濱州淺海大型底棲動物次級生產力研究

王志忠，張金路，鞏俊霞，

山東省淡水漁業研究院，山東省淡水水產遺傳育種重點實驗室，山東 濟南 250013

孫同秋，王玉清，敬中華，曾海祥

(山東省濱州市海洋與漁業研究所，山東 濱州 256616)

?

濱州淺海大型底棲動物次級生產力研究

王志忠，張金路，鞏俊霞，

山東省淡水漁業研究院，山東省淡水水產遺傳育種重點實驗室，山東 濟南 250013

孫同秋，王玉清，敬中華，曾海祥

(山東省濱州市海洋與漁業研究所，山東 濱州 256616)

根據2012年春季、夏季和秋季對山東省濱州淺海大型底棲動物18個站位3航次調查結果，利用Brey的經驗公式對大型底棲動物的次級生產力和P/B值進行了研究計算。結果表明：該海域大型底棲動物的次級生產力在0.002～65.000g(AFDW)·m-2·a-1之間，均值為6.210g(AFDW)·m-2·a-1；其去灰干重生物量為0.001～43.680g(AFDW)·m-2，均值為3.980g(AFDW)·m-2；兩者均以秋季最高，春季次之，夏季最低。該海域P/B值相對較高，均值為1.80a-1，以夏季最高，其次是春季，秋季最低。該海域個體較小、生活史較短的種類在底棲動物群落組成中占據優勢；每年大型底棲動物次級生產力總量(濕重)約為6.9萬噸。

濱州淺海；大型底棲動物；次級生產力；P/B值

目前對有關海域的大型底棲動物生態環境、生物量及次級生產力的研究報道相對較多[1～20]，但對山東濱州淺海大型底棲動物次級生產力的研究尚未見報道。本研究通過對該海域大型底棲動物生物量現狀的調查并計算其次級生產力，旨在為濱州淺海海域底棲生物資源的生態化開發與可持續利用、生態環境保護等提供科學依據。

1　研究方法

1.1研究區域與調查站位

圖1　濱州淺海調查站位圖

分別于2012年春季(6月)、夏季(9月)和秋季(11月)對山東省濱州淺海大型底棲動物現狀進行了3航次的調查。研究區域位于渤海灣南岸的大口河與馬頰河入海口之間，共布設18個調查站位，調查站位詳見圖1。

1.2取樣方法

底棲動物定量采樣，采用型號為QNC6-1的挖泥斗，每次調查每個站位均采集4次，采樣面積為0.1m2，將采得的底泥放入孔徑為0.5mm的不銹鋼篩子中，用水沖洗，同時撿出篩上的底棲動物，按類別分開裝瓶，固定后，寫好相應的標簽，保存，帶回實驗室進行種類鑒定、個體計數、生物量稱量等。底棲動物樣品的處理、保存、計數、稱重等均按《海洋調查規范》[21]進行。

1.3大型底棲動物次級生產力的計算

Brey[22]的經驗公式是利用年平均生物量和年平均個體質量2個參數，計算各類群的生產力，再將群落中所有類群的生產力相加，得到整個群落的生產力，公式如下：

lgP=a+b1lgB+b2lgW

軟體動物：lgP=-0.591+1.03lgB-0.283lgW

多毛類：lgP=-0.018+1.022lgB-0.116lgW

甲殼動物：lgP=-0.473+1.007lgB+0.274lgW

棘皮動物和其他類群：lgP=-0.473+1.007lgB+0.274lgW

軟體動物、多毛類、甲殼動物、棘皮動物和其他類群的有機碳含量(C)，分別為其濕質量的4.1%、5.1%、3.7%、3.16%和3.4%[23～25]，1gC=2g(AFDW)[26]。

2　結果與分析

2.1種類數量

共采集到大型底棲動物81種。其中多毛類20種，占37.04%；軟體動物27種，占33.33%；甲殼動物18種，占22.22%；棘皮動物1種，占1.23%；其他類5種(紐形動物2種、扁形動物、腕足動物、腔腸動物各1種)，占6.17%。可見多毛類和軟體動物是構成該海域底棲動物的主要類群，二者均占總種數的30%以上。

