长江口北支水域浮游动物季节变化

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  摘要:2011—2013年,在长江口北支设立5个采样点,对浮游动物进行了2年的生态调查,共采集到浮游动物50种,其中节肢动物43种,占种类总数的86%;环节动物4种,占8%;腔肠动物、线虫动物和软体动物各1种。2011—2012年,共采集到浮游动物4门35种,其中节肢动物29种,环节动物4种,腔肠动物和线虫动物各1种;2012—2013年,共采集到浮游动物3门27种,其中节肢动物24种,环节动物2种,软体动物1种。2011年、2012年周年密度分别为11.75、11.52 ind./L。密度最高出现在2011年夏季和2012年秋季,分别为28.21、20.88 ind./L;最低均出现在2011年和2012年冬季,密度分别为0.9、4.17 ind./L。中华哲水蚤(Sinocalanus sinensis)在4个季度中均采到且均能为优势种。
  关键词:长江口北支;浮游动物;周年变化;冗余分析(RDA)
  中图分类号: S917.4文献标志码: A文章编号:1002-1302(2015)09-0370-04
  河口是河流与海洋的过渡地带,生态环境敏感脆弱[1-2]。浮游动物是河口水域重要的生物类群,在河口生态系统的物质循环和能量流动过程中具有重要的作用[3-6],因而是河口生态系统的重要研究对象。有关河口浮游动物的时空分布[6-8]、群落特征[9-10]、环境因子对其群落结构的影响[11-12]等方面已有相关研究报道。长江口是中国最大的河口,近年来由于长江流域水利工程的建设、长江口港口和航道的建设造成长江口环境改变[13],因此长江口生态环境也受到越来越多学者的关注[14-20]。近年来,长江口北支由于受长江流域水利工程的影响,入支长江径流流量和时间都发生了变化[4,19],泥沙含量也发生了改变[18,21],影响了长江口北支水域的环境特征及变化规律,并对浮游动物产生一定影响[19]。为了探讨三峡水库175 m蓄水完成后,规律性的水利调度对长江口生态环境的影响,通过定位和每月1次的连续采样和分析,以期阐明长江口北支浮游动物生物群落变化趋势以及种类、密度与环境因子之间的关系,为长江口生态环境、水生生物资源和生物多样性保护提供科学依据。
  1材料与方法
  1.1采样地点与样品处理
  2011—2013年,对长江口北支的浮游动物进行季度采集,共设有5个采样点:S1、S2、S3、S4、S5(图1),采样方法完全按照《海洋生态环境监测技术规程》[22]中浮游生物的采集方法进行。用50 μm的浮游动物网过滤采集30 L水样,并在现场将所过滤到的样品用浓度为5%的福尔马林进行固定,带回实验室后进行分类分析。水化指标包括总氮含量、总磷含量、硝态氮含量、亚硝态氮含量以及氨态氮含量等的测定则根据《水环境监测标准分析方法》相关内容进行,水温、盐度、pH值、电导率、溶氧量以及溶氧饱和度等指标则在现场通过 YSI 85型手持式野外水质检测仪进行测定。叶绿素和浊度指标的测定则是通过采集1 L水样带回实验室进行测定。
  1.2数据处理
  数据处理采用Canoco 4.5进行RDA分析,浮游动物的优势种由每个种的优势度值(y)来确定[23-24]。
  y=niN·fi 。
  式中:N为样品中所有种类的总个体数;ni为第i种的个体数:fi 为该种在各站位出现的频率。
  2结果与分析
  2.1种类组成与分布
  共采集到浮游动物50种(表1),其中节肢动物43种,占种类总数的86%;环节动物4种,占8%;腔肠动物、线虫动物和软体动物各1种。2011—2012年共采集到浮游动物4门35种,其中节肢动物29种,环节动物4种,腔肠动物和线虫动物各1种;2012—2013年共采集到浮游动物3门27种,其中节肢动物24种,环节动物2种,软体动物1种。
  不同年份不同季节其优势种组成有所差异,2011—2012年春季的优势种为中华哲水蚤(Sinocalanus sinensis,y=0834)、火腿许水蚤(Schmackeria poplesia,y=0.025),夏季的优势种为中华窄腹剑水蚤(Limnoithona sinensis,y=0449)、四刺窄腹剑水蚤(L. tetraspina,Y=0.069)、中华哲水蚤(y=0.054),秋季的优势种为汤匙华哲水蚤(S. dorrii)(y=0.183)、 中华哲水蚤(y=0.160)、中华窄腹剑水蚤
