海滩残骸大型植物群落组成变化:追踪气候变暖下近岸底栖生态的关键指标

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Estuarine, Coastal and Shelf Science 2.6

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  海洋生态系统受多种人为因素威胁,生物多样性下降。研究人员为探究海滩残骸大型植物群落能否监测底栖群落变化,沿法国海岸采样研究。结果发现其热亲和力随海表温度升高而增加,随纬度升高而降低。该研究为相关监测提供依据。

  在广袤的海洋世界里,近几十年来却危机四伏。人类活动如过度捕捞、污染以及气候变化等,让海洋生态系统不堪重负,生物多样性急剧下降。就像一张千疮百孔的大网,海洋生物的生存空间被不断压缩,物种灭绝风险上升,生态系统的结构和功能也遭到严重破坏。
为了更好地守护海洋生态,制定科学有效的保护政策迫在眉睫。而这离不开可靠的决策工具,生态指标就是其中关键一环。可海洋环境监测困难重重,尤其是底栖栖息地,受潮汐、水流和深度影响,传统监测方法难以施展,数据获取既困难又昂贵,且分辨率不高。尽管遥感等新技术带来希望,但在物种组成监测方面仍存在短板。

在这样的困境下,海滩残骸监测成为新的探索方向。过往研究发现海滩残骸大型植物与近岸底栖群落关系密切,或许能为底栖栖息地监测提供新思路。但目前,海滩残骸大型植物群落组成与气候的关系尚不明确,其能否作为指标监测底栖大型藻类和海草群落变化也有待研究。

为解开这些谜团,国外研究人员针对法国海峡和大西洋沿岸的海滩残骸大型植物展开研究。研究人员沿着法国海岸从圣让德吕兹(北纬 43.39°)到加来(北纬 50.89°)选取 172 个采样点,在 2018 年 4 月和 2019 年 4 月进行采样。在每个采样点的新鲜残骸带上,设置 5 个 1 平方米的样方,由专业人员鉴定其中大型藻类和海草碎片的种类,并估算相对丰度。同时,利用 MARS3D 模型获取采样点周边海表温度(SST)数据,从 EMODnet Biology 数据库获取物种平均热生态位(Species Temperature Index,STI)数据。通过计算群落温度指数(Community Temperature Index,CTI)和 α 多样性指数,运用广义线性混合模型(GLMMs)、广义相加混合模型(GAMMs)等统计方法,分析群落组成与温度、纬度的关系。

研究结果表明,基于分类单元相对丰度的群落温度指数(CTIa)随纬度升高显著降低,在高纬度地区数值更低;而 CTIa随海表温度升高显著增加。红色藻类和棕色藻类在驱动这些热亲和模式中起主要作用。从分类单元贡献来看,更多分类单元对 CTIa的纬度模式呈正贡献,且部分分类单元的贡献与其纬度分布和热亲和力一致。在纬度模式方面,α 多样性呈现出钟形曲线,在北纬 47° - 48° 之间达到峰值,之后随纬度升高而降低,其中绿色藻类多样性不受纬度影响。

综合研究结果与讨论,此次研究证实海滩残骸大型植物群落热亲和力与海表温度、纬度存在显著关联,这一发现意义重大。它为将海滩残骸大型植物群落作为近岸底栖大型植物群落热亲和力的异位指标提供了初步依据,有助于开发底栖栖息地对气候变化的脆弱性指标。同时,海滩残骸监测成本低、操作简便,有望成为海岸和海洋生态系统异位监测的重要手段,还适合开展公民科学项目,提高公众对海洋生态的关注度和保护意识。不过,目前研究主要集中在空间变化,未来还需进一步探索其在监测群落年际和年内变化方面的潜力,持续完善这一监测体系,为海洋生态保护筑牢防线。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是野外采样技术,沿法国海岸特定区域选取 172 个采样点,在不同时间采集海滩残骸样本;其次是数据获取技术,借助 MARS3D 模型模拟获取海表温度数据,从数据库获取物种热生态位数据;最后利用多种统计模型,如 GLMMs 和 GAMMs,分析群落指标与环境因子的关系。

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