盐沼湿地冲淤变化对大型底栖动物及其生态功能的影响

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盐沼湿地是受海洋潮汐周期性或间歇性影响的有植被覆盖的咸水或半咸水淤泥质滩涂,大型底栖动物作为全部或大部分时间都生活与盐沼湿地沉积物中的动物类群,对食物链的物质输运和能量传递起着重要作用,对维持区域生态系统的功能与结构至关重要。冲淤变化是河口海岸盐沼湿地的基本物理过程,它是影响大型底栖动物群落组成及其分布特征的一个重要因素。从功能群的角度出发,研究冲淤变化对于大型底栖动物及其生态功能的影响,可以简化对于群落内部结构的分析,并可以更好的反映生境特征和大型底栖动物在生态系统中的功能。本研究选择上海市南汇东滩盐沼湿地为研究区域,设置固定采样站点,制定研究方法和具体实验方案,实验共分为两部分进行。在第一部分实验中,对大型底栖动物与沉积物样品进行季度采集与分析,并将大型底栖动物依照食性进行功能群划分,在此基础上研究盐沼湿地冲淤变化对于大型底栖动物功能群的影响;第二部分实验中,对大型底栖动物和沉积物在生长季3个季度进行采集与分析,研究盐沼湿地冲淤变化对于大型底栖动物在重金属方面的生态功能的影响。主要的研究结果可归纳为以下几个方面:1)盐沼湿地冲淤变化及其他环境因子的变化特征在第一年的调研中,南汇东滩调研区域整体滩面呈现缓慢淤积的状态。冲淤变化量在整体时间上存在极显著差异(P<0.01),总体来说整个区域内滩面在洪季淤积相对较快,枯季淤积相对较慢,在空间变化特征方面,冲淤变化量在整体样地间同样存在极显著差异(P<0.01)。第二年的调研中,研究区域的改变使整体滩面的冲淤特点也发生改变。其中第一季度滩面总体为冲刷态,第二季度为淤积态,两次之间差异极显著(P<0.01)。由断面1-断面4,滩面由冲刷向淤积发生演变。沉积物的温度、孔隙水中的盐度、p H、ORP均存在极显著的时间差异(P<0.01);除温度无显著的空间差异外(P>0.05),盐度、p H、ORP均存在显著的空间差异(P<0.05)。不同深度的沉积物中值粒径、总碳含量、总氮含量均存在极显著的时间、空间差异(P<0.01)。2)冲淤变化及其他环境因子与大型底栖动物功能群的对应关系调查期间共采集到大型底栖动物49种,优势种为光滑狭口螺(Stenothyra glabra)和黑龙江河篮蛤(Potamocorbula amurensis)。依据食性对大型底栖动物群落进行功能群划分,其中主要以杂食者居多,共35种,植食者9种,肉食者5种。滩面冲淤变化与其他环境因子会与大型底栖动物群落和各功能群的物种数、密度、生物量变化之间存在显著相关性(P<0.05),同一环境因子与大型底栖动物整体群落或功能群的物种数、密度和生物量的相关性会有所差异,其中,冲淤变化与大型底栖动物群落整体的物种数、密度的变化和杂食者物种数、密度的变化之间均存在极显著的负相关关系(P<0.01)。滩面冲淤变化除对大型底栖动物产生直接影响外,还会通过改变沉积物理化因子特征,间接对大型底栖动物产生影响。对于三种食性功能群来说,虽然三者的物种数均有下降,但是相对于另外两种功能群而言,沉积物中的营养环境还是更利于杂食者的生存,随着时间的增长,杂食者在密度和生物量方面的优势会逐渐显现。3)冲淤变化及其他环境因子与大型底栖动物重金属含量的对应关系研究中,各季节采样时分别选取的当时广泛分布的优势种进行采集,2017年04月和10月选取的为双壳类优势种黑龙江河篮蛤,07月选取的是腹足类优势种泥螺(Corbicula fluminea)。对于大型底栖动物来说,物种的不同,冲淤变化及其他环境因子产生的影响作用也不同。冲淤变化和其他环境因子会对不同物种体内重金属含量产生不同的影响。冲淤变化与双壳类体内的Cu、Zn、Cr和腹足类体内Cu、Zn的含量有关,滩面冲淤变化会与双壳类对Cu、Zn、Cr的吸收和腹足类对Cu、Zn的吸收之间存在显著的正相关(P<0.05),说明滩面沉积物的淤积,大型底栖动物对于重金属元素的吸收也会增加。滩面冲淤变化对沉积物理化指标的变化具有主导作用,除对大型底栖动物生态功能产生直接影响外,它同样还会通过改变沉积物理化因子特征,对大型底栖动物的生态功能产生间接影响。沉积物的中值粒径会与大型底栖动物体内重金属含量之间存在正相关关系,即随着沉积物的中值粒径的增大,会促进大型底栖动物对于环境中重金属的吸收与富集。沉积物中的总碳含量和总氮含量也会与动物体内重金属含量之间具有一定的相关性,但物种和重金属元素的差异,会使之与营养物质的相关性也有一定的差别。未来相关研究需要在多因子系统监测的基础上,对于盐沼湿地冲淤变化对大型底栖动物的影响进行综合的长期分析。
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