海州灣海域魚類群落多樣性及其與環(huán)境因子的關(guān)系.pdf

1、海州灣位于黃海南部,屬開放型海灣。海底由西向東傾斜,底質(zhì)以砂泥質(zhì)底為主。灣內(nèi)主要受魯南和蘇北沿岸流以及黃海暖流的影響,黃海冷水團(tuán)的季節(jié)變化也對灣內(nèi)的理化環(huán)境產(chǎn)生重要影響。海州灣曾是帶魚(Trichiurus lepturus)、小黃魚(Larimichthys polyactis)、藍(lán)點(diǎn)馬鮫(Scomberomorus niphonius)等經(jīng)濟(jì)魚類的產(chǎn)卵和育幼場。近年來由于過度捕撈,海州灣漁業(yè)資源出現(xiàn)嚴(yán)重衰退,主要優(yōu)勢魚種由大型肉食性

2、、高營養(yǎng)級魚類逐漸向小型、低值魚類轉(zhuǎn)變。
　　魚類多樣性時(shí)空格局研究對于定義生物多樣性“熱點(diǎn)”地區(qū),避免重點(diǎn)物種棲息地的破壞,以及理解大尺度下生態(tài)系統(tǒng)功能特征具有重要意義。本文以2011年3-12月在海州灣海域進(jìn)行的5個(gè)航次的漁業(yè)資源與棲息環(huán)境綜合調(diào)查為基礎(chǔ),結(jié)合歷史資料及相關(guān)文獻(xiàn),研究海州灣魚類多樣性的時(shí)空格局及其與環(huán)境因子的關(guān)系,旨在為海州灣漁業(yè)資源的可持續(xù)開發(fā)和利用提供理論依據(jù),主要結(jié)果如下:
　　調(diào)查共捕獲魚類96種

3、,隸屬于2綱15目51科79屬。其中輻鰭魚綱共有90種,主要由鱸形目、鲉形目、鰈形目和鯡形目魚類構(gòu)成,分別占海州灣輻鰭魚綱魚類種類數(shù)的47.78％、14.44%、11.11%和10.00%。魚類種類數(shù)最少的為仙女魚目、鱈形目、鮟鱇目和胡瓜魚目魚類,各僅有一種。軟骨魚綱共有6種,占海州灣魚類種類數(shù)的6.25%。其中鰩形目魚類種類數(shù)最多,有4種;真鯊目和扁鯊目魚類各有一種,分別為鎚頭雙髻鯊(Sphyrnazygaena)和日本扁鯊(Squa

4、tina japonica)。
　　研究海州灣海域魚類分類多樣性及其時(shí)空變化,并通過構(gòu)建GAM模型分析分類多樣性指數(shù)與環(huán)境因子之間的關(guān)系。結(jié)果表明:分類多樣性指數(shù)呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化,3月份最高,7月份最低。兩個(gè)分類多樣性指數(shù)的空間變化也比較明顯,這與海州灣海域環(huán)境因子的空間差異有關(guān)。通過GAM模型分析發(fā)現(xiàn),水深和底層溶氧對平均分類差異指數(shù)Δ+具有顯著影響,而水深、底層溶氧和底層水溫是影響分類差異變異指數(shù)Λ+的關(guān)鍵環(huán)境因子。另外,通

5、過比較我國近海不同緯度海域之間的魚類分類多樣性指數(shù),發(fā)現(xiàn)Δ+和Λ+均呈現(xiàn)出“北高南低”的變化趨勢,說明緯度變化對魚類分類多樣性的空間分布格局具有重要影響。
　　海州灣魚類群落多樣性指數(shù)呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化,夏季和秋季較高,而冬季較低,洄游魚類的季節(jié)性遷移是導(dǎo)致海州灣魚類群落多樣性季節(jié)變化的主要原因。利用Arc GIS繪制各航次海州灣魚類群落多樣性指數(shù)的空間分布圖,可看出30m等深線是海州灣海域重要的“分界線”,30m以淺海域多樣性較

6、高,而深水區(qū)多樣性較低,表明海州灣魚類群落多樣性的空間格局與復(fù)雜的海底地形、黃海冷水團(tuán)以及近岸沿岸流的時(shí)空變化有關(guān)。通過GAM模型分析群落多樣性與環(huán)境因子之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)水深和底層水溫與群落多樣性顯著相關(guān),表明環(huán)境梯度對魚類群落多樣性的空間分布具有重要影響。
　　利用PCA分析探索不同指數(shù)所包含的多樣性屬性,并將其進(jìn)行歸類,結(jié)果表明,11個(gè)多樣性指數(shù)共分為4組,分別反映多樣性的不同屬性:(1)物種豐富度和種類數(shù)(S和d);(2)“

7、綜合性”指數(shù),綜合考慮豐富度和均勻度兩個(gè)層面(H',?, N1, N2);(3)均勻度(J',Δ和Δ*);(4)分類關(guān)系(Δ+和Λ+)。
　　通過對海州灣優(yōu)勢魚種進(jìn)行PCA分析,并結(jié)合海州灣優(yōu)勢魚種營養(yǎng)水平以及棲息水層的相關(guān)資料,可大致將海州灣優(yōu)勢魚種歸為3類:即高營養(yǎng)級底棲魚類,中等營養(yǎng)級底棲魚類和中等營養(yǎng)級中上層魚類。另外,本論文還通過 PCA的“降維”特性,對海州灣優(yōu)勢魚種的原始生物量數(shù)據(jù)進(jìn)行“濃縮”,將主成分(PCs)的特

8、征值作為衡量多樣性的一個(gè)新的指標(biāo),并利用GAM模型探索其與環(huán)境因子之間的關(guān)系。結(jié)果表明,PCs更易受到水溫、鹽度、溶氧等改變魚類生理特征的環(huán)境因子的影響。
　　通過計(jì)算不同分類階元下(目、科、屬)的海州灣魚類群落多樣性指數(shù),利用GAM模型分析其與環(huán)境因子的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)水深、底層水溫、葉綠素a和月份對不同分類階元的群落多樣性均有顯著影響;而底層pH僅對屬、科級水平上的群落多樣性具有顯著影響,表明不同分類階元下的群落多樣性的環(huán)境效應(yīng)具有