处理完成 基于生态栖息地图表与饱和-非饱和渗流分析的沙滩及沙坪底栖物种分布模拟研究

本文创新性地将生态栖息地图表与饱和-非饱和渗流分析相结合，构建了预测沿海地质环境动态驱动的底栖物种分布综合平台。研究表明沉积物吸力（suction）对沙滩生态系统物理环境具有关键调控作用，为气候变化背景下的海岸带生物多样性保护提供了重要理论支撑和实践指导。

　　

摘要

近年来，研究表明沉积物中水分张力的吸力（suction）动力学在控制沙滩和沙坪的地球物理环境中发挥着关键作用，且由吸力动力学引起的地球物理环境变化与多样化的生物活动之间存在密切联系，产生了一系列能够使节肢动物（Arthropoda）、软体动物（Mollusca）和环节动物（Annelida）物种进行钻孔、洞穴发育和生理活动的地球物理环境条件。基于这种因果关系，Sassa和Yang（2019a）开发了一种生态栖息地图表，展示了栖息在沙滩和沙坪中的多样化大型底栖动物的关键地球物理环境。在本研究中，通过反映日本和韩国十九个具有不同潮汐范围、沉积物特性和形态的沙滩和沙坪的地球物理环境特征，并叠加沙泡蟹（Scopimera globosa）的最佳地球物理环境，对生态栖息地图表进行了升级。然后通过结合升级后的生态栖息地图表和饱和-非饱和渗流分析，开发了一个用于预测和评估沿海地球环境动力学引起的底栖物种分布的综合平台。通过与台风和季风风暴引起的地貌变化在Gokahama沙滩和Naha沙坪（日本）中观察到的四种十足目甲壳动物、端足目和等足目物种（即S. globosa、Haustorioides japonicus、Trinorchestia trinitatis和Excirolana chiltoni）的分布变化进行对比，验证了该综合平台的有效性。所开发的综合平台有望促进对底栖物种响应气候引起的地球环境变化的评估和评价，以及基于地球环境动力学的沙滩和沙坪管理，即使它们的特征存在显著差异。

引言

包括沙滩和沙坪在内的海岸生态系统提供各种生态系统服务，如人类活动场所、多样化物种的栖息地、自然灾害预防和缓解的缓冲区以及水体净化，其价值受到高度评价（Defeo等，2009；Barbier等，2011；Spalding等，2014）。为了可持续地获得这些生态系统服务，海岸生态系统的管理至关重要（Edgar等，2000；Defeo等，2009；Barbier等，2011；Spalding等，2014；Weinstein等，2014；Boerema和Meire，2017）。因此，为了确保适当的海岸管理，对海岸生态系统进行定量评估的需求日益增加（Edgar等，2000；Barbier等，2011；Fulford等，2020；Li等，2021）。在此背景下，基于统计分析的各种研究正在积极开展，旨在开发用于评估底栖群落对海岸环境变量响应的定量评估和预测方法（Ysebaert等，2002；Thrush等，2003；Ellis等，2006；Mei?ner等，2008；van der Wal等，2008；Gogina等，2010；Ryu等，2011；Puls等，2012；Lee等，2019；Costa等，2022）。由于多种生态系统服务的供给需要跨空间尺度的生物多样性和物种丰富度（Le Provost等，2022），在全球气候变化背景下，对多样化物种分布的评估对于生态系统服务的可持续管理至关重要。