渤海湾天津段近岸海域大型底栖动物群落特征及其与环境变量的相关性研究

摘要

海洋生态系统一直因其丰富的资源、能源及其在全球碳循环、能量平衡、气候调节的重要作用而备受关注。近年来，由于滨海城市化和临海工业的迅速发展，渤海湾天津段近岸海域遭受了频繁的人类干扰活动，出现了一系列生态环境问题，受到了各方面的普遍关注。本文通过分析该区域底栖动物群落的变化情况，了解该区域环境质量的变化情况及影响其变化的主要因素。本研究通过对2004年夏季和2007年夏季研究区底栖动物进行种类组成、数量分布、群落多样性和群落结构分析，揭示了渤海湾天津段近岸海域底栖动物群落特征及其变化趋势；通过运用PRIMER中的相关分析和生物-环境分析模块以及CANOCO软件中的典范对应分析和冗余分析，研究了底栖动物与环境变量之间的关系，揭示了底栖动物群落变化的原因。主要结果如下：
　　 ⑴2004年捕获底栖动物29种，优势种为日本鼓虾、脆壳理蛤；2007年捕获底栖动物36种，优势种有脆壳理蛤、小胡桃蛤、绒毛细足蟹和涡虫。两次调查同时出现的底栖动物占捕获到底栖动物总种类数的30％。岐口、塘沽、北塘断面大部分站位底栖动物种类数增多，其它断面则没有明显的规律性。
　　 ⑵2004年底栖动物丰度总平均值为420.8ind/m2，呈北低南高的特征。2007年底栖动物丰度总平均值为120.27ind/m2，整体呈现南北高中间低的特征。从2004年到2007年，岐口、北塘地区底栖动物丰度均有所上升，大港、汉沽地区大部分区域底栖动物丰度呈下降趋势。
　　 ⑶岐口、北塘地区底栖动物种类数、丰度、丰富度均明显上升，底栖动物群落的均匀度、多样性均明显下降，表明底栖动物群落有单一化发展的趋势。大港地区近岸的大部分区域底栖动物种类增加，数量减少，均匀度增加，群落结构更趋于稳定；远岸地区底栖动物种类和数量都减少，均匀性变低，表示底栖动物群落结构逐渐简单化。塘沽地区底栖动物丰富度、均匀性、多样性均明显增加，底栖动物群落结构日趋复杂，表明了当地人类活动减少、环境质量改善。汉沽地区近岸区域种类数减少、丰度增加，丰富度、均匀度、多样性下降，说明当地底栖动物群落有明显的单一化变化趋势。
　　 ⑷研究区优势种群整体变化较小，北塘和汉沽断面的远岸地区及岐口断面的底栖动物种群总是趋于与整体大环境相似。塘沽地区底栖动物群落则由一类特殊的种群变为与整体区域一致的种群。两年中，s19站位都由于底栖动物物种极少、丰度极低明显不同于其他地区的底栖动物群落，说明沿岸的人类活动可能对其造成了持续的干扰。
　　 ⑸用PRIMER软件和CANOCO软件进行底栖动物与环境变量的相关分析，结果表示，活性磷酸盐、亚硝酸盐是影响底栖动物群落的最重要环境因素。用典范对应分析/冗余分析对2004年底栖动物种类和采样站位的排序结果与聚类和MDS结果有一定的一致性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第一节 研究背景

第二节 研究目的及意义

第三节 研究内容和技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第四节 研究方法和数据来源

1.4.1 研究方法

1.4.2 数据来源

第五节 研究区概况

1.5.1 自然地理概况

1.5.2 社会经济概况

第二章 底栖动物国内外研究进展

第一节 底栖动物的概念和作用

第二节 国外底栖动物研究进展

2.2.1 底栖动物研究的探索阶段(18世纪到20世纪中叶)

2.2.2 底栖动物研究的迅速发展阶段(20世纪70～90年代)

2.2.3 底栖动物研究的成熟阶段(20世纪九十年代至今)

第三节 国内底栖动物研究进展

2.3.1 底栖动物基础研究

2.3.2 底栖动物用于水质评价

2.3.3 底栖动物与环境变量的关系

第四节 大型底栖动物相关研究的现存问题及展望

第三章 渤海湾天津段近岸海域底栖动物群落特征

第一节 底栖动物种类组成及优势种

3.1.1 底栖动物种类组成

3.1.2 底栖动物优势种

第二节 底栖动物丰度的分布特征

第三节 底栖动物群落多样性分析

3.3.1 Margalef丰富度指数

3.3.2 Pielow均匀度指数

3.3.3 Shannon-Wiener信息指数

第四节 底栖动物群落特征分析

3.4.12004年底栖动物群落结构分析

3.4.22007年底栖动物群落结构分析

第五节 底栖动物群落特征变化分析

3.5.1 底栖动物群落多样性变化分析

3.5.2 底栖动物群落结构变化分析

第四章 底栖动物群落与环境变量的相关性

第一节 环境变量的分布特征

4.1.1 溶解氧的分布特征

4.1.2 活性磷酸盐的分布特征

4.1.3 无机氮的分布特征

4.1.4 石油类的分布特征

第二节 底栖动物与环境变量的相关分析和生物-环境分析

4.2.12004年底栖动物与环境变量的相关分析和生物-环境分析

4.2.22007年底栖动物与环境变量的相关分析和生物-环境分析

第三节 底栖动物与环境变量的典范对应分析/冗余分析

4.3.12004年环境变量与底栖动物的典范对应分析

4.3.22007年环境变量与底栖动物的冗余分析

第四节 分析结果的对比

第五章 结论与讨论

第一节 结论

第二节 渤海湾大型底栖动物群落结构变化的原因分析

5.2.1 围海造地

5.2.2 陆源污染物排放

5.2.3 海水养殖和捕捞

5.2.4 航运

第三节 渤海湾天津段近岸海域生态环境保护的对策及建议

5.3.1 完善海洋功能区划，规范人类开发活动

5.3.2 加强污染治理，减少污染物排放

5.3.3 合理捕捞，科学养殖，实现渔业可持续发展

第四节 主要创新点

第五节 尚待进一步解决和研究的问题

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果