郭興然,劉憲斌①,張青田,趙興貴

(1.天津科技大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院,天津 300457;2.天津市海洋環(huán)境保護(hù)與修復(fù)技術(shù)工程中心,天津 300457)

河北昌黎黃金海岸國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于河北省東北部秦皇島市昌黎縣沿海,面積300 km2,分陸域和海域2個(gè)部分,為海灘生態(tài)系統(tǒng)自然保護(hù)區(qū),是國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物文昌魚的重要棲息地之一[1]。大型底棲動(dòng)物一般指在分選時(shí)能被0.5 mm孔徑篩網(wǎng)截留、生活在水體底部沉積物中(底內(nèi)或底上)的動(dòng)物,多為無脊椎動(dòng)物[2]。大型底棲動(dòng)物常作為生態(tài)指示種,是表征海洋生態(tài)系統(tǒng)健康程度的有效指標(biāo)[3]。文昌魚作為一種特殊的底棲動(dòng)物,是無脊椎動(dòng)物向脊椎動(dòng)物進(jìn)化的過渡類型,屬于脊索動(dòng)物門頭索動(dòng)物亞門頭索綱,具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和科學(xué)價(jià)值[4-5]。大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及其生境質(zhì)量的好壞會(huì)影響到互為“鄰居”的文昌魚資源量變化。

青島文昌魚(Branchiostomabelcheritsingtauense)屬于白氏文昌魚青島亞種,是黃、渤海唯一一種文昌魚。昌黎海域?yàn)閲?guó)內(nèi)青島文昌魚棲息密度最高的海域之一[6-7]，隨著近年人類涉?；顒?dòng)增加,其底棲生境受到了一定影響。盡管國(guó)內(nèi)有學(xué)者對(duì)昌黎海域的文昌魚做過相關(guān)研究,如吳凱等[8]研究了2006—2011年該海域文昌魚種群棲息環(huán)境的時(shí)空演變,探討了底質(zhì)環(huán)境時(shí)空變化對(duì)文昌魚種群的影響。但近年關(guān)于昌黎海域青島文昌魚資源量的研究報(bào)道較少。鑒于此,以2017年春季(5月)和夏季(8月)在昌黎保護(hù)區(qū)海域獲得的青島文昌魚及其他大型底棲動(dòng)物數(shù)據(jù)為依據(jù),分析該海域大型底棲動(dòng)物的種類組成和數(shù)量分布,研究其群落特征及青島文昌魚資源量變化,以期為保護(hù)區(qū)近岸海域生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集及處理

結(jié)合研究區(qū)域地形及周邊環(huán)境,在河北昌黎黃金海岸保護(hù)區(qū)海域核心區(qū)和緩沖區(qū)選擇14個(gè)站位(圖1)進(jìn)行采樣。其中,1～7號(hào)站位位于保護(hù)區(qū)海域緩沖區(qū),8～14號(hào)站位位于海域核心區(qū)。以2017年春季(5月)和夏季(8月)為外業(yè)采樣時(shí)間,用取樣面積為0.09 m2的抓斗式采泥器重復(fù)進(jìn)行4次大型底棲生物采集。用0.5 mm孔徑的網(wǎng)篩沖洗去泥分選,存留在篩網(wǎng)上的文昌魚及其他大型底棲動(dòng)物用φ=5%的甲醛溶液現(xiàn)場(chǎng)固定,帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行大型底棲動(dòng)物的種類鑒定、稱重及計(jì)數(shù),底棲動(dòng)物的鑒定盡量到種,其次到屬,經(jīng)濾紙吸干后用感量為0.000 1 g的電子分析天平稱濕重,其中軟體動(dòng)物帶殼稱重,管棲底棲動(dòng)物去管稱重。具體操作按GB 17378.7—2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》中“第7部分:近海污染生態(tài)調(diào)查和生物監(jiān)測(cè)”處理[9]。

