第七章 海洋生态调查(海洋生物资源调查技术)

4.7 群落演变评价 1） 评价对象 浮游植物、浮游动物、游泳动物、底栖生物、潮间带生物群
落。 2）评价方法 采用演变速率指标：
SIM0、SIMi——初始群落和时间尺度上第i群落的相似性指数。
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相似性指数计算公式如下：
Ncoi= n min(Nco0，Ncoi)，表示初始群落和第i时刻群落共有种 j1 的个体数较小者之和， Si、S0 ——第i群落和初始群落的物种数。
至2.6 ，2000年仅为0.6 ，所占百分比亦呈下降趋势。 脊腹褐虾生物量密度占总渔获量的比例呈增加趋势。
2000年小黄鱼生物量密度增加较大，带鱼1986年没有捕获， 1998年为0.059，而2000年为2.934，占总生物量的9.6％ ， 玉筋鱼的生物量下降幅度较大，从1998年的1.589下降至2000 年的0.079 。
评价其演变趋势。
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五、海洋生态系统功能评价
初级生产功能评价 海洋生态系统中初级生产功能主要由浮游植物承担，初级生产提供了生态系
统运转的几乎全部的能量来源，是最重要的功能指标。初级生产功能采用 初级生产力评价，单位：mg.m-3.d-1 或 g.m-2.d-1（均以碳计）。 绘制空间分布图，评价其变化趋势。
包括种类组成和物种多样性、群落的空间结构和营养结构
3 海洋生态系统功能 海洋生态系统中的物质循环、能量流动、信息传递及其调
控作用。 4 优势种 具有控制群落和反映群落特征的种类，数量所占比例最多的种
类。
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5 指示种 海洋生物群落在一定状态出现的标志性的物种。
6 关键种 食物网中处于关键环节起到控制作用的物种。
2.d-1（均以碳计）。 绘制空间分布图，评价其变化趋势。
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实例分析 山东半岛南部水域春季游泳动物群落结构的变化
根据1986、1998和2000年春季对山东半岛南部水域 进行的底拖网调查资料，对渔业资源、优势种及多样性的 年间变化进行了分析。
结果表明，种类更替加快，优势度下降，多样性增加，从 而使群落结构发生了较大的变化，演替加快。
浮游植物群落、浮游动物群落、游泳动物群落、底栖生物群 落、潮间带生物群落。
2) 评价方法和结果表达 分析不同环境压力（如污染）下生物群落出现的指示性物
种，计算其生物量； 绘制空间分布图，评价环境和群落的变化趋势。
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4.4 关键种评价 1) 评价对象 海洋食物网
2) 评价方法和结果表达 分析食物网各营养阶层的关键物种，计算其生物量，绘制空 间分布图，评价其变化趋势。
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三、海洋生态评价
3.1 评价对象 a）浮游植物细胞数量、种类组成和群落结构； b）浮游动物个体数量、湿重生物量、种类组成和群落结构； c) 游泳动物种群数量、渔获重量、种类组成和群落结构； d) 底栖生物栖息密度、湿重生物量、种类组成和群落结构； e) 潮间带生物栖息密度、湿重生物量、种类组成和群落结构。
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海洋环境要素调查 a) 海洋水文要素； b) 海洋气象要素； c) 海洋光学要素； d) 海水化学要素； e) 海洋底质要素。
水深、盐度、温度、海流、透明度等要素调查 为第九章内容。
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人类活动要素调查 a) 海水养殖生产要素； b) 海洋捕捞生产要素； c) 入海污染要素； d) 海上油田生产要素； e) 其它人类活动要素 以上内容调查列为第八章内容。
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1 材料和方法 绘制优势度曲线用于分析生物群落结构特征。 多样性指标：用下列指标来表示调查水域渔业生物多样性 ，并分别用相对生物量和个体数来进行计算。
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2 结果 2.1 资源量的年间变化
各生态类资源量出现明显的变化(图2)。 2000年调查的生物量(kg·h－1 )与1986年相似，但仅为1998年 的52.2％ ，主要是中上层鱼类下降，为1998年34.7％ ；
每站起网后，观测温度、盐度、溶解氧等环境因子。所 有渔获物都在船上进行分析，记录每种的重量、尾数。
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1 材料和方法 1986年调查数据根据网口面积进行了数据标准化，使
其与1998年和2000年调查数据一致。利用Bray—Curtis 的相异性指标，计算、分析渔获物组成的年间变化。公式 为：
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1 材料和方法 材料取自1986、1998和2000年5～6月利用“北斗”号
生物资源调查船在山东半岛南部水域，对鯷产卵场进行的 多学科综合调查，对16个站位进行底拖网调查(图1)
调查用网具1986年为452目×170 mm，1998年和2000年为 836目×120 mm，囊网网目分别为20mm和24 mm。
海洋光学 海洋化学
海洋底质 海水养殖生产 海洋捕捞生产
• 人类活动要素
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入海污染 海上油田生产 其他人类活动
（a）海洋生物群落结构要素调查 微生物、叶绿素a 底栖生物 潮间带生物 游泳动物 浮游生物 浮游动物 (鱼卵、仔鱼）
(b) 海洋生态系统功能要素调查 初级生产力、新生产力和细菌生产力.
