張廣帥, 吳婷婷,閆吉順,*,孫家文,蔡悅蔭, 趙全民, 于永海, 宮 瑋

1 國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心, 大連 116023 2 國(guó)家環(huán)境保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境整治修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 大連 116023 3 大連指南針海洋工程咨詢有限公司, 大連 116023

浮游動(dòng)物作為最主要的海洋次級(jí)生產(chǎn)力,具有數(shù)量多、個(gè)體小、代謝強(qiáng)等特點(diǎn),是海洋物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)鍵類群[1],能夠通過攝食和種群動(dòng)態(tài)變化來(lái)控制海洋生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力以及魚類等海洋動(dòng)物資源的生物量及種類組成。浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和時(shí)空分布與海洋環(huán)境的變化密切相關(guān)[2—3]。在河口與近岸海域,由于浮游動(dòng)物物種多樣性和優(yōu)勢(shì)種演替受陸源輸入的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度影響顯著[4],因此人類活動(dòng)和陸源環(huán)境變化會(huì)直接和間接影響浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)[5—7]。不同類群浮游動(dòng)物對(duì)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)能力存在明顯差異,其種群數(shù)量變化和群落結(jié)構(gòu)是指示水質(zhì)環(huán)境健康狀態(tài)的敏感指標(biāo)[8]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外大量學(xué)者對(duì)浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)、種群擴(kuò)散、優(yōu)勢(shì)種演替及其與環(huán)境梯度格局展開了研究[9—12],但是通過統(tǒng)計(jì)模型定量分析河口近岸海域水質(zhì)環(huán)境對(duì)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的直接和間接影響的研究鮮有報(bào)道。

鴨綠江口濕地位于具有全球重要價(jià)值的黃海生態(tài)區(qū)北緣,具有重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,是天然的基因庫(kù)和生物資源庫(kù)[13—14]。本區(qū)域由大洋河口、鴨綠江口兩大河口濕地以及沿海灘涂和淺海海域等多種生態(tài)系統(tǒng)組成,具有典型的河口-濱海濕地特征,海陸交互作用明顯。據(jù)2017年丹東市海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)[15],鴨綠江及大洋河兩條主要河流入海污染物總量為105.64萬(wàn)t,其中化學(xué)需氧量占污染物總量的89.89%,氨氮占3.04%；硝酸鹽氮占6.10%,陸源污染物排放和陸域人類活動(dòng)是影響鴨綠江口濕地海洋環(huán)境的主要因素。本文以2019年鴨綠江口濕地近岸海域冬季浮游動(dòng)物及生態(tài)環(huán)境調(diào)查為基礎(chǔ),采用冗余分析(RDA)和結(jié)構(gòu)方程模型(SEM)等統(tǒng)計(jì)方法,分析了冬季鴨綠江口近岸海域浮游動(dòng)物群落和水環(huán)境特征,并定量揭示了水質(zhì)環(huán)境對(duì)浮游動(dòng)物群落的直接和間接影響。本研究將為揭示海陸相互作用下浮游動(dòng)物的長(zhǎng)期演變以及河口與近岸海域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)估提供理論認(rèn)識(shí)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域概況

研究區(qū)位于鴨綠江口濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。鴨綠江口濕地位于中國(guó)海岸線最北端,遼寧省東北部的丹東市境內(nèi),沿東港境內(nèi)海岸線呈帶狀分布,自然保護(hù)區(qū)位于東經(jīng)123°21′—124°09′,北緯39°40′—40°40′。東部的鴨綠江為濕地中最大的河流,流域面積為61889 km2,年徑流量多年平均值為243.96億m3。西部有大洋河和小洋河,其中大洋河是濕地中第二大河流,河長(zhǎng)202 km,流域面積6202 km2,年徑流量多年平均值為21.7億m3。本區(qū)域?qū)俦睖貛駶?rùn)地區(qū)大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫為6.8—8.7℃,年平均降水量為881.3—1087.5 mm,日照時(shí)數(shù)2484.3 h。保護(hù)區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)類型主要包括蘆葦沼澤、潮灘鹽沼、堿蓬鹽沼、河口灣、淺海海域五種,其中淺海海域和灘涂面積總計(jì)563.90 km2,蘆葦濕地32.22 km2。

