王 玥 龐小鵬 郭玉清
廣西北海金海灣紅樹(shù)林濕地海洋線(xiàn)蟲(chóng)群落研究初探*
王 玥 龐小鵬 郭玉清①
(集美大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院 廈門(mén) 361021)
2019年夏季在廣西北海市金海灣紅樹(shù)林濕地, 設(shè)置7個(gè)斷面, 分別采集紅樹(shù)林和光灘小型底棲動(dòng)物沉積物樣品, 進(jìn)行海洋線(xiàn)蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)的研究。分析結(jié)果共鑒定出7個(gè)小型底棲動(dòng)物類(lèi)群, 分別為自由生活海洋線(xiàn)蟲(chóng)、橈足類(lèi)、多毛類(lèi)、寡毛類(lèi)、雙殼類(lèi)、有孔蟲(chóng)以及少許未鑒定類(lèi)群, 其中海洋線(xiàn)蟲(chóng)是優(yōu)勢(shì)類(lèi)群, 占總豐度的91.79%。小型底棲動(dòng)物的豐度介于(6.07±1.23)—(200.25±31.75) ind./10cm2之間, 海洋線(xiàn)蟲(chóng)的豐度介于(4.16±1.7)—(195.23±30.80)ind./10cm2之間。各個(gè)斷面, 紅樹(shù)林區(qū)小型底棲動(dòng)物的數(shù)量都大于相同斷面光灘上的。共鑒定出6個(gè)海洋線(xiàn)蟲(chóng)優(yōu)勢(shì)屬, 分別為、、、、和, 其中為最優(yōu)勢(shì)屬, 優(yōu)勢(shì)度為19.35%, 在各個(gè)斷面廣泛分布。文中比較分析了該屬出現(xiàn)的3個(gè)相近種的尾長(zhǎng)、化感器直徑和化感器距體前端的距離等形態(tài)學(xué)特征。
紅樹(shù)林濕地; 海洋線(xiàn)蟲(chóng); 廣西; 小型底棲動(dòng)物
紅樹(shù)林作為海岸帶重要的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型, 是分布在熱帶或亞熱帶海岸以木本植物為主構(gòu)成的重要濕地生態(tài)系統(tǒng), 具有維持海岸帶生物多樣性以及防風(fēng)固岸、促淤造陸等重要生態(tài)功能(張喬民等, 2001; 何斌源等, 2007; 盧元平等, 2019)。廣西是我國(guó)紅樹(shù)林的重要分布區(qū), 2013年紅樹(shù)林面積為7243.15hm2, 其中北海市3263.66hm2、欽州市2097.41hm2和防城港市1882.07hm2(陶艷成等, 2017)。廣西北海金海灣紅樹(shù)林生態(tài)保護(hù)區(qū), 位于北海市區(qū)東南方約15km處, 沉積物類(lèi)型為砂質(zhì), 此處也是中國(guó)鱟()幼體的孵化場(chǎng)。
自由生活海洋線(xiàn)蟲(chóng)是海洋中最豐富的后生動(dòng)物, 它屬于小型底棲動(dòng)物的永久性成員, 即分選時(shí), 可通過(guò)0.5mm或1mm網(wǎng)篩但被0.031mm或0.042mm孔徑網(wǎng)篩蓄留的動(dòng)物(Coull, 1999)。海洋線(xiàn)蟲(chóng)作為紅樹(shù)林小型底棲動(dòng)物中數(shù)量最大的類(lèi)群, 通常占小型底棲動(dòng)物數(shù)量的90%以上(蔡立哲等, 2000)。由于海洋線(xiàn)蟲(chóng)能促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)、刺激微生物的生產(chǎn)、加速有機(jī)質(zhì)的降解, 因此在紅樹(shù)林的底棲生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物種循環(huán)中發(fā)揮著重要作用(Guo, 2018)。本次研究選取了廣西北海金海灣白骨壤紅樹(shù)林為采樣區(qū)域, 對(duì)海洋線(xiàn)蟲(chóng)群落進(jìn)行研究, 重點(diǎn)對(duì)其優(yōu)勢(shì)屬中的相似種進(jìn)行特征參數(shù)對(duì)比分析, 目的在于豐富該區(qū)域海洋生物物種多樣性研究, 為評(píng)價(jià)紅樹(shù)林濕地沉積環(huán)境質(zhì)量, 以及中國(guó)鱟潛在餌料研究奠定基礎(chǔ)。
