胶州湾小型底栖生物的丰度和生物量33

胶州湾小型底栖生物的丰度和生物量33张志南周红于子山韩洁青岛海洋大学海洋生命学院青岛香港大学生态学与生物多样性系香港提要年月)年月在胶州湾北部软底水域进行每月一次的调查∀结果表明小型底栖生物的年平均丰度为≅最高值出现在和站分别为≅和≅最低值出现在站数量为≅∀小型底栖生物的年平均生物量为干重∀皮尔逊相关分析表明小型生物的数量与以碳和氮表示的浮游植物的生物量呈负相关相关系数分别为和Π.)∀共鉴定出个小型生物类群∀自由生活的海洋线虫占总数量的底栖桡足类居第位占总数量的∀按生物量海洋线虫!介形类!多毛类和桡足类共同构成小型动物的优势类群以上的小型生物分布在)以浅表层内∀与国内外同类研究结果进行了比较并对小型生物在胶州湾生态系中的作用进行了探讨∀关键词小型底栖生物自由生活海洋线虫底栖桡足类丰度生物量胶州湾中图分类号±小型底栖生物构成底栖小食物网的基本环节小型底栖生物的深入研究不仅为海洋生物资源的持续利用为海洋农牧化生产提供基本依据且可为沉积物海水界面的物质通量和生态动力学模拟提供基本参量∀胶州湾是一个半封闭的浅海内湾是鱼!虾和贝类的重要产卵!索饵和育肥场同时也受到人类活动的日益增强的影响∀关于青岛海域小型底栖生物的研究目前仅见于有机质污染潮间带张志南等εταλ,和养虾池张志南等于子山等季如宝等王诗红等关于潮下带浅水的研究尚未见报告∀作为胶州湾生态学动力学系列研究之一本文报告胶州湾北部软底小型底栖生物的丰度!生物量及其分布资料为胶州湾北部软底生态动力学建模提供所需参数∀1材料与方法11研究海域研究样品于年月)年月采自胶州湾北部个站位共个航次其中站为水文和浮游生物连续观测站∀所选站位除站为粗砂以外其余个站位3国家自然科学基金资助项目号号教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目号∀张志南男出生于年月教授博士生导师∞∏∏收稿日期收修改稿日期第卷第期年月海洋与湖沼≤∞∞×≥≤∂图胶州湾调查站位图ƒ∏为粘土质粉砂∀研究海域大部分属于大型底栖动物群落类型∏棘刺锚参胡桃蛤群落∀≤和≤则分属于群落类型√勒特蛤菲律宾蛤仔群落和群落类型菲律宾蛤仔日本浪漂水虱群落刘瑞玉∀站位分布水深及沉积物特征见图和表∀12取样方法使用内径的取样管由塑料注射器改制从未受扰动的改进型箱式取样器样品中取重复样个∀芯样长取出后立即按)和)分层装瓶并用甲醛固定虎红染色∀用∏¬×硅溶胶悬浮离心孔径的网筛过滤∀按类群分别挑选计数εταλ,∀海洋线虫的制片和鉴定参照等!°等和张志南等方法∀表1各站位丰度!生物量及沉积物粒度分析结果×∏站位≤≤深度丰度≅生物量干重生产量≈#干重中值粒径分选度±⁄粘土粉砂含量×≠沉积物类型≠×≠×≠×≠×≤≥≠×≠×沉积物异质性指数大型动物丰度≅大型动物生物量湿重注海洋线虫所占数量的百分比海洋线虫与桡足类数量之比∀沉积物异质性指数依据•∀≠×表示粘土质粉砂≤≥表示粗砂13数据处理和分析生物量的测定按体积换算法εταλ小型底栖生物不同类群的个体平均体重参照•海洋线虫不同功能群的平均个体体重参考海洋与湖沼卷∏∀考虑到海洋线虫分类鉴定的工作量及生态动力学的急需本研究的海洋线虫季节变化和优势种的分析仅限于连续观测站∀2结果21小型底栖动物的数量平面分布个站位共个航次的总平均丰度为?≅最高值出现在湾正北部的站和站分别为≅和≅最低值出现在站数量只有≅∀邻近大沽河断面的站和站以及湾东北部≤断面的≤和≤站丰度值为)≅表∀共鉴定出个小型生物类群∀自由生活海洋线虫以下简称海洋线虫是个体数量占压倒优势的类群平均丰度为?≅占总数量的底栖桡足类主要是猛水蚤以下简称桡足类居第二位占总数量的依次为介形类和多毛类其它个类群包括腹毛虫!双壳类!涡虫!动吻类!涟虫!端足类!螨类!蛇尾类和其它未鉴定类群合计数量不足总丰度的图∀站的丰度和生物量最低分别为≅和干重约相当于站丰度的和生物量的∀根据沉积物粒度分析结果表的沉积物异质性指数为由中值粒径!