日照市近岸海域冬夏季游泳動物群落結(jié)構(gòu)研究*

王盡文，紀(jì)瑩璐，黃 娟，宿 凱，王建勇，于 洋 ，王 波

(1.山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室，山東青島 266061；2.國家海洋局北海預(yù)報中心，山東青島 266061；3.自然資源部第一海洋研究所，山東青島 266071)

0 引言

位于山東省東南部的日照市擁有海域面積6 000 km2，海岸線168.5 km。其近岸海域有甜水河、傅疃河、龍王河等多條河流入海，自然環(huán)境條件優(yōu)越，餌料豐富，是多種海洋生物理想的棲息地。每年洄游于渤黃海和東海之間的游泳動物都在這里過路、產(chǎn)卵或索餌，所以日照市近岸海域既是多種生物的產(chǎn)卵場和索餌場，又是多種生物進(jìn)出渤海的重要通道[1]。歷史上，該海域盛產(chǎn)黃鯽(Setipinnatenuifilis)、黃姑魚(Nibeaalbiflora)、藍(lán)點馬鮫(Scomberomorusniphonius)、日本鯖(Scomberjaponicus)、帶魚(Trichiuruslepturus)、鐮鯧(Pampusechinogaster)等多種經(jīng)濟(jì)魚類，金烏賊(Sepiaesculenta)更是日照市特產(chǎn)。這些游泳動物絕大多數(shù)都是水域生產(chǎn)力中的終極產(chǎn)品，是人類食物的重要來源之一，有些種類還具有較高的藥用、觀賞價值。因此，游泳動物的研究對人類有重要意義。

國內(nèi)學(xué)者對日照市近岸海域漁業(yè)資源的研究大多集中在日照港鄰近海域。王盡文等[2-6]對日照港嵐山港區(qū)春季漁業(yè)資源、石臼港區(qū)春季和秋季漁業(yè)資源、日照港春秋季蝦蟹類資源進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，但這些研究均集中在春秋季，對于該海域冬夏季漁業(yè)資源的研究尚未見報道。本研究利用2016年2月(冬季)、8月(夏季)在日照近岸海域的底拖網(wǎng)調(diào)查資料，對該海域游泳動物的種類組成、優(yōu)勢種、資源量和物種的多樣性進(jìn)行初步分析，以期為全面了解日照近岸海域漁業(yè)資源提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

自然資源部第一海洋研究所分別于2016 年2月(冬季)、8月(夏季)在日照市近岸海域進(jìn)行2個航次的拖網(wǎng)調(diào)查，其中自北向南共布置4個斷面12個站位(圖1)。游泳動物拖網(wǎng)調(diào)查按《海洋調(diào)查規(guī)范:第6部分 海洋生物調(diào)查》(GB 12763.6-2007)[7]執(zhí)行。種類命名及分類以《海洋生物分類代碼(GB/T 17826-1999)》[8]和《中國海洋生物名錄》[9]為依據(jù)。調(diào)查所用網(wǎng)具為單拖底拖網(wǎng)，網(wǎng)口700目，網(wǎng)目尺寸約7.76 cm，網(wǎng)口寬度7 m。每站拖拽1 h， 平均拖速約5.6 km/h。在船上鑒定漁獲物種類，并按種類記錄質(zhì)量、尾數(shù)等數(shù)據(jù)。

圖1 日照市近岸海域游泳動物調(diào)查站位

1.2 評價方法

1.2.1 生態(tài)優(yōu)勢度

利用相對重要性指數(shù)IRI[10]確定優(yōu)勢種。IRI≥1 000定義為優(yōu)勢種，100≤IRI<1 000定義為重要種。

IRI =(N+W)×F，

(1)

式中，N為某一游泳動物的尾數(shù)占總尾數(shù)的百分比，W為某一游泳動物質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比，F(xiàn)為某一游泳動物出現(xiàn)的站位數(shù)占總站位數(shù)的百分比。

1.2.2 多樣性

利用Shannon-Wiener物種多樣性指數(shù)(H′)[11]、Margalef物種豐富度指數(shù)(D)[12]和Pielou均勻度指數(shù)(J)[13]來分析群落生態(tài)多樣性。計算公式如下：

(2)

(3)

(4)

式中：Pi為i種游泳動物的質(zhì)量占總質(zhì)量的比例，S為樣品種類總數(shù)，N為漁獲總尾數(shù)。

1.2.3 資源密度

資源密度按照《建設(shè)項目對海洋生物資源影響評價技術(shù)規(guī)程》[14]中的掃海面積法計算，公式如下：

(5)

