珠江口大型底栖动物群落结构特征及影响因素

孙叶, 刘永, 李纯厚, 吴鹏, 李亚芳, 舒黎明, 林琳, 肖雅元, 唐广隆

孙叶, 刘永, 李纯厚, 吴鹏, 李亚芳, 舒黎明, 林琳, 肖雅元, 唐广隆. 珠江口大型底栖动物群落结构特征及影响因素[J]. 南方水产科学, 2023, 19(5): 39-47. DOI: 10.12131/20230048
引用本文: 孙叶, 刘永, 李纯厚, 吴鹏, 李亚芳, 舒黎明, 林琳, 肖雅元, 唐广隆. 珠江口大型底栖动物群落结构特征及影响因素[J]. 南方水产科学, 2023, 19(5): 39-47. DOI: 10.12131/20230048
SUN Ye, LIU Yong, LI Chunhou, WU Peng, LI Yafang, SHU Liming, LIN Lin, XIAO Yayuan, TANG Guanglong. Community characteristics and influencing factors of macrobenthos in Pearl River Estuary[J]. South China Fisheries Science, 2023, 19(5): 39-47. DOI: 10.12131/20230048
Citation: SUN Ye, LIU Yong, LI Chunhou, WU Peng, LI Yafang, SHU Liming, LIN Lin, XIAO Yayuan, TANG Guanglong. Community characteristics and influencing factors of macrobenthos in Pearl River Estuary[J]. South China Fisheries Science, 2023, 19(5): 39-47. DOI: 10.12131/20230048

珠江口大型底栖动物群落结构特征及影响因素

基金项目: 广东省基础与应用基础研究基金项目 (2019B1515120065);国家重点研发计划项目 (2019YFD0901204, 2019YFD0901201);中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助 (2020TD16);中国水产科学研究院南海水产研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助 (2021SD04, 2017YB11);农业农村部财政专项 (NFZX2021)
详细信息
    作者简介:

    孙 叶 (1998—),女,硕士研究生,研究方向为底栖动物生态学。E-mail: 2737431856@qq.com

    通讯作者:

    刘 永 (1982—),男,研究员,博士,研究方向为海洋渔业生态学。E-mail: liuyong@scsfri.ac.cn

  • 中图分类号: S 931.1

Community characteristics and influencing factors of macrobenthos in Pearl River Estuary

  • 摘要:

    珠江口是广东最大的出海口,在中国河口生态系统中占据重要地位。为揭示珠江口大型底栖动物群落的季节性变化规律,分别于2019年冬季 (12月)、2020年夏季 (8月)、2021年春季 (3月) 和秋季 (10月) 对珠江口海域开展了4个航次的调查。运用多元统计分析方法对采集的大型底栖动物的种类组成、生物量和多样性指数等进行了分析。结果显示:4次调查共发现大型底栖动物138 种,以春季大型底栖动物种类数最高 (45 种),春季栖息密度最高 (590 个·m−2),夏季最低。生物量则是冬季最高、秋季最低。光滑倍棘蛇尾 (Amphiopholis laevis) 为春、夏和秋季的共有优势种。单因素方差分析 (One-way ANOVA) 结果表明,Margalef丰富度指数 (D)、Shannon指数 (H') 和Pielou均匀度指数 (J') 均在季节间变化显著 (P<0.05)。Pearson相关性分析显示,大型底栖动物多样性与pH、悬浮物 (Suspended solids, SS) 和化学需氧量 (Chemical oxygen demand, COD) 等多种环境因子呈显著相关性。研究表明大型底栖动物的季节性变化是多种环境因子共同作用的结果,需进一步加强对该海域生物多样性的长期监测与保护。

    Abstract:

    The Pearl River Estuary is the largest estuary in Guangdong Province, and plays an important role in China's estuarine ecosystem. In order to explore the seasonal variation of macrobenthic community, we conducted four surveys in Pearl River Estuary waters in summer 2020 (August), winter 2019 (December), spring 2021 (March) and autumn 2021 (October). The species composition, biomass and diversity of the collected macrobenthic fauna were analyzed by multivariate statistical analysis. A total of 138 benthic species were recorded. The number of macrobenthic species  was higher in spring (45) than that in the other three seasons. The highest density was observed in spring and the lowest in summer; the highest biomass was obsered in winter and the lowest in autumn. Amphiopholis laevis was the dominant species in spring, summer and autumn. One-way analysis of variance (ANOVA) shows that the changes of Margalef richness index (D), Shannon index (H') and Pielou evenness index (J') were all significantly different in different seasons (P<0.05), and the Pearson correlation analysis shows that the diversity of macrobenthic fauna was significantly correlated with pH, suspended solids, chemical oxygen demand (COD) and other environmental factors. The results indicate that the seasonal variation of macrobenthic community results from the combined effect of multiple environmental factors. Thus, it is necessary to strengthen the long-term monitoring and protection of biodiversity in this area.

