吳金浩，宋廣軍，韓家波，張玉鳳，印明昊，宋 倫

( 1.遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院，遼寧省海洋環(huán)境監(jiān)測總站，遼寧 大連 116023；2.大連市海洋與漁業(yè)局，遼寧 大連 116000 )

粒度是海洋沉積物的重要物理特性之一[1-2]。沉積物沉降后顆粒相對比較穩(wěn)定，沉積物粒度分布能夠反映沉積物物源、水動力條件以及搬運距離等特征信息，是判別沉積環(huán)境的重要指標。因而，開展沉積物粒度參數(shù)和物質(zhì)組成研究對于辨別水動力條件、判定沉積物遷移方式，區(qū)分沉積環(huán)境類型等方面具有重要意義[3]。眾多學(xué)者在沉積物粒度分布特征、黏土礦物方面的研究已取得較多成果，且主要集中在中國近海以及長江、黃河等主要河流河口等區(qū)域[4-6]，顯著改變潮流系統(tǒng)的大規(guī)模圍填海區(qū)域也已成為沉積物粒度研究的重點區(qū)域[7-8]。渤海老鐵山附近海域水深約50 m，是黃海海水進入渤海的主要通道，沉積物在強流作用下向北輸運，對渤海沉積地貌的形成產(chǎn)生了重要影響。而關(guān)于渤海沉積物粒度的研究則主要集中在渤海西部、南部以及中部等區(qū)域[9-11]，對渤海東部大連旅順口老鐵山附近海域沉積物粒度的研究鮮有報道。海洋沉積物由于粒徑大小、異質(zhì)性、密實性、穩(wěn)定性等不同，可為大型底棲生物提供多樣的棲息場所。海洋沉積物中的大型底棲生物物種多樣，數(shù)量大且分布廣泛，通常為近岸海域環(huán)境污染監(jiān)測的良好指標[12-13]；大型底棲生物與沉積物環(huán)境聯(lián)系緊密，海洋沉積物環(huán)境的變動，會直接影響底棲生物的生存和發(fā)展，不同沉積物類型對大型底棲生物的影響不同，沉積物粒度組成一定程度上會影響大型底棲生物的群落結(jié)構(gòu)[14-16]。大型底棲生物物種豐富度在不同粒徑組成的沉積物環(huán)境中較高[17]，密實的沉積物環(huán)境中物種多樣性要小于松散的沉積物環(huán)境，底棲生物密度和物種數(shù)隨著底質(zhì)的穩(wěn)定性增加而增大[18-19]，沉積物粒度可較好地解釋這一系列底棲生物的生態(tài)特點。因此，粒度與大型底棲生物相互關(guān)系的研究也越來越受到重視[20-23]。

筆者嘗試通過對大連旅順口老鐵山附近的渤海海域高密度站位表層沉積物粒度與大型底棲生物調(diào)查，獲得表層沉積物類型、粒度參數(shù)的分布特征以及大型底棲生物的數(shù)量特征，進而討論不同沉積物粒度類型對大型底棲生物群落的影響，以期為大連旅順口海域漁業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境監(jiān)控提供基礎(chǔ)資料和參考。

1 材料與方法

1.1 區(qū)域站位與分析方法

研究區(qū)域位于大連旅順口老鐵山附近的渤海海域，2017年8月利用靜力采泥器對該海域進行了表層沉積物與大型底棲生物調(diào)查取樣，共設(shè)置100個站位(圖1)。

圖1 渤海老鐵山海域調(diào)查站位

樣品采集后做好現(xiàn)場描述、編號，放入聚乙烯袋中，密封保存。沉積物粒度及粒度參數(shù)分析按照《海洋調(diào)查規(guī)范》中的規(guī)定進行，取大約1 g樣品，加入適量純凈水、0.5 mol/L的六偏磷酸鈉溶液5 mL，浸泡樣品24 h，并每隔8 h輕攪1次，而后使用激光粒度儀(Mastersizer3000，英國馬爾文公司)進行粒度分析，測量前使用其內(nèi)部的超聲波振蕩器對加入的樣品進行分散，時間為30 s。測量范圍為0.02～2000 μm，分析誤差±2%。

