王志忠，張金路 顧漢東 李壯，鞏俊霞 許國晶，客涵

(山東省淡水漁業(yè)研究院，山東 濟南 250117；山東省淡水水產(chǎn)遺傳育種重點實驗室，山東 濟南 250117) (山東省濱州市濱城區(qū)水產(chǎn)局，山東 濱州 256600) (山東省淡水漁業(yè)研究院，山東 濟南 250117；山東省淡水水產(chǎn)遺傳育種重點實驗室，山東 濟南 250117)

黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域大型底棲動物現(xiàn)狀評價

王志忠，張金路 顧漢東 李壯，鞏俊霞 許國晶，客涵

(山東省淡水漁業(yè)研究院，山東 濟南 250117；山東省淡水水產(chǎn)遺傳育種重點實驗室，山東 濟南 250117) (山東省濱州市濱城區(qū)水產(chǎn)局，山東 濱州 256600) (山東省淡水漁業(yè)研究院，山東 濟南 250117；山東省淡水水產(chǎn)遺傳育種重點實驗室，山東 濟南 250117)

分別于2015年5月、6月和8月對黃河口牡蠣(Crassostrearivularis)產(chǎn)卵場及鄰近海域大型底棲動物現(xiàn)狀進行3個航次的外業(yè)調(diào)查研究，結(jié)果表明：該海域共獲大型底棲動物49種；其中軟體動物19種，多毛類15種，甲殼類11種，棘皮動物和其他類均2種；軟體動物和多毛類是構(gòu)成該海域大型底棲動物的主要群落。大型底棲動物主要有32種，其中軟體動物14種、多毛類11種、甲殼類5種、棘皮動物和其他類各1種。大型底棲動物棲息密度為30～305ind./m2，均值102.67ind./m2，6月最高，6月和5月顯著高于8月，8月最低；以多毛類最高，其次是軟體動物，再次是甲殼類和其他類，棘皮動物最低。生物量為0.12～65.83g/m2，均值13.93g/m2；6月最高，顯著高于8月和5月，5月最低；以軟體動物最高，其次是棘皮動物和甲殼類，多毛類和其他類相對較低。優(yōu)勢度指數(shù)為2.57～14.52，均值6.41；豐富度指數(shù)為0.77～3.67，均值2.10；多樣性指數(shù)為1.46～4.05，均值2.79；均勻度指數(shù)為0.80～0.98，均值0.89。該海域環(huán)境質(zhì)量以清潔和輕污染為主；5月和6月環(huán)境質(zhì)量優(yōu)于8月。

黃河口；牡蠣(Crassostrearivularis)產(chǎn)卵場；大型底棲動物；生物多樣性；環(huán)境質(zhì)量

大型底棲動物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的一個重要生態(tài)類群，大多生活在有氧和有機質(zhì)豐富的沉積物表層，通過作用于底層水體環(huán)境，參與水體營養(yǎng)物循環(huán)，并影響污染物的遷移轉(zhuǎn)化與沉積物的穩(wěn)定性，在海洋生態(tài)系的能流和物流中占有十分重要的地位[1]。為研究黃河口牡蠣(近江牡蠣Crassostrearivularis)產(chǎn)卵場修復(fù)及重建技術(shù)，分別于2015年5月、6月和8月對黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域大型底棲動物現(xiàn)狀進行了調(diào)查研究與分析，并采用Margalef物種豐富度指數(shù)(d)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)、Sinpson優(yōu)勢度指數(shù)(D)、Pielou均勻度指數(shù)(J′)和大型底棲動物污染指數(shù)法(MPI)綜合評價了該海域環(huán)境質(zhì)量，旨在為黃河口牡蠣產(chǎn)卵場修復(fù)與重建提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域與調(diào)查站位

