Spatial pattern of fish taxonomic diversity along coastal waters in northern South China Sea
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摘要: 鱼类分类学多样性是鱼类多样性保护和群落稳定性分析的基础。采用2014—2017年在南海北部沿岸7处海域的渔业资源监测数据和相关文献资料,运用分类学多样性指数、分类学相异性指数和聚类分析等方法研究了鱼类的种类组成和分类学多样性的空间格局。结果表明:1) 7处海域共出现鱼类1 105种,以珠江口最多 (958种),南澳岛最少 (94种);2) 研究海域可划分为2个类群:类群Ⅰ为雷州湾、珠江口、大亚湾,分类学多样性水平高;类群Ⅱ为陵水湾、南澳岛、海陵湾和防城港,多样性较低;3) 总体平均分类差异指数 (Average taxonomic distinctness index, ∆+) 变化幅度较小 (54.3~61.04),随纬度的增加而变大,但趋势不明显;4) 陵水湾、海陵湾和防城港的∆+均落在漏斗外。综上,在较大尺度上,研究海域鱼类物种热带-亚热带特征明显,∆+总体呈渤海>黄海>东海>南海的趋势;陵水湾、海陵湾和防城港有生境退化的迹象,因此定期进行渔业监测研究十分必要。Abstract: Fish taxonomic diversity is the basis of fish diversity protection and community stability analysis. Based on the monitoring and historical data of fishery resources in seven coastal waters of the northern South China Sea (Leizhou Bay, Daya Bay, Pearl River Estuary, Lingshui Bay, Hailing Bay, Fangchenggang and Nan'ao Island) during 2014 to 2017, we analyzed the species composition and spatial pattern of fish taxonomic diversity by studying the taxonomic diversity index and taxonomic dissimilarity index, in addtion with a cluster analysis. The results show that: 1) A total of 1 105 fish species had been identified. The species richness was the greatest in the Pearl River Estuary (958 species) and the least in Nan'ao Island (94 species). 2) The seven waters can be divided into two groups: Group I (Leizhou Bay, Pearl River Estuary and Daya Bay) had high taxonomic diversity and uneven genetic relationship; Group II (Lingshui Bay, Nan'ao Island, Hailing Bay and Fangchenggang) had low taxonomic diversity. 3) The variation range of average taxonomic distinctness index (∆+) in each water was small (54.3–61.04), and the variation of Δ+ was not positive with the increase of latitude. 4) The ∆+ of Lingshui Bay, Hailing Bay and Fangchenggang fell in the outside of the 95% confidence funnel. In conclusion, the tropical-subtropical characteristics of fish species in the surveyed area are generally obvious, with a decreasing trend of ∆+ of Bohai Sea>Yellow Sea>East China Sea>South China Sea; Lingshui Bay, Hailing Bay and Fangchenggang might have habitat degradation, which indicates that the research on fishery monitoring is necessary for the fishes biodiversity protection.
