2022, Vol. 46
文章信息
- 李永仁, 卜世勋, 冯雅楠, 陈雅琦, 付建东, 郭永军. 2022.
- LI Yong-ren, BU Shi-xun, FENG Ya-nan, CHEN Ya-qi, FU Jian-dong, GUO Yong-jun. 2022.
- 天津潮间带经济贝类资源变化规律研究
- Variation of economic shellfish resources in the Tianjin intertidal zone
- 海洋科学, 46(1): 131-139
- Marine Sciences, 46(1): 131-139.
- http://dx.doi.org/10.11759/hykx20210608003
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文章历史
- 收稿日期：2021-06-08
- 修回日期：2021-08-25
2. 天津市海发珍品实业发展有限公司, 天津 300450
2. Tianjin Haifa Seafood Industrial Development Co. Ltd., Tianjin 300450, China
天津市海岸线全长153 km, 滩涂面积336 km2[1], 该滩涂坡度平缓、泥沙底质、水质肥沃, 为传统的底栖贝类产区和理想的底栖贝类增殖场[2], 贝类资源曾经十分丰富, 传统经济种类有毛蚶(Scapharca subcrenata)、四角蛤蜊(Mactra veneriformis)、大沽全海笋(Barnea davidi)、青蛤(Cyclina sinensis)、缢蛏(Sinonovacula constricta)、长牡蛎(Crassostrea gigas)等[3]。20世纪末, 由于周边的城市化建设及日益增加的捕捞强度, 野生贝类资源迅速衰退[4]。由于港口的建设及填海造陆, 天津沿海滩涂被分割为3段: 中新生态城填海区至北疆电厂之间为鲤鱼门滩涂、临港经济区至南港之间为减河口滩涂、南港至马棚口之间为滨海湿地滩涂[5]。滩涂的分割改变了水体流动路径, 限制了贝类幼虫扩散, 人为造成滩涂贝类的地理隔离, 导致三段滩涂的贝类种类、资源量等逐渐形成各自的特点。另外, 2011年以来, 本市开展了大规模、多批次的贝类增殖放流活动, 放流种类包括菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)、毛蚶、青蛤等[5], 进一步影响了滩涂及浅海的贝类资源。
天津近海是毛蚶、中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)等多种经济动物的主产地和产卵区, 生态地位十分重要, 针对其生物群落结构、经济动物资源等方面已多次开展调查研究。蔡文倩等[6-7]探讨了2005年—2011年渤海湾大型底栖生物群落结构的变化及原因; 冯剑丰等[8-10]比较了天津近岸海域2004年及2007年夏季的大型底栖生物群落结构变化特征; 房恩军等[9]调查了2003年大神堂海域的贝类资源及2005—2007年天津潮间带生物。李永仁等[4-5, 11]报道了2013、2015及2017年对天津潮间带贝类资源的调查结果。但对该滩涂持续的调查研究结果尚未见报道。2008—2020年, 本团队对鲤鱼门滩涂、减河口滩涂及滨海湿地滩涂进行了长期、系统的贝类资源调查, 研究贝类的种群变化特征及发展趋势, 探讨贝类资源增殖对滩涂贝类资源的影响, 以期为本地潮间带贝类资源的科学增殖与合理开发提供科学依据。
1 调查方法 1.1 调查区域天津沿海滩涂主要分为3段: 汉沽鲤鱼门滩涂、大港减河口滩涂及大港滨海湿地滩涂(图 1), 2008年至今, 3段滩涂无明显变化, 滩涂纵深1~2 km, 其中高潮区和低潮区狭窄, 贝类种类及生物量极低, 不做为调查范围, 调查区域仅限中潮区。
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| 图 1 天津沿海滩涂的分布 Fig. 1 Distribution of tidal flats in Tianjin coastal area |
在3段滩涂内各设采样区1个, 包括中潮区从高至低的连续区域。采样区坐标: 汉沽鲤鱼门滩涂(39°09′N, 117°53′E); 大港减河口滩涂(38°46′N, 117°36′E); 大港滨海湿地滩涂(38°38′N, 117°35′E)。
