自然与人工木质栖息地对北温带湖泊底栖大型无脊椎动物群落影响的比较研究

本研究针对湖泊沿岸开发导致的自然粗木质残体(CWH)减少问题，通过对比纽约阿迪朗达克公园湖泊中自然CWH与人工木质结构(船坞坡道)对底栖大型无脊椎动物群落的影响，发现两者均能显著提升生物量、丰度和功能多样性，但存在细微分类差异。该成果为理解栖息地替代的生态效应及湖泊管理提供了重要依据，发表于《Hydrobiologia》。

　　

在北美湖泊生态系统中，沿岸住宅开发(LRD)导致自然粗木质残体(CWH)大量消失，同时催生了船坞坡道等人工木质结构的普及。这种栖息地替代如何影响底栖生态链的关键环节——大型无脊椎动物群落，成为亟待解答的科学问题。美国圣母大学生物科学系的Matthew P. Woo团队在《Hydrobiologia》发表的研究，通过系统比较自然CWH与人工结构的生态效应，为平衡开发与保护提供了新见解。

研究采用两种标准化采样技术：500μm网孔D型网进行底栖扫掠采样，以及1032 cm²采样面积的Hester-Dendy板采样器。在纽约Little Moose Lake的36个位点（18个自然CWH和18个人工坡道）及其相邻非木质区域开展配对采样，结合主成分分析和k均值聚类将沿岸划分为岩石型、沙质型和淤泥型三类生境。通过线性混合模型(LMM)和PERMANOVA等多维统计分析，评估了丰度、分类丰富度、功能摄食类群(FFG)丰富度和生物量等指标。

功能指标差异

自然CWH与人工坡道在所有功能指标上均显著高于相邻非木质区域（p<0.01），但两类结构间无统计学差异。例如底栖扫掠样本中，木质结构位点的平均生物量比非木质区域高2.3倍，Hester-Dendy样本中分类丰富度提升1.8倍。

群落组成特征

底栖扫掠样本中优势类群为钩虾科(Talitridae)（占70.3%）和栉水虱科(Asellidae)（15.9%），两类结构间差异主要由这些广适性收集者的丰度变化驱动。Hester-Dendy样本则显示，自然CWH特有保留着敏感指示物种—— Perlidae（仅见于自然CWH位点），揭示人工结构可能无法完全替代特殊生态位需求。

沿岸类型影响

尽管岩石、沙质和淤泥型岸线在底栖扫掠样本中呈现组成差异（PERMANOVA，R²=0.097），但功能指标仅显示淤泥型岸线的分类丰富度显著高于岩石型（p=0.02），表明木质结构的局部效应强于宏观生境背景。

该研究证实人工木质结构能在局部尺度补偿CWH移除导致的功能损失，但分类组成差异警示其并非完全等效。特别值得注意的是，船坞坡道等结构的单位岸线密度（约30个/公里）远低于自然CWH（150-475个/公里），暗示整体生态服务功能仍可能受限。这些发现为制定基于证据的沿岸管理策略提供了关键参数，建议未来研究应结合鱼类响应评估和长期监测，以全面评价人工结构的生态代偿潜力。