大亚湾大型底栖动物群落及其环境影响因子研究

摘要

本文在对大亚湾大型底栖动物2016年1月至12月的生物样品、水体参数及沉积物理化因子的分析基础上，探讨了不同时间尺度下大亚湾大型底栖动物群落结构、次级生产力、摄食功能群的变化及其与环境影响因子的关系。主要研究结果如下：
　　（1）共鉴定大型底栖动物361种，包括环节动物多毛类141种、软体动物97种、节肢动物甲壳类76种、棘皮动物16种、其它动物31种。物种数季节变化为春季（214种）>冬季（147种）>夏季（133种）>秋季（107种）。平均密度为800 ind/m2，以软体动物（577 ind/m2）和多毛类（184 ind/m2）居高；平均密度的月变化在3月最高（1747 ind/m2），7月最低（309 ind/m2），季节变化为春季（1153 ind/m2）>秋季（754 ind/m2）>冬季（608 ind/m2）>夏季（374 ind/m2）。平均生物量为86.88 g/m2，以软体动物（76.00 g/m2）最高，平均生物量的月变化在4月最高（186.89 g/m2），9月最低（27.57 g/m2），季节变化为春季（134.40 g/m2）>冬季（92.34 g/m2）>夏季（71.35 g/m2）>秋季（68.4 g/m2）。平均密度和平均生物量的月变化和季节变化主要受软体动物粗帝汶蛤（Timoclea scabra）的影响。
　　（2）大亚湾大型底栖动物周年分析群落聚类为3个组，季节分析群落聚类为4个组，群落稳定性分析（ABC曲线）表明大亚湾大型底栖动物群落不稳定。
　　（3）自1984年至2016年以来，大亚湾大型底栖动物群落主要贡献类群从软体动物和甲壳类逐渐演变成多毛类和软体动物，多毛类所占比例逐渐增大，而软体动物和甲壳类所占比例基本呈下降趋势。大亚湾大型底栖动物优势种由多种类型逐渐演替成较为简单的优势种粗帝汶蛤和棒锥螺（Turritella bacillum），且单一物种粗帝汶蛤的优势地位明显。
　　（4）大亚湾大型底栖动物次级生产力年均值为10.14 g AFDW·m-2·a-1，年平均P/B值为0.65 a-1。次级生产力月变化介于2.72~22.24 g AFDW·m-2·a-1，季节变化为春季（15.79 g AFDW·m-2·a-1）>冬季（10.52 g AFDW·m-2·a-1）>秋季（7.01 g AFDW·m-2·a-1）>夏季（5.86 g AFDW·m-2·a-1）。在次级生产力的月份和季节分析中，各生物类群均以软体动物和多毛类贡献最大，摄食功能群以浮游生物食者贡献最大。与其他海域相比，本次调查的大亚湾次级生产力水平高于渤海湾、三都澳、桑沟湾和莱州湾等，低于胶州湾和乳山湾。与2004年大亚湾次级生产力结果相近，高于1988年，低于2013年。
　　（5）大亚湾大型底栖动物摄食功能群的周年分析以碎屑食者（99种）、肉食者（95种）和浮游生物食者（69种）为优势功能群；各月份摄食功能群平均密度以浮游生物食者（530 ind/m2）最高，肉食者（114 ind/m2）次之；平均生物量以浮游生物食者（73.72 g/m2）最高，碎屑食者（6.74 g/m2）次之。各季节摄食功能群以肉食者（103种）、碎屑食者（93种）、浮游生物食者（73种）为主要优势功能群；季节平均密度以浮游生物食者（413 ind/m2）最高，肉食者（169 ind/m2）次之；平均生物量以浮游生物食者（78.22 g/m2）最高，碎屑食者（6.22 g/m2）次之，各类别摄食功能群物种数、平均密度和平均生物量均在春季最高。
　　周年分析和季节分析均显示摄食功能群平均密度和平均生物量均以浮游生物食者占优势。对比2013年大亚湾的历史资料，主要优势功能群由碎屑食者短吻铲荚螠（Listriolobus brevirostris）和浮游生物食者波纹巴非蛤（Paphia undulata）、粗帝汶蛤和镶边鸟蛤（Vepricardium coronatum）转变为浮游生物食者粗帝汶蛤和棒锥螺。
　　（6）不同时间尺度对大型底栖动物群落结构、次级生产力以及摄食功能群起主要影响的环境因子存在差别，周年变化主要受水深和水温的影响；季节变化主要受水深、叶绿素a、总有机碳、硫化物、总氮、总磷、中值粒径和砂含量的共同作用；年际变化的主要影响因子为总有机碳、中值粒径和砂含量。不同生物类群和摄食功能群与环境因子之间的相互作用存在差别。
　　分析表明，随着水深的增加，大亚湾大型底栖动物的生物量和次级生产力会随之变化。富营养化可能是导致大亚湾大型底栖动物群落优势种由软体动物和甲壳类逐渐转化为以多毛类占优势，物种多样性和次级生产力水平下降的原因之一。富营养化促使大型底栖动物摄食功能群经历从多类型的摄食功能群并存到以浮游生物食者占优势的演变过程，摄食功能群结构趋于简单化。沉积物类型是影响大型底栖动物分布的主要原因之一，相比在粉砂含量或粘土含量较高的底质，大亚湾大型底栖动物在砂含量较高的底质中，其物种多样性和次级生产力更高，功能群种类组成增多。

目录

声明

第一章 研究背景

1.1 大型底栖动物的生态学研究概况

1.2 大亚湾概况

1.3 大亚湾大型底栖动物研究概况

1.4 研究思路

第二章 材料与方法

2.1 调查站位布设

2.2 采样方法及样品处理

2.3 环境因子

2.4 数据处理与统计方法

第三章 大亚湾主要环境特征

3.1 水体参数

3.2 沉积物粒度特征和化学参数

第四章 大亚湾大型底栖动物群落结构特征

4.1 物种组成

4.2 密度和平均生物量

4.3 生物多样性

4.4 优势种

4.5 群落结构组成

4.6 群落稳定性

4.7 小结与讨论

第五章 大亚湾大型底栖动物次级生产力

5.1 次级生产力及其分布

5.2 次级生产力的组成

5.3 次级生产力与生物变量相关性分析

5.4 小结与讨论

第六章 大亚湾大型底栖动物摄食功能群

6.1 摄食功能群组成

6.2 摄食功能群分布

6.3 小结与讨论

第七章 大型底栖动物与环境因子关系

7.1 群落结构与环境因子关系

7.2 次级生产力与环境因子关系

7.3 摄食功能群与环境因子关系

7.4 小结与讨论

第八章 结论与展望

8.1 结论

8.2 论文不足与展望

参考文献

附表A 沉积物粒度特征表

附表B 大亚湾大型底栖动物名录和摄食功能群类型

发表论文及参与项目

致谢