1.2 调查方法依照《海洋调查规范》[12], 每年5月份, 在各采样区设置3个垂直于海岸的断面, 按中潮区上部(距中潮区上线1/4处)、中部(中潮区中点处)及下部(距中潮区上线3/4处)在各断面设置3个采样点。每点取样方1 m2, 即以50 cm×50 cm的木板框采样4次, 取样深度30 cm, 捡出贝类, 并以孔径450 μm的筛网筛取泥沙中的贝类, 各样方的样本封装于样本袋内, 另于采样点周边采集定性标本作为补充。筛选经济种类, 进行清洗、分类、定种[13-15]、计数、称质量、测量。
1.3 数据分析根据样本数据, 计算如下生态学指标:
式中, m为样方内该物种总质量, s为样方面积, ni为i物种个体数。滩涂总体生物量及栖息密度为该滩涂所有样方数据的平均值。
Shannon-Weaver多样性指数
调查发现经济贝类共24种(表 1), 其中, 四角蛤蜊、长牡蛎及纵肋织纹螺(Nassarius variciferus)在各滩涂、各年份均有出现, 泥螺(Bullacta exarata)在各滩涂后期均有出现, 微黄镰玉螺(Neverita reiniana)在鲤鱼门滩涂及减河口滩涂各年份均有分布, 青蛤、光滑蓝蛤(Potamocorbula laevis)在减河口滩涂各年份有分布, 彩虹明樱蛤(Moerella iridescens)、秀丽织纹螺(Nassarius festivus)在滨海湿地滩涂各年份均有分布, 渤海鸭嘴蛤(Laternula marilina)仅出现于鲤鱼门滩涂, 缢蛏(Sinonovacula constricta)仅在2018年之后出现于滨海湿地滩涂, 短文蛤(Meretrix petechialis)在2018年之后先后出现于减河口滩涂和鲤鱼门滩涂; 其余种类分布规均律性不强。
各滩涂的经济贝类栖息密度变化趋势不同(图 2), 鲤鱼门滩涂在2008年经济贝类栖息密度较低, 2012—2015年较高, 2016年以后降低; 减河口滩涂在2008年经济贝类栖息密度较低, 2012—2020年均维持较高水平; 2008—2017年, 滨海湿地滩涂的经济贝类栖息密度较高, 2018年大幅降低, 至2020年略有恢复。各滩涂的经济贝类生物量范围223.5~1 665.5 g/m2, 变化趋势与栖息密度相似(图 3)。
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| 图 2 滩涂经济贝类栖息密度变化 Fig. 2 Changes in the density of the economic shellfish in the tidal flat area |
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| 图 3 滩涂经济贝类生物量变化 Fig. 3 Changes of biomass of economic shellfish in tidal flat area |
垂直分布方面, 以2017—2018年为例(表 2), 鲤鱼门(LY)及减河口(JH)滩涂的经济贝类栖息密度及生物量在中潮区上部(ZS)较低, 中潮区中(ZZ)、下部(ZX)较高; 2017年滨海湿地(SD)滩涂的经济贝类栖息密度及生物量在中潮区中、上部较高, 下部较低, 中潮区上部主要为小规格四角蛤蜊以及织纹螺等小型贝类, 2018年中潮区上部的贝类栖息密度降低99%, 中、下部的栖息密度及生物量降低。
| 滩涂 | 潮区 | 2017年 | 2018年 | |||
| 栖息密度 | 生物量 | 栖息密度 | 生物量 | |||
| LY | zs | 11 | 132.6 | 8 | 24.6 | |
| zz | 128 | 856.5 | 124 | 596.6 | ||
| zx | 253 | 782.6 | 125 | 458.0 | ||
| JH | zs | 144 | 337.6 | 186 | 286.5 | |
| zz | 652 | 1 204.2 | 665 | 1 052.3 | ||
| zx | 681 | 966.2 | 1 320 | 624.2 | ||
| SD | zs | 404 | 1 089.6 | 4 | 38.2 | |
| zz | 352 | 2 613.2 | 49 | 417.9 | ||
| zx | 68 | 582.4 | 42 | 214.6 | ||
