• 中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • ISSN 1007-6336
  • CN 21-1168/X

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

青岛近海浮游动物的群落特征研究

王宁 庄昀筠 刘光兴 陈洪举 王宁 贺雨涛 李浩然

引用本文:
Citation:

青岛近海浮游动物的群落特征研究

    作者简介: 王 宁(1996-),女,山东潍坊人,硕士研究生,研究方向为海洋浮游生物生态学,E-mail:wangning_ouc@hotmail.com;
    通讯作者: 陈洪举(1982-),男,副教授,从事海洋浮游生物生态学研究,E-mail:hongjuc@ouc.edu.cn
  • 基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFA0601202);青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青年人才培育项目(LMEES-YTSP-2018-02-02);中央高校基本科研业务费项目(201562013)
  • 中图分类号: Q178.14

Zooplankton community structures of Qingdao coastal water

  • 摘要: 为研究青岛近海浮游动物的群落特征,利用2015-2016年在青岛近海海域采集的浮游动物样品,分析了浮游动物的种类组成、丰度、优势种、生物多样性以及季节变化。研究海域共记录浮游动物成体44种,浮游幼虫17类,浮游动物主要以近岸暖温及广温、广盐种类为主,优势种季节变化明显。小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)和近缘大眼剑水蚤(Corycaeus affinis)全年都是研究海域的优势种。浮游动物丰度6月最高[(8662.0±8890.0) ind./m3],12月最低[(426.9±148.5) ind./m3],年平均丰度为(3059.2±3012.4) ind./m3。香农-威纳多样性指数12月最高,6月最低。研究海区浮游动物可划分为胶州湾群落、南黄海沿岸群落和南黄海中部群落。浮游动物的群落组成季节变化明显,可分为冬季组(12月和1月)、春-夏初组(4月和6月)和秋季组(9月)。环境因子温度、盐度、深度以及Chl a中影响浮游动物群落结构的最佳环境因子组合为底层盐度和深度。
  • 图 1  研究海区及站位

    Figure 1.  Survey area and sampling stations

    图 2  浮游动物平均丰度与Chl a浓度关系

    Figure 2.  The relationship between average abundance of zooplankton and chlorophyll a concentration

    图 3  浮游动物丰度的平面分布

    Figure 3.  Horizontal distribution of zooplankton abundance in surveyed area

    图 4  浮游动物K-优势度曲线

    Figure 4.  K-dominance curve of zooplankton abundance

    图 5  浮游动物群落空间和时间的聚类分析结果

    Figure 5.  The spatial and temporal cluster analysis of zooplankton on sampling stations

    图 6  环境因子PCA排序

    Figure 6.  Results of PCA ordination of environmental variables

    表 1  调查海域环境因子

    Table 1.  Investigation of marine environmental factors

    时间统计值环境因子
    表层温度/℃底层温度/℃表层盐度底层盐度水深/mChl a浓度/μg·L−1
    2015-12范围6.7~12.06.7~12.031.3~31.931.3~31.98.0~45.00.17~0.70
    平均值10.2±1.710.2±1.831.7±0.231.7±0.230.4±10.60.41±0.15
    2016-01范围1.2~7.42.7~7.431.2~32.031.4~32.07.0~42.00.71~3.40
    平均值5.2±1.95.5±1.531.7±0.231.8±0.225.3±10.21.57±0.90
    2016-04范围9.9~12.58.4~10.731.5~32.531.6~32.416.0~44.00.89~4.45
    平均值10.8±0.89.3±0.632.0±0.332.1±0.234.3±8.51.78±1.11
    2016-06范围19.6~23.89.6~19.430.3~32.531.6~32.37.0~44.00.46~2.16
    平均值21.9±1.713.6±3.331.6±0.632.0±0.328.0±10.51.07±0.60
    2016-09范围23.7~24.213.5~24.131.3~31.831.6~31.918.0~44.00.19~0.72
    平均值23.9±0.120.1±4.231.6±0.231.8±0.129.9±7.60.37±0.22
    下载: 导出CSV

    表 2  浮游动物的种类组成和丰度

    Table 2.  Zooplankton species composition and abundance

    类群2015-122016-012016-042016-062016-09合计
    种类数平均丰度/
    ind.·m−3
    种类数平均丰度/
    ind.·m−3
    种类数平均丰度/
    ind.·m−3
    种类数平均丰度/
    ind.·m−3
    种类数平均丰度/
    ind.·m−3
    种类数平均丰度/
    ind.·m−3
    原生
    动物
    15.818.512089.81259.91217.11516.2
    水螅
    水母
    11.524.836.325.742.9104.2
    钵水母10.41<0.1
    栉水母1<0.110.511.819.022.3
    枝角类10.21<0.1
    桡足类7338.591451.293473.7108415.57688.7132873.5
    端足类10.121.627.7215.010.525.0
    等足类10.710.510.2
    糠虾20.621.410.240.4
    磷虾10.110.310.511.920.6
    十足类10.310.210.921.030.5
    毛颚类166.21132.7149.61103.41132.4196.9
    涟虫类1<0.110.22<0.1
    被囊类19.7142.6123.5124.917.5121.7
    浮游
    幼虫
    79.5721.4799.91094.11244.01753.8
    合计23426.9291657.3283663.6298662.030886.2603059.2
    注:−表示该类物种未发现,合计项不包括夜光虫
    下载: 导出CSV

