厦门马嬛湾沉积物中沙筛贝的时空分布

厦门马嬛湾沉积物中沙筛贝的时空分布

1关于沙筛贝的生态特性沙枣子属于节肢动物门亚伯拉赫亚，也被称为小麦粉亚斯。沙枣子最早生活在巴西，与墨西哥之间的岩石和海水有关。这可能是运输货物的原因。现在，在世界上，沙窗贝被发现在许多海域。外来物种是对生物多样性的主要因素之一。它不仅影响到入侵场地的生态系统，而且也影响到与当地物种竞争的亚洲竞争。随着海洋养殖和海事活动的日益增加,海洋外来物种逐渐增多.20世纪80年代初,Morton首次在香港水域漂浮的木版上记录到少量的沙筛贝,并怀疑是由越南难民船带进来的.1983年Huang和Morton黄宗国发现香港的方舟底部几乎100%被沙筛贝覆盖.Chu等发现沙筛贝也存在于压仓水,认为沙筛贝主要由航运带入香港海域.20世纪90年代初沙筛贝作为饵料被引到厦门马銮湾,逐渐成为附着生物的优势种.1995和1996年,王建军等在厦门马銮湾进行周年挂板实验,报道了沙筛贝种群动态.2003年8月至2004年9月,蔡立哲等在马銮湾虾池外水域进行周年逐月挂板实验,发现沙筛贝的附着高峰期在6月份.关于沙筛贝的生态危害,国内学者有不同看法.黄宗国认为沙筛贝大量附着在养殖设施上,已成为污损生物群落的优势种,严重地影响了当地的贝类养殖.暨卫东则认为由于沙筛贝能消耗水体中的大量有机物,大大地加强了物质的循环和能量转换,使水质得到改善.海域生态系统受多种环境因子作用,如水动力、污染状况等,生物之间也存在着复杂的关系.国外在沙筛贝的生态毒性上作了一些研究,目的在于寻找防治沙筛贝大量繁殖的有效方法.本研究试图从外来物种沙筛贝与其他底栖动物的数量关系,探讨沙筛贝对大型底栖动物的危害程度,为防治外来物种沙筛贝提供科学依据.2材料和方法2.1马东南角湾内马銮湾原为天然海湾,流域面积为123km2,原有水域面积约17km2,东西长约为7km,中部南北宽约3km,湾口窄处约1.5km,海湾向东开口.1957年马銮海堤建成后,湾内水域面积仅剩4.5km2(图1左).马銮湾最大水深为8m,表层水温年变化为12.7～31.5℃,盐度为14.9～26.4,夏季0.5～2.0m水层的溶解氧为7.9～8.6mg/dm3;底层(6～8m)完全缺氧,COD表层为3mg/dm3,底层(8m)高达24.8mg/dm3.马銮湾北部某虾池的东西长约300m,南北长约200m,面积约为60000m2.2.2角的两个控制角2004年6月和2004年8月,为研究马銮湾虾池附近海域沙筛贝的垂直分布及对其他底栖动物的影响,在马銮湾北部海域某虾池的外围设置4个挂板点,即A,B,C,D(图1右),其经纬度见表1.A挂板点位于虾池西面,在排水沟内;B和C挂板点分别位于虾池西南和东南角的两个水闸附近;D挂板点位于虾池东面.每个挂板点每月放1块长1m,宽0.16m的松木板.2004年6月2日挂板至2004年7月7日取板,约为35d,称其为6月板;2004年8月9日挂板至2004年9月13日取板,约为35d,称其为8月板.挂板头尾各5cm绑挂漂浮物和重物,中间分9个层次,每隔10cm为一个层次.