劉連為,隋宥珍,蔣日進(jìn),徐開達(dá),朱文斌,周永東
(浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所,浙江省海洋水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重點(diǎn)漁場漁業(yè)資源科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站,浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江舟山 316021)
舟山漁場自然環(huán)境優(yōu)良,魚類物種豐富,是我國重要的天然近海漁場。江河徑流的注入及沿岸流與臺灣暖流的交匯帶來豐富的營養(yǎng)物質(zhì),使該海域水質(zhì)肥沃、餌料生物豐富,成為多種水生生物的復(fù)合產(chǎn)卵場與育幼場。分布于產(chǎn)卵場、育幼場的魚卵、仔稚魚作為魚類資源的補(bǔ)充群體,是魚類資源可持續(xù)發(fā)展的根本,其種類組成和數(shù)量分布是評估該海域親魚資源量、魚類資源補(bǔ)充量最直接有效的數(shù)據(jù)資料。近幾十年來,隨著海洋捕撈強(qiáng)度的增大及產(chǎn)卵場、育幼場生態(tài)環(huán)境的破壞,舟山漁場重要經(jīng)濟(jì)魚類資源已經(jīng)嚴(yán)重衰退,幼魚資源破壞嚴(yán)重[1]。因此,開展產(chǎn)卵場、育幼場保護(hù)與重建、產(chǎn)卵親體及幼魚資源保護(hù)與恢復(fù)工作迫在眉睫,這也是舟山漁場修復(fù)振興的重要舉措,而摸清該海域魚卵、仔稚魚的種類組成及其數(shù)量分布是保障其順利實(shí)施的研究基礎(chǔ)。
目前,舟山漁場局部海域魚卵、仔稚魚群落結(jié)構(gòu)特征已有報道[2-5],而魚卵、仔稚魚大范圍面上調(diào)查距今已有十多年[6]。為全面掌握舟山漁場魚卵、仔稚魚種類組成與數(shù)量分布現(xiàn)狀,本研究通過魚類產(chǎn)卵高峰期(春季)連續(xù)采集魚卵、仔稚魚樣本,采用DNA條形碼(DNA barcode)技術(shù)[7-9],結(jié)合形態(tài)學(xué)方法及歷史調(diào)查資料對其鑒定,從而更加科學(xué)地評估該海域產(chǎn)卵親體與幼魚的現(xiàn)有資源量,為舟山漁場修復(fù)振興提供技術(shù)支持。
在舟山漁場4 個典型海域各設(shè)置3 個調(diào)查站位(表1、圖1),于2017-2019 年4-5 月進(jìn)行魚卵、仔稚魚調(diào)查,樣品采集及固定保存根據(jù)《海洋生物生態(tài)調(diào)查技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行。采用口徑80 cm、長280 cm 的大型浮游生物網(wǎng),在海域表層水平拖網(wǎng)10 min,拖速2 kn,網(wǎng)口系流量計(jì)以計(jì)算濾水量。
圖1 調(diào)查站位圖Fig.1 Sampling station of ichthyoplankton
表1 調(diào)查站位經(jīng)緯度Tab.1 Longitude and latitude of sampling station
樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后分揀出魚卵、仔稚魚,在解剖鏡下根據(jù)魚卵、仔稚魚的形態(tài)特征進(jìn)行初步鑒定和計(jì)數(shù),種類盡可能鑒定到最低分類等級。仔稚魚參考《日本產(chǎn)稚魚圖鑒》[10]進(jìn)行鑒定,魚卵及不確定種類的仔稚魚采用DNA 條形碼技術(shù)鑒定,PCR 引物為國際上通用的線粒體DNA CO I 基因片段擴(kuò)增引物,COIF:5'-TCAACCAACCACAAAGACATTGGCAC-3';COIR:5'-TAGACTTCTGGGTGGCCAAAGAATCA-3'[7]。PCR擴(kuò)增反應(yīng)體系參照陳永久等[11],退火溫度為59 ℃,以ddH2O 代替模板DNA 做陰性對照。PCR 產(chǎn)物純化后連接到載體,轉(zhuǎn)化到大腸桿菌中,采用PCR 擴(kuò)增法篩選陽性克隆進(jìn)行測序。通過BioEdit 軟件對測序結(jié)果進(jìn)行人工校對后與NCBI 數(shù)據(jù)庫比對,結(jié)合形態(tài)學(xué)方法及歷史調(diào)查資料確定種類。
