玉環(huán)漩門灣公園潮間帶大型底棲動物對外界干擾的響應(yīng)*

江 曠， 鮑毅新， 李海宏， 陳小南， 施渭渭

(浙江師范大學(xué)生態(tài)研究所，浙江金華 321004)

玉環(huán)漩門灣公園潮間帶大型底棲動物對外界干擾的響應(yīng)*

江 曠， 鮑毅新， 李海宏， 陳小南， 施渭渭

(浙江師范大學(xué)生態(tài)研究所，浙江金華 321004)

2012年8月，對浙江省玉環(huán)縣漩門灣濕地公園潮間帶互花米草灘涂和自然灘涂生境進行了調(diào)查，以研究潮間帶濕地受互花米草入侵、污染等外界干擾后大型底棲動物的響應(yīng)機制.本次調(diào)查共獲得40種大型底棲動物樣本，其中軟體動物18種、節(jié)肢動物13種、環(huán)節(jié)動物4種、脊索動物3種、星蟲動物和線蟲動物各1種.互花米草灘涂和自然灘涂生境平均棲息密度和生物量分別為222.6 m－2，39.23 g/m2和1 052.8 m－2，19.19 g/m2.在同一離岸距離條件下，互花米草灘涂生境的生物多樣性高于自然灘涂生境.研究結(jié)果表明:1)互花米草灘涂生境中大型底棲動物群落受到中等程度的干擾;自然灘涂生境中大型底棲動物群落受到嚴(yán)重的干擾; 2)入侵近20年的互花米草灘涂生境中大型底棲動物的物種數(shù)、生物量及生物多樣性均高于同區(qū)域中自然灘涂生境;3)互花米草有凈化海水環(huán)境的功能;4)工業(yè)污染物及生活垃圾影響沿岸環(huán)境，最終也影響到大型底棲動物群落的結(jié)構(gòu).

玉環(huán)縣漩門灣;潮間帶濕地;大型底棲動物;互花米草;ABC曲線

大型底棲動物是潮間帶濕地生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分［1－2］，其生活相對穩(wěn)定、對環(huán)境變化反應(yīng)敏感［3］，群落結(jié)構(gòu)和數(shù)量會隨環(huán)境因子改變而發(fā)生變化［4］.目前研究報道大型底棲動物群落的影響因子主要為環(huán)境因子(溫度、鹽度、酸度、重金屬、水文格局、底質(zhì)類型)、有機物質(zhì)、植被和人類活動.其中:張玉平等［5］以長江口岸灘地生態(tài)系統(tǒng)中典型的蟹類為研究對象，分析了溫度、鹽度對蟹類金屬富集量的影響;龔志軍等［6］在武漢東湖營養(yǎng)水平不同的4個湖區(qū)，對大型底棲動物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性進行了一年研究;李蓉等［7］以九龍江口桐花紅樹林為研究對象，以光灘為對照，研究了紅樹林發(fā)育狀況對大型底棲動物的影響.人類活動對大型底棲動物群落的影響也有一些研究，如圍墾［8］與工程建設(shè)［9］等.本文旨在通過研究大型底棲動物群落對互花米草入侵、濕地圍墾及環(huán)境污染等外界干擾的生態(tài)響應(yīng)機制，分析這些因子對大型底棲動物的影響，從而為海洋生物資源的可持續(xù)利用，以及利用生物監(jiān)測污染等領(lǐng)域提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù).

1 研究地點與方法

1.1 研究地點概況

漩門灣國家濕地公園位于浙江省臺州市玉環(huán)縣，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫為16.9～17.6℃，年降水量為1 300～1 400 mm.漩門二期工程于1999年開始圍墾，2005年完成圍墾后潮間帶寬度約為250～300 m，無明顯高、中、低潮帶之分.潮間帶為低潮帶及與其相連的部分中潮帶區(qū)域，為最新淺海沉積物，粘土為主，土體未分化，呈母質(zhì)狀.潮間帶地貌特征結(jié)合植被分布可分為自然灘涂和互花米草灘涂，其中互花米草由于入侵年限較早，多已成熟(據(jù)當(dāng)?shù)鼐用衩枋觯セ撞萦?993入侵至調(diào)查區(qū)域)，調(diào)查區(qū)域互花米草蓋度為25%～35%.

