王秀霞, 高彥潔, 左 明, 張孝民, 李少文, 楊艷艷, 徐炳慶, 李 凡, 王育紅

2011—2020年調(diào)水調(diào)沙前后黃河口海域浮游動物年間變化及影響因子

王秀霞1, 高彥潔2, 左 明3, 張孝民1, 李少文1, 楊艷艷1, 徐炳慶1, 李 凡1, 王育紅1

(1. 山東省海洋資源與環(huán)境研究院 山東省海洋生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山東 煙臺 264006; 2. 魯東大學(xué) 濱海生態(tài)高等研究院, 山東 煙臺 264025; 3. 東營市海洋發(fā)展研究院, 山東 東營 257091)

依據(jù)2011—2020年(2016年中斷)黃河調(diào)水調(diào)沙工程實(shí)施前、后黃河口海域18個站位野外調(diào)查數(shù)據(jù), 研究浮游動物種類組成和豐度變化及優(yōu)勢種更替, 以查明黃河口海域浮游動物的年間變動規(guī)律及調(diào)水調(diào)沙工程的影響。結(jié)果顯示: 共記錄浮游動物82種類(包括浮游幼體16類), 其中刺胞動物種類數(shù)最多, 共記錄26種, 其次是橈足類出現(xiàn)23種。浮游動物種類組成的年間變化差異顯著(<0.05), 2017年(未進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙)最低; 調(diào)水調(diào)沙前、后分別記錄浮游動物69種和75種, 調(diào)水調(diào)沙前后種類數(shù)呈正相關(guān)(=0.684,=0.042); 調(diào)水調(diào)沙前后優(yōu)勢種更替率較高; 浮游動物豐度在2011—2015年較高, 2017—2020年相對較低, 調(diào)水調(diào)沙后浮游動物豐度年間變化達(dá)極顯著水平(<0.01), 而調(diào)水調(diào)沙前后沒有顯著差異; 浮游動物豐度水平分布總體呈現(xiàn)從黃河口近岸到離岸遞減趨勢, 密集區(qū)位于黃河口北部近岸海域, 調(diào)水調(diào)沙后密集中心較調(diào)水調(diào)沙前向離岸海域略有推移。冗余分析表明, 對黃河口浮游動物年間變化影響較大的因子是葉綠素濃度、溶解氧濃度和水溫。研究表明: 2011—2020年調(diào)水調(diào)沙期間黃河口海域浮游動物豐度年間變動大于調(diào)水調(diào)沙前后變動, 調(diào)水調(diào)沙實(shí)施對浮游動物影響持續(xù)時間較短。

浮游動物; 年際變化; 調(diào)水調(diào)沙; 黃河口

河口是陸海交互的集中地帶, 由于受人類活動、徑流、潮流和風(fēng)浪等因素共同影響, 河口海域生態(tài)環(huán)境復(fù)雜多變且敏感脆弱[1]。黃河口海域位于渤海灣和萊州灣之間, 屬于典型的河口生態(tài)系統(tǒng), 其餌料豐富, 是魚類重要的繁育場[2]。黃土高原水土流失嚴(yán)重使得黃河沙多水少, 水沙不平衡, 下游因泥沙淤積而成為“地上懸河”, 為解決這一問題, 黃河水利委員會自2002年起利用大型水庫和調(diào)度手段實(shí)施黃河調(diào)水調(diào)沙(the water and sediment discharge regulation, WSDR), 旨在通過人造洪峰沖刷河槽, 將大量水沙集中輸送入海, 達(dá)到協(xié)調(diào)水沙平衡效果[3-4]。在調(diào)水調(diào)沙的影響下, 沖淡水、營養(yǎng)鹽、泥沙等短期內(nèi)急劇增加對黃河口海域生態(tài)環(huán)境及生物資源產(chǎn)生較大影響[5-8]。

在河口生態(tài)系統(tǒng)中, 浮游動物是重要的生境變化指示生物[9]。其種類組成受徑流和潮流的交匯作用較為復(fù)雜[10-11], 群落結(jié)構(gòu)特征亦與河口的潮汐[12]、水文[13]、營養(yǎng)鹽[14]等環(huán)境因子以及徑流[15]密切相關(guān)。因此, 研究浮游動物群落特征變化有助于全面了解河口生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能變化。

關(guān)于黃河口海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征的研究已有較多報(bào)道[16-20]。已有的研究認(rèn)為調(diào)水調(diào)沙可加速黃河中下游浮游植物的物種演替, 浮游動物生物量亦隨之增加[21], 但在調(diào)水調(diào)沙實(shí)施過程中其數(shù)量和生物量變化存在波動, 有呈先升高后降低趨勢[22]。本研究基于2011—2020年間調(diào)水調(diào)沙期間黃河口海域長期監(jiān)測數(shù)據(jù), 研究此季浮游動物種類組成、時空分布和優(yōu)勢種的年際變動, 比較調(diào)水調(diào)沙對浮游動物組成的影響, 為評估和預(yù)測黃河口海域生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和演變趨勢提供基礎(chǔ), 為科學(xué)實(shí)施調(diào)水調(diào)沙提供參考。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查海區(qū)