  • 鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)隶属于头足纲、柔鱼科、鸢乌贼属,在印度洋、太平洋热带和亚热带海域广泛分布[1]。南海鸢乌贼资源量较丰富,声学方法评估其资源量达2.36×106 t[2],是当前中国南海外海最具开发潜力的大洋性渔业资源之一。国内外学者对鸢乌贼的研究主要集中在日龄生长[3-4]、渔场资源状况[5-6]和种群结构[7-8]等方面。耳石是位于头足类平衡囊内的一对钙化组织,起着感应加速度和控制身体平衡的作用[9]。通过分析栖息水环境因子和耳石微量元素的关系,可以了解头足类不同物种间的生长差异[10]以及洄游、产卵[11]等生活史状况,划分种群结构[12],进一步可以重建温度、盐度等环境因子[13]。耳石微量元素组成受栖息环境物理和化学性质的影响,例如通常情况下锶(Sr)/钙(Ca)[14]和钡(Ba)/Ca[15]与温度呈负相关,所以Sr/Ca和Ba/Ca常用作栖息环境的温度指标。目前,有关南海鸢乌贼的耳石微化学研究较少,对不同群体间的微量元素差异性分析未见报道,耳石微量元素与环境因子之间的关系尚未明确。本文通过激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS),测定南海鸢乌贼耳石微量元素的浓度、量化微量元素在耳石中的组成及在不同耳石区域中的分布、计算耳石微量元素浓度与Ca元素的比值及变化、比较不同产卵季节和地理区域鸢乌贼耳石微量元素的差异、结合微量元素与环境因子间的关系推测其栖息环境的变化,从而为更好地利用和开发南海鸢乌贼资源提供参考资料。

    鸢乌贼样本采集时间及海区,东沙海域(2017年3—5月) 17°50'N~19°10'N、112°44'E~116°10'E;西沙海域(2017年4月) 17°20'N~17°40'N、110°50'E~111°10'E;南沙海域(2016年10—11月和2017年3—5月) 9°30'N~13°40'N、110°40'E~116°10'E (图1)。作业方式为灯光罩网,每个站位随机抽取鸢乌贼100~200尾,冷冻保存。运至实验室后进行生物学测定及相关实验处理,记录各取样站位的地理坐标和采集时间。

    图  1  样品采集站位示意图
    Figure  1.  Sampling sites in South China Sea

    样品解冻后对鸢乌贼进行生物学测定,包括胴长(mantle length,ML,精确至1 mm)、体质量(body weight,BW,精确至1 g)、性别、性成熟度等参数。中型群鸢乌贼背部具有发光器,微型群鸢乌贼背部无发光器,结合性腺发育的快慢,将鸢乌贼分成中型和微型2个种群[7]

    将耳石从平衡囊内轻轻取出,置于1.5 mL的离心管中编号,加入95%的乙醇后冷冻保存。耳石研磨的具体方法参考刘必林等[9],共选取耳石切片103枚(东沙海域40枚、西沙海域36枚、南沙海域27枚)。耳石切片抛光后在Olympus EX51显微镜(×400)下拍照,图像经PhotoShop 5.0软件叠加处理。轮纹数由2人分别读取,计数值与均值的差值低于5%,则认为计数准确,否则再计数2次求平均值[16]。通过读取样本耳石的轮纹数,结合捕捞时间,推算孵化时间,并划分不同季节的产卵群体 (表1)。

    表  1  鸢乌贼样本生物学信息
    Table  1.  Biological information of S. oualaniensis
    站位
    station
    胴长/mm
    ML
    体质量/g
    BW
    性成熟度
    maturity stage
    日龄/d
    age
    孵化时间
    hatching month
    季节
    season
    1 95 26 56 2017.01
    2 121~189 67~344 Ⅱ~Ⅳ 71~125 2016.11—2017.01 秋、冬
    3 89~154 18~153 Ⅱ~Ⅲ 62~80 2017.01—02
    4 131~175 107~256 Ⅱ~Ⅲ 77~84 2017.01
    5 110~139 35~104 Ⅰ~Ⅲ 69~91 2016.12—2017.01
    6 130~157 95~149 74~90 2016.11
    7 122~133 63~96 Ⅰ~Ⅱ 73~84 2017.01
    8 112~159 53~184 Ⅰ~Ⅳ 74~119 2016.12—2017.01
    9 111~155 44~159 Ⅰ~Ⅲ 64~84 2017.01—02
    10 110~171 40~166 Ⅰ~Ⅳ 70~92 2017.01
    11 87~182 7~199 Ⅰ~Ⅳ 63~99 2016.12—2017.02
    12 80~117 16~51 Ⅱ~Ⅳ 55~68 2016.08—09 夏、秋
    13 81~100 17~38 Ⅱ~Ⅲ 60~73 2016.08—09 夏、秋
    14 66~92 10~24 Ⅰ~Ⅳ 52~65 2016.08
    15 86~110 19~48 Ⅰ~Ⅲ 66~73 2016.08
    16 96~112 23~43 Ⅰ~Ⅲ 69~73 2016.08
    17 141 128 84 2017.01
    18 117~120 55~71 Ⅰ~Ⅱ 65~69 2017.02
    19 120~128 74~91 Ⅱ~Ⅲ 80~83 2016.08
    20 117~135 66~103 Ⅱ~Ⅳ 75~87 2016.08
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    测定前将研磨好的耳石切片置于超声波震荡仪中清洗5 min,以清除切片上的污染物。在耳石研磨平面的核心区(N)、后核心区(PN)、暗区(DZ)、外围区(PZ)以及边缘区(EZ)分别各选取1个取样点(图2),这些区域依次代表着鸢乌贼发育的胚胎期、幼虫期、幼年期、亚成体和成体期。耳石微量元素浓度测定在上海海洋大学元素分析实验室完成。激光剥蚀系统为NEW WAVE 213,ICP-MS为Agilent 7700x。激光能量密度16~20 MJ·cm–3,频率5 Hz,激光束斑直径40 μm。激光剥蚀过程中以氦气为载气、氩气为补偿气调节灵敏度,两者在1个T型接头中混合后进入ICP。该系统配置了1个信号平滑装置,当激光脉冲频率低达1 Hz时,采用该装置也能获得光滑的分析信号。每个数据分析的时间段包括20~30 s的空白信号和50 s的样品信号[17]。采用多外标,无内标法对元素浓度进行定量计算,对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素浓度)采用软件ICPMS Data Cal完成[18]。微量元素校正标准样品有NIST 610、BHVO-2G、BIR-1G和MACS-3,以上样品均为国际标准物质。测定完成后,对取样点的日龄时间段进行估算,获取不同时间段的耳石微量元素浓度。以20 d间隔为一组对鸢乌贼日龄进行划分,并在各年龄段中随机选取一定尾数的鸢乌贼分析耳石微量元素浓度与日龄间的变化趋势。

    图  2  鸢乌贼耳石微量元素采集点
    1~5分别代表核心、后核心区、暗区、外围区、边缘区
    Figure  2.  Collection points in statolith of S. oualaniensis
    1−5. N, PN, DZ, PZ and EZ, respectively.

