浮游生物網(wǎng)大小與強(qiáng)壯箭蟲捕獲效率的關(guān)系

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1、浮游生物網(wǎng)大小與強(qiáng)壯箭蟲捕獲效率的關(guān)系 　　浮游生物網(wǎng)是定量采集浮游動物的重要工具，下面是小編搜集整理的關(guān)于浮游生物網(wǎng)大小與強(qiáng)壯箭蟲捕獲效率關(guān)系探究的論文范文，供大家閱讀借鑒。 　　1引言 　　國際上使用最廣泛的是網(wǎng)孔200μm的WP-2型浮游生物網(wǎng)(簡稱WP-2網(wǎng))[1],國內(nèi)常用網(wǎng)孔505μm的大型浮游生物網(wǎng)(簡稱大網(wǎng))和網(wǎng)孔160μm的中型浮游生物網(wǎng)(簡稱中網(wǎng))。但日益增多的研究表明，網(wǎng)孔200μm以上的網(wǎng)具嚴(yán)重漏采以小型橈足類為代表的小個體浮游動物，使浮游動物的豐度、生物量和次級生產(chǎn)力等數(shù)據(jù)出現(xiàn)嚴(yán)重

2、偏差[2-6],網(wǎng)孔100~200μm的網(wǎng)具也存在不同程度的漏采[3].因此，許多國外學(xué)者開始使用網(wǎng)孔100μm以下的小孔徑網(wǎng)采集浮游動物[7-11].在國內(nèi)，網(wǎng)孔77μm的小型浮游生物網(wǎng)(簡稱小網(wǎng))主要用來采集浮游植物，用于浮游動物的研究鮮有報道。若要用小網(wǎng)定量采集浮游動物，必須首先測試其捕獲效率，并同目前常用的網(wǎng)具進(jìn)行對比。 　　浮游生物網(wǎng)的捕獲效率研究多以橈足類(Copep-oda)為重點(diǎn)關(guān)注對象[3-4,7-8,12],而對海洋中另一重要類群毛顎類(Chaetognatha)的捕獲效率研究相對較少。毛顎類是上、中層魚類和幼魚的重要餌料，同時又可捕食橈足類等浮

3、游動物，在海洋食物網(wǎng)中起到承上啟下的重要作用。毛顎類身體柔軟、瘦長，體寬變化范圍大，從幾十微米至幾十毫米不等。在網(wǎng)內(nèi)水流壓力的作用下，不同孔徑的網(wǎng)具有可能漏過不同體寬的個體，使捕獲效率產(chǎn)生差異。有研究顯示，網(wǎng)孔較小的網(wǎng)具捕獲的毛顎類總豐度更高[9-10,13];相反地，也有網(wǎng)孔小而捕獲效率低的情況出現(xiàn)[11,14].但這些研究僅對比了毛顎類總豐度的差異，并未具體分析差異產(chǎn)生的原因。 　　本文以渤海的毛顎類優(yōu)勢種強(qiáng)壯箭蟲(Sagittacrassa)為研究對象，對比大網(wǎng)、WP-2網(wǎng)和小網(wǎng)的捕獲效率，并分析捕獲效率與個體大小之間的關(guān)系，以期為更加準(zhǔn)確地定量研究我國近海毛顎類提供采樣方法的

4、依據(jù)。 　　2材料與方法 　　2.1樣品采集和分析 　　2012年11月17日至19日乘坐中國海洋大學(xué)"東方紅2";號船在渤海中部水域選取海況良好的6個站位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(圖1)。為確保采樣水體、拖網(wǎng)速度和深度一致，將3種網(wǎng)具(大網(wǎng)：網(wǎng)口內(nèi)徑80cm、網(wǎng)孔505μm,WP-2網(wǎng):網(wǎng)口內(nèi)徑57cm、網(wǎng)孔200μm,小網(wǎng)：網(wǎng)口內(nèi)徑37cm、網(wǎng)孔77μm)的網(wǎng)口用不銹鋼圈并排固定在同一平面。以0.8~1.0m/s的速度底至表垂直拖網(wǎng)，以拖網(wǎng)繩長乘以網(wǎng)口面積計算濾水量。 　　浮游動物樣品立即用最終濃度5%的海水甲醛溶液固定。樣品運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，在體視顯

5、微鏡(LeicaS8APO)下鏡檢分析。計數(shù)時將每個樣品混合均勻，隨機(jī)取出1/10~1/2并計數(shù)至少200只強(qiáng)壯箭蟲，不足則計數(shù)全樣。以樣品中的個體數(shù)除以濾水量計算總豐度(單位：ind/m3)。體長測量以箭蟲頭部前端至尾鰭末端計，以1mm為間隔將1~9mm的個體分為8段，9mm以上個體為1段，共9段，計算各體長段的豐度。從各樣品中隨機(jī)挑選450只(每個體長組內(nèi)50只)口部閉合、身體呈直線型的個體，測量其頭寬(代表身體最大寬度)和體長并計算頭寬-體長回歸方程。 　　2.2數(shù)據(jù)處理 　　捕獲效率的相對高低通過不同網(wǎng)具豐度的比值來反映。應(yīng)用ORIGIN9.0軟件繪制強(qiáng)壯箭蟲的頭寬

