（环境工程专业论文）象山港浮游动物群落结构与时空分布研究.pdf

江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明 的法律责任。 作者签名：祝莜日期：缈年了月夕，日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密区 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：互啦波 导师签名： 日期：聊年，月夕p 日 日规矽c 口年厂月d 日 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 摘要 象山港是浙江省重要港湾之一。近年来，海水养殖得到快速发展， 对局部养殖生态环境和养殖生物本身带来了危害；大型电厂的相继建 成投产对象山港海洋生态环境也产生了一定影响。为了探明诸多人类 活动对象山港海洋生态系统的负作用，共在象山港布设1 3 个站位， 进行浮游动植物的现场监测。本文将详细研究象山港浮游动物群落结 构和时空分布的特征。 2 0 0 6 年7 月至2 0 0 9 年4 月连续三年调查结果表明，象山港浮游 动物种类数比较丰富，浮游动物1 3 2 种( 包括浮游幼体2 8 种) ，分属 l8 大类；象山港浮游动物主要类群为桡足类、浮游幼体和水母类， 其它类群所占比例较少。象山港浮游桡足类小型化趋势明显，大中型 浮游桡足类种类数、密度明显低于历史水平。 象山港浮游动物种类数港口高于港中部和港底部；浮游动物密度 和生物量的平面分布模式大体相似，表现为港口和港底高，港中部较 低的基本格局。铁港牡蛎养殖区形成浮游动物低密度区。总个体数的 和生物量的变化曲线与水温的变化趋势基本一致。 象山港浮游动物群落的多样性指数( h ) 和均匀度( j ) 偏低， 多年平均值分别为1 9 9 和o 5 4 。该湾最重要的优势种针刺拟哲水蚤 和墨氏胸刺水蚤，在浮游动物群落中占绝对优势地位。 关键词：象山港；浮游动物；桡足类；群落结构；时空分布 p o w e rp l a n t sb r i n g sh a n n 允l n e s st oe c o l o g i c a je n v i r o n m e ma i l da q u a c u l 觚e 1 1 1o m e r t ov 丽f ym en e g a t i v ei m p a c t sc a u s e db yh u m a na c t i v i t i e so nm 撕n ee c 0 1 0 百c a ls y s t e m o fx i a 芏1 9 s h a i lb a y ，l3m o m t o m gs t a t i o n sw e r ee s t a b i n s h e di nx i a i l g s h a nb a yt o m o n i t o rz o o p l a n k t o n n l et l l e s i ss t u d i e d 1 ec h a r a c t e ro fz o o p l 批nc o m m u 血t ) ， s t m c t u r ea n dt h e i rs p a t i o - t e m p o r a ld i s t r i b 哂o ni nx i a n g s h a l lb a y a c c o r d i n gt o3y e a r so fc o m i n u o u sm o n i t o rr e s u hw k c h w e r ec a r r i e do u ti 两m j u l yo f2 0 0 6t 0a p r i lo f2 0 0 9 ，m e ) ( i a n g s h a nb a yt 螨a b u n ( 1 a n tz o o p l a i l k t o ns p e c i e s a 1 1 dt o t a l13 2s p e c i e so fz o o p l a n 玉( t o n ( i n c l u d i n g2 8s p e c i e so fd i n o s p o r e s ) w e r e i d e n t i f i e d ，砧lt h es p e c i e sa r er e s p e c t i v e l yb e l o n gt 0 18m 匈o rc l a s s e s s c 0 p 印o d s ， d i n o s p o r t e sa n dj e l l 妒s ha r et 1 1 em a i nc l a s s e si nx i a n g s h a nb a y ，w h i l e 也eo t