长江口及其邻近海域秋季浮游动物群落结构研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dadiguilai
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长江口作为中国两大著名长河之一的长江入海口,水陆交接水网生态系统,其水系众多,奔流至东海外海海域,因其地理位置独特,故承担着“地球之肾”般重要的生态屏障作用,向外海海域提供了强有力的净化。浮游动物作为在水体中重要的物质、能量的枢纽,研究其在长江口及其邻近海域的物种组成、群落结构以及环境控制因素,有利于阐明浮游动物在该区域的分布格局和演变趋势。虽然历史上已有一些长江口浮游动物群落的研究,但随着全球气候变化和人类活动的加剧,迫切需要对长江口浮游动物现状展开更系统的研究。2018年秋季,本人利用垂直拖网方式采集了长江口及其邻近海域46站位浮游动物样品。根据长江口地理和水文特征,将该区域分为两大部分,即长江口外海海域和长江口内河口区域,前者北抵江苏启东外海,南至浙江台州外海,东起122°E西达东经124°E水域,包括31个浮游动物采集站位;后者主要为崇明岛北支水域向东南延伸至长兴岛外海,含有15个站位。通过镜检方式对浮游动物进行物种鉴定计数工作,进而对其丰度、多样性等指标加以测度,并对两区域站位的以上指标加以聚类分析,在调查了2018年浮游动物物种多样性相关指数和各类环境因子在两大区域的平面分布状态后,探索两区域生物因素与非生物因素间耦合关系,从而阐明秋季长江口及其邻近海域浮游动物群落结构的主要特征及其主要影响因素,为分析长江口生态系统对气候变化和人类活动的响应提供科学依据。长江口及其邻近海域46个站位的浮游动物样品,共鉴定出物种种数合计201种,分属于12个类群。其中节肢动物门种数最多,占据65.17%,其他物种种数较多的动物门类还包括软体动物门、腔肠动物门、环节动物门等;在节肢动物门中共鉴定出102种,分属于5纲14目47科62属,其中以桡足类占比最多,约占节肢动物门种类数的63%。软体动物门,共鉴定出18种,隶属于3纲,1目,7科,9属;环节动物门共鉴定出14种,分属于1个纲,2个亚纲,2个目,8个科,9个属。外海海域与河口区域的物种种数相差悬殊,前者在数量上明显大于后者;但在两大区域之中,节肢动物仍是物种种数最大的类群。长江口外海海域浮游动物多样性指数呈现明显的斑块化水平分布特征。与生物多样性指数的斑块化分布不同,物种种数、丰富度指数、香农威纳指数三项整体呈现出由西北向东南逐渐增高趋势,集中体现在高值区域分布于台州外海区域,而低值区域多分布在启东及崇明近岸,但在低值区域散布有A2-6等高值站位。其余相关指数特征规律变化不明显,但在站位A1-2、A7-3、A10-7、A11-5等4个站位附近出现或大或小值,充分表现出了斑块化分布特征。长江口外海海域大部分环境因子平面分布呈现出较强空间异质性。盐度由西向东浓度逐渐增加,与之类似地,温度、酸碱度的分布规律亦呈现出此规律但存在斑块;硝酸盐类、硅酸盐类、磷酸盐类由西向东浓度存在逐渐降低趋势但磷酸盐斑块化较为强烈。其余环境因子多呈现出分布的空间异质性。可推知环境因子的异质性是与长江口近岸环境独特的水文变化有关,而环境的异质性进而影响了浮游动物多样性指数。长江口外海海域浮游动物优势种有9种,分别为:针刺拟哲水蚤(Paracalanus aculeatus)、拟哲水蚤属幼体(Paracalanus sp.copepodite)、强额孔雀水蚤(Parvocalanus crassirostris)、精致真刺水蚤(Euchaeta concinna)、短角长腹剑水蚤(Oithona brevicornis)、拟长腹剑水蚤(Oithona similis)、简长腹剑水蚤(Oithona simplex)、中隆水蚤(Oncaea media)、小毛猛水蚤(Microsetella norvegica);其中针刺拟哲水蚤丰度最大,值为2.23×10~3ind./m~3,其余各种丰度值在4.40×10~2 ind./m~3-1.49×10~3 ind./m~3之间。将该区域优势种分别对其环境因子进行冗余分析,得出对于该区域优势种有较大影响的环境因子有三,即为硅酸盐、磷酸盐类和硝酸盐。