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辽河口红海滩天津厚蟹种群时空分布特征研究

侯文昊 卢伟志 赵开远 张家林 张瑞瑾 雷威 廖国祥 刘长安

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辽河口红海滩天津厚蟹种群时空分布特征研究

    作者简介: 侯文昊(1994-), 男, 甘肃金昌人, 硕士研究生, 主要研究方向为滨海湿地生态学, E-mail:hwhao0636@163.com;
    通讯作者: 卢伟志(1985-), 男, 湖南临湘人, 博士, 主要研究方向为滨海湿地生态学, E-mail:weizhilu2015@163.com
  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(31600338),国家滨海湿地监测中心建设项目
  • 中图分类号: X171

Research on the temporal and spatial distribution characteristics of Helice tientsinensis in Red Beach of the Liaohe estuary

  • 摘要: 红海滩是辽河口重要的旅游资源,由翅碱蓬(Suaeda heteroptera)群落集群生长而成,然近年明显退化。初步调查发现天津厚蟹(Helice tientsinensis)摄食可显著影响翅碱蓬萌发和生长,故探究天津厚蟹的分布特征对阐明红海滩退化具有重要意义。本研究通过陷阱捕获法,对辽河口红海滩的天津厚蟹时空分布特征进行了调查。研究结果表明:天津厚蟹密度具有差异显著的月动态变化特征,表现为7月> 8月> 6月> 9月> 10月> 5月> 11月;随着从近岸潮沟向入海口靠近,天津厚蟹分布密度具有逐渐降低的趋势;受食物来源与天敌庇护场所影响,天津厚蟹在不同植被生境中的分布密度为:翅碱蓬-芦苇生态交错区>芦苇群落>翅碱蓬群落>光滩-翅碱蓬生态交错区>光滩。本研究为辽河口红海滩湿地资源的保护与管理提供了数据支持。
  • 图 1  鸳鸯岛西不同生境样点分布

    Figure 1.  Sampling sites distribution of five habitats in the west of Yuanyang island

    图 2  辽河口空间样点分布

    Figure 2.  Sampling site distribution along the Liaohe estuary

    图 3  辽河口天津厚蟹月动态分布特征(图中相同字母表示组间差异不显著,不同字母表示组间差异显著,下同)

    Figure 3.  Monthly dynamic distribution of H.tientsinensis in Liaohe estuary (Same letters denote no significant differences based on the Tukey post hoc comparison of the means.The below is the same)

    图 4  辽河口天津厚蟹空间分布特征

    Figure 4.  The spatial distribution of H.tientsinensis along Liaohe estuary

    图 5  不同植被生境类型对天津厚蟹分布的影响

    Figure 5.  Effects of different vegetation habitats on the distribution of H.tientsinensis

    表 1  辽河口天津厚蟹月动态分布差异

    Table 1.  Seasonal variation of H.tientsinensis distribution in Liaohe estuary

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    表 2  辽河口天津厚蟹分布的空间差异

    Table 2.  Regional differences in distribution of H. tientsinensis of Liaohe estuary

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-23
  • 录用日期:  2018-03-21
  • 刊出日期:  2019-04-20

辽河口红海滩天津厚蟹种群时空分布特征研究

    作者简介:侯文昊(1994-), 男, 甘肃金昌人, 硕士研究生, 主要研究方向为滨海湿地生态学, E-mail:hwhao0636@163.com
    通讯作者: 卢伟志(1985-), 男, 湖南临湘人, 博士, 主要研究方向为滨海湿地生态学, E-mail:weizhilu2015@163.com
  • 1. 大连海洋大学 海洋科技与环境学院, 辽宁 大连 116023
  • 2. 国家海洋环境监测中心, 辽宁 大连 116023
  • 3. 国家海洋局近岸海域生态环境重点实验室, 辽宁 大连 116023
基金项目: 国家自然科学基金项目(31600338),国家滨海湿地监测中心建设项目

