大洋河刀鱭洄游河段浮游生物群落特征研究

魏洪祥，楊培民，蔣湘輝，寇凌霄

（遼寧省淡水水產科學研究院，遼寧 遼陽 111000）

刀鱭（Coilia ectenes），屬鯡形目，鳀科，鱭屬，俗稱刀魚、毛刀魚、毛花魚、胡子魚、鱭魚等。據資料記載[1-2]，我國刀鱭主要分為江海洄游型和湖泊定居型兩個生態類群。大洋河刀鱭屬于江海洄游型，食性以蝦類和小魚為主，亦食軟體動物，每年春季從大洋河口上溯，目前還存在一定的種群規模。遼寧省境內另一條河——遼河也為刀鱭的洄游區域，但近些年已很少能見到刀鱭的蹤影。為了揭示刀鱭對洄游區域生態的適應性及兩條河流不同生態特征對刀鱭洄游的影響，對大洋河刀鱭洄游區域的浮游生物特征進行了研究，為刀鱭的保護工作提供參考資料及理論依據。

1 材料與方法

1.1 監測時間和站位

該調查研究于 2019 年 4、6、8、10 月對遼寧省丹東市大洋河刀鱭洄游河段進行了4 次調查采樣。同時對遼寧省另一刀鱭洄游地——遼河口也進行了調查采樣，與大洋河進行對比分析。根據《水庫漁業資源調查規范》[3]和《淡水浮游生物調查規范》[4]中的相關要求，在大洋河選取4 個采樣斷面（圖1），在遼河選取 3 個采樣斷面：曙光大橋（41°07′24.18" N；121°54′12.54" E）、北崗子（41°03′20.04" N；121°48′54.18"E）、鴛鴦溝（40°55"31.01"N；121°46"57.68"E）。

圖1 大洋河采樣站位

1.2 調查方法

浮游植物的調查方法為：每個采樣點取1 L 混合水樣并加入15 mL 魯哥氏液固定。帶回實驗室靜置沉淀24 h 以上后濃縮至20 mL，用刻度吸管吸取0.1 mL 濃縮樣于計數框內，在Leica DM 750 光學顯微鏡下進行種類鑒定并全片計數。浮游動物的調查方法為每個采樣點取20 L 混合水樣，用25 號浮游生物網過濾后將濾出物收集至樣品瓶中并加入1 mL 福爾馬林固定。帶回實驗室靜置沉淀24 h 以上后濃縮至20 mL，用刻度吸管吸取1 mL 濃縮樣于浮游動物計數框內，在Leica DM 750 光學顯微鏡下進行種類鑒定并全片計數。

鑒定方法參考胡鴻鈞等[5]的研究方法，浮游植物豐度的方法檢出限為1×103cells·L-1，浮游動物的方法檢出限為 1 ind·.L-1。

1.3 計算方法

1.3.1 多樣性指數 采用香農-威納多樣性指數（Shannon-Wiener index）對大洋河刀鱭生存河段浮游生物群落進行評價，其計算公式為：

式中，N 為采集樣品中所有物種的總個體數，ni為物種i 的個體數。

1.3.2 種類相似性指數 根據浮游植物的Jaccard種類相似性指數X 對大洋河刀鱭洄游河段與遼河下游浮游生物的生態學特征進行比較分析。計算公式如下：

X=c/（a+b-c）

式中，x 為相似性指數，a、b 為兩群落的浮游生物種類數，c 為兩群落共有的浮游生物種類數。Jaccard 值越大說明相似度越高。

2 結果

2.1 種類組成

該調查共發現浮游植物5 門32 屬50 種（以豐度＞1×103cells·L-1計，以下同），包括 7 個鑒定到屬的種和3 個變種。其中硅藻門33 種，占種類總數的66.0%；綠藻門10 種，占20.0%；藍藻門4 種，占8.0%；裸藻門2 種，占4.0%；隱藻門1 種，占2.0%。共發現4 個門類共10 屬11 種浮游動物（以豐度＞1 ind.·L-1計，以下同），另外還有 2 個幼蟲種類。其中橈足類4 種，占種類總數的36.4%；輪蟲類3 種，占27.3%；原生動物和枝角類各2 種，分別占18.2%；大洋河浮游植物和浮游動物種類組成分布分別如表1 和表2 所示。

種類數最大值出現在2019 年6 月的石山橋站位，為15 種，最小值出現在2019 年4 月的肖家園站位，為2 種。在所有種類中，只有硅藻和綠藻在每次調查中均出現。藍藻僅在4 月和6 月的調查中出現，隱藻僅在8 月和10 月的調查中出現，裸藻僅在6 月和8 月出現，每次調查硅藻種類數都占絕對優勢。由此可見，大洋河刀鱭洄游區浮游植物種類組成以硅藻為主。