    不同水层温度和盐度数据采集仪器为RBR concert (configuration:C.T.D;depth rating:500 m;serial number:60481),测定水深0~100 m,选取表层、50 m、100 m共3个水层,温盐数据采用入水和出水时测定的平均值(表2)。假设鸢乌贼早期主要生活在0~50 m的水层中,对应的生长阶段为胚胎期、幼虫期和幼体期,在此之后进行较远距离的垂直移动,对应的生长阶段为亚成体和成体期。分析幼虫期和幼体期耳石微量元素与0~50 m水层温度、盐度的关系以及亚成体和成体期与100 m水层温度、盐度的关系。

    表  2  不同水层温度和盐度数据
    Table  2.  Temperature and salinity data at different water layers
    站位
    station
    温度/℃ temperature 盐度 salinity
    表层 surface 50 m 100 m 表层 surface 50 m 100 m
    2 24.5 24.3 23.9 32.8 33 33.1
    3 27 25.5 22 31.8 32.3 32.9
    4 27.3 24.4 23.6 31.8 33.2 33.3
    5 25.3 24.3 24 32.7 33.1 33.2
    7 26.3 24.8 19.7 31.7 32.5 33
    8 24.9 24.1 20.5 32.2 32.5 33.2
    9 26.8 24.6 19.6 32.2 33 33.3
    10 26.5 25.5 20.4 32.3 32.4 33
    11 26.6 25.1 20.9 32.4 32.5 32.8
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    1)统计南海鸢乌贼耳石主要微量元素组成和分布,选取变异系数较小(CV)和存在差异性的微量元素进行分析。

    2)利用多因素方差分析(MANOVA)分别比较南海鸢乌贼不同种群、性别及耳石区域间微量元素浓度及其与钙元素比值的差异。

    3)两两比较不同产卵群体和地理区域耳石微量元素与Ca元素比值的差异。

    4)分析耳石微量元素与钙元素比值和温度、盐度的关系。

    5)分析软件采用SPSS 21.0。

    耳石微量元素中Ca元素浓度最高[(3.77~3.94)×105 μmol·mol–1],不同耳石区域间的Ca元素浓度无显著性差异(P>0.05),约占元素总量的97%。其次是Sr和钠(Na),分别约占元素总量的1.5%和1.0%。此外,依次为铁(Fe)、Ba、锰(Mn,表3)。方差分析表明,南海鸢乌贼中型群和微型群及雌雄群体间耳石微量元素组成无显著性差异(P>0.05)。不同耳石区域间除Ca、Fe元素浓度无显著性差异外(P>0.05),其余微量元素皆存在显著性差异(P<0.01,表4)。

    表  3  南海鸢乌贼耳石微量元素浓度及与钙元素比值
    Table  3.  Element concentrations and element/Ca ratios in statoliths of S. oualaniensis
    元素
    element
    元素浓度/μmol·mol−1 element concentration 元素/Ca element/Ca
    范围
    range
    均值±标准差
    ${\overline X}\pm{\rm{SD}}$
    范围
    range
    均值±标准差
    ${\overline X}\pm{\rm{SD}}$
    钠 Na 370~5 501 4 115±474 (1~14.1)×10−3 (10.5±1.2)×10−3
    锰 Mn 0.03~21.6 2.8±2 (0.08~57.3)×10−6 (7.2±5.3)×10−6
    铁 Fe 2.3~189.5 39.7±31 (5.8~502)×10−6 (102±79.7)×10−6
    锶 Sr 443~7 475 6 076±595 (1.2~19.1)×10−3 (15.5±1.5)×10−3
    钡 Ba 2.4~30.8 6.1±2 (6.1~79.8)×10−6 (15.6±5.2)×10−6
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格
    表  4  南海鸢乌贼耳石不同区域微量元素浓度及差异
    Table  4.  Difference of trace element concentrations at different growth zones of statoliths
    元素
    element
    元素浓度/μmol·mol−1 element concentration P
    核心区
    N
    后核心区
    PN
    暗区
    DZ
    外围区
    PZ
    边缘区
    EZ
    钠 Na 2 919~4 722 2 802~5 091 2 625~5 146 2 310~5 238 370~5 501 0
    锰 Mn 0.03~8.3 0.03~10.6 0.1~13.9 0.11~12.4 0.11~21.6 0
    铁 Fe 2.3~151.3 9.6~164.7 12.2~159.4 12~154 9~189.5 0.1
    锶 Sr 4 971~7 446 4 296~7 059 3 356~6 622 3 187~6 829 443~7 475 0
    钡 Ba 3.3~10.7 2.7~11.8 2.5~18.9 2.4~9.4 2.7~30.8 0
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    Sr/Ca在核心区最高,随后不断下降,在边缘区最低(图3-a)。核心区和后核心区Sr/Ca明显高于其他区域,不同耳石区域Sr/Ca差异显著(P<0.05)。Na/Ca先增大后减小(图3-b),暗区最高,各相邻区域间差异极显著(P<0.01),而核心区和边缘区差异不显著(P>0.05)。Mn/Ca在核心区最高,随后减小,外围区最低,在边缘区增大(图3-c),核心区与后核心区和外围区差异显著,与边缘区差异不显著。Ba/Ca先减小后增大,在暗区最低,核心区与后核心区和边缘区无显著性差异(图3-d)。Fe/Ca在不同耳石区域无显著性差异(图3-e),两两比较发现,核心区、后核心区和暗区与边缘区存在显著差异(P<0.05)。耳石微量元素Sr/Ca、Na/Ca、Mn/Ca、Ba/Ca、Fe/Ca随着鸢乌贼日龄的增加其变化趋势与耳石区域的微量元素变化较一致(图4)。

