江苏北部沿海潮间带大型底栖动物群落特征及表层沉积物重金属含量研究

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:superxiaoqianqia
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江苏沿海是东亚-澳大利亚候鸟迁徙路线上重要的迁徙停歇地,承载着数以百万计的鸻鹬类,为了解鸻鹬类喜好的食物类型以及食物资源的时空分布特征,并对迁徙停歇地的质量进行有效评估。本课题组前期已经完成了对江苏南部沿海的底栖动物群落特征及重金属含量的研究,本研究将继续完善江苏北部沿海的相关调查。本研究区域主要包括(A:绣针河口、B:辛家沙、C:海州湾度假区、D:兴庄河口、E:青口河口、F:灌东盐场、G:射阳河闸)7个断面,于2018年4月和10月进行采样调查,对该区域的大型底栖动物的种类组成与分布、现存量、优势种的更替、大型底栖动物与理化因子的关系进行分析,并结合生物多样性指数和丰度生物量曲线(abundance biomass comparison curve,简称ABC曲线)对大型底栖动物群落的扰动状况与环境因子的关系进行探讨。除此之外,对大型底栖动物体内重金属含量、沉积物中重金属的分布特征、污染状况及其来源进行了研究,并结合多种指数对生物质量和环境状况进行探讨,以期为今后开发利用潮间带的生物资源和保护潮间带的生态环境提供基础和科学依据。主要研究结果如下:1.本研究共发现底栖动物177种,隶属于9门,33目,95科,软体动物、环节动物和节肢动物是该区域种类组成的主要类群,仅豆形拳蟹(Philyra pisun)丽小笔螺(Mitrella bella)和丝异须虫(Heteromastus filiforms)在所有潮间带断面均有分布,不同季节和断面的大型底栖动物优势种组成有所不同。2.大型底栖动物的物种数、Shannon-Weiner多样性指数和Margalef丰富度指数在季节间差异显著;密度、Shannon-Weiner多样性指数和Pielou均匀度指数在断面间差异显著;物种数、密度、生物量、Shannon-Weiner多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数在潮带间均无显著性差异。秋季大型底栖动物的多样性指数、均匀度指数和丰富度指数的均值高于春季,物种数、密度、生物量均为春季高于秋季。E和C断面的平均密度较高,F断面最低;B断面的平均生物量最高,G断面最低;B断面的平均多样性最高,E和C断面较低。平均栖息密度的垂直分布:中潮带>低潮带>高潮带;平均栖息生物量的垂直分布:低潮带>中潮带>高潮带;平均多样性指数的垂直分布:中潮带>低潮带>高潮带。软体动物、环节动物和节肢动物是本次调查中密度和生物量组成的主要类群,尤其以软体动物和环节动物更为突出。3.MDS标序和聚类分析表明,春秋两季各断面不同站位的大型底栖动物群落结构虽然分组不同,但是仍具有一定的相似性,秋季相似性略高于春季,大型底栖动物的分布具有空间异质性。p H、m V、TDS、RES、电导率和盐度均会影响潮间带大型底栖动物优势种的组成和密度,进而对其群落结构产生影响,SAL、ELE和TDS是影响底栖动物群落结构的主要环境因子。4.运用多样性指数H’对研究区潮间带生境状况进行评价,春季整体处于中度污染状态,秋季处于轻度污染状态。其中C断面和E断面处于中度污染状态。结合ABC曲线分析表明,不同生境大型底栖动物群落均受到不同程度的干扰,秋季的海域状况明显好于春季。5.研究区Pb和Cd含量处于较高水平,其他元素含量处于正常水平。仅Ni和Fe的含量在不同季节无显著性差异,As和Pb的含量在各断面间无显著性差异,所有元素含量在不同潮带均无显著性差异。秋季各元素的平均含量整体上高于春季,E断面所有元素的平均含量均高于其他断面。6.地质累积指数法结果表明,Cr和Ni总体处于无污染水平,Cu和Zn总体处于无污染和轻度污染水平之间,As总体处于轻度污染至偏中度污染水平,Pb总体处于偏中度污染水平,Cd处于中度污染至重污染范围之间。潜在生态危害指数法结果表明,Cd是最主要的生态危害因子,Cd总体处于严重生态危害等级,此外,As在秋季总体属于中等生态危害等级,其余元素总体生态危害程度较低。7.通过主成分分析进一步辨识重金属元素之间的联系和来源可知,苏北沿海潮间带重金属污染主要来源于生活废水、工业废气废水废渣、养殖污染、农业污染、化石燃料燃烧和船舶污染等方面,即陆源污染是重金属的主要来源。8.从生物-沉积物累积因子值(BSAF)来看,不同大型底栖动物物种对不同元素的富集能力不同,大型底栖动物对沉积物中Cd的生物累积能力最强,对Pb的富集能力最弱。从单因子污染指数值(SFCI)来看,绝大多数底栖动物体内的重金属含量超过国家标准值,受到重金属污染。金属污染指数值(MCI)变化范围较大,未表现出一定的规律。
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