表1 大洋河浮游植物種類組成

續表

表2 大洋河浮游動物種類組成

續表

2.2 豐度的時空分布

各監測站位浮游植物豐度如圖2 所示，最高值出現在 2019 年 4 月的大洋河口，為 2.97×106cells·L-1；最低值出現在2019 年4 月的肖家園，為0.5×104cells·L-1；平均值為 5.44×105cells·L-1。豐度平均值由大到小的順序為 4 月（10.6×105cells·L-1）＞8 月（4.54×105cells·L-1）＞6 月（4.23×105cells·L-1）＞10 月（2.35×105cells·L-1）。各監測站位豐度平均值由大到小的順序為大洋河口（8.78×105cells·L-1）＞石山橋（7.46×105cells·L-1）＞肖家園（4.29×105cells·L-1）＞紅旗溝（1.23×105cells·L-1）。

圖2 大洋河浮游植物豐度的空間分布

浮游動物豐度如圖3 所示，最高值出現在2019年6 月的紅旗溝，為45.0 ind.·L-1；最低值出現在2019 年 8 月的肖家園，為 1.0 ind.·L-1；平均值為16.1 ind.·L-1。豐度平均值由大到小的順序為6 月（32.0 ind.·L-1）＞4 月（17.3 ind.·L-1）＞10 月（10.3 ind.·L-1）＞8 月（4.8 ind.·L-1）。各監測站位豐度平均值由大到小的順序為紅旗溝（24.3 ind.·L-1）＞石山橋（20.0 ind.·L-1）＞大洋河口（11.0 ind.·L-1）＞肖家園（9.0 ind.·L-1）。

圖3 大洋河浮游動物豐度的空間分布

2.3 多樣性指數的時空分布

浮游植物Shannon-Wiener 多樣性指數如圖4所示，最高值出現在2019 年10 月的肖家園，為2.58；最低值出現在2019 年8 月的石山橋，為0.36；平均值為1.47。各次調查Shannon-Wiener 多樣性指數平均值由大到小的順序為 10 月（1.7）＞8 月（1.6）＞6 月（1.5）＞4 月（1.0）。各監測站位平均值由大到小的順序為紅旗溝（1.7）＞肖家園（1.6）＞石山橋（1.3）＞大洋河口（1.2）。

圖4 大洋河浮游植物Shannon-Wiener 多樣性指數

浮游動物Shannon-Wiener 多樣性指數如圖5所示，最高值出現在2019 年6 月的紅旗溝，為2.66；最低值出現在2019 年4 月的石山橋，為0.01；平均值為1.21。各次調查Shannon-Wiener 多樣性指數平均值由大到小的順序為 6 月（1.6）＞8 月（1.4）＞10 月（1.3）＞4 月（0.5）。各監測站位平均值由大到小的順序為紅旗溝（1.4）＞肖家園（1.3）＞石山橋（1.2）＞大洋河口（0.8）。

圖5 大洋河浮游動物Shannon-Wiener 多樣性指數

2.4 種類相似性指數

大洋河下游與遼河下游的浮游生物種類相似性指數如表3 所示，浮游植物種類數最大值出現在2019 年4 月的大洋河，為22 種；最小值出現在2019 年10 月的遼河，為5 種。種類相似性指數最大值出現在2019 年4 月，為0.23；最小值出現在2019年10 月，為0.05。浮游動物種類數最大值出現在2019 年4 月的遼河，為11 種；最小值出現在2019年4 月和10 月的大洋河，均為1 種。種類相似性指數最大值出現在2019 年6 月，為0.27；最小值出現在 2019 年 8 月和 10 月，均為 0。

表3 大洋河與遼河浮游生物相似性

3 討論

3.1 種類組成特征

在河口低鹽度區向高鹽度區過渡地區，浮游植物種類不斷變化。在大洋河調查河段的高鹽度區域浮游植物優勢種主要為中肋骨條藻（Skeletonema costatum）和星臍圓篩藻（Coscinodiscusasteromphalus），均為典型的淺海沿岸帶的廣溫廣鹽性種類；低鹽度區域優勢種為鏈狀小環藻（Cyclotella catenata）、尖針桿藻（Synedra acus）、谷皮菱形藻（Nitzschceae palea），均喜生長于富營養的中小型流動水體中[6-7]。有關研究表明[8-10]，不同季節河口浮游植物種類組成、數量有十分明顯變化，一般冬、春季硅藻占優勢，夏季甲藻占優勢。原因在于某些種類硅藻在冬季具有低光選擇性，生殖時間長，能量存儲能力較強，某些甲藻夏季具有較高的光選擇性，生殖時間較短，能運動。而大洋河口的調查結果卻沒有出現上述情況，全年均以硅藻為主。主要是因為大洋河口透明度較低，甲藻的光選擇行為不明顯，同時夏季正是豐水期，有大量的上游淡水流向河口，其水溫、營養鹽均不利于甲藻的繁殖。