摘要: 红海滩是辽河口重要的旅游资源,由翅碱蓬(Suaeda heteroptera)群落集群生长而成,然近年明显退化。初步调查发现天津厚蟹(Helice tientsinensis)摄食可显著影响翅碱蓬萌发和生长,故探究天津厚蟹的分布特征对阐明红海滩退化具有重要意义。本研究通过陷阱捕获法,对辽河口红海滩的天津厚蟹时空分布特征进行了调查。研究结果表明:天津厚蟹密度具有差异显著的月动态变化特征,表现为7月> 8月> 6月> 9月> 10月> 5月> 11月;随着从近岸潮沟向入海口靠近,天津厚蟹分布密度具有逐渐降低的趋势;受食物来源与天敌庇护场所影响,天津厚蟹在不同植被生境中的分布密度为:翅碱蓬-芦苇生态交错区>芦苇群落>翅碱蓬群落>光滩-翅碱蓬生态交错区>光滩。本研究为辽河口红海滩湿地资源的保护与管理提供了数据支持。

English Abstract

  • 红海滩作为我国北方典型滨海湿地植被类型,由耐盐植物翅碱蓬(Suaeda heteroptera)大面积密集生长于海滩而成,是在特定地质环境中形成的生态地质现象[1-2]。辽河口红海滩地处河海交汇处,陆源与海源物质不断交汇与堆积,使得其物质循环与海陆交互作用极为强烈[3]。辽河口作为全球红海滩的分布中心,分布面积达3500 hm2[4]。除具有重要景观效果外,红海滩对改良滨海土壤、净化河口污水等方面也发挥着重要生态作用[5]。同时还是全球珍稀濒危鸟类黑嘴鸥(Larus saundersi)和丹顶鹤(Grus japonensis)等水鸟的觅食和繁育场所[6-7]

    近几十年来辽宁盘锦地区经济快速发展,人类大面积开发油田、大肆开垦沿海滩涂、修建大量沿海道路与堤坝,使得辽河口生态环境持续恶化,翅碱蓬群落退化严重[8],主要表现为芦苇以克隆生长的方式在红海滩快速扩张,翅碱蓬面积急剧减少[9]。近年研究表明,动物的大量摄食对植物的生长具有较大的影响[10-13],并证明甲壳类动物的摄食对滨海盐沼植物的生长与分布具有决定性作用[14-16]。我们在前期调查中发现,辽河口红海滩的翅碱蓬生长受天津厚蟹(Helice tientsinensis)的摄食作用影响较为严重,尤其在翅碱蓬的幼苗生长阶段。

    天津厚蟹(H.tientsinensis)隶属弓蟹科(Varunidae),圆方蟹亚科(Cyclograpsinae),厚蟹属(Helice)[17],主要分布于我国广东、福建、江苏、山东、辽宁等省的海岸潮间带,穴居于河口或通海河流的泥滩上,有一定的经济价值[18]。河口海岸带的底栖动物是迁徙鸟类的重要饵料,维持着潮滩湿地生态系统的许多重要生态过程[19-20]。天津厚蟹作为辽河口潮滩湿地最重要的底栖动物,其分布特征对水域生态系统的能量流动和物质循环具有显著影响[21-22]。近年来,关于河口湿地底栖动物群落种类数量的研究很多[23-26],但对辽河口底栖动物时间和空间变化趋势的研究则相对较少[27-28]。本研究拟通过调查辽河口天津厚蟹群落,阐述其时空分布格局,分析种群密度与季节动态、生境特征等环境要素的相关关系,以期为辽河口红海滩湿地保护、合理利用与生态修复提供基础数据。

    • 本研究在辽河口盘锦市鸳鸯岛及周边海域的滨海湿地开展。鸳鸯岛位于辽宁省盘锦市辽河口小道子至三道沟渔港海域,原名鸳鸯沟滩,于2013年7月被正式收录到国家海岛名录,地处40°55.32′N~40°55.74′ N,121°48.06′E~121°48.3′ E,总面积约7 km2,为淤泥质海岛。该区域属暖温带季风气候,年平均气温9.5℃,植物群落主要包括芦苇和翅碱蓬等,其中较大面积的翅碱蓬分布,形成了壮观的红海滩景观。同时这里还栖息着丹顶鹤(Grus japonensis)、灰鹤(Grus grus)、东方白鹳(Ciconia boyciana)、黑嘴鸥(Larus saundersi)等全球珍稀濒危鸟类。