2019年夏季, 在廣西北海金海灣紅樹(shù)林生態(tài)保護(hù)區(qū), 21°N設(shè)置7個(gè)斷面(見(jiàn)圖1), 分別選取紅樹(shù)林和光灘未受擾動(dòng)的沉積物(依照紅樹(shù)林植被條帶寬窄不同, 選取1—4個(gè)不等的紅樹(shù)林沉積物站位), 用內(nèi)徑2.9cm注射器改制的采樣管, 采集小型底棲動(dòng)物樣品。每個(gè)站點(diǎn)取3個(gè)重復(fù)樣, 共采集54份樣品。同時(shí)測(cè)定溫度、鹽度和pH值等環(huán)境因子(見(jiàn)表1)。樣品封裝后倒入5%的福爾馬林現(xiàn)場(chǎng)搖勻固定, 然后常溫保存帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。
圖1 站位分布圖
表1 金海灣紅樹(shù)林濕地采樣區(qū)環(huán)境因子
Tab.1 Environmental factors of the sampling area of the mangrove wetland in Jinhai Bay
在實(shí)驗(yàn)室將樣品置于500mL的量筒中, 用經(jīng)過(guò)濾的自來(lái)水進(jìn)行淘洗多次, 直至流出液澄清, 以去除甲醛固定液和細(xì)小的沉積物。每次將懸浮液樣品置于500μm的網(wǎng)篩和42μm網(wǎng)篩組成的套篩中。最后將套篩中的樣品倒入離心管中, 利用Ludox溶液(比重1.15)提取小型底棲動(dòng)物3次。將樣品瓶中的樣品轉(zhuǎn)移到畫(huà)有等寬平行線(xiàn)的培養(yǎng)皿中, 在解剖鏡下將所有小型底棲動(dòng)物按類(lèi)群分類(lèi)計(jì)數(shù)。再將海洋線(xiàn)蟲(chóng)轉(zhuǎn)移到裝有酒精甘油的水溶液(酒精︰甘油︰水= 1︰1︰18)中, 放置于干燥箱中靜置1周左右后進(jìn)行制片。
利用Excel 2007、Primer 6.0和SPSS 22進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。
7個(gè)斷面小型底棲動(dòng)物樣品的分析結(jié)果見(jiàn)表2。共鑒定出海洋線(xiàn)蟲(chóng)、橈足類(lèi)、多毛類(lèi)、寡毛類(lèi)、雙殼類(lèi)、有孔蟲(chóng)以及其他類(lèi)共7類(lèi), 其中線(xiàn)蟲(chóng)是絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群, 占小型底棲動(dòng)物總數(shù)量的91.79%, 橈足類(lèi)位于第二位, 占到小型底棲動(dòng)物的4.29%, 多毛類(lèi)、雙殼類(lèi)和寡毛類(lèi)分別占2.31%、0.82%和0.59%。小型底棲動(dòng)物的豐度介于(6.07±1.23)—(200.25±31.75) ind./10cm2之間, 其中斷面5的豐度最高, 為(200.25± 31.79)ind./10cm2, 斷面4最低, 為(6.07±1.23)ind./ 10cm2, 海洋線(xiàn)蟲(chóng)的豐度介于(4.16±1.7)—(195.23± 30.80)ind./10cm2之間。各個(gè)斷面, 紅樹(shù)林區(qū)小型底棲動(dòng)物的數(shù)量都大于相同斷面光灘上的數(shù)量。
本次共鑒定出29個(gè)屬, 以個(gè)體數(shù)量占線(xiàn)蟲(chóng)群落總數(shù)量的百分比大于5%的屬, 確定出6個(gè)優(yōu)勢(shì)屬, 其中為最優(yōu)勢(shì)屬, 優(yōu)勢(shì)度為19.35%。同時(shí)它也是該紅樹(shù)林濕地的廣布屬, 除了斷面3在各個(gè)斷面的紅樹(shù)林區(qū)和光灘都有發(fā)現(xiàn), 其次是和, 優(yōu)勢(shì)度分別為13.39%、11.84%和10.86%。6個(gè)屬在各斷面的分布情況及優(yōu)勢(shì)度見(jiàn)表3。
