热带 Halodule wrightii 海草床相关大型藻类群落在分类周转下仍保持功能稳定性

《Regional Studies in Marine Science》:Functional stability despite taxonomic turnover in macroalgal communities associated with a tropical Halodule wrightii meadow

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月15日 来源:Regional Studies in Marine Science 2.7

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   • Wright草海的密度和生物量在14年后增加。•大型藻类组成随海草群落结构的变化而有所不同。•尽管物种组成发生变化,但大型藻类总生物量保持稳定。•尽管分类学发生更替,但大型藻类功能结构保持稳定。引言海草床是世界上最 important 的植被化沿海生态系统之一,提供广泛的

  
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    Wright草海的密度和生物量在14年后增加。
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    大型藻类组成随海草群落结构的变化而有所不同。
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    尽管物种组成发生变化,但大型藻类总生物量保持稳定。
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    尽管分类学发生更替,但大型藻类功能结构保持稳定。

引言

海草床是世界上最 important 的植被化沿海生态系统之一,提供广泛的生态系统服务(de Los et al., 2020)。它们在温带和热带地区均参与初级生产,对维持海洋生态系统及其生物多样性发挥着至关重要的作用(Pardi et al., 2006, Koopmans et al., 2020)。在巴西沿岸,共有六种海草分布,覆盖面积约328–678平方公里,分布在浅海沿岸环境、河口及与礁石相关的系统中,为生物多样性提供支撑并促进生态系统功能(Short et al., 2007, Magalh?es et al., 2021)。然而,这些生态系统正日益面临人为压力,包括栖息地退化、营养盐富集和沿海开发(Magalh?es et al., 2026)。作为生态系统工程师(Bouma et al., 2005),海草床提供了三维结构,改变了其所处栖息地的环境。它们塑造环境,为其他生物提供生存、取食和依赖这些生态系统的机会。其中,大型藻类与海草床相关联时往往表现出较高的物种多样性(Correia et al., 2022),红藻门和钙化物种是被报道最多的类群(Ortegón-Aznar et al., 2017, Creed and Amado Filho, 1999)。然而,尽管它们广泛共存,热带地区海草与大型藻类之间的生态相互作用仍然知之甚少。
历史上,大型藻类与海草之间的相互作用通常被视为主要是负面的,主要是因为它们争夺光照、空间和营养(Richard and Quijón, 2023)。在富营养化或扰动条件下,大型藻类的快速生长,尤其是机会主义物种的生长,可以形成致密的藻垫,覆盖海草并减少光照可用量,从而降低光合效率,导致植物胁迫或死亡(Mccloskey et al., 2015, Taplin et al., 2005, Wells et al., 2007, Lavery and Vanderklifit, 2002, Zribi et al., 2023)。在这种情况下,群落可能发生演替,包括大型藻类多样性降低和耐受胁迫的壳状大型藻类物种占主导地位(Murray and Littler, 1984, Vermeij et al., 2011)。
然而,中性及正向相互作用也有记载,特别是在热带和亚热带地区(Kalokora et al., 2022, Nugraha et al., 2026)。大型藻类可能通过空间分割或功能互补与海草共存,在某些情况下,可能减少沉积物再悬浮并增加栖息地复杂性,间接有利于海草生态系统(Gacia and Duarte, 2001, Pereda-Briones et al., 2018, Moustaka et al., 2024)。这些正向促进作用突显了依环境而变的共存潜力,挑战了大型藻类必然对海草产生有害竞争的传统观点。
海草与钙化大型藻类的关联,特别是 Halimeda 属,在热带海草床中较为常见。根据环境条件不同,这些关联可能从促进关系变为竞争关系,从而影响营养盐动态、碳酸盐过程和海草生长表现(Semesi et al., 2009, Bergstrom et al., 2019, Richard and Quijón, 2023)。因此,其对海草韧性的净效应仍不清楚,且很可能强烈依赖于具体环境。近年来,在巴西北部一片单一 Halodule wrightii Ascherson 1868 海草床的实地观察表明,自2010年首次调查(Fran?a, 2010)以来,Halimeda 属的分布出现空间变异,附近区域海草覆盖度损失达94%(Deeks et al., 2024, Magalh?es et al., 2026)。
基于性状的方法因能够提供群落动态的机制性见解而受到关注,这些方法聚焦于垂直结构、钙化程度、寿命和附生行为等属性,这些属性影响光的获取、竞争、促进作用和生态系统功能(Moreira-Saporiti et al., 2023)。此类方法对于理解大型藻类在环境变化条件下通过多种途径影响海草床的途径尤为重要。很少有研究考察大型藻类–海草相互作用在数十年时间尺度上的变化,或这些变化与海草种群及群落结构变化之间的关联(Barros et al., 2013, Patriquin et al., 2024)。因此,长期的性状评估对于预测大型藻类在气候压力增大、富营养化和栖息地变迁背景下大规模增殖的生态后果具有重要意义。本研究通过南大西洋热带海草床的14年间隔性状评估,提供了区域特异性证据,以改善对加速环境变化下植被化沿海生态系统轨迹的预测。我们回访了一片最初在2010年调查的单一 H. wrightii 海草床,并在14年时间间隔后比较了海草和大型藻类群落。
在此背景下,我们探究了2010年和2024年调查之间的 H. wrightii 种群和形态测量参数以及关联大型藻类群落的组成和结构是否存在差异。我们假设 Halimeda 属的生物量将随时间增加,并且钙化大型藻类的较高生物量将与较低的海草生长表现相关(地上和地下生物量;株高和株密度)。我们进一步预期在14年间隔期间大型藻类的分类和功能组成会发生转变。为回答这些问题,我们:(i) 评估了 H. wrighti 形态和种群性状的时间变化;(ii) 评估了海草–大型藻类共存模式的时间变化;以及 (iii) 评估了大型藻类群落组成、结构和功能性状相对于 H. wrightii 海草床的演变。鉴于重访调查设计,这些假设是通过观察到的时间模式来评估的,而非对因果关系的确定性检验。

