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长江口北支水域浮游动物的研究

来源：爱go旅游网

应用生态学报　2005年7月　第16卷　第7期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

CHINESEJOURNALOFAPPLIEDECOLOGY,Jul.2005,16(7)∶1341～1345

长江口北支水域浮游动物的研究

徐兆礼

(中国水产科学研究院东海水产研究所农业部海洋与河口渔业重点开放实验室,上海200090)

【摘要】　依据2003年7月(丰水期)和2004年1月(枯水期)对长江口北支水域环境调查资料,研究了长

江口北支水域浮游动物分布变化成因.结果表明,丰水期浮游动物生物量较高,平均为234138mg・m-3,涨、落潮时分别为141135和327140mg・m-3;枯水期为188181mg・m-3,涨、落潮时变化不大,分别为

-3184169和192193mg・m;涨潮时长江口北支西侧水域生物量高于东侧,落潮时则相反;潮汐对种类数的

)值涨潮大于落潮.丰水期涨潮时北岸生物量高于南岸,落潮时相反,而枯水影响不明显;多样性指数(H’

期两岸差别不如丰水期明显.长江口北支浮游动物分布的变化与长江口门外浮游动物数量季节变动和潮流携带有关,与长江径流关系不明显.柯氏力通过潮夕作用,是长江口北支南北两岸生物量差异形成的重要原因.

关键词　长江口　浮游动物　潮汐文章编号　1001-9332(2005)07-1341-05　中图分类号　S935.8　文献标识码　A

ZooplanktoninnorthbranchwatersofChangjiangEstuary.XUZhaoli(KeyandOpenLaboratoryofMarineBasedontheinvestigationdataduringthehigh2water(July,2003)andlow2water(January,2004)periods,acausalanalysiswasmadeonthevariationofzooplanktondistributioninthenorthbranchwatersoftheChangjiangEstuary.Theresultsshowedthatinhigh2waterperiod,theaverageofzooplanktonbiomasswas234138mg・m-3,being141.35mg・m-3infloodtideand327.40mg・m-3inebbtide,whileinlow2waterperi2od,itwas188.81mg・m-3,being184.69mg・m-3infloodtideand192.93mg・m-3inebbtide.Thebiomassincreasedfromtheeasttothewestinfloodtide,butacontrarytrendwasobservedinebbtide.Thespeciesnum2

)washigherinberdidnotchangeobviouslybothinfloodtideandinebbtide.Thevalueofdiversityindex(H’

floodtidethaninebbtide.Inhigh2waterperiod,thebiomassnearthenorthshorewashigherthanthatnearthesouthshore,butitwascontraryintheebbtide.Thedifferencebetweenthewatersoftwoshoreswasnotobviousinlow2waterperiodasinhigh2waterperiod,thoughthetrendofbiomassvariationwassimilar.ThevariationofzooplanktondistributioninthenorthbranchwatersoftheChangjiangEstuaryhadacloserelationwiththesea2sonalchangesofzooplanktonbiomassoutsidetheChangjiangEstuaryandthetide,butnotsignificantlyrelatedwiththeChangjiangrunoffwater.Coriolisforceaccountedforthedifferenceofzooplanktonbiomassinthewatersoftwoshoresviatidemovement.

Keywords　Zooplankton,ChangjiangEstuary,Tide.

andEstuaryFisheries,MinistryofAgricultureofChina,EastChinaSeaFisheriesResearchInstitute,ChineseAcademyofFisheriesSciences,Shanghai200090,China).2Chin.J.Appl.Ecol.,2005,16(7):1341～1345.

1　引　　言

长江口是长江注入东海的入海口,受径流、潮流、沿岸流影响,同时,由于淡水和盐水混合[26],加上富营养化程度加重[16],导致长江口及邻近水域赤潮发生频繁[24,25].由于浮游动物对环境变化敏感,国际上常常将浮游动物作为反映海洋环境变化的理想的研究对象.长期以来,有关学者对长江河口浮游生物[2,3,21]、邻近海洋水域浮游动物[7,8]和浮游甲壳动物[3]做过研究.10多年来,长江口北支受淤积、盐水倒灌等因素的影响[5,13],该水域的地形地貌、水文环境均发生了一定变化,人类活动对水域污染也日趋明显[11].环境变化对浮游生物有一定影响.