1.2 采樣

2012年8月，用25 cm×25 cm×30 cm自制的分層采樣器進行采樣.在自然灘涂和互花米草灘涂2種生境中各取3條與海岸垂直的帶狀斷面，3條斷面均勻分布在互花米草灘涂和自然灘涂區(qū)域.每個斷面選取5個樣點，各樣點離岸距離分別為50，100，150，200和250 m，每個樣點取4個樣方.所采泥樣用1 mm孔徑的分樣篩進行淘洗，所獲取大型底棲動物用10%福爾馬林固定，帶回實驗室后立即分類計數(shù).樣品的處理和分析按《海洋調(diào)查規(guī)范》第6部分:海洋生物調(diào)查(GB12763.6－2007)進行.

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)灘涂底棲動物群落的特點及取樣數(shù)據(jù)，以下列公式進行數(shù)據(jù)及結(jié)果分析:

其中:s表示取樣面積;a表示某一調(diào)查群落的物種個體數(shù).

2)生物多樣性指數(shù)

以上式中:S為總種數(shù);Pi為種i的個體數(shù)占總個體數(shù)的比例，用小數(shù)表示;N為所有種的個體總數(shù).

利用Excel 2010處理數(shù)據(jù)，Spss 19.0進行統(tǒng)計分析，Origin 8.5軟件繪圖.

3)ABC曲線

豐度/生物量曲線，即ABC曲線(Abundanceand Biomass Curves)，是將生物量和豐度的K－優(yōu)勢度曲線［10－11］繪入同一張圖，其中:X軸依種類豐度或生物量重要性的相對種數(shù)(對數(shù))排列;Y軸是豐度或生物量優(yōu)勢度的累積百分?jǐn)?shù)［3］.本研究中，X軸是依據(jù)物種豐度的重要性進行降序排列，Y軸為豐度和生物量的累積百分?jǐn)?shù).利用Primer 5.0軟件對豐度和生物量數(shù)據(jù)作ABC曲線.

2 結(jié)果與分析

2.1 種類組成及分布

本次調(diào)查共獲得40種大型底棲動物，隸屬于6門8綱25科.其中:軟體動物有短擬沼螺Assiminea brevicula，緋擬沼螺A.latericera，珠帶擬蟹守螺Cerithidea cingulata，尖錐擬蟹守螺C.largillierti，半褶織紋螺Nassarius semiplicatus，細(xì)肋織紋螺Zeuxis scalaris，光滑狹口螺Stenothyra glabra，微黃鐮玉螺Lunatia gilva，玉螺Natica vitellus，斑玉螺Natica tigruna，中間擬濱螺Littorinopsis intermedia，泥螺Bullacta exarata，瘤背石璜Onchidium verruculatum，微角齒口螺Odostomia subangulata，焦河藍(lán)蛤Potamocorbula ustulata，橄欖蚶Estellarca olivacea，泥蚶Tegillarca granosa和彩虹明櫻蛤Moerella iridescen等18種;節(jié)肢動物有淡水泥蟹Ilyoplax tansuiensis，鋸眼泥蟹Ilyoplax serrata，弧邊招潮蟹Uca arcuata，長足長方蟹Metaplax longipes，日本大眼蟹Macrophthalmus japonicus，紅螯相手蟹Sesarma haematocheir，絨螯近方蟹Hemigrapsus penicillatus，豆形拳蟹Philyra pisum，浙小長眼寄居蟹Paguristes pusilluzhejiangensis，鮮明鼓蝦 Alpheus distinguendus，粒螯刺鼓蝦 Betaeus yokyaikubo，安氏白蝦 Exopalaemon annandalei和中華果贏蜚Corophium sinensis等13種;環(huán)節(jié)動物有日本沙蠶Nereis japonica，日本刺沙蠶 Neanthes japonica，多齒圍沙蠶Perinereis nuntia和長吻沙蠶Glycera chirori等4種;脊索動物有青彈涂魚Scartelaos virids，大彈涂魚Boleophthalmus pectinirostris和海鰻M.cinereus等3種;以及可口革囊星蟲Phasolosma esculenta和線蟲Eelworm.各類動物所占比例如圖1所示.