圖1 昌黎黃金海岸自然保護(hù)區(qū)海域底棲動(dòng)物調(diào)查站位示意Fig.1 Investigation stations of macrobenthos in Changli Gold Coast Nature Reserve

1.2 數(shù)據(jù)處理分析方法

大型底棲動(dòng)物群落多樣性采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)、Pielou均勻度指數(shù)(J′)和Margalef豐富度指數(shù)(D)分析,計(jì)算公式為

(1)

J′=H′/log2S,

(2)

D=(S-1)/log2N。

(3)

式(1)～(3)中,pi為監(jiān)測(cè)站位物種i的豐度與樣品豐度的比值;S為所有監(jiān)測(cè)站位總種數(shù);N為總豐度。

物種優(yōu)勢(shì)度(Y)計(jì)算公式為

(4)

式(4)中,ni為群落中物種i的豐度;fi為物種i的出現(xiàn)頻率;N為總豐度。Y>0.02,說明該物種為優(yōu)勢(shì)種[10]。

大型底棲動(dòng)物多樣性指數(shù)對(duì)于底棲生境質(zhì)量的指示參考HJ 442—2008《近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[11]中的底棲生境分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),H′≥3.0表示生境質(zhì)量?jī)?yōu)良,2.0≤H′<3.0表示生境質(zhì)量一般,1.0≤H′<2.0表示生境質(zhì)量差,H′<1.0表示生境質(zhì)量極差。

每個(gè)采樣站位用鋼尺測(cè)量所有文昌魚樣品的體長(zhǎng)。根據(jù)《海洋生物生態(tài)調(diào)查技術(shù)規(guī)程》[12],文昌魚各年齡組的體長(zhǎng)范圍如下:0 齡,≤7.0 mm;Ⅰ齡,>7.0～15.0 mm;Ⅱ齡,>15.0～29.0 mm;Ⅲ齡,>29.0～37.0 mm;Ⅳ齡,>37.0～43.0 mm;Ⅴ齡以上,>43.0 mm。將同一季節(jié)所有站位文昌魚體長(zhǎng)數(shù)據(jù)作為一個(gè)樣本群體,繪制年齡結(jié)構(gòu)圖。標(biāo)本經(jīng)濾紙吸去體表水分后,在感量為0.000 1 g的電子分析天平上稱得濕重。

利用多元統(tǒng)計(jì)軟件Primmer 6.0[13]對(duì)保護(hù)區(qū)海域大型底棲動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。為了避免個(gè)別數(shù)值過高或過低引起偶然性誤差,將大型底棲動(dòng)物棲息密度數(shù)據(jù)經(jīng)平方根轉(zhuǎn)化并標(biāo)準(zhǔn)化后,以Bray-Curtis相似性系數(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合等級(jí)聚類法和多維排序尺度法(MDS)對(duì)群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行相似性分析。利用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成和優(yōu)勢(shì)種

河北昌黎黃金海岸自然保護(hù)區(qū)海域春、夏兩季調(diào)查共鑒定出底棲動(dòng)物79種,包括環(huán)節(jié)動(dòng)物43種、節(jié)肢動(dòng)物18種、軟體動(dòng)物10種、棘皮動(dòng)物4種以及紐形動(dòng)物、脊索動(dòng)物、刺胞動(dòng)物、腕足動(dòng)物各1種(表1)。

表1 春夏季昌黎黃金海岸自然保護(hù)區(qū)海域大型底棲動(dòng)物種數(shù)Table 1 Species numbers of macrobenthos from Changli Gold Coast Nature Reserve in spring and summer