    表 3  浮游动物群落特征与环境因子的Spearman相关性分析

    Table 3.  Spearman correlation analysis of zooplankton community and environmental variables

    环境因子浮游动物总丰度中华哲水蚤小拟哲水蚤拟长腹剑水蚤近缘大眼剑水蚤
    表层温度0.131−0.0360.095−0.2320.211
    底层温度0.016−0.196−0.014−0.372*0.307
    表层盐度0.2420.1690.0950.1690.411**
    底层盐度0.479**0.584**0.358*0.415**0.108
    水深−0.0360.411*−0.1000.084−0.073
    Chl a0.636**0.325*0.538**0.388*0.380*
    注:**表示P<0.01时呈极显著相关;*表示P<0.05时呈显著相关
    下载: 导出CSV

    表 4  浮游动物优势种组成、优势度及平均丰度

    Table 4.  Composition of dominant species, dominance and average abundance of zooplankton

    中文名2015-122016-012016-042016-062016-09
    平均丰度/
    ind.·m−3
    优势度平均丰度/
    ind.·m−3
    优势度平均丰度/
    ind.·m−3
    优势度平均丰度/
    ind.·m−3
    优势度平均丰度/
    ind.·m−3
    优势度
    中华哲水蚤84.60.19852.30.032644.90.176214.30.02520.60.020
    小拟哲水蚤165.10.3871194.40.7211009.70.2767341.10.848433.90.490
    克氏纺锤水蚤16.30.02753.70.03266.90.0164.9<0.001
    拟长腹剑水蚤39.30.08378.20.0471465.20.400112.70.0121.6<0.001
    近缘大眼剑水蚤30.70.07265.50.04097.40.027712.40.08263.50.072
    强壮箭虫66.20.124132.70.08049.60.014103.40.012132.40.149
    异体住囊虫9.70.01842.60.02623.50.00624.90.0047.50.003
    腹针胸刺水蚤170.00.0469.8<0.001
    太平洋纺锤水蚤1.3<0.00113.3<0.0013.1<0.001165.70.140
    桡足类无节幼虫6.90.01512.70.00777.40.02127.70.00316.20.011
    夜光虫5.88.52089.8259.9217.1
    注:粗体数字表示对应浮游动物种类为优势种;“−”表示该种类未发现
    下载: 导出CSV

    表 5  浮游动物群落的多样性(H′)周年变化

    Table 5.  Annual variation of zooplankton community diversity (H')