調(diào)水調(diào)沙一般從6月下旬開始運(yùn)行, 歷時約20 d, 于2011—2020 年(2016年除外)調(diào)水調(diào)沙前和調(diào)水調(diào)沙后(表1)分別對黃河口海域18個調(diào)查站進(jìn)行監(jiān)測調(diào)查, 調(diào)查范圍為37°40′N～38°09′N、119°00′E～ 119°40′E(圖1)。2017年未實(shí)施調(diào)水調(diào)沙工程, 在相應(yīng)時間進(jìn)行調(diào)查作為對比參考。依據(jù)與黃河入?？诘木嚯x布設(shè)4個斷面, 其中斷面Ⅰ(包括B1、C1、D1站)距入海口5 km, 斷面Ⅱ(包括A2、B2、C2、D2、E2站)距入?？?0 km, 斷面Ⅲ(包括A3、B3、C3、D3、E3站)距入?？?0 km, 斷面Ⅳ(包括A4、B4、C4、D4、E4站)距入?？?0 km。

表1 2011—2020年黃河口調(diào)查時間

注: 2017*表示2017年未實(shí)施調(diào)水調(diào)沙工程, 同期在該海域進(jìn)行了2次調(diào)查

1.2 樣品采集及分析

采用淺海Ⅰ型浮游生物網(wǎng)(網(wǎng)孔徑為505 μm, 網(wǎng)長度為145 cm, 網(wǎng)口面積為0.2 m2)從底至表垂直拖網(wǎng)采集浮游動物樣品。樣品采集后用5%的甲醛海水溶液固定保存, 帶回實(shí)驗(yàn)室分析。水溫(temperature, TEM)、鹽度(salinity, SAL)和溶解氧(dissolved oxygen,DO)數(shù)據(jù)利用美國Orion 520M-01A便攜式Y(jié)SI水質(zhì)分析儀現(xiàn)場測定, 葉綠素(chlorophyll, Chl)濃度采用分光光度法測定, 取1 000 mL海水經(jīng)GF/F濾膜抽濾, 濾膜冷凍保存, 帶回實(shí)驗(yàn)室測定。浮游動物樣品在Stemi 508體視顯微鏡下鑒定、計(jì)數(shù), 計(jì)數(shù)結(jié)果轉(zhuǎn)化為豐度, 用單位海水中個體數(shù)(ind./m3)表示。采樣和室內(nèi)分析方法按GB/T127636—2007《海洋調(diào)查規(guī)范第6部分: 海洋生物調(diào)查》進(jìn)行[23]。

圖1 黃河口調(diào)查站位

黃河徑流量(discharge, DIS)和輸沙量(sediment load, SED)數(shù)據(jù)來自水利部黃河水利委員會發(fā)布的黃河泥沙公報(bào)(http://www.yrcc.gov.cn/zwzc/gzgb/gb/ nsgb/), 厄爾尼諾指數(shù)(Oceanic Nino Index, ONI)數(shù)據(jù)來自美國國家海洋與大氣管理局的氣候預(yù)測中心(https://origin.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ONI_v5.php)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

優(yōu)勢度():=(n/)f, (1)

其中,為浮游動物總個體數(shù),n為第種個體數(shù),f為第種出現(xiàn)的頻率, 選取優(yōu)勢度≥0.02的物種作為優(yōu)勢種,、分別為兩個相鄰時期優(yōu)勢種數(shù),為兩個相鄰時期共同優(yōu)勢種數(shù)。

通過R語言中vegan軟件包的冗余分析(redun-dancy analysis, RDA)方法分析浮游動物豐度與環(huán)境因子的關(guān)系, 平面分布圖運(yùn)用Surfer 14(Golden Soft-ware, USA)繪制, 多元方差分析(MANOVA)檢驗(yàn)利用IBM SPSS Statistics 19 完成。

2 結(jié)果

2.1 種類組成年際變化

2011—2020年調(diào)水調(diào)沙前后黃河口海域共記錄浮游動物82種(包括浮游幼體16種), 其中刺胞動物種類數(shù)最多, 共記錄26種, 占總種類數(shù)的31.71%, 其次是橈足類出現(xiàn)23種, 占28.05%。調(diào)水調(diào)沙前調(diào)查共記錄浮游動物69種, 分屬于原生動物門、刺胞動物門、節(jié)肢動物門、毛顎動物門和脊索動物門等, 以節(jié)肢動物門種類數(shù)最多, 共計(jì)錄29種, 其中橈足類21種類, 占總種類數(shù)的30.43%, 刺胞動物門和浮游幼體次之, 各出現(xiàn)21種和14類, 分別占總種類數(shù)的30.43%和20.29%。調(diào)水調(diào)沙后調(diào)查浮游動物種類數(shù)較調(diào)水調(diào)沙前增多, 共記錄75種, 種類組成與調(diào)水調(diào)沙前調(diào)查結(jié)果相似, 以節(jié)肢動物門種類數(shù)最多, 共計(jì)33種, 占總種類數(shù)的44%, 其中橈足類22種, 占29.33%; 其次是刺胞動物門, 出現(xiàn)22種(占29.33%), 浮游幼體16種(占21.33%)。

如圖2顯示, 浮游動物種類數(shù)在調(diào)水調(diào)沙前與調(diào)水調(diào)沙后的整體變化趨勢相似, 差異不顯著(MANOVA,1, 308=0.007,=0.933), 但其年間波動較為明顯, 特別是在2017年, 浮游動物種類數(shù)<20, 減少幅度最大, 年間變化差異顯著(8, 308=24.502,< 0.01)。