由圖2和表1～2可知，春季(5月)監(jiān)測(cè)區(qū)域共采集到大型底棲動(dòng)物56種,包括環(huán)節(jié)動(dòng)物31種、節(jié)肢動(dòng)物13種、軟體動(dòng)物5種、棘皮動(dòng)物3種以及紐形動(dòng)物、脊索動(dòng)物、刺胞動(dòng)物和腕足動(dòng)物各1種,優(yōu)勢(shì)種分別為青島文昌魚、紐蟲(Nemertea)和長(zhǎng)吻沙蠶(Glycerachirori),優(yōu)勢(shì)度分別為0.147、0.053和0.022;夏季(8月)監(jiān)測(cè)區(qū)域共采集到大型底棲動(dòng)物50種,包括環(huán)節(jié)動(dòng)物26種、節(jié)肢動(dòng)物12種、軟體動(dòng)物7種、棘皮動(dòng)物2種以及紐形動(dòng)物、脊索動(dòng)物、腕足動(dòng)物各1種,優(yōu)勢(shì)種分別為青島文昌魚、日本長(zhǎng)手沙蠶(Magelonajaponica)、大螻蛄蝦(Upogebiamajor)、豆形短眼蟹(Xenophthalmuspinnotheroides)和中國(guó)毛蝦(Aceteschinensis),優(yōu)勢(shì)度分別為0.218、0.043、0.037、0.024和0.023。

2.2 棲息密度和生物量

由表3可知，大型底棲動(dòng)物平均棲息密度為87.11 m-2。春季大型底棲動(dòng)物的平均棲息密度為86.92 m-2,變化范圍為16.68～205.59 m-2,1號(hào)站位棲息密度最低,14號(hào)站位棲息密度最高,其中,背蚓蟲棲息密度最高,為33.33 m-2,占該站總棲息密度的16.21%;夏季底棲動(dòng)物的平均棲息密度為87.30 m-2,變化范圍為41.67～183.33 m-2,10號(hào)站位棲息密度最低,4號(hào)站位棲息密度最高,其中青島文昌魚的棲息密度最高,為91.67 m-2,占該站總棲息密度的50%。春季航次青島文昌魚平均棲息密度為27.16 m-2,變化范圍為2.78～88.89 m-2，4號(hào)站位棲息密度最高。夏季航次青島文昌魚平均棲息密度為35.56 m-2,變化范圍為2.78～91.67 m-2,4號(hào)站位棲息密度最高。

圖2 昌黎黃金海岸自然保護(hù)區(qū)海域大型底棲動(dòng)物種類組成Fig.2 Species composition of macrobenthos in Changli Gold Coast Nature Reserve

由表3可知，大型底棲動(dòng)物平均生物量為11.13 g·m-2。春季大型底棲動(dòng)物的平均生物量為8.49 g·m-2,變化范圍為1.35～36.23 g·m-2,3號(hào)站位底棲動(dòng)物棲息密度小,但生物量卻最高,原因是該站位出現(xiàn)了個(gè)體較大的菲律賓蛤仔,其生物量為33.84 g·m-2,占該站總生物量的93.4%。夏季平均生物量為13.77 g·m-2,變化范圍為2.06～114.26 g·m-2,1號(hào)站位生物量最高,主要原因是該站位出現(xiàn)了個(gè)體大的扁玉螺,其生物量為90.53 g·m-2,占該站總生物量的79.2%。春季航次青島文昌魚平均生物量為1.69 g·m-2,范圍為0.07～9.89 g·m-2,位于核心區(qū)的14號(hào)站位生物量最高;夏季航次青島文昌魚平均生物量為1.19 g·m-2,范圍為0.15～3.06 g·m-2,位于緩沖區(qū)的4號(hào)站位生物量最高。各航次、站位青島文昌魚棲息密度越大,其生物量便越大。