    香农-威纳
    指数H′
    2015-122016-012016-042016-062016-09
    平均值2.241.542.180.961.89
    范围1.79~2.610.92~2.291.35~2.890.67~2.170.82~2.48
    下载: 导出CSV
  • [1] 李少菁, 许振祖, 黄加祺, 等. 海洋浮游动物学研究[J]. 厦门大学学报: 自然科学版, 2001, 40(2): 574-585.
    [2] BAARS M A, FRANSZ H G. Grazing pressure of copepods on the phytoplankton stock of the central North Sea[J]. Netherlands Journal of Sea Research, 1984, 18(1/2): 120-142.
    [3] 黄凤鹏, 孙爱荣, 王宗灵, 等. 胶州湾浮游动物的时空分布[J]. 海洋科学进展, 2010, 28(3): 332-341. doi: 10.3969/j.issn.1671-6647.2010.03.009
    [4] 孙 松, 李超伦, 张光涛, 等. 胶州湾浮游动物群落长期变化[J]. 海洋与湖沼, 2011, 42(5): 625-631. doi: 10.11693/hyhz201105001001
    [5] 王 晓, 王宗灵, 刘 萍, 等. 夏季青岛近海浮游动物种类组成、群落结构及多样性[J]. 海洋科学进展, 2009, 27(3): 376-383. doi: 10.3969/j.issn.1671-6647.2009.03.011
    [6] 周 红, 张志南. 大型多元统计软件PRIMER的方法原理及其在底栖群落生态学中的应用[J]. 青岛海洋大学学报, 2003, 33(1): 58-64.
    [7] 周 克. 胶州湾浮游动物的物种组成与优势种时空分布特征[D]. 青岛: 中国科学院研究生院(海洋研究所), 2006: 21-22.
    [8] 陈学超, 黄 瑛, 穆希岩, 等. 夏季和冬季南黄海浮游动物分布特征[J]. 中国海洋大学学报, 2018, 48(S1): 50-56.
    [9] 李雨苑. 2012年春、秋季黄海WP2型网采浮游动物的群落特征[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2014: 16-17.
    [10] LIANG D, UYE S. Population dynamics and production of the planktonic copepods in a eutrophic inlet of the Inland Sea of Japan. III. Paracalanus sp.[J]. Marine Biology, 1996, 127(2): 219-227. doi: 10.1007/BF00942106
    [11] 朱丽岩, 寇建山, 戚本金, 等. 青岛南部近海浮游桡足类群落特征与影响因子[J]. 中国海洋大学学报, 2011, 41(10): 52-60.
    [12] 王 荣, 王 克. 两种浮游生物网捕获性能的现场测试[J]. 水产学报, 2003, 27(S1): 98-102.
    [13] 左 涛, 王 克, 王 荣, 等. 春季南黄海浮游动物群落的多元统计分析[J]. 水产学报, 2003, 27(S1): 108-114.
    [14] HUANG C, UYE S, ONBé T. Geographic distribution, seasonal life cycle, biomass and production of a planktonic copepod Calanus sinicus in the Inland Sea of Japan and its neighboring Pacific Ocean[J]. Journal of Plankton Research, 1993, 15(11): 1229-1246. doi: 10.1093/plankt/15.11.1229
    [15] 李少菁. 福建沿海太平洋哲镖溞(Calanus pacificus Brodsky)的比较形态研究[J]. 厦门大学学报, 1963, 10(1): 57-81.
    [16] 黄加祺, 郑 重. 温度和盐度对厦门港几种桡足类存活率的影响[J]. 海洋与湖沼, 1986, 17(2): 161-167.
    [17] 李超伦, 王 荣, 孙 松. 南黄海鳀产卵场中华哲水蚤的数量分布及其摄食研究[J]. 水产学报, 2003, 27(S1): 55-63.
    [18] 孙 松, 周 克, 杨 波, 等. 胶州湾浮游动物生态学研究Ⅰ. 种类组成[J]. 海洋与湖沼, 2008, 39(1): 1-7. doi: 10.3321/j.issn:0029-814X.2008.01.001
    [19] 孔 维. 2011年夏、秋季黄海WP2型网采浮游动物的群落特征[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2014: 25-27.
    [20] LIU P, SONG H J, WANG X, et al. Seasonal variability of the zooplankton community in the southwest of the Huanghai Sea (Yellow Sea) Cold Water Mass[J]. Acta Oceanologica Sinica, 2012, 31(4): 127-139. doi: 10.1007/s13131-012-0226-8
    [21] 段 妍, 王爱勇, 王小林, 等. 黄海北部春季和夏季浮游动物生态特性与时空分布[J]. 水产科学, 2017, 36(4): 456-461.
    [22] 于雯雯, 张东菊, 邹欣庆, 等. 海州湾海域浮游动物种类组成与丰度的季节变化[J]. 生态学杂志, 2017, 36(5): 1339-1349.
    [23] 贺雨涛, 刘光兴, 房 静, 等. 2008年夏季南黄海浮游动物群落特征[J]. 海洋环境科学, 2019, 38(4): 494-502. doi: 10.12111/j.mes20190402
    [24] 郑执中. 黄海和东海西部浮游动物羣落的结构及其季节变化[J]. 海洋与湖沼, 1965, 7(3): 199-204.
  • [1] 顾书瑞李琦孙涵李雨苑刘光兴陈洪举 . 强降雨对胶州湾浮游动物群落结构的影响. 海洋环境科学, 2016, 35(2): 190-195. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2016.02.006
    [2] 贺雨涛刘光兴房静陈洪举 . 2008年夏季南黄海浮游动物群落特征. 海洋环境科学, 2019, 38(4): 494-502. doi: 10.12111/j.mes20190402
    [3] 雷发灿李雨苑刘光兴庄昀筠陈洪举 . 春季黄海WP2型网采浮游动物的群落特征. 海洋环境科学, 2020, 39(4): 585-592, 599. doi: 10.12111/j.mes.20190066
    [4] 张智鹏唐学玺王其翔唐海田刘洪军 . 小黑山岛海域网采大型浮游动物群落特征季节变化及其与环境因素关系研究. 海洋环境科学, 2017, 36(3): 385-391, 415. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2017.03.011
    [5] 李浩然刘光兴马静陈洪举 . 夏、秋季黄河口及邻近水域浮游动物群落特征. 海洋环境科学, 2018, 37(5): 631-639. doi: 10.12111/j.cnki.mes20180502
    [6] 袁超徐宗军张学雷王宗灵 . 2010~2011年深圳湾Chl a与粒级结构的季节变化. 海洋环境科学, 2016, 35(6): 888-893. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2016.06.014
    [7] 张月明王玉良杨阳韩晓庆张鉴达高伟明 . 滦河口-大蒲河口海域春夏季浮游植物的季节变化. 海洋环境科学, 2015, 34(1): 70-75. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2015.01.013
    [8] 李艳孙萍袁超孙开明王宗灵张学雷 . 东印度洋南部春季网采浮游植物群落特征及长期变化. 海洋环境科学, 2019, 38(6): 825-832. doi: 10.12111/j.mes20190602
    [9] 李轶平王小林郭栋刘修泽付杰董婧 . 辽东湾潮间带夏季大型底栖动物群落结构研究. 海洋环境科学, 2016, 35(2): 214-220. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2016.02.010
    [10] 王为民刘光兴陈洪举毛雪微衣晓燕 . 短期海洋酸化对黄海近岸浮游植物群落结构的影响. 海洋环境科学, 2016, 35(3): 392-397. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2016.03.011
    [11] 王宁刘光兴刘晓彤王为民陈洪举 . 2010年夏末黄河口及其邻近水域浮游植物群落结构. 海洋环境科学, 2017, 36(1): 48-55. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2017.01.008
    [12] 柳圭泽袁秀堂关春江宗虎民洛昊赵鹏飞张浩 . 青堆子湾大型底栖动物群落结构特征及影响因素的初步研究. 海洋环境科学, 2018, 37(6): 864-870, 878. doi: 10.12111/j.mes20180610
    [13] 王晓敏江涛吕淑果吕颂辉江天久王朝晖 . 海南陵水湾与新村湾浮游植物光合色素及群落结构的时空分布特征. 海洋环境科学, 2017, 36(4): 488-494. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2017.04.002
    [14] 涂志刚韩涛生陈晓慧吴瑞王道儒 . 海南陵水新村港与黎安港海草特别保护区大型底栖动物群落结构与多样性. 海洋环境科学, 2016, 35(1): 41-48. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2016.01.007
    [15] 柳圭泽顾炎斌叶金清于姬徐金颖张浩 . 蛤蜊岗夏季大型底栖动物群落结构初步研究. 海洋环境科学, 2020, 39(3): 419-425, 437. doi: 10.12111/j.mes20200315
    [16] 杨志叶金清杨青郭皓 . 辽河口海域浮游动物多样性及对河口环境的指示. 海洋环境科学, 2020, 39(1): 25-30. doi: 10.12111/j.mes20200104
    [17] 董文华江雪艳于志刚姚庆祯许博超 . 224Ra对春季青岛近海水体混合及营养盐来源的示踪研究. 海洋环境科学, 2016, 35(1): 117-122. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2016.01.019
    [18] 夏芸李倩许映军陶军龙爽顾卫 . 河北南大港湿地冬季浮游植物群落特征. 海洋环境科学, 2017, 36(5): 712-718. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2017.05.012
    [19] 邢传玺赵骞曹雪峰杨永俊宋丽娜 . 渤海海峡北部沿岸流季节变化特征. 海洋环境科学, 2020, 39(3): 334-339. doi: 10.12111/j.mes20200302
    [20] 赵玉庭刘霞李佳蕙陶慧敏孙珊马元庆 . 2013年莱州湾海域营养盐的平面分布及季节变化规律. 海洋环境科学, 2016, 35(1): 95-99. doi: 10.13634/j.cnki.mes.2016.01.015
  • 加载中
图(6)表(5)
计量
  • 文章访问数:  2512
  • HTML全文浏览量:  456
  • PDF下载量:  121
出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-05
  • 录用日期:  2020-05-11
  • 刊出日期:  2021-04-20