春季采集到大型底棲動物78種，其中多毛類28種、軟體動物27種、甲殼動物18種、棘皮動物1種和其他類4種(紐形動物、扁形動物、腕足動物、腔腸動物各1種)。夏季采集47種，其中軟體動物17種、多毛類17種、甲殼動物10種、棘皮動物1種和其他類2種(紐形動物、腕足動物各1種)。秋季采集39種，其中多毛類15種、軟體動物11種、甲殼動物8種、棘皮動物1種和其他類4種(紐形動物2種、扁形動物、腕足動物各1種)。可見，隨采集時間的推移，大型底棲動物種類數量逐漸減少，即春季>夏季>秋季。

2.2生物量組成

2.2.1生物量

平均棲息密度為3836.83ind.·m-2。其中春季為435～35250ind.·m-2，均值為6384.09ind.·m-2，最高值出現在BZ8站位，最低值在BZ1站位；夏季為10～3900ind.·m-2，均值為1680.5ind.·m-2，最高值在BZ4站位，最低值在BZ9站位；秋季為260～5920ind.·m-2，均值為3445.91ind.·m-2，最高值在BZ18站位，最低值在BZ12站位(表1)。因此底棲動物棲息密度以春季最高，秋季次之，夏季較低。

平均生物量為48.65g·m-2。其中春季為1.50～201.66g·m-2，均值為49.82g·m-2，最高值是BZ8站位，最低值是BZ5站位；夏季為0.01～54.28g·m-2，均值為11.34g·m-2，最高值是BZ4站位，最低值是BZ9站位；秋季為0.61～532.90g·m-2，均值為84.79g·m-2，最高值是BZ18站位，最低值為BZ8站位(表1)。表明底棲動物生物量以春季最高，秋季次之，夏季較低；其季節變化規律與棲息密度一致。

2.2.2群落組成

棲息密度組成中，各季節均以軟體動物最高，達3405.02ind.·m-2，占88.75%；其次為甲殼動物和多毛類，分別為226.56ind.·m-2和196.95ind.·m-2，占5.90%和5.13%；其他類棘皮動物和棘皮動物其他類相對較低，分別為7.53ind.·m-2和0.77ind.·m-2，占0.20%和0.02%。表明軟體動物的棲息密度在底棲動物中占絕對優勢。軟體動物、甲殼動物和其他類的棲息密度變化均為春季>秋季>夏季，而多毛類則為秋季>春季>夏季，棘皮動物為春季>夏季>秋季。

各季節群落生物量均以軟體動物最高，達44.85g·m-2，占92.20%；其次為甲殼動物和多毛類，分別為2.90g·m-2和0.65g·m-2，占5.95%和1.34%；其他類和棘皮動物相對較低，分別0.20g·m-2為和0.04g·m-2，占0.42%和0.09%。表明軟體動物的生物量在底棲動物中占絕對優勢；各群落生物量的總體季節變化規律與棲息密度相同。軟體動物、多毛類和其他類的生物量均為秋季>春季>夏季，而甲殼動物和棘皮動物則為春季>秋季>夏季，可見各群落的生物量均以夏季為最低。

2.3大型底棲動物次級生產力與P/B值

濱州淺海大型底棲動物的去灰干重生物量為0.001～43.68g(AFDW)·m-2，均值為3.98g(AFDW)·m-2，最高值出現在秋季BZ18站位，最低值為夏季BZ9站位；其中以秋季最高，達6.95g(AFDW)·m-2；春季次之，為4.05g(AFDW)·m-2；夏季最低，僅為0.92g(AFDW)·m-2。大型底棲動物的次級生產力在0.002～65.00g(AFDW)·m-2·a-1之間，均值為6.21g(AFDW)·m-2·a-1，最高值為秋季BZ18站位，最低值在夏季BZ9站位；其中以秋季最高，達10.22g(AFDW)·m-2·a-1，其次是春季，為6.67g(AFDW)·m-2·a-1，夏季最低，為1.73g(AFDW)·m-2·a-1(表1)。導致大型底棲動物去灰干重和次級生產力均為秋季最高、春季次之、夏季最低的主要原因，可能與軟體動物的生物量在底棲動物中占絕對優勢，以及軟體動物、多毛類和其他類的生物量均為秋季>春季>夏季等因素有關。