河口浮游动物的研究常常是浮游动物研究中的一个热点,例如,Castel等[1]和Stickney等[17]分别

对吉伦特湾(Gironde)和乔治亚(Georgia)河口浮游

生物进行了研究,后者也是潮汐型河口.另外,Satyanarayana[12]研究了潮汐所产生水团变化与浮游动物分布的关系,还有一些其他方面的研究[18,19].

长江口北支水域面积虽然不大,但正处在消亡的动态变化中[10,15],该河段有其它河口所不具有的独特的潮汐、径流等特征[9,13,14].通过对长江口北支水域浮游动物分布的研究,分析长江口北支特有水文现象对该水域浮游动物分布的影响,在学术上具有特殊意义.本研究利用2003～2004年对长江口北支生态环境调查所得的资料,分析长江口北支浮

3国家科技部社会公益研究专项项目(2001DIA1001424)、国家科技

()部社会公益监测项目2001DIB10082和国家重点基础研究发展规

划资助项目(2001CB409700).

2004-07-02收稿,2004-12-17接受.

1342应　用　生　态　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　16卷

　　3)丰富度:

d=(S-1)/lnN

(3)

游动物分布变化的机制,为跟踪和分析长江口北支

生态地理变化进程及对生物环境的影响提供参考.2　材料与方法

　　2003年7月(丰水期)和2004年1月(枯水期)在长江口崇明岛北支水域进行了2个航次的生态环境调查.浮游动物样品采集用浅水I型浮游生物网,设置3断面6个测站(图

1)分别在涨潮与落潮时自海底至海面垂直拖拽获得,其中丰

4)Shannon2Wiener多样度:H′=313219(lgN-

i=1

∑nlg

ni)(4)

5)均匀度:J′=

H′H′=H′logsmax

(5)

水期S4涨潮时样品因故未能采到.浮游动物样品采集方法及处理等均按《海洋调查规范》进行.所获样品均经5%福尔马林溶液固定后带回实验室进行分类、鉴定、计数和称重.饵料浮游动物指不包含水母类和海樽类的所有浮游动物;2004年枯水期没有采集到水母类和海樽类,总生物量也即等于饵料生物量.

式中,S为种类数,ni为第i种的丰度,N为总丰度,H′为实际多样性指数,H′max=log2S.3　结果与分析311　浮游动物生物量季节变化及平面分布31111丰水期　丰水期调查水域浮游动物总生物量

较高,平均为234.38mg・m-3.涨潮时为141135mg

・m-3(12178～447100mg・m-3),平面分布不均匀,最高值出现在A断面北岸的S1站,最低值位于A断面南岸S2站;落潮时总生物量明显高于涨潮,平均值为327140mg・m-3(19100～966167mg・m-3)(图2a).丰水期饵料生物量均值均为204121mg・m-3,涨潮时为136191mg・m-3,落潮为271150mg・m-3,其平面分布趋势与总生物量基本一致(图

图1　采样站位

Fig.1Samplingstation.

2b).从图2a和2b还可看出,涨潮和落潮时生物量

　　各生态特征值均参考相关文献[4,10,20]通过自编程序在计算机上采用如下计算公式处理得到:

1)优势度:

ni(1)・fi

式中,ni为第i种的丰度,fi是该种在各站位中出现的频率,

N为总丰度.取浮游动物优势度Y≥0102的种[3,20]为优势

的分布正好显现出相反的变化趋势.涨潮时生物量随着站位断面向长江口的移动而减少,而在落潮时生物量随着站位断面向长江口的移动而增加.31112枯水期　枯水期调查水域未出现水母类和海樽类,总生物量也即饵料生物量.枯水期平均生物量为188181mg・m-31涨潮均值为184169mg・m-3(83133～318100mg・m-3),除S5站较低,其它各站分布相对均匀;落潮时均值为192193mg・m-3(44117～541167mg・m-3),生物量呈长江口内向口外急剧下降的分布趋势(图2c).

种.