青岛近海浮游动物的群落特征研究

    作者简介:王 宁(1996-),女,山东潍坊人,硕士研究生,研究方向为海洋浮游生物生态学,E-mail:wangning_ouc@hotmail.com
    通讯作者: 陈洪举(1982-),男,副教授,从事海洋浮游生物生态学研究,E-mail:hongjuc@ouc.edu.cn
  • 1. 中国海洋大学 海洋环境与生态教育部重点实验室, 山东 青岛 266100
  • 2. 青岛海洋科学与技术试点国家实验室 海洋生态与环境科学功能实验室, 山东 青岛 266200
  • 3. 青岛海洋科学与技术试点国家实验室 深远海科学考察船共享平台, 山东 青岛 266200
  • 4. 中国科学院水生生物研究所 淡水生态与生物技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430072
基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFA0601202);青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青年人才培育项目(LMEES-YTSP-2018-02-02);中央高校基本科研业务费项目(201562013)

摘要: 为研究青岛近海浮游动物的群落特征,利用2015-2016年在青岛近海海域采集的浮游动物样品,分析了浮游动物的种类组成、丰度、优势种、生物多样性以及季节变化。研究海域共记录浮游动物成体44种,浮游幼虫17类,浮游动物主要以近岸暖温及广温、广盐种类为主,优势种季节变化明显。小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)和近缘大眼剑水蚤(Corycaeus affinis)全年都是研究海域的优势种。浮游动物丰度6月最高[(8662.0±8890.0) ind./m3],12月最低[(426.9±148.5) ind./m3],年平均丰度为(3059.2±3012.4) ind./m3。香农-威纳多样性指数12月最高,6月最低。研究海区浮游动物可划分为胶州湾群落、南黄海沿岸群落和南黄海中部群落。浮游动物的群落组成季节变化明显,可分为冬季组(12月和1月)、春-夏初组(4月和6月)和秋季组(9月)。环境因子温度、盐度、深度以及Chl a中影响浮游动物群落结构的最佳环境因子组合为底层盐度和深度。

English Abstract

  • 近海海洋水体环境易受到人为扰动,引起海洋生物群落变化,进而影响海洋生态系统的结构与功能。浮游动物是海洋生态系统中重要的生物类群,种类组成繁杂,数量大,分布广[1],在海洋生态系统的物质循环、能量流动等过程中具有重要作用,是承上启下的环节。浮游动物啃食浮游植物,又是鱼类等高营养级生物的饵料,其数量变化直接影响鱼类等的资源量[2]。研究浮游动物的群落结构能够有效地反映海洋环境质量和生态特征。

    青岛近海及其邻近海域位于南黄海西北部,是我国重要的养殖和港口海域。以往对青岛邻近海域浮游动物群落特征的研究多集中于胶州湾[3-4]。黄凤鹏等[3]对2003年1月至12月胶州湾浮游动物的分布﹑时空变化及其与生态环境因子的关系进行了分析。孙松等[4]发现1977-2008年近30年时间,胶州湾浮游动物生物量呈现明显的上升趋势,种类组成和季节变化特征也发生了变化。而胶州湾外青岛近海浮游动物的研究则相对较少[5],目前缺乏对该海域浮游动物群落现状和季节变化特征的系统了解。为进一步了解青岛近海及其邻近海域浮游动物的群落结构和季节变化特征,本研究于2015年12月至2016年9月在青岛沿岸至潮连岛外海方向100海里能反映人类活动影响梯度的断面(35.06 °N-36.09 °N,120.27 °E-121.97 °E)采集浮游动物样品,分析浮游动物的种类组成、分布、优势种、生物多样性及其季节变化。本研究可为黄海浮游动物生态学研究提供基础资料,并为生物资源开发和环境保护提供科学依据。