分选度和粘土粉砂含量计算得来用η3表示比所有其它站位高出一个数量级这意味着较粗的砂质颗粒有机质含量少供小型生物食用的有机碎屑量少∀然而站的大型底栖生物数量为与各站的平均丰度几乎相等而该站的大型动物生物量为湿重是站≈湿重的倍多也高出各站位的平均生物量湿重于子山等这说明站的大型底栖动物个体较大大型底栖动物特别是沉积食性者对小型底栖动物的摄食可能是导致站小型底栖生物数量少的另一个重要原因∀22垂直分布和季节变化对连续观测站进行了小型生物垂直分布的测定∀结果表明的海洋线虫分布在)表层内∀桡足类!介形类和多毛类分布在)表层的数量分别为!和∀对连续观测站的资料进行了季节变化分析∀站小型底栖动物年平均丰度为?≅除月的丰度略低外≅其它月份的值均在≅以上其中月最高为≅而月也有近似值≅秋末的月和进入严冬的月其丰度值分别为≅和≅表∀考虑到小型底栖生物的主要类群海洋线虫!桡足类!介形类和多毛类丰度较大的标准差其变异系数≤∂分别为!!和除月的低值以外其余季节之间的数量差异是不显著的∀将季节的数量变化与垂直分布对比分析!!!月各月分布在)表层的海洋线虫比例为)这一结果与黄河口水下三角洲及邻近海水域的结果十分接近张志南等∀进入月)表层的海洋线虫数量比下降至而)层的海洋线虫数量显著多于)层∀海洋线虫冬季部分向下迁移的主要原因是受氧化还原电位不连续层°⁄层位置的影响随着冬季底温的降低°⁄层向下迁移有更多的海洋线虫向下层分布这说明溶解氧的分布是控制海洋线虫垂直分布的主要因子≤∏∀期张志南等胶州湾小型底栖生物的丰度和生物量23生物量研究海域小型底栖生物的平均生物量为?干重最高值出现在≤站为干重依次为和站生物量分别为和干重最低值为站只有干重∀从类群组成分析海洋线虫!介形类!多毛类和桡足类构成小型生物生物量的优势类群其生物量比值分别为!!和∀生物量较小的类群有腹毛虫!涡虫和双壳类其它类群所占生物量的比值均小于∀在连续站所作的季节变化分析表明生物量在全年没有明显的变化全年平均生物量值为?干重变异系数≤∂仅为∀月的小型生物丰度值只有≅在全年最低这主要是海洋线虫数量少海洋线虫的丰度仅为月丰度值的但月介形类的丰度为月的倍介形类的平均干重约为Λ约等于海洋线虫平均干重的倍∀由此就生物量而言月并无显著地减少∀3讨论与结语31小型底栖动物丰度与其它海域的比较本研究所得小型底栖动物的丰度为≅≈)≅比渤海水域几乎高倍张志南等∀与世界上同纬度相同底质的余个海域相比本研究与波罗的海的波的尼亚湾!基尔湾北海中部美国东北海域的长岛湾等大部分结果十分接近εταλ,∏εταλ,这是因为它们的底质!水深!盐度和分选程序筛选用网筛孔径十分相似∀低于地中海的∏2∏2!北海赫尔果兰湾和美国的纳拉戛塞特湾后者达≅不包括有孔虫∀本研究结果显示海洋线虫占整个小型动物的比例为高于渤海年的调查结果张志南等但低于渤海年结果)张志南等∀与世界上所报道的大部分结果相接近孟加拉湾!巴则兹湾!基尔湾和英国西海岸的克莱德海小型底栖生物全部由海洋线虫组成其原因与很细的底质粉砂粘土及大量的有机质存在有关∏∀将海洋线虫的数量与桡足类的数量≤之比作为指示海洋环境有机质营养化的指标存在一些争论但仍成功地应用于某些海域εταλ,这些作者认为≤比值属正常)属富营养化而则属有机质污染区∀本研究海域≤为)平均值?与挪威奥斯陆峡湾湾口未受污染的)站的≤平均值?十分相近表但这一结果与大型底栖动物和营养盐化学的研究结果有明显不同大型底栖动物丰度和生物量的累积百分比对种序列作图≤曲线表明在多数站位!!!≤和≤的丰度曲线和生物量曲线重叠或交叉这意味着本研究海域的底栖生物群落正受到一定程度的干扰即受到有机质污染的影响•于子山等与该研究同步进行的间隙水化学指明整个调查海域沉积物底质为反硝化过程所控制属于强还原环境沉积物表层的浓度为上覆水浓度的倍数分别是月为倍!月为倍!