l l e r c l a s s e si so i yas m a l lp o r t i o n t h e 耐m a n l r i z “o nt r e n do fp l a i 】k t o n i cc 叩e p o d si s o b v i o u s ，w em ek i 芏1 da n dd e n s 时o fl a 唱ea n d1 1 1 i d d l es i z ep 1 批血cc o p 印o d sa r e o b v i o u s l yl o w e rt h a nt h e1 1 i s t o r i c a ld a t a t h ez o o p l 砒止t o ns p e c i e si 1 1t h e0 u t s i d eb a ya r el a 唱e r 廿1 a nt l l ec e n t l a 1a i l d i n s i d e t h e d e n s 时a i l db i o m a s so fz o 叩l a 芏l k t o nh a v et l l es 锄ep l 觚a rd i s t r i b u t i o n p 毗e m ，a 1 1 di sl l i 曲e ri nm eo u t s i d ea n d i i l s i d eb a ya 1 1 dl o w e ri nt h ec e n t r a l b a y t h e o y s t e rc n l t u r ea r e ai nt i e g a i l gb a y i st h el o wd e n s i t ) ，a r e ao fz o o p l a n 虹o n t h ev a r i a b l e t r e n do ft o t a li n d i v i d u a la i l db i o m 2 l s si sc o n s i s t e n tw i t l lm ew a t e rt e m p e r a t u r ev a r ia ：b l e 仃e n d 1 1 1 eb i 础v e r s 时i i l d e x ( h = 1 9 9 ) a n de v e 皿e s s ( j - o 5 4 ) o fz o o p l 砌渤na r el o wi 1 1 x i a n g s h a nb a y p a r a c a l a i l u sa c u l e a t l l sa i l dc e 彻的p a g e sm c 删c h io c c u p yt 1 1 e d o m i n a n tp o s i t i o ni nt h ec o m m u 血够o f z o o p l a r l k t o n k e yw o r d s ：x i a i l g s h a nb a y ；z o o p l a n k t o n ； c o p e p o d a ； c o 砌m u n i t ) ，s t l l j c n l r e ； s p a c et i n ed i s t r i b u t i o n 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 第一章前言 目录 1 1 浮游动物生态学研究的主要发展阶段1 j ，探磴调萱彻眉， j ，2 买翟硷芏 l 哮研甓嬲2 j j 3 磊_ 管纪绩合研茏砑段2 1 2 浮游动物生态学研究主要进展3 j 2 ，长筋垡群历乒乡蔓3 1 。2 。2 海洋浮游动物种类组成和现存量动态研究3 j 2 3j 角 酲l 刍莹左舞j e i ! 宛5 l 。2 4 温盐食物等环境因子对海洋浮游动物研究的影晌s 1 3 大型涉海工程建设对海洋生态和浮游动物的影响7 1 4 研究内容、目的和意义7 第二章象山港浮游动物现场调查 2 1 调查海湾概况= 。9 2 2 样品采集与分析i 1 0 2 2 ，；裤袁争压2 l 够另争矛牙，d 2 2 2 样品的采集和分析lo 2 。2 3 群落多样性指数、均匀壹指数稻种类优势度的计算l l 2 3 理化因子的测定1 2 第三章象山港浮游动物群落结构与时空分布。 