6、-體長關(guān)系圖并建立回歸方程(最小二乘法)。應(yīng)用SPSS22.0軟件檢驗(yàn)頭寬-體長相關(guān)關(guān)系顯著性和各站位不同網(wǎng)具總豐度之間的相關(guān)關(guān)系顯著性，應(yīng)用單因素ANOVA功能分析網(wǎng)具間箭蟲豐度差異的顯著性，并用Turkey檢驗(yàn)進(jìn)行網(wǎng)型間箭蟲豐度差異的兩兩事后多重比較，顯著性水平P=0.05. 　　3結(jié)果與討論 　　3.1頭寬-體長關(guān)系 　　樣品中的強(qiáng)壯箭蟲體長范圍是1.0~17.5mm.強(qiáng)壯箭蟲頭寬(單位：μm)與體長(單位：mm)之間呈現(xiàn)極顯著的正相關(guān)關(guān)系(圖2)，線性回歸方程為：y=58.8x+16.3,r2=0.990,P 　　3.2總豐度和各體長段豐度比較

7、 　　3種網(wǎng)具對強(qiáng)壯箭蟲的捕獲效率存在明顯差異。 　　小網(wǎng)捕獲的強(qiáng)壯箭蟲總豐度最高，達(dá)到631.1ind/m3;WP-2網(wǎng)的總豐度次之，為504.8ind/m3;大網(wǎng)的總豐度最低，僅為216.8ind/m3.小網(wǎng)的捕獲效率為大網(wǎng)的2.9倍、WP-2網(wǎng)的1.3倍，網(wǎng)孔越小捕獲效率越高。根據(jù)單因素ANOVA的分析結(jié)果，3種網(wǎng)型采集的箭蟲總豐度差異顯著(P0.05)，即捕獲效率不依賴于豐度。 　　3種網(wǎng)具捕獲的各體長段豐度對比情況如圖3所示，捕獲效率隨體長變化情況如圖4所示。除9mm以上段之外，大網(wǎng)的捕獲效率低于其他兩種網(wǎng)具，且個體越小其捕獲效率越低，其中大網(wǎng)對1~2mm個

8、體的捕獲效率與小網(wǎng)差異極顯著(P 　　4討論 　　從總豐度來看，捕獲效率由高到低依次為小網(wǎng)、WP-2網(wǎng)和大網(wǎng)，小孔徑網(wǎng)具捕獲效率更高。以往的研究中也有相似的結(jié)果，例如：Pitois等[9]在北海的Dove長期監(jiān)測站的研究表明，箭蟲(Sagittaspp.,平均頭寬394.5μm)在用網(wǎng)孔60μm的浮游生物網(wǎng)采樣品中占優(yōu)勢，而在使用網(wǎng)孔200μm及以上網(wǎng)采的樣品中從未成為優(yōu)勢種類;Riccardi[10]在威尼斯瀉湖的研究表明，網(wǎng)孔200μm的網(wǎng)具相比80μm網(wǎng)具會漏采73.2%的毛箭蟲(S.setosa,平均體長2.591mm)個體。 　　強(qiáng)

9、壯箭蟲總豐度的差異是各體長段豐度差異總和的體現(xiàn)，各體長組豐度差異是由箭蟲最大體寬與網(wǎng)孔最大寬度之間的關(guān)系決定的。強(qiáng)壯箭蟲身體寬度最大的部位依次為側(cè)鰭、尾鰭和頭部，雖然側(cè)鰭和尾鰭寬度大于頭部，但由于身體和鰭質(zhì)地柔軟，受機(jī)械壓力作用很容易彎曲變形，因此選擇頭寬代表最大體寬。當(dāng)箭蟲的頭寬小于網(wǎng)孔對角線長度(網(wǎng)孔最大寬度)時可能發(fā)生漏采，導(dǎo)致捕獲效率降低。大網(wǎng)、WP-2網(wǎng)和小網(wǎng)網(wǎng)孔對角線長度分別為714μm、283μm和109μm.根據(jù)頭寬-體長回歸方程，頭寬為714μm、283μm和109μm時箭蟲的體長分別為11.9mm、4.5mm和1.6mm.因此，理論上體長