    图  3  不同耳石区域耳石微量元素与钙的比值
    Figure  3.  Ratios of elements to Ca at different statolith zones of S. oualaniensis
    图  4  不同日龄阶段耳石微量元素与钙的比值
    Figure  4.  Ratios of elements to Ca of different ages of S. oualaniensis

    不同产卵群体鸢乌贼耳石微量元素除Na/Ca和Fe/Ca有显著性差异外(P<0.01),其余元素无显著性差异(P>0.05)。在不同耳石区域,夏季和冬季产卵群体Fe/Ca差异显著,冬季最高、秋季次之、夏季最低(图5-e)。Na/Ca先增大后减小,夏季和冬季产卵群体的Na/Ca在耳石核心区与后核心区差异性显著,其他区域差异性不显著(图5-b)。耳石微量元素Sr/Ca、Mn/Ca、Ba/Ca在不同耳石区域间不存在季节性差异(图5-acd)。

    图  5  不同产卵群体耳石元素与钙的比值
    Figure  5.  Ratios of elements to Ca in different hatching groups

    根据采样站位,将南海鸢乌贼划分为东沙、西沙和南沙3个地理群体。耳石Fe/Ca在东沙海域最高、西沙海域次之、南沙海域最低。东沙与南沙海域存在显著性差异(P<0.01),与西沙海域不存在显著性差异;西沙和南沙海域不存在显著性差异(P>0.05)。耳石Sr/Ca、Na/Ca、Ba/Ca和Mn/Ca在不同海域间差异性不显著(图6)。

    图  6  不同地理区域耳石微量元素与钙的比值
    Figure  6.  Ratios of elements to Ca in different geographical areas

    在0~50 m水层中,幼虫和幼体期的鸢乌贼耳石Sr/Ca与温度呈正相关、与盐度呈负相关(图7),其余微量元素/Ca与温度、盐度无明显的相关性。线性方程为RSr/Ca=0.40T+5.86 (R2=0.50);RSr/Ca=−0.57x+34.51 (R2=0.21)。亚成体和成体期的鸢乌贼耳石微量元素Ba/Ca与盐度有微弱的正相关性(图8),其余元素/Ca与温度、盐度无明显的相关性。线性方程为RBa/Ca=2.65x–72.66 (R2=0.20)。

    图  7  幼体期鸢乌贼耳石微量元素比值与温度、盐度的关系
    Figure  7.  Relationship trace element ratio and temperature and salinity of statolith of larvae
    图  8  成体期耳石微量元素比值与温度、盐度的关系
    Figure  8.  Relationship among trace element ratio and temperature and salinity of statolith of adult

    鸢乌贼耳石微结构一般划分为核心区、后核心区、暗区和外围区[19]。这些生长区对应着不同的个体发育阶段,其中耳石零轮以内的为核心区,代表胚胎期,后核心区代表幼虫期,暗区代表幼年期,外围区则代表亚成体和成体期[20]。耳石核心区的微量元素浓度与其他区域有很大差别。Yatsu等[21]研究认为头足类Sr/Ca在胚胎期可能受到不同方式的影响,在胚胎期,由于胚胎外膜的保护,卵内的发育环境与外界的水环境隔离开,其营养物质主要来源于自身携带的卵黄囊。Bustamante等[22]研究表明墨鱼(Sepia officinalis)卵外的保护膜可以使胚胎免受痕量金属如锌(Zn)和镉(Cd)的影响。分析卵黄囊以及卵内液体的微量元素组成,可以进一步了解耳石核心区微量元素与它们之间的关系。Sr元素在耳石微量元素中的浓度仅次于Ca元素,是耳石发育过程中不可或缺的元素之一,在头足类的耳石生物矿化过程中扮演着重要的角色[13]。南海鸢乌贼耳石Sr/Ca在核心区最高,随后逐渐降低,在边缘区最低,Na/Ca在暗区最高,呈倒置“U”型分布,Ba/Ca在暗区最低,呈“U”型分布。哥斯达黎加外海茎柔鱼不同耳石区域的微量元素均值变化与本研究相同[17],而迪斯科湾黵乌贼(Gonatus fabricii)[23]和北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartrami)[21]核心区至外围区耳石Sr/Ca均值呈“U”型分布。南海鸢乌贼Mn/Ca核心区最高,随后逐渐降低,在边缘区增大。智利外海茎柔鱼耳石Mn/Ca从核心到外围区先减少后增加[24],而迪斯科湾黵乌贼耳石Mn/Ca呈倒“U”型分布[23]。Arkhipkin等[25]分析认为Mn/Ca产生差异的原因可能来源于物种特定的吸收机制或仪器误差,而非环境因素,并观察发现随着鱿鱼胴长的增加,Mn/Ca减小,本研究中Mn/Ca随着个体日龄的增加整体呈减小趋势。