3 1 水温和盐度的时空分布1 3 3 1 1 水温和盐度的平面分布特征j3 3 1 ，2 水温和盐度的季节变化l3 3 2 浮游动物群落组成与时空分布变化，16 3 2 - 浮游动物的群藩组成16 3 2 2 浮游动物平面分布l7 3 2 3 浮游动物出现种类累积值17 3 2 彳雩章亨步茔芗纪，8 3 3 生物量的水平分布和季节变化1 9 3 3 ，孚厨劳i 矿，9 3 3 2 亏萝亨罗墨f 石六2 d 3 4 浮游动物群落结构特征2 1 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 3 4 1 多样性和均匀度的平面分布2l 3 4 2 多样性和均匀度的季节变化2 3 3 5 桡足类种类数和水平分布2 5 3 5 ，奢9 5 ；誊：2 2 舷- 2 5 3 5 2 桡足类种类数平面分布2 5 3 5 3 ：艿箩石 赛丢寥f i 吩菘- 2 5 3 5 4 丐蕈7 堙石六2 5 3 6 主要优势种及生态指示种的分布- 2 9 了反，蒯汐；融：2 9 3 6 2 生；i i 揩方i j 秀6 3 4 3 7 生态群落的划分3 7 3 7 | 主要优势种的变化3 7 3 7 2 兰窟溶彭事3 9 3 7 3 生态群落的分布4 0 第四章象山港浮游动物时空分布影响分析 4 l 4 1 象山港浮游动物时空分布及其影响因素一4 1 4 2 象山港浮游动物的季节变化及其影响分析4 3 4 3 桡足类和浮游植物之间的关系4 4 4 4 有待研究的问题4 5 第五章结论 参考文献 附件l ； 致谢 发表的论文 4 9 5 0 ! ；： t ；o 6 1 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 第一章前言 海洋浮游动物( z o o p l a n n ) 是一类自己不能制造有机物的异养浮游生物， 是海洋生态系统中非常重要的一大生态类群，种类组成繁杂，数量大，分布广， 有着极其重要的生态学意思。海洋浮游动物与其它水生动物相比，它们个体较小， 但数量极多，代谢活动强烈。浮游动物在水层中的分布比浮游植物广得多，甚至 在深海中也有浮游动物的分布。在种类组成上，浮游动物主要包括原生动物、腔 肠动物、甲壳动物、腹足动物、毛颚动物、被囊动物以及各种浮游幼虫。浮游动 物既能以浮游植物、细菌、碎屑等为食，同时它们也是鱼类和其它水生动物的食 物，特别是许多名优水产品的开口饵料。因此，它们在水域生态系统中起着极其 重要的作用。此外，浮游动物还可通过排泄和分泌作用，参与水生态系统的有机 质的分解和循环。一些浮游动物对污染极为敏感，具有累计和转移作用，从而使 他们在生态毒理和水环境保护等研究方面占据重要地位。而且，许多种类的分布 与海流、水团密切相关，可作为海流的指示生物。因此，浮游动物的生态研究， 受到水生生物学家的广泛重视。 1 1 浮游动物生态学研究的主要发展阶段 在海洋生态系统研究中，无论是生物海洋学还是海洋生物学研究中，海洋浮 游动物都是重要的研究对象，其研究贯穿了两大学科的发展。德国生物学家v h e n s e n l 8 8 7 年正式提出“浮游生物( p 1 a n k o n ) 名词【1 1 ，至今对海洋浮游动物的 研究已有一个多世纪的历程，纵观一百多年的研究历史，大体划分为以下3 各阶 段。 1 1 1 探险调查阶段 该时期约从1 9 世纪下叶开始到2 0 世纪初的二三十年代。此期间的主要科学 研究集中在海洋学探险考察，生物海洋学家通过海上调查，建立浮游生物的采集 方法，认识自然海区中的浮游生物，包括浮游植物和浮游动物。 浙江工业大学工程硕士学位论文 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 1 1 2 实验生物学研究阶段 这阶段可以说始于2 0 世纪的二三十年代，海洋生物学家的工作开始从浮 游生物的鉴定慢慢的转向生态习性的观察和分析，特别是在实验室中开展实验生 态学研究。这个阶段在2 0 世纪的六七十年代达到鼎盛。o m 嘶& 皿e d a ( 1 9 8 4 ) 出 版了浮游动物生态研究法，标志浮游动物生态研究体系的建立。在此期间， 自然海区浮游动物种类组成与数量分布的调查研究更趋完善，自然生态调查总是 与实验生态研究相结合，试图阐明浮游动物种群动态和对海洋生产力的贡献。这 段时间的一些标志成果包括：m a r s h a l l o r r ( 1 9 5 5 ) 撰写的t h eb i o l o g yo fa m 撕n ec 0 p 印o d ，c a l a n u sf i m a r c l l i c u s ，r a y m o n t ( 19 6 3 ) 的t h ep l a n l ( t o na i l d p r o d u c t i v i 够i 1 1t h eo c e a n s ；b o u 昏n s ( 19 7 6 ) 的m a r i n ep 1 a n h o ne c o l o g y 和 m a u c h 】i n e ( 19 8 0 ) 的t h eb i o l g yo f m y s i d sa n de u p h a u s i i d s 等等。 1 1 3 现代化综合研究阶段 进入2 0 世纪八十年代，海洋浮游动物的研究也跨入一个新时代，现代化的 实验室研究技术和海洋观测技术带动浮游动物学研究的全面开展。