利用物种种数、丰度对31站位加以聚类分析,分别分出9类,以优势种来看可以聚为13类,故优势种聚类情况不能完全替代全部物种,A8-5站位在两者聚类中均单独分出;两种聚类方法中,物种种数、丰度在各站位上多呈现出负相关性。长江口内河口区域生物多样性与口外相比较为单一,但斑块化分布仍为主要特征。其中物种种数、丰富度指数、香农威纳指数、均匀度分布较为相似,均由西北向东南先降低而后升高趋势,高值区域集中在C1、C2站位对应水域,低值区域分布于B5、B6、B7三个站位对应的水域;斑块化分布明显,主要体现在长兴岛东西两侧水域;丰度与单纯度在该方向上的分布为先升高而后降低,高值区域主要分布在B5站位附近水域,低值区域处在B1、B2附近水域;数值斑块仍明显,主要分布于长兴岛西北和东南水域。长江口内河口区域环境因子的平面分布多呈现出空间异质性。盐度、温度二因子,均呈现梯度分布且分布规律相反;溶解氧、亚硝酸盐类、磷酸盐类由西北向东南浓度逐渐升高,但斑块化严重;其余因子呈现的无明显规律,整体分布呈现出较强空间异质性。综上,长江口内河口区域的径流营养物质携带及与外海的作用有关,而环境因子的异质性导致了浮游动物斑块分布。河口区域优势种少于外海海域,共有优势种6种,分别为:中华华哲水蚤(Sinocalanus sinensis)、广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)、分叉小猛水蚤(Tisbe furcata)、球状伪镖(许)水蚤(Pseudodiaptomus forbesi)、小毛猛水蚤、伪镖水蚤(许)属幼体(Pseudodiaptomus sp.copepodite),其中中华华哲水蚤在各站位丰度最高,对应最大值为1.64×10~2 ind./m~3,而均值为0.61×10~2 ind./m~3;其余各种水蚤对应丰度最大值范围为0.15×10~2 ind./m~3-1.53×10~2 ind./m~3,均值范围为0.07×10~2 ind./m~3-0.03×10~2 ind./m~3;将6种优势种与环境因子的冗余分析表明,叶绿素α、温度、磷酸盐三者为主要影响优势种分布的环境因子,故得出对于两个区域优势种有较大影响的共有环境因子为磷酸盐类。对该区域站位按物种种数、丰度聚类分析可分为5类,以优势种来看可以聚为6类。在两个区域中,均将C8站位均单独记为一类,但两种方式站位的聚类结果是不相同的,也说明了优势种并不能完全替代全部物种,但在聚类上相较于口外更加聚合,但各站位的物种种数、丰度多为负相关。过渡样线环境因子对物种种数、丰度的影响鲜明。连通着长江口内和长江口外两个区域的两过渡带样线的物种组成及丰度与10项环境因子的相关性分析表明:浮游动物由长江口内河口区域向口外外海海域的分布受到环境因子影响。在两剖面上,盐度分布变化趋势是十分明显的,是随着向外海海域的推移,浓度为逐渐增高趋势;而对于硝酸盐类、磷酸盐类、硅酸盐类三项盐类与之相反;其余盐类多呈现出斑块状分布趋势。物种组成、丰度整体呈现出由口内河口区域向口外逐渐增加趋势,故得出随着向外海海域推移硝酸盐类、硅酸盐类、磷酸盐类、叶绿素α浓度逐渐降低,对于物种制约性下降,浮游动物多样性与丰度便逐渐增加,并认为这是由于浮游动物与浮游植物两者之间此消彼长的关系所导致的。而对于温度、盐度两类物质逐渐增加则促进了更多的适应高温、高盐的外海种的出现。综上,2018年秋季长江口及其邻近海域浮游动物数量众多,而在物种丰富程度上,外海海域远大于河口区域,两区域节肢动物均占据最大比例;两区域全部物种或优势种聚类不相同,优势种不可完全反应全体物种聚类情况;由两大区域浮游动物与环境因子在平面分布上的特征来看,呈现出较强的空间异质性;对两区域优势种影响较大的盐类为磷酸盐类,由河口区域向外海海域过度的过程中,物种多样性与盐度、温度、硝酸盐类、亚硝酸盐类、磷酸盐类、硅酸盐类、叶绿素α浓度这七类环境因子有关。长江口及其邻近海域浮游动物分布是由多重环境因子主导,且环境因子作用方式并非完全相同。本研究不仅对长江口秋季浮游动物基础数据提供了更新,并对该区域渔业经济发展、水文环境、气候变化的评估提供了理论依据。但该区域浮游动物全年性、更高时间分辨率的调查仍然是十分重要的。此外,浮游动物在营养环节中的重要地位揭示、底质休眠卵与水层浮游动物在空间上耦合对评估浮游动物时空分布仍有着重要意义。
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