长江口围堤工程对鱼类与浮游生物群落的同步限制效应研究

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Marine Environmental Research 3.0

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  本研究针对海岸带生态工程中潮汐限制对非目标水生生物的潜在影响,通过对比长江口崇明东滩自然潮沟与围堤限制区鱼类、浮游动物(Zooplankton)和浮游植物(Phytoplankton)群落结构,发现盐度升高显著抑制鱼类群落(SEM分析),但未检测到食物链级联效应。该研究为半调控河口生态修复工程的多营养级评估提供了新范式。

  

海岸带湿地正面临前所未有的生态挑战。随着全球气候变化加剧和人类活动扩张,围堤、闸坝等工程设施在保护岸线的同时,也通过潮汐限制(Tidal restriction)深刻重塑着湿地生态系统。尽管这类工程常以植被和鸟类恢复为目标,其对非目标水生生物的影响却长期被忽视。长江口崇明东滩作为东亚最大的河口湿地之一,其围堤工程虽成功控制了入侵物种互花米草(Spartina alterniflora
),但由此产生的生态连锁反应仍属未知。这种认知空白使得生态工程可能陷入"顾此失彼"的困境——在修复某些生态功能的同时,无意中损害其他关键组分。

针对这一科学问题,来自上海市环境监测中心等机构的研究团队在《Marine Environmental Research》发表论文,首次系统评估了围堤工程对鱼类、浮游动物和浮游植物三个营养级的同步影响。研究采用空间替代时间法,对比分析自然潮沟与围堤限制区的环境参数和生物群落,结合结构方程模型(SEM)解析驱动机制。

关键技术方法
研究在2018年4-10月对崇明东滩6个采样点(3个自然潮沟、3个围堤限制区)进行季度采样。测定盐度、溶解氧(DO)、pH等水质参数;通过刺网采样获取鱼类群落数据;浮游生物采用25cm口径浮游生物网垂直拖拽采集;使用PRIMER 7.0进行群落相似性分析(ANOSIM);通过结构方程模型(SEM)量化环境因子与生物群落的因果关系。

研究结果

环境指标
盐度差异成为最显著的环境分异因子,围堤限制区盐度峰值达15.62 psu(2018年10月S6点),远超自然潮沟的1 psu水平。DO和pH未呈现规律性差异。

鱼类与浮游生物群落组成
共捕获2391尾鱼类,浮游生物样本显示不同分类单元的特异性分布。围堤限制导致鱼类和浮游动物多样性下降趋势,但浮游植物多样性保持稳定。

跨类群群落结构一致性
ANOSIM分析揭示三类生物群落在潮沟与围堤区间均呈现组成差异(图2-4),这种跨营养级响应模式表明工程干扰产生了生态系统级影响。盐度升高通过直接途径(非食物链级联)塑造群落结构。

讨论与结论
研究发现围堤工程通过盐度升高这一非生物因子主导生态系统变化,这与经典的食物链调控理论形成鲜明对比。特别值得注意的是:

  1. 高营养级(鱼类)比低营养级(浮游植物)表现出更强的敏感性,印证了"营养级敏感性假说"
  2. 半调控的闸坝运行模式可能缓冲了工程冲击,解释了统计显著性不足的现象
  3. 浮游植物的稳定性可能源于其广盐性适应策略

该研究为海岸带工程生态影响评估提供了多营养级研究框架,强调在生态修复项目中需统筹考虑非目标生物的响应。未来研究需延长监测周期以捕捉滞后效应,并建议在工程设计中纳入水文连通性优化措施。这些发现对长江大保护战略下的河口管理具有重要指导价值。

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