探寻朗斯河口潮间带底栖群落长期变化:解开生态演变的密码

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Estuarine, Coastal and Shelf Science 2.6

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  朗斯潮汐电站(RTPP)建设后生态变化备受关注。研究人员利用社区轨迹分析框架等方法,分析朗斯盆地软沉积物长期变化。结果显示底栖群落持续演变,物种数先减后增。该研究为河口生态研究提供重要依据。

  在地球的众多生态系统中,河口地区犹如一颗璀璨却又脆弱的明珠。它处于海陆交界之处,拥有独特且复杂的生态环境。这里的物理化学、形态以及水文特征,时刻都在经历着高时空变化,就像一场永不停歇的生态 “变奏曲”。同时,河口还是各种底栖生物的 “家园”,为它们提供了丰富多样的栖息场所,是地球上最具生产力的环境之一。可也正因为其特殊的地理位置,河口遭受着来自人类活动的重重 “攻击”,比如沿海城市化进程的推进、水体富营养化问题、污染物的排放、海洋集料开采以及频繁的捕鱼活动等。此外,海平面上升和全球变暖这两大 “巨头”,也对河口生态系统构成了严重威胁。在众多河口之中,法国北部布列塔尼地区的朗斯河口,因其独特的潮汐电站 —— 朗斯潮汐电站(RTPP)而备受关注。
RTPP 建于 1963 - 1966 年,曾在长达 45 年的时间里稳坐全球最大潮汐电站的宝座,如今也是世界第二大运营中的潮汐电站。这座电站虽然为人类带来了能源便利,却也给朗斯河口的生态环境带来了深刻的改变。它改变了河口的水动力条件,减少了潮汐范围,使水体滞留时间发生偏移,水位升高了 4 米,导致潮间带面积大幅缩减,同时还加快了水流速度。这些变化如同蝴蝶效应一般,引发了一系列生态问题,让科学家们十分担忧。

早在 20 世纪 70 年代末,就有科学家对 RTPP 建设后的影响展开研究。当时发现,大坝建成后,底栖生物经历了近乎全部消失的困境,但随后又逐渐重新在海底 “安家落户”。后来的研究也陆续揭示了底栖生物群落的一些变化,但这些研究都存在一定的局限性,无法全面、深入地展现长期的生态演变过程。为了更清晰地了解 RTPP 建设后河口生态的长期变化,来自国外(文中未明确具体研究机构)的研究人员决定开展一项新的研究。他们希望通过这项研究,弄清楚底栖群落的长期变化情况,以及这些变化背后的驱动因素。这项研究成果发表在《Estuarine, Coastal and Shelf Science》杂志上,为河口生态研究领域带来了新的曙光。

研究人员采用了多种技术方法。其中,社区轨迹分析框架(Community Trajectory Analysis Framework)是核心技术之一,它就像一个 “生态追踪器”,能够帮助研究人员分析、刻画和展现底栖群落的长期变化。此外,研究人员对朗斯河口的 99 个站点进行了重新采样,最终选取了 84 个不同调查中共有的站点数据进行分析,以此确保研究结果的准确性和可靠性。

在研究过程中,研究人员对不同方面展开了深入探究。

  • 大型底栖动物的总体特征:在多次调查中,研究人员在朗斯河口共记录到 483 种分类单元。其中,环节动物(Annelids)占据了主导地位,在连续的调查中,它们占到了所采集生物的 72%。像Melinna palmata(占捕获量的 20%)、Chaetozone sp.(12%)、Euclymene oerstedii(8%)、Leiochone leiopygos(6%)和Ampharete baltica(5%)等都是常见的优势物种。相比之下,软体动物(Molluscs)和甲壳类动物(Crustaceans)的占比相对较少,分别为捕获量的 10% 和一定比例(如Peringia ulvae占 3%、Abra alba占 2% 等) 。这表明在朗斯河口的大型底栖动物群落中,环节动物起着重要的生态作用。
  • 底栖群落的结构变化:研究发现,在 RTPP 建成近 50 年后,底栖群落仍在持续演变。在流域尺度上,每次研究都能发现有 6 种物种数量较多,它们对群落结构的形成有着显著影响。从分类学轨迹来看,无论是在流域尺度还是局部尺度,底栖群落都在不断变化。生态轨迹显示,受沉积学变化的影响,河口上下游呈现出明显的时间变异性。而且,局部物种丰度的变化也导致了群落组成在不同尺度上的差异。这意味着,RTPP 的建设不仅改变了河口的整体生态环境,还使得底栖群落内部的结构也在持续调整。
  • 物种数量的变化趋势:20 世纪 90 年代,海底的生物定植速度有所放缓,但到了 2020 年,物种数量却出现了显著增加。这一变化与海水的推进、沉积物的重新分布、栖息地的异质性以及海草的动态变化密切相关。这些因素共同作用,营造出了更为复杂的栖息地结构,为更多物种提供了生存空间。这一发现揭示了在 RTPP 建设后的长期过程中,河口生态系统在经历一系列变化后,逐渐朝着有利于物种多样性增加的方向发展。

综合研究结果,研究人员得出结论:朗斯河口的底栖群落结构在 RTPP 建成 50 多年后仍处于不断变化之中。对比 1976 年、1995 年、2010 年(仅上游区域)和 2020 年的数据可以发现,在海底生物定植放缓之后,物种数量显著增加,这与海水影响增强、栖息地异质性增大以及盆地内细颗粒沉积物的重新分布密切相关。

这项研究具有重要意义。它为我们深入理解潮汐电站建设对河口生态系统的长期影响提供了宝贵的数据支持和科学依据。通过研究底栖群落的变化,我们能够更好地认识河口生态系统的演变规律,为后续的生态保护和修复工作提供方向。此外,研究中采用的社区轨迹分析框架等方法,也为其他类似的生态研究提供了借鉴,有助于推动全球范围内河口生态研究的发展,更好地守护这些珍贵的生态系统。

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