微口線(xiàn)蟲(chóng)屬()具有細(xì)長(zhǎng)的尾部, 6個(gè)頭部的感覺(jué)乳突和4根頭部的感覺(jué)剛毛, 圓形的化感器接近頭端, 口腔微小, 食道后段膨大為明顯的食道球(鄒朝中, 2001)。本研究中屬中的優(yōu)勢(shì)種主要特征見(jiàn)圖2。雄性身體呈圓柱狀, 體長(zhǎng)1553—1638μm, 頭部直徑14—18μm, 化感器直徑7μm, 距體前端距離3.9—4.9μm, 化感器所在體直徑18μm。交接器頭部膨大, 弦長(zhǎng)為30.47—32.48μm, 弧長(zhǎng)為46.57—47.72μm, 引帶簡(jiǎn)單并具有明顯的伸向背尾側(cè)的骨突。尾部呈細(xì)長(zhǎng)絲狀, 461—541μm, 體長(zhǎng)與尾長(zhǎng)比例為2.86—3.37。但進(jìn)一步測(cè)量分析該種的標(biāo)本, 發(fā)現(xiàn)有些標(biāo)本在尾長(zhǎng)、化感器距體前端的距離、化感器直徑等形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)有些差異, 初步可以認(rèn)為為3個(gè)相近種(見(jiàn)表4, 圖3)。
表2 金海灣紅樹(shù)林濕地小型底棲動(dòng)物的豐度(ind./10cm2)
Tab.2 Abundance of meiofanua in Jinwan Bay mangrove wetland (ind./10cm2)
表3 金海灣紅樹(shù)林濕地線(xiàn)蟲(chóng)群落優(yōu)勢(shì)屬在各斷面分布
Tab.3 Dominant genera of nematodes in Jinhai Bay mangrove wetland
圖2 T. longicaudata顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)
注: a. 示化感器; b. 示雄性交接器; c. 示雌性陰門(mén); d. 示口腔; e. 示雄性尾部。比例尺: a, b, c, d, e = 10μm
表4三個(gè)近緣種部分形態(tài)學(xué)特征參數(shù)比較(單位: μm)
Tab.4 Comparison of morphological characteristic of three related species of T. longicaudata (unit: μm)
各斷面海洋線(xiàn)蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)的生物多樣性指數(shù)結(jié)果如表5, 其中斷面1的種類(lèi)數(shù)、物種豐富度指數(shù)、香農(nóng)-威納指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最高, 分別為23、4.0234、2.5681和0.9075; 斷面7的種類(lèi)數(shù)、物種豐富度指數(shù)最低, 為8、1.3677, 斷面4的均勻度指數(shù)、香農(nóng)-威納指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最低, 為0.5518、1.2705和0.6298。
線(xiàn)蟲(chóng)群落K-優(yōu)勢(shì)度曲線(xiàn)如圖4, 其中斷面4的群落優(yōu)勢(shì)度曲線(xiàn)位于圖形的最上方, 表明該站位線(xiàn)蟲(chóng)群落具有較高的物種優(yōu)勢(shì)度和較低的物種多樣性, 而斷面1的群落優(yōu)勢(shì)度曲線(xiàn)位于圖形的最下方, 表明該站位具有較低的群落優(yōu)勢(shì)度和較高的物種多樣性。