2.3 青島文昌魚年齡結(jié)構(gòu)和體重優(yōu)勢(shì)組

2017年春季航次調(diào)查結(jié)果表明,青島文昌魚種群Ⅰ齡個(gè)體數(shù)占總數(shù)的5.09%,Ⅱ齡個(gè)體占74.58%,Ⅲ齡個(gè)體占11.86%,Ⅳ齡個(gè)體占6.78%,Ⅴ齡個(gè)體占1.69%,Ⅱ齡青島文昌魚個(gè)體數(shù)占優(yōu)勢(shì);夏季航次調(diào)查結(jié)果表明,青島文昌魚種群Ⅰ齡個(gè)體占總數(shù)的6.61%,Ⅱ齡個(gè)體占36.36%,Ⅲ齡個(gè)體占42.98%,Ⅳ齡個(gè)體占13.22%,Ⅴ齡個(gè)體占0.83%,Ⅲ齡青島文昌魚個(gè)體數(shù)占優(yōu)勢(shì)。春夏兩季青島文昌魚年齡結(jié)構(gòu)分布差異主要集中在Ⅱ、Ⅲ齡個(gè)體數(shù)量上,其原因?yàn)?—8月是青島文昌魚繁殖生長(zhǎng)發(fā)育的黃金時(shí)期,大量的春季Ⅱ齡個(gè)體經(jīng)生長(zhǎng)發(fā)育,在夏季成為Ⅲ齡個(gè)體。

表2 昌黎黃金海岸自然保護(hù)區(qū)海域大型底棲動(dòng)物名錄Table 2 Species check-list of macrobenthos in Changli Gold Coast Nature Reserve in spring and summer

+表示存在該物種;++表示該物種為優(yōu)勢(shì)種。

表3 昌黎黃金海岸自然保護(hù)區(qū)海域大型底棲動(dòng)物及青島文昌魚棲息密度與生物量Table 3 Abundance and biomass of macrobenthos and Branchiostoma belcheri tsingtauense in the waters of Changli Gold Coast Nature Reserve

“—”表示該站位未采集到青島文昌魚樣本。

由圖3可見,保護(hù)區(qū)海域采集到的青島文昌魚體重范圍為0.3～109.4 mg,以20 mg為間隔將其劃分成6個(gè)體重組,統(tǒng)計(jì)各體重組青島文昌魚數(shù)量。春季青島文昌魚平均體重為21.6 mg,優(yōu)勢(shì)體重組為0～20 mg;夏季青島文昌魚平均體重為32.5 mg,優(yōu)勢(shì)體重組為>20～40及0～20 mg。

圖3 春夏季青島文昌魚體重組分布Fig.3 Weight group of Branchiostoma belcheri tsingtauense in spring and summer

2.4 生物多樣性指數(shù)時(shí)空變化

由表4可知,春季大型底棲動(dòng)物豐富度指數(shù)范圍為0.46～4.98,平均值為2.79,最高值為14號(hào)站位,最低值為4號(hào)站位;夏季豐富度指數(shù)范圍為1.24～4.01,平均值為2.76,最高值為6號(hào)站位,最低值為2號(hào)站位。春季均勻度指數(shù)范圍為0.50～1.00,平均值為0.85,最高值為2號(hào)站位;夏季均勻度指數(shù)范圍為0.41～0.94,平均值為0.79,最高值為10號(hào)站位。春季多樣性指數(shù)范圍為0.50～3.99,平均值為2.60,最高值為14號(hào)站位,最低值為4號(hào)站位;夏季多樣性指數(shù)范圍為0.95～3.35,平均值為2.63,最高值為6號(hào)站位,最低值為2號(hào)站位。

表4 春夏季大型底棲動(dòng)物豐富度指數(shù)(d)、均勻度指數(shù)(J′)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)Table 4 Margalef richness index,Pielou evenness index,and Shannon-Wiener index of macrofauna in spring and summer

春夏兩季比較而言,豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)均無顯著季節(jié)差異;各站位比較而言,不同站位豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)具有顯著差異(P<0.05),多樣性指數(shù)無顯著差異。