    • 分别于2015年12月28日,2016年1月26日、4月24日、6月26日和9月24日乘中国海洋大学“天使1号”考察船进行了5个航次海洋调查(图1)。调查共设10个站位,其中1月和6月航次设1号至9号共9个站位,9月航次设2号至9号共8个站位。浮游动物样品采用WP2型浮游生物网(网口内径57 cm,筛绢孔径202 μm)底表垂直拖网采集,保存于体积分数为5%的福尔马林海水溶液中。实验室使用体视显微镜(S8APO, LEICA)鉴定计数。

      图  1  研究海区及站位

      Figure 1.  Survey area and sampling stations

      此外,本研究还测定了对浮游动物群落有重要影响的环境因子,包括温度、盐度、水深和叶绿素等。采用考察船配置的温盐深仪(Seabird 911 CTD)测定海水垂直剖面的温度、盐度和水深。在各调查站位,分2~4层采集Chl a样品(采水层为0、10、20 m和底层,层次视各站位水深而定),采集海水300~500 mL,加入3~5滴饱和MgCO3溶液后经GF/F滤膜(Whatman)过滤,抽滤压力小于200 mmHg。滤膜用铝箔包裹,液氮保存。实验室内,4 ℃条件下90%丙酮溶液避光萃取24 h,使用荧光分光光度计(F-4500, HITACHI)测定Chl a浓度(μg/L)。

    • 浮游动物丰度(abundance)以每立方米水体浮游动物个体数表示(ind./m3)。丰度的平面分布图采用surfer 8.0软件绘制。考虑到夜光虫(Noctiluca scintillans)的特殊性,浮游动物丰度、优势种、香农-威纳指数等参数计算时,不包含夜光虫。

      浮游动物优势种根据每个种的优势度值(Y)来确定,计算公式为:

      式中:ni为第i种的个体数;N为所有种类总个体数;fi为该种在各站位中的出现频率;Y值大于0.02的种类为优势种。

      香农-威纳指数主要用来表示物种个体出现的紊乱度和不确定性,公式为:

      式中:H′代表香农-威纳指数;Pi为样品中第i种类个体数ni占样品总数N的比重。

      运用PRIMER6.0软件,进行多样性指数的计算以及累积优势度曲线(K-dominance curve)绘制、相似性聚类和生物-环境匹配分析(biota-environment matching, BIOENV)[6]。为降低数据的极化程度,将丰度对数转化后,计算样品间的Bray-Curtis相似性指数,进行组间平均聚类(group average cluster)。采用单因素相似性分析(One-Way ANOSIM)检验聚类组的结构差异显著性,通过SIMPER程序鉴定群落组内相似性和组间差异以及对样品分组起主要作用的种类。环境数据的多变量排序采用主成分分析(principal components analysis, PCA),确定调查海域的环境时空变化梯度;与浮游动物群落的丰度相似性矩阵作BIOENV分析,通过BVSTEP程序选择解释群落结构的最佳环境因子组合。空间聚类分析时,丰度和环境因子数据取同一站位5个航次的平均值。

    • 研究海域海水表层和底层温度季节变化显著(P<0.01),最高值和最低值分别出现在9月和1月。表层和底层盐度的季节变化不大。水柱Chl a浓度季节变化显著(P<0.01),最高值在4月,为(1.78±1.11) μg/L,最低值在9月,为(0.37±0.22) μg/L(表1)。

      时间统计值环境因子
      表层温度/℃底层温度/℃表层盐度底层盐度水深/mChl a浓度/μg·L−1
      2015-12范围6.7~12.06.7~12.031.3~31.931.3~31.98.0~45.00.17~0.70
      平均值10.2±1.710.2±1.831.7±0.231.7±0.230.4±10.60.41±0.15
      2016-01范围1.2~7.42.7~7.431.2~32.031.4~32.07.0~42.00.71~3.40
      平均值5.2±1.95.5±1.531.7±0.231.8±0.225.3±10.21.57±0.90
      2016-04范围9.9~12.58.4~10.731.5~32.531.6~32.416.0~44.00.89~4.45
      平均值10.8±0.89.3±0.632.0±0.332.1±0.234.3±8.51.78±1.11
      2016-06范围19.6~23.89.6~19.430.3~32.531.6~32.37.0~44.00.46~2.16
      平均值21.9±1.713.6±3.331.6±0.632.0±0.328.0±10.51.07±0.60
      2016-09范围23.7~24.213.5~24.131.3~31.831.6~31.918.0~44.00.19~0.72
      平均值23.9±0.120.1±4.231.6±0.231.8±0.129.9±7.60.37±0.22

