高 涵,王 蕾,邱盛堯,高克忠

(1.煙臺大學海洋學院,山東 煙臺 264005;2.山東省水生生物資源養(yǎng)護管理中心,山東 煙臺 264003)

黃河為我國第二大河,年輸沙量超過億噸,僅有機碳便達0.4 Gt(4×1014g),有機碳排放可影響至萊州灣及黃河口西北部沿岸,為河口地區(qū)及周邊海域帶來大量營養(yǎng)物質(zhì)[1]。溫帶季風氣候使黃河口與周邊海域相互作用,形成適宜、穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境[2-3],成為許多經(jīng)濟生物的重要產(chǎn)卵場、索餌場,其所在的萊州灣也是自古以來的重要漁場[4]。但隨著氣候變化、人類活動和環(huán)境污染,該地區(qū)生態(tài)遭到破壞,部分漁業(yè)資源生存面臨挑戰(zhàn)[5];另一方面,底拖網(wǎng)作業(yè)及石油鉆井平臺[6]容易破壞底質(zhì)環(huán)境,造成生境破碎化、棲息地碎片化和生態(tài)功能單一化,導致漁業(yè)資源的持續(xù)性衰退[7]。

閆朗等[8]研究指出該海域底棲生物群落結構差異性與污染狀況有關;同時,黃河徑流量變化也會影響這一海域漁業(yè)資源狀況,淡水區(qū)的擴大有利于營造低鹽產(chǎn)卵環(huán)境[9]。整體來看,已有的研究存在以下限制:(1)年份早,多為2017年以前[7,9];(2)范圍窄,調(diào)查通常圍繞黃河口周邊(30′以內(nèi))進行[7,9-10];(3)外部環(huán)境不同,2016年至2017年黃河調(diào)水調(diào)沙中斷,此后這一海域泥沙流量等重要影響因素存在重大轉變[10],同時2016年山東東營黃河口生態(tài)國家級海洋特別保護區(qū)總體規(guī)劃得以批復通過,相關保護措施深刻轉變;(4)未從資源量方面進行考慮。因此有必要針對整個泛黃河口影響區(qū)深入探索,對漁業(yè)資源數(shù)量和種類等方面的變化進行研究。

本文使用相對重要性指數(shù)(Index of Relative Importance,IRI)計算漁業(yè)資源優(yōu)勢組成,結合生物多樣性相關指數(shù),并通過掃海面積法計算資源量,參考歷史數(shù)據(jù),分析黃河口及其臨近海域的漁業(yè)資源現(xiàn)狀及可捕量,對黃河口近況提供參考,并為進一步調(diào)查實踐提供數(shù)據(jù),也為該海域漁業(yè)資源的保護和持續(xù)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文選用2019年4月份、8月份及9月份在黃河口及其臨近海域進行的漁業(yè)資源調(diào)查數(shù)據(jù)。依照經(jīng)緯度每10′設置一處站位,調(diào)查范圍為118°E—119°40′E,37°20′N—38°20′N,總計21個站位(圖1)。

圖1 調(diào)查站位

調(diào)查采用專用底拖網(wǎng)漁業(yè)調(diào)查船,功率260 kW;調(diào)查網(wǎng)具為近海漁業(yè)資源調(diào)查專用底拖網(wǎng),網(wǎng)口1400目,網(wǎng)口周長78.4 m,囊網(wǎng)網(wǎng)目20 mm。每個站點調(diào)查設計理論拖速3 kn/h,拖網(wǎng)時間1 h。

漁獲物樣品依照《海洋調(diào)查規(guī)范第6部分:海洋生物調(diào)查(GB/T 12763.6—2007)》[11]有關規(guī)定測定,鑒別至種,并分種類測定重量、尾數(shù)等。分類依照《中國海洋生物名錄》[12],棲息類型與適溫類型參考《中國北部海洋無脊椎動物》[13]和劉靜等[14]的研究。