2.5 青島文昌魚和大型底棲動(dòng)物群落相關(guān)性分析

由表5可知,春季調(diào)查結(jié)果中,青島文昌魚密度與大型底棲動(dòng)物豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)呈極顯著相關(guān)(P<0.01),而與大型底棲動(dòng)物密度無顯著相關(guān)性;青島文昌魚生物量與大型底棲生物量、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)均無顯著相關(guān)性。夏季調(diào)查結(jié)果中,青島文昌魚密度與大型底棲密度、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)無顯著相關(guān)性,僅青島文昌魚生物量與均勻度指數(shù)呈顯著相關(guān)(P<0.05)。

2.6 群落結(jié)構(gòu)組成

對(duì)2017年春夏季保護(hù)區(qū)海域大型底棲動(dòng)物數(shù)據(jù)進(jìn)行等級(jí)聚類和多維尺度排序分析(圖4～5),發(fā)現(xiàn)各群組站位較分散,無規(guī)律性分布。參照CLARKE等[14]通過脅強(qiáng)系數(shù)(stress)對(duì)MDS排序結(jié)果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),春季脅強(qiáng)系數(shù)為0.12,夏季脅強(qiáng)系數(shù)為0.18,均小于0.2,說明排序具有一定的解釋意義,且與等級(jí)聚類分析結(jié)果一致,驗(yàn)證了聚類分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

表5 青島文昌魚參數(shù)和大型底棲動(dòng)物群落參數(shù)的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation analysis between Branchiostoma belcheri tsingtauense parameters and macrobenthic community parameters

*表示在0.05水平顯著相關(guān);**表示在0.01水平極顯著相關(guān);“—”表示未作相關(guān)性分析。

圖4 春夏兩季大型底棲動(dòng)物群落的聚類分析結(jié)果Fig.4 Cluster analysis of macrobenthic communities in spring and summer

圖5 春夏兩季大型底棲動(dòng)物群落的多維尺度分析結(jié)果Fig.5 Multidimensional scaling analysis of macrobenthic communities in spring and summer

春季大型底棲動(dòng)物在23%相似性水平上可分為5個(gè)群組,群組Ⅰ只包括3號(hào)站位,優(yōu)勢(shì)底棲生物為齒吻沙蠶;群組Ⅱ只包括1號(hào)站位,無突出優(yōu)勢(shì)生物;群組Ⅲ包括2、4、6和7號(hào)站位,平均相似性為43%,優(yōu)勢(shì)底棲生物為青島文昌魚和日本長(zhǎng)手沙蠶;群組Ⅳ包括10號(hào)站位,優(yōu)勢(shì)底棲生物為青島文昌魚和背蚓蟲;群組Ⅴ包括5、8、9、11、12、13和14號(hào)站位,平均相似性為29%,優(yōu)勢(shì)底棲生物為青島文昌魚、長(zhǎng)吻沙蠶和紐蟲。

夏季大型底棲動(dòng)物在19%相似性水平上可劃分為2個(gè)群組,群組Ⅰ只包括1號(hào)站位,優(yōu)勢(shì)底棲生物為擬鉤蝦;群組Ⅱ包括2～14號(hào)站位,平均相似性33%,優(yōu)勢(shì)底棲生物為青島文昌魚、日本長(zhǎng)手沙蠶、大螻蛄蝦、豆形短眼蟹和中國(guó)毛蝦。

3 討論

3.1 群落結(jié)構(gòu)組成

筆者調(diào)查顯示,研究區(qū)域內(nèi)物種組成差異較大,2個(gè)航次共鑒定出底棲動(dòng)物79種,種類組成以環(huán)節(jié)動(dòng)物和節(jié)肢動(dòng)物為主。李莉等[15]和趙志楠等[16]對(duì)該海域的底棲動(dòng)物調(diào)查認(rèn)為環(huán)節(jié)動(dòng)物為主,筆者的研究結(jié)果與其相符。李莉等[15]在2009年夏季的調(diào)查共鑒定出底棲動(dòng)物34種,趙志楠等[16]在2011和2012年夏季分別鑒定出46和45種,筆者夏季鑒定出50種,調(diào)查結(jié)果基本相符。KOU等[17]在2016年春夏兩季開展了與筆者航次相似的調(diào)查,共鑒定出94種底棲動(dòng)物,略高于筆者鑒定種數(shù),主要物種類別組成無變化,皆以環(huán)節(jié)動(dòng)物和節(jié)肢動(dòng)物為主,造成底棲動(dòng)物種數(shù)差異的原因可能與調(diào)查海域站位設(shè)定及數(shù)量不同、調(diào)查區(qū)域不完全一致有關(guān)。