    • 天津厚蟹调查采用陷阱捕获法[29]进行,每个样点使用带盖空心PVC管(直径16 cm,高50 cm)作为捕捉陷阱,提前30 d将PVC管埋于土壤中,管口与土壤表面齐平。捕捉前将盖拧开,螃蟹经过时即会自然掉落,为防止螃蟹从PVC管底部逃逸,在管口底端安装固定筛网(筛孔为60目),捕捉周期为24 h,捕捉完成后将PVC管内所有螃蟹取出放入自封袋中带回,在实验室统计分析种类与数量。

    • 在辽河口鸳鸯岛西侧区域从河岸向岛中心依次选择典型的光滩、光滩-翅碱蓬生态交错区、翅碱蓬群落、翅碱蓬-芦苇生态交错区、芦苇群落5种生境(图 1)设置陷阱进行螃蟹捕获实验,每种生境间距大于30 m,共设置5个样带(样带间距离大于50 m)作为重复。样点设置尽量选择生境代表性强且不受人为活动干扰的区域,捕捉实验于2017年5月至11月逐月进行,每次调查均选择在每月中旬进行。

      图  1  鸳鸯岛西不同生境样点分布

      Figure 1.  Sampling sites distribution of five habitats in the west of Yuanyang island

    • 为阐明天津厚蟹受潮流作用的影响,探究其从潮沟到入海河口区间的分布规律。我们在辽河口区域沿河沟至入海河口依次设置A、B、C三个样点(图 2)。其中A样点位于靠陆潮沟,其中潮沟宽度仅20 m;C点位于鸳鸯岛头,靠近入海口方向;B样点位于A和C样点之间。每个样点设置3条样带作为平行,每个样带设置5个样方作为重复,样点设置尽量选择生境代表性强且不受人为干扰的区域,并于2016年选择天津厚蟹活动强烈的7月~9月每月中旬进行一次天津厚蟹的群落调查。

      图  2  辽河口空间样点分布

      Figure 2.  Sampling site distribution along the Liaohe estuary

    • 利用2017年5月~11月不同生境间调查的数据分析天津厚蟹月动态以及生境间差异;利用2016年7月~9月不同区域间调查的数据分析天津厚蟹的空间分布特征。通过SPSS 22.0进行单因素方差分析和双因素复方差分析,验证月动态、河流作用以及生境类型对天津厚蟹分布状况的影响,利用Sigmaplot 12.0进行绘图。

    • 调查结果表明辽河口天津厚蟹分布密度随月份变化具有显著差异(P<0.001,表 1),且随月份增加呈现先增加后降低的变化趋势,其中7月分布密度最高,8月次之,6月、9月和10月密度无显著差异,但明显高于5月和11月(图 3)。

      图  3  辽河口天津厚蟹月动态分布特征(图中相同字母表示组间差异不显著,不同字母表示组间差异显著,下同)

      Figure 3.  Monthly dynamic distribution of H.tientsinensis in Liaohe estuary (Same letters denote no significant differences based on the Tukey post hoc comparison of the means.The below is the same)

      表 1  辽河口天津厚蟹月动态分布差异

      Table 1.  Seasonal variation of H.tientsinensis distribution in Liaohe estuary

      从全年(5~11月)天津厚蟹分布密度来看,天津厚蟹的年均分布密度为(6.81±0.51 ind/plot/d),7月(13.92±2.08 ind/plot/d)、8月(10.09±1.19 ind/plot/d)和6月(6.92±0.96 ind/plot/d)的天津厚蟹分布密度均高于年均数量。而5月(2.00±0.37 ind/plot/d)、9月(6.57±0.66 ind/plot/d)、10月(6.46±0.80 ind/plot/d)和11月(1.29±0.29 ind/plot/d)均低于全年平均值。

      辽河口天津厚蟹分布密度随季节有较为明显的变化,以往研究表明温度等非生物因素对天津厚蟹的生长具有显著影响,温度过低或过高都会限制天津厚蟹的生长行为[30],使得天津厚蟹出现冬季穴居的行为。本研究也证明天津厚蟹的分布表现为7月和8月明显大于其它月份的趋势。该区域属于暖温带,对于天津厚蟹而言冬季气温过低而夏季气温凉爽,是使其呈现夏季多于冬春季分布特点的主要原因。由于本研究采用的陷阱捕获法不同于传统底栖动物采样调查,虽在天津厚蟹活跃的季节能较准确反映天津厚蟹活动状况,但无法估算冬季的分布状况,需进一步展开研究。