      表 1  调查海域环境因子

      Table 1.  Investigation of marine environmental factors

    • 本研究共记录浮游动物成体44种,其中桡足类13种、水螅水母类10种、糠虾4种、十足类3种,栉水母、端足类、涟虫和磷虾各2种,原生动物、钵水母、枝角类、等足类、被囊类和毛颚类各1种。另外,记录浮游幼虫17类(表2)。各航次种类数为24~31,种类数依次为:9月(31)>6月、1月(30)>4月(29)>12月(24)。5个月份均出现的浮游动物成体共6种(不含夜光虫):小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)、近缘大眼剑水蚤(Corycaeus affinis)、拟长腹剑水蚤(Oithona similis)、强壮箭虫(Sagitta crassa)和异体住囊虫(Oikopleura dioica)。

      类群2015-122016-012016-042016-062016-09合计
      种类数平均丰度/
      ind.·m−3
      种类数平均丰度/
      ind.·m−3
      种类数平均丰度/
      ind.·m−3
      种类数平均丰度/
      ind.·m−3
      种类数平均丰度/
      ind.·m−3
      种类数平均丰度/
      ind.·m−3
      原生
      动物
      15.818.512089.81259.91217.11516.2
      水螅
      水母
      11.524.836.325.742.9104.2
      钵水母10.41<0.1
      栉水母1<0.110.511.819.022.3
      枝角类10.21<0.1
      桡足类7338.591451.293473.7108415.57688.7132873.5
      端足类10.121.627.7215.010.525.0
      等足类10.710.510.2
      糠虾20.621.410.240.4
      磷虾10.110.310.511.920.6
      十足类10.310.210.921.030.5
      毛颚类166.21132.7149.61103.41132.4196.9
      涟虫类1<0.110.22<0.1
      被囊类19.7142.6123.5124.917.5121.7
      浮游
      幼虫
      79.5721.4799.91094.11244.01753.8
      合计23426.9291657.3283663.6298662.030886.2603059.2
      注:−表示该类物种未发现,合计项不包括夜光虫

      表 2  浮游动物的种类组成和丰度

      Table 2.  Zooplankton species composition and abundance

    • 青岛近海位于南黄海西北部,受季风气候影响,海水温度有明显的季节变化(表1)。对水温敏感的浮游动物分布也呈现显著的季节性差异。周克等[7]和陈学超等[8]分别在胶州湾和南黄海研究中发现浮游动物的丰度有春、夏高,秋、冬低的特点。本研究中浮游动物丰度的季节变化也有类似规律,丰度值为6月>4月>1月>9月>12月(图2)。

      图  2  浮游动物平均丰度与Chl a浓度关系

      Figure 2.  The relationship between average abundance of zooplankton and chlorophyll a concentration

      黄海浮游动物的丰度存在年际变化。李雨苑等[9]研究显示,2012年春季和秋季黄海浮游动物丰度分别为8111.4 ind./m3和4331.0 ind./m3,高于本研究的结果。本研究5个航次浮游动物的平均丰度为(3059.2±3012.4) ind./m3,12月平均丰度为(426.9±148.5) ind./m3,高值区出现在断面中部,丰度为500~1000 ind./m3,湾内和远岸海域丰度低,小于500 ind./m3;1月平均丰度为(1657.3±567.1) ind./m3,丰度最大值出现在6号站(2998.0 ind./m3),其余站位丰度为1000~2500 ind./m3;4月平均丰度为(3663.6±1919.5) ind./m3,丰度最高值出现在调查海域东南部的9号站(8158.5 ind./m3),最低值出现在3号站(1046.4 ind./m3);6月,浮游动物丰度的站位间差异很大,平均丰度为(8662.0±8890.0) ind./m3,丰度最高值出现在2号站(32668.8 ind./m3),主要种类为小拟哲水蚤(27000.0 ind./m3),最小值出现在6号站(1621.9 ind./m3);9月平均丰度为(886.2±280.2) ind./m3,各站位丰度为500~1500 ind./m3,丰度在站位间差异不大(图3)。饵料是影响浮游动物生长的关键因素,浮游动物丰度的变化与Chl a浓度关系密切(图2)。Spearman相关性分析也表明,浮游动物丰度与Chl a浓度极显著正相关(表3)。

      图  3  浮游动物丰度的平面分布

      Figure 3.  Horizontal distribution of zooplankton abundance in surveyed area

      环境因子浮游动物总丰度中华哲水蚤小拟哲水蚤拟长腹剑水蚤近缘大眼剑水蚤
      表层温度0.131−0.0360.095−0.2320.211
      底层温度0.016−0.196−0.014−0.372*0.307
      表层盐度0.2420.1690.0950.1690.411**
      底层盐度0.479**0.584**0.358*0.415**0.108
      水深−0.0360.411*−0.1000.084−0.073
      Chl a0.636**0.325*0.538**0.388*0.380*
      注:**表示P<0.01时呈极显著相关;*表示P<0.05时呈显著相关

      表 3  浮游动物群落特征与环境因子的Spearman相关性分析

      Table 3.  Spearman correlation analysis of zooplankton community and environmental variables

      夜光虫的丰度和分布波动剧烈,在12月航次仅出现在8号站,丰度为57.8 ind./m3;在其余的4个航次,夜光虫则仅在胶州湾和青岛近岸水域有分布。1月夜光虫仅出现在1、2号站,丰度分别为48.0 ind./m3和28.6 ind./m3;4月出现在1、2、3号站,丰度为3000~10000 ind./m3;6月仅出现在1、2号站,丰度分别为1808.0 ind./m3和531.3 ind./m3;9月仅出现在1号站,丰度为1736.5 ind./m3