分別于2015年5月、6月和8月對黃河口牡蠣(Crassostrearivularis)產(chǎn)卵場及鄰近海域生態(tài)環(huán)境進行了3個航次的采樣調(diào)查；每航次采樣調(diào)查均為5個站位，分別編號為1號、2號、3號、4號和5號站位。調(diào)查區(qū)域為E 119° 4′34.99″～ 119° 8′41.94″，N 37°28′34.01″～ 37°35′19.95″，調(diào)查面積約68.88km2，調(diào)查采樣站位分布詳見圖1。

圖1 黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域調(diào)查站位圖

1.2 取樣方法

大型底棲動物定量采樣，采用型號為QNC6-1的挖泥斗，采樣面積為0.1m2，每次調(diào)查每個站位均采集4次，合并為一個樣品，將采得的底泥放入孔徑為0.5mm的不銹鋼篩子中(用0.5mm孔徑的不銹鋼網(wǎng)篩分選)用水沖洗，同時撿出篩上的底棲動物，按類別分別裝瓶，固定后寫好相應(yīng)的標(biāo)簽，保存并帶回實驗室進行種類鑒定、個體計數(shù)、生物量稱量等。底棲動物樣品的處理、保存、計數(shù)、稱量等均按文獻[2]的方法進行。

1.3 生態(tài)優(yōu)勢度

采用Pinkas等(1971)[3]的相對重要性指數(shù)(Index of Relative Importance，IRI)確定種類在群落中的重要性。對各種類在數(shù)量、重量中所占比例和出現(xiàn)頻率3個方面進行優(yōu)勢度的綜合評價，判斷其在群落中的重要程度，用于底棲生物優(yōu)勢種判斷，計算公式為：

IRI=(N+W)×F

式中，N為某種類的數(shù)量百分比；W為某種類的重量百分比；F為某種類的出現(xiàn)頻率。將IRI≥1000的種類定義為優(yōu)勢種，100≤IRI<1000的種類定義為重要種，10≤IRI<100的種類定義為常見種，IRI<10的種類定義為少見種。將IRI≥100的種類(包括優(yōu)勢種和重要種)視為群落的主要種類。

1.4 生物多樣性指數(shù)

采用Margalef物種豐富度指數(shù)(d)[4]、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)、Sinpson優(yōu)勢度指數(shù)(D)[5]和Pielou均勻度指數(shù)(J′)[6]等4項指數(shù)進行底棲動物群落種類組成的多樣性分析。相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 多樣性指數(shù)、物種豐富度指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)和均勻度指數(shù)的環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)

1.4 大型底棲動物污染指數(shù)(MPI)

計算公式如下[7]：

MPI=10(2+k)[∑(Ai-Bi)]/S1+k

k=|∑(Ai-Bi)|/∑(Ai-Bi)

式中，MPI為大型底棲動物污染指數(shù)；Ai為密度累積百分優(yōu)勢度；Bi為生物量累積百分優(yōu)勢度，即密度優(yōu)勢度大小順序是第i個種，其密度累積百分優(yōu)勢度為Ai，生物量優(yōu)勢度大小順序是第i個種，其生物量累積百分優(yōu)勢度為Bi；S為采集到的物種數(shù)。當(dāng)∑(Ai-Bi)為正值時，k=1；當(dāng)∑(Ai-Bi)為負(fù)值時，k=-1。值得注意的是，由于密度和生物量是分別排序的，因此Ai與Bi并不一定是指同一物種的密度和生物量。

根據(jù)蔡立哲[7]的研究結(jié)果，MPI污染程度界定為：當(dāng)MPI>4時，為嚴(yán)重污染；MPI=4～0，為中度污染；MPI=-6～0時，為輕度污染；MPI<-6時，為清潔。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成

