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1、17李渊newDOI: 10.3724/SP.J.1118.2016.15133南沙群岛西南部海域和北部湾口海域底层游泳动物多样性李渊1, 4, 张静2, 4, 张然1, 宋普庆1, 钟指挥1, 王燕平1, 林龙山1, 窦硕增31. 国家海洋局 第三海洋研究所, 海洋生物与生态实验室, 福建 厦门 361005; 2. 集美大学 水产学院, 福建 厦门 361021; 3. 中国科学院 海洋研究所, 海洋生态与环境科学重点实验室, 山东 青岛 266071; 4. 福建省海洋渔业资源与生态环境重点实验室, 福建 厦门 361021摘要: 根据20122013年在南沙群岛西南部和北部湾口海域进行

2、的秋季和春季两个航次的调查资料, 分析了这两个区域游泳动物的种类组成, 计算渔获种类的相对重要性指数(IRI)、Margalef种类丰富度指数(D)、Shannon-Weiner种类多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)和资源密度。结果表明, 南海调查海域春秋两个航次的渔获物中, 共鉴定出游泳动物663种, 隶属于4纲36目171科374属; 其中鱼类为504种, 占所有渔获种类的76.0%。优势种种数较少, 且季节变化较大。春季游泳动物的多样性指数高于秋季, 这主要是由于春季出现大量补充群体, 并且有许多种类在秋季向较深海区移动所造成的。南沙群岛西南部海域游泳动物多样性指数高于北部湾

3、口海域, 这可能是由于南沙群岛西南部海域受水温和洋流的影响较大所造成的。目前, 南海北部渔业资源处于过度捕捞状态, 资源结构呈现小型化和低值化。对南北海域资源调查结果进行比较发现, 南沙群岛西南部海域资源相对较好。应合理开发利用该海域渔业资源, 同时加强物种多样性的保护工作。关键词: 南海; 游泳动物; 物种多样性; 相对重要性指数中图分类号: S931 文献标志码: A 文章编号: 10058737(2016)01017711南海是地处东亚热带、热带的陆缘海, 物种丰富、资源富饶, 是世界海洋生物多样性较高的海区之一1, 也是广东省、广西壮族自治区和海南省渔民从事渔业活动的主要海域。中国对南

4、海渔业资源的调查和研究已有很多, 但主要集中在北部大陆架、南海诸岛和珊瑚礁海域, 研究内容包括渔业资源数量24、群落结构56、种类组成78、物种多样性810、分类多样性1112和声学评估13等方面, 而针对南沙群岛西南部陆架区的调查相对较少, 仅见19901993年的5个航次和2003年的2个航次8, 1415。对于南海大面积海域的调查以及同步开展南海西南部和北部渔业资源底拖网调查和研究尚未见报道。为此, 本研究根据20122013年南海春秋两季大面积调查取得的底拖网资料, 对南海这两个区域的游泳生物多样性进行了初步分析, 并在时间和空间上与历史相关资料进行比较, 为进一步了解南海游泳动物物种

5、多样性提供基础资料, 为中国开发利用和管理南海渔业资源提供决策依据。1 材料和方法1.1 调查区域和样品鉴定2012年910月(秋季)和2013年34月(春季)在南海进行了两个航次的底拖网调查, 共设31个调查站位(图1), 调查范围在5151800N, 1090011200E。为了比较南海南、北游泳动物多样性差异, 按照图1所示, 将调查海域分为北部湾口海域(SN, 包括11个站位)和南沙群岛西南部海域(SS, 包括20个站位)。图1 南海调查站位Fig. 1 Surveyed stations in South China Sea调查船为“桂北渔60011”, 渔船钢质, 总吨位300 t

6、, 总长36.8 m, 型宽6.8 m, 型深3.8 m, 主机功率441 kW。单囊底拖网网衣长度为59.5 m, 网口拉紧周长为80.8 m, 网口宽度为37.7 m, 网囊网目为40 mm。根据调查海域底质情况和水文环境, 每站拖网1次, 时间为1 h, 平均拖网速度为3 kn。采样及样品分析严格按照海洋调查规范(GB/T 12763.62007)进行16。1.2 多样性分析采用相对重要性指数(IRI)、季节更替率(R)、Margalef种类丰富度指数(D)、Shannon-Weiner种类多样性指数(H)及Pielou均匀度指数(J)1721对两个海域游泳动物种类及其多样性进行分析。鉴