式中：ρ為現(xiàn)存資源量，D為平均漁獲質(zhì)量，a為每站掃海面積，p為捕獲率。本研究中捕獲率的取值如下：中上層魚類，p取0.3；近底層魚類、蝦類和烏賊類，p取0.5；底層魚類、蟹類和蛸類，p取0.8。

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成

兩季節(jié)共捕獲游泳動物17目50科66屬71種(表1)，其中魚類12目32科42屬44種，甲殼類2目14科20屬22種，頭足類3目4科4屬5種。從目級來看，以鱸形目(Perciformes)和十足目(Decapoda)種類出現(xiàn)數(shù)目較多，分別為22種、21種；從科級來看，出現(xiàn)數(shù)目較多的有蝦虎魚科(Gobiidae)8種，石首魚科(Sciaenidae)3種，對蝦科(Penaeidae)3種，梭子蟹科(Portunidae)3種。兩季共同出現(xiàn)的種類為28種：魚類14種，甲殼類11種，頭足類3種。在冬季所獲48種游泳動物中，魚類、甲殼類和頭足類分別為23，21，4種，依次占冬季航次游泳動物總數(shù)的47.92%、43.75%和8.33%；夏季航次所獲游泳動物50種，魚類、甲殼類和頭足類分別為35，11，4種，依次占夏季航次游泳動物總數(shù)的70.00%、22.00%和8.00%。

表1 日照市近岸海域游泳動物種類組成

2.2 優(yōu)勢種

兩季調(diào)查共出現(xiàn)優(yōu)勢種和重要種28種(表2,3)，其中屬于兩季共有優(yōu)勢種和重要種的有5種：矛尾蝦虎魚(Chaeturichthysstigmatias)、口蝦蛄(Oratosquillaoratoria)、日本鼓蝦(Alpheusjaponicus)、戴氏赤蝦(Metapenaeopsisdalei)、短蛸(Octopusminor)。冬季航次優(yōu)勢種有2種，為玉筋魚(Ammodytespersonatus)和疣背深額蝦(Latreutesplanirostris)，兩個優(yōu)勢種的累積質(zhì)量百分比和累積尾數(shù)百分比分別為53.64%和70.46%。夏季航次優(yōu)勢種有4種，依次為日本槍烏賊(Loliolusiapouica)、矛尾蝦虎魚、口蝦蛄、綠鰭魚(Chelidonichthysspinosus)，4個優(yōu)勢種的累積質(zhì)量百分比和累積尾數(shù)百分比分別為47.04%和59.45%。除優(yōu)勢種外，冬季捕獲的13個重要種質(zhì)量比例較大的有短蛸(5.87%)、許氏平鲉(Sebastesschlegeli，5.03%)；數(shù)量比例較大的有長足七腕蝦(Heptacarpusfutilirostris，5.86%)，日本鼓蝦4.79%。夏季捕獲的14個重要種質(zhì)量比例較大的有三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus，9.34%)、雙斑蟳(Charybdisbimaculata，6.56%)；數(shù)量比例較大的有日本鼓蝦(7.18%)，皮氏叫姑魚(Johniusbelengerii，4.86%)。

表2 日照市近岸海域冬季游泳動物群落優(yōu)勢種組成

續(xù)表2

表3 日照市近岸海域夏季游泳動物群落優(yōu)勢種組成

2.3 資源密度及其時空分布

冬季調(diào)查海域平均漁獲質(zhì)量為4.76 kg/h (魚類3.95 kg/h、甲殼類0.50 kg/h、頭足類0.31 kg/h)，平均漁獲尾數(shù)為1 821 ind./h (魚類726 ind./h、甲殼類1 087 ind./h、頭足類8 ind./h)；夏季平均漁獲質(zhì)量為6.62 kg/h (魚類3.18 kg/h、甲殼類2.56 kg/h、頭足類0.88 kg/h)，平均漁獲尾數(shù)為1 375 ind./h(魚類625 ind./h、甲殼類369 ind./h、頭足類381 ind./h)。按照面積法計算，冬夏兩季調(diào)查游泳動物平均尾數(shù)資源密度分別為106.86×103，59.41×103ind./km2。冬季尾數(shù)資源密度為(5.00-576.28)×103ind./km2(圖2a)，其中甲殼類尾數(shù)資源密度最高，平均為82.54×103ind./km2；魚類次之，平均為24.00×103ind./km2；頭足類最低，平均為0.32×103ind./km2。夏季尾數(shù)資源密度為(5.98-151.33)×103ind./km2(圖2b)，其中魚類尾數(shù)資源密度最高，平均為23.68×103ind./km2；頭足類次之，平均為19.48×103ind./km2；甲殼類最低，平均為16.24×103ind./km2。