3次采樣共采集到大型底棲動物49種：軟體動物19種(占38.78%)，多毛類15種(占30.61%)，甲殼類11種(占22.45%)，棘皮動物和其他類均2種(各占4.08%)。5月采集到32種，其中軟體動物11種(占34.38%)，多毛類10種(占31.25%)，甲殼類8種(占25.00%)，棘皮動物1種(占3.13%)，其他類2種(占6.25%)；6月采集到34種，其中軟體動物13種(占38.24%)，多毛類11種(占32.35%)，甲殼類7種(占20.59%)，棘皮動物2種(占5.88%)，其他類1種(占2.94%)；8月采集到25種，其中多毛類和軟體動物均9種(各占36.00%)，甲殼類3種(占12.00%)，棘皮動物和其他類均2種(各占8.00%)。可見，軟體動物和多毛類在不同采集時間均占總種數(shù)的30%以上，是構(gòu)成該海域底棲動物的主要群落，表明該海域大型底棲動物群落多樣性，以軟體動物和多毛類為主；大型底棲動物種類數(shù)量6月和5月的顯著高于8月，以6月最多，5月次之，8月最少。

2.2 優(yōu)勢種

生態(tài)優(yōu)勢度分析結(jié)果(表2)表明，該海域大型底棲動物主要種32種，其中軟體動物14種、多毛類11種、甲殼類5種、棘皮動物和其他類均1種。5月主要種18種，其中優(yōu)勢種5種，重要種13種；6月主要種16種，其中優(yōu)勢種6種，重要種10種；8月主要種12種，其中優(yōu)勢種3種，重要種9種?？梢娫摵Ｓ虻讞珓游镏饕N和重要種數(shù)量均隨時間推移而逐漸減少，優(yōu)勢種數(shù)量則以6月最多，5月次之，8月最少。

2.3 生物量

由圖2可以看出，該海域大型底棲動物棲息密度為30～305ind./m2，均值102.67ind./m2。其中5月棲息密度為30～180ind./m2，均值111ind./m2；6月為55～305ind./m2，均值124ind./m2；8月為30～170ind./m2，均值73ind./m2?？梢?，6月棲息密度最高，6月和5月顯著高于8月，8月最低；各站位棲息密度隨著站位編號的增加而逐漸減少，以1號站位最高(218.33ind./m2)，5號站位最低(40ind./m2)。由圖2可知，1號站位不同采樣時間棲息密度均顯著高于其他站位，尤以6月最高，這是由于經(jīng)氏殼蛞蝓(50ind./m2)、不倒翁蟲(45ind./m2)和細(xì)長漣蟲(30ind./m2)等棲息密度相對較高所引起。

該海域大型底棲動物生物量為0.12～65.83g/m2，均值為13.93g/m2。其中5月生物量為1.32～12.76g/m2，均值為6.80g/m2；6月為2.83～65.83g/m2，均值為24.72g/m2；8月為0.12～18.72g/m2，均值為10.28g/m2。表明6月生物量最高，顯著高于8月和5月，5月最低；最高值出現(xiàn)在2號站位(28.69g/m2)，最低值出現(xiàn)在4號站位(3.35g/m2)。造成2號站位生物量最高的主要原因，可能與6月該站位毛蚶生物量高達38.81g/m2，致使其生物量顯著高于其他站位有關(guān)。各站位大型底棲動物生物量分布與變化見圖3。

群落棲息密度組成中，以多毛類最高(39.67ind./m2)，其次是軟體動物(32.00ind./m2)，再次甲殼類(14.33ind./m2)和其他類(12.67ind./m2，棘皮動物最低(4.00ind./m2)(圖4)。多毛類和甲殼類棲息密度均隨采樣時間的推移而逐漸降低，軟體動物和棘皮動物均以6月最高，而其他類則以5月最高。

群落生物量組成中，以軟體動物最高(5.28g/m2)，其次是棘皮動物(3.70g/m2)和甲殼類(2.89g/m2)，多毛類(1.70g/m2)和其他類(0.37g/m2)相對較低(圖5)。棘皮動物的棲息密度最低，而生物量則較高，這可能主要是由于6月3號和5號站位棘刺錨參生物量分別達18.21g/m2和18.54g/m2，致使其生物量相對較高。

