《Estuarine, Coastal and Shelf Science》：Soft-sediment surrogacy: acoustic remote sensing relates more strongly to marine sediment eDNA than to infauna
编辑推荐：
沉积底栖生物多样性监测研究，通过模型分析非生物环境与生物群落关系，比较传统形态学识别与eDNA元标签码技术，发现后者在预测物种丰富度、香农多样性等指标方面更具相关性，尤其在声学地形参数（地形位置指数、坡度、平面曲率）方面表现突出。基因组学与遥感技术的整合为复杂底质海洋生态系统的生物多样性监测提供了高效解决方案。
Raphael F. Burkart-Radtke|Emma L. Johnston|Tim Ingleton|Charlotte Beloe|Sebastian Vadillo Gonzalez|Graeme F. Clark
悉尼大学海洋生态未来实验室，澳大利亚悉尼
摘要
在生态学相关尺度上预测沉积物底栖生物多样性仍然是海洋生物监测面临的重大挑战，因为直接点采样成本高昂且耗时较长。本研究通过建立非生物-生物关系模型，评估了遥感声学变量作为底栖生物多样性替代指标的潜力。关键在于，它比较了传统形态识别方法与基因组（eDNA宏条形码）技术在生物数据收集方面的优势。研究人员从澳大利亚悉尼港采集了沉积物样本和多波束声学数据，使用这两种方法来建模生物多样性模式。形态数据建模显示，其与声学变量之间的关联较为有限（尤其是在物种丰富度、香农多样性及总丰度等指标上），且模型受沉积物粒径影响较大。相比之下，eDNA数据揭示出与声学变量（特别是地形位置指数、坡度和平面曲率）更一致的相关性。这些发现表明，eDNA方法能够更有效地检测非生物-生物关系，这可能归因于其更高的分类学分辨率和敏感性。将基因组工具与遥感技术结合使用，为异质底栖沉积系统中的生物多样性测绘和监测提供了一种可扩展且经济高效的方法。这种综合方法提升了我们识别生态模式的能力，有助于更有效地进行河口和沿海生态系统的环境评估与管理。
章节摘录
引言
在生态学相关尺度上监测沉积物底栖生物多样性仍然具有挑战性，因为直接采样方法（如抓取样本和岩芯采样）成本高昂、耗时且受空间限制。然而，海底沉积物是地球上分布最广的栖息地（Snelgrove, 1999），支持着多样的生物群落（Snelgrove, 1997），这些群落对重要的生态系统服务至关重要（Reid et al., 2005），并参与生物地球化学过程（Aller & Aller, 1998; Solan et al., 2004）。气候变化……
研究区域
本研究在悉尼港进行（坐标范围：33.8399°S 151.2695°E；33.8394°S 151.2705°E；33.8423°S 151.2750°E；33.8418°S 151.2755°E；澳大利亚新南威尔士州），该地区是一个受潮汐影响的淹没河谷，以软沉积环境为特征（Johnston et al., 2015, Mayer-Pinto et al., 2015）。该河口含有生物多样性丰富的底栖生物群落（Hutchings et al., 2013）。
本研究聚焦于河口入口附近140×650米的区域（图1），以减少干扰因素……
海底特征与沉积物性质
基于水深和后向散射数据绘制的地图显示了海底环境的空间差异，表明沉积物采样点能够充分反映这些差异（图1和图2）。湿筛分析显示，样本主要由沙子组成（90.3 ± 9.46% 标准差），同时含有砾石（5.54 ± 9.72% 标准差）和细粒物质（4.14 ± 2.56% 标准差）（表A3）。激光粒径分析表明，样本的平均粒径属于细沙或中沙级别（272 ± 42.2 μm）……讨论
与岩石礁、珊瑚礁和表层生物系统相比，关于遥感变量与软沉积物底栖生物多样性之间替代关系的研究较少（Holmes et al., 2008; Hill et al., 2014; Rees et al., 2014; Pitcher et al., 2007; Pittman et al., 2009; Mellin et al., 2010）。这可能反映了声学方法难以区分沉积物栖息地之间的细微差异，以及遥感技术无法探测海底以下情况。
CRediT作者贡献声明
Tim Ingleton：资源准备、方法论设计。Charlotte Beloe：撰写内容——审稿与编辑、资源准备、方法论设计、调查实施。Sebastian Vadillo Gonzalez：数据管理、数据分析、撰写内容——审稿与编辑。Raphael F. Burkart-Radtke：撰写内容——审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、项目协调、方法论设计、数据分析、概念构建。Graeme F. Clark：撰写内容——审稿与编辑、项目监督、资金申请。
未引用参考文献
Brooks et al., 2017; Burton and Johnston, 2010; Chambers et al., 2002; Esri Inc, 2021; Oksanen et al., 2022; Riley et al., 1999; Zuur et al., 2009.资金支持
本研究得到了ARC SRIEAS项目（编号SR200100005：保障南极洲的环境未来）的支持。利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。致谢
本研究部分得到了SRI ARC项目（授予Johnston和Clark）、新南威尔士大学以及新南威尔士州规划工业与环境部（DPIE）的支持。野外工作得到了DPE Bombora号船只船员、Tim Ingleton、Bradley Morris、Neil Doszpot和Jeff Miller的帮助。同时，感谢Charlotte Beloe、Thorsten Thomas、Katie Erickson、Jordan Gacutan和Katherine Dafforn在方法学方面提供的专业建议。