圖2 日照市近岸海域游泳動物尾數(shù)資源密度分布

如圖3所示，冬夏兩季平均質(zhì)量資源密度分別為191.22，251.35 kg/km2。冬夏兩季質(zhì)量資源密度均以魚類最高，平均分別為115.07，125.75 kg/km2；甲殼類次之，平均分別為60.63，85.77 kg/km2；頭足類最低，平均分別為15.51，39.83 kg/km2。冬季游泳動物的尾數(shù)資源密度和質(zhì)量資源密度分別以RZ03號站和RZ05號站最高，以調(diào)查范圍中部東側(cè)RZ09號站最低。夏季游泳動物的尾數(shù)資源密度和質(zhì)量資源密度最低站位為調(diào)查范圍中部西側(cè)RZ07號站，最高站位分別為RZ09號站和RZ10號站。

圖3 日照市近岸海域游泳動物質(zhì)量資源密度分布

2.4 群落多樣性特征

冬季調(diào)查Shannon-Wiener物種多樣性指數(shù)(H′)平均值為1.535，最高和最低值分別為調(diào)查范圍中部西側(cè)RZ07號站(2.368)和RZ04號站(0.419)，整體分布呈南北高中間低的趨勢(圖4a)；夏季稍高于冬季，平均值為1.896，最高和最低值分別為調(diào)查范圍中部西側(cè)RZ04號站(2.634)和RZ07號站(1.072)，整體分布呈南高北低的趨勢(圖4b)。冬季Pielou均勻度指數(shù)(J)平均值為0.540，最高和最低值分別為RZ09號站(0.806)和RZ04號站(0.215)，整體分布呈自北向南先降低后增高的趨勢(圖5a)；夏季平均值為0.693，最高和最低值分別為調(diào)查范圍中部西側(cè)RZ04號站(0.840)和調(diào)查范圍東北側(cè)的RZ03號站(0.425)，整體分布較均勻(圖5b)。冬季Margalef物種豐富度指數(shù)(D)平均值為2.505，最高和最低值分別為調(diào)查范圍北側(cè)的RZ02號站(3.279)和調(diào)查范圍中部東側(cè)的RZ09號站(1.128)，整體分布呈自近岸向遠(yuǎn)岸逐漸降低的趨勢(圖6a)；夏季Margalef物種豐富度指數(shù)(D)和冬季基本相同，平均值為2.495，最高和最低值分別為調(diào)查范圍最北側(cè)的RZ03號站(3.393)和RZ01號站(0.652)，整體分布不均勻(圖6b)。

圖4 日照市近岸海域Shannon-Wiener物種多樣性指數(shù)分布

圖5 日照市近岸海域物種Pielou均勻度指數(shù)分布

3 討論

3.1 物種組成和優(yōu)勢種分析

本研究于2016年冬季調(diào)查共捕獲游泳動物48種(魚類23種、甲殼類21種、頭足類4種)，夏季捕獲50種(魚類35種、甲殼類11種、頭足類4種)。兩季節(jié)漁獲物總種類數(shù)差別不大，但種類組成差異明顯，兩季節(jié)物種更替率為60%。夏季魚類出現(xiàn)種類數(shù)占比明顯高于冬季，甲殼類明顯低于冬季。冬季調(diào)查海域水溫下降，某些季節(jié)性洄游魚類游入深水區(qū)(如小黃魚)或南黃海、東海(如鳀)越冬，魚類種類數(shù)下降。此時，當(dāng)年生的甲殼類補充群體已成長為成體，同時甲殼類被捕食壓力減小，甲殼類種類上升。隨著夏季水溫的升高，部分游泳動物開始陸續(xù)回到淺海或河口產(chǎn)卵，魚類種類數(shù)增加，甲殼類被捕食壓力增大，種類占比減少。

本研究冬夏兩季調(diào)查優(yōu)勢種共6種。從經(jīng)濟(jì)價值看，口蝦蛄和日本槍烏賊為經(jīng)濟(jì)價值較高的種類；玉筋魚和綠鰭魚有一定的經(jīng)濟(jì)價值，矛尾蝦虎魚和疣背深額蝦為經(jīng)濟(jì)價值較低的種類。調(diào)查海域缺乏經(jīng)濟(jì)價值較高的大型魚類物種，漁獲物以甲殼類、頭足類和小型、低質(zhì)、成熟期短的魚類為主。日照市近岸主要經(jīng)濟(jì)種類已從傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)魚類轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)的甲殼類和頭足類。這和金顯仕等[15]對萊州灣漁業(yè)資源群落結(jié)構(gòu)研究、高雪等[16]對煙威海域游泳動物群落結(jié)構(gòu)研究結(jié)果相似。從優(yōu)勢種季節(jié)變化來看，冬夏兩季差別較大，優(yōu)勢種更替率為100%。這主要是由冬夏兩季的水溫差別造成的。本研究冬季第一優(yōu)勢種玉筋魚屬于冷溫性魚類，在黃渤海海域每年11月至翌年3月從秋季的潛沙場游向近岸產(chǎn)卵，夏、秋兩季玉筋魚潛沙，現(xiàn)有拖網(wǎng)技術(shù)無法捕獲[17]。口蝦蛄繁殖期較長，貫穿春、夏、秋3個季節(jié)(4-9月)。到了冬季，口蝦蛄交配期后雌性個體大量死亡，再加上口蝦蛄的掘穴過冬習(xí)性[18]，致使冬季口蝦蛄捕獲量遠(yuǎn)小于夏季。