当前人们特别 关注的是外海生态系统的动力学过程和全球变化，而生态系统动力学过程的关键 又是浮游动物的生物学和生态学过程，这使浮游动物的全面深入研究成为当前海 洋生态系统学研究的核心问题之一。实验室中的浮游动物的研究更多借助生理生 化的方法，特别是分子生物学的技术方法已渗透进来，解决浮游动物的生物多样 性，生态遗传和种群动力学中的诸多问题。在海洋观测方面，大量的先进仪器和 手段开始结合用于浮游动物的调查，如a d c p ，浮游动物连续计数采样器，浮游 动物大容量采水器等。在实验室鉴定方面，在传统的人工鉴定基础上，图象自动 识别计数技术也进行了有益的尝试。现代化综合调查阶段的一个重要标志是海洋 生态系统功能特征的定量化研究。生态系统动力学模型的研究是当前的一个热 点。它的目的是对复杂生态系统中各要素相互作用关系加以定量化，从而监控系 统的动态变化，。最终实现预测和管理。与浮游动物有关的生理生态过程，包括摄 食、呼吸、排泄和吸收等等的数值模拟现已日臻完善，成为各类生态模型的重要 构成部分。 我国的海洋浮游动物研究与国外相比起步较晚。从4 0 年代到现在，半个多 浙江工业大学工程硕士学位论文 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 世纪以来的海洋生态研究对中国沿海的浮游动物的群落结构、数量分布、区系特 征、数量变动规律已做了大量的调查工作。2 0 世纪8 0 年代以来，相继开展了实 验室生态的研究。进入2 l 世纪，我国海洋生态研究进入一个新的研究阶段，在 传统的研究之上，运用分子生物学开展了遗传多样性等多方面的研究工作。 1 2 浮游动物生态学研究主要进展 1 2 1 长期生态学研究 生态学发展到2 0 世纪初还处在以描述性为主的阶段，此后吸收了其它学科 的方法开始对自然生态系统的定位试验阶段。长期的生态学研究的主要目标通常 是提供对基线( b a s e 1 i n g ) 变动的可靠估计，预测处于基线平均水平的长期变化 趋势。调查获得极少发生的生态学变化，从而提供有价值的科学信息。由于生态 系统的变化过程需要很长时间，因此，长期研究在深入了解生态过程方面显得极 为重要。 近几十年来，浮游动物的长期生态学研究已在欧洲、北美、中东和东亚相继 展开，大量有价值的研究结果被发表，极大的丰富了浮游动物生态学的研究内容 【2 5 】。由于浮游动物的种类组成、体长频度分布、营养水平、空间分布、功能特 点和定量数据，能揭示生态过程的演变机制，提供更多的有价值的信息。因此， 长期的生态学研究已越来越受到世界各国科学家的广泛重视。 i 2 2 海洋浮游动物种类组成和现存量动态研究 水生生物学家一直把浮游动物群落结构方面的特征如种类组成、生态群落、 总生物量、丰度和多样性等及其变化作为重要的研究内容。加n p l e r 等( 1 9 9 4 ) 研究了s a n c i s c o 湾浮游动物种类组成、丰度和总生物量的分布及其变化。 h o l s t h ez i l n m e m 锄等( 1 9 9 8 ) 研究德国的e b l e 湾生物和非生物因素之间的关 系。科学家通过多年调查，对世界海洋浮游动物的时空分布有了一定程度的了解， 从平面分布和洋流的关系中找出世界各海流的指示种( c u 玎e n ti n d i c a t o r ) 【6 1 。通 过各国科学家的努力，相继出版了一系列的专业文献【2 1 4 ，7 ，8 ，9 1 。 海湾是处于陆地和海洋的交接处，其生态环境受人类活动影响最大，又是海 洋农牧化的重要场所。其对海洋浮游动物的生态调查具有重要的社会和经济价 浙江工业大学工程硕士学位论文 3 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 值。浙江沿海各主要海湾的浮游动物群落结构特征已有较为系统的研究( 表1 ) 。 柏怀萍( 1 9 8 4 ) 研究了象山港浮游动物的种类组成、平面分布和季节变化并对主 要种类进行了描述【1 0 1 。刘镇盛、王春生等研究了象山港浮游动物的种类组成、生 物量和丰富的季节变化。随着象山港开发，在一些专题性的研究文献f 1 1 1 2 3 中， 对象山港浮游动物进行了细致的研究，基本显示了亚热带一港湾区域浮游动物生 态学的基本特点。 在浮游动物专著方面，加拿大的生态学家d o w n o n g 和r i g e r ( 1 9 7 1 ) 合编了 am a n u a lo nm e t l l o d 氩) rt h ea s s e s s m e n go fs e c o n ( 1 a 巧p r o d u c t i v i t yi 1 1f r e s h w a t e r 一书，该书为浮游动物现存量和生物量的测定提供了多种实用的方法， 至今仍是经典著作。