圖1 各類動物所占比例

自然灘涂和互花米草灘涂獲取的物種數(shù)分別為30和31種，2種生境中均有分布的物種有21種.在離岸距離為50，100，150，200和250 m的采樣點獲取的大型底棲動物的物種數(shù)分別為22，23，20，28和23種.

2.2 數(shù)量組成及分布

由圖2可以看出:在互花米草灘涂生境中，離岸距離為250 m獲得的物種數(shù)最多;而自然灘涂生境中，在離岸距離為250 m獲得的物種數(shù)最少.離岸距離分別為50，100，150和200 m時，互花米草灘涂(HH)生境中大型底棲動物的物種數(shù)與自然灘涂(ZR)生境中大型底棲動物的物種數(shù)基本一致.離岸距離為250 m的互花米草灘涂生境中物種數(shù)與自然灘涂生境中的物種數(shù)相差較大.不同生境之間和不同離岸距離之間的物種數(shù)都無顯著差異(F1，10=0.769，F(xiàn)4，10=0.531;P＞0.05).

圖2 不同離岸距離，互花米草和自然灘涂生境大型底棲動物的物種數(shù)

圖3顯示:在自然灘涂生境中，離岸距離為50 m的大型底棲動物密度最小，在離岸距離為250 m時密度最大;互花米草灘涂生境中，離岸距離為250 m的大型底棲動物密度最高.互花米草灘涂、自然灘涂生境間差異顯著(F1，10=65.47; P＜0.05);離岸距離250 m與50 m和150 m間的密度均存在顯著差異(P＜0.05)，其他離岸距離間密度無顯著差異(P＞0.05).

由圖4可以看出:自然灘涂生境中大型底棲動物的生物量以離岸距離為150 m時最大，離岸距離為50 m和250 m的生物量最小;互花米草灘涂生境中，大型底棲動物的生物量以離岸距離為50 m和100 m時最小，250 m時最大.不同生境及不同離岸距離之間大型底棲動物的生物量均無顯著差異(F1，10=6.09，F(xiàn)4，10=1.23;P＞0.05).

圖3 不同離岸距離，互花米草和自然灘涂生境大型底棲動物的密度

圖4 不同離岸距離，互花米草和自然灘涂生境大型底棲動物的生物量

2.3 生物多樣性

互花米草灘涂和自然灘涂生境中大型底棲動物群落的生物多樣性結(jié)果見表1.互花米草灘涂生境各樣點的Margalef物種多樣性指數(shù)(Dma)、Shannon－Wiener多樣性指數(shù)(H')和Pielou均勻度指數(shù)(J)均高于同一離岸距離下的自然灘涂生境，而Simpson優(yōu)勢度指數(shù)(D)則為互花米草灘涂生境低于同一離岸距離下的自然灘涂生境.

表1 不同離岸距離，互花米草灘涂和自然灘涂生境中大型底棲動物的多樣性指數(shù)