表1　各斷面大型底棲動物棲息密度、生物量、次級生產力和P/B值

濱州淺海各站位P/B值在0.14～3.64a-1之間，均值為1.80a-1；最高值出現在春季BZ1站位，最低為春季BZ4站位。其中以夏季最高，達2.09a-1；春季次之，為1.77a-1；秋季最低，為1.55a-1(表1)。

2.4濱州淺海大型底棲動物次級生產力總量估算

由于濱州淺海每年都要通過大口河和馬頰河徑流帶入大量淡水、泥沙和氮磷等污染物等，使其形成了獨特的生態環境特征，進而影響了大型底棲動物的群落組成和資源量。濱州淺海海域面積約為20萬hm2，按平均次級生產力6.21g(AFDW)·m-2·a-1計算，該海域每年大型底棲動物次級生產力總量(濕重)約為6.9萬t。近些年來，隨著“山東漁業資源修復行動計劃”的有效實施，促進和帶動了沿海養殖業的發展，尤其是淺海貝類增養殖業發展迅速，濱州淺海海域也是如此。因此，大型底棲動物次級生產力的估算總量是在自然條件下對該水域次級生產力的保守估算，而不包括人工養殖環境條件下的次級生產力。

3　討論

濱州淺海大型底棲動物的平均次級生產力為6.21g(AFDW)·m-2·a-1，明顯高于長江口及鄰近海域的3.52g(AFDW)·m-2·a-1[16]、南黃海4.98g(AFDW)·m-2·a-1[10]和深滬灣0.599g(AFDW)·m-2·a-1[12]，而低于膠洲灣及其西部18.65g(AFDW)·m-2·a-1[14]和13.41、47.34g(AFDW)·m-2·a-1[9]、廈門海域9.6g(AFDW)·m-2·a-1[11]，但與渤海6.49g(AFDW)·m-2·a-1[13]相接近。

P/B值是生產力與生物量之比，是指生物量輪回的次數，其值高低與生物的生命周期有關，因此，它是一個與生物及其環境因子密切相關的比值[27]。該值也反映了1個生態群落內物種新陳代謝的高低和世代更替的速度。一般個體較小、生活史短、繁殖較快、對環境變化適應性強的物種，P/B值較高；反之，該值較低。濱州淺海各站位P/B值均值為1.80a-1；其中以夏季最高，達2.09a-1；其次是春季，為1.77a-1；秋季最低，為1.55a-1。表明該海域大型底棲動物的平均世代更替速度約為1.8年1代；夏季底棲動物較春季和秋季繁殖快、個體小、對環境變化適應性強。該海域P/B值相對較高，高于長江口及鄰近海域1.53a-1[16]、深滬灣1.56a-1[12]、廈門海域1.43a-1[11]、膠洲灣的1.05a-1[14]、南黃海1.10a-1[10]、渤海0.82a-1[13]和膠洲灣西部0.58a-1[9]。說明該海域中個體較小、生活史較短的種類在底棲動物群落組成中占據優勢。

[1]孫棟,段登選,劉紅彩,等.黃河口水域漁業生態水環境調查與研究[J],海洋科學進展,2010,28(2):229～236.

[2]張志南,圖立紅,于子山.黃河口及其鄰近海域大型底棲動物的初步研究(一)生物量[J].青島海洋大學學報,1990,20(1):37～45.

[3]王志忠,段登選,張金路,等.2008年黃河入海口潮間帶大型底棲動物生物量研究[J].廣東海洋大學學報,2010,30(4):29～35.

[4]王延明,李道季,方濤,等.長江口及鄰近海域底棲生物分布及與低氧區的關系研究[J].海洋環境科學,2008,27(2):139～143.

[5]韓潔,張志南,于子山.渤海大型底棲動物豐度和生物量的研究[J].青島海洋大學學報,2001,31(6):889～896.