1.2 樣品采集與調(diào)查分析

本研究水質(zhì)環(huán)境樣品和浮游動(dòng)物樣品于2019年12月在鴨綠江口濕地近岸海域采集得到,設(shè)置調(diào)查站位23個(gè),分布于保護(hù)區(qū)的大洋河口核心區(qū)(DCA)、二道溝核心區(qū)(ECA)、緩沖區(qū)(BA)和實(shí)驗(yàn)區(qū)及外圍海域(EA)(圖1)。

圖1 研究區(qū)域與監(jiān)測(cè)站位布局Fig.1 Location of the study area and sampling plots圖內(nèi)數(shù)字為監(jiān)測(cè)站點(diǎn)編號(hào); Y: 樣點(diǎn)

環(huán)境因子監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要有葉綠素a(Chal-a),懸浮物(WTSS)、溶解氧(DO)、化學(xué)需氧量(COD)、無(wú)機(jī)氮(DIN)、溶解性無(wú)機(jī)磷(DIP)、銅(Cu)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鉻(Cr)、汞(Hg)、鎘(Cd)和砷(As),樣品的采集、預(yù)處理和分析均嚴(yán)格按照《海洋調(diào)查規(guī)范》[16]進(jìn)行,采用淺水Ⅲ型浮游植物網(wǎng)自水底至水面拖網(wǎng)采集浮游植物,采集到的浮游植物樣品用濃度為5%甲醛固定保存。浮游植物樣品經(jīng)過靜置、沉淀、濃縮后換入貯存瓶,并編號(hào),處理后的樣品使用光學(xué)顯微鏡采用個(gè)體計(jì)數(shù)法進(jìn)行物種鑒定和數(shù)量統(tǒng)計(jì),浮游植物豐富度以個(gè)/m3表示。浮游動(dòng)物樣品采集和分析方法按照《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》[17]和《海洋調(diào)查規(guī)范》[16]執(zhí)行。調(diào)查采樣使用淺水Ⅱ型浮游生物網(wǎng),自底至表垂直拖取,所獲樣品用5%的甲醛溶液固定,并于體視顯微鏡下分析鑒定 (包括種類、個(gè)數(shù)等),用電子天平稱量總濕重 (精確到0.01 g),浮游動(dòng)物豐富度以個(gè)/m3為計(jì)算單位,浮游動(dòng)物濕重生物量以mg/m3為計(jì)算單位。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)和有機(jī)污染指數(shù)法[18]分別對(duì)海水富營(yíng)養(yǎng)化水平和有機(jī)污染水平進(jìn)行量化,公式如下：

式中, COD、DIN、DIP、DO分別為化學(xué)需氧量、無(wú)機(jī)氮、溶解性無(wú)機(jī)磷及溶解氧的實(shí)測(cè)值；COD0、DIN0、DIP0、DO0分別為COD、無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽及溶解氧的一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值。Ei是由化學(xué)需氧量(COD)、溶解無(wú)機(jī)氮(DIN)、溶解無(wú)機(jī)磷(DIP)以及根據(jù)不同海域環(huán)境給定的常數(shù)a計(jì)算得出。當(dāng)Ei≥1時(shí),表明海水為富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),其中常數(shù)a取值為4500[19]；OPI為有機(jī)污染指數(shù)。

采用綜合指數(shù)法對(duì)水質(zhì)重金屬污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)量化[18]。公式如下：

浮游植物和浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)用優(yōu)勢(shì)度(Y)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)、均勻度指數(shù)(J)和豐富度指數(shù)(D)表示[20],公式如下：

Y=Ni/N×fi

D=(S-1)/log2N

式中,Y為優(yōu)勢(shì)度,Y≥0.05時(shí),即認(rèn)定該物種為優(yōu)勢(shì)種；Ni為樣品中第i種的個(gè)體數(shù)；N為樣品中所有種的總個(gè)體數(shù)；fi為第i種在所有樣品中的出現(xiàn)頻率；H′為物種多樣性指數(shù)；S為樣品中的物種總數(shù)；Pi為第i種的個(gè)體數(shù)(ni)與總個(gè)體數(shù)(N)的比值；J表示均勻度；Hmax為log2S,表示多樣性指數(shù)的最大值；D表示豐富度指數(shù)值。