1.2 數(shù)據(jù)處理

對于實際調(diào)查中拖速、拖網(wǎng)時間存在的差異,本文以拖網(wǎng)時間1 h、拖速3 kn/h為基準,對數(shù)據(jù)進行標準化處理。利用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(Shannon-Wiener diversity index,H′)[15]、Pielou均勻度指數(shù)(Pielou evenness index,J′)[16]和Margalef種類豐富度指數(shù)(Margalef richness index,D)[17],確定調(diào)查海域生物多樣性狀況;利用 Pinkas相對重要性指數(shù)(Index of Relative Importance,IRI)確定群落優(yōu)勢組成。資源量計算和評估采用國際普遍使用的掃海面積法,該方法適合大面積拖網(wǎng)調(diào)查的資源量計算[18-20]。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)

Pielou均勻度指數(shù)

J'=H'/lnS。

Margalef種類豐富度指數(shù)

D=(S-1)/lnN。

式中,S為漁業(yè)資源種類數(shù),Pi為該漁獲物標準捕撈量與總標準捕撈量的比例,N為標準漁獲捕撈數(shù)量。

Pinkas相對重要性指數(shù)

IRI=(N+W)×F。

式中,W為該種漁獲物標準重量占總標準重量的百分比,N為該種漁獲物的標準尾數(shù)占總標準尾數(shù)的百分比,F為該種漁獲物出現(xiàn)的頻率,當IRI≥1 000時,該種群認定為優(yōu)勢種;100≤IRI<1 000時,為重要種;10≤IRI<100時,為常見種;1≤IRI<10時,為一般種;IRI<1時,為少見種。

掃海面積評估法計算公式為

式中:B表示所計算單種漁獲資源量;A是漁場總面積,黃河口海域所在萊州灣漁場面積約為2.22×1010m2;N為相對資源密度,即平均漁獲量;a是每個調(diào)查網(wǎng)次的掃海面積,本次調(diào)查單網(wǎng)次掃海面積為44 448 m2;p為捕撈系數(shù),根據(jù)網(wǎng)具和生物種類取相應的捕撈系數(shù),底層魚類、蝦蟹類和其他底棲動物取0.80,中上層魚類、頭足類取0.5,上層魚類取0.25,藍點馬鮫取0.05[21](該魚種游速較快,底拖網(wǎng)捕撈效率低)。

2 結 果

2.1 漁獲物種類組成及優(yōu)勢度

三次調(diào)查共捕獲漁獲物79種,其中魚類46種、甲殼類29種、頭足類4種,分屬14目42科67屬。依照棲息環(huán)境劃分,底棲漁獲物46種、底層漁獲物23種、中上層漁獲物10種。依照適溫性劃分,暖水種12種、暖溫種52種、冷水種1種、冷溫種7種、廣溫種7種(圖2)。

4月份捕獲的漁獲物中,優(yōu)勢種有口蝦蛄、矛尾蝦虎魚、焦氏舌鰨和脊腹褐蝦,IRI指數(shù)在1 285～3 524之間;有10個重要種,IRI指數(shù)在106～927之間;常見種6種;一般種9種;少見種4種。8月份捕獲的漁獲物中,優(yōu)勢種有矛尾蝦虎魚、口蝦蛄、焦氏舌鰨、日本槍烏賊、鷹爪蝦、日本蟳6種,IRI指數(shù)在1 078～5 900之間;有13個重要種,IRI指數(shù)在101～545之間;常見種10種;一般種16種;少見種25種。9月份捕獲的漁獲物中,優(yōu)勢種有矛尾蝦虎魚、鷹爪蝦、焦氏舌鰨、日本蟳4種,IRI指數(shù)在1 416～6 112之間;有8個重要種,IRI指數(shù)在127～911之間;常見種10種;一般種7種;少見種9種(表1)。

2.2 生物多樣性

本次調(diào)查中,漁業(yè)資源豐富度指數(shù)最高的月份為8月份,最低為9月份,分別是5.78和3.31;多樣性指數(shù)8月份達到峰值,9月份為低值,分別是2.67和2.47;均勻度指數(shù)為4月份達到峰值,8月份為低值,分別為0.71和0.63(圖3)。