大型底棲生物調(diào)查方法參照《海洋調(diào)查規(guī)范》進行，靜力采泥器采樣面積為0.1 m2，每個站位采樣1～2次，現(xiàn)場淘洗沉積物樣品，過篩(上層篩孔徑2.0 mm，中層篩孔徑1.0 mm，下層篩孔徑0.5 mm)，挑選出的全部樣品用5%中性甲醛固定，帶回實驗室進行分析鑒定。室內(nèi)樣品的質(zhì)量稱量、計數(shù)和資料分析整理均按照國家標準《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T 12763—2007)進行。

1.2 數(shù)據(jù)處理

沉積物粒度分析粒級標準采用尤登—溫德華氏等比制Ф值粒級標準；采用?？恕值鹿絒24]計算平均粒徑、中值粒徑、分選系數(shù)、偏態(tài)系數(shù)和峰態(tài)系數(shù)等粒度參數(shù)。

物種多樣性指數(shù)是用簡單的數(shù)值表示群落內(nèi)種類多樣性的程度，用來判斷群落或生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性指標[25]。多樣性指數(shù)，用來估算群落多樣性的高低，是反映物種豐富度和均勻度的綜合指標；均勻度指數(shù)，是物種多樣性測度指數(shù)之一，反映的是各物種個體數(shù)目分配的均勻程度；豐富度指數(shù)，是物種多樣性指數(shù)另一個測度，用來反應(yīng)一定空間范圍內(nèi)物種的數(shù)目。根據(jù)大型底棲生物的特點以及取樣鑒定數(shù)據(jù)，筆者采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)、Pielou均勻度指數(shù)(E)和Simpson豐富度指數(shù)(D)對老鐵山海域大型底棲生物群落進行分析，計算公式如下：

E=H′/log2S

D=(S-1)/log2N

式中，Pi為第i種大型底棲生物個體數(shù)占大型底棲生物總個體數(shù)的百分比，N為大型底棲生物總個體數(shù)，S為種類數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 沉積物粒度分布特征

利用?？顺练e物分類法進行了沉積物類型劃分[26]，結(jié)果表明，研究區(qū)域沉積物粒度分為砂、砂質(zhì)粉砂、粉砂質(zhì)砂、黏土質(zhì)粉砂、黏土—粉砂—砂、黏土—砂—粉砂、砂—黏土—粉砂等7種類型(圖2)，以砂、黏土質(zhì)粉砂、粉砂質(zhì)砂為主，礫石的分布范圍較小，主要出現(xiàn)在老鐵山水道的近岸海域。砂出現(xiàn)頻率最多，在研究區(qū)域南側(cè)海域大量分布，老鐵山水道從此經(jīng)過，水動力活躍特征明顯；黏土質(zhì)粉砂，主要分布在研究區(qū)域的近岸海灣內(nèi)以及北部海域；粉砂質(zhì)砂則多分布于研究區(qū)域西側(cè)海域；砂質(zhì)粉砂則在研究區(qū)域中部分布，同時砂和砂質(zhì)粉砂兩種類型的沉積物在研究區(qū)域北側(cè)也有分布；黏土—粉砂—砂、黏土—砂—粉砂、砂—黏土—粉砂在研究區(qū)域內(nèi)零星分布。

本次調(diào)查表層沉積物各粒徑含量統(tǒng)計見表1。研究區(qū)內(nèi)含礫樣品較少，僅有4個站位出現(xiàn)，且含量小于2%；各類型砂含量為5.04%～99.98%，均值為40.74%；粉砂含量為0.00%～69.53%，均值為41.10%；黏土含量為0.00%～32.53%，均值為18.45%。砂含量低值區(qū)(<30%)主要分布在旅順口區(qū)近岸海域，向西南外海方向含量逐漸增加至50%以上，最高值出現(xiàn)在站位52附近。粉砂含量高值區(qū)(>50%)和黏土含量高值區(qū)(>20%)集中分布在近岸海域，二者分布趨勢一致，且與砂含量的分布趨勢大致相反。