圖2 2011—2020年調(diào)水調(diào)沙前后浮游動物豐度和種類數(shù)年際變化

2.2 優(yōu)勢種年間變化

黃河口海域浮游動物優(yōu)勢種(表2)中, 強(qiáng)壯濱箭蟲()、中華哲水蚤()、小擬哲水蚤()、擬長腹劍水蚤()、雙殼類幼體和長尾類糠蝦幼體優(yōu)勢度平均值較高, 強(qiáng)壯濱箭蟲作為優(yōu)勢種的出現(xiàn)頻率最高, 除2012年調(diào)水調(diào)沙后調(diào)查外, 它是所有調(diào)查季的優(yōu)勢種。

調(diào)水調(diào)沙前后優(yōu)勢種更替率較高(圖3), 在2012年和2017年均為81.82%, 優(yōu)勢種類豐度在調(diào)水調(diào)沙前后存在顯著差異(=0.04)。細(xì)頸和平水母僅在2017年7月調(diào)查時成為優(yōu)勢種(=0.12), 出現(xiàn)頻率為100%, 在C3站位豐度最高, 達(dá)10.42 ind./m3。圖4顯示, 浮游動物主要優(yōu)勢種類豐度的年間變化梯度較站位間更明顯, 相對高豐度值出現(xiàn)時間不同, 但其多分布在黃河入?？诮逗Ｓ虻臄嗝姊窈蛿嗝姊蛘疚?。

圖3 2011—2020年調(diào)水調(diào)沙前后浮游動物優(yōu)勢種更替率年間變化

圖4 主要優(yōu)勢種類豐度(ind./m3)的時空分布

Fig. 4 Temporospatial abundance (ind./m3) distributions of main dominant species

注: 圖中的前、后分別指調(diào)水調(diào)沙前和調(diào)水調(diào)沙后, 下同

2.3 豐度時空變動

比較而言, 無論是調(diào)水調(diào)沙前還是調(diào)水調(diào)沙后, 2011—2015年海域的浮游動物豐度較高, 2017—2020年相對較低(圖2)。多元方差分析顯示, 浮游動物豐度年間差異顯著(8, 308=11.255,<0.01), 但在調(diào)水調(diào)沙前的年間差異不顯著(>0.05), 而在調(diào)水調(diào)沙后年間差異極顯著(<0.001)。浮游動物在調(diào)水調(diào)沙后的豐度大多低于調(diào)水調(diào)沙前, 僅在2011年和2014年有所不同, 但浮游動物豐度在調(diào)水調(diào)沙前、后差異性并不顯著。

不同年間, 浮游動物豐度分布略有差異, 但總體分布趨勢相似, 即高豐度值多分布在緊鄰黃河入?？谔?。對比各年調(diào)水調(diào)沙前、后的浮游動物豐度分布, 在調(diào)水調(diào)沙前它主要呈現(xiàn)從黃河口近岸斷面Ⅰ到離岸斷面Ⅳ遞減趨勢, 密集區(qū)位于黃河口北部近岸海域; 在調(diào)水調(diào)沙后, 浮游動物豐度密集區(qū)從近岸海域向離岸海域推移, 在斷面Ⅱ和斷面Ⅲ相對密集。2020年與其他年份不同, 調(diào)水調(diào)沙前浮游動物豐度呈現(xiàn)從西北到東南逐漸升高的趨勢, 密集中心位于E4站位, 而在調(diào)水調(diào)沙后密集區(qū)向近岸移動至D2站位附近(圖5)。

圖5 2011—2020年浮游動物豐度(ind./m3)水平分布

2.4 年間變動的影響因子分析

2011—2020年調(diào)查期間, 黃河口海域水溫介于15.74～30.05 ℃, 調(diào)水調(diào)沙后水溫明顯高于調(diào)水調(diào)沙前(圖6); 多元方差分析(MANOVA)顯示, 調(diào)查海域水溫年間變化和調(diào)水調(diào)沙前后變化均達(dá)極顯著水平(8, 308=30.713,<0.01;8, 308=506.348,<0.01)。鹽度在2011—2017年較為穩(wěn)定, 平均鹽度為28.8, 少數(shù)河口站位鹽度較低, 2018年鹽度降低, 且分布較為離散, 調(diào)水調(diào)沙前和調(diào)水調(diào)沙后調(diào)查平均鹽度分別為24.5和23.1; 鹽度年間差異極顯著(8, 308=9.103,< 0.01), 而在調(diào)水調(diào)沙前后差異不顯著(8, 308=0.151,=0.698)。調(diào)查期間黃河口海域溶解氧總體波動幅度較小, 變化范圍為4.58～11.73 mg/L, 年間差異和調(diào)水調(diào)沙前后差異均不顯著。葉綠素濃度變化范圍為0.11～13.60 μg/L, 年間變化顯著(8, 290=13.067,< 0.01), 尤其以2015年調(diào)水調(diào)沙前調(diào)查和2013年調(diào)水調(diào)沙后調(diào)查與同期其他年份差異較大; 調(diào)水調(diào)沙前后沒有明顯差異。

