底栖生物调查方法与分类鉴定

刘晓收中国海洋大学海洋生命学院Email:[e-mail]海洋环境海洋环境的基本特征地球就象一个广阔无垠的蔚蓝色“水球”。海洋占71%2海洋环境特点：海洋3大环境梯度：纬度从赤道到两极深度从海面到海底水平从近岸到开阔大洋光照、温度、盐度、压力和营养物质分布等随3个梯度有规律变化，特殊环境孕育了生命溶解性、透光性、流动性、浮力及缓冲性能等特性3水层区水平方向分为浅海区和大洋区。浅海区指大陆架水域，大洋区为大陆缘以外水体。垂直划分为：上层（Epipelagiczone）0-200m光强随深度指数下降，有昼夜、季节温差中层（Mesopelagiczone）200-1000m无光层，温度无明显季节变化深海（Bathypelagiczone）1000-4000m黑暗无光深渊层（Abyssopelagiczone）4000-6000m低温、高压、食物稀少超深渊层（Hadalpelagiczone）6000m4海底区海岸带（Littoralzone）浪激带高潮浪花可溅到潮间带潮汐影响剧烈潮下带～50m潮汐、海浪所及下限陆架带（浅海带）200m大陆架海底区，地形平缓坡度小深海带200-4000m从大陆架外缘经大路坡至深海深渊带4000m包括深海平原和海沟，无光照，温度低，食物来源稀少，生物贫乏，生物量低5海洋环境的主要分区•水层部分（pelagicdivision）•海底部分（benthicdivision）图2.1海洋环境主要分区（引自Tait1981）上层中层深海海面200m1,000m4,000m11,000m深渊大陆缘水层区大洋区浅海区海岸（沿海带）浅海带深海带深渊带陆地图2-167底栖生物的定义和研究意义底栖生物（benthos），又称水底生物，是指生活在自潮间带至海底的表面和沉积物中的所有生物，是海洋生物中种类最多、生态学关系最复杂的生态类群。是生活史的全部或大部分时间生活于水底的水生生物群。底栖生物是水域生态系统中的一个重要组成部分，对了解生态系统的结构和功能具有重要意义。底栖生物是鱼类等经济水生动物的天然食料；一些底栖生物如虾、蟹本身就具有很高的经济价值；底栖生物还常作为环境监测的指示生物；有一些种类如海绵动物、苔藓动物等是重要的污损生物，对水产业危害甚大。底栖生物的类群：按生活方式底栖植物微藻、大型海藻、海草、红树林、盐沼植物等底栖动物腔肠动物、环节动物多毛类、软体动物、节肢动物甲壳类、棘皮动物等底栖生物的类群：按体型大小大型底栖生物:通常不能通过500µm孔径筛网的生物小型底栖生物:能通过500µm孔径筛网但不能通过42（31）µm孔径筛网的生物微型底栖生物:能通过42µm孔径筛网的生物。底栖动物的类群：按摄食方式滤食性动物（悬浮食性）:沉积食性动物（碎屑食性）:肉食性动物:杂食性动物：底栖动物的类群：按与底质的关系底上生活型:包括在底质上部生活的各种固着动物、附着动物和匍匐动物底内生活型:有埋栖动物和钻蚀动物底游生活型:能够利用胸肢或腹肢在水中作短暂游泳的虾类或虾蛄等。a）绿藻：通常生活在浅水区，如浒苔、石莼b）褐藻：生活在稍深处，如海带、裙带菜。c）红藻：多生活在潮下带，如石花菜等海藻的分布也与环境（如波浪、干露影响）和动物的选择性摄食有关。底栖植物-生产者(1)底表生活型a）固着生物包括营固着生活的植物和动物。它们自孢子或幼体固着变态后，终生不再移动。固着动物包括几乎全部海绵动物、苔藓动物和大部分腔肠动物及其他门类的一些动物(如牡蛎、藤壶)。固着动物由于它们固着不动的生活方式，所以它们营被动的摄食方式，主要依靠海水流动带来的食物以供它们的营养。b）附着生物这类生物附着生长后仍可移动。例如贻贝、扇贝等。常以发达的足丝附着在基底上，这些附着的贝类，可以把旧足丝放弃稍作移动，再分泌新的足丝附着在新的环境。（1）底表生活型c）匍匐动物指栖居于水底表面稍能移动的动物。