    • 研究海域浮游动物优势种包括小拟哲水蚤、中华哲水蚤、近缘大眼剑水蚤、拟长腹剑水蚤和强壮箭虫等。浮游动物优势种丰度的季节变化明显(表4)。小拟哲水蚤丰度剧烈的季节变化对浮游动物总丰度季节差异的贡献巨大。小拟哲水蚤为广温广盐暖温种,广泛分布于渤、黄、东海及许多河口和海湾,且在数量上常占优势。Liang等[10]对日本福山港的研究发现,小拟哲水蚤终年存在,且丰度分布有显著的季节性,6、7月达到峰值,9-10月和11-12月还有次峰值。本研究小拟哲水蚤丰度的季节变化模式与Liang等的报道[10]类似。本研究显示,小拟哲水蚤在青岛近海全年都是优势种(表4),其丰度季节波动范围为165.1~7341.1 ind./m3,全年平均值为2028.9 ind./m3。周克等[7]利用浅水II型浮游生物网在胶州湾的观测显示,小拟哲水蚤丰度的周年波动范围为83.0~7514.0 ind./m3。朱丽岩等[11]在青岛南部近海的浅水I型网采结果显示,小拟哲水蚤仅为0.1~22.7 ind./m3。与上述观测结果相比,本研究小拟哲水蚤丰度与周克等[7]的研究相近,但远大于浅水I型网采结果。小拟哲水蚤体长0.8~1 mm,属于个体较小的桡足类,使用浅水I型浮游生物网会严重低估小型浮游动物的实际数量[12]

      中文名2015-122016-012016-042016-062016-09
      平均丰度/
      ind.·m−3
      优势度平均丰度/
      ind.·m−3
      优势度平均丰度/
      ind.·m−3
      优势度平均丰度/
      ind.·m−3
      优势度平均丰度/
      ind.·m−3
      优势度
      中华哲水蚤84.60.19852.30.032644.90.176214.30.02520.60.020
      小拟哲水蚤165.10.3871194.40.7211009.70.2767341.10.848433.90.490
      克氏纺锤水蚤16.30.02753.70.03266.90.0164.9<0.001
      拟长腹剑水蚤39.30.08378.20.0471465.20.400112.70.0121.6<0.001
      近缘大眼剑水蚤30.70.07265.50.04097.40.027712.40.08263.50.072
      强壮箭虫66.20.124132.70.08049.60.014103.40.012132.40.149
      异体住囊虫9.70.01842.60.02623.50.00624.90.0047.50.003
      腹针胸刺水蚤170.00.0469.8<0.001
      太平洋纺锤水蚤1.3<0.00113.3<0.0013.1<0.001165.70.140
      桡足类无节幼虫6.90.01512.70.00777.40.02127.70.00316.20.011
      夜光虫5.88.52089.8259.9217.1
      注:粗体数字表示对应浮游动物种类为优势种;“−”表示该种类未发现

      表 4  浮游动物优势种组成、优势度及平均丰度

      Table 4.  Composition of dominant species, dominance and average abundance of zooplankton

      中华哲水蚤是南黄海常见的浮游动物优势种[11,13],本研究中全年均为优势种。温度是限制中华哲水蚤分布的重要因素之一[14-16],10 ℃~20 ℃是中华哲水蚤最适的生活温度[15],23 ℃以上会导致成体死亡率剧增[16]。本研究中,中华哲水蚤丰度的季节变化明显(表4),这与水温的变化密切相关。4月,表层和底层温度都处于中华哲水蚤的最适温度范围;6月,受黄海冷水团的影响,断面外海站位的底层温度较低(表1),适宜中华哲水蚤生长。相关性分析表明,中华哲水蚤丰度与底层盐度极显著正相关,与水深和Chl a浓度显著正相关(表3)。中华哲水蚤主要分布在盐度较高,并受黄海冷水团影响的外海深水站位,且丰度受饵料浓度的影响;而9月海水温度过高,不利于中华哲水蚤的生存。根据李超伦等[17]的报道,夏季南黄海大型浮游生物网采中华哲水蚤的平均丰度为244 ind./m3。本研究6月航次WP2型浮游生物网采值为214.3 ind./m3,两者差异不大。中华哲水蚤体长为2~3 mm,使用不同筛绢孔径的网具对其丰度影响不大。

      本研究记录的浮游动物优势种组成与胶州湾及其邻近海域的观测结果[4,18]类似,但克氏纺锤水蚤(Acartia clausi)成为浮游动物优势种在此前并不多见。广温低盐种克氏纺锤水蚤仅在冬季(2015年12月和2016年1月)成为优势种,其他航次则丰度较低。以往的大型浮游生物网数据中,小型桡足类克氏纺锤水蚤(1 mm左右)的丰度可能被低估。本研究采用WP2型浮游生物网对小型桡足类的采集可以较真实地反映其分布状况。