圖6 調(diào)水調(diào)沙前后黃河口海域環(huán)境因子年間變化

黃河徑流量和輸沙量變化趨勢一致, 年間變化均達(dá)顯著水平(<0.05), 2018—2020年相比其他年份較高(圖7)。調(diào)水調(diào)沙期間徑流量和輸沙量年內(nèi)變動幅度較大, 多在7月迅速達(dá)到峰值, 2017年未進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙, 徑流量和輸沙量年內(nèi)變動較小。圖5所示, 厄爾尼諾指數(shù)連續(xù)5個月滑動平均值超過+0.5 ℃, 則認(rèn)為發(fā)生一次厄爾尼諾事件, 若連續(xù)5個月滑動平均值低于?0.5 ℃, 則認(rèn)為發(fā)生一次拉尼娜事件, 由此判斷2010、2011、2020年發(fā)生拉尼娜事件, 2015年發(fā)生一次厄爾尼諾事件。

圖7 黃河利津站徑流量、輸沙量及厄爾尼諾指數(shù)年際變動

冗余分析結(jié)果顯示(圖8, 表3), 第一軸RDA1的解釋比例是42.91%, 第二軸RDA2的解釋比例是9.80%, 根據(jù)環(huán)境因子和排序軸的相關(guān)系數(shù), 對浮游動物群落年間變化影響較大的環(huán)境因子是底層葉綠素濃度、水溫和溶解氧(圖8a), 第一軸RDA1 相關(guān)系數(shù)分別為0.267、?0.201 和?0.066, 第二軸RDA2 相關(guān)系數(shù)為?0.088、0.180 和?0.255。水溫和葉綠素濃度對2014年WSDR前、2015年WSDR前、2019年WSDR前和2018年WSDR后影響明顯, 溶解氧對2012年和2013年影響明顯。徑流量、輸沙量、鹽度和厄爾尼諾指數(shù)對浮游動物群落年際變化也有一定的影響, 徑流量和輸沙量對調(diào)水調(diào)沙前后影響較大, 鹽度和厄爾尼諾指數(shù)對2014年WSDR前、2015年WSDR前、2019年WSDR前后有一定影響。對中華哲水蚤和小擬哲水蚤豐度變動影響較大的是水溫、徑流量和輸沙量, 對擬長腹劍水蚤豐度變動影響較大的是葉綠素濃度和徑流量, 強(qiáng)壯濱箭蟲豐度分布與鹽度、溶解氧和葉綠素濃度相關(guān)性較大, 而長尾類糠蝦幼體和短尾類溞狀幼體分布主要受水溫、徑流量和輸沙量影響。

3 討論

2011—2020年調(diào)水調(diào)沙后調(diào)查記錄的浮游動物種類數(shù)略高于調(diào)水調(diào)沙前調(diào)查, 均以刺胞動物、橈足類和浮游幼體種類數(shù)較高, 刺胞動物(水母類)種類數(shù)占比有所升高, 調(diào)查期間黃河口海域共記錄浮游動物82種類, 刺胞動物種類數(shù)(26種)超過橈足類(23種), 這與近年來夏季黃河口海域浮游動物調(diào)查結(jié)果一致。2007年夏季黃河口海域浮游動物調(diào)查共記錄浮游動物72個種類(包括浮游幼體20類), 其中水母類17種, 占總種類組成的23.6%, 超過橈足類(16種, 占22.2%)[11]。2009年夏季調(diào)查黃河口海域浮游動物共記錄65種類, 其中橈足類16種, 水母類15種, 分別占25%和23%[17]。董志軍等[20]對2012—2013年黃河口鄰近海域中小型浮游動物調(diào)查結(jié)果表明, 橈足類種類最多(21種), 占總種數(shù)的30%; 其次是水螅水母類(15種), 占總種數(shù)的21.4%。劉鎮(zhèn)盛[24]、杜明敏等[25]研究結(jié)果顯示, 夏季渤海海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化, 水母類種類數(shù)超過橈足類, 在浮游動物中所占比例最高, 在本研究中, 水母類出現(xiàn)的種類數(shù)高于橈足類, 但橈足類豐度較高, 在總豐度中的優(yōu)勢地位未改變。

圖8 浮游動物豐度的影響因子分析

注: TEM表示水溫; SAL表示鹽度; DO表示溶解氧; Chl表示葉綠素濃度; DIS表示徑流量; SED表示輸沙量; ONI表示厄爾尼諾指數(shù); 前、后分別代表WSDR前和WSDR后

表3 環(huán)境因子與排序軸之間的相關(guān)系數(shù)

與以往報(bào)道相似, 黃河口海域浮游動物優(yōu)勢種主要是近岸低鹽種和廣溫廣鹽種[11, 17, 19-20]。調(diào)水調(diào)沙前調(diào)查海域浮游動物的優(yōu)勢種主要有中華哲水蚤、雙刺紡錘水蚤、克氏紡錘水蚤、小擬哲水蚤和強(qiáng)壯濱箭蟲等, 隨著黃河調(diào)水調(diào)沙的實(shí)施, 徑流量和輸沙量驟增, 短期內(nèi)大量的淡水、泥沙等急劇增加使黃河口海域生態(tài)環(huán)境發(fā)生改變[5], 在調(diào)水調(diào)沙后水溫升高(圖6), 優(yōu)勢種出現(xiàn)了太平洋紡錘水蚤、背針胸刺水蚤、雙刺唇角水蚤和真刺唇角水蚤等近岸低鹽暖溫種。在2017年7月調(diào)查中水母類細(xì)頸和平水母成為優(yōu)勢種, 該種在渤海歷史調(diào)查中夏季數(shù)量較多, 偶爾在水母類中成為優(yōu)勢種[17, 26-27], 但成為浮游動物優(yōu)勢種尚未見于報(bào)道。細(xì)頸和平水母屬于近岸暖水種, 偏喜略高水溫, 在7月份以前主要分布于渤海三大灣內(nèi)和沿岸水域, 7月份后明顯向中央海區(qū)擴(kuò)展[26], 2011年調(diào)查在萊州灣內(nèi)出現(xiàn)于6—10月, 逐月從灣底西側(cè)逐漸向整個灣區(qū)擴(kuò)展, 7月僅黃河口近岸3個站位出現(xiàn)[27]。在本研究中, 2017—2019年細(xì)頸和平水母均有出現(xiàn), 在2018年和2019年調(diào)水調(diào)沙后調(diào)查分別有3個和4個站位出現(xiàn), 但2017年7月調(diào)查出現(xiàn)頻率達(dá)100%, 平均豐度為3.73 ind./m3。2016—2017年調(diào)水調(diào)沙工程中斷, 入海水沙量顯著減少, 黃河口海域海洋動力相對增強(qiáng), 等深線向陸地蝕退[28], 2017年黃河徑流量與其他調(diào)查年份相比較低(圖5), 鹽度較高(圖4), 有利于細(xì)頸和平水母生長, 而浮游動物種類數(shù)和豐度整體較低(圖2), 導(dǎo)致細(xì)頸和平水母成為優(yōu)勢種。