比如A挂板,即表层0～10cm(A1),第二层11～20cm(A2),第三层21～30cm(A3),第四层31～40cm(A4),第五层41～50cm(A5),第六层51～60cm(A6),第七层61～70cm(A7),第八层71～80cm(A8),第九层81～90cm(A9).B,C,D挂板点也是如此分层.2004年夏季虾池外A,B,C,D四点的盐度分别是26,27,27和25,水温分别是29,28,28和29℃.2.2大型底栖动物的分离和计数在A,B,C,D挂板点用长20cm、直径为10cm的塑料(PVC)管在每个挂板点附近的浅水处各随机连续采集10管沉积物,将塑料管中的沉积物放入塑料桶内,加水搅拌,上清液用孔径0.5mm的套筛过滤,重复淘洗,直至上清液清澈为止,检查桶底剩余的沉积物,将带壳的软体动物以及留在套筛上的底栖动物装入塑料瓶内,贴上标签,加福尔马林固定,带回实验室.在实验室中,将瓶中的样品倒入孔径0.5mm的套筛,用自来水将细泥和福尔马林冲洗掉,装在培养皿中,在解剖镜下将大型底栖动物分类和计数,在感量为0.1mg的电子天平上称湿的质量.为比较沙筛贝多寡对其他底栖动物的影响,在D挂板点分别采集10管有成团沙筛贝的沉积物和10管无成团沙筛贝的沉积物,分别计数沉积物中的大型底栖动物的种数、密度和生物量.以SPSS11.0统计软件进行回归分析和t-检验.3结果3.1大型底栖动物的组成和类型2004年6和8月在挂板上和沉积物中仅获得大型底栖动物16种(表2),其中在挂板上获得的为13种,在沉积物中获得的为14种.小相手蟹(Nanosesarmaminutium)、菲律宾蛤仔(Ruditapesphilippinarum)和斜肋齿蜷(Sermylariqueti)没有在挂板上被发现,而太平洋侧花海葵(Actinianigrescens)和网纹藤壶(Balanusreticulatus)在沉积物中未被发现.16种大型底栖动物中,海葵有1种,扁形动物有1种,多毛类有4种,寡毛类有1种,双壳类有5种,腹足类有1种,甲壳动物有3种.挂板上大型底栖动物群落的种类多样性指数(H1′)、均匀性指数(J1)、种数和沙筛贝平均密度均分别高于沉积物中大型底栖动物群落的种类多样性指数(H2′)、均匀性指数(J)、种数和沙筛贝平均密度(表3).3.2沙筛贝密度与条纹藤算法的关系2004年8月,挂板A,B,C,D的沙筛贝密度均随挂板深度增加先增加而后减少,在挂板深30～50cm处形成高峰.而网纹藤壶密度随挂板深度增加先减少而后增加,在挂板深30～50cm处形成低谷(见图2).将2004年6月和8月相同挂板点的沙筛贝密度与网纹藤壶密度进行相关分析表明,6月份挂板C,D和8月份挂板A,B,C的沙筛贝密度与网纹藤壶密度呈显著负相关,6月份挂板A和8月份挂板D的沙筛贝密度与网纹藤壶密度的相关系数接近显著相关的临界值(见表4).3.3小头虫和铣贝不同密度的垂直分布特征2004年6月,小头虫密度从挂板A1到A7,C1到C9,D1到D9是增加的,凿贝才女虫密度从挂板A1到A7,C1到C9,D1到D5也是增加的(见图4).2004年8月,小头虫密度从挂板A1到A7,C1到C9,D1到D9是增加的,凿贝才女虫密度从挂板A1到A7,B1到B5,C1到C3,D1到D4也是增加的(见图5).由此可见小头虫和凿贝才女虫密度有着相似的垂直分布特征.