表2 大型底棲動物主要種類生態(tài)優(yōu)勢度

2.4 多樣性

由表3可知，該海域大型底棲動物多樣性指數(shù)變化范圍為1.46～4.05，均值2.79。其中5月為1.79～4.05，均值3.13，最低值出現(xiàn)在5號站位，最高值出現(xiàn)在2號站位；6月為1.87～3.98，均值2.83，最低值出現(xiàn)在5號站位，最高值出現(xiàn)在1號站位；8月為1.46～3.11，均值2.42，最低值出現(xiàn)在4號站位，最高值出現(xiàn)在1號站位。可見5月多樣性指數(shù)明顯高于6月和8月；5號和4號站位多樣性指數(shù)相對較低，而1號和2號站位相對較高。

圖2 大型底棲動物棲息密度分布與變化 圖3 大型底棲動物生物量分布與變化

圖4 大型底棲動物群落棲息密度 圖5 大型底棲動物群落生物量

優(yōu)勢度指數(shù)變化范圍為2.57～14.52，均值6.41。其中5月為3.00～14.52，均值8.30，最低值出現(xiàn)在5號站位，最高值出現(xiàn)在2號站位；6月為2.81～11.96，均值6.11，最低值出現(xiàn)在5號站位，最高值出現(xiàn)在1號站位；8月為2.57～6.25，均值4.82，最低值出現(xiàn)在4號站位，最高值出現(xiàn)在2號站位?？梢?月和6月優(yōu)勢度指數(shù)明顯高于8月；5號和4號站位優(yōu)勢度指數(shù)相對較低，而1號和2號站位相對較高。

豐富度指數(shù)變化范圍在0.77～3.67之間，均值2.10。其中5月為1.16～3.67，均值2.41，最低值出現(xiàn)在5號站位，最高值出現(xiàn)在2號站位；6月為1.16～3.54，均值2.21，最低值出現(xiàn)在5號站位，最高值出現(xiàn)在1號站位；8月為0.77～2.56，均值1.68，最低值出現(xiàn)在4號站位，最高值出現(xiàn)在1號站位。表明5月和6月豐富度指數(shù)明顯高于8月；5號和4號站位豐富度指數(shù)相對較低，而1號和2號站位相對較高。

均勻度指數(shù)變化范圍在0.80～0.98之間，均值0.89。其中5月為0.90～0.95，均值0.92；6月為0.80～0.95，均值0.86；8月為0.82～0.98，均值0.90。表明5月均勻度指數(shù)最高，6月次之，8月最低。

2.5 水域環(huán)境質(zhì)量評價

由表4可以看出，因站位和采樣時間不同，大型底棲動物物種數(shù)存在一定差異。各站位物種總數(shù)隨著站位編號的增加而逐漸減少；2號、3號和4號站位物種數(shù)均隨著時間的推移而逐漸減少，1號站位以6月最多，5月和8月相對較少，而5號站位則是隨著時間的推移而逐漸增多。

由表3可知，該海域大型底棲動物優(yōu)勢度指數(shù)(D)大于6、屬清潔的站位占46.67%，在6～3之間、屬輕污染的站位占40.00%，在3～2之間、屬中污染的站位占13.33%，可見其環(huán)境質(zhì)量以清潔和輕污染為主。D值均值為6.41，其中5月為8.30、6月為6.11、8月為4.81，因此該海域總體環(huán)境質(zhì)量為清潔水平，5月和6月均為清潔，8月為輕污染，可見5月和6月環(huán)境質(zhì)量明顯優(yōu)于8月。