調(diào)查結(jié)果顯示,在種類組成上,春夏兩季皆以環(huán)節(jié)動(dòng)物為主,節(jié)肢和軟體動(dòng)物次之,且兩季各類動(dòng)物所占比例相近,表明保護(hù)區(qū)海域大型底棲動(dòng)物種類組成較穩(wěn)定。保護(hù)區(qū)海域春夏兩季共有優(yōu)勢(shì)種為青島文昌魚,其他優(yōu)勢(shì)種兩季皆不相同,春夏均出現(xiàn)的物種只占總種數(shù)的34%,說明調(diào)查海域隨機(jī)種數(shù)量多,群落演替較快。根據(jù)等級(jí)聚類和多維尺度排序分析結(jié)果,除夏季的11和12號(hào)站位相似水平達(dá)70%外,其余調(diào)查站位間底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)相似程度較低,可能是由于保護(hù)區(qū)緩沖區(qū)和核心區(qū)之前存在過渡區(qū),加上近岸環(huán)境復(fù)雜,導(dǎo)致不同小生境群落組成存在差異。

3.2 大型底棲動(dòng)物棲息密度和生物量

大型底棲動(dòng)物群落發(fā)生較大變化時(shí),棲息密度和生物量也會(huì)隨之產(chǎn)生變化[18]。春夏兩季大型底棲動(dòng)物平均棲息密度和平均生物量分別為87.11 m-2和11.13 g·m-2,無明顯季節(jié)差異,表明短時(shí)間內(nèi)在不受外界劇烈干擾的情況下,研究區(qū)生物密度和生物量會(huì)維持在一定水平。對(duì)比李莉等[15]對(duì)研究區(qū)底棲動(dòng)物棲息密度和平均生物量的調(diào)查結(jié)果,2009年夏季為186 m-2和60.26 g·m-2,2011年為116 m-2和11.33 g·m-2,而趙志楠等[16]于2013年8月的調(diào)查結(jié)果為28.74 m-2和7.72 g·m-2,可見昌黎自然保護(hù)區(qū)海域大型底棲動(dòng)物棲息密度和生物量有下降的趨勢(shì)。李莉等[15]的調(diào)查結(jié)果中2009年夏季生物量較高,主要是因?yàn)閭€(gè)體較大的軟體動(dòng)物和節(jié)肢動(dòng)物數(shù)量多,導(dǎo)致生物量變高。

3.3 生物多樣性

春夏兩季豐富度指數(shù)變化趨勢(shì)相似,低值區(qū)集中在緩沖區(qū)靠海岸側(cè),核心區(qū)指數(shù)值較高。緩沖區(qū)離海岸較近的1～5號(hào)站位均勻度指數(shù)波動(dòng)明顯,6～14號(hào)站位波動(dòng)幅度小,均勻度指數(shù)表現(xiàn)為春季>夏季。多樣性指數(shù)分布不均,且站位間差異較大,由近岸向遠(yuǎn)海有升高趨勢(shì),位于保護(hù)區(qū)核心區(qū)或者附近站位生物多樣性指數(shù)相對(duì)較高,表明底棲生境質(zhì)量較好,受擾動(dòng)情況較小。