    • 研究海域浮游动物的香农-威纳指数H′呈现显著的季节变化,全年平均值为1.76。2011年[19]黄海WP2型浮游生物网采浮游动物的香农-威纳指数为夏季1.52,秋季1.78;2012年[9]为春季2.09,秋季2.21;Liu等[20]利用大型浮游生物网在南黄海的研究显示,浮游动物香农-威纳指数为1.88;段妍等[21]利用浅水Ⅱ型浮游生物网在黄海北部的调查结果为春季2.46,夏季2.51。本研究与上述黄海调查结果相比,香农-威纳指数偏低。香农-威纳指数12月最高,4月和9月次之,6月最低(表5)。这与海州湾海域的生物多样性夏季最高、冬春季较低的研究结果[22]存在差异。结合累积优势度结果(图4),6月青岛近海浮游动物种类丰度值极化程度高,小拟哲水蚤占浮游动物丰度的82.3%,降低了浮游动物群落的均匀度,生物多样性降低,导致了与海州湾海域生物多样性季节变化模式的差异。

      香农-威纳
      指数H′
      2015-122016-012016-042016-062016-09
      平均值2.241.542.180.961.89
      范围1.79~2.610.92~2.291.35~2.890.67~2.170.82~2.48

      表 5  浮游动物群落的多样性(H′)周年变化

      Table 5.  Annual variation of zooplankton community diversity (H')

      图  4  浮游动物K-优势度曲线

      Figure 4.  K-dominance curve of zooplankton abundance

    • 浮游动物群落空间聚类分析结果表明,青岛近海浮游动物可划分为胶州湾群落(Ⅰ)、南黄海沿岸群落(Ⅱ)和南黄海中部群落(Ⅲ)(图5a);站位-季节聚类分析结果显示,浮游动物群落结构有明显的季节变化(图5b)。ANOSIM差异性检验表明,不同群落的种类组成差异显著(R=0.908,P<0.05)。RELATE分析表明浮游动物与环境因子的相关性极显著(R=0.704,P<0.01)。影响浮游动物群落结构的最佳环境因子为水深(ρ=0.903);最佳环境因子组合为底层盐度和水深(ρ=0.892)。环境因子PCA分析显示,3个聚类组的环境特点对应为:浅水、低盐的1—2号站,深水、高盐的8—10号站,两者之间的3—7号站(图6a)。

      图  5  浮游动物群落空间和时间的聚类分析结果

      Figure 5.  The spatial and temporal cluster analysis of zooplankton on sampling stations

      图  6  环境因子PCA排序

      Figure 6.  Results of PCA ordination of environmental variables

      研究海区5个航次可分为冬季组(12月和1月)、春-夏初组(4月和6月)和秋季组(9月),这与不同月份环境因子划分结果相似(图6b)。3组的组内相似性都较高(60%以上),且各聚类组间差异(One-Way ANOSIM)均达极显著水平(P<0.01)。

      胶州湾是典型的温带半封闭海湾,湾口狭窄,水体交换能力弱,湾内的浮游生物群落与湾外存在显著区别。历史资料表明南黄海的浮游动物可划分为南黄海沿岸低盐群落和南黄海中部群落[13, 23-24]。本研究的群落划分结果也显示,胶州湾外的浮游动物分为沿岸群落和黄海中部群落。郑执中等[24]曾提出以31等盐线作为黄海沿岸群落与中部群落的界限,且黄海中部群落的水深显著高于沿岸群落。本研究BIOENV分析结果显示,单因子“水深”和环境因子组合“底层盐度/水深”能够最好地解释浮游动物群落结构的变化。从胶州湾内到黄海中部,底层盐度和水深的不断增加是导致浮游动物群落结构差异的主要原因。

      研究海域浮游动物生态类群以近岸暖温类(中华哲水蚤、强壮箭虫等)、近岸低盐类(腹针胸刺水蚤Centropages abdominalis)及广温、广盐种类(小拟哲水蚤、拟长腹剑水蚤等)为主,并存在少量的低温高盐种(太平洋磷虾 Euphausia pacifica),符合中纬度海域浮游动物的一般规律。SIMPER分析结果显示,引起胶州湾群落和南黄海沿岸群落差异的主要种类为短尾类溞状幼虫(Brachyura zoea)和阿利玛幼虫(Alima larva);引起南黄海沿岸群落和南黄海中部群落差异的主要种类为太平洋纺锤水蚤(A.pacifica)和磷虾节胸幼虫(Calyptopis)。浮游幼虫在胶州湾内的丰度较湾外更高;太平洋纺锤水蚤作为近岸低盐种,在南黄海近岸群落的丰度更高;而磷虾节胸幼虫则多出现在南黄海中部群落,太平洋磷虾成体的最高丰度出现在6月最外海的8号(底层温度10.6 ℃)和9号站(底层温度9.6 ℃),低温高盐的冷水团更适宜其生存。

    • 青岛近海研究海域共记录浮游动物成体44种、浮游幼虫17类,浮游动物以近岸暖温及广温、广盐种类为主,优势种存在明显季节变化。浮游动物丰度有春夏高、秋冬低的特点。研究海区浮游动物可划分为胶州湾群落、南黄海沿岸群落和南黄海中部群落,浮游动物的群落组成季节变化明显,可分为冬季组(12月和1月)、春-夏初组(4月和6月)和秋季组(9月)。

      致谢:感谢中国海洋大学“天使1号”调查船提供采样平台。本文所用CTD等环境数据由中国海洋大学环境科学与工程学院江文胜教授提供,王为民、王欣欣、王晶等协助采集样品,特此致谢!

参考文献 (24)

目录

    /

    返回文章