它们包括大部分腹足类软体动物、海星类、海胆类、一些蛇尾类和双壳类软体动物。它们一般都具有宽大基部和扁平的体型，以便在海底上保持平衡状态。d）攀爬动物泛指爬行于底质表面和攀缘于水底突出物（包括水草）上的动物。种类组成复杂，一般而言，在底质表面爬行的类群个体都较大，常有较厚的贝壳或被甲。如软体动物的腹足类以及甲壳类的各种蟹类虾等。在突出物和植物上攀缘的种类大都体形较小，贝壳也相对较单薄。如节肢动物的麦杆虫。a）管栖动物这类动物主要包括一些能分泌管子埋栖于沙泥中的种类。如沙蚕。b）底埋动物栖息于泥沙中的一类动物，也包括挖洞穴居的动物。有多毛类环节动物、双壳类软体动物、部分甲壳动物、棘皮动物等。c）钻蚀生物通过机械的或化学的方式，钻蚀坚硬的岩石或木材等物体，生活在自己所钻蚀的管道中，所以称为钻蚀生物。包括一些等足类甲壳动物和双壳类软体动物。（2）底内生活型a）管栖动物这是一类经常在水底游动的动物，它们具有较发达的运动器官（如附肢），具有一定的游泳能力。这类动物主要是水底生活的甲壳动物（蟹类、虾类和口足目等）和某些鱼类。b）底埋动物栖息于泥沙中的一类动物，也包括挖洞穴居的动物。有多毛类环节动物、双壳类软体动物、部分甲壳动物、棘皮动物等。c）钻蚀生物通过机械的或化学的方式，钻蚀坚硬的岩石或木材等物体，生活在自己所钻蚀的管道中，所以称为钻蚀生物。包括一些等足类甲壳动物和双壳类软体动物。（3）底游生活型底栖生物群落调查调查方法：潜水直接观察计数（浅水）采泥器/箱式取样器底拖网取样框（潮间带）18底栖生物调查的技术要求和调查要素1技术要求a)每站采泥面积不少于0.2m2；b)泥样淘洗后的生物,包括生物残渣均应全部收集；c)总种类数的90~95%,应鉴定到种。d)湿重生物量测定精度为±0.01g，干重±0.1mg。2调查要素包括调查种类数量、组成类别、优势种类、栖息密度和生物量等。3.样品采集3.1采样仪器设备3.1.1定量采泥仪器设备a)抓斗式采泥器b)弹簧采泥器c)箱式取样器抓斗式采泥器采泥21VanVeen采泥器22箱式采泥器23Lenz采泥器柱式采泥器243.1.2定性拖网仪器设备a)阿氏拖网b)三角形拖网c)桁拖网d)网衣网孔底栖生物拖网的网衣一般分为两个部分，上部网衣网孔一般小于2cm，底部网衣网孔一般小于0.7cm。拖网阿氏拖网：水深小于200m的海区一般使用网口宽度为1.5m2.0m；港湾调查可用网口宽度为0.7m1.0m；大洋深海调查，一般采用网口宽度为2.5m3.0m三角拖网：网口大小及网衣结构同阿氏拖网。适合于沿岸水域和底质较复杂的海区采样桁拖网：一般适用于水深100m以内的海区，特别是底质松软的海区双刃拖网：适于底质为岩礁、碎石或砂砾的海区26阿氏拖网三角拖网桁拖网双刃拖网27调查船航速在2kn左右，航向稳定后投网。拖网绳长一般为水深的三倍，近岸浅水区应为水深三倍以上，拖网时间为15min；水深1000m以上的深海，拖网绳长为水深的1.5倍2.0倍，拖网时间30min1h。293.1.3船上绞车、吊杆和钢丝绳钢丝绳采泥专用绞车，一般使用直径为6mm8mm的软钢丝绳。一般拖网可使用直径为8mm10mm的软钢丝绳。3.1.4底栖动物漩涡分选装置是一种由筒体、漩涡发生器、分流器、支架和余渣收集盘组成的淘洗泥样及分选标本的专用装置3.1.5套筛由三层不同孔径的筛子和支架组成，上层筛的孔径为2.0mm5.0mm，中层为1.0mm，下层为0.5mm,使用时将其与漩涡分选装置配合。筛网313.2采样操作3.2.1采泥a)面积为0.05m2的采泥器，每站需采集4-5个样品；0.1m2的采泥器，每站需采24个样品。b)泥样淘洗采用漩涡分选装置淘洗时，将泥样分批倒入筒体，并将分流龙头开关调节至较大颗粒沉积物不致搅起溢出筒体。c)所有生物样品，包括生物残渣，均应收集并计入定量分析。3.2.2拖网a)调查船航速在2kn左右，航向稳定后投网。拖网绳长一般为水深的3倍，近岸浅水区应为水深3倍以上，拖网时间为15min。