将2004年6月和8月相同挂板点的沙筛贝密度与小头虫密度进行相关分析表明,6月份挂板A,C和8月份挂板A,B,C,D沙筛贝密度与小头虫密度呈显著正相关,6月份挂板D沙筛贝密度与小头虫密度的相关系数接近显著相关临界值;6月份的三块挂板和8月份的四块挂板上的沙筛贝密度与凿贝才女虫密度呈显著正相关(见表5).3.4均密度和生物量沙筛贝成团的沉积物中小头虫、凿贝才女虫的平均密度和生物量比沙筛贝少的沉积物中的小头虫、凿贝才女虫的平均密度和生物量高2～3倍,t-检验证实它们的数量有显著差异(表6).4讨论4.1类型丰富多样马銮湾是厦门海域一个受海堤阻隔的浅水海湾,封闭性较强.该湾长期以来接纳着大量工、农业废水和生活污水,加上近20a来养殖业兴起,湾内共有虾塘2.6km2,湾中同时发展垂下养殖,如贝类(贻贝和沙筛贝等)、网箱养鱼等,致使该海湾富营养化严重,并向过营养化演变.厦门马銮湾富营养化水域的浮游植物具有种类少、丰度高、种类多样度低等特点.本研究表明,马銮湾沉积物中大型底栖动物稀少,种类多样性指数低,占优势的除了外来物种沙筛贝,还有被人们公认为有机物污染指示种小头虫.与厦门西海域火烧屿网箱养殖场污损生物种类比较,马銮湾挂板上的种类也少得多,前者可达100种,后者仅有13种.虽然罗大民等在《厦门马銮湾湿地及其生态重构示范区生态背景调查报告》罗列了马銮湾61种底栖动物,但其中小型底栖动物有31种,淡水种类有14种,因此海洋大型底栖动物也仅占16种.4.2沙筛贝和线性藤算法在2004年6月份的挂板上,沙筛贝的附着密度大于105个/m2,高于网纹藤壶附着密度1个数量级以上(见图2),沙筛贝数量上明显占优势.网纹藤壶虽然固着在挂板上,并占据着较大的挂板面积,有的网纹藤壶底盘直径可达1cm,但沙筛贝附着在网纹藤壶壳壁外侧,形成很高的密度,随着沙筛贝的生长,与网纹藤壶竞争食物,由于沙筛贝附着在网纹藤壶壳上,食物首先被沙筛贝抢夺,最后导致网纹藤壶饿死或窒息死亡.根据生长速率的判断,沙筛贝导致网纹藤壶死亡的时间应该是在它们同时附着20d以后.网纹藤壶的死亡也与其耐低氧能力较沙筛贝低有关,6月份的挂板在深度70cm以下几乎没有网纹藤壶分布,而这个月表层的溶解氧为5.6～6.3mg/dm3;底层(1.1m)完全缺氧.2004年8月,挂板上沙筛贝密度在10000～90000个/m2(见图3),对网纹藤壶的食物和空间竞争有所减弱,网纹藤壶很少死亡,但在空间上的分布仍受沙筛贝制约,它们之间的密度关系呈显著负相关.8月份,由于热带风暴的影响,为厦门带来了充沛的雨水,导致马銮湾水位上升约20cm,也增加了水体中的含氧量,这个月表层的溶解氧为6.7～7.4mg/dm3;底层(1.1m)的溶解氧为0.7～1.4mg/dm3,因而这个月网纹藤壶可分布到挂板90cm深.4.3大型底栖动物与沙筛贝的共生关系为什么小头虫、凿贝才女虫的数量有随沙筛贝数量增加而增加的趋势,这可能与它们的生态习性和生物学特征有关.养殖浮筏和挂板等海中物体,为沙筛贝提供了良好的附着基质,而高密度沙筛贝种群的形成,为小头虫提供了栖息的场所.由于小头虫是耐有机污染的种类,喜欢栖息在富含有机质的泥质沉积物中,常以细颗粒制造的薄泥管栖息,沙筛贝高密度种群的贝壳和足丝之间沉积了一定的细颗粒,这些细颗粒成为小头虫和凿贝才女虫营造泥管的材料.凿贝才女虫的个体大小与小头虫相近,喜欢穴居于石灰质的石块、死珊瑚、软体动物贝壳中.大型底栖动物之间存在的数量正相关关系在深圳湾潮滩