调查了三门湾健跳港海水养殖区夏季浮游生物的种类组成、密度和多样性指数,并将浮游生物群落指标与水质理化因子进行相关分析。共发现浮游生物29种,其中浮游植物14种,第一优势种为中勒骨条藻(Skeletonema costatum);浮游动物15种,第一优势种为太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica)。表层浮游植物的平均密度为43 328ind·L-1,Shannon-Weiner多样性指数为0.826;浮游动物平均密度为389ind.m-3,Shannon-Weiner多样性指数为2.964。相关分析结果表明:无机氮、无机磷促使了浮游植物大量繁殖,并使浮游动物多样性指数提高。网箱养鱼区水体富营养化指数与浮游植物多样性指数之间有一定的正相关关系,与浮游动物多样性指数之间呈显著的正相关关系。
Effects of fish cage culture on plankton biodiversities and water quality were studied at five sampling stations(Ⅰ-Ⅴ) in the summer of Jiantiao at Sanmen Bay.29 species of plankton were found,among which 14 species were phytoplankton and 15 species were zooplankton.The dominant species of phytoplankton and zooplankton were Skeletonema costatum and Acartia pacifica,respectively.The average density of phytoplankton and phytoplankton Shannon-Weiner biodiversity index in the surface water layer were 43 328 ind·L-1 and 0.826,respectively.The average density of zooplankton and zooplankton Shannon-Weiner biodiversity index in the whole water layer were 389 ind.m-3 and 2.964.The result of regression analysis showed that the density of phytoplankton increased rapidly,which was caused by high concentrations of DIN,DIP in the fish cage culture region,and biodiversity index of zooplankton also increased with increase of DIN and DIP.Biodiversity index of phytoplankton had a positive linear relationship with water body E value,and there was a significant positive linear relationship(R2=0.781,p<0.05) between biodiversity index of zooplankton and water body E value.
全 文 :第26卷第5期
2007年lO月
生态科学
EcologicalScience
26(5):415-421
0ct.2007
三门湾健跳港网箱养殖区浮游生物多样性的夏季调查
李共国1,楼威1,项有堂2,王琼2
1.浙江万里学院生物技术研究所,宁波315100
2.宁波海洋环境监测中心,宁波315040
【摘要】 调查了三门湾健跳港海水养殖区夏季浮游生物的种类组成、密度和多样性指数,并将浮游生物群落指标与水
质理化因子进行相关分析。共发现浮游生物29种,其中浮游植物14种,第一优势种为中勒骨条藻(Skeletonemacostatum);
浮游动物15种,第一优势种为太平洋纺锤水蚤(Acartiapacifica)。表层浮游植物的平均密度为43328ind·L~,
Shannon-Weiner多样性指数为0.826;浮游动物平均密度为389ind·m.3,Shannon.Weiner多样性指数为2.964。相关分析
结果表明:无机氮、无机磷促使了浮游植物大量繁殖,并使浮游动物多样性指数提高。网箱养鱼区水体富营养化指数与
浮游植物多样性指数之间有一定的正相关关系,与浮游动物多样性指数之间呈显著的正相关关系。
关键词:三门湾:浮游生物;多样性指数;富营养化
中图分类号:X52 文献标iP,码-A 文章编号:1008-8873(2007)05-415.07
Effectoffishcagecultureonplanktonbi diversitiesinthesummerofJiantiaoat
SanmenBay
LIGong.gu01,LOUWeil,XIANGYou-tan92,WANGQion92
1.InstituteofBiotechnolog,ZhefiangWanfiUniversity,Ningbo315100,China
2.NingboMarineE vironmentMonitoringCentralStation,Ningbo31504D,China
Abstract:Effectso ishcagecultureonplanktonbi diversitiesandwaterqualitywelestudiedatfivesamplingstations(I-V)
inthesummerofJiantiaoatSanmenBay.29speciesofplanktonwb-疆efound,amongwhich14speciesw rephytoplanktond
15speciesw rezooplankton.Thedominantspeciesofphytoplanktondzo planktonwereSkeletonemacost tumndAcartia
paeifica,respectively.TheaveragedensityofphytoplanktonandphytoplanktonShannon-Weinerbiodive sityindexinthesurface
waterlayerwere43328ind’L“andO.826.respectively.Thea ragedensityofzooplanktonandz oplanktonShan on-Weiner
biodiversityindexinthewholewaterlayerWere389ind‘m。and2.964.TheresuRofregressionanalysisshowedthatthedensity
ofphytoplanktoni creasedrapidly,whichwascausedbyhighconcentrationsofDIN,DIPinthefishcagecultureregion,and
biodiversityindexofzooplanktonalsoincreasedwithincreaseofDINandDIP.Biodiversityindexofphytoplanktonhada
positivelinearrelationshipwithwaterbodyEvalue,andthereWaSasignificantposi ivelinearrelationship(R2-O.781,p<0.05)
betweenbiodiversityindexofzooplanktonandwaterbodyEvalue.