(1)相對重要性指數(shù)
魚卵與仔稚魚的優(yōu)勢種根據(jù)各個種的相對重要性指數(shù)IRI(index of relative importance)來確定:IRI=N%×F%×10 000。式中,N%為某一種魚卵與仔稚魚豐度占總豐度的百分比;F%為某一種魚卵與仔稚魚出現(xiàn)的站位數(shù)占總調(diào)查站位的百分比。定義IRI>1 000 為優(yōu)勢種,100<IRI<1 000 為重要種。
(2)群落多樣性分析
采用馬格利夫多樣性指數(shù)(margalef diversity index,D)、香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)(Shannon-Wiener Index,H′)、皮諾均勻度指數(shù)(pielou′s evenness index,J′)計(jì)算魚卵、仔稚魚群落多樣性,計(jì)算公式為:
式中:
S——為魚卵、仔稚魚種類總數(shù);
N——為魚卵、仔稚魚總個體數(shù);
ni——為第i 種魚卵、仔稚魚的個體數(shù)占群落中總個體數(shù)的比例。
2017-2019 年4-5 月共采集魚卵4 144 粒,仔稚魚785 尾。共鑒定出魚卵、仔稚魚40 種,隸屬于10 目27 科,有1 種鑒定到目,1 種鑒定到科,9 種鑒定到屬(表2、表3)。其中,鱸形目種類最多,為12 科19 種,占47.50%;鰈形目次之,為3 科5 種,占12.50%;鯡形目為3 科4 種,鲉形目為2 科4 種,均占10.00%;鰻鱺目為2 科2 種,鯔形目為1 科2 種,均占5.00%;燈籠魚目、仙女魚目、鲀形目與鲀形目均為1 科1 種。鑒定出魚卵25 種,隸屬于7 目19 科,有5 種鑒定到屬;鑒定出仔稚魚21 種,隸屬于8 目16 科,有1 種鑒定到目,1 種鑒定到科,3 種鑒定到屬。
表2 2017-2019 年4-5 月舟山漁場魚卵、仔稚魚采集數(shù)量及鑒定種類數(shù)Tab.2 Abundance and species number of ichthyoplankton in Zhoushan fishing ground from April to May among 2017 and 2019
表3 2017-2019 年4-5 月舟山漁場魚卵、仔稚魚的種類組成Tab.3 Species composition of ichthyoplankton in Zhoushan fishing ground from April to May among 2017 and 2019
續(xù)表
2017 年4 月,共采集魚卵39 粒,仔稚魚473 尾。鑒定出魚卵、仔稚魚14 種,隸屬于6 目12 科,有2 種鑒定到屬。其中,魚卵6 種,隸屬于5 目6 科,2 種鑒定到屬;仔稚魚9 種,隸屬于5 目8 科。5 月,共采集魚卵355 粒、仔稚魚27 尾。鑒定出魚卵、仔稚魚13 種,隸屬于7 目12 科,有3 種鑒定到屬。其中,魚卵10 種,隸屬于6 目10 科,2 種鑒定到屬;仔稚魚3 種,隸屬于3 目3 科,有1 種鑒定到屬。
2018 年4 月,共采集魚卵12 粒、仔稚魚67 尾。鑒定出魚卵、仔稚魚12 種,隸屬于5 目11 科。其中,魚卵4 種,隸屬于3 目4 科;仔稚魚8 種,隸屬于5 目8 科。5 月,共采集魚卵1 641 粒、仔稚魚41 尾。鑒定出魚卵、仔稚魚18 種,隸屬于7 目15 科,有1 種鑒定到科,2 種鑒定到屬。其中,魚卵12 種,隸屬于5 目11科,有2 種鑒定到屬;鑒定出仔稚魚8 種,隸屬于5 目8 科,有1 種鑒定到科。
2019 年4 月,共采集魚卵38 粒、仔稚魚46 尾。鑒定出魚卵、仔稚魚16 種,隸屬于6 目12 科。其中,魚卵7 種,隸屬于4 目6 科;仔稚魚9 種,隸屬于4 目6 科。5 月,共采集魚卵2 059 粒、仔稚魚131 尾。鑒定出魚卵、仔稚魚22 種,隸屬于9 目16 科,有1 種鑒定到目,5 種鑒定到屬。其中,魚卵16 種,隸屬于7 目13科,3 種鑒定到屬;仔稚魚9 種,隸屬于6 目7 科,有1 種鑒定到目,2 種鑒定到屬。