    3个产卵群体中,耳石核心区、后核心区和暗区的Sr/Ca几乎相同,在外围区及边缘区出现微小的变化,外围区夏季群体Sr/Ca较高,而在边缘区最低。虽然Sr/Ca在不同产卵群体中无显著差异,但是可以得出鸢乌贼在亚成体和成体期经历了不同的水环境变化,因为此时的鸢乌贼具有较强的游泳能力。

    南海鸢乌贼耳石Na/Ca为(10.5±1.2)×10–3、茎柔鱼Na/Ca为(8.6~12.8)×10–3 [26],两者相近,低于迪斯科湾黵乌贼 [(15~22)×10–3] [23]。耳石Na/Ca先增大后减小,在幼体期到成体期不断下降,在耳石核心区和后核心区,Na/Ca在夏季和冬季产卵群体中差异显著,可用于不同产卵群体的划分。而Liu等[26]分析认为茎柔鱼Na/Ca在不同产卵群体中无显著性差异,不能用于产卵群体的划分。

    Ba/Ca在不同产卵群体中无显著性差异。而Fe元素是海洋初级生产力高低的主要限制因子[27]。徐红云[28]研究表明南海北部海域海洋净初级生产力由北向南递减,在南部海域沿海区域较高,而在南部深水海盆存在低值中心。由此判断东沙海域的净初级生产力高于西沙海域、南沙海域较低,与耳石Fe/Ca在东沙海域最高、西沙海域次之、南沙海域最低相对应。Fe/Ca在不同群体中存在显著性差异,因此可用于南海鸢乌贼不同群体的划分。

    本研究表明南海海域鸢乌贼幼体期耳石Sr/Ca与温度呈正相关、与盐度呈负相关,但鸢乌贼成体期耳石Sr/Ca与温度和盐度均无相关性。耳石Sr/Ca在胚胎期最高,随后逐渐降低,这与鸢乌贼早期生活在海洋表层,随着个体发育和游泳能力的增强,不断向海洋水层下方移动相对应。成体期的柔鱼类昼夜垂直移动,白天生活在深层冷水区、晚上在表层暖水区活动,生活环境的温度变化较大[17]。南海鸢乌贼耳石Sr/Ca在不同地理区域差异不显著,可以排除水平迁移带来的环境变化。鸢乌贼的昼夜垂直移动可能是导致成体期耳石Sr/Ca与温度无相关性的原因。所以,鸢乌贼幼体期耳石Sr/Ca浓度可以作为温度的指示剂。而随着海水深度的增加,盐度也在增加,鸢乌贼幼体期耳石Sr/Ca与盐度存在微弱的负相关性,进一步佐证了鸢乌贼早期生活阶段栖息环境的变化。

    Ba浓度随着海水深度增加而升高[23],南海鸢乌贼耳石Ba/Ca在成体期与盐度呈弱相关,而深水层的盐度值高,可以推断鸢乌贼成体期生活在较深的海域。南海鸢乌贼耳石Ba/Ca在幼体期最低,成体期最高,这与幼体生活在海洋表层、成体生活在深水层相对应。因而,可以把Ba/Ca作为头足类垂直移动的有效指标。

    致谢:中国水产科学研究院南海水产研究所江艳娥在耳石提取方面给予的指导,钟智辉和陈盟基等在样品采集方面提供的帮助,徐亮、王守信和柯兰香等在实验过程中的协作,广东海洋大学侯刚老师在论文写作方面给予的启发和建议,谨此致谢!

  • 图  1   珠江口大型底栖动物采样站位图

    注:因C2站点靠近岸边,选择在涨潮期进行监测。

    Figure  1.   Sampling stations of macrobenthos in Pearl River Estuary

    Note: C2 station is close to the shore, so the monitoring was carried out during the high tide period.

    图  2   珠江口大型底栖动物栖息密度和生物量的季节变化

    Figure  2.   Seasonal variation of total habitat density and total biomass of macrobenthos in Pearl River Estuary

    图  3   珠江口大型底栖动物四季的栖息密度聚类分析

    Figure  3.   Cluster analysis of habitat density of macrobenthos in Pearl River Estuary in four seasons

    表  1   珠江口大型底栖动物各季节的调查站位

    Table  1   Sampling stations of macrobenthos in Pearl River Estuary in different seasons

    季节
    Season
    调查站位
    Sampling station
    春季 Spring A1、A2、A4、A6、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15
    夏季 Summer A1、A2、A4、A6、A7、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15、A17
    秋季 Autumn A1、A2、A4、A6、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15、A17
    冬季 Winter A1、A2、A4、A6、A8、A10、A11、B2、B6、C1、C2、C5
    下载: 导出CSV

    表  2   珠江口大型底栖动物各类群组成的季节分布

    Table  2   Seasonal distribution of group composition of macrobenthos in Pearl River Estuary

    类群
    Group
    春季
    Spring
    夏季
    Summer
    秋季
    Autumn
    冬季
    winter
    种数
    Number of
    species
    比例
    Percentage/%
    种数
    Number of
    species
    比例
    Percentage/%
    种数
    Number of
    species
    比例
    Percentage/%
    种数
    Number of
    species
    比例
    Percentage/%
    刺胞动物 Cnidaria 0 0 0 0 0 0 1 3.22
    环节动物 Annelida 20 44.44 9 39.13 15 53.57 7 22.58
    棘皮动物 Echinodermata 2 4.44 1 4.34 2 7.14 1 3.22
    脊索动物 Chordata 0 0 1 4.34 1 3.57 2 6.45
    节肢动物 Arthropoda 6 13.33 6 26.08 7 25 5 16.12
    纽形动物 Nemertinea 1 2.22 1 4.34 0 0 1 3.22
    软体动物 Mollusca 14 31.11 5 21.73 2 7.14 12 38.70
    星虫动物 Sipuncula 1 2.22 0 0 0 0 1 3.22
    螠虫动物 Echiurida 1
    2.22
    0
    0
    1
    3.57
    1
    3.22
    合计 Total 45 100.00 23 100.00 28 100.00 31 100.00
    下载: 导出CSV