影響小型底棲動(dòng)物豐度和分布的因素除了溫度、鹽度外, 還有氣候條件、紅樹(shù)植物類(lèi)型、人為擾動(dòng)程度和沉積物類(lèi)型等。以上多方面因素都會(huì)導(dǎo)致造成小型底棲動(dòng)物豐度的差異(Coull, 1999)。張志南(1991)在秦皇島砂灘海洋線(xiàn)蟲(chóng)的數(shù)量研究中表明海洋線(xiàn)蟲(chóng)年平均密度中潮帶為(1381±441)—(1264±538)ind./ 10cm2。李佳等(2012)在青島太平灣第二海水浴場(chǎng)和石老人海水浴場(chǎng)四個(gè)季度采樣研究表明小型底棲動(dòng)物年平均豐度為(1167.3±768.3)和(1130.2±1419.1) ind./10cm2, 并且存在顯著的季節(jié)差異。在浙江省南麂列島國(guó)家海洋自然保護(hù)區(qū)潮間帶進(jìn)行的小型生物采樣調(diào)查表明, 大沙岙沙灘小型底棲動(dòng)物豐度為(291.9—516.8)ind./10cm2(林巋璇等, 2003)。陳玉珍等(2020)在福建省主要島嶼沙灘四季采樣研究表明小型底棲動(dòng)物的年平均豐度為相同數(shù)量級(jí), 具體為: 東山島(973.93±760.79)ind./10cm2> 海壇島(810.87±696.75) ind./10cm2> 湄洲島(276.8±335.31)ind./10cm2> 火山島(189.86±147.07)ind./10cm2(陳玉珍等, 2020)。以上結(jié)果都遠(yuǎn)高于本次研究結(jié)果(6.07±1.23)—(200.25± 31.75)ind./10cm2。
圖3 T. longicaudata三個(gè)相近種的微形態(tài)結(jié)構(gòu)
注: a、b和c示三者的化感器; a1、b1和c1示三者的雄性交接器; a2、b2和c2示三者的雄性尾部。比例尺=10μm
表5 金海灣紅樹(shù)林濕地海洋線(xiàn)蟲(chóng)的生物多樣性指數(shù)
Tab.5 Biodiversity index of marine nematodes in Jinhai Bay mangrove wetland
Hua等(2016)對(duì)中國(guó) 9個(gè)不同緯度的潮間帶沙灘小型底棲動(dòng)物分布的研究發(fā)現(xiàn), 小型底棲動(dòng)物的豐度在不同緯度區(qū)域表現(xiàn)出水平差異, 熱帶沙灘的小型底棲動(dòng)物豐度從高潮帶到低潮帶顯著增加; 在溫帶地區(qū), 中潮帶小型底棲動(dòng)物豐度最高, 但三個(gè)潮帶間小型底棲動(dòng)物的豐度差異不顯著; 在亞熱帶沙灘, 各潮帶間的小型底棲動(dòng)物豐度幾乎無(wú)差異。本研究在斷面4和斷面5的紅樹(shù)林區(qū)設(shè)了多個(gè)站位, 也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)不同潮帶間的小型底棲動(dòng)物數(shù)量的差異。本研究區(qū)域是北海市著名的旅游景點(diǎn), 游人趕海的最佳地段, 也可能是人為擾動(dòng)沉積物影響了小型底棲動(dòng)物豐度, 正如在青島太平灣砂質(zhì)灘所發(fā)現(xiàn)的, 旅游旺季小型底棲動(dòng)物豐度及其優(yōu)勢(shì)類(lèi)群海洋線(xiàn)蟲(chóng)的豐度明顯低于淡季(華爾等, 2010)。
圖4 金海灣紅樹(shù)林濕地海洋線(xiàn)蟲(chóng)群落的K-優(yōu)勢(shì)度曲線(xiàn)
在福建洛陽(yáng)江口紅樹(shù)林自然保護(hù)區(qū)的桐花樹(shù)林研究發(fā)現(xiàn), 小型底棲動(dòng)物的豐度存在明顯的季節(jié)差異, 年平均豐度在(97.4±28.3)—(38.9±24.3)ind./10cm2之間(常瑜等, 2014)。曹婧(2012)研究福建漳江口紅樹(shù)林秋茄、桐花樹(shù)和白骨壤4 個(gè)季度小型底棲動(dòng)物的平均豐度分別為(1500.3±735.2)、(1717.5±621.7)和(2607.1±802.6)ind./10cm2。吳辰(2013)研究廣東湛江高橋無(wú)瓣海桑、桐花樹(shù)和木欖4個(gè)季度小型底棲動(dòng)物的平均豐度分別為(1188.2±390.52)、(1071.8±613.6)和(739.0±237.8)ind./10cm2。陳昕韡等(2017)在廈門(mén)同安灣下潭尾人工紅樹(shù)林濕地的研究中提出由于紅樹(shù)林中具有豐富的單寧酸和有機(jī)質(zhì), 因此紅樹(shù)林區(qū)的小型底棲動(dòng)物與非紅樹(shù)林區(qū)有著顯著的差異。本次研究結(jié)果中, 同一斷面紅樹(shù)林濕地小型底棲動(dòng)物的豐度也都大于光灘。
