青島人為擾動砂質(zhì)潮間帶小型底棲生物研究.pdf

1、在一年時(shí)間內(nèi),按四個(gè)季節(jié)研究青島三個(gè)人為干擾砂質(zhì)潮間帶:青島第一海水浴場(一浴),第二海水浴場(二浴)和第三海水浴場(三浴)的小型底棲生物和沉積環(huán)境。取樣日期按照季節(jié)變化確定,分別是2010年3月(青島的春季)；2010年7月(夏季)；2010年10月(秋季)；和2011年1月(冬季)。除了這三個(gè)取樣地點(diǎn),在2010年6月,一次額外的樣品采集選擇在排水口進(jìn)行。小型底棲生物的研究主要關(guān)注于小型底棲生物的豐度,生物量和類群組成的時(shí)空變化。同

2、時(shí),對沉積環(huán)境的研究,主要是現(xiàn)場測量以及記錄表層海水和間隙水的鹽度,溫度,溶解氧和pH值；并且在實(shí)驗(yàn)室測定沉積物粒度,葉綠素-a和有機(jī)質(zhì)含量。為了研究有機(jī)質(zhì)富集對小型底棲生物的影響,一個(gè)綜合研究(現(xiàn)場采樣結(jié)合小型受控生態(tài)系實(shí)驗(yàn))在2010年4月完成。
　　 本論文共有三個(gè)部分,分別是:
　　 1.人為干擾砂質(zhì)潮間帶的沉積環(huán)境研究；
　　 2.人為干擾砂質(zhì)潮間帶小型底棲生物豐度和生物量的時(shí)空變化；
　　 3

3、.有機(jī)質(zhì)富集對砂質(zhì)灘小型底棲生物的影響:現(xiàn)場采樣和實(shí)驗(yàn)室微宇宙(小型受控實(shí)驗(yàn)生態(tài)系)實(shí)驗(yàn)。
　　 沉積環(huán)境因子的研究結(jié)果顯示:三個(gè)采樣地點(diǎn)都是屬于砂質(zhì)潮間帶；而且沉積物的主要成分都是細(xì)沙。分選程度均是較好,中值粒徑數(shù)值(介于1.985和2.434之間)基本上相同:偏態(tài)數(shù)值基本上接近于。沉積物粒度的測定結(jié)果沒有出現(xiàn)明顯的季節(jié)性和地點(diǎn)性變化。二浴和三浴的葉綠素a含量全年變化趨勢相似,均是在夏季測出最高值,然而一浴的葉綠素a含量全年最

4、高值出現(xiàn)在秋季。一浴的葉綠素a含量在秋季(綠潮的后暴發(fā)期)相比其他的季節(jié)和采樣地點(diǎn)特別的高,這可能是因?yàn)槠溟g綠藻數(shù)量的極端增加(綠藻水華)。在秋季,二浴和三浴沒有受到綠潮影響,然而它們的葉綠素a含量在夏季(綠潮暴發(fā)期)是最高,這說明葉綠素a和綠潮有顯著的關(guān)系。從秋季到冬季,二浴和三浴的葉綠素a的持續(xù)降低表明葉綠素受到溫度和太陽輻射強(qiáng)度的影響。三個(gè)浴場間,有機(jī)質(zhì)含量的變化趨勢(隨季節(jié)持續(xù)降低)均非常相似:三個(gè)浴場的有機(jī)質(zhì)含量在春季均較高,

5、但不和其它三個(gè)季節(jié)有顯著不同,表明有機(jī)質(zhì)受到規(guī)律的水文環(huán)境影響(例如,潮汐,水流運(yùn)動)。2010年6月的一浴排水口研究表明六月的葉綠素a值(均值:0.646mg／kg)很接近夏季值(均值:0.937 mg／kg),兩者沒有顯著差異(one-way ANOVA,F1,11=2.687,p=0.129)。
　　 小型底棲生物豐度和生物量的研究顯示,一年周期內(nèi)一浴和三浴的豐度變化模型和它們的生物量是相似的:豐度和生物量存在正相關(guān)。在一

6、浴,豐度和生物量的最高值均出現(xiàn)在夏季,接著從夏季開始到冬季持續(xù)的減少；不同的是,三浴的豐度和生物量在各個(gè)季節(jié)交替間都會出現(xiàn)顯著的向下或向上的反轉(zhuǎn)變化。然而,二浴的季節(jié)性波動變化和其它兩個(gè)浴場有些微不同:豐度和生物量存在負(fù)相關(guān),它們的數(shù)值在四季里面相對穩(wěn)定。通過two-way ANOVA對小型底棲生物豐度的空間性(地點(diǎn)變化:三個(gè)浴場)和時(shí)間性(季節(jié)變化:四個(gè)季節(jié))研究發(fā)現(xiàn),地點(diǎn)變化對豐度的影響是不顯著的(two-way ANOVA,p=0