表3 大型底棲動物物種多樣性指數(shù)及環(huán)境質(zhì)量評價

豐富度指數(shù)(d)大于3、屬清潔的站位占13.33%，在3～2之間、屬輕污染的站位占40.00%，在2～1之間、屬中污染的站位占40.00%，小于1、屬嚴(yán)重污染的站位占6.67%，可見其環(huán)境質(zhì)量以輕污染和中污染為主。d值均值為2.10，其中5月為2.41、6月為2.21、8月為1.68，因此該海域總體環(huán)境質(zhì)量為輕污染水平，5月和6月均為輕污染，8月為中污染?？梢?月和6月環(huán)境質(zhì)量明顯優(yōu)于8月。

表4 大型底棲動物MPI及其環(huán)境質(zhì)量評價

多樣性指數(shù)(H′)大于3、屬清潔的站位占53.33%，在3～2之間、屬輕污染的站位占26.67%，在2～1之間、屬中污染的站位占20.00%，可見其環(huán)境質(zhì)量以清潔為主。H′值均值為2.79，其中5月為3.13、6月為2.83、8月為2.42，因此該海域總體環(huán)境質(zhì)量為輕污染水平，5月為清潔，6月和8月均為輕污染。可見5月環(huán)境質(zhì)量明顯優(yōu)于6月和8月。

各站位均勻度指數(shù)(J′)均大于0.5，因此各站位環(huán)境質(zhì)量均為清潔，總體環(huán)境質(zhì)量為清潔水平，表明不同采樣時間該海域環(huán)境質(zhì)量均較好。

由表4可見，MPI<-6、屬清潔的站位占93.33%，在-6～0之間、屬輕度污染的站位占6.67%；可見其環(huán)境質(zhì)量以清潔為主。MPI的均值以及各月均值均小于-6，因此該海域環(huán)境質(zhì)量為清潔水平。

根據(jù)上述結(jié)果，綜合評價可以得出該海域環(huán)境質(zhì)量以清潔和輕污染為主；5月和6月環(huán)境質(zhì)量明顯優(yōu)于8月。

3 討論與結(jié)論

黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域大型底棲動物共獲49種；其中軟體動物19種，多毛類15種，甲殼類11種，棘皮動物和其他類均2種。5月大型底棲動物32種，其中軟體動物11種，多毛類10種，甲殼類8種，棘皮動物1種，其他類2種；6月34種，其中軟體動物13種，多毛類11種，甲殼類7種，棘皮動物2種，其他類1種；8月25種，其中多毛類和軟體動物均9種，甲殼類3種，棘皮動物和其他類均2種。因此軟體動物和多毛類是構(gòu)成該海域底棲動物的主要群落；6月和5月的種類數(shù)量顯著高于8月。

大型底棲動物主要種有32種，其中軟體動物14種、多毛類11種、甲殼類5種、棘皮動物和其他類均1種。5月主要種18種，其中優(yōu)勢種5種，重要種13種；6月主要種16種，其中優(yōu)勢種6種，重要種10種；8月主要種12種，其中優(yōu)勢種3種，重要種9種。表明該海域大型底棲動物主要種和重要種數(shù)量均隨時間推移而逐漸減少，優(yōu)勢種數(shù)量則以6月最多，5月次之，8月最少。

該海域與我國主要河口水域研究結(jié)果相比較，大型底棲動物種類數(shù)量低于黃河口153種[8]與 64種[9]、濱州淺海81種[10]，與長江口50種[11]接近，而高于珠江口34種[12]，這可能與研究區(qū)域、研究時間、采樣次數(shù)、受河口徑流影響的程度等因素不同有關(guān)。