圖2 調(diào)查區(qū)沉積物類型分布

2.2 沉積物粒度參數(shù)

本次調(diào)查海域各站位表層沉積物粒度參數(shù)值見表1。研究區(qū)域內(nèi)表層沉積物平均粒徑為2.22Φ～6.74Φ，均值為5.00Φ。高值出現(xiàn)在旅順口區(qū)近岸海域范圍，表明沉積物粒徑較小，顆粒較細，且研究區(qū)域北部在站位21及31～36的海域范圍內(nèi)粒徑達到極小值；離岸平均粒徑逐漸增大，顆粒變粗，表明該海域水動力逐漸增強，沉積物顆粒在站位52附近最粗。調(diào)查區(qū)內(nèi)表層沉積物中值粒徑為2.16Φ～6.75Φ，均值為4.54Φ。整體趨勢特征與平均粒徑一致，高值同樣位于旅順口區(qū)海域北部，表層沉積物粒徑較小，顆粒較細，水動力相對較弱；離岸沉積物粒徑普遍變大，顆粒變粗，由站位29、38、39、52、64、71、82構(gòu)成了條帶狀的低值分布區(qū)域，水動力顯著增強。研究區(qū)域內(nèi)表層沉積物分選系數(shù)變化為0.57～2.89，均值為2.37。研究區(qū)域內(nèi)站位4和52分選系數(shù)分別為0.66和0.57，分選較好，粒度組分為砂，顆粒較粗；除此之外，整體分選差，分選系數(shù)均在2以上。研究區(qū)域表層沉積物粒度偏態(tài)為-0.19～0.71，均值為0.29。近岸海域北部和中部沉積物粒度偏態(tài)滿足-0.1<偏態(tài)<+0.1，屬于近對稱；外海部分沉積物粒度偏態(tài)>0.3，屬于極正偏，海域面積相對較大。由近岸到外海，顆粒逐漸變粗。調(diào)查區(qū)內(nèi)表層沉積物粒度峰態(tài)系數(shù)最小值為0.63，最大值為2.63，均值0.69。整個研究區(qū)域內(nèi)峰態(tài)系數(shù)值集中在0.63～1.11，峰型屬于平坦至中等；高值零星分布在站位15、38、93和100附近，峰型較為尖銳。

表1 調(diào)查海域表層沉積物粒度參數(shù)值統(tǒng)計

2.3 大型底棲生物群落組成與結(jié)構(gòu)特征

本次研究區(qū)域內(nèi)共調(diào)查采集到大型底棲生物11門83種(表2)，其中環(huán)節(jié)動物門28種，占總種數(shù)的33.7%；軟體動物門26種，占總種數(shù)的31.3%；節(jié)肢動物門10種，占總種數(shù)的12.0%；棘皮動物門6種，占總種數(shù)的7.2%；刺胞動物門5種，占總種數(shù)的6.0%；螠蟲動物門2種，占總種數(shù)的2.4%；腕蟲動物門2種，占總種數(shù)的2.4%；脊索動物門、多孔動物門、紐形動物門、線蟲動物門各1種，各占總種數(shù)的1.2%。

研究海域內(nèi)大型底棲生物平均密度為129.2個/m2。其中環(huán)節(jié)動物門密度最大，平均為69.4個/m2。其他門類依次為：軟體動物門平均密度為24.0個/m2；棘皮動物門平均密度為11.8個/m2；節(jié)肢動物門平均密度為7.9個/m2；紐形動物門平均密度為8.1個/m2；多孔動物門平均密度為3.7個/m2；刺胞動物門平均密度為3.0個/m2；螠蟲動物門平均密度1.11個/m2；脊索動物門平均密度0.32 個/m2；線蟲動物門和腕足動物門密度非常低，僅在個別站位采集到。