月为倍和月为倍∀以上分析说明≤这一比值用于胶州湾污张伟东海营养盐分布及胶州湾底质无机氮动力学研究青岛海洋大学硕士学位论文期张志南等胶州湾小型底栖生物的丰度和生物量染生态学尚需进一步的探讨∀32小型生物丰度的季节变化与环境因子的关系图表示小型生物丰度与温度的关系∀在夏季月高温到来之前小型生物的丰度似乎与温度呈负相关至夏季高温之后两者的趋势大体一致只不过小型生物的丰度下降缓慢且下降幅度很小由于海洋线虫是小型生物中占优势的类群占由此海洋线虫代表着整个小型生物的变化∀≤∏认为小型生物的高丰度多见于温度比较高的月份但有许多例外∀本研究结果证明小型生物的丰度和温度没有直接的相关性而与食物的可获性关系更加密切∀小型生物丰度与种生物因子和非生物因子的皮尔逊相关分析表明小型生物的丰度与温度!!!浮游植物细胞数!初级生产!叶绿素α和大型动物的丰度没有显著相关关系而与以≤和表示的浮游植物生物量孙军等呈负相关相关系数分别为和Π.)与大型动物的生物量有某种程度的负相关Π.)∀图!图表达了这种关系∀这反映了图小型底栖动物丰度的类群组成ƒ×∏∏∏海洋线虫桡足类≤桡足类幼体≤介形类多毛类°其它小型底栖生物以沉降的浮游性碎屑为主要食物源并且和大型动物特别是沉积食性动物也存在一定程度的捕食与被捕食关系∀这一结果与美国罗得岛海域的纳拉岗塞特湾∏εταλ,的研究结果有某些类同即小型生物丰度的高峰出现在月主要是消耗了冬!春季浮游植物水华后沉降到海底表面的有机质但纳拉岗塞特湾在秋季小型生物处于最低值而胶州湾在夏季的低值之后秋季又出现了较高峰值秋末温度下降后数量略有下降但海洋与湖沼卷图小型底栖生物的数量与环境因子的关系ƒ∏∏√小型底栖动物和海洋线虫的丰度与底温小型底栖动物和海洋线虫的丰度与浮游植物生物量碳小型底栖动物和海洋线虫的丰度与浮游植物生物量氮∀)π)小型生物∏)ο)海洋线虫ο水温∏以碳表示的浮游植物生物量以氮表示的浮游植物生物量至冬季仍保持较高值∀对个航次的站所作的海洋线虫种类组成分析表明占丰度组成以上的有种海洋线虫比较重要的优势种有∆ορψλαιµοπσισραβλαισι!∆απτοµνεµε!Παραδοντοπηοραµαρινα!Λεπτολαιµυσϖενυστυσ!Ρετροτηεριοτυσ!Σετοσαβατιενιαϕινγϕινγαε!∆απτονεµα和Ηα2λαλαιµυσλεπτοδερµα,其中∆.ρα2βαλαισ在所有个调查月均是优势度最高的种平均优势度达)这是一种以摄食硅藻为主的表层刮食者口腔比较发达有齿依据•对海洋线虫取食类型的划分该种属于型其它各种在不同季度优势度不同∀若将优势种的取食类型按春月!夏月!秋月和冬月和月来进行分析可以看出表层刮食者在春!夏!秋占据一定的优势而至冬季选择性沉积食性者口腔很小且无齿属于型和非选择性沉积食性者有小口腔但无齿属于型占优势∀这说明秋季以后即使在冬季胶州湾仍有大量的有机碎屑供海洋线虫摄食这也是与美国的纳拉岗塞特湾小型底栖动物季节变化不同的原因之一∀33小型底栖动物在胶州湾生态系中的作用依据体积换算法和不同类群平均个体干重所得生物量及基于°∏•蛇尾类例外°值取换算的生产量见表胶州湾北部软底小型底栖动物的平均生产量为#干重或≤#含碳量占干重的∀年同步测量的胶州湾大型底栖动物的生产量为?#干重或?≤#底栖无脊椎动物的生产效率生产量同化量按计算则小型底栖动物和大型底栖动物同化的碳分别为≤#和≤#合计为≤#小型动物消耗的碳约为大型动物的∀胶州湾年平均初级生产力为≤#刘瑞玉按微型生物!小型生物和期张志南等胶州湾小型底栖生物的丰度和生物量大型动物的生产量比为ΒΒ且微型生物的同化效率为则支持底栖碎屑食物网的碳约在≤#占总初级生物的∀若上述胶州湾的年平均初级生物量基本准确则表明胶州湾的生态系与同纬度的德国的基尔湾和美国西海岸的旧金山湾十分相似属于上下混合水层系统与底栖系统紧密耦合的海湾型生态系其中的小型底栖生物在底栖生态系统能量运转和物质循环中发挥了重要的作用∀参考文献于子山张志南养虾池小型底栖动物的数量研究青岛海洋大学学报)于子山张志南王诗红胶州湾北部软底大型底栖动物丰度和生物量的研究青岛海洋大学学报)王诗红张志南养虾池海洋线虫的实验室培养及生活史研究青岛海洋大学学报总)孙军刘东艳