Keywords:Sanmenbay;plankton;biodiversityn ex;eutrophication
收稿日期:2007.10-09,2007.10-20
作者简介:李共国(19“一).男,教授,主要从事浮游动物生态研究。E-mail:ligongguo@tonl.eom
万方数据
l前言(Introduction)
三门湾(东径121。25’~120。007,北纬29。
057-29。46’)地处浙江省海岸中段,三面环陆,
是一个半封闭海湾。湾内长约40km,宽约10km,
低潮总面积390km2,平均水深约9m,是浙江省重
点海水增养殖基地,湾内的网箱养殖发展较好。为
使湾内网箱养殖业得到合理规划和健康发展,有必
要在网箱养殖发展的同时对养殖海区水体的环境质
量进行研究。余方平【¨等人曾于2002年对三门湾健
跳网箱养鱼区营养盐的变化进行了研究,并评价了
其水质状况,而对海水环境质量敏感的浮游生物群
落变化则尚无研究报道。浮游生物在水生态系统食
物链中扮演着重要的角色,它既是海洋初级生产力
的生产者,作为海洋其他生物的基础饵料,又以海
洋微生物、有机碎屑为食,起着净化海洋水体的功
能。近年来,由于海洋水体污染不断加重,海洋浮
游生物对环境变化的响应研究也越来越受到重视。
本文对三门湾健跳港网箱养鱼区夏季的浮游生物多
样性展开调查研究,试图找出影响海洋浮游生物多
样性重要的水质因子,分析其危害性与来源,提出
合理的网箱养鱼技术措施,这对维护三门湾海洋生
物多样性和海水增养殖资源的可持续利用均有重要
的意义。
2材料与方法(Materialsandmethods)
2.1浮游生物采样与计数
2006年8月在三门湾主要增养殖区健跳港设置
5个浮游生物采样站:I(2900746’hi,12103520’,E)、
II(29。06’36”,12i038’36”)、Ⅲ(29003,48”,
121044’24”)、IV(29。02727”,121037’22”)和V
(28。58’12”,12104544”)站,其中ⅡI站和V站离养
鱼区较远。其位置分布见图l。浮游植物表层样品在
离水面1.0m水层处采集500cIn3水样,固定后浓缩
至80cm3,计数体积O.25cm3;对深度较大的I站和
III站,又增加了底层(离水底1.0m)浮游植物样品
的采集。涨潮和落潮各采1次。浮游动物样品涨潮和
落潮采样均用浅水生物网(网口直径37cm,网长140
cm,20号筛绢制成),由底层至表层垂直拖网一次,
用个体计数法121。30’E求得浮游动物的密度。标本
处理和鉴定分析均按海洋调查规范【2】进行。
履.多?VL刖&
o
7汐2T 三≥
___-__钴:f二m蔷、、7Ⅳ粳魂蠹/、.一一
丢己.=一.坶n图1三门湾主要增养殖区浮游生物采站
F唔1DistribudonofsampHngstationsofplanktoninthe
fishcagecultureofSanmenBay
2.2水化学指标测定方法
水环境因子监测项目主要包括对盐度、透明度、
溶解氧、化学需氧量、pH值、氨氮、硝酸盐、亚硝
酸盐、活性磷酸盐和粪大肠杆菌等,均采用
GBl7387.4方法测定。
2.3浮游生物优势度和多样性指数的计算
浮游生物优势度采用样本中第一优势种的密度
与样本总密度的百分率表示,多样性按
Shannon.Weiner指数(日’)公式计算【3】。
H’-·∑(ni/N)l092(ni/N)
式中,删为第f种物种的个体数,Ⅳ为样本中所
有物种的个体数之和。
2.4水体污染和富营养化指数
水体污染采用单因子无量纲指数【l】。
A寻(CODi/CODa)+(DINi/DINa)+(DIPi