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析在SPSS 20.0 中進(jìn)行,作圖在Origin 8.0 中進(jìn)行。保護(hù)區(qū)不同分區(qū)水質(zhì)因子、浮游植物群落結(jié)構(gòu)和浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)差異采用單因素方差分析,選用Dunnett′s T3比較檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較；浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和環(huán)境因子的關(guān)系分析在CANOCO(Canoco for Windows 5.0)中采用冗余分析(RDA, Redundancy analysis)法；水質(zhì)環(huán)境因子對(duì)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的直接和間接影響定量分析采用Pearson相關(guān)分析和結(jié)構(gòu)方程模型(SEM,Structural Equation Modeling)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)環(huán)境與浮游植物群落特征

鴨綠江口濕地自然保護(hù)區(qū)近岸海域不同分區(qū)水質(zhì)環(huán)境因子如表1和表2所示。不同分區(qū)之間,大洋河口核心區(qū)Chl-a含量、DIN含量和Cu含量與保護(hù)區(qū)二道溝核心區(qū)、緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)及外圍相比顯著較高(P<0.05),而As含量顯著最低(P<0.05),實(shí)驗(yàn)區(qū)及外圍海域具有顯著最低的Pb含量(P<0.05),其他水質(zhì)環(huán)境因子在不同分區(qū)之間差異性不顯著(P>0.05)?？傮w上研究區(qū)水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)介于0.37—2.13,平均值為0.89±0.40,水質(zhì)有機(jī)污染指數(shù)介于1.03—3.26,平均值為1.84±0.55,水質(zhì)重金屬污染指數(shù)介于0.32—1.42,平均值為0.67±0.29(圖2)。保護(hù)區(qū)不同分區(qū)之間浮游植物豐富值和均勻度指數(shù)差異性不大(表3,P>0.05),而實(shí)驗(yàn)區(qū)及外圍海域具有顯著最高的物種數(shù)、多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)(P<0.05),核心區(qū)(包括大洋河口核心區(qū)和二道溝核心區(qū))海域具有顯著最低的多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)(P<0.05)。

表1 保護(hù)區(qū)不同分區(qū)海水水質(zhì)因子

表2 保護(hù)區(qū)不同分區(qū)海水重金屬含量

表3 保護(hù)區(qū)不同分區(qū)浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征

圖2 海水污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)Fig.2 Pollution index of the seawater

2.2 浮游動(dòng)物種類組成與群落結(jié)構(gòu)

保護(hù)區(qū)近岸海域共調(diào)查鑒定出浮游動(dòng)物6大類14種以及浮游幼蟲5類,其中橈足類10種,占物種組成的52.63%；十足類、毛顎類、被囊類和水母類各1種,分別占物種組成的4.55%；浮游幼體5種,占物種組成的26.32%。鴨綠江口濕地保護(hù)區(qū)近岸海域浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種為洪氏紡錘水蚤(Acartiahongi)、雙毛紡錘水蚤(Acartiabifilosa)、小擬哲水蚤(Paracalanusparvus)和擬長(zhǎng)腹劍水蚤(Oithonasimilis)(圖3),出現(xiàn)頻率最高的物種為小擬哲水蚤,其次為擬長(zhǎng)腹劍水蚤。浮游動(dòng)物平均豐度值為1200 個(gè)/m3,平均物種數(shù)為7(表4)。浮游動(dòng)物群落多樣性指數(shù)介于0.74—1.79,平均值為1.34±0.32,均勻度指數(shù)介于0.27±0.86,平均值為0.51±0.15,豐富度指數(shù)介于0.29—1.05,平均值為0.59±0.19。不同分區(qū)間多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)無(wú)顯著性差異(表4,P>0.05),而豐富度指數(shù)則表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)區(qū)及外圍海域顯著最高,核心區(qū)(包括大洋河口核心區(qū)和二道溝核心區(qū))海域最低(表4,P<0.05)。

圖3 浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種優(yōu)勢(shì)度和出現(xiàn)頻率Fig.3 Dominance and frequency of the dominant species

表4 不同分區(qū)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)