    表  3   珠江口大型底栖动物优势种及优势度分布

    Table  3   Distribution of dominant species and dominance of macrobenthos in Pearl River Estuary

    季节
    Season
    优势种
    Dominant species
    优势度
    Dominance index
    栖息密度
    Density/(个·m−2)
    生物量
    Biomass/(g·m−2)
    春季 Spring 光滑河篮蛤 Potamocorbula laevis 0.03 190 11.15
    光滑倍棘蛇尾 Amphiopholis laevis 0.02 30 2.96
    夏季 Summer 裸盲蟹 Typhlocarcinus nudus 0.11 65 19.75
    光滑倍棘蛇尾 Amphioplus laevis 0.05 40 10.65
    角海蛹 Ophelina acuminate 0.04 50 6.15
    秋季 Autumn 背蚓虫 Notomastus latericeus 0.02 60 2.72
    光滑倍棘蛇尾 Amphiopholis laevis 0.02 30 1.71
    冬季 Winter 短角双眼钩虾 Ampelisca brevicornis 0.03 45 2.4
    下载: 导出CSV

    表  4   珠江口大型底栖动物主要类群栖息密度和生物量季节变化

    Table  4   Seasonal variation of habitat density and biomass of main groups of macrozoobenthos in Pearl River Estuary

    类群
    Group
    项目
    Item
    春季
    Spring
    夏季
    Summer
    秋季
    Autumn
    冬季
    Winter
    环节动物 Annelids 栖息密度 Density/(个·m−2) 265 175 300 95
    生物量 Biomass/(g·m−2) 8.35 14.20 8.43 5.85
    棘皮动物 Echinodermata 栖息密度 Density/(个·m−2) 70 40 45 10
    生物量 Biomass/(g·m−2) 5.08 10.65 31.26 1.95
    节肢动物 Arthropoda 栖息密度 Density/(个·m−2) 45 110 80 105
    生物量 Biomass/(g·m−2) 36.90 36.75 9.52 22.05
    软体动物 Mollusca 栖息密度 Density/(个·m−2) 190 30 20 105
    生物量 Biomass/(g·m−2) 83.56 9.50 6.88 75.80
    其他类群 Others 栖息密度 Density/(个·m−2) 30 20 10 195
    生物量 Biomass/(g·m−2) 6.02 2.00 0.35 158.25
    下载: 导出CSV

    表  5   珠江口大型底栖动物多样性指数季节分布

    Table  5   Seasonal distribution of macrobenthos diversity index in Pearl River Estuary

    季节
    Season
    Margalef 丰富度指数
    D
    Shannon-Wiener 多样性指数
    H'
    Pielou 均匀度指数
    J'
    春季 Spring 2.36±0.83a 0.34±0.21a 0.18±0.07a
    夏季 Summer 1.56±0.87b 1.62±0.90b 0.80±0.34b
    秋季 Autumn 1.51±0.82b 0.29±0.16a 0.21±0.08a
    冬季 Winter 1.47±0.81b 1.66±0.15a 0.97±0.03a
    注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。Note: Different letters within the same column indicate significant differences (P<0.05).
    下载: 导出CSV

    表  6   珠江口大型底栖动物物种多样性指数与环境因子间的相关性

    Table  6   Correlation analysis of macrozoobenthos diversity index and environmental factors in Pearl River Estuary

    指数
    Index
    温度
    Tem-
    perature
    溶解氧
    DO
    pH盐度
    Salinity
    Shannon-Wiener
    多样性指数
    H'
    化学需氧量
    COD
    Peilou
    均匀度指数
    J'
    Margalef
    丰富度指数
    D
    磷酸盐
    PO4 3−
    溶解氧 DO−0.621**
    pH−0.693**0.596**
    盐度 Salinity−0.2470.1570.302*
    Shannon-Wiener 多样性指数 H'−0.093−0.0600.468**0.344*
    化学需氧量 COD−0.297*0.170−0.307*−0.044−0.464**
    Peilou 均匀度指数 J'−0.1390.0430.585**0.1740.866**−0.538**
    Margalef 丰富度指数 D−0.332*0.0260.1250.527**0.336*0.345*0.115
    磷酸盐 PO4 3−0.206−0.2530.272−0.301*0.526**−0.515**0.687**−0.294*
    悬浮颗粒物 SS0.032−0.2260.249−0.365*0.197−0.346*0.287*−0.1930.536**
    注:*. P<0.05; **. P<0.01。
    下载: 导出CSV