7、.075),同時(shí),季節(jié)變化對豐度的影響也是不顯著(two-way ANOVA,p=0.902)。但是交互作用(地點(diǎn)變化和季節(jié)變化)對豐度的影響是顯著的(two-way ANOVA,p=0.002)。
　　 Pearson的相關(guān)分析說明:豐度和葉綠素a負(fù)相關(guān)；生物量和鹽度正相關(guān),并且和溫度負(fù)相關(guān)。根據(jù)這個(gè)結(jié)果,針對三個(gè)浴場的豐度和葉綠素a的季節(jié)性變化,本文做了畫圖分析:從夏季到秋季,只有一浴的小型底棲生物豐度出現(xiàn)急劇的減少,這和同

8、時(shí)期其他兩個(gè)浴場不同。這個(gè)發(fā)現(xiàn)說明夏季和秋季間的一浴出現(xiàn)高強(qiáng)度的人為干擾(例如旅游；綠潮的暴發(fā)和后暴發(fā)期),它們可能使得葉綠素a增加和小型底棲生物豐度降低。
　　 通過對小型底棲生物的類群組成和垂直分布的分析和測定發(fā)現(xiàn),它們均按照季節(jié)性和空間性變化。在每個(gè)季節(jié)和采樣點(diǎn),線蟲是絕對優(yōu)勢類群,橈足類和多毛類是另外兩個(gè)主要類群。此外,還有介形類,刺胞動物水螅,漣蟲,端足類,動吻類,緩步動物,渦蟲和雙殼類。由于小型底棲生物的季節(jié)性變化,

9、一些種類的豐度會在某一個(gè)季節(jié)比其它季節(jié)更高。本研究中的三個(gè)采樣點(diǎn)的類群組成的變化趨勢彼此類似。
　　 小型底棲生物垂直分布的時(shí)空變化是類似的,它們的豐度在(0-4)厘米層最高,并且隨樣品深度的增加而減少。在冬季的一浴和二浴,生物的相對豐度在(0-4)厘米層顯著減少。這說明低溫對小型底棲生物有直接的影響,并且迫使它們向下移動來保持熱量。然而,這個(gè)現(xiàn)象沒有在三浴的冬季出現(xiàn)。在一浴排水口的小型底棲生物的垂直分布非常不同,高豐度總是出現(xiàn)

10、在更深的深度。這可能是由于人為擾動(排水口的淡水排放):排水的水文運(yùn)動降低了表面的鹽度；并且迫使小型底棲生物向下移動。
　　 本論文的最后一個(gè)部分是有機(jī)質(zhì)富集對砂質(zhì)沙灘小型底棲生物的影響:現(xiàn)場采樣和實(shí)驗(yàn)室微宇宙(小型受控實(shí)驗(yàn)生態(tài)系)實(shí)驗(yàn)。研究的關(guān)鍵是去檢驗(yàn)在有機(jī)質(zhì)富集條件下,小型底棲生物豐度是否會受到影響,并且豐度是否會在高有機(jī)質(zhì)富集條件下會比低有機(jī)質(zhì)富集條件下更高。為了檢驗(yàn)這個(gè)假設(shè),組建了一個(gè)為期21天的小型受控實(shí)驗(yàn)生態(tài)系實(shí)驗(yàn)

11、。沉積環(huán)境的有機(jī)質(zhì)含量是一個(gè)決定性因子并且對小型底棲生物的豐度和多樣性是起到關(guān)鍵性的作用。在三種不同有機(jī)質(zhì)含量水平(高有機(jī)質(zhì),低有機(jī)質(zhì),對比／參照)中,小型底棲生物和優(yōu)勢類群線蟲的豐度都存在著顯著不同。然而,豐度在無有機(jī)質(zhì)添加處理組(對比／參照組)中是最高的；對比其他兩種處理組的結(jié)果,小型底棲生物的總豐度和線蟲豐度出現(xiàn)一定程度的降低,同時(shí)多樣性降低。然而,只有在低有機(jī)質(zhì)處理組的減少程度和對照組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的不同。
　　 綜

12、上,論文的結(jié)果說明不僅僅是小型底棲生物的豐度隨季節(jié)性改變,而且類群組成也隨季節(jié)變化而變化。一浴,二浴和三浴都是人為干擾的區(qū)域,尤其是旅游旺季的一浴受到的影響最大,三個(gè)浴場的線蟲是最占絕對優(yōu)勢的小型底棲生物類群并且最少受到影響。
　　 由于缺少有效數(shù)據(jù)來支撐和探討,哪個(gè)(些)非生物或是生物因素最能影響小型底棲生物仍然不是很清楚。但是從本論文研究的證據(jù)來看,小型底棲生物的時(shí)空變化可能更多的是受到葉綠素a,鹽度和溫度等環(huán)境因子的影響,