崇明东滩大型底栖动物功能群与沉积物理化因子关系研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chunhuac
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盐沼湿地是河口海岸地区分布最广泛、同时也是丧失最快的湿地生态系统类型之一。以无脊椎动物为主栖息于盐沼湿地中的大型底栖动物,处于盐沼湿地生态系统食物链的中间环节,对维持区域生态系统的结构与功能至关重要。近十多年来兴起的功能群研究方法,把大型底栖动物群落划分成具有相同或相近生态特征的功能群,能够简化群落结构和功能的分析,对环境变化的响应具有更强的综合性,可以更好地反映其生境特征。本文在崇明东滩盐沼湿地藻类盐渍带进行了固定站点布设,对各站点大型底栖动物与沉积物样品进行了季节频次的取样调研;依据食性、取食方式以及栖居方式对研究区域大型底栖动物群落进行多种形式的功能群划分,并对不同功能群组成与分布特征进以及相应的对沉积物理化指标及其分布特征进行了分析。并在此基础上,分析研究了大型底栖动物功能群与沉积物理化因子之间的对应关系。主要研究结果可归纳为以下几方面:一、大型底栖动物功能群的组成与分布特征1)调查期间共记录到大型底栖动物29种,隶属4门5纲16目27科。其中,双壳类4种,多毛类10种,腹足类3种,甲壳类11种,及无刺类1种。研究区域主要优势种为黑龙江河篮蛤(Potamocorbula amurensis),常见种为河蚬(Corbicula fluminea)与尖叶大狐钩虾(Grandifoxus cuspis)。依据食性、取食方式以及栖居方式对大型底栖动物群落进行功能群划分。所得食性功能群中,包括杂食者17种,植食者7种,肉食者5种;摄食功能群中包括集食者12种,捕食者6种,滤食者与刮食者分别为5种和4种,撕食者2种;生活型功能群中底上型与半底内型分别为13种与12种,底内型4种。2)不同功能群划分方式对大型底栖动物群落分布特征的研究结果具有明显影响。不同划分方式大型底栖动物功能群整体时空分布特征存在差异,这差异从物种数、密度以及生物量角度,具有不同体现:从物种数上看,食性与摄食功能群整体在不同季节间差异不显著(P>0.05),生活型功能群在不同季节存在显著差异(P≤0.05),食性与生活型功能群整体在东西不同断面间分布差异均不显著(P>0.05),摄食功能群整体在东西断面存在极显著差异(P<0.01),食性、摄食以及生活型功能群整体在南北不同断面间均存在极显著差异(P≤0.01);从密度上看,食性、摄食以及生活型功能群整体密度均在不同季节以及南北不同断面间的分布差异极显著(P≤0.01),而在东西不同断面间分布差异均不显著(P>0.05);从生物量上看,生活型功能群时空分布差异均不显著(P>0.05),食性与摄食功能群整体生物量在不同季节间差异显著(P≤0.05),在不同断面间差异均不显著(P>0.05)。3)同一划分方式下不同单个功能群的时空分布特征也有所不同。不同食性功能群中,植食者密度在南北不同断面存在极显著差异(P≤0.01),其生物量在东西不同断面间存在极显著差异(P≤0.01);肉食者物种数与密度分别在不同断面(南北断面与东西断面)间与不同季节间差异极显著(P≤0.01);而杂食者物种数在南北断面间差异极显著(P≤0.01),其密度在不同季节间以及南北不同断面间均存在极显著差异(P≤0.01),而其生物量在不同季节间存在极显著差异(P≤0.01)。不同摄食功能群中,捕食者密度在不同季节间差异极显著(P≤0.01),而刮食者分布差异主要出现在不同季节间,滤食者分布差异则主要出现在不同季节与南北断面间,撕食者物种数与密度在南北断面间差异极显著(P≤0.01),而集食者时空分布差异不显著(P>0.05)。