    表  7   本次调查与周边海域的比较

    Table  7   Comparison of results from this investigation and surrounding waters

    调查区域
    Survey area
    调查时间
    Survey time
    种数
    Number of Species
    栖息密度
    Density/(个·m−2)
    生物量
    Biomass/(g·m−2)
    来源
    Source
    珠江口海域 Pearl River Estuary1980 年 22826.1[13]
    珠江口海域 Pearl River Estuary1991 年96.626.99[14]
    珠江口伶仃水道 Lingding Waterway1996 年275519.95[15]
    珠江口海域 Pearl River Estuary1998 年9720.48[16]
    珠江口海域 Pearl River Estuary1999—2000 年32338.3510.05[17]
    珠江口海域 Pearl River Estuary2004 年2231 435.16314.37[14]
    珠江口海域 Pearl River Estuary2005 年240160.7576.26[14]
    珠江口海域 Pearl River Estuary2006 年156627.8514.57[18]
    珠江口海域 Pearl River Estuary2007 年248288.933.73[14]
    北部珠江口 North Pearl River Estuary2006—2007 年225.67593.49.16[8]
    珠江口横琴岛海域 Hengqin Island2008 年33236.313.25[19]
    珠江口滩涂 Pearl River Estuary mudflat2009 年40[20]
    珠江口潮间带东南部 Southeast intertidal zone of Pearl River Estuary2014 年52269.3129.61[21]
    珠江八大出海口 Eight outlets of Pearl River2015 年67336.521.26[22]
    珠江口海域 Pearl River Estuary2019—2021 年138482.5133.19本研究
    大亚湾海域 Daya Bay1984—1985 年98[23]
    大亚湾海域 Daya Bay2004 年79 [24]
    大亚湾海域 Daya Bay1988—2015 年155~6214.95~17.25[25]
    大亚湾海域 Daya Bay2013 年15341084.83[25]
    下载: 导出CSV
  • [1] 马骏, 付荣恕. 大型底栖动物生态学研究进展[J]. 山东农业科学, 2010(2): 78-81. doi: 10.3969/j.issn.1001-4942.2010.02.022
    [2] 杨湘君, 崔雯瑶, 张蒙生, 等. 胶州湾大型底栖动物生态学初步研究[J]. 海洋科学进展, 2021, 39(1): 89-101.
    [3]

    WANG Q X, SONG L, AGUSTI S, et al. Changes of the macrobenthos community with non-native mangrove rehabilitation (Kandelia obovata) and salt marsh invasion (Spartina alterniflora) in Ximen Island, Zhejiang, China[J]. Ocean Sci J, 2021, 56(4): 395-405. doi: 10.1007/s12601-021-00037-9

    [4]

    KOSARI S, NADUSHAN R M, FATEMI M R, et al. Macrobenthos as bioindicator of ecological status in the Yekshabe Creek-estuary, Persian Gulf[J]. Iranian J Fish Sci, 2021, 20(2): 514-528.

    [5] 张晓浩, 黄华梅, 王平, 等. 1973—2015年珠江口海域岸线和围填海变化分析[J]. 海洋湖沼通报, 2016(5): 9-15. doi: 10.13984/j.cnki.cn37-1141.2016.05.002
    [6] 王丽荣, 赵焕庭. 中国河口湿地的一般特点[J]. 海洋通报, 2000(5): 47-54.
    [7]

    GAUDENCIO M J, CABRAL H N. Trophic structure of macrobenthos in the Tagus estuary and adjacent coastal shelf[J]. Hydrobiologia, 2007, 587(1): 241-251. doi: 10.1007/s10750-007-0686-6

    [8] 周细平, 李贞, 吴培芳, 等. 珠江河口区大型底栖动物群落结构[J]. 生物多样性, 2019, 27(10): 1112-1121. doi: 10.17520/biods.2018321
    [9] 蓝虹, 黄央央, 郑崇荣, 等. 2009—2012年泉州湾大型底栖生物多样性研究[J]. 海洋开发与管理, 2018, 35(5): 87-92. doi: 10.3969/j.issn.1005-9857.2018.05.017
    [10] 田胜艳, 张文亮, 于子山, 等. 胶州湾大型底栖动物的丰度、生物量和生产量研究[J]. 海洋科学, 2010, 34(6): 81-87.
    [11] 吴振斌, 贺锋, 付贵萍, 等. 深圳湾浮游生物和底栖动物现状调查研究[J]. 海洋科学, 2002(8): 58-64.
    [12]

    LOBON-CERVIA J, REZENDE C F, CASTELLANOS C. High species diversity and low density typify drift and benthos composition in neotropical streams[J]. Fundamental Appl Limnol, 2012, 181(2): 129-142. doi: 10.1127/1863-9135/2012/0242

    [13] 贾海波, 胡颢琰, 唐静亮, 等. 南黄海大型底栖动物生态调查与研究[J]. 海洋与湖沼, 2010, 41(6): 842-849.
    [14] 毛婕昕, 闫启仑, 王立俊. 典型河口底栖动物种类数、生物量及种群密度变化趋势的研究[J]. 海洋环境科学, 2011, 30(1): 37-40.
    [15] 刘玉, 李适宇, 吴仁海, 等. 珠江口伶仃水道浮游生物及底栖动物群落特征分析[J]. 中山大学学报(自然科学版), 2001(S4): 114-118.
    [16] 林凤梅, 白福臣. 南海海洋生态安全及渔业可持续发展研究[J]. 渔业现代化, 2014, 41(6): 58-62.
    [17] 黄洪辉, 林燕棠, 李纯厚, 等. 珠江口底栖动物生态学研究[J]. 生态学报, 2002(4): 603-607.
    [18] 张敬怀, 高阳, 方宏达, 等. 珠江口大型底栖动物群落生态特征[J]. 生态学报, 2009, 29(6): 2989-2999.
    [19] 黄道建, 杜飞雁, 吴文成. 珠江口横琴岛海域春季大型底栖动物调查分析[J]. 生态科学, 2011, 30(2): 117-121.
    [20] 黄少峰, 刘玉, 李策, 等. 珠江口滩涂围垦对大型底栖动物群落的影响[J]. 应用与环境生物学报, 2011, 17(4): 499-503.
    [21] 沈月含, 丁森, 王慧, 等. 滦河秋季大型底栖动物群落结构空间格局与关键环境影响因子识别[J]. 环境科学研究院, 2020, 33(10): 2298-2307.
    [22] 彭松耀, 赖子尼, 麦永湛. 珠江口大型底栖动物群落及沉积物生态毒理效应指示种筛选[J]. 海洋渔业, 2020, 42(5): 571-584.
    [23] 朱文涛, 秦传新, 段丁毓, 等. 大亚湾典型珊瑚礁区域冬春季节底栖动物分布研究[J]. 海洋渔业, 2020, 42(2): 170-182. doi: 10.3969/j.issn.1004-2490.2020.02.005
    [24] 刘开珍, 杜飞雁, 李亚芳, 等. 大亚湾大型底栖动物近30年次级生产力变化特征[J]. 南方水产科学, 2018, 14(2): 1-9. doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2018.02.001
    [25] 袁涛萍, 李恒翔, 李路, 等. 夏季大亚湾大型底栖动物群落结构[J]. 热带海洋学报, 2017, 36(1): 41-47.
    [26] 谢群, 施玉珍, 张际标, 等. 珠江口海域春季富营养化现状与影响分析[J]. 应用海洋学学报, 2017, 36(3): 356-364.
    [27]