但單一的生物評(píng)價(jià)指數(shù)不能完全反映某個(gè)區(qū)域環(huán)境受污染情況,對(duì)一個(gè)海域運(yùn)用多種評(píng)價(jià)方法會(huì)得到更準(zhǔn)確的結(jié)果,例如AMBI指數(shù)及ABC曲線法等[19-20]。近岸站位多樣性指數(shù)相對(duì)較低,可能是因?yàn)殡S著保護(hù)區(qū)周圍人類開發(fā)活動(dòng)增加,近海岸附近海域環(huán)境壓力變大,尤其是近年來昌黎地區(qū)大力發(fā)展淺海養(yǎng)殖業(yè),養(yǎng)殖廢水排放等導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化,使得底棲生物物種多樣性降低[21]。

3.4 青島文昌魚資源現(xiàn)狀

保護(hù)青島文昌魚是昌黎自然保護(hù)區(qū)建立的目的[22]。2017年春夏2個(gè)航次的調(diào)查中青島文昌魚皆為優(yōu)勢(shì)種且優(yōu)勢(shì)度值最大。2017年青島文昌魚平均棲息密度為31.36 m-2,平均生物量為1.44 g·m-2,對(duì)比歷史數(shù)據(jù)[23],2001年青島文昌魚平均棲息密度(515 m-2)和生物量(17.7 g·m-2)達(dá)到峰值,2002年以后青島文昌魚棲息密度和生物量逐年下降,在2010年達(dá)最低值(29 m-2和2.64 g·m-2),其后稍有上升,處于波動(dòng)狀態(tài)?？傮w而言,2017年青島文昌魚資源量呈衰減趨勢(shì),棲息密度相比2001年的峰值減少93%。

黃良敏等[24]在2009—2010年調(diào)查了廈門海域文昌魚資源現(xiàn)狀,黃厝—前埔核心區(qū)平均文昌魚棲息密度為39 m-2,生物量為1.64 g·m-2,小嶝—角嶼核心區(qū)平均文昌魚棲息密度為31.3 m-2,生物量為1.83 g·m-2;饒義勇等[25]于2014年在相同區(qū)域進(jìn)行調(diào)查,廈門黃厝潮下帶文昌魚密度為51.1 m-2,生物量為4.63 g·m-2,表明廈門海域和昌黎海域文昌魚資源量水平相近。造成調(diào)查結(jié)果差異的原因可能和采樣設(shè)備與資源估算方法有關(guān),有研究發(fā)現(xiàn)采用開口面積為0.05 m2的HNM型采泥器和采用面積為32 cm×34 cm的特制采樣鏟的調(diào)查結(jié)果相近,而采用0.1 m2抓斗式采泥器的方法可能導(dǎo)致文昌魚棲息密度和生物量偏低[25];采用常用大型底棲動(dòng)物密度估算方法和采用魚類資源估算方法得到的文昌魚棲息密度結(jié)果也存在差異[26]。筆者調(diào)查表明,2017年Ⅱ、Ⅲ齡青島文昌魚占優(yōu)勢(shì)地位,優(yōu)勢(shì)體重組為>20～40和0～20 mg,對(duì)比其他海域較新的文昌魚調(diào)查結(jié)果[25-26],發(fā)現(xiàn)昌黎海域青島文昌魚個(gè)體偏小,這也是其生物量較小的原因。對(duì)比春夏兩季調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn),青島文昌魚集中分布棲息地有向陸地一側(cè)遷移的趨勢(shì),尚需通過后續(xù)連續(xù)監(jiān)測(cè)驗(yàn)證這一結(jié)論的準(zhǔn)確性。