調(diào)水調(diào)沙前調(diào)查海域浮游動物密集區(qū)主要位于黃河入?？诳陂T北側(cè)近岸低鹽、高營養(yǎng)鹽的淺水區(qū)水域, 遠(yuǎn)岸深水區(qū)豐度相對較低, 呈現(xiàn)從近岸到遠(yuǎn)岸降低的趨勢。主要是因?yàn)閿?shù)量較大的雙刺紡錘水蚤、克氏紡錘水蚤、強(qiáng)壯濱箭蟲等為近岸低鹽種, 集中分布于近岸海域, 遠(yuǎn)岸深水區(qū)鹽度相對較高, 以小擬哲水蚤、擬長腹劍水蚤等廣溫廣鹽種為主, 且豐度較低。隨著調(diào)水調(diào)沙的實(shí)施, 大量淡水集中流入黃河口近岸海域, 同時將全年60%以上的泥沙和50%以上的營養(yǎng)物質(zhì)攜帶入海[29-30], 黃河入海徑流量增大, 徑流作用強(qiáng)于潮流, 沖淡水沿河道主軸線向口門東北方向前進(jìn), 受地球自轉(zhuǎn)和海流共同影響形成明顯的順時針環(huán)流和低鹽中心[31]。調(diào)水調(diào)沙后沖淡水范圍退縮, 但依舊呈舌狀向外海延伸[5], 浮游動物密集中心向外海略有推移, 浮游動物以近岸低鹽種和廣溫廣鹽種為主, 高鹽外海種亦有出現(xiàn), 表明黃河口海域浮游動物受黃河沖淡水和黃海海流共同影響, 調(diào)水調(diào)沙實(shí)施使黃河徑流量短期內(nèi)大量增加, 增強(qiáng)了黃河口海域環(huán)流, 從而將外海種帶到近岸, 近岸低鹽種分布范圍向外海延伸。2020年調(diào)水調(diào)沙前調(diào)查海域浮游動物分布趨勢與以往調(diào)查不同, 密集中心位于東南部E4站位, 以小擬哲水蚤數(shù)量最高, 這可能與該站位水溫(24.3 ℃)較高有關(guān)系, 適合暖溫種小擬哲水蚤生長, 調(diào)水調(diào)沙后密集區(qū)向近岸移動。

本研究RDA分析表明, 對浮游動物豐度年際變化影響較大的環(huán)境因子是底層葉綠素濃度、溶解氧和水溫, 除上述因素外, 研究表明, 黃河口海域葉綠素、溶解氧、浮游植物、漁業(yè)資源等在調(diào)水調(diào)沙實(shí)施過程中短期內(nèi)變動較大。營養(yǎng)鹽和溶解氧含量隨著徑流量的激增而快速升高, 隨著調(diào)水調(diào)沙的結(jié)束, 營養(yǎng)鹽逐漸恢復(fù)至調(diào)水調(diào)沙前水平[30], 而溶解氧保持較高水平。浮游植物豐度則呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢, 調(diào)水調(diào)沙后期與調(diào)水調(diào)沙前水平接近[22]。魚類生物量先升高后降低[6], 且漁業(yè)資源結(jié)構(gòu)年際變化大于調(diào)水調(diào)沙前后變化[32]。2014年出現(xiàn)史上最強(qiáng)的厄爾尼諾事件[33], 導(dǎo)致2014 年、2015年全球海水溫度出現(xiàn)異常, 并對全球海洋生物資源和全球海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了重要影響[34]。本研究RDA分析亦顯示, 浮游動物豐度與對厄爾尼諾、拉尼娜等大尺度氣候因子有一定相關(guān)性。分析表明厄爾尼諾對2014年調(diào)水調(diào)沙前和2015 年調(diào)水調(diào)沙前浮游動物豐度呈負(fù)相關(guān)。在異常氣候與黃河調(diào)水調(diào)沙雙重影響下, 黃河口浮游動物產(chǎn)生了較明顯響應(yīng)。

4 小結(jié)

2011—2020年調(diào)水調(diào)沙期間黃河口海域浮游動物種類數(shù)存在顯著年際差異, 浮游動物豐度在調(diào)水調(diào)沙后年際變化達(dá)極顯著水平, 而浮游動物種類數(shù)和豐度在調(diào)水調(diào)沙工程實(shí)施前后均沒有顯著差異, 浮游動物豐度年際變化大于調(diào)水調(diào)沙前后變化?？梢哉f明, 黃河口海域浮游動物變動主要受不同年份環(huán)境狀況影響, 其次才是調(diào)水調(diào)沙的影響, 且調(diào)水調(diào)沙實(shí)施對其影響持續(xù)時間較短。

[1] 楊宇峰, 王慶, 陳菊芳, 等. 河口浮游動物生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2006, 26(2): 576-585.