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Key words:
- Fish taxonomic diversity /
- Spatial pattern /
- Northern South China Sea
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表 1 数据来源
Table 1. Data source
采样地点
Sampling site采样时间
Sampling time数据补充来源
Data supplement source大亚湾 Daya Bay 2015年4、8、10、12月 [27-32] 珠江口 Pearl River Estuary 2014年8月和2015年1、4、10月 [2,33-34] 雷州湾 Leizhou Bay 2016年4、8、11月 [33] 海陵湾 Hailing Bay 2014年9月和2015年2、7、11月 本文 南澳岛 Nan'ao Island 2014年9、12月和2015年4月 本文 陵水湾 Lingshui Bay 2014年11月,2015年5、8月和2016年1月 本文 防城港 Fangchenggang 2015年2、5、8、11月 本文 表 2 等级路径权重值
Table 2. Weight value of taxonomic level
分类等级
Taxon level权重值 $ {\omega }^{\left(0\right)} $ 权重值 $ {\omega }^{\left(1\right)} $ $ {\omega }_{ij} $含义Definition of $ {\omega }_{ij} $ 权重
Weight$ {\omega }_{ij} $含义Definition of $ {\omega }_{ij} $ 权重
Weight种 Species 同属不同种 Different specie but same genus 16.667 同种 Same specie 0 属 Genus 同科不同属 Different genus but same family 33.333 同属不同种 Different specie but same genus 1 科 Family 同目不同科 Different family but same order 50.000 同科不同属 Different genus but same family 2 目 Order 同纲不同目 Different order but same class 66.667 同目不同科 Different family but same order 3 纲 Class 同门不同纲 Different class but same phylum 83.333 同纲不同目 Different order but same class 4 门 Phylum 不同门 Different phylum 100.000 同门不同纲 Different class but same phylum 5 表 3 南海北部各海域鱼类种类丰富度及其分类学多样性指数值
Table 3. Fish species richness and their taxonomy diversity values in coastal waters in northern South China Sea
纲 Phylum
目 Order种数 (占比/%) Species richness (Propotion/%) 珠江口
Pearl River Estuary大亚湾
Daya Bay南澳岛
Nan'ao Island海陵湾
Hailing Bay雷州湾
Leizhou Bay防城港
Fangchenggang陵水湾
Lingshui Bay软骨鱼纲 Chondrichthyes 鳐形目 Rajiformes 6 (0.63) 3 (0.7) 1 (1.06) 0 (0) 1 (0.34) 0 (0) 0 (0) 须鲨目 Orectolobiformes 4 (0.42) 2 (0.47) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 电鳐目 Torpediniformes 2 (0.21) 2 (0.47) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 鲼目 Myliobatiformes 16 (1.67) 8 (1.87) 1 (1.06) 0 (0) 6 (2.03) 0 (0) 0 (0) 真鲨目 Carcharhiniformes 15 (1.57) 5 (1.17) 0 (0) 0 (0) 1 (0.34) 1 (0.6) 0 (0) 银鲛目 Chimaeriformes 1 (0.1) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 辐鳍鱼纲 Actinopterygii 鮟目 Lophiiformes 9 (0.94) 1 (0.23) 0 (0) 0 (0) 1 (0.34) 0 (0) 2 (1.27) 鲽形目 Pleuronectiformes 72 (7.52) 31 (7.24) 5 (5.32) 10 (8.7) 30 (10.14) 13 (7.78) 13 (8.23) 鲉形目 Scorpaeniformes 66 (6.89) 26 (6.07) 6 (6.38) 6 (5.22) 20 (6.76) 10 (5.99) 14 (8.86) 金眼鲷目 Beryciformes 6 (0.63) 3 (0.7) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 灯笼鱼目 Myctophiformes 6 (0.63) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 鲶形目 Siluriformes 6 (0.63) 3 (0.7) 0 (0) 1 (0.87) 2 (0.68) 2 (1.2) 0 (0) 鲀形目 Tetraodontiformes 57 (5.95) 25 (5.84) 6 (6.38) 3 (2.61) 18 (6.08) 6 (3.59) 8 (5.06) 鲈形目 Perciformes 513 (53.55) 233 (54.44) 50 (53.19) 73 (63.48) 160 (54.05) 110 (65.87) 93 (58.86) 鲱形目 Clupeiformes 42 (4.38) 29 (6.78) 8 (8.51) 11 (9.57) 21 (7.09) 15 (8.98) 7 (4.43) 鳕形目 Gadiformes 4 (0.42) 1 (0.23) 1 (1.06) 0 (0) 1 (0.34) 