S'Ena Arrubia泻湖底栖营养状态与大型底栖动物群落时空变异性研究：有机质质量对生态系统功能的影响

本研究针对地中海S'Ena Arrubia泻湖，通过分析沉积有机质(OM)数量与质量（BPC、CPE、PRT:CHO等指标）与大型底栖动物群落的时空变化关系，发现藻源有机质(CCPE:BPC)和蛋白质比例(PRT:BPC)显著影响底栖群落结构，特别是沉积食性物种如Streblospio shrubsolii的分布，为评估富营养化泻湖生态质量提供了新的生物地球化学指标。

　　

在地中海沿岸，富营养化正日益威胁着沿海泻湖这一具有重要生态和经济价值的生态系统。这些水域不仅为人类提供渔业资源和水产养殖场所，更是生物多样性的热点区域。然而，随着农业径流和城市排放的增加，过量营养盐输入导致藻类暴发、沉积物中有机质(OM)积累，进而引发缺氧和生态失衡。S'Ena Arrubia泻湖作为典型的地中海富营养化泻湖，历史上多次发生鱼类大规模死亡事件，其生态系统的稳定性正面临严峻挑战。

为深入理解富营养化泻湖中底栖生态系统的响应机制，来自意大利的研究团队在S'Ena Arrubia泻湖开展了为期一年的系统研究。该泻湖位于撒丁岛西海岸，面积仅1.2 km²，平均水深40厘米，通过人工运河与地中海相连，同时接收来自Sant'Anna河和Canale delle Acque Basse河的淡水输入。研究人员在代表不同环境特征的6个站点（A-F）进行了四季采样，分别位于封闭区域、淡水入口附近和海水入口附近。

研究采用了多学科方法：通过测定沉积物总有机质含量(LOI法)和生物聚合物碳(BPC)评估营养状态；利用分光光度法测定叶绿素-a(Chl-a)、脱镁色素、蛋白质(PRT)、碳水化合物(CHO)和脂质(LIP)含量，计算藻类碳贡献(CCPE:BPC)和蛋白质比例(PRT:BPC)等质量指标；使用箱式采样器采集大型底栖动物，鉴定至种级水平并分析群落结构。数据分析采用PERMANOVA检验空间和时间差异，DistLM模型解析环境因子与生物群落的关联。

研究结果显示，泻湖呈现明显的富营养化特征，平均BPC达6.3 mg C g^-1，超过5 mg C g^-1的富营养化阈值。空间上，靠近海水入口的E、F站具有最高藻源有机质贡献(CCPE:BPC达16.06%)和蛋白质比例(PRT:BPC)，而封闭区域A、B站OM质量较低。时间上，冬季风暴输入导致各站BPC和CPE显著高于夏季。

大型底栖动物群落呈现显著时空异质性。多毛类Streblospio shrubsolii和双壳类Abra segmentum为优势种，分别占总丰度的41%和16%。海水影响区E、F站在冬季聚集了更多海洋物种如Melita palmata和Ruditapes decussatus，而夏季则被机会种Polydora ciliata等取代。DistLM分析揭示，2月群落变异17%由CCPE:BPC解释，6月77%由CPE解释，表明光合产物对底栖动物的关键影响。

特别值得注意的是，蛋白质比例(PRT:BPC)与沉积食性动物如Microdeutopus gryllotalpa和Malacoceros fuliginosus的丰度呈正相关。海水入口区较高的PRT:CHO比值(>1)指示新鲜有机质的输入，支持了更复杂的捕食链，如捕食性等足类Cyathura carinata的出现。相反，封闭区域PRT:CHO<1反映有机质老化，仅适合耐低氧的机会种生存。

这项研究首次系统阐明了地中海富营养化泻湖中沉积有机质质量与底栖群落的内在联系。研究发现，传统上用于评估富营养化的总有机质指标可能掩盖关键生态过程，而藻源碳比例(CCPE:BPC)和蛋白质质量(PRT:BPC)等参数能更敏感地反映生态系统状态。这为沿海泻湖的生态监测提供了新思路——将生物群落指标与有机质质量参数结合，可以更全面评估富营养化影响。研究结果对地中海地区类似泻湖的管理具有重要参考价值，特别是通过调控海水交换改善沉积物质量的方法值得进一步探索。