2.3 底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子關(guān)聯(lián)性分析

對(duì)研究區(qū)海域內(nèi)所有調(diào)查站位的浮游動(dòng)物群落進(jìn)行冗余分析發(fā)現(xiàn),前2個(gè)排序軸累積解釋了浮游動(dòng)物群落空間分異的98.96%,其中第1排序軸的解釋貢獻(xiàn)率為89.60%,第2排序軸的解釋貢獻(xiàn)率為9.36%(圖4)。Monte Carlo 檢驗(yàn)表明,COD(F=17.4,P=0.002)、DIN(F=5,P=0.028)和浮游植物群落多樣性(F=3.5,P=0.046)對(duì)浮游動(dòng)物物種空間分布具有顯著性影響,解釋貢獻(xiàn)率分別為38.4%、21.9%和18.4%；重金屬中Cu對(duì)浮游動(dòng)物物種空間分布的影響最大(F=3.1,P=0.068),解釋貢獻(xiàn)率為6.2%。冗余分析說(shuō)明,鴨綠江口濕地近岸海域冬季水質(zhì)環(huán)境中COD、DIN、浮游植物群落結(jié)構(gòu)和Cu是驅(qū)動(dòng)浮游動(dòng)物物種空間分布異質(zhì)性的主要因子。

圖4 浮游動(dòng)物群落與環(huán)境因子的冗余分析Fig.4 Redundancy analysis(RDA)of zooplankton communities constrained by environmental factors of the sea waterRD:冗余分析排序軸 Axis of redundancy analysis; RDA: 冗余分析 Redundancy analysis; WTSS: 水中總懸浮物 Total suspended solid in the water; COD: 化學(xué)需氧量 Chemical oxygen demand;DO: 溶解氧 Dissolved oxygen;DIN：溶解無(wú)機(jī)氮 Dissolved Inorganic Nitrogen;DIP: 活性磷酸鹽即溶解無(wú)機(jī)磷 Dissolved inorganic phosphate;PSHI：浮游植物群落多樣性指數(shù) Diversity index of phytoplankton community;S1:中國(guó)毛蝦 Acetes chinensis;S2：小擬哲水蚤 Paracalanus parvus;S3：洪氏紡錘水蚤 Acartia hongi;S4：擬長(zhǎng)腹劍水蚤 Oithona similis;S5: 近緣大眼劍水蚤 Corycaeus affinis; S6: 中華哲水蚤 Calanus sinicus; S7: 真刺唇角水蚤 Labidocera euchaeta; S9: 強(qiáng)額擬哲水蚤 Paracalanus crassirostris; S10: 猛水蚤 Harpacticoida sp.; S11: 太平洋紡錘水蚤 Acartia pacifica; S12: 雙毛紡錘水蚤 Acartia bifilosa; S13: 強(qiáng)壯濱箭蟲 Aidanosagitta crassa; S15: 橈足類幼體 Copepoda larvae; S16: 無(wú)節(jié)幼體Nauplius larvae; S17: 雙殼類幼蟲Bivalve larvae; S18: 鉤蝦亞目 Gammaridean spp. ;S19: 麥桿蟲屬 Caprella sp.; S20: 異體住囊蟲 Oikopleura dioica; S21: 藪枝螅水母屬 Obelia sp.; Y1—Y23:監(jiān)測(cè)站位編號(hào)

海水水質(zhì)污染指數(shù)、浮游植物群落特征和浮游動(dòng)物群落特征的相關(guān)分析(表5)表明,水體的重金屬污染指數(shù)與浮游動(dòng)物物種數(shù)和豐富度指數(shù)具有極顯著負(fù)相關(guān)性,與浮游動(dòng)物密度具有顯著負(fù)相關(guān)性；海水中浮游植物的物種數(shù)、多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)與浮游動(dòng)物種群密度、物種數(shù)和豐富度指數(shù)呈極顯著正向關(guān)系,與均勻度指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)性；浮游植物群落均勻度指數(shù)與浮游動(dòng)物物種數(shù)和豐富度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。浮游動(dòng)物群落多樣性指數(shù)雖然與水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)和有機(jī)污染指數(shù)沒有表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性,但是從浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)和水質(zhì)有機(jī)污染指數(shù)的空間分布格局(圖5)來(lái)看,兩者在空間上表現(xiàn)出相近的變化規(guī)律。

表5 鴨綠江口濕地浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與水質(zhì)環(huán)境和浮游植物群落結(jié)構(gòu)的關(guān)系

圖5 鴨綠江口濕地近岸海域浮游動(dòng)物群落多樣性與水質(zhì)污染指數(shù)空間分布格局Fig.5 Spatial distribution of the Zooplankton divert index and water organic pollution index