0 (0) 0 (0) 鼬鳚目 Ophidiiformes 4 (0.42) 1 (0.23) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 1 (0.63) 胡瓜鱼目 Osmeriformes 4 (0.42) 3 (0.7) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 鳗鲡目 Anguilliformes 38 (3.97) 22 (5.14) 9 (9.57) 5 (4.35) 13 (4.39) 4 (2.4) 10 (6.33) 银汉鱼目 Atheriniformes 3 (0.31) 1 (0.23) 0 (0) 0 (0) 1 (0.34) 0 (0) 0 (0) 鲤形目 Cypriniformes 26 (2.71) 0 (0) 1 (1.06) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 1 (0.63) 北梭鱼目 Albuliformes 2 (0.21) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 鼠鱚目 Gonorhynchiformes 2 (0.21) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 海鲂目 Zeiformes 2 (0.21) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 仙女鱼目 Aulopiformes 15 (1.57) 7 (1.64) 4 (4.26) 5 (4.35) 9 (3.04) 4 (2.40) 6 (3.80) 颌针鱼目 Beloniformes 12 (1.25) 10 (2.34) 0 (0) 0 (0) 1 (0.34) 1 (0.6) 0 (0) 鲻形目 Mugiliformes 12 (1.25) 4 (0.93) 2 (2.13) 1 (0.87) 2 (0.68) 1 (0.60) 0 (0) 海龙目 Syngnathiformes 11 (1.15) 6 (1.40) 0 (0) 0 (0) 8 (2.70) 0 (0) 3 (1.90) 辫鱼目 Ateleopodiformes 1 (0.1) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 海鲢目 Elopiformes 1 (0.10) 2 (0.47) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 刺鱼目 Gasterosteiformes 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 1 (0.34) 0 (0) 0 (0) 平均分类差异指数 ∆+ 61.04 60.70 59.08 61.04 59.39 54.30 56.33 分类差异变异指数 $ \wedge $+ 313.7 326.6 313.7 255.8 276.1 238.4 196.1 表 4 南海北部各海域鱼类物种数
Table 4. Number of fish species of coastal waters in northern South China Sea
海域
Sea area物种数
Number of species参考文献
Reference珠江口 Pearl River Estuary 287 [34] 53 [33] 1 009 [51] 958 本文 大亚湾 Daya Bay 304 [28-29] 87 [32] 200 [27] 107 [47] 320 [18] 54 [33] 428 本文 陵水湾 Lingshui Bay 68 [33] 158 本文 雷州湾 Leizhou Bay 100 [33] 296 本文 南澳岛 Nan'ao Island 37 [33] 94 本文 海陵湾 Hailing Bay 158 本文 防城港 Fangchenggang 168 本文 表 5 各海域鱼类分类学多样性比较
Table 5. Comparison of taxonomic diversity index of fish species among coastal waters
海域
Sea area种类数
Number of species平均分类差异指数
∆+分类差异变异指数$ \wedge $+ 参考文献
Reference黄、渤海 Yellow Sea and Bohai Sea 379 77.00 240.00 [26] 唐山湾 Tangshan Bay 94 64.20 136.00 [40] 山东近海 Coastal waters of shangdong 225 66.10 142.00 [58] 长江口 Yangtze River Estuary 62 65.69 117.71 [54] 舟山近海 Zhoushan coastal waters 154 60.00 340.80 [59] 东海陆架 East China Sea Continental Shelf 350 65.70 120.00 [39] 浙江南部近海 Offwater of southern Zhejiang 182 62.90 77.00 [60] 东山湾 Dongshan Bay 114 65.80 129.50 [61] 南澳岛 Nan'ao Island 94 59.08 255.81 本文 大亚湾 Daya Bay 428 60.70 326.58 本文 珠江口 Pearl River Estuary 958 61.04 313.66 本文 海陵湾 Hailing Bay 115 54.76 209.62 本文 防城港 Fangcheng Bay 111 54.30 238.38 本文 雷州湾 Leizhou Bay 296 59.39 276.06 本文 陵水湾 Lingshui Bay 158 56.33 196.10 本文 东沙群岛 Dongsha Islands 403 55.20 110.00 [62] 北部湾口 Mouth of Beibu Gulf 301 46.30 124.50 [56] 西沙、中沙群岛 Xisha and Zhongsha Islands 632 60.20 164.00 [63] 七连屿礁 Qilianyu Island Reef of Xisha Islands 175 54.19 112.35 [64] 南沙群岛 Nansha Island 548 56.60 150.00 [63] 渚碧礁 Zhubi Reef of Nansha Islands 152 58.75 102.60 [65] -
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