2.4 豐度/生物量曲線

利用豐度/生物量曲線(ABC曲線)可反映大型底棲動物群落受污染擾動的程度［12］.動物群落未受到擾動時，往往是一個或幾個體型較大的物種的生物量占優(yōu)勢，但這些物種的數(shù)量很少，而數(shù)量占優(yōu)勢的是個體相對較小的物種，其豐度隨機性強，此時生物量的K－優(yōu)勢度曲線始終位于豐度曲線之上;當(dāng)動物群落受到中等程度的污染擾動時，個體較大的物種的優(yōu)勢度被削弱，豐度和生物量優(yōu)勢度的不均等程度減弱，豐度/生物量曲線接近重合或有部分交叉;當(dāng)環(huán)境受到嚴(yán)重污染時，底棲動物群落逐漸由一種或幾種個體較小的種類占優(yōu)勢，此時豐度曲線位于生物量曲線之上［2］.根據(jù)本次調(diào)查互花米草灘涂和自然灘涂生境中大型底棲動物的豐度和生物量數(shù)據(jù)繪制的ABC曲線見圖5和圖6.從圖5和圖6可以看出:互花米草灘涂生境中大型底棲動物群落受到了中等程度的污染干擾;而自然灘涂生境中大型底棲動物群落受到了嚴(yán)重的污染干擾.

3 討論

3.1 大型底棲動物對互花米草入侵的響應(yīng)

互花米草入侵鹽沼和自然灘涂后，大型底棲動物群落做出的響應(yīng)非常復(fù)雜.根據(jù)已有的研究歸納，大致有3個方面的響應(yīng):一是植物入侵后，大型底棲動物的總棲息密度及生物多樣性有所提高［13－14］;二是在植物入侵后，大型底棲動物沒有受到顯著影響［15］;三是大型底棲動物的總棲息密度和生物多樣性在植物入侵后有所降低［16－17］.本研究結(jié)果顯示:互花米草入侵后，互花米草灘涂生境中的物種數(shù)比自然灘涂生境多1種;總棲息密度自然灘涂生境較高，且棲息密度與自然灘涂生境的差異極顯著;生物多樣性和生物量均為互花米草灘涂生境高于自然灘涂生境.ABC曲線表明，互花米草灘涂生境大型底棲動物群落受到中等程度的干擾，而自然灘涂生境大型底棲動物群落受到嚴(yán)重干擾.2種生境中大型底棲動物群落受干擾的程度也可能是導(dǎo)致棲息密度、生物多樣性、生物量之間差異的原因之一.

劉軍普等［18］的互花米草凈化污水試驗表明，互花米草具有耐鹽、耐溫能力，而且對污水有明顯的凈化效果，能夠降低海水里N和P的含量.謝志發(fā)等［19］在長江河口互花米草鹽沼生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的研究中指出，在較長的時間尺度上，隨著互花米草鹽沼的發(fā)育，大型底棲動物的豐度和多樣性將逐漸增加.本研究區(qū)域中互花米草入侵時間較長，約20 a，大型底棲動物可能在互花米草灘涂生境中已形成新的穩(wěn)定的群落，這可能是導(dǎo)致本文互花米草灘涂生境中大型底棲動物的物種數(shù)、生物多樣性高于自然灘涂生境的主要原因.同一研究區(qū)域，互花米草灘涂生境受到中等干擾而自然灘涂生境受到嚴(yán)重干擾，可能與互花米草對海水的凈化作用有關(guān).

3.2 大型底棲動物對圍墾的響應(yīng)

葛寶明等［20］研究表明，灘涂生境對大型底棲動物的群落結(jié)構(gòu)起著十分重要的作用.生境條件影響大型底棲動物的群落結(jié)構(gòu)，并且導(dǎo)致其群落結(jié)構(gòu)從高潮帶到低潮帶的變化情況是由復(fù)雜到簡單.低潮帶露水時間有限，且受到潮汐沖擊的影響，所以大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)相對簡單;中高潮帶受潮汐沖擊作用相對偏小，條件較低潮帶穩(wěn)定，故群落結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜.本研究發(fā)現(xiàn)，互花米草灘涂和自然灘涂生境中，不同離岸距離的物種數(shù)和生物量間無顯著差異，棲息密度僅在250 m與50 m和100 m間存在顯著差異，其他各距離間均不存在顯著差異，說明在整個經(jīng)過圍墾后剩下的潮間帶上，物種、棲息密度、生物量分布基本上是均勻的.圍墾后的灘涂沒有高潮帶、中潮帶和低潮帶之分，且每天漲、落潮都可以在幾小時內(nèi)完成，所有灘涂都被潮水淹沒，使得整個灘涂受到水動力作用相似，這最終導(dǎo)致了各離岸距離數(shù)據(jù)間無顯著性差異.