圖2 漁獲物分布

表1 漁業(yè)資源優(yōu)勢種和重要種

表1(續(xù))

2.3 漁獲物狀況

2019年三次調(diào)查結果顯示,漁業(yè)資源數(shù)量4月份最低,9月份次之,8月份為峰值,平均漁獲數(shù)量分別為734.41尾/h、5 219.50尾/h、7 221.94尾/h;漁業(yè)資源重量4月份最低,8月份大幅上升,9月份達到峰值,平均漁獲重量4.59、41.52、56.89 kg/h。

根據(jù)平均漁獲數(shù)量、平均漁獲重量占比超過5%的站位分布,4月份漁業(yè)資源主要集中在黃河口外海至萊州灣南部海域,少量分布于萊州灣西北部海域;8月份主要集中在黃河口北部外海至萊州灣西北海域和黃河口南部至萊州灣南部兩部分;9月份主要集中在黃河口外海、萊州灣南部海域和萊州灣西北部海域(表2,圖4、5)。

圖3 生物多樣性相關指數(shù)季節(jié)變化趨勢

表2 漁業(yè)資源站位分布統(tǒng)計

2.4 資源量

2019年4月份資源量4 056.97 t;其中底棲漁業(yè)資源63.75%,底層漁業(yè)資源35.15%,中上層漁業(yè)資源1.10%?，F(xiàn)存資源量在100～1 000 t的有短蛸、日本槍烏賊、長蛸、脊腹褐蝦、焦氏舌鰨、口蝦蛄、矛尾蝦虎魚、日本鼓蝦、日本蟳9種,占總資源量的85.55%?，F(xiàn)存資源量在10～100 t之間的有14種,占13.83%?，F(xiàn)存資源量在10 t以下的有10種,占0.62%。

2019年8月份資源量33 802.60 t;其中底棲漁業(yè)資源61.97%,底層漁業(yè)資源21.83%,中上層漁業(yè)資源16.20%?，F(xiàn)存資源量在1 000 t及以上的有短蛸、日本槍烏賊、焦氏舌鰨、口蝦蛄、矛尾蝦虎魚、日本蟳、三疣梭子蟹、斑鰶、藍點馬鮫9種,占總資源量的80.07%?，F(xiàn)存資源量在100～1 000 t之間的有17種,占17.53%。現(xiàn)存資源量在10 ～100 t之間的有18種,占2.11%。其余的資源量不足10 t,有26種,占0.28%。

2019年9月份資源量40 317.95 t;其中底棲漁業(yè)資源78.39%,底層漁業(yè)資源20.65%,中上層漁業(yè)資源0.95%?，F(xiàn)存資源量在1 000 t及以上的有短蛸、日本槍烏賊、斑尾復蝦虎魚、焦氏舌鰨、隆線強蟹、矛尾蝦虎魚、日本蟳、三疣梭子蟹、鷹爪蝦、鲬10種,占總資源量的88.94%?，F(xiàn)存資源量在100～1 000 t之間的有10種,占9.35%?，F(xiàn)存資源量在10～100 t之間的有15種,占8.35%?，F(xiàn)存資源量在10～100 t之間的有20種,占1.67%。其余的資源量不足10 t的有3種,占0.03%(表3)。

圖4 2019年漁業(yè)資源數(shù)量分布

圖5 2019年漁業(yè)資源重量分布

表3 各月主要漁業(yè)資源量

3 討 論

3.1 漁業(yè)資源狀況解析

2019年的三次調(diào)查結果表明,4月份資源量較8、9月份資源量明顯偏低,因此將對當月資源量貢獻率超過1%的物種定義為重要漁業(yè)資源。結果表明,三次調(diào)查均為重要漁業(yè)資源的種類有短蛸、焦氏舌鰨、隆線強蟹、矛尾蝦虎魚、日本槍烏賊、日本蟳,其中底棲漁業(yè)資源4種,底層漁業(yè)資源2種,沒有中上層漁業(yè)資源。25種主要漁業(yè)資源中,暖溫性漁業(yè)資源占80%。相關研究表明,黃河口夏季平均水溫在24～26 ℃之間[22],整體偏暖,加上餌料豐富[23],因此更有利于暖溫性物種生存。