由于徑流和潮流的交匯作用，河口浮游動物既有淡水和海水種類，又有河口特有的半咸水種類，從而形成了一個復雜多變的生物群落，其種類組成在很大程度上取決于兩股水流的強弱優勢。當徑流增強，淡水種類隨之增多；反之，潮流增強，海水種類就占優勢。通常情況下，半咸水種類在河口浮游動物群落中占主要地位[11-12]。大洋河浮游動物優勢種為湯匙華哲水蚤（Sinocalanum dorrii）、指狀許水蚤（Schmackeria inopinus），均為半咸水種類。

3.2 多樣性分布特征

在大部分多樣性指數中，組成群落的生物種越多，其多樣性指數值越大，重復性越小。多樣性指數大的群落穩定性也大，水域環境也越好[13]。但由于各水域的生態環境、污染源、污染類型不同，利用生物多樣性指數進行評價需結合其他的評價指標，結論才能更全面，此評價指標僅能作為參考。大洋河浮游植物多樣性隨季節變化（4—10 月）逐漸升高，從上游至下游逐漸降低。通過調查可知大洋河口水溫不同于上游河流，受近岸海水影響較大，4—10 月水溫呈上升趨勢，溫度的升高有利于多種喜溫浮游植物的生長繁殖，生物多樣性增加。上游至下游水體鹽度逐漸增加，淡水浮游植物種類逐漸減少，只有少數近岸海水種類才能生存，從而導致生物多樣性降低。浮游動物的多樣性分布特征與浮游植物一致，同為上游至下游逐漸降低。一是由于浮游植物種類的減少對浮游動物造成攝食壓力，二是由于鹽度的增加，淡水種類無法生存，僅有少數幾種近岸海水種類可以生存，使得浮游動物的種類逐漸減少，多樣性逐漸降低。

3.3 種類相似性指數

調查期間大洋河的浮游植物種類數均大于遼河，而浮游動物種類數均小于遼河。兩條河流的浮游植物和浮游動物種類相似性指數都比較低，說明兩條河流的生態特征差異較大，浮游生物群落組成及水質環境差異明顯。大洋河各季節硅藻種類占比較大，綠藻種類占比較小，而遼河硅藻種類占比相對較小，綠藻種類占比相對較大。4 月大洋河硅藻種類占比為75.0%，綠藻為20.0%；遼河硅藻種類占比為35.3%，綠藻為41.2%。6 月大洋河硅藻種類占比為68.2%，綠藻為13.6%；遼河硅藻種類占比為16.7%，綠藻為50.0%。8 月大洋河硅藻種類占比為63.6%，綠藻為27.3%；遼河硅藻種類占比為30.0%，綠藻為25.0%。10 月大洋河硅藻種類占比為85.7%，綠藻為7.1%；遼河硅藻種類占比為20.0%，無綠藻種類。由此可見，大洋河的生態環境更適于硅藻種類的生長，而遼河的生態環境相對更適合綠藻種類的生長繁殖。同時，遼河的浮游植物門類數也明顯多于大洋河。4 月大洋河浮游植物門類數為3，遼河為5；6 月大洋河為4，遼河為5；8 月大洋河為4，遼河為5；10月大洋河和遼河均為3。說明遼河生態環境更適合多門類浮游生物的生長繁殖。

通過調查可知，大洋河各季節浮游動物組成中，橈足類占比較大，輪蟲類相對較小，而遼河輪蟲類占比相對較大，橈足類相對較小。4 月大洋河橈足類種類占比為100.0%，無輪蟲類；遼河橈足類種類數占比為27.3%，輪蟲類為63.6%；6 月大洋河橈足類種類占比為44.4%，輪蟲類為22.2%；遼河橈足類種類數占比為40.0%，輪蟲類為50.0%。8 月大洋河橈足類種類占比為25.0%，輪蟲類為25.0%；遼河橈足類種類占比為25.0%，輪蟲類為50.0%。10 月大洋河橈足類種類占比為100.0%，無輪蟲類；遼河橈足類種類占比為25.0%，輪蟲類為25.0%。

綜上所述，大洋河的生態環境相對更適合硅藻類及橈足類的生長繁殖，而遼河相對更適合綠藻類及輪蟲類的生長繁殖。通過調查可知，遼河的刀鱭資源量已接近枯竭，而大洋河還具有相對豐富資源量，這可能與兩條河截然不同的生態環境密切相關。