分類(lèi)學(xué)差異是用于識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)各分類(lèi)屬性的良好標(biāo)志。然而, 海洋線(xiàn)蟲(chóng)擁有形態(tài)學(xué)一致性和生物學(xué)多樣性的雙重特征, 海洋線(xiàn)蟲(chóng)不同種之間表面形態(tài)的相似性, 使其多樣性通常被低估(杜永芬等, 2014)。本研究中的第一優(yōu)勢(shì)屬是全球廣分布的屬(Gerlach, 1973)。國(guó)內(nèi), 在南黃海潮下帶鳀魚(yú)越冬場(chǎng)區(qū)域(沉積物類(lèi)型為黏土質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)黏土)(黃勇, 2005)、渤海灣潮下帶(沉積物類(lèi)型為極細(xì)沙)(郭玉清等, 2002)、黃河口水下三角洲(張志南等, 2001)、廈門(mén)東西海域潮下帶(郭玉清等, 2008)、香港維多利亞港潮下帶(Liu, 2008)、福建紅樹(shù)林濕地(郭玉清等, 2018)等都有報(bào)道。它也在本次研究采樣區(qū)域廣泛存在。
長(zhǎng)期以來(lái), 鑒于海洋線(xiàn)蟲(chóng)的生物學(xué)特性及其在實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用, 其作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的潛在指示生物一直備受重視(Patrício, 2011)。盡管有許多學(xué)者認(rèn)為, 在生態(tài)學(xué)中, 種級(jí)水平的詳細(xì)界定并非必須, 屬級(jí)或科級(jí)區(qū)分可滿(mǎn)足需求, 因?yàn)槿祟?lèi)活動(dòng)壓力較自然環(huán)境會(huì)在較高階元上改變?nèi)郝涞慕Y(jié)構(gòu)組成(Warwick, 1988)。但是, 對(duì)于這樣一個(gè)全球分布屬來(lái)講, 還是很有必要對(duì)其相似種進(jìn)行深入研究。
該屬現(xiàn)有的38個(gè)命名種中, 根據(jù)化感器的大小和位置、頭剛毛的位置、頸剛毛的存在與否以及食道球的有無(wú)、大小和形狀等, 認(rèn)為15種為有效種, 也就是說(shuō)該屬中已經(jīng)命名的種在分類(lèi)學(xué)上存在著很多爭(zhēng)議(Armenteros, 2009)。表6是世界不同區(qū)域報(bào)道的部分形態(tài)學(xué)特征參數(shù)比較。
表6部分形態(tài)學(xué)特征參數(shù)比較(Armenteros, 2009)(單位: μm)
Tab.6 Comparison of morphological features in T. longicaudata (unit: μm)
注:=體長(zhǎng)/最大體直徑;=體長(zhǎng)/食道長(zhǎng)度;=體長(zhǎng)/尾長(zhǎng);’=陰門(mén)到體前端的距離;%=’/體長(zhǎng)
從表6中可以看出, 不同作者所測(cè)量的該種形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)不盡相同, 在體長(zhǎng)、交接器弧長(zhǎng)、值上尤為明顯, 說(shuō)明該種不僅全球廣布且形態(tài)學(xué)變異性大。本研究發(fā)現(xiàn)的3個(gè)相近種都有明顯的食道球, 頭剛毛長(zhǎng)度、尾長(zhǎng)等差異不大, 區(qū)別主要表現(xiàn)在化感器距體前端的距離、交接器的弧長(zhǎng)和弦長(zhǎng)。目前在形態(tài)學(xué)特征參數(shù)信息有限, 不足以精確區(qū)分種間差異時(shí), 確實(shí)需要利用分子生物學(xué)技術(shù)手段進(jìn)一步開(kāi)展研究。