2)单纯度:

i=1

∑niN2

(2)

图2　浮游动物生物量(饵料生物量)平面分布

Fig.2Horizontaldistributionofzooplanktonbiomass(dietzooplanktonbiomass)

a)总生物(丰水期)Totalbiomass(floodperiod);b)饵料生物量(丰水期)Dietbiomass(floodperiod);c)总(饵料)生物量(枯水期)Totalbiomass(di2etbiomass)(dryperiod).

7期　　　　　　　　　　　　　　　徐兆礼:长江口北支水域浮游动物的研究　　　　　　　　　　　1343

31113两岸生物量对比　南北两岸生物量对比可sinensis)、江湖独眼钩虾(Monoculodeslimnophilus)

见,无论是丰水期还是枯水期,落潮时北岸生物量都

明显高于南岸,而涨潮时相反,南岸高于北岸,只是差别没有落潮时的明显(图2).312　种类组成及生态类型

本区共鉴定饵料浮游动物26种(包括7种幼体和仔鱼).从表1可见,丰水期经鉴定共有浮游动物17种(不包括7种幼体和仔鱼).涨潮时14种,以桡足类为主,有7种,占50.00%,糠虾类和毛颚类各2种,还出现大量浮游幼体;落潮时13种,桡足类6种,占46.15%,糠虾类和多毛类各2种.枯水期浮游动物种类贫乏,比丰水期有明显下降,仅出现两门四大类,共9种.涨、落潮时各8种.丰水期和枯水期共有种为中华哲水蚤(Calanussinicus)、火腿许水蚤、虫肢歪水蚤、江湖独眼钩虾和长额刺糠虾5种.

表1　浮游动物种类组成及百分比

Table1Speciescompositionandpercentofzooplankton和中华华哲水蚤(Sinocalanussinensis)等.低盐近岸生态群落一般分布于长江冲淡水和外海水的交汇混合区内侧.枯水期该群落数量占绝对优势,主要有真

刺唇角水蚤(Labidoceraeuchaeta)、太平洋纺锤水蚤

(Acartiapacifica)和长额刺糠虾(Acanthomysislongirostris)等.

313　优势种及平面分布从表2可看出,本调查水域优势种极其突出,枯水期和丰水期均出现5种优势种,共同的优势种有火腿许水蚤、虫肢歪水蚤和真刺唇角水蚤3种.枯水期落潮时优势种比涨潮时增加了桡足类中华华哲水蚤(Sinocalanussinensis)和耐污种克氏纺锤水蚤

(Acartiaclausi).火腿许水蚤遍布于整个调查水域,

其丰度在本调查水域占绝对优势.枯水期平均丰度为371165mg・m-3,比2003年增加了336%,其中涨潮时平均丰度高达482183mg・m-3,占总丰度的80172%,比2003年丰水期(12167mg・m-3)增加了36倍;落潮时平均丰度(260147mg・m-3,75194%)

类群

Group

丰水期Floodperiod枯水期Dryperiod

涨潮Floodtide落潮Ebbtide涨潮Floodtide落潮Ebbtide

n711212614%5010071147114141297114

14129

411330180

8815140

12150

n61121

%4612071697169151407169

n511

%621501215012150

n611

%751001215012150

桡足类Copepoda端足类Amphipoda磷虾类Euphausiacea糠虾类Mysidacea涟虫类Cumacea翼足类Pteropoda多毛类Polychaeta毛颚类Chaetognatha

浮游幼体(虫)Pelagiclarvae仔鱼Fishlarvae合计Total比丰水期(15619mg・m-3)有明显的上升.本水域浮游动物总生物量平面分布取决于该种的分布.虫肢歪水蚤主要分布于沿岸低盐水系或混合水系中,为枯水期第二优势种.涨潮时平均丰度(62175mg・m-3,10149%)比2003年丰水期(7169mg・m-3)增

加了近8倍;落潮时平均丰度(31171mg・m-3,9124%)比丰水期(114140mg・m-3,30191%)下降了近4倍.真刺唇角水蚤枯水期平均丰度(16121mg・m-3)比2003年丰水期(21125mg・m-3)明显下降,涨潮时平均丰度为19133mg・m-3,略高于丰水期;落潮时平均丰度仅为丰水期的1/2.314　物种多样性指数

