河口沉积物中多毛类功能性状对生态功能的定量评估

本研究针对海洋软沉积物生态功能评估的空白，通过实验室实验结合计算机断层扫描(CT)技术，定量分析了7种多毛类(Polychaete)的体重、摄食模式和运动类型等性状与有机物分解和生物扰动(bioturbation)的关联。研究发现体重是预测有机物消耗的最佳指标，而运动类型主导生物扰动强度：穴居种生物扰动体积(4.5 cm3)是表层改造种的5倍，管栖种虽扰动体积较小但可达20 cm深度。该研究为海洋底栖生态系统功能预测提供了基于性状的量化框架。

　　

地球正经历着严重的生物多样性丧失，这对人类福祉产生深远影响。尽管物种多样性常被视为生态系统功能的保障，但越来越多的证据表明，物种的功能性状(functional traits)比物种丰富度更能决定某些生态过程。这一认知在陆地生态系统中已得到较好验证，但在海洋环境，尤其是软沉积物生态系统中仍存在显著知识缺口。多毛类作为海洋底栖生态系统的"生态系统工程师"，其通过摄食和生物扰动活动对有机物分解和养分循环产生关键影响，但关于其性状如何定量影响生态功能的研究仍十分有限。

针对这一科学问题，来自巴西的研究团队在《Marine Environmental Research》发表的研究中，创新性地将实验室实验与计算机断层扫描技术相结合，对7种多毛类的生态功能进行了定量解析。研究选取Jaguaripe河口的常见物种，通过控制实验测量其有机物消耗率，并采用CT技术三维重构生物扰动结构，首次实现了对生物扰动体积和深度的精确量化。

Collection, maintenance and selection of organisms
研究在巴西Jaguaripe河口潮滩采集7种多毛类，包括穴居种、管栖种和表层改造种等不同功能群。样本经实验室驯养后，分别进行摄食实验和生物扰动实验。

Results
数据分析显示，体重与有机物消耗呈显著正相关，log-logistic模型拟合最佳(LOOw=0.76)。运动类型决定生物扰动模式：穴居种平均扰动4.5 cm³(2.15-9.61 cm³)沉积物，显著高于其他类型；管栖种虽扰动体积较小，但能构建深达20 cm的垂直管结构。CT三维成像清晰展现了不同运动类型形成的生物扰动结构差异。

Discussion
该研究突破了传统分类学方法的局限，证实性状分析方法能更准确预测生态功能。体重作为代谢规模指标直接决定有机物处理能力，而运动类型通过影响生物-沉积物接触面积调控扰动强度。特别值得注意的是，管栖种形成的深管结构可能促进深层沉积物的氧化和养分循环，这一发现对理解海底碳封存过程具有重要意义。

Conclusion
研究建立了多毛类性状-功能的定量关系框架，为海洋生态系统功能评估提供了新范式。成果不仅深化了对底栖生态系统工程师功能的理解，也为基于性状的海洋生态系统管理提供了科学依据。未来研究可结合稳定同位素等技术，进一步解析不同扰动模式对养分循环路径的影响。

技术方法概要
研究采用PVC取芯器(直径15 cm)采集河口沉积物和多毛类样本，实验室驯养后进行两类实验：(1)摄食实验：定量测定各物种对虾肉的消耗率；(2)生物扰动实验：使用CT扫描仪(μCT)三维重构生物扰动结构，测量扰动体积和深度。数据分析采用log-logistic混合效应模型评估性状-功能关系。