YANG Yufeng, WANG Qing, CHEN Jufang, et al. Research advance in estuarine zooplankton ecology[J]. Acta Ecologica Sinica, 2006, 26(2): 576-585.

[2] 楊堯堯, 李忠義, 吳強(qiáng), 等. 萊州灣漁業(yè)資源群落結(jié)構(gòu)和多樣性的年際變化[J]. 漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展, 2016, 37(1): 22-29.

YANG Yaoyao, LI Zhongyi, WU Qiang, et al. Inte-ra-n-nual variations in community structure and species di-versity of fishery resources in the Laizhou Bay[J]. Pro-gress in Fishery Sciences, 2016, 37(1): 22-29.

[3] YANG H B, LI E C, ZHAO Y, et al. Effect of water- sediment regulation and its impact on coastline and suspended sediment concentration in Yellow River Estuary[J]. Water Science and Engineering, 2017, 10(4): 311-319.

[4] LI G Y, SHENG L X. Model of water-sediment regu-la-tion in Yellow River and its effect[J]. Science China Technological Sciences, 2011, 54(4): 924-930.

[5] 孫珊, 蘇博, 李凡, 等. 調(diào)水調(diào)沙對黃河口及鄰近海域環(huán)境狀況的影響[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2019, 38(3): 399- 406.

SUN Shan, SU Bo, LI Fan, et al. Effects of water and sediment discharge regulation on environment in the Yellow River Estuary and adjacent waters[J]. Marine Environmental Science, 2019, 38(3): 399-406.

[6] 鄭亮, 呂振波, 李凡, 等. 調(diào)水調(diào)沙期間黃河口海域魚類群落結(jié)構(gòu)特征[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2014, 21(3): 602-610.

ZHENG Liang, LV Zhenbo, LI Fan, et al. Fish com-mu-nity structure in the Yellow River estuary: Effect of water and sediment discharge regulations[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2014, 21(3): 602-610.

[7] 蘇芝娟, 王玉玨, 董志軍, 等. 調(diào)水調(diào)沙后黃河口鄰近海域浮游植物群落響應(yīng)特征[J]．海洋學(xué)報(bào), 2015, 37(4): 62-74.

SU Zhijuan, WANG Yujue, DONG Zhijun, et al. Res-ponse of phytoplankton assemblages to the water- sediment regulation in the sdjacent sea of the Yellow River mouth[J]. Haiyang Xuebao, 2015, 37(4): 62-75.

[8] LI S W, LI F, SONG X K, et al. The influence of water- sediment regulation on macrobenthic community stru-ctures in the Huanghe River (Yellow River) Estuary during 2012-2016[J]. Acta Oceanologica Sinica, 2020, 39(10): 120-128.

[9] 楊志, 葉金清, 楊青, 等.遼河口海域浮游動物多樣性及對河口環(huán)境的指示[J].海洋環(huán)境科學(xué), 2020, 39(1): 25-30.

YANG Zhi, YE Jin-qing, YANG Qing, et al. Zooplan-kton diversity and its relationships with environmental factors in the Liaohe estuary[J]. Marine Environmental Science, 2020, 39(1): 25-30.

[10] 邵倩文, 劉鎮(zhèn)盛, 章菁, 等. 長江口及鄰近海域浮游動物群落結(jié)構(gòu)及季節(jié)變化[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2017, 37(2): 683-691.

SHAO Qianwen, LIU Zhensheng, ZHANG Jing, et al. Seasonal variation in zooplankton community structure in the Changjiang Estuary and its adjacent waters[J]. Acta Ecologica Sinica, 2017, 37(2): 683-691.

[11] 馬靜, 陳洪舉, 劉光興. 2007年夏季黃河口及其鄰近水域浮游動物的群落特征[J]. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 42(5): 74-80.

MA Jing, CHEN Hongju, LIU Guangxing. Study on the zooplankton community structure in the Yellow River estuary and its adjacent waters in summer, 2007[J]. Periodical of Ocean University of China, 2012, 42(5): 74-80.

[12] MAHARA N, PAKHOMOV E A, DOSSER H V, et al. How zooplankton communities are shaped in a complex and dynamic coastal system with strong tidal influe-n-ce[J]. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2021, 249: 107103.

[13] 王文杰, 劉光興. 2010年秋季黃河口及其鄰近海域中小型浮游動物的群落特征[J]. 海洋科學(xué), 2013, 37(11): 9-15.

WANG Wenjie, LIU Guangxing. The characteristics of meso- and micro-zooplankton community in the Yellow River estuary and its adjacent area in autumn, 2010[J]. Marine Sciences, 2013, 37(11): 9-15.

[14] YUAN D N, CHEN L D, LUAN L L, et al. Effect of salinity on the zooplankton community in the Pearl River estuary[J]. Journal of Ocean University of China, 2020, 19(6): 1389-1398.