　　长江口北支浮游动物群落结构较为简单,主要

是半咸水河口生态类型和低盐近岸生态类型1仅在北支河口外侧的S6站出现少量的偏低温广温广盐性种中华哲水蚤.半咸水河口生态群落分布于长江径流影响的河口区,最具代表的种类火腿许水蚤(Schmackeriapoplesia)和虫肢歪水蚤(Tortanus

vermiculus)为本调查水域丰水期和枯水期最主要

由表3可见,枯水期浮游动物多样度和丰富度低,单纯度高.涨、落潮时H’平均值分别为1103(116～2106)和1135(0134～2114),明显低于丰水

的优势种,代表种还有中华胸刺水蚤(Centropages

表2　浮游动物优势种优势度及平均丰度

Table2Dominance(Y)andaverageabundance(󰁦x)ofzooplankton(mg・m-3)

优势种

Dominantspecies

火腿许水蚤Schmackeriapoplesia虫肢歪水蚤Tortanusvermiculus真刺唇角水蚤Labidoceraeuchaeta长额刺糠虾Acanthomysislongirostris太平洋纺锤水蚤Acartiapacifica克氏纺锤水蚤Acartiaclausi

中华华哲水蚤Sinocalanussinensis

丰水期Floodperiod

涨潮Floodtide落潮EbbtideYX󰁫%YX󰁫%011612167231260145156190421380107716914113013311414030191011915147281420107271047131010751831017101052115351820102119731620103131853174

枯水期Dryperiod

涨潮Floodtide落潮EbbtideYX󰁫%YX󰁫%01814821838017201762601477519401096217510149010931171912401031913331230103131103182

0104

010222167915661612179

1344

表3　浮游动物多样性指数

Table3Diversityindexofzooplankton

应　用　生　态　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　16卷

指标

Index

CH’J’d枯水期Dryperiod

涨潮Floodtide均值Mean幅度Range01620128～019611030116～210601460110～018001390119～0167落潮Ebbtide

均值Mean幅度Range01520125～019011350134～211401550121～018301550120～0179丰水期Floodperiod

涨潮Floodtide

均值Mean幅度Range01440～110011810～214301570164～017711281109～1181落潮Ebbtide

均值Mean幅度Range01320123～014311981144～216201730145～018901950175～1122期;丰富度涨、落潮时分别为0139(0119～0167)和

0155(0120～0179);单纯度指数值均大于0150.4　讨　　论

411　浮游动物与潮汐的关系水种和低盐种均能够进入北支水域,因此涨落潮对

浮游动物种类数变化不太明显.潮汐对浮游动物多样度的变化有一定的影响,落潮时浮游动物多样性略优于涨潮时,由于涨落潮种类数基本相同,依据多样性指数的定义和公式(2)～(5),可以推定涨潮时北支浮游动物种间数量分布不如落潮时均匀.412　浮游动物与径流量的关系比较枯水期和丰水期生物量的不同,丰水期调查水域浮游动物总生物量较高,平均为234138mg・m-3,而枯水期仅为188181mg・m-3.丰水期和枯水

浮游动物的变化与潮汐有密切的关系.从研究

结果可见,在丰水期,落潮时的生物量高于涨潮时.涨潮时生物量随着断面站位向长江口的移动而减少,长江口北支西侧水域的生物量高于东侧.落潮时相反,东侧高于西侧(图2).种类数涨落潮的变化并

)值涨潮大于落潮.由于潮不明显,多样性指数(H’

水的顶托,江水与潮水锋面的移动是形成浮游动物变化的主要原因.涨潮时,由于潮水上溯,江水与潮水的锋面位于长江口北支水域的西侧,从低盐近岸种真刺唇角水蚤数量明显增加,并出现在高生物量分布区可以确定这一点.这是涨潮时西部水域浮游动物生物量高于东部的原因.而落潮时,江水与潮水的锋面位于长江口北支水域的东部,表现在半咸水种火腿许水蚤丰度从西到东明显增加,使落潮时东部水域生物量明显高于西部.此外,当口外的浮游动物随着潮水进入北支水域,由于北支的生态环境受到污染及悬沙等不利因素的影响[11,14],浮游动物生物量有所下降.同样是锋面,当涨潮时,锋面位于北支水域的西侧,受北支不利环境的影响较多,因而生物量偏低.而落潮时,锋面位于北支水域的东侧,受北支不利环境的影响较少,故生物量偏高,这是落潮时生物量高于涨潮时的原因.