z a i t s e v ( 1 9 7 0 ) 出版了海洋漂浮生物学( m 痂en e u s t o n o l l g y ) 的专著。在国内，郑重( 1 9 8 4 ) 等出版了海洋浮游生物学一书，得到同行的 高度评价，并撰英文版向国外发行。此外，郑重还写了浮游生物学概论、海 洋浮游生物生态学论文集、郑重文集、郑重文集( 续) ，与其它人合作编写 中国海洋浮游桡足类( 上、中) ( 郑重等，1 9 6 l 和1 9 8 2 ) ，并于1 9 8 2 年发表 了海洋桡足类生物学。陈清潮等相继发表了黄海和东海的浮游桡足类i 哲 水蚤目( 1 9 6 5 ) 、黄海和东海的浮游桡足类i i 剑水蚤目和猛水蚤目( 1 9 7 4 ) 、 南海的浮游桡足类i 、南海的浮游桡足类i i ，并于19 9 2 年出版了 z o o p l a n l c t o no f c h i n as e a s 一书，张金标在2 0 0 5 年出版了中国海洋浮游管水 母类。这些专著的出版，有力推动了我国浮游动物生态学的发展。 表1 浙江沿海主要海湾的浮游动物群落结构特征 杭州湾 4 31 76 1 6 82 6 9 8 虫肢歪水蚤 【1 3 】 真刺唇角水蚤 。 象山港 9 73 0 2 8 5 0 6 三门湾 1 4 5 7一 1 4 5 7 台州湾 一一1 4 7 7 隘顽湾 一一 8 1 o 漩门湾 一一1 0 8 o 乐清湾 5 5 2 0 7 6 中华哲水蚤 墨氏胸刺水蚤 中华哲水蚤 墨氏胸刺水蚤 中华哲水蚤 针刺拟哲水蚤 针刺拟哲水蚤 精致真刺水蚤 针刺拟哲水蚤 中华哲水蚤 真刺唇角水蚤 针刺拟哲水蚤 【1 3 1 3 】 【1 4 1 4 】 【1 4 1 4 浙江工业大学工程硕士学位论文 4 3 名 5 琏 旧 m m 丝 m 雌 m m 阮 m 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 1 2 3 捕食生态研究 ( 1 ) 脊椎动物对浮游动物的捕食 近年来，通过用生物调控手段，即改变鱼群数量和结构来研究水生态系统己 受到水生生物学专家的广泛关注。脊椎动物和无脊椎动物的捕食可以极大的改变 浮游动物的群落结构和大小，继而影响浮游植物的现存量、初级生产力及营养物 的转化率。当食浮游生物鱼放养密度高，则捕食作用强，大型浮游动物被首先捕 食，导致浮游动物小型化【15 1 。当鱼的密度低，捕食作用弱甚至无鱼捕食时，则有 大型浮游动物存在【1 6 ，17 1 。食浮游生物的鱼类主要捕食大型个体，而无脊椎食者趋 向于摄食小型个体【1 8 19 1 。 早在2 0 世纪6 0 年代初，h r b a c e k 等首先证实鱼类在调节浮游动物种类组 成和大小方面具有重要作用。自此以后，鱼类捕食被认为是影响浮游动物群落结 构的重要因烈2 0 1 。鱼类对浮游动物的捕食主要集中在两点：一是大小选择，二是 猎获物的可见性【2 1 1 。另一方面，浮游动物个体大小、摄食范围及对鱼类的摄食具 有反作用。 ( 2 ) 无脊椎动物对浮游动物的影响 食浮游动物的无脊椎动物捕食者主要有贝类、剑水蚤、某些轮虫、枝角类和 昆虫等【8 f2 2 1 。宁修仁【l l 】等对象山港湾顶网箱养殖区浮游动物研究发现，养殖区浮 游动物生物量和丰度明显低于非养殖区。这与其它学者的研究结论相符【2 3 2 4 1 。出 现这种现象原因可能有三：( 1 ) 网箱养殖区贝类大量摄食浮游植物，分流浮游动 物饵料生物，导致浮游动物数量下降；( 2 ) 网箱养殖区贝类直接对浮游动物的摄 食；( 3 ) 网箱养殖区水质变差。 1 2 4 温盐、食物等环境因子对海洋浮游动物研究的影响 ( 1 ) 温度对浮游动物的影响 温度是影响浮游动物水平分布的一个总要因素【2 5 。在海洋里，按照生物对温 浙江工业大学工程硕士学位论文 5 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 度变化幅度的耐受力的大小，一般分为两类：广温性动物和狭温性动物【2 7 2 8 1 。 温度直接影响浮游动物的各种生活过程，特别是影响新陈代谢作用和生殖周 期，此外，还通过其它环境因素如海水中溶解气体，海水的粘度、密度的分布等 而间接影响浮游动物。 ( 2 ) 盐度对浮游动物的影响 浮游动物种类数的分布除了与温度有关外，与盐度关系也很密切。根据水生 生物对水环境含盐量的耐受性和进行水盐代谢和渗透压调节的能力，可以将它们 分为两类，即狭盐性和广盐性。前者对盐度变化很敏感，只能生活在盐度稳定的 环境中，深海和大洋中的浮游动物就是典型的狭盐性生物。后者对海水盐度的变 化有很大的适应能力，能忍受海水盐度的剧烈变化，沿海和河口地区的浮游动物 就属于广盐性生物。 在盐度高的季节里，浮游动物出现的种类数也多2 8 1 。种类数的季节分布曲线 与盐度的季节变化曲线也比较吻合。