/DIPa).(DOi/DOa)
式中,A水污染指数,CODi、DINi、DIPi、
DOi为实测值,CODa、DINa、DIPa、DOa为GB
3097~1997海水水质标准,其值分别为2、0.2、0.015、
6mg·L1。污染指数越大,水体污染越严重。
富营养化指数采用国内经常使用的公式【l】。
E=COD(mg·L“)·DIN(“g·L“)·DIP(“g·L“)/4500
式中,E为富营养化状态指数。当E>l时,即
万方数据
5期 奎茎垦:笠!三卫鲨丝坠鲞塑笪菱蕉暨翌鲎生望垒登丝丝星至塑奎 !!Z●●___●___-__●___I_____-___●_--_--_--’—●__--__-__-——_●__---——●l-———_-_______--——-●___-—--___-_—————————————————————————————一一表l三门湾健跳港网箱养鱼区夏季各采样站水质参数
Tab.1WaterqualityparametersinthefishcagecultureregioninthesummerofJiantiaoatSanmenBay
项目Item I II llI Ⅳ V
水深Waterdepth(m) 21.7 3.1 13.0 6.7 7.0
透明度Transparency(m)
pH值pHvalue
溶解氧DO(mg·L。)
高锰酸盐指数COD(mg·Lq)
盐度Salinity(‰)
氨氮NH丫-N(mg·L.1)
硝酸盐氮N03"-N(mg·L.1)
亚硝酸盐氮N02‘-N(mg‘L-I)
活性磷酸盐P043-.N(mg·L。1)
0.20
8.30
7.95
0.96
26.15
0.010
0.594
O.006
0.029
0.20
8.30
8.01
0.96
26.8
0.007
0.602
O.006
0.027
O.60
8.27
8.28
O.80
28.26
0.005
0.537
O.005
0.025
0.70
8.25
7.55
1.16
25.55
0.006
0.640
0.020
O.03l
0.30
8.26
8.39
1.13
28.02
0.008
0.547
O.005
0.028
粪大肠菌群Fecalcoliformbacteria(ind,L。1)70 490 700 。230 330
表2各站位表层浮游植物种类组成及其密度的平均值恤d.·Ld)
Tab.2AveragedensitiesofphytoplanktoninthesurfacewaterlayerinthefishcagecultureregionofJiantinoatSanmenBay
项目Item I Ⅱ Ⅲ Ⅳ V 平均Mean
中勒骨条藻Skeletonemacostatum 4800024320 36480 48000 28800 37120
琼氏圆筛藻Coscinodiscusjonesianusl920 1600 960 6720 4160 3072
有翼圆筛藻C.bipartitus 0 0 640 0 0 128
虹彩圆筛藻C.oculus 0 0 0 960 0 192
硅藻门 中心圆筛藻C.centralis 0 0 0 0 320 64
Bacillariophyta洛氏菱形藻NitzachailoremianaGrunow0 640 0 0 640 256
洛氏角刺藻Chaetoceroslommianus0 960 0 0 0 192
一种角刺藻C免.Sp 2880 2240 0 0 320 l088
布氏双尾藻Ditylumbrightwellii 640 0 640 640 0 384