章节摘要

采样区域

样品采集自巴西北部一片单一 Halodule wrightii 海草床(7°37'40.7" S/34° 48' 19.9" W;图1A)。该区域为湿热热带气候,年均降雨量2053毫米,月均温度在21.9°C至29.9°C之间(Laranjeira et al., 2018, APAC, 2023)。该海草床位于Santa Cruz环境保护区(MPA)内,按照国际自然保护联盟的分类相当于受保护海洋景观(V级)

海草种群特征

海草密度(t = -9.47;df = 83.38;p值 < 0.05)、平均株高(t = -4.46;df = 80.76;p值 < 0.05)、总生物量和地下生物量(W = 704;p值 < 0.05,W = 675;p值 < 0.05)在2024年与2010年相比分别高出182.2%、43.3%、23.1%和23.9%(表1)。只有地上生物量在年份之间无显著差异(t = -1.68;df = 85.97;p值 = 0.09;SI 3;图3)。

大型藻类频率

在两个采样期间共鉴定出54个分类单元,其中13个可以

讨论

我们的结果表明,在研究的14年间隔期间,Halodule wrightii 的种群发生了变化。然而,与我们的初始假设相反,包括 Halimeda 属物种在内的总大型藻类生物量在2010年和2024年之间保持稳定。同样,我们的第二个假设——即大型藻类生物量增加会对海草种群和形态测量参数产生负面影响——也未得到支持。虽然 H. wrightii 的地上生物量在两个采样期间保持一致,

结论

本研究记录到 H. wrightii 的丰度和多项种群指标在2024年高于2010年,而总大型藻类生物量在两次调查之间保持相似。这些发现表明,在所观察的条件下,大型藻类(特别是钙化种类)的丰度并未达到通常与海草衰退相关的水平。我们的结果并非支持海草与大型藻类之间常见的拮抗关系,而是表明在

CRediT 作者贡献声明

Josias Alexandre Silva Filho:调查、方法学、撰写初稿、撰写审阅与编辑。Thomaz Henrique Arruda Lima:调查、方法学、可视化、形式分析、撰写初稿、撰写审阅与编辑。Cledson Pedro da Silva Júnior:可视化、方法学、撰写审阅与编辑。Reginaldo Augusto Farias de Gusm?o:形式分析、撰写审阅与编辑。Mariana do Amaral Camara Lima:监督、可视化、撰写——

资金

本研究未获得外部资金或资助机构的财务支持。所有工作均使用实验室资源和现有的机构基础设施完成。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系,这些因素可能影响本文所报告的工作。

致谢

我们衷心感谢 CAPES(高等教育人员提升协调处)通过研究资助 88887.955280/2024–00 提供的财务支持,以及 R.A.G 对研究资助 88887.158241/2025–00 的资助。我们还感谢伯南布哥联邦农村大学(UFRPE)为本研究的开展提供必要的实验室基础设施和设备。特别感谢 Adilma Cocentino 和 Cassio Fran?a 在以下方面提供的宝贵协助
Josias Alexandre Silva Filho|Thomaz Henrique Arruda Lima|Cledson Pedro da Silva Júnior|Reginaldo Augusto Farias de Gusm?o|Mariana do Amaral Camara Lima|Karine Matos Magalh?es
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