在平面分布上，种数和盐度的分布规律相一 致。栖息在不同盐度水域中的同种浮游动物，其身体形态、大小也随之改变。一 般栖息在低盐度水中的浮游动物，常比生活在盐度较高的水体中的同种个体为 小，且盐度改变，浮游动物的生长速度也随之改变。 ( 3 ) 食物对浮游动物的影响 食物对浮游动物的生长发育具有重要意义。食物对浮游动物的影响可能比温 度复杂的多，这一方面是因为食物的多样性，另一方面是由于不同食物的营养价 值差异。温度和食物被认为是调控浮游动物数量变动的两个重要原因。 ( 4 ) 其它因素对浮游动物的影响 除了温度、盐度和食物影响浮游动物的重要因素外，p h 、光强、大型水生 植物、水深、水体大小等对浮游动物的种群变动也有重要影响。 不同的浮游动物对p h 的适应也不同，因而分布也不同。这种影响主要针对 淡水浮游动物，对海洋浮游动物影响较小。p h 值与浮游动物的新陈代谢、生殖 与发育等生命活动都有密切的关系，从而影响其生物量。 光是生命活动的能源。绿色植物通过光合作用，制造有机物，浮游动物获得 饵料。不仅如此，光对浮游动物的发育、生长、行为和分布也有关系，进而影响 浙江工业大学工程硕士学位论文 6 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 其分布和生物量。桡足类的昼夜移动和光强变化密切相关【溯。 浮游动物个体小，运动能力弱，它们的分布受到海流的影响。海流对浮游动 物最重要、最直接的影响就是在于海流的散播和维持海洋浮游动物群落的作用。 暖流可将南方喜热性浮游动物带到高纬度海域；寒流则可将北方喜冷性浮游动物 带到低纬度海区。因此，有些种类可以作为海流的指示种【2 9 1 。 1 3 大型涉海工程建设对海洋生态和浮游动物的影响 近年来，由于对电力需求的增加，火力发电站和核电迅速发展，尤其火力发 电在沿海建设相当多，因此需要大量的水传递热量。热水的排放，把大量热量带 入冷水中。为防止污损生物对冷却系统的损害，还加入强氧化剂，有实验证明升 温和余氯会对浮游动物产生毒害作用【3 0 3 1 1 。 国内有关温排水对浮游生物影响的研究表明【3 7 1 ，当水体适度增温时 ( t 3 ) ，基本上不会对其种群有不利影响，相反会促进其种类数量及生物 量的增加，其中浮游植物的种类数平均增加5 0 ，浮游动物的种类数平均增加 7 6 ，从而提高海域的生产力和物种多样性。研究结果亦显示，在春季的弱增温 区生物量最高，是自然水温区生物量的1 3 倍，而冬季的浮游动物生物量是自然 水温区生物量的2 4 倍，可见这种促生效应在水温低的冬季更为明显。但是在水 体强增温区( t 3 ) ，水生生物群落中种类出现减少，尤其是在夏季自然 水温较高时，当强增温区水温超过3 5 时，浮游动物的种类和数量都会减少， 这不仅降低了群落的物种多样性，还会改变群落中的物种组成，例如有些种类的 个体数量明显减少，而个别耐热种类数量开始增加，成为明显的优劣种。 m a r l e n e 【3 4 经过长期调查得出以下结论，出水口水域浮游动物的死亡率大于 进水口水域，但是差别相当微小( 平均小于3 ) ，且浮游动物死亡率与温排水 的温差无关。 1 4 研究内容、目的和意义 象山港位于我国大陆海岸线的中部，浙江沿海中部偏北，是宁波市东南沿海 一个半封闭的深水港湾，港域狭长，岸线曲折，全长4 0 6k m ，其中岛屿1 0 9k m 。 象山港水域无大河流注入，西、南、北面为丘陵山区。象山港离外洋航线近，北 浙江工业大学工程硕士学位论文 7 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 靠上海和长江，对内与长江中、下游重要城市相通，沿海北距大连约1 3 0 0k m ， 南距广州约1 3 5 0 ，对外可达世界各大洲各港口【1 2 13 1 。 近年来随着象山港网箱和滩涂养殖面积的增加、象山港大桥的建设和两个大 型火力电厂运行及各种陆源污染物无序排放，象山港海域本来就脆弱的生态系统 承受着较大的生态压力。整体而言象山港海域受污染严重，水体富营养化严重， 近年来象山港水域一直属于严重污染海域【3 5 3 5 ，3 7 ，3 8 1 。2 0 0 6 年象山港共发生赤潮4 次，面积约为1 1 0 妇2 ，主要赤潮生物为中肋骨条藻岱托比幻n e ，l 口c d 妣z f “聊夕、具 槽直链藻( 钯几姆办口s “7 c 口砌) 和红色中缢虫( 施s d 旃玎f “聊m 6 r “所) 【3 9 】；2 0 0 7 年 象山港发生赤潮2 次，面积约为4 4 0 如2 ，主要赤潮生物为中肋骨条藻和扭鞘藻 ( 口e f d c p 坶f d 力泌砌搬) 【4 0 】；2 0 0 8 年年象山港发生赤潮2 次，面积约为2 7k m 2 ， 主要赤潮生物为中肋骨条藻、红色中缢虫【4 1 1 ，2 0 0 9 年象山港发生赤潮1 次，面 积约为2 5 k m 2 ，主要赤潮生物为中肋骨条藻【4 2 1 。 