3.2 與同海區(qū)歷史資料的比較

將本次研究結(jié)果與山東半島南部沿岸海域(包括本研究調(diào)查區(qū)域)2006年同一季節(jié)的研究結(jié)果進(jìn)行對比(表4)。和2006年相比，2016年冬夏兩季調(diào)查海域總種類數(shù)、優(yōu)勢種個數(shù)呈增加趨勢，生物多樣性指數(shù)呈下降趨勢；兩季平均漁獲質(zhì)量呈下降趨勢。增加的物種主要為甲殼類，冬季種類數(shù)增加75.00% (9種)，夏季增加了57.14%(4種)。這和孫鵬飛等[19]對長江口及其鄰近海域漁業(yè)資源的研究，戴芳群等[20]對黃、東海漁業(yè)資源群落結(jié)構(gòu)變化研究以及李濤等[21]對山東半島南部近岸的研究結(jié)果類似。分析原因有如下兩點：①高強度的捕撈使調(diào)查海域的中大型魚類資源量大幅下降，這使得處在食物鏈底端的甲殼類被捕食機(jī)會減小；②日照沿岸有潮白河、傅疃河、繡針河等多條河流入海，沿岸河流帶入的豐富營養(yǎng)物質(zhì)給甲殼類提供了充足的食物。從漁獲質(zhì)量來看，兩季平均漁獲質(zhì)量比2006年下降44.92%，其中魚類生物量下降49.46%，甲殼類下降35.58%，頭足類下降33.96%。可見調(diào)查海域游泳動物資源量下降主要由魚類生物量下降引起的。從優(yōu)勢種來看，2個年份的調(diào)查優(yōu)勢種均以低價值小型魚類和甲殼類為主。在2006年冬季調(diào)查中質(zhì)量占比7.80%、尾數(shù)占比32.80%的赤鼻棱鳀在2016年冬季調(diào)查中未出現(xiàn)。在2016年夏季調(diào)查中赤鼻棱鳀質(zhì)量占比0.87%、尾數(shù)占比1.04%，其資源量大幅下滑。這與金顯仕等[15]對萊州灣游泳動物群落優(yōu)勢種演替趨勢的報道一致:20世紀(jì) 80年代末至20世紀(jì)末，優(yōu)勢種沿黃鯽→鳀魚→赤鼻棱鳀方向演替。從生物多樣性的變化來看，2016年兩季調(diào)查生物多樣性指數(shù)均呈下降趨勢，這主要是由2016年兩季調(diào)查優(yōu)勢種的優(yōu)勢度較高引起的。

表4 本研究結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)對比

4 結(jié)論

日照市近岸海域冬夏兩季調(diào)查共捕獲游泳動物17目50科66屬71種，其中冬季調(diào)查共捕獲游泳動物48種(魚類23種、甲殼類21種、頭足類4種)，夏季捕獲50種(魚類35種、甲殼類11種、頭足類4種)，兩季節(jié)物種更替率為60%。冬夏兩季調(diào)查游泳動物平均尾數(shù)資源密度分別為106.86×103，59.41×103ind./km2;平均質(zhì)量資源密度分別為191.22，251.35 kg/km2。從種類組成上看,調(diào)查海域漁獲物以小型、低質(zhì)、成熟期短的魚類、甲殼類和頭足類為主，缺乏經(jīng)濟(jì)價值較高的大型魚類物種。冬季優(yōu)勢種為玉筋魚和疣背深額蝦，夏季為日本槍烏賊、矛尾蝦虎魚、口蝦蛄和綠鰭魚。和2006 年山東半島南部近岸海域調(diào)查結(jié)果相比，調(diào)查海域甲殼類物種有增加的趨勢。受調(diào)查資料時間長度和歷史資料的限制，該海域游泳動物的群落特征及演替趨勢需結(jié)合更多的資料進(jìn)一步分析。