本研究于2019年夏季, 在廣西北海金海灣紅樹(shù)林濕地設(shè)7個(gè)斷面采集沉積物小型底棲動(dòng)物樣品, 研究小型底棲動(dòng)物的豐度與海洋線(xiàn)蟲(chóng)的群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn): 相對(duì)于國(guó)內(nèi)其他地區(qū)砂灘, 該濕地小型底棲動(dòng)物豐度較低, 而且紅樹(shù)林區(qū)小型底棲動(dòng)物的數(shù)量大于相同斷面光灘上的; 共鑒定出海洋線(xiàn)蟲(chóng)屬29個(gè), 優(yōu)勢(shì)屬6個(gè), 分別是、、、、和, 其中為第一優(yōu)勢(shì)屬, 優(yōu)勢(shì)度為19.35%; 文中列表比較了世界多地報(bào)道物種的主要形態(tài)特征, 同時(shí)分析了本研究區(qū)域樣品中出現(xiàn)的3個(gè)相近種的尾長(zhǎng)、化感器直徑和化感器距體前端的距離等形態(tài)學(xué)特征, 提出了應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)在物種鑒定中的必要性。
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STUDY ON MARINE NEMATODES COMMUNITY IN JINHAI BAY MANGROVE WETLAND, BEIHAI, GUANGXI
WANG Yue, PANG Xiao-Peng, GUO Yu-Qing
(Fisheries College, Jimei University, Xiamen 361021, China)
To understand the community structure of free-living marine nematodes, seven sections were set up in the mangrove wetland of Beihai city, Guangxi in summer of 2019. Seven meiofanua groups were recognized, including free-living marine nematodes, copepods, polychaetes, oligochaetes, bivalves, foraminiforas, and a few unidentified individuals. Marine nematodes were the dominant group, accounting for 91.79% of the total abundance. The abundance of meiofanua ranged from (6.07±1.23) to (200.25±31.75)ind./10cm2. The abundance of marine nematodes ranged from (4.16±1.7) to (195.23±30.80)ind./10cm2. In all sections, the abundance of meiofanua in mangrove forests were greater than those in the beach area in the same section. Six dominant genera of marine nematodes were,,,,and.was the most dominant genus with a dominance of 19.35%, and three similar species appeared in this genus. The morphological characteristics including the length of the tail, amphidial fovea diameter and the distance of amphidial fovea to anterior end of body were compared.
mangrove wetland; free-living marine nematodes; Guangxi; meiofauna
* 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目, 31772416號(hào)。王 玥, 碩士研究生, E-mail: 1140370019@qq.com
郭玉清, 博士生導(dǎo)師, 教授, E-mail: guoyuqing@jmu.edu.cn
2019-11-30,
2020-02-20
Q959.17
10.11693/hyhz20191100239