7、于不同种类之间及同种类的个体差异较大, 故用渔获质量代替种类个数, 来计算物种多样性指数, 结果会更接近种类间能量的分布19。IRI=(N+W)F (1)式中, N为某种类的尾数占总渔获尾数的百分比; W为某种类的质量占总渔获质量的百分比; F为某种类在调查中被捕获的站位数与总调查站位数之比。R = m/M (2)式中, m为两个季节间不相同的物种数, M为两个季节总物种数。Margalef种类丰富度指数: D= (3)Shannon-Weiner种类多样性指数: H= c (4)式(3)和式(4)中, S为种类数, N为尾数, Pi为第i种渔获物重量占总渔获重量的比例, c为常数, 一般设为

8、1。Pielou均匀度指数: J= (5)资源密度: P= (6)式中, P为资源密度(质量: kg/km2, 尾数: ind/km2); C为每小时取样面积内的渔获量(kg)或尾数(ind); q为网具捕获率, 其中: 底栖鱼类、虾类、蟹类q取0.8, 中上层鱼类(鲱形目、鲈形目的鲹科、鲭亚目、鲳亚目) q取0.3, 底层鱼类q取0.5; A为网具每小时扫海面积(km2)。2 结果与分析2.1 渔获游泳动物种类组成在南海调查海域, 从春季和秋季两个航次捕获的渔获物主要依据戴爱云等22、董正之23和Nelson24分类系统标准进行鉴定, 共鉴定游泳动物663种, 隶属于36目171科374属(

9、表1)。鱼类种类数最多, 共31目129科294属504种, 约占出现种类总数的76.0%; 其中软骨鱼纲为9目19科25属33种, 如梅花鲨(Halaelurus buergeri)、许氏犁头鳐(Rhinobatos schlegelii)等; 辐鳍鱼纲为22目110科269属471种, 如深水金线鱼(Nemipterus bathybius)、六指多指马鲅(Polydactylus sextarius)等。头足纲为3目7科13属32种, 约占出现种类总数的4.8%, 如太平洋褶柔鱼(Todarodes pacificus)、条纹蛸(Octopus marginatus)等。软甲纲为2目35

10、科67属127种, 约占出现种类总数的19.2%, 包括口足类14种、虾类75种、蟹类38种, 如日本齿指虾蛄(Odontodactylus japonicus)、波罗门赤虾(Metapenaeopsis palmensis)、长崎无毛蛛蟹(Eplumula phalangium)等。调查海域中, 有7个站的水深超过200m (D9、D15、D19、D29、D37、D39、D40), 最深站位在秋季航次的D9站(820米)。在这7个深海站位, 共捕获游泳动物274种, 其中出现大量深海种类, 如白斑深海鳐(Bathyraja albomaculata)、亮乌鲨(Etmopterus lucif

11、er)、安的列斯塔氏鱼(Talismania antillarum)、短颌灯笼鱼(Myctophum brachygnathum)、中华后海螯虾(Metanephrops sinensis)、鳞纹真寄居蟹(Dardanus arrosor)等。在北部湾口海域, 出现游泳动物414种, 隶属于31目132科252属。鱼类有301种, 其中, 软骨鱼纲为6目9科9属14种, 辐鳍鱼纲为20目91科186属287种。头足纲为3目7科12属28种; 软甲纲为2目25科45属85种。在南沙群岛西南部海域出现游泳动物460种, 隶属于32目135科264属。鱼类有357种, 其中, 软骨鱼纲为8目16科2

12、1属26种, 辐鳍鱼纲为19目92科198属331种。头足纲为3目6科10属19种; 软甲纲为2目25科47属84种。同时出现在北部湾口海域和南沙群岛西南部海域的种类有206种, 隶属于26目90科141属, 如暗影绒毛鲨(Cephaloscyllium isabellum)、深水金线鱼(Nemipterus bathybius)、神户乌贼(Sepia kobiensis)等。2.2 相对重要性指数依据20122013年南海调查海域两个航次的游泳动物调查结果, 计算每个渔获种类的相对重要性指数(IRI)(表2)。因同属南海海域, 所以采用陈国宝等9和江艳娥等10的IRI范围划分标准: 若IRI

13、500, 则该物种为优势种; 若500IRI100, 则该物种为主要种; 若100IRI10, 则该物种为一般种; 若IRI秋季的平均值, 并且秋季丰富度指数变化略小于春季。Shannon-Wiener种类多样性指数(H)的变化范围为0.433.53, 两个季节的平均值为2.55; 春季的平均值秋季的平均值, 但春季的游泳动物多样性指数的变化明显小于秋季。均匀度指数(J)的变化范围为0.120.88, 两个季节的平均值为0.68, 春季的平均值略高于秋季的平均值。从整体来看, 春季的物种多样性相关指数均高于秋季。表3 南海调查海域游泳动物多样性指数的季节变化Tab. 3 Seasonal ch