经济贝类群落特征指数见表 3, Shannon-Weaver多样性指数H′: 鲤鱼门滩涂 > 滨海湿地滩涂 > 减河口滩涂; 各滩涂在2008年H′较高, 总体呈逐渐降低的趋势; 减河口滩涂菲律宾蛤仔及滨海湿地滩涂四角蛤蜊的优势度均较高, 导致H′较低。Margalef物种丰富度指数D: 2017年、2019—2020年鲤鱼门及滨海湿地滩涂丰富度指数D较高, 其余年份D值变化不大, 维持在1左右, 减河口滩涂D值无显著规律。Pielou物种均匀度指数J: 鲤鱼门滩涂 > 滨海湿地滩涂 > 减河口滩涂; 2008—2018年, 各滩涂J值总体呈逐渐降低的趋势。
| 滩涂 | 指数 | 2008年 | 2012年 | 2013年 | 2014年 | 2015年 | 2016年 | 2017年 | 2018年 | 2019年 | 2020年 | 平均 |
| LY | H′ | 1.96 | 0.87 | 1.21 | 0.82 | 1.88 | 0.92 | 1.37 | 1.12 | 1.32 | 1.61 | 1.308 |
| D | 1.00 | 0.99 | 1.18 | 1.18 | 1.00 | 1.28 | 1.71 | 1.09 | 1.69 | 1.76 | 1.288 | |
| J | 0.70 | 0.26 | 0.35 | 0.24 | 0.57 | 0.27 | 0.37 | 0.37 | 0.34 | 0.38 | 0.385 | |
| JH | H′ | 1.33 | 0.96 | 1.21 | 0.78 | 0.85 | 0.86 | 0.67 | 0.62 | 0.84 | 0.81 | 0.893 |
| D | 1.16 | 0.94 | 1.10 | 0.94 | 0.95 | 0.88 | 1.12 | 1.26 | 1.18 | 1.31 | 1.084 | |
| J | 0.42 | 0.29 | 0.35 | 0.23 | 0.26 | 0.27 | 0.19 | 0.17 | 0.22 | 0.31 | 0.271 | |
| SD | H′ | 1.42 | 1.21 | 1.33 | 1.22 | 1.16 | 1.31 | 0.78 | 0.87 | 0.86 | 1.22 | 1.138 |
| D | 1.16 | 1.29 | 1.23 | 1.16 | 1.07 | 1.02 | 1.60 | 1.40 | 1.74 | 1.66 | 1.333 | |
| J | 0.45 | 0.36 | 0.40 | 0.38 | 0.37 | 0.41 | 0.20 | 0.26 | 0.32 | 0.34 | 0.349 |
经济贝类优势种见表 4, 鲤鱼门滩涂2008年为四角蛤蜊, 2012年以后为菲律宾蛤仔; 减河口滩涂2013年以前为四角蛤蜊, 2013年及以后为菲律宾蛤仔; 滨海湿地滩涂在各年份均为四角蛤蜊。2012—2014年鲤鱼门滩涂以及2016—2017年减河口滩涂, 菲律宾蛤仔的优势度高达90以上; 滨海湿地滩涂的泥螺密度逐渐提高并成为优势种。
| 滩涂 | 2008年 | 2012年 | 2013年 | 2014年 | 2015年 | 2016年 | 2017年 | 2018年 | 2019年 | 2020年 | |
| LY | 优势种 | s | f | f | f | f | f, n | f, n | f, n | f | f |
| 优势度 | 60.6 | 96.6 | 92.5 | 97.1 | 75.6 | 66.5, 21.3 | 61.7, 23.4 | 58.8, 25.5 | 82.3 | 88.6 | |
| JH | 优势种 | s | s | f | f, q | f | f | f | f, n | f | f |
| 优势度 | 88.6 | 75.2 | 85.6 | 68.5, 22.4 | 88.6 | 91.3 | 92.3 | 67.2, 20.8 | 78.6 | 82.3 | |
| SD | 优势种 | s | s | s | s | s, n | s, n | s, n | s, n | s, n | s, n |
| 优势度 | 78.5 | 66.4 | 82.4 | 76.5 | 58.6, 31.6 | 62.3, 23.2 | 79.9 | 62.5, 22.6 | 65.4, 23.2 | 55.2, 27.3 | |
| 注: 优势度≥20判定为优势种, s. 四角蛤蜊, f. 菲律宾蛤仔, n. 泥螺, q. 青蛤 | |||||||||||
2008—2020年, 在天津汉沽鲤鱼门滩涂、大港减河口滩涂及大港滨海湿地滩涂采集经济贝类共计24种, 每段滩涂每年采集7~14种。其中, 大港滨海湿地滩涂2017年采集经济贝类种类最多, 为14种, 2008年鲤鱼门滩涂采集经济贝类种类最少, 仅为7种。本研究中, 新增泥螺为经济贝类[16], 比2012—2014年汉沽鲤鱼门滩涂经济贝类种类增加1种[4]。