塔氏扭鞘藻Streptothecathamesis 0 0 0 l280 640 384
⋯ 三角角藻Ceratiumtripos 1600 0 0 0 0 320
’5“
斯氏扁甲藻Pyrophacussteinii0 0 0 0 320 64
Pyrrophyta
叉状角藻Cerafium—心珊 320 0 0 0 0 64
种类数Speciesnumbers 6 5 4 5 7 13
密度合计Totalofdensity 5536029760 38720 57600 35200 43328
多样性指数Biodiversityindex(F) O.823 1.102 0.415 O.872 1.007 O.826
为富营养化类型。
3结果分析(Results)
3.1采样站水质理化环境
三门湾健跳港网箱养鱼区各个采样站水质理化
指标见表l,5个采样站的pH值、活性磷酸盐含量
差异不明显,DIN均以硝酸盐氮所占比例最大。
3.2浮游生物种类组成、优势种及其多样性指数
3.2.1浮游植物
表层涨潮和落潮时出现的主要浮游植物及其密
度的平均值见表2,I站和Ⅲ站底层涨、落潮浮游
万方数据
表3I站和Ⅲ站底层浮游植物密度的平均值(ind.·L。1)
Tab.3Averagedensitiesofphytoplanktonintheb ttomwaterlayerinthefishcagecultureregionofJiantiaoatSanmenBay
植物密度的平均值见表3。5个站位水样中共发现
14种浮游植物,其中硅藻门10种,甲藻门4种。
浮游植物表层平均密度为43328ind.·L-1,底层为58
560ind.·L~。第一优势种为中勒骨条藻(Skeletonema
costatum),优势度达0.857(表层)和0.902(底层);
第二优势种表层为琼氏圆筛藻(Coscinodiscus
jonesianus),底层为洛氏角刺藻(Chaetoceros
lorenzianus),优势度分别仅为0.071和0.045。多
样性指数在0.364~1.102之间,表层平均值略高
于底层,但I站底层涨潮时中勒骨条藻密度达到
96000ind.·L~,致使其多样性指数降到了最低值。
3.2.2浮游动物
各站涨潮和落潮时出现的主要浮游动物及其
密度的平均值见表4。共发现15种浮游动物,其
中桡足类6种,毛颚类、软体动物、浮游幼体各
2种,水母类、糠虾类和仔鱼各1种,平均密度
389ind.-m-3。第一优势种为太平洋纺锤水蚤(Acartia
pacifica),其优势度为0.314,其余密度较大的依次
是短尾类蚤状幼虫、强额拟哲水蚤(Paracala”螂
crassirostris)等。浮游动物的多样性指数在
2.646~3.104之间,平均2.964。
3.3水质理化指标与浮游生物群落指标的相关性分
析
以水质理化指标为自变量,浮游生物的密度、
优势度和多样性指数为应变量作直线相关回归分
析,得相关回归系数见表5。
水深与浮游动物密度之间有一定的负相关性;
溶解氧与浮游植物的密度、浮游动物的多样性之间
有负相关性;高锰酸盐指数与浮游植物的优势度之
间呈明显的负相关关系,与浮游生物多样性指数之
间呈正相关性;盐度可能抑制浮游植物的密度,并
明显抑制浮游动物的多样性指数:硝酸盐氮、亚硝
酸盐氮和活性磷酸盐均与浮游植物密度之间呈正相
关性,并显著地促进浮游动物多样性指数的提高;
而粪大肠菌群则与之相反。
另外,第一优势种的优势度与浮游植物和浮游
动物的多样性指数之间分别有极显著(相关系数=
0.987)和显著(相关系数=O.896)的正相关关系。
3.4水体污染与富营养化状态评价
三门湾健跳港网箱养鱼区夏季各站位水体A值
与E值见表6。 .