該海域大型底棲動物棲息密度為30～305ind./m2，均值102.67ind./m2。其中5月棲息密度為30～180ind./m2，均值111ind./m2；6月為55～305ind./m2，均值124ind./m2；8月為30～170ind./m2，均值73ind./m2。表明6月棲息密度最高，6月和5月顯著高于8月，8月最低。以多毛類棲息密度最高，其次是軟體動物，再次甲殼類和其他類，棘皮動物最低；多毛類和甲殼類棲息密度均隨采樣時間的推移而逐漸降低，軟體動物和棘皮動物均以6月最高，而其他類則以5月最高。生物量為0.12～65.83g/m2，均值為13.93g/m2。5月生物量為1.32～12.76g/m2，均值為6.80g/m2；6月為2.83～65.83g/m2，均值為24.72g/m2；8月為0.12～18.72g/m2，均值為10.28g/m2。表明6月生物量最高，顯著高于8月和5月，5月最低。以軟體動物生物量最高，其次是棘皮動物和甲殼類，多毛類和其他類相對較低。

與黃河口水域相比，該海域大型底棲動物平均棲息密度明顯低于557ind./m2[13]、260ind./m2[8]，而明顯高于(76.43±10.71)ind./m2[9]；平均生物量明顯低于35.28g/m2[13]，而明顯高于(9.44±2.04)g/m2[9]和8.74g/m2[8]。與我國主要河口水域相比較，該海域平均棲息密度明顯低于珠江口春季759ind./m2和秋季274ind./m2[12]、長江口150ind./m2[11]和濱州淺海3836.83ind./m2[10]，可見該海域大型底棲動物平均棲息密度相對較低；平均生物量低于長江口17.57g/m2[11]和濱州淺海48.65g/m2[10]，而明顯高于珠江口春季5.03g/m2和秋季2.34g/m2[12]。

該海域大型底棲動物優(yōu)勢度指數(shù)為2.57～14.52，均值6.41；5月和6月優(yōu)勢度指數(shù)明顯高于8月。豐富度指數(shù)在0.77～3.67之間，均值2.10；5月和6月明顯高于8月。多樣性指數(shù)為1.46～4.05，均值2.79；5月多樣性指數(shù)明顯高于6月和8月。均勻度指數(shù)在0.80～0.98之間，均值0.89；5月均勻度指數(shù)最高，6月次之，8月最低。

該海域大型底棲動物多樣性指數(shù)高于黃河口2.35[8]和(1.45±0.02)[9]、珠江口(2.18±0.55)[14]和0.79～1.49[12]，以及濱州淺海(1.73±0.22)[10]；均勻度指數(shù)高于黃河口0.85[8]和(0.77±0.02)[9]、珠江口0.49～0.74[12]，以及濱州淺海(0.46±0.10)[10]；豐富度指數(shù)高于黃河口1.13[8]和(0.90±0.02)[9]、珠江口0.67～1.40[12]，以及濱州淺海(1.75±0.24)[10]；優(yōu)勢度指數(shù)明顯高于濱州淺海(3.22±0.91)[10]?？梢婞S河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域大型底棲動物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)均相對較高。這可能主要是由于該海域受河流徑流量影響的程度遠低于上述河口研究區(qū)域的緣故。

采用優(yōu)勢度指數(shù)(D)、豐富度指數(shù)(d)、多樣性指數(shù)(H′)、均勻度指數(shù)(J′)和大型底棲動物污染指數(shù)(MPI)綜合評價，該海域環(huán)境質(zhì)量以清潔和輕污染為主；5月和6月環(huán)境質(zhì)量明顯優(yōu)于8月。該海域環(huán)境質(zhì)量明顯優(yōu)于以輕度污染為主的黃河口水域[8]和濱州淺海[10]，表明該海域環(huán)境質(zhì)量相對較好。

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2017-06-02

海洋公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目(201405010)。

王志忠(1968-)，男，高級工程師，主要從事漁業(yè)生態(tài)學(xué)研究,zhizhongwang@163.com。

[引著格式]王志忠，張金路，顧漢東，等.黃河口牡蠣產(chǎn)卵場及鄰近海域大型底棲動物現(xiàn)狀評價[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版)，2017,14(22)：37～44.

S932.8

A

1673-1409(2017)22-0037-08

[編輯] 余文斌