10、1~9mm和部分9mm以上的個體可能漏過大網(wǎng)，WP-2網(wǎng)可能漏過1~4mm和部分4~5mm的個體，小網(wǎng)可以漏過部分2mm以下的個體。由圖3可見，大網(wǎng)對體長1~9mm的強(qiáng)壯箭蟲確實(shí)存在漏采,WP-2網(wǎng)理論上可漏過的部分與實(shí)際漏采最嚴(yán)重的范圍也基本一致。小網(wǎng)是否漏采了體長2mm以下的個體以后可嘗試采用更小網(wǎng)孔徑的網(wǎng)具加以驗(yàn)證。 　　由圖3知，對體長1~9mm的強(qiáng)壯箭蟲而言，網(wǎng)孔越小捕獲效率越高，體長越小捕獲效率的差異越大;隨著體長逐漸增大至9mm,3種網(wǎng)具的捕獲效率差異縮小。對于體長9mm以上的強(qiáng)壯箭蟲，大網(wǎng)和WP-2網(wǎng)的捕獲效率基本持平，而小網(wǎng)的捕獲效率出現(xiàn)低于其他兩種網(wǎng)具的跡象。由于

11、體長大于9mm的個體數(shù)量較少，各網(wǎng)型間豐度差距不大，尚不能在統(tǒng)計學(xué)上判定小網(wǎng)的捕獲效率確實(shí)低于其他兩種網(wǎng)具。相似地，Makabe等[11]在南大洋Lützow-Holm灣捕獲的毛顎類平均體長超過10mm,用網(wǎng)孔60μm網(wǎng)捕獲的毛顎類豐度卻比100μm網(wǎng)的低了10%.出現(xiàn)這種結(jié)果可能的原因是：小孔徑網(wǎng)網(wǎng)孔小，底表拖網(wǎng)過程中會在網(wǎng)口前方產(chǎn)生較強(qiáng)的水流擾動，更容易警示毛顎類避網(wǎng);且小孔徑網(wǎng)網(wǎng)口面積小，體型大的毛顎類運(yùn)動能力強(qiáng)。兩種因素均可增加大個體強(qiáng)壯箭蟲對小孔徑網(wǎng)的避網(wǎng)成功率，導(dǎo)致小孔徑網(wǎng)的捕獲效率下降。這一假設(shè)有待于進(jìn)一步證實(shí)。 　　此外，由圖3還可以看出，箭蟲的

12、體長頻度分布情況與網(wǎng)型有關(guān)。小網(wǎng)和WP-2網(wǎng)的特征基本相似，即體長1~5mm部分頻度高，約占總豐度的75%,在2~3mm段達(dá)到峰值，約為總豐度的22%.這是由于本文采樣期間(11月)正處于渤海強(qiáng)壯箭蟲的繁殖期[15],幼體大量出現(xiàn)所致。大網(wǎng)樣品中體長3~8mm部分頻度高，約占總豐度的78%,峰值不明顯，體長頻度分布顯然與真實(shí)情況不符。以往使用大網(wǎng)進(jìn)行的強(qiáng)壯箭蟲種群動力學(xué)研究[16]很可能低估了繁殖季節(jié)強(qiáng)壯箭蟲幼體的豐度，造成體長頻度分布結(jié)果失真，依據(jù)豐度推算生物量等數(shù)據(jù)也會產(chǎn)生偏差。根據(jù)Uye[17]建立的強(qiáng)壯箭蟲干重生物量與體長關(guān)系的線性方程，結(jié)合各體長段的豐度數(shù)據(jù)，估算單位水體中1~9mm

13、強(qiáng)壯箭蟲的總干重生物量，小網(wǎng)的結(jié)果約為WP-2網(wǎng)的1.2倍、大網(wǎng)的1.6倍。 　　事實(shí)證明，不同的采樣網(wǎng)具在性能上各有優(yōu)劣，在功能上互為補(bǔ)充[1,18].小網(wǎng)對小個體強(qiáng)壯箭蟲的捕獲效率高，但不利于采集大個體;其他兩種網(wǎng)具對小個體的捕獲效率雖不如小網(wǎng)，但適合采集大個體。 　　建議在強(qiáng)壯箭蟲的繁殖季節(jié)使用小網(wǎng)采樣，作為其他網(wǎng)具樣品的必要補(bǔ)充，為強(qiáng)壯箭蟲種群動力學(xué)研究獲得更全面、更準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 　　5結(jié)論 　　(1)對于體長1~9mm的強(qiáng)壯箭蟲，捕獲效率由高到低依次為小網(wǎng)、WP-2網(wǎng)和大網(wǎng)。不同網(wǎng)具的捕獲效率與箭蟲個體大小密切相關(guān)，體型越小，網(wǎng)具間捕獲效率的差異越明顯，隨著體長增大，差異縮小。 　　(2)對于體長9mm以上的強(qiáng)壯箭蟲，大網(wǎng)和WP-2網(wǎng)的捕獲效率基本持平，小網(wǎng)的捕獲效率略低于其他兩種網(wǎng)具，這可能是大個體強(qiáng)壯箭蟲避網(wǎng)導(dǎo)致的。