b)尽可能地收集所采到的所有生物种类，并记录生物量优势种类的重量。取样结束后，必须仔细清除网衣上的遗留生物，不致将其带入下一站所采生物之中。潮间带取样：潮间带生物采样必须在大潮期间进行；根据当地的潮汐水位参数或岸滩生物的垂直分布，将潮间带划分为高潮区、中潮区和低潮区；在高潮区布设2站、中潮区布设3站、低潮区1站或2站。在滩面较短的潮间带，在高潮区布设1站、中潮区布设3站、低潮区1站。33343.3样品处理3.3.1初步分类a)将采泥和拖网样品应按类别、个体大小、柔软脆弱和坚硬带刺者分别装瓶。定量采泥所获样品应全部取回（包括余渣）以供计数；定性拖网所获样品，当数量大但定名准确的种类，可保留一定数量供生物学等测定，其余计数和称重后可倾弃。b)遇有特殊和重要生物、生态意义的标本应拍照、记述观察到的特征，并安全保存标本。3.3.2样品保存采样处理结束后，除用于活体观察外，均应及时用固定液固定和保存。a)固定液中性甲醛溶液；丙三醇乙醇溶液；甲醛和乙醇混合液；b)固定和保存1）采泥和拖网样品，应按类别使用不同的固定液。暂时性保存使用体积分数为5%7%中性甲醛溶液保存，永久性保存应用体积分数为75%丙三醇乙醇溶液或体积分数为75%乙醇保存；2）大型藻类一般用体积分数为6%甲醛溶液保存；3）海绵动物先用体积分数为85%乙醇固定，后换以体积分数为75%乙醇加体积分数为5%丙三醇保存；4）腔肠动物、纽形动物、环节动物以及部分甲壳动物先以薄荷脑或硫酸镁麻醉，后换体积分数为5%中性甲醛溶液固定。5）个体数较大的鱼类和头足类样品（0.25kg以上），应将10%甲醛溶液注射入腹腔。棘皮动物的海胆，固定前应先刺破围口膜；6）余渣固定时，用四氯四碘荧光素染色剂固定液，便于室内标本挑拣；c)若按上述方法固定的样品，超过两个月未能进行分离鉴定，应更换一次固定液。3.4填写标签与记录3.4.1填写标签样品固定后，已装瓶的每号样品需投入标签。放入样品桶的样品，应先用纱布包裹，并另加一个竹标签或硫酸纸标签。3.4.2记录采样过程中，应及时将记录要求填入海上采样记录表，并在记事栏中记录该站采样工作的情况。4样品分析4.1样品核对、样品编号和样品登记每航次结束，应认真核对样品和采样记录是否相符。调查船返航后，必须及时检查采泥和拖网样品。核对每站样品数量和标签，若发现标签损坏和不清，应与原始记录核对，并更换标签。4.2鉴定、计数a)用放大镜或在体视显微镜下鉴定种类。种类鉴定要求达总种数的90～95％，常见种必须给出种名，并分别按种类计数和称重。b)按种类计数时；易断的纽虫、环节动物按头部计数；软体动物的死壳不计数；对于个体小而数量大的生物，可采取称重部分和总重的方法、再换算成总个数。4.3测定生物量a)生物量以湿重计，即将生物用滤纸吸干后用电子天平称重，并记录；b)管栖动物应剥去管子（小管可保留）；寄居蟹应去螺壳称重；软体动物一般不去贝壳，但需吸尽壳表水分；c)对个体大、数量多的软体动物，应壳和肉分别称湿重；d)有孔虫、石珊瑚和部分钙质苔藓虫不计重。5资料整理5.1定量泥样资料5.1.1计算各种类的个体数和生物量分别以ind/m2和g/m2表示。5.1.2填写相关表格a)大型底栖生物定量分析记录表；b)大型底栖生物生物量统计表；c)大型底栖生物生物密度统计表；d)汇总表5.1.3绘制栖息密度和生物量分布图a)密度（ind/m2）的取值标准：5，10，25，50，100，250，500，1000，1000；b)生物量（g/m2）的取值标准：1，5，10，25，50，100，250，500，1000，1000。5.2定性拖网资料5.2.1种类分布表绘制大型底栖生物定性分析种类分布记录表。5.2.2主要种类分布图定性拖网主要种类水平分布及季节变化图。5.2.3种类名录表采泥和拖网样品鉴定后，按分类系统顺序，列出调查海区大型底栖生物种类名录表，包