如圖6所示,本研究所選擇結(jié)構(gòu)方程模型可以解釋浮游動(dòng)物豐富度變化的55.4%,可以解釋浮游動(dòng)物均勻度變化的28.3%,主要解釋因子包含了海水富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)、海水重金屬污染指數(shù)以及浮游植物的豐富度(χ2= 0.23,df=1,p=0.63,GFI=0.99,RMSE<0.01,CFI=1,AIC=28.2),該模型整體擬合效果可接受。模型結(jié)果表明,海水富營(yíng)養(yǎng)化水平對(duì)浮游動(dòng)物豐富度具有顯著的直接影響(效應(yīng)系數(shù)為-0.26,P=0.01),隨著富營(yíng)養(yǎng)化水平升高,浮游動(dòng)物的豐富度顯著降低；海水重金屬污染水平對(duì)浮游動(dòng)物的豐富度則表現(xiàn)為顯著的間接影響,即通過影響浮游植物的豐富度(效應(yīng)系數(shù)為-0.41,P<0.001)來(lái)間接影響浮游動(dòng)物的豐富度(間接效應(yīng)系數(shù)為-0.2),而海水重金屬污染水平對(duì)浮游動(dòng)物豐富度的直接效應(yīng)系數(shù)為-0.17 (P=0.16)。海水富營(yíng)養(yǎng)化水平和重金屬污染水平對(duì)浮游動(dòng)物的均勻度均無(wú)顯著影響(P>0.05)。浮游植物群落豐富度與浮游動(dòng)物豐富度也具有顯著的正向關(guān)系(效應(yīng)系數(shù)為0.49,P=0.01)。

圖6 鴨綠江口濕地海洋環(huán)境對(duì)浮游動(dòng)物群落影響的結(jié)構(gòu)方程模型模擬Fig.6 Simulation result of the effect of environmental factors on zooplankton community structure

3 討論

本次冬季調(diào)查在鴨綠江口濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)共鑒定出浮游動(dòng)物6大類14種以及浮游幼蟲5類,其中橈足類最多,占比52.63%,為主要優(yōu)勢(shì)類群。1958—1959年全國(guó)海洋綜合普查、2009年北黃海獐子島海域調(diào)查結(jié)果[21]以及2015—2016年北黃海調(diào)查結(jié)果[22]都表明橈足類在北黃海海域占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),與本文結(jié)果一致。本次調(diào)查浮游動(dòng)物平均豐度為1200 個(gè)/m3,而姜強(qiáng)于2007年在北黃海調(diào)查得到的浮游動(dòng)物平均豐度值為355 個(gè)/m3[23],段妍等2015年調(diào)查到的浮游動(dòng)物豐度值范圍是1799—4168 個(gè)/m3[24],說(shuō)明受到營(yíng)養(yǎng)鹽濃度、漁業(yè)捕撈以及氣候變化等影響,海洋浮游動(dòng)物豐度年際變化較大。優(yōu)勢(shì)種方面,鴨綠江口濕地保護(hù)區(qū)冬季近岸海域浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種為洪氏紡錘水蚤、雙毛紡錘水蚤、小擬哲水蚤和擬長(zhǎng)腹劍水蚤,這與近年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)北黃海浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種調(diào)查結(jié)果相似[22,25]。冬季鴨綠江口濕地近岸海域浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)平均值分別為1.34、0.51和0.59,顯著低于北黃海海域在其他季節(jié)的調(diào)查結(jié)果[26],但與北黃海獐子島附近海域冬季調(diào)查結(jié)果相似[21]。冬季浮游動(dòng)物種類少、豐度和多樣性水平偏低的原因主要是一方面沿岸入海河流進(jìn)入枯水期,近海鹽度升高,低鹽種類分布減少,另一方面,受冷空氣和寒潮的影響,冷水團(tuán)增強(qiáng),近海水溫下降,部分暖水性種類消失,高鹽低溫的綜合作用使浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)繁殖受到抑制[25]。

在空間分布方面,由于水體具有流動(dòng)性,保護(hù)區(qū)不同功能分區(qū)之間總體上浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)差異性不大。研究區(qū)域浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的空間差異主要受到水質(zhì)環(huán)境的影響,浮游動(dòng)物群落多樣性指數(shù)低值區(qū)域出現(xiàn)在大洋河口附近,而保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)及外圍海域由于距離河口海岸最遠(yuǎn),受陸源物質(zhì)影響最弱,因此具有最高的豐富度指數(shù)。研究表明,近海浮游動(dòng)物群落的區(qū)域變化不僅受到溫度、鹽度等環(huán)境因子的驅(qū)動(dòng),還受到人類活動(dòng)所引起的富營(yíng)養(yǎng)化及其空間變化的影響[27]。由于鴨綠江口濕地近岸海域開發(fā)利用方式主要以貝類底播養(yǎng)殖為主,研究表明貝類對(duì)微型浮游動(dòng)物的選擇性攝食將對(duì)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,此外濾食性貝類還能同橈足類等浮游動(dòng)物產(chǎn)生食物競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系進(jìn)而影響浮游動(dòng)物種群的生長(zhǎng)[28]。因此海水養(yǎng)殖區(qū)貝類養(yǎng)殖的密度和種類分布也會(huì)影響浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的空間分布。