2017 年4 月,各站位魚卵豐度為0~3.15 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在D3 站位,平均值為0.84 ind·100-1·m-3。各站位仔稚魚豐度為0.16~96.18 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在C3 站位,平均值為9.04 ind·100-1·m-3。5月,各站位魚卵豐度為2.19~42.10 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在C2 站位,平均值為11.68 ind·100-1·m-3。各站位仔稚魚豐度為0~4.13 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在D2 站位,平均值為0.76 ind·100-1·m-3。
2018 年4 月,各站位魚卵豐度為0~0.79 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在D3 站位,平均值為0.23 ind·100-1·m-3。各站位仔稚魚豐度為0~4.55 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在C3 站位,平均值為1.02 ind·100-1·m-3。5月,各站位魚卵豐度為0~166.56 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在B2 站位,平均值為28.39 ind·100-1·m-3。各站位仔稚魚豐度為0~4.37 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在A1 站位,平均值為0.86 ind·100-1·m-3。
2019 年4 月,各站位魚卵豐度為0~4.46 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在C1 站位,平均值為1.20 ind·100-1·m-3。各站位仔稚魚豐度為0~3.89 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在A3 站位,平均值為1.06 ind·100-1·m-3。5月,各站位魚卵豐度為2.29~223.71 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在C2 站位,平均值為47.85 ind·100-1·m-3。各站位仔稚魚豐度為0~12.08 ind·100-1·m-3,最高值出現(xiàn)在A3 站位,平均值為3.02 ind·100-1·m-3。
2017-2019 年4 月,魚卵、仔稚魚平均豐度差異均不顯著,呈現(xiàn)先降低而后略有回升。2017-2019 年5月,魚卵、仔稚魚平均豐度差異均不顯著,呈現(xiàn)逐年遞增趨勢。2017-2019 年4 月魚卵平均豐度明顯低于5月,差異顯著(P<0.01),仔稚魚平均豐度與5 月相比差異不顯著(P>0.05)。
表4 2017-2019 年4-5 月舟山漁場魚卵、仔稚魚平均豐度(ind·100-1·m-3)Tab.4 Average density of ichthyoplankton in Zhoushan fishing ground from April to May among 2017 and 2019
2017-2019 年4-5 月魚卵與仔稚魚優(yōu)勢種和重要種組成見表5。2017 年4 月,魚卵與仔稚魚優(yōu)勢種為小黃魚Larimichthy spolyactis,重要種為六絲鈍尾蝦虎魚Amblychaeturichthys hexanema。5 月,魚卵與仔稚魚優(yōu)勢種為龍頭魚Harpodon nehereus,重要種為黃姑魚Nibea albiflora和鳀Engraulis japonicus;2018 年4月,魚卵與仔稚魚優(yōu)勢種為六絲鈍尾蝦虎魚,重要種為棱鮻Liza carinatus。5 月,魚卵與仔稚魚優(yōu)勢種為舌鰨屬未定種,重要種為黃姑魚和短吻紅舌鰨Cynoglossus joyneri;2019 年4 月,魚卵與仔稚魚重要種為六絲鈍尾蝦虎魚和鮻L.haematocheilus。5 月,魚卵與仔稚魚優(yōu)勢種為鳀和短吻紅舌鰨,重要種為黃姑魚和龍頭魚。六絲鈍尾蝦虎魚為2017-2019 年4 月共有重要種(優(yōu)勢種),黃姑魚為2017-2019 年5 月共有重要種,龍頭魚和鳀為2017 年與2019 年5 月共有重要種(優(yōu)勢種)。