海洋污染防治和环境保护是海洋有效开发、合理理由的重要前提，是海洋经 济得以持续发展的关键所在。然而，要找到海洋环境污染防治及生态保护及修复 的有效对策，首先必须了解海洋环境的现状、变化趋势及其产生的生态效应。近 几年来，象山港水质状况不容乐观，冬季赤潮频现，养殖效益降低等等带来了惨 重的经济损失和海洋生态环境恶化的情况。为遏制海洋环境的变化，对象山港进 行全面的生态资源和理化因子的调查在经济上和生态上都是十分必要的。 为保护象山港海域海洋环境，缓解象山港海域的生态压力。由宁波市海洋与 渔业研究所牵头，联合宁波各海洋科研单位从2 0 0 6 年7 月开始开展了“象山港 生态保护和修复”项目，宁波市海洋环境监测中心承担浮游生物调查监测任务。 本文将详细介绍2 0 0 6 年7 月2 0 0 9 年4 月有关浮游动物群落种类组成、生物量、 总个体数、主要优势种及指示种的分布和季节变化，并讨论调查海区浮游动物群 落结构的生态学特征和浮游动物生态群落演变及变化趋势。旨在从生态学角度评 价和分析调查海域的生态系统模型提供基础资料，从而为象山港海洋生态环境的 保护和修复提供理论依据，以达到象山港海域可持续发展的目的。 浙江工业大学工程硕士学位论文 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 第二章象山港浮游动物现场调查 2 1 调查海湾概况 象山港是宁波市东南沿海一个半封闭的深水港湾，港域狭长，岸线曲折，自 然环境优越，水产资源丰富，生态类型多样，是宁波市发展海洋经济的重要区域， 又是浙江省乃至全国重要的海水增养殖基地和泥蚶苗种产区。海湾总面积为 5 6 3 k m 2 ，其中水域面积约占7 0 ，滩涂面积约占3 0 。近几年来投饵网箱养鱼 迅猛发展，每年养鱼网箱成倍增加，到目前为止已达6 万余只，已对局部养殖生 态环境和养殖生物本身带来了危害。 象山港位于六横岛匿侧，南北两侧为象山半岛和穿山半岛。口门宽广，约为 2 0 k m ，出东北通道多佛渡水道与舟山海域相连。水深为中部最大，最大水深在 3 0 m 以上，口门和港底部较浅，一般在1 0 2 0 m 之间，港内潮流平稳、无淤积、 航道宽阔、暗礁少、最大潮差5 4 m ，万吨轮可候潮进出。除部分军用码头外， 港内民用码头较多。港区内还有西沪港、铁港、黄墩港三个优良的港中之港。 象山港是一个循东北方向的向斜断裂谷发育起来的潮汐通道港湾。后被东北 向断裂和东西向断裂利用和改造成“s ”形，表层沉积物以泥质沉积为主；内湾 主要为分选好、中等的灰黄色粉砂质黏土，口门断为分选中等的灰黄色黏土质粉 砂。水道底部则多为分选差的砂、贝克砂、粉砂和黏土，局部有贝壳砂，厚度可 达数米，主要为牡蛎壳。基岩海岸主要由酸性宁灰岩夹酸性火山岩等岩石组成。 象山港由于其自然条件较好，海水增养殖得到迅猛发展，最近几年在港内又 建设了两个大型的火力发电厂，电厂在带动社会经济发展的同时，这些都给象山 港的海洋环境带来了不小的压力，导致海湾有富营养化的趋势和生态条件恶化， 近年来象山港赤潮频发，给增养殖和海域生态环境受到一定程度的破坏。 浙江工业大学工程硕士学位论文 9 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 2 2 样品采集与分析 2 2 1 采样站位的布设 图2 1象山港调查站位的分布 调查海区及采样站位布设如图1 。大面站共布设1 3 个，结合以往调查站位 的布设【1 0 1 1 ，12 1 ，基本形成从湾口到湾底的站位布设格局( 图2 1 ) 。 2 2 2 样品的采集和分析 2 0 0 6 年8 月至2 0 0 9 年4 月，在1 、4 、7 、1 1 月在该月小潮期间对大面站进 行一次现场理化因子与浮游动植物等的现场调查。每次调查在小潮低平潮前后完 成，滤水量采用绳长乘以网口面积计算而得；浅水i 型、浅水i i 型、浅水i 型网 各采集次。浮游动物种类及密度采样采用浅水i 型浮游生物网( 网口内径为 5 0 c m ，网长1 4 5 c m ，j p l 2 筛绢，孔径近似值o 5 0 7 m m ) ，以浅水i i 型浮游生物网 采( 网口内径为3 1 6 c m ，网长1 4 0 c m ，j p 3 6 筛绢，孔径近似值0 1 6 9 m m ) 做为浮 游动物种类和密度的补充，由底层到表层垂直拖网，采集浮游动物样品，装瓶， 现场5 碱性福尔马林溶液固定，在室内将样品在显微镜和体视镜下鉴定和个体 浙江工g k 大学工程硕士学位论文 1 0 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 计数。浮游动物湿重生物量采用浅水i 型浮游动物生物网，由底层到表层垂直拖 网，采集浮游动物样品，装瓶，现场5 碱性福尔马林溶液固定，带回实验室称 重【2 1 。 