[15] 王曉東. 長江口浮游動物功能群的長期變化——基于時間序列和生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)的視角[D]. 青島: 中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所), 2017.

WANG Xiaodong. Long-term change of zooplankton functional groups in the Changjiang Estuary – A view ba-sed on time-series and ecological stoichiometry[D]. Qing-dao: University of Chinese Academy of Sciences (Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences), 2017.

[16] 葛汝平, 劉光興, 陳洪舉, 等. 春季黃河口兩種網(wǎng)型網(wǎng)采浮游動物的群落特征[J]. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2019, 49(4): 62-70.

GE Ruping, LIU Guangxing, CHEN Hongju, et al. Com-munity characteristics of zooplankton sampled with two plankton nets in Yellow River Estuary in Spring[J]. Periodical of Ocean University of China, 2019, 49(4): 62-70.

[17] 李浩然, 劉光興, 馬靜, 等. 夏、秋季黃河口及鄰近水域浮游動物群落特征[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2018, 37(5): 631-639.

LI Haoran, LIU Guangxing, MA Jing, et al. Community characteristics of zooplankton in the Yellow River estuary and its adjacent area in summer and autumn[J]. Marine Environmental Science, 2018, 37(5): 631-639.

[18] 冷春梅, 曹振杰, 張金路, 等. 黃河口浮游生物群落結(jié)構(gòu)特征及環(huán)境質(zhì)量評價[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2014, 33(3): 360-365.

LENG Chunmei, CAO Zhenjie, ZHANG Jinlu, et al. Community characteristic of plankton and water quality assessment of the Yellow River Estuary[J]. Marine En-vironmental Science, 2014, 33(3): 360-365.

[19] 劉曉慧, 徐賓鐸, 張崇良, 等. 黃河口及其鄰近水域浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征及其季節(jié)變化[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2017, 24(5): 922-930.

LIU Xiaohui, XU Binduo, ZHANG Chongliang, et al. Characteristics of zooplankton community structure and its seasonal variation in the Yellow River estuary and its adjacent waters[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2017, 24(5): 922-930.

[20] 董志軍, 楊青, 孫婷婷, 等. 黃河口鄰近海域浮游動物群落時空變化特征[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2017, 37(2): 659- 667.

DONG Zhijun, YANG Qing, SUN Tingting, et al. Spa-tial and seasonal variability of the zooplankton com-munity in the Yellow River Estuary’s adjacent sea[J]. Acta Ecologica Sinica, 2017, 37(2): 659-667.

[21] SONG J, HOU C Y, LIU Q, et al. Spatial and temporal variations in the plankton community because of water and sediment regulation in the lower reaches of Yellow River[J]. Journal of Cleaner Production, 2020, 261: 120972.

[22] ZHANG J J, LI F, LV Q M, et al. Impact of the water– sediment regulation scheme on the phytoplankton com-munity in the Yellow River estuary[J]. Journal of Clea-ner Production, 2021, 294: 126291.

[23] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局, 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會. GB/T 12763—2007, 海洋調(diào)查規(guī)范第6部分: 海洋生物調(diào)查[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008: 1-157.

General Administration of Quality Supervision, Inspe-ction and Quarantine of the People’s Republic of China, China National Standardization Administration. GB/T 12763.6-2007, Specifications for oceanographic survey Part 6: Marine biological survey[S]. Beijing: China Standards Press, 2008: 1-157.

[24] 劉鎮(zhèn)盛, 杜明敏, 章菁. 國際海洋浮游動物研究進(jìn)展[J]. 海洋學(xué)報(bào), 2013, 35(4): 1-10.

LIU Zhensheng, DU Mingmin, ZHANG Jing. Interna-tio-nal research advances in marine zooplankton[J]. Acta Oceanologica Sinica, 2013, 35(4): 1-10.

[25] 杜明敏, 劉鎮(zhèn)盛, 王春生, 等. 中國近海浮游動物群落結(jié)構(gòu)及季節(jié)變化[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2013, 33(17): 5407- 5418.

DU Mingmin, LIU Zhensheng, WANG Chunsheng, et al.The seasonal variation and community structure of zooplankton in China sea[J]. Acta Ecologica Sinica, 2013, 33(17): 5407-5418.

[26] 馬喜平, 高尚武. 渤海水母類生態(tài)的初步研究——種類組成、數(shù)量分布與季節(jié)變化[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2000, 20(4): 533-540.

MA Xiping, GAO Shangwu. The ecology of medusae in the Bohai Sea – Species composition, quantitative dis-tribution and seasonal variation[J]. Acta Ecologica Sinica, 2000, 20(4): 533-540.

[27] 左濤, 吳強(qiáng), 王俊, 等. 萊州灣水母種類多樣性及群集結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2016, 36(18): 5646- 5656.

ZUO Tao, WU Qiang, WANG Jun, et al. Annual survey of the species diversity and assemblage dynamics of medusae in Laizhou Bay, Bohai Sea[J]. Acta Ecologica Sinica, 2016, 36(18): 5646-5656.

[28] 陳俊卿, 范勇勇, 吳文娟, 等. 2016—2017年調(diào)水調(diào)沙中斷后黃河口演變特征[J]. 人民黃河, 2019, 41(8): 6-9, 116.