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2 结果 2.3 多样性
表3为以底拖网渔获重量和尾数计算的多样性和均匀度指标 。以1986年58种，其中鱼类有46种，1998年52种，其中鱼 类为39种，2000年56种，其中鱼类为40种。
丰度指标年间变化趋势与种类数一致。 多样性指标以单位网次渔获重量表示，2000年最高，1998年 最低，以尾数表示自1986年至2000年呈增加趋势。 均匀性指标年间变化趋势与多样性指数一致。
底栖动物
横门湾 底栖生物栖息密度分布特征(个/m2) 栖息密度水平分布呈由湾底向湾口逐渐增加趋势，偏东 北向增加较快
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n
j1
4.2 优势种评价 1） 评价对象
浮游植物群落、浮游动物群落、游泳动物群落、底栖生物群落、潮 间带生物群落。
2） 评价方法： 优势度、丰度。 对于某一个站 上的优势度
7 物种多样性 生物群落中物种的丰富度及其个体数量分布。
8 群落均匀度 生物群落中各物种间个体分配的均匀程度。
9 群落演变 生物群落的结构随时间而发生的变化。
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二、 调查内容
海洋生态要素调查
• 海洋生物要素
a 海洋生物群落结构要素 b 海洋生态系统功能要素
海洋水文 海洋气象
• 海洋环境要素
底层鱼类略有增加，经济无脊椎动物生物量年间变化不 大。
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2 结果 渔获尾数呈逐年上升趋势，表明生物趋于小型化。
从种类组成相似性来看(表1)，用重量比以数量表示的 种类组成的年间变化明显。
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2 结果 2.2 优势种的年间变化
表2列出渔获重量和尾数及其占总渔获量的百分比和 出现频率。鯷在3次调查中均占首位。
其变化趋势。
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浮游植物
横门湾 浮游植物密度分布特征（×106个/m3） 细胞数量的平面分布由湾底西南角向湾口及外海逐渐减少
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浮游动物
横门湾 浮游动物密度分布特征(×104个/m3) 浮游动物个体数量水平分布呈西北东南向由湾底向湾口逐 渐减少趋势
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如太平洋鲱、大头鳕、带鱼，而小黄鱼、鲆鲽类渔业主要 依赖于当年生幼鱼或1龄鱼。
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3 讨论 3.1 渔业资源的变动
自90年代初期开始大规模开发黄海鯷资源以来，产量 直线上升，至1996年产量已经超过其最大可持续渔获量 50×104 t，但捕捞强度仍不断增加，1997—1999年连续 3年产量超过100×104 t，其后果直接导致鯷生物量的大 幅度下降，渔获物严重依赖补充群体 。
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4.5 物种多样性评价 1) 评价对象 浮游植物、浮游动物、游泳动物、底栖生物、潮间带生物群 落。 2) 评价方法 物种多样性指数一般采用Shannon－Weaver指数， 计算公式如下：
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H ——种类多样性指数； Pi ——群落中第i种的数量或重量占样品总数量之比值； s ——群落中的物种数。
n ——初始群落和第i时刻群落共有的物种数；
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演变速率（E）介于0-1之间。
E＝0，两个群落结构完全相同，没有发生演变。 E＝1，两个群落结构完全改变，没有共同种，发生完全演变。
0<E<1，两个群落的结构发生部分改变。
3） 结果表达 计算不同生物群落的演变速率，沿时间系列绘制演变图，
由于2000年捕获的鯷包含一定数量的补充群体，而1998 年则基本上都是生殖群体，如果仅计算生殖群体，2000年 鯷生物量下降幅度则会更大。
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3 讨论 3.2 群落结构的变化