A值与E值与浮游植物多样性指数之间有正相
关趋势(图2),与浮游动物多样性指数则有明显或
显著的正相关关系(图3)。 .
4讨论(Discussion)
与2002年夏季【l】相比,网箱养鱼区的污染指数
A值仍在3--4之间,但富营养化指数E值则从2.40
上升到4.02。可见,海水网箱养鱼加剧了水体的富
营养化进程。许忠能【4】等调查广东省海水养殖区浮
游生物多样性时发现:海水养殖使浮游植物的多样
性指数下降了,而浮游动物多样性指数则升高了,
并认为浮游植物多样性下降是海水养殖负面环境效
应的表现。本次调查结果显示:除海水养殖区浮游
万方数据
桡足类Cop,a,ods
背针胸刺水蚤Centropagesdorsi pinatus
中华胸刺水蚤C.turbinata
真刺唇角水蚤Labidoceraeuch eta
强额拟哲水蚤Paracalanuscrassirostris
太平洋纺锤水蚤Acartiapacifica
火腿许水蚤Schmackeriapoplesia
毛颚类Chaetognatha
百陶箭虫Sagittabedofi
海龙箭虫Sagittanagae
水母类Hydromedusac
11.36
11.52
20.24
6-38
48.10
4.88
O.95
5.13
81.oo
21.25
97.00
139.00
271.00
68.oo
53.50
22.00
11.74
ll-3l
16.53
5.44
109.57
7.18
0
14.13
球型侧腕水母Pleurobrachiaglobosa 3.91 54.00 14.78
糠虾类Mysidacea
长额刺糠虾Acanthomysisiongirostris 0 0 13.05
浮游软体动物PelagicmoUusca
长角蜗牛Cephalaspida 6.38 29.00 3.13
强卷螺彳舒『砌埘砂拥声D脚 5.31 12·00 2.61
浮游幼体Pelagiclarva
11.00
17.00
21.50
43.00
91.50
15.00
18.50
6.00
18.00
6.00
0
O
10.00
22.09
23.75
25.84
90.00
10.84
21.25
10.00
6.25
6.25
0
0
25.02
16.63
35.80
43.93
122.03
21.18
18.84
11.45
19.39
3.8l
7.70
3.98
短尾类蚤状幼虫Brachyummegalopalarva 13.60 232.00 9.78 17.50 15.84 57·74
真刺水蚤幼体Euch淝talarv∞00 0 0 2.92
0.58
一种仔鱼0 5.00 0 0
0 1.00
密度合计Totalofd髓sity 138 1085 219 265 239
389
多样性指数Biodiversityindex(日“
一一 !:!!! !:!竺 !:竺!