研究海域大型底棲生物平均生物量為53.6 g/m2。其中棘皮動物門生物量最大，平均為19.9 g/m2。其他門類依次為：環(huán)節(jié)動物門平均生物量為10.9 g/m2；軟體動物門平均生物量為9.4 g/m2；刺胞動物門平均生物量為6.3 g/m2；節(jié)肢動物門平均生物量為2.4 g/m2；紐形動物門平均生物量為0.7 g/m2；多孔動物門平均生物量為1.8 g/m2；螠蟲動物門平均生物量為2.0 g/m2；脊索動物門、線蟲動物門和腕足動物門平均生物量則非常低。

本次調(diào)查出現(xiàn)頻率最多的大型底棲生物為中華倍棘蛇尾(Amphioplussinicus)、日本角吻沙蠶(Goniadajaponica)、歐文蟲(Oweniafusformis)、異足索沙蠶(Lumbrinerisheteropoda)、螺旋原細首紐蟲(Procephalothrixspiralia)、短葉索沙蠶(Lumbrinerislatreilli)、豆形短眼蟹(Xenophtnalmnspinnotheroides)、日本毛壺(Grantianipponica)等種類。

2.4 沉積物粒度分布與大型底棲生物群落關(guān)系分析

2.4.1 沉積物粒度與大型底棲生物種類分布的關(guān)系

不同的沉積物粒度類型中大型底棲生物的分布種類不同，其中沉積物粒度類型為粉砂質(zhì)砂和砂質(zhì)粉砂的種類最多，分布數(shù)量各為38種，多為環(huán)節(jié)動物門、軟體動物門；其次為黏土質(zhì)粉砂，種類分布數(shù)量共35種，多為環(huán)節(jié)動物門、節(jié)肢動物門以及軟體動物門；沉積物粒度類型為黏土—砂—粉砂的種類分布數(shù)量共33種，多以環(huán)節(jié)動物門和軟體動物門為主；沉積物粒度類型為砂的種類分布數(shù)量共23種；沉積物粒度類型為砂—黏土—粉砂的種類分布數(shù)量共14種，以環(huán)節(jié)動物門為主；沉積物粒度類型為黏土—粉砂—砂的種類分布數(shù)量共8種(表2)。

表2 調(diào)查區(qū)域不同沉積物類型中大型底棲生物種類名錄

續(xù)表2

門 種沉積物粒度類型砂粉砂質(zhì)砂黏土—粉砂—砂砂質(zhì)粉砂黏土—砂—粉砂砂—黏土—粉砂黏土質(zhì)粉砂環(huán)節(jié)動物門異足索沙蠶L.heteropoda+++++++++++++++++圓頭索沙蠶L.inflate+多眼蟲Polyophthalmuspictus+黑斑多齒磷蟲Polyodontesmelanonotus++紅角沙蠶Ceratonereiserythraeensis++膠管蟲Myxicolainfundibulum+++燐蟲Chaetopterusvarieopedatus+米列蟲Melinnacristata+歐文蟲Oweniafusformis+++++++++++++++++巧言蟲Eulaliaviridis++++琴蟄蟲Laniceconchilega+日本角吻沙蠶Goniadajaponica+++++++++++++++++++沙枝軟鰓海蛹Euzonusdillonensis+++絲鰓蟲Cirratuluscirratus+絲異須蟲Heteromastusfiliformis+蜈蚣歐努菲蟲Onuphisgeophiliformis++++五島短脊蟲Asychisgotoi+西方似蟄蟲Amaeanaoccidentalis+++小頭蟲Capitellacapitata++++有盾海扇蟲Pherusaparmata+++++長吻沙蠶Glycerachirori++++中阿曼吉蟲Armandiaintermedia++