游泳动物的分布与栖息环境关系密切，鯷、小黄鱼、带 鱼等经济种类分布的密集区明显，容易受到捕捞的影响，其 中一些种类的空间分布存在着竞争或依存关系。
新生产功能评价 新生产指由浮游植物利用新进入真光层的营养盐完成的有机物生产。新生产
功能采用新生产力评价，单位：mg.m-3.d-1 或 g.m-2.d-1（均以碳计） 。 绘制空间分布图，评价其变化趋势。
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细菌生产功能评价 海洋生态系统中细菌生产功能主要由异样细菌承担，细菌生产
提供了生态系统运转的补充能量来源。 细菌生产功能采用细菌生产力评价，单位：mg.m-3.d-1 或 g.m-
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3.2 评价内容 a) 海洋生物群落结构评价； b) 海洋生态系统功能评价； c) 海洋生态压力评价（列为第八章内容）。
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四、 海洋生物群落结构评价
4.1 生物量评价 1） 评价对象 微生物、浮游植物群落、浮游动物群落、游泳动物群落、
底栖生物群落、潮间带生物群落。 2） 评价方法和结果表达 分析各类群的个体数量、生物量，绘制空间分布图，评价
第七章
一 术语和定义
1 海洋生态系统
海洋生态调查概述
一定海域内生物群落与周围环境相互作用构成的自然系
统，具有相对稳定功能并能自我调控的生态单元。
海岸带生态系统（潮上带、潮间带、河口）
岛屿生态系统
浅海生态系统
外海和大洋生态系统
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2 海洋生物群落结构 一定海域的各种生物种群组成的相对稳定的集合体。
D — 第i种的百分比优势度； ni ——第i 种的数量； N ——该站群落中所有种的数量
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种类丰度指数：
S 为群落中的总种数， n为观察到的个体总数 3） 结果表达 分析群落优势种丰度及其优势度，绘制空间分 布图，评价其变化趋势。
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4.3 指示种评价 1) 评价对象
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2 结果
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3 讨论 3.1 渔业资源的变动
黄、渤海经历了从20世纪50—60年代具有重要经济 价值的小黄鱼、带鱼到70年代的太平洋鲱，同时带动捕捞 这些种类的渔业大发展。
随着捕捞强度的快速增加，这些资源优势种类逐一衰退， 生物量大幅度下降 ，很多种类在黄海已经形不成渔汛或失 去捕捞价值
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3) 结果表达 计算生物群落的物种多样性， 制作空间分布图，评价其变化趋势。 多样性指数的等值线取值标准为： 0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5， 5.0，6.0，7.0，8.0。
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4.6 群落均匀度评价
1） 评价对象 浮游植物、浮游动物、游泳动物、底栖生物、潮间带生物群
鯷生物量2000年仅分别为1986和1998年的49.3％和32.0％ ， 优势度明显下降(图3)，然而平均渔获尾数却呈小幅度的增加， 表明2000年个体偏小。
1986年分布范围较小，仅不足一半的调查站位出现，1998和 2000年分布范围较大。
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2 结果
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2 结果 其它优势种组成变化较大，高眼鲽生物量密度自3.4 下降
落。 2） 评价方法
均匀度指数（J）：
H ——群落实测的物种多样性指数； N ——群落中所有种的数量； S —— 群落中的物种数；
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3） 结果表达 计算不同生物群落的均匀度，制作空间分布图 评价其变化趋势。等值线取值标准为0.2，0.4，0.6，0.8，1.0。
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