种类鉴定时，取( i i 型) 整个样品用j p 8 0 筛绢( 孔径近似值o 0 7 m m ) 过滤， 在o l y m p u s ( s z x l 2 ) 体视显微镜下进行种类鉴定。其中，桡足类鉴定到种， 其它浮游动物磷虾、糠虾、多毛类、毛颚类、被囊类和浮游幼体力求鉴定到种。 个别个体较小浮游动物个体，采用o n 7 m p u s ( b x 4 1 ) 显微镜鉴定、计数。若 样品数量较大时，用分样器进行分样，计数结果换算成全网浮游动物密度 ( i n d m 3 ) 。 湿重生物量称重，先去除样品中的杂物，取用j p 8 0 筛绢( 孔径近似值o 0 7 m m ) 为过滤网，剪成与布氏漏斗内径相同的圆块，用水浸湿后沥干称重，并做标定重 量的标记，可多次使用。倒入样品抽滤片刻，移出倒有样品的筛绢至吸水纸上吸 去多余水分，最后使用电子天平称重。从总重量中减去筛绢重量既得样品湿重， 换算成浮游动物湿重生物含量( m m 3 ) 【4 】。 文中所提及的种类数为桡足类、水母类、毛颚类、枝角类、介形类、浮游幼 体等所有类别。未鉴定到种的浮游动物，则一类暂时计算为一种，或者几个种类 计算时为一种。所有种类鉴定依据为郑重等( 1 9 6 5 ，1 9 8 2 ) 的中国海洋浮游动 物桡足类( 上、中) 、陈清潮等( 1 9 6 5 ，海洋科学集刊7 ) 黄海和东海浮游桡足 类i 、陈清潮等( 1 9 7 4 ，海洋科学集刊9 ) 黄海和东海浮游桡足类i i 、张金标( 2 0 0 5 ) 中国海洋浮游管水母类、萧贻昌( 2 0 0 4 ) 中国动物志箭虫纲、高尚武等 ( 2 0 0 2 ) 中国动物志水螅虫纲、束韵芳等( 1 9 9 2 ) 中国海洋浮游生物图谱 世 to 2 2 3 群落多样性指数、均匀度指数和种类优势度的计算 种群多样性指数( h ) 及均匀度指数( j ) 、丰度指数( d ) 和优势种的优势 度( y ) 采用下列公式计算： s 日= 一 p f l o g ，r 。 f = l 式中：p i 剐n s 一样品中的种类总数； 浙江工业大学工程硕士学位论文 s 一样品中的种类总数 n 一样品中生物总个体数 y = n j n f i 式中：一第i 种在各样方中出现的频率 n i - 一群落中第i 个种在空间中的个体数量 n 一群落中所有种的个体数总和 上述分别为s h a i l i l o n - w e a v e r ( 1 9 4 9 ) 、p i e l o u ( 1 9 6 6 ) 、m a r g a l e f i ：1 9 5 8 ) 、s a n d e r s ( 1 9 6 0 ) 和c u n i s ( 1 9 5 1 ) 的公式计算。 2 3 理化因子的测定 水温( t ) 、盐度( s ) 和溶解氧( d o ) 采用象山港生态保护和修复项目中同 期由宁波市象山港海洋环境监测站承担的水质调查资料。 水温( t ) 、盐度( s ) 和溶解氧( d o ) 等数据采用水层表、中、底的平均值。 浙江工业大学工程硕士学位论文 调查海区各测站盐度的多年平均值明显呈现由湾外向湾内递减的趋势( 图 2 ) ，受地表径流影响较大的s 2 1 和s 2 4 站盐度最低，多年变化幅度也大。调查期 间，s 2 1 站变化范围为1 4 3 4 0 2 7 6 9 0 ，平均值为2 2 0 5 1 ；s 2 4 站变化范围为 2 0 0 6 0 2 7 4 6 0 ，平均值为2 4 2 7 3 。相反，象山港温度的平面分布则呈湾外向湾 内递增的趋势；s 2 1 和s 2 4 站温度多年变化幅度也大，s 2 1 站变化范围为6 7 3 2 5 ，平均值为1 8 3 ；s 2 4 站变化范围为6 9 3 1 8 ，平均为3 1 8 ( 图 3 - 1 ) 。 2 0 0 1 9 5 9 o p 赡1 8 5 * 1 8 0 仃5 1 7 0 图3 1 各调查站位水温和盐度的多年平均值 3 1 2 水温和盐度的季节变化 象山港水温和盐度周年变化基本呈现单峰模式，水温和盐度基本变化趋势相 同( 图3 2 ) 。调查期间水温最低出现在2 0 0 7 年1 月( 9 8 ) ，最高出现在2 0 0 7 年7 月( 3 1 2 ) 。调查期间平均水温呈现夏季( 3 0 1 ) 秋季( 1 8 6 ) 春季 ( 1 6 1 ) 冬季( 1 0 o ) 的模式，水温四季变化教明显；调查期间平均盐度呈 浙江工业大学工程硕士学位论文 13 象山港浮游动物群落结构与时空分布研究 现夏季( 2 7 7 2 6 ) 春季( 2 5 0 0 7 ) 冬季( 2 4 8 8 7 ) 秋季( 2 2 6 6 7 ) ，盐度四季 变化幅度较小。 春、秋季，平均水温从港口到港底呈上升趋势；平均盐度，从港