  (y=0.065)、球状许水蚤(S. forbesi,y=0.049)、捷氏歪水蚤(Tortanus derjugini,y=0.048)、长腹纺锤镖水蚤(Acartia negligens,y=0.035),冬季的优势种为中华窄腹剑水蚤(y=0.326)、中华哲水蚤(y=0.267)。2012—2013年,优势种种类发生一些改变,其中春季的优势种为中华哲水蚤(y=0.243)、双毛纺锤水蚤(A. bifilosa,y=0.231)、克氏纺锤水蚤(A. clausi,y =0.164)、中华咸水剑水蚤(Halicyclops sinensis,y=0.055),夏季的优势种为四刺窄腹剑水蚤(y=0.387)、球状伪镖水蚤(Pseudodiaptomus forbesi,y=0.184)、中华哲水蚤(y=0.177),秋季的优势种为小拟哲水蚤(Pavocalanus parvus,y=0.027),冬季的优势种为中华哲水蚤(y=0.249)、四刺窄腹剑水蚤(y=0.248)、小毛猛水蚤(Microsetella norvegica,y=0.171)、长日华哲水蚤(Sinocalanus solstitialis,y =0.035)。
  2.2浮游动物密度变化
  2011—2012年,长江口北支浮游动物年平均密度为1175 ind./L,其中冬季密度最低,为0.90 ind./L,夏季最高,为28.21 ind./L,密度季节变化为夏季>春季>秋季>冬季。2012—2013年,浮游动物平均密度为11.52 ind./L,冬季密度最低,为4.17 ind./L,秋季最高,为20.88 ind./L,密度季节变化为秋季>夏季>春季>冬季(图2)。   2.3环境因子与浮游动物密度的相关性分析
  将采集到的长江口北支浮游动物的优势种密度与溶氧量、悬浮物、浊度、水温、pH值、三态氮含量、总氮含量、总磷含量、盐度和叶绿素含量等环境因素进行相关性分析(图3、图4),2011—2012年中华哲水蚤与火腿许水蚤主要与溶氧量呈正相关,而与温度呈负相关;汤匙华哲水蚤、捷氏歪水蚤和长腹纺锤镖水蚤与盐度呈正相关;中华窄腹剑水蚤、四刺窄腹剑水蚤和球状许水蚤与盐度呈负相关,与温度呈现一定的正相关。2012—2013年,双毛纺锤水蚤、克氏纺锤水蚤和中华咸水剑水蚤与盐度呈正相关,与温度呈现一定的负相关;中华哲水蚤与溶氧量呈正相关。
  3结论与讨论
  盐度影响浮游动物的优势种及种类数。在长江口夏、秋季由于受到长江冲淡水的影响[25],盐度较低,浮游动物多以剑水蚤为优势种的低盐类群为主[26];而春、冬季节由于海水倒灌以及雨量减少等原因[18],盐度升高,浮游动物多以纺锤水蚤为主的广盐类群为主[26];说明盐度对浮游生物具有一定的影响,这在对黄河口[27]以及珠江口[28]的调查中均有体现。而近些年随着工程建设的增多,北支分流从1958年的8.7%
  减至1999年的4.3%[29],再到目前的不足1%[4],造成北支盐度逐年升高[20],对北支浮游动物群落造成的影响进一步加深。此次调查发现,浮游动物优势种与种类数较以往均发生了变化,这与盐度变化有着密切的关系。潘海洪等在1990年对长江口北支的调查中测得盐度在5%~18%之间[30]。孙亚珍等在2003年时对北支的枯水期与洪水期分别作过调查,在他们的调查中盐度一般维持在5.40%~19.25%之间,洪水期时的盐度最低,为0.3%[31]。2005年胡菊香等也对北支盐度进行过测定,测得盐度为13%~26%之间[32],这与之前潘海洪等的调查结果[30-31]相差较大,盐度有明显的升高。而此次调查的盐度范围也明显高于之前,为8.03%~25.66%之间,说明长江口北支盐度正在逐渐升高。而随着盐度增大,浮游动物的优势种也发生了变化,郭沛涌等曾在1999年对长江口北支浮游动物进行过调查,当时其优势种主要为虫肢歪水蚤(T. vermiculus),且生物密度在79.07~300.89 ind./L之间[14]。而徐兆礼在2003年进行调查时发现,其优势种变成火腿许水蚤,生物密度也有所降低[19]。本次调查发现,上述物种均有出现,但已不是主要优势种,且生物密度在1152~11.75 ind./L 之间,较以往有明显降低,一些广盐物种如纺锤水蚤成为优势种[26]。由此可见,盐度是影响长江口浮游动物群落结构最主要的环境因子之一。造成盐度发生变化一方面可能与气候变化有关,另一方面也可能与工程建设以及人类进行大范围的人工养殖有关,在今后的人工养殖期间要进行适当的生态修复,提高其生物多样性,以便维持其生态稳定。
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