續(xù)表2

門 種沉積物粒度類型砂粉砂質(zhì)砂黏土—粉砂—砂砂質(zhì)粉砂黏土—砂—粉砂砂—黏土—粉砂黏土質(zhì)粉砂棘皮動物門斑紋沙雞子Phyllophorusmaculatus+棘刺錨參Protankyrabidentata+司氏蓋蛇尾Stegophiurasladeni++++小雙鱗蛇尾Amphipholissquamata+心形海膽Echinocardiumcordatum+++++中華倍棘蛇尾Amphioplussinicus++++++++++++++++++++++++節(jié)肢動物門豆形短眼蟹Xenophtnalmnspinnotheroides++++++++++++葛氏長臂蝦Palaemongravieri++泥足隆背蟹Carcinoplaxvestitus+日本鼓蝦Alpheusjaponicus++日本浪漂水虱Cirolanajaponesis++++日本諾關(guān)公蟹Nobilumjaponicum+雙眼鉤蝦Ampeliscasp.++++++++細螯蝦Leptochelagracilis++++中國毛蝦Aceteschinensis++++中華近方蟹Hemigrapsussinensis+紐形動物門螺旋原細首紐蟲Procephalothrixspiralia++++++++++++++++++刺胞動物門高令細指海葵Metridiumsenile+海仙人掌Cavernularia+++黃?？鸄nthopleuraxanthogrammica+太平洋側(cè)花?？鸄.pacifica++水螅++++++

續(xù)表2

門 種沉積物粒度類型砂粉砂質(zhì)砂黏土—粉砂—砂砂質(zhì)粉砂黏土—砂—粉砂砂—黏土—粉砂黏土質(zhì)粉砂軟體動物門半褶織紋螺Nassarius(Zeuxis)semiplicatus+扁球光殼螺Lissotestaoblata++扁玉螺Neveritadidyma+++朝鮮筍螺Terebrakoreana+++脆殼理蛤Theorafragilis+++++++東方縫棲蛤Hiatellaorientalis++++++耳口露齒螺Ringiculadoliaris++肥大細口螺Colsyrnolaornata++古明圓蛤Cycladicamacumingi++++++海灣扇貝Argopectenirradians+黑田短口螺Brachystomiakurodai+環(huán)溝筍螺Terebrabellanodosa++黃短口螺Inquistorflavidula+尖高旋螺Acrillaacuminata++江戶明櫻蛤Moerellajedoensis+++++++角杯阿地螺Cylichnatysangustus+口馬麗口螺Calliostomakoma+蠟臺北方耳螺Boreotrophoncandelabrum+凸殼肌蛤Musculussenhousei+文雅罕愚螺Onobaelegantula+顯天窗Puncturellanobilis+小刀蟶Cultellusattenuatus+醒目云母蛤Yoldianotabilis++++

續(xù)表2

門 種沉積物粒度類型砂粉砂質(zhì)砂黏土—粉砂—砂砂質(zhì)粉砂黏土—砂—粉砂砂—黏土—粉砂黏土質(zhì)粉砂軟體動物門秀麗波紋蛤Raetellopspulchella+++貞潔菖蒲螺Vexillumvirgo+紫貽貝Mytilusgalloprovincialis+腕足動物門鏟形海豆芽Lingulidaunguis+酸漿貝Terebratellacoreanica++線蟲動物門中華瘤線蟲Oncholaimussinensis++++螠蟲動物門短吻鏟莢螠Listriolobusbrevirostris++多皺無吻螠Arhynchiterugosum+

注：+為某種底棲生物有分布，+的數(shù)量即該底棲生物出現(xiàn)的次數(shù).

本次調(diào)查研究表明，粉砂質(zhì)砂類型的沉積物中底棲生物平均種類數(shù)為2.9種，黏土—粉砂—砂類型的沉積物中底棲生物平均種類數(shù)為4.0種，黏土—砂—粉砂類型沉積物中底棲生物平均種類數(shù)為4.1種，黏土質(zhì)粉砂類型沉積物中底棲生物平均種類數(shù)為2.3種，砂類型的沉積物中底棲生物平均種類數(shù)為2.4種。底棲生物群落并不是簡單根據(jù)底質(zhì)狀況劃分，而是同沉積物粒度中值粒徑和分選度等參數(shù)密切相關(guān)(圖3)，由圖3可見，隨著沉積物粒度中值粒徑的增大，不同粒度類型沉積物中底棲生物種類的數(shù)量呈現(xiàn)M型波動，研究區(qū)域沉積物粒徑過大或過小均不利于底棲生物種類數(shù)的增加，而黏土—粉砂—砂和黏土—砂—粉砂兩種類型的沉積物相對來說適宜更多種大型底棲生物生活。