表5 2017-2019 年4-5 月舟山漁場魚卵與仔稚魚優(yōu)勢種和重要種組成(IRI)Tab.5 Dominant and important species composition of ichthyoplankton in Zhoushan fishing ground from April to May among 2017 and 2019
2017-2019 年4-5 月魚卵與仔稚魚群落多樣性指數(shù)見表6。2017-2019 年4 月,物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)呈逐年增長趨勢。2017-2019 年5 月,物種豐富度指數(shù)呈逐年增長趨勢,多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)呈先降低再回升趨勢。
表6 舟山漁場魚卵與仔稚魚群落多樣性指數(shù)Tab.6 Community diversity index of ichthyoplankton in Zhoushan fishing ground
從2017-2019 年4-5 月優(yōu)勢種分布情況來看,春季舟山漁場魚卵與仔稚魚優(yōu)勢種主要為小黃魚、六絲鈍尾蝦虎魚、鳀、龍頭魚、舌鰨屬未定種及短吻紅舌鰨。通過對舟山漁場及其鄰近海域漁業(yè)資源調(diào)查,結(jié)果表明,與20 年代60 年代初相比,該海域魚類種類組成發(fā)生了很大的變化。春季,該海域魚類優(yōu)勢種為小黃魚、六絲鈍尾蝦虎魚、鳀、龍頭魚、七星底燈魚Benthosema pterotum 等種類[12-14],這與本研究中魚卵與仔稚魚優(yōu)勢種基本一致。七星底燈魚魚卵、仔稚魚在東海分布水深主要為20~200 m,其中以40~80 m 較多[15],本研究于2019 年5 月在表層調(diào)查水域僅采集到3 粒魚卵。
周永東等[6]于2008 年4-6 月對浙江中北部沿岸魚卵和仔稚魚進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果表明,春季舟山漁場魚卵主要種類有小黃魚、銀鯧Pampus argenteus、黃姑魚,仔稚魚主要種類有鯔科未定種和蝦虎魚科未定種,但小黃魚、銀鯧的魚卵數(shù)量百分比較1960 年同期下降明顯,而本研究中銀鯧的魚卵數(shù)量百分比(1.00%)較2008 年同期亦下降明顯。調(diào)查海域所在的4 個典型海域均為銀鯧的產(chǎn)卵場,因此,舟山漁場銀鯧資源尤其產(chǎn)卵親體亟待加強(qiáng)保護(hù)。樊紫薇等[2]對岱衢洋產(chǎn)卵場的魚卵、仔稚魚群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,認(rèn)為春季(2010-2011 年)該海域魚卵優(yōu)勢種為小帶魚Eupleurogrammus muticus 與舌鰨科未定種,仔稚魚優(yōu)勢種為鮻、絲鰭Callionymus virgis、鳀、矛尾蝦虎魚Chaeturichthys stigmatias,本研究中岱衢洋海域仔稚魚優(yōu)勢種為小黃魚、六絲鈍尾蝦虎魚(魚卵數(shù)量較少,未分析)。印瑞等[3]對馬鞍列島人工魚礁區(qū)的魚卵、仔稚魚群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,認(rèn)為春季(2018 年)馬鞍列島人工魚礁區(qū)魚卵優(yōu)勢種為小黃魚,仔稚魚優(yōu)勢種為褐菖鲉Sebastiscus marmoratus 和花鱸Lateolabrax japonicus,本研究中嵊山洋海域魚卵優(yōu)勢種為舌鰨屬未定種(仔稚魚數(shù)量較少,未分析)。這可能與調(diào)查海域選擇的范圍大小不同有關(guān)。
本研究基本掌握了舟山漁場典型海域魚卵、仔稚魚的種類組成及數(shù)量時空分布,下一步應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)該海域魚卵、仔稚魚的調(diào)查,以期不斷豐富舟山漁場DNA 條形碼資源庫。同時,基于現(xiàn)有研究結(jié)果,不斷探索疑難種類鑒定方法,積極構(gòu)建主要種類魚卵、仔稚魚形態(tài)分類檢索表,為魚類早期補(bǔ)充機(jī)制、資源量評估、資源可持續(xù)利用等研究提供基礎(chǔ)資料。
致謝:本研究在魚卵、仔稚魚樣本采集過程中得到浙江省海洋水產(chǎn)研究所張洪亮、陳峰、畢遠(yuǎn)新、張亞洲、盧占暉、李振華、李德偉、王好學(xué)等同志給予的協(xié)助,特此表示感謝。