3.5 保護(hù)區(qū)文昌魚資源變化原因分析

昌黎自然保護(hù)區(qū)海域青島文昌魚資源變化主要是因?yàn)槠錀⒌踪|(zhì)環(huán)境改變所致[27]。青島文昌魚棲息底質(zhì)環(huán)境偏砂質(zhì),沉積物中0.5～0.063 mm粒徑砂含量占比超過80%,則屬于青島文昌魚最佳棲息環(huán)境[28]。周衛(wèi)彪等[29]研究發(fā)現(xiàn)適宜青島文昌魚生存的底質(zhì)環(huán)境分布變化與青島文昌魚的分布變化具有一致性,即青島文昌魚對(duì)最適宜生存的底質(zhì)環(huán)境具有趨向性。保護(hù)區(qū)海域青島文昌魚棲息地的形成得益于灤河輸沙沉積,近岸形成了以細(xì)砂、中細(xì)砂為主的平緩地帶[23]。近年來,灤河水利工程調(diào)蓄了灤河下游63.6%的徑流量,使其泥沙量減少99.3%[30],造成青島文昌魚棲息底質(zhì)砂源補(bǔ)充量不足,影響了青島文昌魚資源量;海上挖砂作業(yè)以及漁民采集“海腸子”活動(dòng)導(dǎo)致底質(zhì)砂量減少和底棲生境擾動(dòng),也對(duì)青島文昌魚造成威脅;昌黎海域近年來加速發(fā)展海上養(yǎng)殖,養(yǎng)殖病害及養(yǎng)殖貝類糞沉降也加劇了青島文昌魚棲息環(huán)境的改變[7]。上述人類活動(dòng)影響了青島文昌魚棲息環(huán)境,間接造成青島文昌魚資源量衰減。另外,筆者從數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)角度對(duì)青島文昌魚種群參數(shù)和大型底棲動(dòng)物種群參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)兩者并無明顯規(guī)律性相關(guān)關(guān)系,后續(xù)學(xué)者可以從其他角度對(duì)兩者關(guān)系進(jìn)行探究(如營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度)。近幾年青島文昌魚資源量有回升趨勢(shì),但生態(tài)恢復(fù)是一個(gè)緩慢的過程,需要重點(diǎn)關(guān)注青島文昌魚底質(zhì)環(huán)境的保護(hù)。

4 結(jié)論

(1)昌黎黃金海岸自然保護(hù)區(qū)春夏兩季分別鑒定出大型底棲動(dòng)物56和50種,種類組成均以環(huán)節(jié)動(dòng)物為主。春季大型底棲動(dòng)物平均棲息密度為86.92 m-2,平均生物量為8.49 g·m-2;夏季大型底棲動(dòng)物平均棲息密度87.30 m-2,平均生物量為13.77 g·m-2。大型底棲動(dòng)物棲息密度和生物量季節(jié)變化差異不大。

(2)青島文昌魚平均棲息密度為31.36 m-2,平均生物量為1.44 g·m-2。Ⅱ、Ⅲ齡青島文昌魚占優(yōu)勢(shì)地位,優(yōu)勢(shì)體重組為>20～40和0～20 mg。昌黎海域青島文昌魚個(gè)體偏小,且資源量呈減少趨勢(shì),棲息密度相比2001年峰值減少93%,主要原因是棲息底質(zhì)的改變。

(3)保護(hù)區(qū)海域大型底棲動(dòng)物春季可分為5個(gè)群組,夏季可分為2個(gè)群組,群組間相似性系數(shù)低。青島文昌魚種群參數(shù)與大型底棲動(dòng)物群落參數(shù)無明顯規(guī)律性相關(guān)關(guān)系。

(4)針對(duì)青島文昌魚資源量呈衰減趨勢(shì)提出以下建議:加強(qiáng)查處和制止保護(hù)區(qū)海域“偷沙”行為和“挖海腸子”等活動(dòng);禁止保護(hù)區(qū)周圍海洋工程的建設(shè);加強(qiáng)污染源的控制;加強(qiáng)昌黎海域青島文昌魚人工繁育、人工養(yǎng)殖技術(shù)和自然保護(hù)的技術(shù)和理論研究。

致謝:感謝昌黎黃金海岸國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理處對(duì)野外樣品采集提供幫助!