中国湛江红树林与互花米草交错生境中中型动物群的比较,特别是自由生活的海洋线虫群落

《Marine Pollution Bulletin》:Comparison of meiofauna, particularly free-living marine nematode community in interspersed habitats of mangroves and Spartina alterniflora in Zhanjiang, China

【字体: 时间:2025年11月17日 来源:Marine Pollution Bulletin 4.9

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  本研究对比分析了中国湛江红树林国家公园内海华莱(Spartina alterniflora)入侵地、两种本地红树(A. marina、S. apetala)及裸泥地的沉积物 meiofauna(以线虫为主)。结果显示,海华莱入侵地表面沉积物pH、盐度、有机质及重金属含量均低于裸泥地,但线虫多样性指数(H'、J'、D、MI)显著高于裸泥地;入侵地线虫数量与裸泥地相当,但低于其他植被区;根际与表层沉积物线虫食性差异显著。证实海华莱入侵通过改变沉积物理化特性显著影响线虫群落结构。

  在全球范围内,红树林生态系统因其独特的生态功能和生物多样性而受到高度重视。然而,随着人类活动的加剧以及外来物种的引入,这些生态系统正面临越来越多的挑战。其中,Spartina alterniflora(互花米草)作为一种原产于北美洲大西洋沿岸的植物,自1979年起被引入中国,最初目的是用于生态工程,如促进沉积物积累、减少波浪侵蚀、保护海岸线以及改善土壤性质等。由于其强大的适应能力和繁殖能力,S. alterniflora迅速扩展至中国沿海地区,尤其是在华南沿海,对本地红树林生态系统造成了显著影响。

红树林生态系统是热带和亚热带地区最重要的沿海湿地之一,具有极高的生产力和生态脆弱性。它们不仅为多种生物提供栖息地,还在调节碳循环、维持水质和防风固沙等方面发挥着重要作用。然而,这些生态系统极易受到人类活动、全球气候变化和外来物种入侵的影响。自1980年以来,全球红树林面积减少了约35%,而在美洲的太平洋和大西洋沿岸,多达40%的红树林物种面临灭绝威胁。与此同时,亚洲和太平洋地区的原始红树林栖息地已有70%被破坏。尽管已有大量研究关注红树林的分布及其在全球范围内的变化,但关于外来物种对红树林生态系统的具体影响,尤其是对其中最丰富的底栖动物——自由生活的海洋线虫(nematodes)的生态效应,仍然缺乏系统性的探讨。

自由生活的海洋线虫是底栖生态系统中最为丰富的生物类群之一,其数量庞大、分布广泛且周转率高,因此在生态系统的物质循环和能量流动中扮演着重要角色。线虫不仅作为初级生产者和底栖大型动物之间的营养桥梁,还对沉积物中的有机质分解和营养物质的再循环起着关键作用。它们对人为干扰具有高度敏感性,是监测生态环境变化的重要指示生物。此外,植物的种类和分布对线虫群落的组成和多样性有着显著影响,而外来物种的入侵则可能改变线虫的分布格局和生态功能。

在红树林生态系统中,线虫占据了所有底栖 meiofauna 的大部分,其种类和数量对环境条件的变化非常敏感。这种敏感性使得线虫成为评估生态系统健康状况和环境压力的重要工具。因此,研究外来物种入侵对线虫群落的影响,不仅有助于理解入侵物种如何改变生态系统的结构和功能,还能为红树林生态系统的保护和管理提供科学依据。

S. alterniflora 的入侵对红树林生态系统的改变尤为显著。它不仅改变了沉积物的理化性质,还对线虫群落的组成和多样性产生了深远影响。研究发现,在 S. alterniflora 侵占的环境中,线虫的种类数量和多样性指数显著增加,这可能与该植物对沉积物理化性质的改变有关。然而,线虫的丰度却与未被侵占的红树林和裸露的泥滩环境相似,表明 S. alterniflora 虽然能够提升线虫的多样性,但并未显著增加其数量。这种现象可能反映了入侵植物对线虫种群的结构和功能的复杂影响。

研究还发现,在 S. alterniflora 侵占的环境中,根际沉积物中的线虫丰度与表层沉积物相似,但其摄食类型却存在显著差异。这表明,尽管 S. alterniflora 的入侵改变了线虫的分布模式,但其对线虫生态功能的影响可能更加复杂。此外,研究还比较了 S. alterniflora 与两种本地红树林植物(Avicennia marinaSonneratia apetala)以及裸露泥滩环境的线虫群落特征,发现 S. alterniflora 的入侵在不同植被类型之间表现出不同的生态效应。

S. alterniflora 的入侵不仅改变了沉积物的理化性质,还可能通过改变沉积物的结构和功能,进而影响线虫群落的组成和多样性。这种影响可能是多方面的,包括改变沉积物的通透性、影响微生物群落的结构、改变有机质的分解速率等。此外,入侵植物可能通过竞争本地植物资源,间接影响线虫的生存环境和食物来源,从而改变其群落结构。

S. alterniflora 侵占的环境中,线虫的多样性指数显著高于裸露泥滩,这可能与该植物对沉积物理化性质的调节作用有关。例如,S. alterniflora 可能通过其根系的活动促进沉积物中的有机质分解,从而为线虫提供更多的营养来源。此外,该植物可能改变沉积物的pH值和盐度,进而影响线虫的生存和繁殖。这些变化可能使得某些线虫种类在 S. alterniflora 侵占的环境中更容易生存和繁衍,从而导致线虫群落的多样性增加。

然而,线虫的丰度并未因 S. alterniflora 的入侵而显著增加,这可能表明该植物对线虫种群的直接抑制作用与促进作用相互抵消。此外,研究还发现,在 S. alterniflora 侵占的环境中,线虫的摄食类型存在显著差异,这可能反映了该植物对线虫生态功能的改变。例如,某些线虫种类可能更倾向于在 S. alterniflora 的根际环境中生存,而另一些种类则可能更适应表层沉积物的环境。这种差异可能对整个生态系统的物质循环和能量流动产生重要影响。

总体而言,S. alterniflora 的入侵对红树林生态系统中的线虫群落产生了复杂的影响。它不仅改变了沉积物的理化性质,还可能通过改变沉积物的结构和功能,影响线虫的生存环境和食物来源,从而改变其群落结构和多样性。这些变化可能对整个生态系统的稳定性产生深远影响,因此需要进一步的研究来探讨 S. alterniflora 侵占对红树林生态系统的影响机制。此外,由于线虫在生态系统中的重要作用,其群落的变化可能对生态系统的功能和健康状况产生重要影响,因此有必要加强对线虫群落的监测和研究,以评估外来物种入侵对生态系统的影响。
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