    FAN Y J, ZHENG K, ZHU Z W, et al. Distribution, sedimentary record, and persistence of microplastics in the Pearl River catchment, China[J]. Environ Pollut, 2019, 251(2): 862-870.

    [28]

    DOU P, CUI B S, XIE T, et al. Macrobenthos diversity response to hydrological connectivity gradient[J]. Wetlands, 2016, 36(1): S45-S55.

    [29] 舒黎明, 陈丕茂, 黎小国, 等. 柘林湾及其邻近海域大型底栖动物的物种组成和季节变化特征[J]. 应用海洋学学报, 2015, 34(1): 124-132.
    [30]

    WANG M, CHENG W, REN J H, et al. Intelligent distribution characteristic analysis of heavy metals in reservoir sediments[J]. Cluster Comput-J Networks Software Tools Applications, 2019, 22(1): 2285-2292.

    [31] 彭松耀, 赖子尼, 麦永湛. 珠江口大型底栖动物数量与生物多样性的分布特征[J]. 海洋渔业, 2019, 41(3): 266-277.
    [32] 罗艳, 林丽华, 张翠萍, 等. 珠海横琴岛海域大型底栖动物的生态特征[J]. 海洋湖沼通报, 2017(5): 69-79.
    [33] 冯剑丰, 王秀明, 孟伟庆, 等. 天津近岸海域夏季大型底栖生物群落结构变化特征[J]. 生态学报, 2011, 31(20): 5875-5885.
    [34] 田伟, 徐兆礼, 周进, 等. 椒江口海域大型底栖动物群落结构的研究[J]. 复旦学报(自然科学版), 2013, 52(2): 271-277.
    [35] 张景平, 黄小平, 江志坚, 等. 2006—2007年珠江口富营养化水平的季节性变化及其与环境因子的关系[J]. 海洋学报(中文版), 2009, 31(3): 113-120.
    [36] 赵春宇, 谭烨辉, 柯志新, 等. 珠江口赤潮爆发过程中水体及表层沉积物间隙水中营养盐与叶绿素的变化特征[J]. 海洋通报, 2016, 35(4): 457-466.
    [37]

    VEAS R, HERNANDEZ-MIRANDA E, QUINONES R A, et al. Spatio-temporal biodiversity of soft bottom macrofaunal assemblages in shallow coastal waters exposed to episodic hypoxic events[J]. Mar Environ Res, 2012, 78: 1-14. doi: 10.1016/j.marenvres.2012.02.008

    [38] 龙诗颖, 修玉娇, 李瑶, 等. 黄河三角洲水质对底栖动物群落结构的影响[J]. 环境科学学报, 2022, 42(1): 104-110.
    [39] 秦蕴珊, 李凡. 渤海海水中悬浮体的研究[J]. 海洋学报(中文版), 1982(2): 191-200.
    [40] 胡忠军, 史先鹤, 吴昊, 等. 上海青草沙水库食物网结构特征分析[J]. 水生态学杂志, 2019, 40(2): 47-54.
    [41] 陈晨, 杨湘君, 崔雯瑶, 等. 胶州湾大型底栖动物群落的年次级生产力及其影响因素的研究[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2021, 51(9): 45-56.
  • 期刊类型引用(3)

    1. 陆化杰,赵懋林,刘凯,任品. 中国南海南沙群岛海域鸢乌贼耳石微量元素组成特性. 水产学报. 2023(07): 174-183 . 百度学术
    2. 赵炎,王丛丛,刘必林,林龙山,李渊. 东印度洋、南海海域鸢乌贼种群遗传结构研究. 海洋渔业. 2022(04): 396-408 . 百度学术
    3. 金岳,李楠,俞骏,方舟,陈新军. 基于耳石微化学的南海北部海域两种枪乌贼洄游路线初步研究. 海洋与湖沼. 2021(06): 1540-1548 . 百度学术

    其他类型引用(3)

图(3)  /  表(7)
计量
  • 文章访问数:  490
  • HTML全文浏览量:  147
  • PDF下载量:  111
  • 被引次数: 6
出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-15
  • 修回日期:  2023-04-24
  • 录用日期:  2023-05-03
  • 网络出版日期:  2023-07-30
  • 刊出日期:  2023-10-04

目录

/

返回文章
返回