    • 辽河口沿潮沟至入海口分布特征表明,天津厚蟹密度在不同空间梯度下具有显著差异(P < 0.01,表 2),入海口分布密度最低,近岸潮沟分布密度最高(图 4)。三个区域的分布密度均值为15.52±5.56 ind/plot/d,其中A样点天津厚蟹密度高达25.27±9.61 ind/plot/d,明显高于B样点(15.29±4.01 ind/plot/d)和C样点(6.00±2.41 ind/plot/d)(P < 0.05)。

      图  4  辽河口天津厚蟹空间分布特征

      Figure 4.  The spatial distribution of H.tientsinensis along Liaohe estuary

      表 2  辽河口天津厚蟹分布的空间差异

      Table 2.  Regional differences in distribution of H. tientsinensis of Liaohe estuary

      从潮沟向入海口转变过程中,水动力环境是改变最为明显的要素。与A、B样点相比,C样点受河海交汇作用最为明显,水动力环境最为复杂。当水动力环境变化时,沉积物的特性(粒度、粘度、有机质含量等)相继发生改变,不稳定的沉积环境会直接导致栖息于表层的底栖动物的生活环境遭受破坏,使得河口生态结构发生改变[25],不利于天津厚蟹的生长,这是C样点天津厚蟹分布密度低于其他两个样点的原因。

    • 本研究发现植被生境类型对天津厚蟹的分布也存在显著影响(P<0.001,表 12)。各生境间均值为6.79±0.93 ind/plot/d,其中光滩与光滩-翅碱蓬生态交错区天津厚蟹的分布密度明显低于翅碱蓬群落、翅碱蓬-芦苇生态交错区与芦苇群落(P<0.05),仅分别为4.00±0.80 ind/plot/d和5.48±0.69 ind/plot/d。翅碱蓬群落、翅碱蓬-芦苇生态交错区和芦苇群落的天津厚蟹分布密度高于各生境间平均值,分别为7.51±0.97 ind/plot/d、9.41±1.56 ind/plot/d和7.54±1.32 ind/plot/d。

      图  5  不同植被生境类型对天津厚蟹分布的影响

      Figure 5.  Effects of different vegetation habitats on the distribution of H.tientsinensis

      本研究证明植被生境类型对天津厚蟹分布密度具有显著影响,植被生长茂盛的生境中(翅碱蓬-芦苇生态交错区、翅碱蓬群落与芦苇群落)的天津厚蟹密度明显高于植被生长稀疏的生境(光滩和光滩-翅碱蓬生态交错区)。以往研究证明,植物株高增加,枝、叶分化的复杂性导致的生境多样化,可为底栖动物提供生活空间[31],高位盐沼生境相对稳定,使得底栖动物密度往往大于低位盐沼[20],这是翅碱蓬群落和芦苇群落中天津厚蟹分布密度明显大于光滩的主要原因。

      本研究也证明,天津厚蟹在芦苇群落、翅碱蓬群落及翅碱蓬-芦苇生态交错区的分布密度差异不显著。但值得注意的是分布密度最高的区域是翅碱蓬-芦苇生态交错区,我们推测其与食物来源及庇护所有关。相较于芦苇群落,翅碱蓬群落中丰富的底栖藻类与植物组织可为天津厚蟹提供丰富的食物来源。然芦苇群落却比翅碱蓬群落具有更优质的躲避敌害(主要是水鸟)的庇护场所,进而有效的躲避敌害[32]。食物来源与天敌庇护场所两方面的相互博弈形成了天津厚蟹在翅碱蓬群落摄食,在芦苇群落中躲避敌害的习性,这也是翅碱蓬-芦苇生态交错区天津厚蟹分布密度最高的主要原因。

    • (1) 辽河口天津厚蟹分布密度具有差异显著的月动态,主要表现为7月>8月>6月>9月>10月>5月>11月,呈现以7月为中心的正态分布。

      (2) 辽河口天津厚蟹分布密度具有显著空间分布差异,主要呈现为从近岸潮沟向入海口逐渐减少的分布趋势。

      (3) 辽河口不同植被生境对天津厚蟹分布密度具有显著影响,主要表现为翅碱蓬-芦苇生态交错区>芦苇群落>翅碱蓬群落>光滩-翅碱蓬生态交错区>光滩,推测其原因与天津厚蟹的食物来源以及其躲避天敌的行为有关。

参考文献 (32)

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