[6]黃洪輝,林燕棠,李純厚,等.珠江口底棲動物生態學研究[J].生態學報,2002,22(4):603～607.

[7]袁興中,陸健健.長江口潮溝大型底棲動物群落的初步研究[J].動物學研究,2001,22(3):211～215.

[8]王志忠,張金路,陳述江,等.黃河入海口潮間帶大型底棲動物群落組成及次級生產力[J].海洋環境科學,2012,31(4):657～661.

[9]袁偉,張志南,于子山.膠州灣西部海域大型底棲動物次級生產力初步研究[J].應用生態學報,2007,18(1):145～150.

[10]李新正,于子山,王金寶,等.南黃海大型底棲生物次級生產力研究[J].應用與環境生物學報,2005,11(6):702～705.

[11]周細平,蔡立哲,梁俊彥,等.廈門海域大型底棲動物次級生產力的初步研究[J].廈門大學學報(自然科學版),2008,47(6):902～906.

[12]林和山,蔡立哲,梁俊彥,等.深滬灣大型底棲動物群落及其次級生產力初步研究[J].臺灣海峽,2009,28(4):520～525.

[13]于子山,張志南,韓潔.渤海大型底棲動物次級生產初步研究[J].青島海洋大學學報,2001,31(6):867～871.

[14]李新正,王洪法,張寶琳.膠洲灣大型底棲動物次級生產力初探[J].海洋與湖沼,2005,36(6):527～533.

[15]王金輝,楊春旺,孫亞偉,等.象山港大型底棲動物的生物多樣性和次級生產力研究[J].天津農學院學報,2006,13(2):24～28.

[16]劉勇,線薇薇,孫世春,等.長江口及其鄰近海域大型底棲動物生物量、豐度和次級生產力的初步研究[J].中國海洋大學學報(自然科學版),2008,38(5):749～756.

[17]金亮,蔡立哲,周細平,等.深圳灣北岸泥灘大型底棲動物次級生產力研究[J].臺灣海峽,2007,26(3):413～421.

[18]梁俊彥,蔡立哲,周細平,等.深滬灣沙灘潮間帶大型底棲動物群落及其次級生產力[J].臺灣海峽,2008,27(4):466～471.

[19]呂小梅,方少華,張躍平,等.福建海壇海峽潮間帶大型底棲動物群落及其次級生產力[J].動物學報,2008,54(3):428～435.

[20]呂小梅,方少華,吳萍茹.海壇海峽潮下帶大型底棲動物現狀及次級生產力的研究[J].廈門大學學報(自然科學版),2008,47(4):591～595.

[21]GBT12763.6.2007,海洋調查規范第6部分海洋生物調查[S].

[22]Brey T.Estimating production of macrobenthic invertebrates frombiomass and mean individual weight[J].Meeresforsch,1990,32:329～343.

[23]Rowe G T.Biomass and production in the deep-sea mac-robenthos[A] Rowe G.The Sea.Deep Sea Biology[C].New York: John Wiley & Sons,1983.

[24]Moodley L,Heip C H R,Middelburg J J.Benthic activity in sediments of the northwestern Adriatic sea: Sediment oxygen consumption,macro- and meiofauna dynamics[J].Journal of Sedimentary Research,1998,40:263～280.

[25]Aller J Y,Stupakof I.The distribution and seasonal characteristics of benthic communities on the Amazon shelf as indicators of physical process[J].Continental Shelf Research,1996,16:717～751.

[26]Waters T F.Secondary production in inland waters[A].Macfadyen A.Advances in ecological research[C].London: Academic Press,1977:91～164.

[27]Tumbiolo M L,Downing J A.An empirical model for the production of secondary production in marine benthic invertebrate populations[J].Marine Ecology Progress Series,1994,114:165～174.

2015-12-14

海洋公益性行業科研專項(201205023)。

王志忠(1968-)，男，高級工程師，主要從事漁業生態學研究， zhizhongwang@163.com。

S932

A

1673-1409(2016)21-0029-05

[引著格式]王志忠，張金路，鞏俊霞，等.濱州淺海大型底棲動物次級生產力研究[J].長江大學學報(自科版) ，2016，13(21)：29～33.