結合相對重要性指數(shù)可知,魚類中矛尾蝦虎魚、焦氏舌鰨資源量最大,為全年優(yōu)勢種,這可能由于二者均為暖溫性小型底棲魚類,繁殖速度快,性成熟時間短,缺少天敵時容易大量增殖[24-25];甲殼動物口蝦蛄、日本蟳、三疣梭子蟹、鷹爪蝦資源量高,且均為優(yōu)勢種或重要種,其中鷹爪蝦夏季、秋季為優(yōu)勢種,而春季未捕獲,這可能由于鷹爪蝦產(chǎn)卵親體春季調(diào)查時尚未到達該海域[26-27]。頭足類資源量和重要性相對較高,反映該海域餌料資源豐富[28]。此外4月份查未發(fā)現(xiàn)三疣梭子蟹個體,考慮到該物種增殖放流集中于5—6月份，因此可判斷其組成多為當年補充個體[29-30]。藍點馬鮫、銀鯧等傳統(tǒng)重要經(jīng)濟魚類資源量得到恢復,這一方面取決于休漁期和相關保護措施,另一方面由于低營養(yǎng)級生物的供給充足,保證其繁衍狀況[21]。9月份美白對蝦資源量較高,這是由于黃河口及其周邊沿岸養(yǎng)殖普遍[31],8月底強臺風破壞養(yǎng)殖設施使其入海,盡管這有利于漁民增產(chǎn)增收,但仍應引起重視。

從本次調(diào)查數(shù)據(jù)來看,4月份生物多樣性和豐富度最低,均勻度最高,這是由于:(1)部分洄游生物尚未到達,加之持續(xù)捕撈,導致漁業(yè)資源重量偏小與種類偏少;(2)增殖放流尚未開展,相關物種群體未得到補充,數(shù)量偏低(3)由于餌料生物充足,且缺少捕食者,加之豐水期黃河流量大、養(yǎng)分足、散布廣,海區(qū)整體餌料豐富,種間競爭較弱,有利于各物種生存,均勻度較高。8月份物種豐富度和多樣性指數(shù)均達到峰值,而均勻度指數(shù)則是最低值,分析原因:(1)該海域8月份為重要產(chǎn)卵場、索餌場,漁業(yè)資源洄游使生物多樣性顯著上升;(2)夏季高溫提高海域初級生產(chǎn)力,而河口處透明度低,不利光合作用,餌料匱乏,導致該海域區(qū)域間差異明顯,漁業(yè)資源集中分布,種間競爭加劇;(3)增殖放流群體數(shù)量龐大,單物種增量明顯,導致均勻度指數(shù)降低。9月份物種豐富度和多樣性指數(shù)大幅下降,甚至低于4月份,而均勻度指數(shù)則回升,這種現(xiàn)象表明:(1)部分漁業(yè)資源產(chǎn)卵后死亡或離開該海域,造成漁業(yè)資源種類降低;(2)增殖放流群體和高經(jīng)濟價值物種遭到捕撈,各物種間存量差異減輕,均勻度指數(shù)回落。