CHEN Junqing, FAN Yongyong, WU Wenjuan, et al. Evolution characteristics of the Yellow River estuary after interruption of the Yellow River water and sediment regulation in 2016-2017[J]. Yellow River, 2019, 41(8): 6-9, 116.

[29] LIU S M, LI L W, ZHANG G L, et al. Impacts of human activities on nutrient transports in the Huanghe (Yellow River) estuary[J]. Journal of Hydrology, 2012, 430/431: 103-110.

[30] LIU S M. Response of nutrient transports to waterese-diment regulation events in the Huanghe basin and its impact on the biogeochemistry of the Bohai[J]. Journal of Marine Systems, 2015, 141: 59-70.

[31] 王柯萌, 孫永福, 宋玉鵬, 等. 調(diào)水調(diào)沙對黃河三角洲切變鋒及沖淡水?dāng)U散的影響[J]. 海洋科學(xué)進(jìn)展, 2019, 37(4): 551-564.

WANG Kemeng, SUN Yongfu, SONG Yupeng, et al. Characteristics of shear fronts and dispersal of diluted water during the water-sediment regulation scheme in Yellow River Delta[J]. Advances in Marine Science, 2019, 37(4): 551-564.

[32] 陳寧, 楊艷艷, 魏振華, 等. 調(diào)水調(diào)沙前后黃河口漁業(yè)資源結(jié)構(gòu)變化[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2017, 24(5): 953- 962.

CHEN Ning, YANG Yanyan, WEI Zhenhua, et al. Composition and distribution of fishery resources before and after the water and sediment discharge regulation in the Yellow River estuary[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2017, 24(5): 953-962.

[33] JACOX M G, HAZEN E L, ZABA K D, et al. Impacts of the 2015-2016 El Ni?o on the California Current System: Early assessment and comparison to past events[J]. Geophysical Research Letters, 2016, 43(13): 7072-7080.

[34] KOGAN F, GUO W. Strong 2015-2016 El Ni?o and implication to global ecosystems from space data[J]. International Journal of Remote Sensing, 2017, 38(1): 161-178.

Interannual variation and influencing factors of zooplankton in the Yellow River estuary before and after water and sediment discharge regulation from 2011 to 2020

WANG Xiu-xia1, GAO Yan-jie2, ZUO Ming3, ZHANG Xiao-min1, LI Shao-wen1, YANG Yan-yan1, XU Bing-qing1, LI Fan1, WANG Yu-hong1

(1. Shandong Key Laboratory of Marine Ecological Restoration, Shandong Marine Resources and Environment Research Institute, Yantai 264006, China; 2.Institute for Advanced Study of Coastal Ecology, Ludong University, Yantai 264025, China; 3. Marine Development Research Institute, Dongying 257091, China)

The water and sediment discharge regulation (WSDR) has been implemented since 2002 to address the water and sediment imbalance in the Yellow River. To explore the response of zooplankton to the WSDR in the Yellow River estuary, we analyzed the species composition, spatiotemporal distribution, and dominant species replacement rate of zooplankton using the samples collected by type I plankton net from bottom to surface at 18 sampling stations from 2011 to 2020. The analysis was performed for two conditions: both before and after the WSDR. The results showed that 82 species of zooplankton (including 16 species of planktonic larvae) were recorded in the estuary of the Yellow River; cnidarians had the highest number with 26 species, followed by copepods with 23 species.The interannual variation of zooplankton species was the lowest in 2017 (0.05).Before and after the WSDR, 69 and 75 zooplankton species were recorded, respectively, and the replacement rate of the dominant species was high. Before the WSDR, the abundance of zooplankton was higher in 2011-2015 than in 2017-2020, with no significant difference betweenthe two time periods (before and after the WSDR).The horizontal distribution of zooplankton decreased from the coastal area to the offshore area, and the northern coastal area of the Yellow River Estuary had the highest concentration. Redundancy analysis showed that the most influential factors on zooplankton abundance in the estuary of the Yellow River were chlorophyll, dissolved oxygen, and temperature. In this study, the interannual variation of zooplankton in the estuary of the Yellow River estuary was projected to be greater than that of the WSDR from 2011 to 2020, and the impact of the WSDR on zooplankton in the estuary of Yellow River was short-lived.

zooplankton; interannual variation; the water and sediment discharge regulation; the Yellow River estuary

Apr. 2, 2022

S931

A

1000-3096(2022)12-0115-13

10.11759/hykx20220402001

2022-04-02;

2022-05-07

山東省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(ZR2020KE050); 山東省海洋生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(201902); 青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室山東省專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)(2021QNLM050103); 煙臺市科技創(chuàng)新發(fā)展計(jì)劃(2020MSGY061); 煙臺市科技創(chuàng)新發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2021XDHZ053)

[Key project of Shandong Provincial Natural Science Foun-dation, No. ZR2020KE050; Shandong Key Laboratory of Marine Ecological Restoration, No. 201902; Financially supported by the Marine S&T Fund of Shandong Province for Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology (Qingdao), No. 2021QNLM050103; The Science and Tech-nology Innovation Development Program of Yantai , No. 2020MSGY061; The Science and Technology Innovation Development Program of Yantai, No. 2021XDHZ053]

王秀霞(1988—), 女, 工程師, 主要從事海洋生物學(xué)研究, E-mail: xiuxia.888@163.com; 李凡(1981—),通信作者, 男, 副研究員, 主要從事漁業(yè)資源研究, E-mail: lifan811230@126.com

(本文編輯: 趙衛(wèi)紅)