圖3 不同粒度類型沉積物中大型底棲生物種類與沉積物中值粒徑的關(guān)系

2.4.2 沉積物粒度與大型底棲生物密度和生物量的關(guān)系

各門類大型底棲生物密度分布，從粒度類型上看，環(huán)節(jié)動物在砂—黏土—粉砂類型沉積物中密度最大，在砂和黏土—粉砂—砂中則相對密度偏小。軟體動物門在黏土質(zhì)粉砂中密度最大，而在砂—黏土—粉砂中密度最小。其他門類中，棘皮動物門在黏土—粉砂—砂中密度最大，黏土質(zhì)粉砂中密度最??；節(jié)肢動物門則與棘皮動物門不同，其在黏土質(zhì)粉砂中密度最大，而在黏土—粉砂—砂中密度最?。患~形動物門在黏土質(zhì)粉砂中密度最大，在砂—黏土—粉砂以及黏土—粉砂—砂中均未采集到；多孔動物門主要集中在黏土質(zhì)粉砂中；刺胞動物門在不同粒度類型沉積物中的密度相差不大；螠蟲動物門在黏土—砂—粉砂中的密度相對較大；脊索動物門僅在黏土質(zhì)粉砂中有采集到。

各門類大型底棲生物生物量分布，在不同粒度類型沉積物中差異較大，棘皮動物在黏土—粉砂—砂中生物量最大，環(huán)節(jié)動物門在各粒度類型沉積物中生物量相對比較均勻；軟體動物門在黏土質(zhì)粉砂中生物量最大，而在砂—黏土—粉砂中生物量最??；刺胞動物門在砂質(zhì)粉砂和黏土—砂—粉砂中生物量相對較大，在砂中生物量最??；節(jié)肢動物門在黏土質(zhì)粉砂中生物量最大；紐形動物門在黏土質(zhì)粉砂中生物量最大；多孔動物門與紐形動物門類似，在黏土質(zhì)粉砂中生物量最大；螠蟲動物門則在黏土—砂—粉砂中生物量最大。

不同沉積物粒度類型中大型底棲生物的密度和生物量統(tǒng)計見表3。由本次調(diào)查的大型底棲生物總的密度水平可見，粒度類型為黏土—砂—粉砂的沉積物中大型底棲生物的密度平均值最大，為196.2 個/m2，而砂質(zhì)沉積物中大型底棲生物的密度最小，為61.0個/m2。大型底棲生物的密度平均值表現(xiàn)為黏土—砂—粉砂>黏土質(zhì)粉砂>砂質(zhì)粉砂>砂—黏土—粉砂>粉砂質(zhì)砂>黏土—粉砂—砂>砂。由底棲生物總的生物量分布可見，粒度類型為黏土—粉砂—砂的沉積物中大型底棲生物的生物量平均值最大，為147.0 g/m2，多為棘皮動物門，而粒度類型為砂—黏土—粉砂的沉積物中大型底棲生物的生物量平均值最小，為14.4 g/m2，多以環(huán)節(jié)動物門為主；大型底棲生物的生物量平均值大體表現(xiàn)為黏土—粉砂—砂>粉砂質(zhì)砂>黏土質(zhì)粉砂>砂質(zhì)粉砂>黏土—砂—粉砂>砂>砂—黏土—粉砂。

研究區(qū)域內(nèi)不同粒度類型沉積物中的大型底棲生物密度平均值與沉積物中值粒徑Φ值線性擬合的結(jié)果顯示二者呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性(r=0.78，P=0.04)，沉積物中值粒徑Φ值越小，沉積物顆粒越大，大型底棲生物密度越小，反之，沉積物中值粒徑Φ值越大，沉積物顆粒越小，大型底棲生物密度越大(圖4)。沉積物粒度的變化對于大型底棲生物量的影響不明顯。