3.2 與歷史數(shù)據(jù)變化比較

1982到2019年期間,黃河口及其附近海域春季漁業(yè)資源種類在波動中下降,2019年4月份下降至38種,但4月份洄游物種尚未洄游到黃河口海域產(chǎn)卵,5月份的漁業(yè)資源種類預計會比4月份的漁業(yè)資源種類增加。1982年到2019年期間夏季漁業(yè)資源種類整體上升,但2009到2013年則在波動中下降,之后大幅度上升至2019年8月份的74種(圖6)。歷史漁業(yè)資源春季優(yōu)勢種變化十分明顯,魚類向小型個體轉化(表4)。該海域春季多樣性指數(shù)(H′)從1959年5月份的0.84大幅增加至1982年5月份的1.90[5, 32],之后在波動中上升至2008年的2.48[33],2011和2015相對較低[34-35];均勻度指數(shù)(J′),自1959到2019年呈波動上升趨勢,2008年達到峰值0.76[33],之后2011和2015年走低[34-35]。該海域夏季多樣性指數(shù)(H′),1982年至1998年持續(xù)下降[32-33],此后大幅上升至3.83,之后繼續(xù)下降[2-3, 34];均勻度指數(shù)(J′),1982年8月份至2009年8月份持續(xù)下降[3, 32, 33],2011年8月份到2013年8月份較高,在0.63左右浮動[2-3, 34](圖7)。

表4 歷史春季漁業(yè)資源優(yōu)勢種[3-4,8]

圖7 生物多樣性相關指數(shù)歷史變化趨勢

相比優(yōu)勢種的歷史數(shù)據(jù)可知,漁業(yè)資源小型化、低值化現(xiàn)象依舊存在。楊堯堯等的研究表明,至2013年為止,黃河口一帶及萊州灣漁獲物種類數(shù)、價值度持續(xù)降低[3];但本次研究結果顯示,漁業(yè)資源夏季種類數(shù)目顯著提升,部分高價值漁獲物群體得以恢復,例如帶魚在8月份出現(xiàn)、中國對蝦在8—9月份相對常見、三疣梭子蟹則在8—9月份出現(xiàn)頻率較高,證明現(xiàn)有保護政策及增殖放流具有一定效果,而春季漁業(yè)資源數(shù)目較往年下降,也側面表明捕撈作業(yè)對漁業(yè)資源的影響。

從歷史數(shù)據(jù)來看,4月份生物多樣性和均勻度均大幅高于往年,資源種類數(shù)低于往年,這可能由于:(1)捕撈力度依舊較大,對部分物種的選擇性捕撈造成這一海域部分種群缺失;(2)保護區(qū)相關法律的落實,一定程度上保護了海域生態(tài),使部分種類得以繁衍。8月份均勻度指數(shù)同2013年基本持平,多樣性指數(shù)明顯下降,而漁業(yè)資源種類卻不降反增,原因可能為:(1)由于生物多樣性計算方法同漁業(yè)資源重量有關,所以生物個體的小型化、早熟化會導致多樣性降低;(2)洄游性漁業(yè)資源在海域之外保護有欠缺,到達這一海域的個體數(shù)目下降[36]。(3)增殖放流個體此時依舊較小,導致整體漁業(yè)資源重量偏低,生物多樣性下降:(4)伏季休漁制度讓海域減輕人為干擾,群落結構得到優(yōu)化,因此均勻度指數(shù)能夠維持。目前針對這一現(xiàn)象的理解相對淺薄,接下來可做進一步調(diào)查研究。

4 結 語

近海漁業(yè)資源的海洋、漁業(yè)雙重屬性決定了對其開發(fā)利用應格外重視,而黃河口及其鄰近海域更是具備重要生態(tài)功能。2019年調(diào)查結果表明,在相關政策的支持下,黃河口及其鄰近海域生態(tài)有所恢復,休漁期內(nèi)漁業(yè)資源狀況得以改善,可在開捕后釋放巨大產(chǎn)量紅利,經(jīng)濟物種相對往年也有所恢復,部分重要漁業(yè)資源開始形成規(guī)模。但高強度捕撈對其生境的破壞也顯而易見,開捕后一個月內(nèi)休漁期形成的資源紅利便大幅消耗,包括三疣梭子蟹、中國對蝦在內(nèi)的經(jīng)濟物種嚴重依賴增殖放流補充,導致其野外種群始終難以恢復。因此,應進一步加強保護措施,規(guī)范控制捕撈作業(yè),確保該地區(qū)生態(tài)得以恢復,漁業(yè)資源群體進一步加強;另一方面,可嘗試性開展高營養(yǎng)級物種的引入和放流保護工作,防止小型生物過量增殖。