不同生活型功能群物种数与密度均在南北断面间差异极显著(P≤0.01),而生物量在南北断面间差异不显著(P>0.05),此外半底内型功能群密度与生物量还在季节间存在极显著差异(P≤0.01),而底上型功能群物种数在东西断面间差异显著(P<0.05)。二、沉积物理化因子分布特征沉积物理化因子中,孔隙水理化因子、沉积物营养物质以及沉积物粒度特征因子三类因子表现出不同的时空分布特征。孔隙水理化因子时空分布差异主要集中在不同季节南北不同断面;沉积物营养物质中,表层(0-2cm、0-5cm)沉积营养物质时空分布特征往往在不同断面与不同季节间均存在显著(P≤0.05)或极显著(P≤0.01)差异,但其较深层10-15cm)时空分布差异则往往并’不显著(P≤0.05);沉积物粒度特征因子中,沉积物中值粒径(Md)在不同季节与不同断面均表现出显著(P<0.05)或极显著的差异(P<0.01),沉积物分选系数(Sc)时空分布差异主要体现在南北不同断面间。三、大型底栖动物功能群与沉积物理化因子的对应关系1)功能群分布的主要影响因子与其栖息环境有关。相同栖息环境下,大型底栖动物群落不同划分方式功能群整体分布的主要影响因子种类相似。崇明东滩藻类盐渍带,食性、摄食以及生活型功能群整体密度分布的主要影响因子均包含有孔隙水温度(Tw)、盐度(Sal)、沉积物总氮(TN)、总碳(TC)、总有机碳(TOC)、沉积物中值粒径(Md)以及分选系数(Sc);影响三种划分方式功能群整体生物量分布的主要因子种类也相同,均为Tw、Sal以及TC。2)孔隙水理化因子、沉积物营养物质以及沉积物粒度特征因子三类因子对不同功能群整体物种数以及生物量影响均不显著(P>0.05),而对不同功能群整体密度均具有显著影响(P≤0.05)。从影响的量值上看,依据某一生态特征对大型底栖动物群落进行功能群划分,在一定程度上突出了某一类因子对其整体密度分布的影响。就食性功能群整体密度而言,沉积物营养物质对其分布影响量值最高(λa=0.114),沉积物粒度特征因子次之(P≤0.112),孔隙水理化因子最小(λa=0.080);从摄食功能群整体密度来看,沉积物营养物质对其分布的影响具有最高的量值(λa=0.169),沉积物粒度特征因子次之(λa=0.132),孔隙水理化因子最小(λa=0.045);而从生活型功能群角度,沉积物粒度特征因子对其整体密度分布的影响具有最高的重要性量值(λa=0.205),沉积物营养物质次之(λa=0.119),孔隙水理化因子最小(λa=0.101)。3)同一划分方式中的不同单个功能群与沉积物理化因子对应关系也有所不同。从物种数或生物量角度,不同划分方式下单个功能群物种数以及生物量往往只与少数沉积物理化因子显著相关(P≤0.05);从密度上看,不同划分方式功能群中均存在个别功能群密度与沉积物理化因子具有良好的相关关系,即与多数沉积物理化因子均表现出显著的相关性(P≤0.05)。例如,食性功能群中的杂食者、摄食功能群中的撕食者与滤食者以及生活型功能群的半底内型功能群。本文主要是针对盐沼湿地藻类盐渍带大型底栖动物不同功能群与沉积物理化因子对应关系开展研究,研究结果对生态系统功能的受损、退化以及恢复等各方面的研究具有一定的借鉴意义。但由于不同区域环境条件的差异,即使是盐沼湿地中相似的生境,大型底栖动物功能群与沉积物理化因子的对应关系也可能会有所不同,需要根据具体的研究对象、环境条件加以识别。对大型底栖动物功能群进行系统性、综合性以及与实际应用相关联的环境指示效应的研究,将是未来研究发展的重要方向之一。
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