调查表明, 中潮区上部的经济贝类资源量和密度一般低于中潮区中、下部, 其原因为: 中潮区上部干露时间长, 环境恶劣, 分布种类少[17]; 中潮区中、下部底质环境稳定, 为泥沙混合型沉积环境, 多样性一般高于泥或砂等匀质环境[18]。
3段滩涂的经济贝类资源量年度间变化显著, 主要与以下3种因素有关。
3.1.1 生存环境变化鲤鱼门滩涂经济贝类资源量在2017年以后下滑, 调查发现部分滩涂平面覆盖软泥, 不利于贝类的存活; 港口建设及机械化采捕等人类活动导致潮间带含沙量降低, 造成泥螺在各滩涂后期的资源量逐渐增加; 2017年在大港滨海湿地滩涂采集经济贝类14种, 2018年仅为8种, 优势种四角蛤蜊生物量大幅度降低, 与该滩涂边缘开挖沟渠等因素有关。
3.1.2 采捕压力2018年初大规模采捕滨海湿地滩涂的四角蛤蜊, 导致生物量降低; 调查前期, 减河口滩涂青蛤资源较丰富, 壳长2 cm以内的苗种密度较高[11], 但后期青蛤密度下降, 与长期的赶海拾贝有关; 本地滩涂拾贝不将泥螺做为目标种类, 因此, 各滩涂均表现出生物量逐渐增加的趋势。
3.1.3 增殖放流2010年以来, 天津市增殖放流力度加大, 2011年在汉沽大神堂海域放流菲律宾蛤仔苗种500 t[3], 研究表明, 鲤鱼门滩涂与减河口滩涂2012年以后的经济贝类资源量显著高于2008年, 且优势种转变为菲律宾蛤仔, 与临近海域增殖放流菲律宾蛤仔密切相关[4]。
3.2 优势种类分析2008年, 鲤鱼门滩涂与减河口滩涂无菲律宾蛤仔资源, 2012年—2013年, 菲律宾蛤仔取代四角蛤蜊, 成为2段滩涂的主要优势种, 分析原因可能为: 自2010年, 天津市贝类增殖放流力度逐渐加大, 放流地点为大神堂南部浅海与驴驹河东部浅海[3], 分别临近鲤鱼门滩涂与减河口滩涂, 放流种类主要为菲律宾蛤仔、毛蚶等。菲律宾蛤仔为典型滩涂贝类, 喜附着于泥沙底质的潮间带[19], 1 a可达性成熟, 放流后次年春季可繁殖, 幼虫浮游期10 d左右[20], 幼虫随潮流抵达潮间带并变态潜砂, 并迅速发展成为优势种。大港滨海湿地滩涂与贝类放流区距离较远, 被南港填海区隔离, 且该滩涂2020年以前未出现菲律宾蛤仔, 说明南港填海区可能限制了菲律宾蛤仔的种群扩散。大港减河口滩涂的青蛤资源较丰富, 并在2014年成为优势种之一, 但优势度远低于菲律宾蛤仔, 这可能与人为采捕有关, 经济价值较高的青蛤更受采捕者青睐[5]。
2008年, 泥螺在各滩涂仅零星分布, 后期发展为优势物种, 主要分布于含沙量较低的中上潮区, 可能原因为: 泥螺属腹足类, 可依靠庶足进行一定距离的迁移[21], 分布范围迅速扩展; 泥螺以卵群繁殖, 自然状态下的孵化率及幼虫存活率均较高[16]; 本地主要采捕对象为四角蛤蜊、菲律宾蛤仔、青蛤等双壳贝类, 对泥螺鲜有采捕[5]。
3.3 贝类资源可持续利用建议天津沿海滩涂的经济贝类资源具有重要意义, 首先, 天津沿海是东方白鹳等珍稀鸟类迁徙的主要路线[22], 滩涂贝类是鸟类的主要食物之一; 第二, 滤食性贝类降低沿岸水质的富营养水平, 改善底质; 第三, 滩涂贝类处于近海食物链的底层, 间接提高近海生物多样性与生物量。
3.3.1 开展科学的贝类增殖放流基于对放流区生态环境的长期调查, 确定适宜生存的贝类种类以及合理的养殖容量, 科学规划放流方案, 可有效优化放流效果。贝类苗种在放流后次年进入繁殖期, 在此期间应进行放流区贝类资源的保护, 发挥通过放流增加资源量的目的。
3.3.2 规范土著贝类苗种繁育目前, 天津沿海贝类苗种来源不一, 导致苗种遗传背景不清晰, 在繁殖过程中与野生群体混合, 不利于本地群体的保护。目前, 已有研究报道了适宜于本地沿海的贝类苗种繁育技术[23]。开展土著贝类苗种繁育, 是保护本地贝类资源的前提。
3.3.3 建立贝类禁捕区在滩涂或浅海建立禁捕区, 严格禁止贝类采捕, 每年5月—6月繁殖期, 浮游幼虫扩散到周边浅海及滩涂, 增加周边海域贝类的栖息密度, 修复海域贝类资源。禁捕区应选择在适宜区域, 例如河口区滩涂或贝类适养海域。
3.3.4 减少人类活动对滩涂环境的破坏陆源污染物排放造成的近岸海域富营养化[24], 降低贝类幼虫存活率; 吹沙填海、洗砂及沿岸建设等人类活动改变了沿岸水动力特征, 弱化营养盐向远海的转移[25], 一定程度改变了部分潮间带的底质成分, 导致贝类难以适应。因此, 严控海域污染、减少填海, 是保护滩涂环境、恢复经济贝类资源量的重要保障。
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