在枯水期,由于长江径流量极小,海水势力占有明显的优势.无论涨潮还是落潮,江水与海水的锋面均位于长江口北支水域的西侧,半咸水性种类火腿许水蚤和近岸底盐种真刺唇角水蚤数量增加.这是枯水期涨落潮时生物量均由西向东逐步减少的原因(图2c).

长江口北支所接纳的径流量仅为长江总径流量的1%[5],无论是涨潮还是落潮,海水对长江口北支水团都有明显的影响,由于这一影响的存在,海水与江水在北支或西或东都有交汇处,来自海水的半咸

期生物量的不同与水温有关,根据对东海和长江口等其它区域研究的结果[2,20,21],夏季水温较高,东海海洋、长江口混浊带和河口锋水域的生物量远高于冬季相同水域.较高的生物量可以随潮汐带入口内,这就是长江口内丰水期生物量高于枯水期的原因.从表1可见,丰水期浮游动物的种类数也远高于枯水期,多样性也高于枯水期,许多原本生活在口外的种类出现在口内.这从另一方面印证了水团的交汇,长江口外浮游动物数量和种类变化,口外的浮游生物随潮流进入北支口内均是引起长江口北支浮游动物生态特征季节变化的重要原因.而北支浮游动物的变化可能与长江径流量并不存在直接的联系.413　浮游动物与柯氏力的关系从研究结果可见,长江口北支水域在丰水期涨潮时,北岸生物量高于南岸,落潮时相反,南岸高于北岸.枯水期也显示出这一规律,只是差别不如丰水期明显.出现这一现象可能有两种原因:一是南北岸生态环境上的差别造成;二是在柯氏力的作用下,南北两岸流差形成的结果.本文结果显示,长江口北支南北两岸生物量的差异与涨落潮同步变化,在丰水期和枯水期都没有例外.如果生物量变化由生态环境引起,则生物量不应与涨落潮同步变化.显示出生态环境及水质的影响可能不是产生北支南北两岸生物量的差异的主要原因.进一步可以推定,长江口北支南北两岸浮游动物生物量的变化主要是两岸潮流特性不同的结果.这种差异是由于柯氏力的作用造成的.这是长江口北支特有的水文现象所产生的生

7期　　　　　　　　　　　　　　　徐兆礼:长江口北支水域浮游动物的研究　　　　　　　　　　　1345

物环境效应.由于北支接纳的长江径流数量较少,仅为1%,径流对潮流的顶托难以产生明显的影响,潮汐水流是控制北支水流的主要因子.涨潮时,受柯氏力的影响,北岸的潮流强于南岸,落潮时相反.414　优势种和生态类群的变化从本研究结果看,长江口北支水域浮游动物有3个主要的优势种,为火腿许水蚤、虫肢歪水蚤和真刺唇角水蚤.前2种属于半咸水河口种,后1种属于低盐近岸种.而根据作者历年对长江口及临近海域浮游动物优势种的研究[3,6,22～24],半咸水河口种生活在比低盐近岸种更偏淡水的水体中.表2显示出,半咸水河口种火腿许水蚤和虫肢歪水蚤在枯水期或丰水期落潮时有更高的优势度,由于潮流势力偏弱,个别适应淡水环境的半咸水河口种,例如火腿许水蚤、虫肢歪水蚤能够形成较高的优势度.其中火腿许水蚤在枯水期优势度分别为0.81和0176.而丰水期涨潮时,低盐近岸种的真刺唇角水蚤形成较高的优势度.潮汐是影响长江口北支水域浮游生物优势种种群数量变动的主要因素.

致谢　感谢沈新强、陈渊泉研究员,王云龙、罗民波、晁敏、全为民、朱江兴、晓民等同志帮组海上样品采集;蒋玫提供站位图;马胜伟同学协助样品处理,一并表示感谢.参考文献

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作者简介　徐兆礼,女,1958年生,研究员.主要从事海洋生物生态学及渔业生态环境评价.发表论文近80篇.E2mail:xiaomin@public4.sta.net.cn

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