圖5 互花米草灘涂生境的ABC曲線

圖6 自然灘涂生境的ABC曲線

3.3 大型底棲動物對污染的響應(yīng)

生物多樣性下降是目前國內(nèi)外普遍存在的環(huán)境問題，工業(yè)污染及生活垃圾污染是生物多樣性下降的主要原因之一［4］.趙永強等［4］指出，大榭開發(fā)區(qū)工業(yè)項目產(chǎn)生的廢水、廢渣給海島海岸環(huán)境帶來了威脅，改變了大型底棲動物的群落結(jié)構(gòu)，增加了大型底棲動物種類的單一化程度，降低了大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性.玉環(huán)漩門灣濕地公園附近工廠密集、工業(yè)項目密度高，污染物排放或事故性排放造成近岸水體污染，影響沿岸環(huán)境，導(dǎo)致底棲動物多樣性降低.同時，本研究調(diào)查區(qū)域位于濕地公園內(nèi)部，互花米草灘涂區(qū)域與小青居民生活區(qū)緊鄰，并且離工廠較近;研究的自然灘涂則離居民居住中心區(qū)域較遠(yuǎn)，相距約3 km.調(diào)查期間，在互花米草潮間帶發(fā)現(xiàn)一些生活垃圾，如:塑料袋、瓶子、破碎的衣服，以及食物殘渣、機船的油污等;而自然灘涂由于距離人類活動區(qū)域較遠(yuǎn)，生活垃圾較少.但圖5和圖6表明，互花米草灘涂生境大型底棲動物群落受到中等程度干擾，而自然灘涂生境大型底棲動物群落卻受到嚴(yán)重干擾，推測這一結(jié)果與互花米草有凈化海水環(huán)境的功能有關(guān).

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(責(zé)任編輯 薛 榮)

The response of outside interferences in macrobenthos of wetland park tidal flat in Xuanmen Bay，Yuhuan

JIANG Kuang， BAO Yixin， LI Haihong， CHEN Xiaonan， SHI Weiwei

(Institute of Ecology，Zhejiang Normal University，Jinhua Zhejiang 321004，China)

In order to research the responding mechanism of human disturbance in macrobenthos of tidal flat after human disturbance in tidal flat wetland，it was studied the macrobenthos in Spartina alterniflora tidal flats (HH)and natural tidal flats(ZR)in Xuanmen Bay National Wetland Park，which was situated in Yuhuan country，Zhejiang Province，in August，2012.40 species were discovered in total，of which 18 species were Mollusca，13 species were Crustacea，4 species were Polychaeta，and the rest of 5 were other animal groups.The average densities and biomasses in HH and ZR were 222.6 m－2，39.23 g/m2and 1 052.8 m－2，19.19 g/m2.In the same offshore distances，the biological diversity in HH was higher than that in ZR.The results showed that:1)The Abundance and Biomass Curves(ABC curve)indicated that the macrobenthic communi－ties in HH has suffered moderate interference，and in ZR they suffered severely interference;2)macrobenthos species number，biomass and biodiversity in HH in which Spartina alterniflora have invaded near 20 years were higher than ZR in the same area;3)Spartina alterniflora had the function of purifying seawater;4)Industrial pollutants and living garbage would affect the coastal environment，and then they would also affect the macrobenthic communities.

Xuanmen Bay，Yuhuan county;tidal flat;macrobenthos;Spartina alterniflora;ABC curve

Q958.15

A

1001－5051(2015)01－0103－06

?:2014－04－25;

2014－10－13

江 曠(1987－)，男，湖北鄂州人，碩士研究生.研究方向:大型底棲動物生態(tài)學(xué).

鮑毅新.E－mail:sky90@zjnu.cn

10.16218/j.issn.1001－5051.2015.01.017