!:!竺 !:!!!竺鳖l_一———————————_—————————————————————————————————————————————————————一一
籁
靼
趔
枯
蚺
1.2
1
0.8
O.6
O.4
0.2
O
2
籁
孵
掣
婪
蚺
1.2
l
O.8
O.6
0.4
O.2
O
3 4 5 6
3
A值Avalue
图2 A值和E值与浮游植物多样性指数之间的关系
Fig.2Relationshipsbetweendiversityindexofphytoplankton
andtheA,Evalue
3.5 4 4.5 5
E值Evalue
二v一一羔
xapu一茸sJaAIpo占暑Ⅱ}茸∞矗售poIH
万方数据
一4垫 生查型堂里竺垫盘竺苎!坠i塑竺 堑鲞一-_-_●_●●-●_-____●●_-__●_-__-_●___●--__---__-。-____●___-___-●。。●_____-___-_●。●_●___I______-。。。。_____-。。。-—’’。●_●_____-。。_●●____-___。。。。。_-_。。。_____-。。。______。1。。。。。。一一
表5浮游生物密度、优势度和多样性指数与水质理化指标之间的相关回归系数
Tab.5Correlationcoefficientsamongwa“lrqualityparametersanddensity,dominant,biodiversityindexofplanktoninthefish
cagecultureregionofJiantiaoatSanmenBay
浮游植物Phytoplankton 浮游动物Zooplankton
水质指标
Waterqualityparameters
密度 优势度 多样性指数 密度 优势度 多样性指数
DensityDominanceBiodiversityindexDensityDominanceBiodiversityindex
籁
靶
掣
世
蚺
·0.1显著水平SignificantatO.1level,’‘0.05显著水平SignificantatO.05level。
3.4
童3.2
籁.釜
罩罂蚤3
掣‘蚕
棼譬2.8
悄爱
者2.6
2 3 4 5 6 3
A值Avalue
图3 A值和E值与浮游动物多样性指数之间的关系
Fig.3Relationshipsbetweendiversityindexofzooplanktonandhe厶Evalue
表6三门湾健跳港网箱养鱼区夏季各采样站点水体A值与E
值
1阻b.6TheAandEvalueinthe丘出cagecultureregionin
thesummerofJlantiaoatSanmenBay
3.5 4 4.5 5
E值Evalue
动物多样性指数略高于离网箱养鱼区较远的Ⅲ站和
V站外,浮游植物多样性指数并没有下降的现象。网
箱养殖鱼类排泄物及残饵使水体的无机氮、磷含量维
持较高的水平,既促进了浮游植物的大量繁殖,又直
接为浮游动物提供了足够的饵料,而网箱内的鱼类又
抑制浮游动物数量的增加。因此,网箱养鱼区的浮游
动物保持了较高的多样性指数,反映了水体自净功能
系统的发挥。
器叼Ⅱ5》篁∞器≯.}曰oI∞
万方数据
5期 李共国,等:三门湾健跳港网箱养殖区浮游生物多样性的夏季调查421
随着富营养化进程的加剧,网箱养鱼区浮游生物
多样性指数不降反升,说明水体中的营养盐类大都能
被浮游生物利用,其中,硝酸盐氮含量与浮游动物多
样性指数之间呈显著的正相关关系,使浮游生物群落
结构相对稳定,这对避免养殖水体的赤潮发生有重要
的意义【5】。但在水深最大的网箱养鱼区I站底层,由
于有厚的污染沉积物,水流弱小以及溶解氧基本处于
极限水平等原因【6】,致使浮游植物优势种中勒骨条藻
涨潮时密度达到96000had.·L.1,优势度达0.962,多
样性指数仅0.364,这是否与章守宇【7】等描述的“在
富营养化程度较低的外海侧海域,随着富营养化的加
剧,浮游植物多样性急剧的下降更容易发生赤潮的危
害”情形相一致,还有待于以后进一步的研究和引起
足够的重视。
参考文献
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16(8):3-8.
7“⋯
Ⅲ
Ⅲ
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嘲
嘲
万方数据
三门湾健跳港网箱养殖区浮游生物多样性的夏季调查
作者: 李共国, 楼威, 项有堂, 王琼, LI Gong-guo, LOU Wei, XIANG You-tang, WANG
Qiong
作者单位: 李共国,楼威,王琼,LI Gong-guo,LOU Wei,WANG Qiong(浙江万里学院生物技术研究所,宁波
,315100), 项有堂,XIANG You-tang(宁波海洋环境监测中心,宁波,315040)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGICAL SCIENCE
年,卷(期): 2007,26(5)
被引用次数: 1次
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3.章守字;邵君波;戴小杰 杭州湾富营养化及浮游植物多样性问题的探讨[期刊论文]-水产学报 2001(06)
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引证文献(1条)
1.李惠.黄硕琳 基于博弈论视角的三门湾渔业资源管理研究[期刊论文]-资源科学 2010(11)
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