鴨綠江口濕地近岸海域水質(zhì)環(huán)境對(duì)浮游動(dòng)物的物種分布和群落結(jié)構(gòu)存在顯著影響。冗余分析結(jié)果表明, COD、DIN、浮游植物群落多樣性和Cu是影響浮游動(dòng)物種群分布的主要環(huán)境因子。近年來(lái)由于沿岸工農(nóng)業(yè)污水和養(yǎng)殖尾水的排放以及入海河流陸源物質(zhì)的輸入,大洋河口和鴨綠江口氮、磷含量升高,富營(yíng)養(yǎng)化、有機(jī)污染和重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)加劇。實(shí)驗(yàn)研究表明,在總氮和總磷濃度最高時(shí),浮游植物和浮游動(dòng)物的種類豐富度下降[29]。本研究發(fā)現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)對(duì)浮游動(dòng)物豐富度具有顯著的直接負(fù)向效應(yīng),說(shuō)明進(jìn)一步的富營(yíng)養(yǎng)化可能會(huì)導(dǎo)致本海域浮游動(dòng)物多樣性水平和豐度的降低,這與遼河口的研究結(jié)果基本一致[30]。另一方面,富營(yíng)養(yǎng)化水平也會(huì)通過影響浮游植物群落來(lái)間接影響浮游動(dòng)物群落。浮游植物會(huì)通過食物網(wǎng)關(guān)系對(duì)浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)和群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[31—32],相關(guān)分析結(jié)果顯示浮游植物的物種數(shù)、多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)與浮游動(dòng)物的豐度值、物種數(shù)和豐富度指數(shù)呈顯著正相關(guān)性而與均勻度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)性。海水中高水平含量的重金屬混合污染物會(huì)抑制浮游植物的生長(zhǎng)繁殖,而低水平的重金屬混合污染物則會(huì)引起浮游植物種群的演替,抑制硅藻的生長(zhǎng)[33]。黃渤海海域浮游植物群落中硅藻占顯著優(yōu)勢(shì)[34],因此海水環(huán)境中重金屬污染水平的升高會(huì)通過抑制浮游植物群落的生長(zhǎng)來(lái)降低浮游動(dòng)物的豐富度。結(jié)構(gòu)方程模型結(jié)果表明,浮游動(dòng)物的豐富度對(duì)周圍海域海水富營(yíng)養(yǎng)化和重金屬污染水平具有較好的指示作用,能夠反映區(qū)域海水水質(zhì)情況。

4 結(jié)論

鴨綠江口濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)近岸海域冬季共鑒定出浮游動(dòng)物6大類14種以及浮游幼蟲(體)5大類,平均豐度為1200 個(gè)/m3,其中優(yōu)勢(shì)類群為橈足類,占比52.63%,優(yōu)勢(shì)種為洪氏紡錘水蚤、雙毛紡錘水蚤、小擬哲水蚤和擬長(zhǎng)腹劍水蚤,多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)平均值分別為1.34、0.51和0.59；保護(hù)區(qū)不同功能分區(qū)之間浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)總體差異不大,實(shí)驗(yàn)區(qū)及外圍海域具有最高的豐富度指數(shù)；COD、DIN、浮游植物群落多樣性和Cu是影響浮游動(dòng)物種群分布的主要環(huán)境因子；海水富營(yíng)養(yǎng)化水平對(duì)浮游動(dòng)物豐富度具有顯著的直接影響(效應(yīng)系數(shù)為-0.26,P=0.01),重金屬污染水平對(duì)浮游動(dòng)物的豐富度則通過影響浮游植物的豐富度(效應(yīng)系數(shù)為-0.41,P<0.001)來(lái)間接影響浮游動(dòng)物的豐富度(間接效應(yīng)系數(shù)為-0.2)。