黄东海小型底栖动物群落结构和线虫多样性及分布研究

【摘要】于黄海冬季（2009年12月）和长江口及邻近海域盛夏（2012年7月）与秋末（2009年11月和2012年11月）采集了76个站位的沉积物样品，研究了小型底栖动物的类群组成、丰度、生物量和分布及其与沉积环境因子的关系；对2012年7月长江口及邻近海域12个站位的线虫进行了群落结构、多样性和分类学研究；对北黄海和长江口及邻近海域线虫的个体平均干重进行了估算。在北黄海和长江口及邻近海域，通过对总计1594条线虫样本的实测分析，利用体积换算法，估算得出北黄海冬季线虫个体干重的平均值为0.1960.140μg/ind，长江口及邻近海域在秋末和盛夏季节线虫个体干重的平均值分别为0.213μg/ind和0.214μg/ind。其中，线虫个体干重的最大值是最小值的1270倍。造成各站位线虫个体干重差异的主要因素是线虫的种类组成和幼体所占比例不同。由此，在利用31μm孔径网筛分选时，我国目前普遍使用的0.4μg/ind经验系数估算的线虫生物量将比实测值高一倍。因此，对线虫生物量的估计当以实测为最佳，如采用经验系数则建议采用0.2μg/ind进行估算。2009年12月黄海海域28个站位的小型底栖动物平均丰度和生物量分别为(1281±1020)ind/10cm2和(492±507)μgdwt/10cm2，整体上呈北高南低，近岸高外海低的分布特点。其中，北黄海4个站位小型底栖动物的平均丰度为(2878±1279)ind/10cm2；南黄海24个站位小型底栖动物的平均丰度为(1014±667)ind/10cm2。线虫是丰度(93.2%)和生物量(48.5%)上的最优势类群。垂直分布上，占总量70.8%的小型底栖动物和线虫分布于沉积物02cm表层。Spearman相关分析表明，小型底栖动物丰度与中值粒径、粉砂-粘土含量、水深和底层水盐度呈显著负相关。BIOENV分析显示与小型底栖动物类群组成和丰度相关性最高的环境因子组合为中值粒径、粉砂-粘土含量、叶绿素a含量和有机质含量。综合已有数据来看，黄海小型底栖动物冬季的丰度仅约为夏季的2/3，且同一季节数量上大致呈北高南低，近岸高于外海的分布特点。2009年11月（19站）和2012年11月（13站）两个航次中，长江口及邻近海域小型底栖动物丰度的分布整体上北高南低，近岸高外海低。受长江冲淡水的影响，河口群落小型底栖动物的丰度较高，两个航次分别为(1716±699)ind/10cm2和(1360±578)ind/10cm2。相比之下，东海离岸海域小型底栖动物的丰度较低，在2009年航次中仅为(509±234)ind/10cm2，不到同一航次河口群落的三分之一。两个航次中小型底栖动物丰度上的最优势类群均为线虫(分别占94.4%和94.3%)，生物量上的最优势类群分别为线虫（2009年航次，占51.6%）和多毛类（2012年航次，占56.5%）。垂直分布上，两个航次中占总量70.8%和73.4%的小型底栖动物分布于02cm表层。对2009年航次的Spearman相关分析表明，小型底栖动物丰度与叶绿素a含量呈显著正相关，与水深、底温和底盐呈显著负相关；BIOENV分析显示与小型底栖动物类群组成和丰度相关性最高的环境因子组合为水深和脱镁叶绿素a含量。对2012年航次的BIOENV分析显示与小型底栖动物类群组成和丰度相关性最高的环境因子组合为叶绿素a含量和有机质含量。该结果表明，影响两个年度小型底栖动物数量分布的环境因子并不相同。2012年7月长江口及邻近海域16个站位小型底栖动物的平均丰度和生物量分别为(1203±191)ind/10cm2和(496±152)μgdwt/10cm2，略低于自该海域11月两个航次的研究结果。线虫是丰度(94.1%)和生物量(45.6%)上的最优势类群。垂直分布上，占总量78.9%的小型底栖动物和76.2%线虫分布于沉积物02cm表层。近年来该海域小型底栖动物和线虫丰度在0-2cm表层中的比例逐渐升高，反映出环境恶化和底层缺氧的逐年加剧。Spearman相关分析表明，小型底栖动物的生物量、桡足类和涡虫类的丰度均与沉积物中的有机氮含量呈显著负相关。BIOENV分析显示与小型底栖动物类群组成和丰度相关性最高的环境因子组合为中值粒径和有机氮含量。该海域7月份小型底栖动物的丰度自长江口往东先增加后降低，至约40-45m等深线处达到最高，后随水深增加而降低的特点。这与该海域秋末小型底栖动物丰度的分布趋势有所不同，可能与长江冲淡水流向的季节变化有关。对2009年11月、2012年7月和11月三个航次的相关分析显示，底层水盐度、粉砂-粘土含量和沉积物中的叶绿素a含量是小型底栖动物丰度季节和年际变化的主要影响因子。2012年7月自长江口及邻近海域12个站位检获的线虫平均丰度为(1133±178)ind/10cm2，共鉴定出线虫430种，隶属于119属、24科、4目。其中，发现并描述了1个新属和5个新种：Paraelzaliagen.nov.,Paraelzalialongisetasp.nov.,Paramonohysterasinicasp.nov.,Linhysterabreviapophysissp.nov.,Linhysteralongiapophysissp.nov.和Trochamusfalciformissp.nov.。该航次线虫群落的主要优势种是Dorylaimopsisrabalaisi,Quadricomasp.1,Sabatieriasp.1,Chromadoritasp.1,Prochromadorellasp.1,Daptonemasp.2,Parodontophorasp.3,Daptonemasp.7,Diplopeltoidessp.1和Microlaimussp.1等。在摄食类型上，沉积食性者（1A+1B）占优势（物种数占58.8%，个体数占56.0%）；幼体占线虫总数的41.5%；雌雄比平均为1:1.17。聚类分析显示，该海域夏季沉积物中的线虫可划分为两个群落：河口群落和近海群落。两群落的线虫丰度接近，分别为(1161±185)ind/10cm2和(1103±163)ind/10cm2；但SIMPER分析显示，群落间线虫的种类组成差异显著。两群落在摄食类型上的差异表现为近海群落的非选择性沉积食性者数量高达河口群落的2.4倍，沉积物中脱镁叶绿素a含量的不同可以合理解释此现象。线虫群落多样性指数的分布与丰度类似，整体上北高南低，近岸高外海低；自长江口往东先增加后降低，至约40-45m等深线处达到最高值。Spearman相关分析显示，该海域线虫的多样性与底层水盐度呈显著正相关，即长江冲淡水是影响线虫多样性分布的根源所在。BIOENV分析显示，底层水温度、水深、脱镁叶绿素a含量和有机质含量的组合是对该海域线虫群落种类组成和多样性的最佳解释。
【作者】于婷婷；
【导师】徐奎栋；黄勇；
【作者基本信息】中国科学院研究生院（海洋研究所），海洋生物学，2014，博士
【关键词】小型底栖动物；线虫；群落结构；多样性；

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