表3 不同沉積物類型中大型底棲生物的密度和生物量

圖4 不同粒度類型沉積物中大型底棲生物密度與沉積物中值粒徑Φ值的關(guān)系

2.4.3 沉積物粒度與大型底棲生物多樣性指數(shù)關(guān)系

不同沉積物粒度類型的底棲生物多樣性指數(shù)見表4。由表4可見，底棲生物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)表現(xiàn)為砂質(zhì)粉砂>黏土—砂—粉砂>粉砂質(zhì)砂>砂>黏土質(zhì)粉砂>黏土—粉砂—砂>砂—黏土—粉砂；底棲生物Pielou均勻度指數(shù)表現(xiàn)為黏土—粉砂—砂>砂>粉砂質(zhì)砂>砂質(zhì)粉砂>黏土—砂—粉砂>砂—黏土—粉砂>黏土質(zhì)粉砂；底棲生物Simpson豐富度指數(shù)則表現(xiàn)為黏土—砂—粉砂>砂質(zhì)粉砂>粉砂質(zhì)砂>黏土質(zhì)粉砂>砂>砂—黏土—粉砂>黏土—粉砂—砂。

3 討 論

3.1 沉積物粒度類型對大型底棲生物種類組成的影響

海洋底質(zhì)組成相對比較復(fù)雜，不同區(qū)域沉積物中巖石、礫石、泥沙等比例往往相差很大，不同沉積物類型對大型底棲生物種類的影響也不同，刺胞動物、多毛類、甲殼類、軟體動物、棘皮動物等均具有選擇底質(zhì)的特點，一些幼蟲期游泳能力較強的大型底棲生物經(jīng)常以密集的群體本能地尋找適宜的底質(zhì)環(huán)境[20]。盡管沉積物類型不是決定生物分布的唯一因子，但顯然能夠影響到海洋生物的棲息分布[27]。由幾個主要門類大型底棲生物總種類分布可見，環(huán)節(jié)動物門種類分布廣泛，在各個沉積物類型中均有分布，砂質(zhì)粉砂中環(huán)節(jié)動物門種類最多，為15種，黏土—粉砂—砂類型沉積物中種類最少，為2種，其中優(yōu)勢種類短葉索沙蠶、異足索沙蠶、日本角吻沙蠶、歐文蟲等隨粒度梯度分布較為廣泛，日本角吻沙蠶、歐文蟲在各粒度梯度中均有分布，但短葉索沙蠶、異足索沙蠶在黏土—粉砂—砂和砂—黏土—粉砂類型沉積物中未采集到，沙質(zhì)軟泥有利于多毛類生長[28]，但從更細的分選尺度來看，不同種類對不同粒度類型沉積物環(huán)境仍有一定選擇性。軟體動物門在粉砂質(zhì)砂類型中種類最多，達11種，在砂質(zhì)粉砂和黏土—砂—粉砂類型中次之，均有10種，在砂—黏土—粉砂類型中最少，僅2種；而節(jié)肢動物門的種類主要分布在黏土質(zhì)粉砂和砂質(zhì)粉砂類型沉積物中，分別為7種和6種，在黏土—粉砂—砂中未采集到節(jié)肢動物門的種類。這兩個門類的大型底棲生物對不同粒度類型沉積物環(huán)境的選擇性更為明顯。棘皮動物門種類多為底上型底棲生物，對沉積物環(huán)境選擇性不強，其中中華倍棘蛇尾在調(diào)查區(qū)域分布范圍廣、數(shù)量多，在除黏土質(zhì)粉砂外的各類型沉積物中均有分布，其對沉積物類型的適宜性較強。紐形動物門中僅發(fā)現(xiàn)螺旋原細首紐蟲1種，但其分布較廣，在不同粒度類型沉積物中均有分布。

表4 不同沉積物粒度類型中大型底棲生物的多樣性指數(shù)