14、anges of biodiversity indices of nekton in the research areas of South China Sea季节 seasonMargalef丰富度指数(D)Shannon-Weine多样性指数(H)Pielou均匀度指数(J)均值average范围range均值average范围range均值average范围range秋季autumnSN5.151.858.382.121.133.230.570.370.81SS5.803.008.392.390.433.050.690.120.88ALL5.541.858.392.280.433.230

15、.640.120.88春季springSN7.052.9312.012.752.093.530.740.580.87SS8.165.2712.862.851.833.450.690.490.83ALL7.772.9312.862.811.833.530.710.490.87均值 average6.662.550.68综合春秋两个季节调查数据(图2), 北部湾口海域种类丰富度指数(D)平均为6.10, 略低于南沙群岛西南部海域6.98; 多样性指数(H)在南沙群岛西南部海域平均为2.62, 北部湾口海域略低, 为2.44; 均匀度指数(J)在南沙群岛西南部海域平均为0.69, 同样略高于北部湾口

16、海域(0.66)。从整体来看, 南沙群岛西南部海域的游泳动物物种多样性相关指数均高于北部湾口海域。图2 南海调查海域各区域游泳动物多样性指数比较Fig. 2 Variation of biodiversity indices of nekton in different areas in the research areas of South China Sea2.4 资源密度变化依据资源密度估算公式计算南海调查海域游泳动物的资源密度, 春秋两季游泳动物的质量资源密度范围为1.4533745.05 kg/km2, 平均为1991.02 kg/km2; 尾数资源密度范围为1725340238 i

17、nd/km2, 平均为157445 ind/km2。游泳动物的质量渔获率范围为0.102277.56 kg/h, 平均为140.76 kg/h, 尾数的渔获率范围为12360429 ind/h, 平均为11047 ind/h。其中, 春季游泳动物的质量资源密度均值为1152.79 kg/km2, 尾数的资源密度均值为55182 ind/km2; 秋季游泳动物的质量资源密度均值为2829.26 kg/km2, 尾数的资源密度均值为259709 ind/km2。在北部湾口海域, 游泳动物的质量资源密度平均为1482.00 kg/km2, 尾数的资源密度平均为97434 ind/km2; 游泳动物的

18、质量渔获率平均为116.07 kg/h, 尾数的渔获率平均为7793 ind/h。在南沙群岛西南部海域, 游泳动物的质量资源密度平均为2292.23 kg/km2, 尾数的资源密度平均为195524 ind/km2; 游泳动物的质量渔获率平均为154.83 kg/h, 尾数渔获率平均为13098 ind/h。调查海域底拖网渔获物主要由鱼类、头足类和甲壳类三大类群组成, 各类群所占比例的高低显示该类群在渔获物中的重要性。鱼类、头足类和甲壳类三大类群的质量渔获率季节变化情况见表4。春秋两季三大类群的比例为9442, 这与19641965年南海北部海区调查结果的三大类群的比例(9352)14相近。秋

19、季, 鱼类所占的比例明显高于春季; 春季, 头足类的资源密度呈明显上升趋势, 表明头足类获得了更大的生长繁殖空间。表4 南海调查海域游泳动物不同类群资源量构成Tab. 4 Resources composition of nektonic groups in the research areas of the South China Sea资源量指数resource index种类species秋季autumn春季spring合计total平均质量渔获率/(kgh1)average catch rate in weight鱼类Fish204.0668.25136.16头足类Cephalopod

20、s5.156.575.86甲壳类Crustacea2.391.892.14各类群质量百分比/%percentage of average catch rate in weight鱼类Fish968994头足类Cephalopods394甲壳类Crustacea1223 讨论南海是我国最大的边缘海, 海域宽广, 为热带、亚热带海域。南海的地貌呈现多样性, 从而造就了渔业生态系统和海洋生物的多样化25。3.1 渔获游泳动物种类组成分析马彩华等26统计南海已报道过的种类, 鱼类为2321种, 虾类为135种, 头足类为73种。本次调查共鉴定出游泳动物663种, 南沙群岛西南部海域出现的种类数(460种)高于北部湾口海域出现的种类数(414种), 但均明显低于已报道的种类数。这主要是因为本次调查仅进行两个航次, 并且是采用底拖网的调查方式,