉, 1992)。
近十几年来湾内的贝类养殖发展迅速, 以筏式养殖和底播养殖为主, 1995年菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum )和扇贝(Chlamys (Azumapecten ) farreri )的产量曾分别达到77,000 t 和81,000 t (焦念志, 2001)。
随着湾内增养殖面积的逐年增加, 湾内大量的增养殖带来的环境污染, 直接威胁着原本较脆弱的生态环境, 从而改变了养殖区内底栖生物的生物量、栖息密度和生物多样性指数。
54 生物多样性 Biodiversity Science第15卷有关胶州湾大型底栖动物的报道已经很多(毕洪生和冯卫, 1996; 于子山等, 2000; 李新正等,2001; 李宝泉等, 2006), 但是均没有涉及到养殖活动对海区的影响和生态系统中生物多样性的功能。
本文中根据对胶州湾西部海域的5个站位7个航次的调查资料, 初步分析了底栖动物的多样性, 并对养殖区内外的多样性进行对比, 揭示近几年的水产养殖对湾内的水环境产生的影响, 探讨生物多样性与生态系统功能的关系, 为胶州湾的生态环境监测和海水养殖业的健康发展提供参考。
1材料与方法1.1研究的航次和站位分布2003年9月到2004年9月对胶州湾西部海域的5个站位每2个月1次共进行了7个航次的底栖生物调查, 5个站位分别位于胶州湾西部黄岛筏式养殖区内(H站)、养殖区外(F站)、北部软底区(B2站)、大沽河口(D站)、湾中央(S站), 如图1所示。
其中筏式养殖区内(站位H)和养殖区外(站位F)的距离约2海里, 养殖区内养殖的是扇贝; D站所在的养殖区内养殖的是菲律宾蛤仔。
在本次调查中所测各站位的环境参数见表1。
1.2样品的采集、处理和分析用0.05 m2改良型Gray-O’hara箱式采泥器在调查站位采集沉积物样品(2003年9月和11月缺S站, 其余5个航次都是5个站位), 每个站3个重复样, 用1 mm和0.5 mm孔径的套筛进行筛选, 样品的处理、保存、计数、称重等均按《海洋调查规范》(1991)进图1胶州湾底栖动物取样站位图Fig. 1 Map of sampling station in the Jiaozhou Bay行。
栖息密度为每平方米个体数(ind./m2), 生物量单位是每平方米克湿重(g/m2), 次级生产力单位为每年每平方米去灰干重(g·m–2·yr–1)。
1.3数据处理采用Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数分析底栖动物的群落结构。
Margalef(1968)丰富度指数: D=(S–1)/log N , N 为动物密度(单位:个/ m2)。
Shannon-Wiener多样性指数: H' = –Σ(p i)(log2p i), 其中, P i为样品中i种的丰度比例, 如样品总丰度为N, 第i种的丰度为n i, 则P i=n i/N。
Pielou均匀度指数: J'=H'/H'max采用PRIMER 5.0 软件(Warwick, 1986)进行上述指数的计算。
采用丰度/生物量比较曲线 (ABC曲线)分析大表1胶州湾底栖生物调查各站位的环境参数 (2003年9月测)Table 1 Environmental factors of sampling stations in the Jiaozhou Bay (Sept. 2003)站位 Station环境因子 Environmental factorsB2 D F H S 水深Water depth (m) 6.0 5.0 8.5 8.0 13.0 盐度 Salinity 31.26 31.31 31.32 31.36 31.39 砂(粒级含量) Sand (%) 29.42 29.37 18.09 16.60 15.54 粉砂(粒级含量) Silt (%) 54.82 53.76 46.32 46.82 67.67 粘土(粒级含量) Clay (%) 15.76 16.87 35.59 36.08 16.79 中值粒径Md¢ 5.15 5.13 5.85 6.17 5.08 有机质含量 Organic matter(%) 2.36 1.93 1.86 2.12 1.78 沉积物含水量Water content in sediment (%) 64.95 62.34 72.2 71.48 65.23 叶绿素 Chl-a (mg/kg) 2.9773 4.9736 0.9047 2.2572 2.0949 次级生产力Secondary production (g·m–2·yr–1) 3.93 222.063.094.76 2.87第1期 袁伟等: 胶州湾西部海域大型底栖动物多样性的研究 55型底栖动物群落受污染或其他因素扰动的状况。
2 结果2.1 种类组成7个航次共采集大型底栖动物191种, 其中多毛类61种, 占总数的31.94%; 甲壳类63种, 占总数的32.98%; 软体动物46种, 占总数的24.08%; 棘皮动物5种, 占总数的2.62%; 其他类动物16种, 占总数的8.38%。