3.2 沉積物粒度類型與大型底棲生物密度、生物量的相關(guān)性

由于研究區(qū)域北部沉積物粒度類型多為黏土—砂—粉砂以及黏土質(zhì)粉砂，沉積物顆粒偏細，底質(zhì)相對松軟，沉積物里的礦物質(zhì)吸附著大量有機物和微生物，營養(yǎng)物質(zhì)含量往往比較高，可以為潛居于此的底棲生物，如環(huán)節(jié)動物門、棘皮動物門等提供豐富的餌料[29]，該區(qū)域大型底棲生物棲息密度相對較大，而上述底質(zhì)環(huán)境中的大型底棲生物量卻低于粉砂質(zhì)砂和黏土—粉砂—砂的生物量。軟體動物在西南部海域的黏土—砂—粉砂的沉積物中的生物密度遠高于其他類型的沉積物；對于節(jié)肢動物門、紐形動物門而言，其不同粒度類型沉積物中的密度與生物量呈顯著的正相關(guān)性，且主要分布在東北部近岸海域，該區(qū)域靠近海岸，水動力穩(wěn)定，有豐富的餌料隨河流輸入，有利于該類大型底棲生物的生存和繁殖，因此，其生物密度和生物量均比較高。刺胞動物門的生物密度在不同粒度類型的沉積物中相差不大，但在砂質(zhì)粉砂和黏土—砂—粉砂類沉積物中的生物量卻明顯高于其他類型；其他大型底棲生物采集到的站位較少，沉積物粒度類型與密度、生物量的相關(guān)性不明顯。

3.3 沉積物粒度類型對大型底棲生物多樣性的影響

物種組成的多少及每個物種個體的數(shù)量是衡量生物群落多樣性的基礎(chǔ)，故多樣性指數(shù)并非單指物種數(shù)量的多寡，各個物種間的均勻程度也是衡量多樣性的重要因素。研究結(jié)果表明，不同粒度的沉積物中大型底棲生物多樣性指數(shù)也存在一定差異，研究區(qū)域內(nèi)不同粒度類型沉積物中大型底棲生物均勻度指數(shù)與沉積物中值粒徑Φ值線性擬合的結(jié)果顯示，二者呈現(xiàn)顯著的負相關(guān)性(r=-0.98，P=0.001)，沉積物中值粒徑Φ值越小，沉積物顆粒越大，大型底棲生物均勻度越高，而沉積物中值粒徑Φ值越大，沉積物顆粒越小，大型底棲生物均勻度越低。另一方面，研究區(qū)域遠離近岸，沉積物粒徑相對差異不大，缺乏集群分布的種類，優(yōu)勢種的優(yōu)勢程度不高，因而沉積物粒度對大型底棲生物多樣性指數(shù)的影響規(guī)律不明顯。

海洋環(huán)境的多變以及水動力過程的復(fù)雜變化決定了影響大型底棲生物群落的因素眾多，底質(zhì)環(huán)境中溫度、氧化還原電位、鹽度、pH、光照、潮汐、營養(yǎng)鹽以及有機質(zhì)含量等均會影響大型底棲生物的分布[30-32]。除此之外，沉積物粒度可通過影響底質(zhì)的有機質(zhì)含量及底棲生物活動而影響其分布，Muniz等[33]研究表明，沉積物類型是影響巴西S?o Sebasti?o海峽多毛類群落分布的主要因素；王金葉等[34]研究表明，蛤蜊崗文蛤(Meretrixmeretrix)分布與底質(zhì)粒度呈極顯著的負相關(guān)關(guān)系；趙永強等[35]也通過研究指出，椒江河口灘涂貝類分布與沉積物粒度存在較大相關(guān)性。本研究通過分析沉積物粒度組成與大型底棲生物的關(guān)系，進一步表明研究區(qū)域大型底棲生物群落分布對于沉積物粒度類型具有一定的敏感性，沉積物粒度類型在一定程度上可以影響大型底棲生物的種類組成、生物密度、生物量以及生物多樣性等。本次調(diào)查研究區(qū)域受水深浪急等客觀條件影響以及采樣方法局限，所采集的大型底棲生物代表性受到一定影響，對于該區(qū)域沉積物粒度分布以及其對大型底棲生物的影響仍需進一步深入研究。